2013-12-20

1

RODZAJE URZĄDZEŃ

ZABEZPIECZAJĄCYCH

NADPRĄDOWYCH

STOSOWANYCH W SIECIACH

NISKIEGO NAPIĘCIA

Urządzenia zabezpieczające

nadprądowe jednokrotnego działania

(bezpieczniki topikowe)

Urządzenia zabezpieczające nadprądowe (przetężeniowe)

jednokrotnego działania stosowane w instalacjach elektrycznych

niskiego napięcia to bezpieczniki topikowe. Można je podzielić na
dwa zasadnicze rodzaje:

a) bezpieczniki zabezpieczające jednocześnie przed prądem

przeciążeniowym i zwarciowym:

• są to bezpieczniki topikowe instalacyjne (do samodzielnej obsługi) z

pełnozakresową charakterystyką np. typu Bi-Wts, Bi-Wtz, gG, gL lub

pełnozakresowe bezpieczniki do niesamodzielnej obsługi (mocy /

przemysłowe) bezzwłoczne i zwłoczne,

b) bezpieczniki zabezpieczające wyłącznie przed prądem zwarciowym:
• bezpieczniki topikowe dobezpieczeniowe z niepełnozakresową

charakterystyką
(typu aM),

Nowe, obecnie produkowane

niskonapięciowe bezpieczniki topikowe
wykonywane są w różnych klasach. Klasy
bezpieczników oznaczane są obecnie
dwiema literami określającymi typ
charakterystyki czasowo-

prądowej wkładki

bezpiecznikowej i jego przeznaczenie.

Pierwsza litera (mała) określa zakres

zdolności wyłączania i oznacza:

• g- wkładkę bezpiecznikową o pełnozakresowej

zdolności wyłączania prądów przetężeniowych -

od małych, powodujących stopienie topika w

czasie krótszym od 1 godziny, aż do prądów

bardzo dużych, równych znamionowej wartości

prądu wyłączalnego,

• a - wkładkę bezpiecznikową o

niepelnozakresowej zdolności wyłączania,

zdolną wyłączać prądy przetężeniowe będące

pewną krotnością prądu znamionowego (k2 x In)

aż do znamionowej wartości prądu

wyłączalnego.

Druga litera (duża) oznacza kategorię użytkowania

bezpieczników i ich przeznaczenie. Wkładki topikowe budowane

są o następujących kategoriach:

• G – są to wkładki ogólnego przeznaczenia (ang. general aplication),

o charakterystyce czasowo-

prądowej odpowiadającej (zbliżonej)

wkładkom zwłocznym (BiWtz), przeznaczone do zabezpieczania

przewodów i obwodów odbiorczych.

• L - są to wkładki o charakterystyce czasowo-prądowej zbliżonej do

charektyrystyki G, przeznaczone do zabezpieczania przewodów i
kabli elektroenergetycznych sieci rozdzielczej (ang. line).

• M - są to wkładki o charakterystyce zwłocznej, przeznaczone do

zabezpieczania silników (ang. motor) i urządzeń rozdzielczych.

• R - są to wkładki o charakterystyce bardzo szybkiej przeznaczone

do zabezpieczania urządzeń półprzewodnikowych (ang. rectifier).

• B - są to wkładki o charakterystyce zwłoczno/bardzo szybkiej

przeznaczone do zabezpieczania urządzeń (sieci) górniczych w

podziemiach kopalń (niem. Bergbauanlagenschutz).

• Tr - są to wkładki o charakterystyce czasowo-prądowej

dostosowanej do przeciążalności ruchowej i obciążalności

zwarciowej transformatorów.

2013-12-20

2

• Zgodnie z tymi oznaczeniami w Polsce najczęściej

stosowane są bezpieczniki typu:

• gL – bezpieczniki pełnozakresowe przeznaczone do

zabezpieczania linii przesyłowych oraz obwodów

rozdzielczych niskiego napięcia (np. zabezpieczenie
WLZ, zabezpieczenie przelicznikowe),

• gG – bezpieczniki pełnozakresowe przeznaczone do

zabezpieczania przewodów obwodów z odbiornikami np.

w starych instalacjach mieszkaniowych, wyposażonych
w tablice mieszkaniowe z bezpiecznikami topikowymi,

• aM – bezpieczniki przeznaczone do obwodów z

silnikami, w których stosowane są odrębne

zabezpieczenia przeciążeniowe (termiczne).

Wszystkie bezpieczniki topikowe charakteryzują następujące podstawowe

parametry:

•

prąd znamionowy,

•

napięcie znamionowe,

•

prąd wyłączalny.

Właściwości bezpieczników określają ponadto następujące charakterystyki:
•

charakterystyka czasowo-

prądowa I = f(t) określająca dla danego czasu

największe prądy niezadziałania (lewa krzywa charakterystyki pasmowej)

oraz najmniejsze prądy wyłączające (prawa krzywa charakterystyki
pasmowej),

•

charakterystyka określająca energię przepuszczaną przez bezpiecznik

zwana charakterystyką całki Joul’a podająca zależność I2t = f(t), oraz

•

charakterystyka prądu ograniczonego Iogr = f(Ip) określająca zdolność

ograniczania wartości prądu zwarciowego za bezpiecznikiem w zależności

od spodziewanej wartości prądu zwarcia przed bezpiecznikiem.

Bezpieczniki dzielą się ponadto na dwa podstawowe rodzaje:
•

bezpieczniki przeznaczone do obsługi przez osoby niewykwalifikowane

(zwane zwykle bezpiecznikami instalacyjnymi wkrętkowymi do samodzielnej

obsługi), które przeznaczone są do stosowania w instalacjach domowych i
podobnych,

•

bezpieczniki przeznaczone do obsługi przez osoby wykwalifikowane (zwane

zwykle bezpiecznikami do niesamodzielnej obsługi, bezpiecznikami mocy

lub bezpiecznikami przemysłowymi), które przeznaczone są do stosowania

w instalacjach przemysłowych, dużych obiektów komunalnych i w sieciach
energetyki zawodowej.

• Bezpieczniki dla sieci o napięciu do 1000 V

budowane są na prądy znamionowe o
następujących normalizowanych wartościach:2,
4, 6, 10, 16, 20, 25, 32, 35, 40, 50, 63, 80, 100,
125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800,
1000, 1250, 1600 A.

• Napięcia znamionowe bezpieczników wynoszą:

400, 500, 690, 750, 1200 V a.c. oraz 750 V d.c.

Zdolność wyłączania prądu zwarciowego przez

bezpieczniki instalacyjne wynosi zwykle co najmniej 50

kA prądu przemiennego lub 8 kA prądu stałego.

Dla bezpieczników „mocy” zdolność wyłączania prądów

zwarciowych jest uzależniona od napięcia

znamionowego. Na przykład firma JEAN MUELLER dla

wkładek bezpiecznikowych typu NH gL/gG podaje

wartość tego prądu:

• dla bezpieczników o napięciu znamionowym 400 V a.c.

– 100 kA,

• dla bezpieczników o napięciu znamionowym 500 V a.c.

– 120 kA,

• dla bezpieczników o napięciu znamionowym 690 V a.c.

– 80 kA,

• dla bezpieczników o napięciu znamionowym 220/440 V

d.c.

– 25 kA,

Stosowane obecnie w instalacjach bezpieczniki topikowe
mają różnorodne charakterystyki czasowo-prądowe.
Porównanie charakterystyk: szybkiej (Bi-Wts), zwłocznej
(Bi-

Wtz) i gG (pełnozakresowej ogólnego przeznaczenia)

dla bezpieczników instalacyjnych o prądzie znamionowym
10, 20, 32, 50 i 80 A przedstawiono w tablicy 1. Z
przedstawionych w tablicy wartości wynika, że przy
stosowaniu w instalacjach bezpieczników o nowej
charakterystyce gG konieczne jest skorygowanie
współczynników k (Ia = k In) dla czasów wyłączenia do 5 s.

Tablica 1. Prądy Ia zapewniające samoczynne wyłączenie zasilania w czasie do 5 s oraz 0,2 s dla
bezpieczników o prądach znamionowych 10, 20, 32, 50 i 80A

Prąd zna-
mionowy

wkładki

Czas

wyłącze-

nia

Prąd wyłączający I

a

,

Bi-Wts

Bi-Wtz

gG

A

s

A

k

A

k

*)

A

k

10 A

5,0

28

2,8

50

5,0

48

4,8

0,2

55

5,5

108

10,8

95

9,5

20 A

5,0

62

3,1

110

5,5

90

4,5

0,2

130

6,5

240

12,0

170

8,5

32 A

5,0

98

3,1

180

5,6

160

5,0

0,2

210

6,6

390

12,2

310

9,7

50 A

5,0

170

6,0

300

6,0

280

5,6

0,2

360

13,0

650

13,0

600

12,0

80 A

5,0

270

6,0

450

6,0

450

5,6

0,2

700

13,1

1050

13,1

1000

12,5

*

)

k = I

a

: I

n

2013-12-20

3

Z przedstawionych w tablicy 1 danych opisujących prądy

wyłączające bezpieczników o różnych charakterystykach

wynika, że przy stosowaniu w instalacjach

bezpieczników o nowej charakterystyce gG wartość

prądu wyłączającego jak i prądu dla czasów

przedłukowych musi być ustalana na podstawie

pasmowych charakterystyk prądowo-czasowych
podanych przez normy (ewentualnie producenta

–

charakterystyki te podane w katalogach producentów są

łatwiej dostępne). W tablicy podano wartości prądów

oraz współczynników k podających stosunek prądu

wyłączającego Ia do prądu znamionowego.

• Nie można zatem posługiwać się tabelą nr 3

zamieszczoną w załączniku nr 1 do Rozporządzenia

Ministra Przemysłu z 1990 r.

W normie PN-IEC 60269-1 [11] podano w formie

tablicy przedstawione poniżej wartości

maksymalnych prądów niezadziałania

(minimalnych przedłukowych) i minimalnych

prądów zadziałania (maksymalnych

przedłukowych) wkładek topikowych typu gG i
gM.

Tablica 2. Przykładowe graniczne wartości

prądów przedłukowych wkładek topikowych

typu gG i gM [3, 11] opisujące parametry
charakterystyk czasowo-

prądowych

1

2

3

4

5

I

n

dla

gG

I

ch

dla

gM

b)

A

I

min

(10 s)

c)

A

I

max

(5 s)

I

min

(0,1 s)

A

I

max

(0,1 s)

A

k

d)

A

k

d)

16
20
25

33
42
52

65
85

110

4,06
4,25
4,69

85

110
150

150
200
260

9,4

10,0
10,4

32
40
50
63
80

75
95

125
160
215

150
190
250
320
425

4,69
4,75
5,00
5,08
5,31

200
260
350
450
610

350
450
610
820

1100

10,9
11,3
12,2
13,0
13,8

100
125
160
200
250

290
355
460
610
750

580
715
950

1250
1650

5,80
5,72
5,93
6,25
6,60

820

1100
1450
1910
2590

315
400
500
630
800

1050
1420
1780
2200
3060

2200
2840
3800
5100
7000

3420
4500
6000
8060

10600

a)Wartości prądu dla bezpieczników o prądzie znamionowym mniejszym niż 16 A są podane w kolejnych
częściach normy lub są opracowywane (rozważane).
b)Dla bezpieczników gM patrz p. 5.7.1. normy [
c)I

min

(10 s) jest to minimalna wartość prądu dla której czas przedłukowy jest nie krótszy niż 10 s.

d)k = I

max

: I

n

Na rysunku 1 przedstawiono przykładowe charakterystyki pasmowe czasowo-

prądowe wkładek topikowych typu Bi-Wts a na rysunku 2 wkładek cylindrycznych
CH z charakterystyką typu aM produkowanych przez firmę ETI Polam.

Rys. 1. Charakterystyki pasmowe czasowo-

prądowe wkładek topikowych

BiWts oraz produkowanych przez firmę ETI-Polam [17]

• Obecnie coraz częściej potrzebne jest

korzystanie z charakterystyk I2t. Jest to

konieczne przy sprawdzaniu poprawności

działania zabezpieczeń zwarciowych w czasach

krótszych od 0,1 s.

• Dla tak krótkich czasów wyłączania tylko

charakterystyki I2t pozwalają na dokładne
ustalenie tego warunku. Producenci

bezpieczników coraz częściej określają przebieg
charakterystyk czasowo-

prądowych tylko do

czasów nie mniejszych niż 0,1 s. W tablicy

poniżej przedstawiono przedłukowe wartości I2t

dla wkładek typu gG i gM. przy czasie 0,01 s
podane w normie IEC 60269-1:2006 [11] .

Tablica 3. Przedłukowe wartości minimalne i maksymalne I

2

t przy czasie 0,01 s

dla wkładek typu gG i gM wg normy IEC 60269-1:2006 (PN-EN 60269-1:2010 [11])

1

2

3

I

n

dla gG
I

ch

dla

gM

b)

A

I

2

t

min

10

3

x (A

2

s)

I

2

t

max

10

3

x (A

2

s)

16
20
25

0,3
0,5
1,0

1,0
1,8
3,0

32
40
50
63
80

1,8
3,0
5,0
9,0

16,0

5,0
9,0

16,0
27,0
46,0

100
125

1

27,0
46,0

2

86,0

140,0

3

160
200
250

86,0

140,0
250,0

250,0
400,0
760,0

315
400
500
630
800

400,0
760,0

1300,0
2250,0
3800,0

1300,0
2250,0
3800,0
7500,0

13600,0

2013-12-20

4

Rys. 3. Charakterystyki I

2

t = f (I

P

) wkładek topikowych typu gG

produkowanych przez firmę ETI Polam [17]

Dodatkową zaletą bezpieczników topikowych jest ich zdolność

do ograniczania wartości przepływających przez nie prądów
zwarciowych.

Właściwość ta jest wykorzystywana przy stosowaniu bezpieczników

topikowych jako urządzeń dobezpieczających aparaty elektryczne

(np. wyłączniki zwarciowe) stosowane w miejscach, w których

spodziewana wartość prądu zwarciowego przekracza zdolność

wyłączania prądów zwarciowych przez te wyłączniki. Dopiero po

dobezpieczeniu odpowiednim bezpiecznikiem topikowym wartość

prądu zwarciowego za tym bezpiecznikiem jest ograniczona do

wartości mniejszej od wartości dopuszczalnej dla stosowanego

(zainstalowanego) za tym bezpiecznikiem wyłącznika.

Właściwość ograniczania prądów zwarciowych jest też

wykorzystywana przy budowie obwodów elektrycznych. Dzięki niej

możliwe jest stosowanie obwodów o stosunkowo małych

przekrojach żył przewodów bez obaw o zniszczenie ich przez prąd

zwarciowy. Na rysunkach 4 i 5 przedstawiono charakterystyki prądu

ograniczającego wkładek bezpiecznikowych typu BiWts oraz BiWtz

produkowanych przez firmę ETI Polam. Na rysunku 6

przedstawiono charakterystyki prądów ograniczonych

bezpieczników typu aM.

Rys. 4. Charakterystyki prądu ograniczającego wkładek bezpiecznikowych typu BiWts

produkowanych przez firmę ETI Polam [17]

Urządzenia zabezpieczające

nadprądowe wielokrotnego działania

( wyłączniki nadprądowe)

Wyłączniki nadprądowe instalacyjne

Urządzenia zabezpieczające nadprądowe wielokrotnego działania są
budowane jako:

a) urządzenia zabezpieczające jednocześnie przed prądem

przeciążeniowym i zwarciowym:

wyłączniki samoczynne z wyzwalaczem termicznym i

elektromagnetycznym,

b) urządzenia zabezpieczające wyłącznie przed prądem zwarciowym:

wyłączniki samoczynne z wyzwalaczem elektromagnetycznym,

c) urządzenia zabezpieczające wyłącznie przed prądem przeciążeniowym:

wyłączniki lub styczniki wyposażone tylko w wyzwalacz termiczny.

W latach 90-tych wprowadzono do produkcji i coraz szerszego stosowania

w praktyce nowe konstrukcje wyłączników instalacyjnych

nadmiarowoprądowych wyposażonych w wyzwalacze elektromagnetyczne i

termiczne o nowych charakterystykach: A, B, C i D. Napięcie znamionowe

wyłączników instalacyjnych nie przekracza zwykle 440 V, a prąd
znamionowy 63 A. Na rysunku 7 przedstawiono charakterystyki czasowo-

prądowe wyłączników nadprądowych Serii S300 produkowanych przez

Zakłady Legrand.

• Wyłączniki o charakterystyce B przeznaczone są

głównie do zabezpieczania obwodów oświetleniowych,

gniazd wtyczkowych i obwodów sterowniczych.

Szczególnie przydatne są do zabezpieczania obwodów
odbiorczych w instalacjach mieszkaniowych.

• Wyłączniki o charakterystyce C przeznaczone są

głównie do zabezpieczania obwodów o dużych prądach
rozruchowych (silniki i transformatory, obwody

oświetleniowe z dużą liczbą opraw ze źródłami

wyładowczymi).

• Wyłączniki o charakterystyce D przeznaczone są

głównie do zabezpieczania obwodów, w których

występują bardzo duże prądy w chwili załączania - jak

obwody z silnikami o ciężkim rozruchu, z grupami lamp

wyładowczych lub z transformatoram

2013-12-20

5

Typ

Wyzwalacz termobimetalowy

Wyzwalacz elektromagnesowy

Prąd I

1

Prąd I

2

Czas

Prąd I

4

Prąd I

5

= I

a

Czas

B

1,13 I

n

1,45 I

n



1h

< 1h

3 I

n

5 I

n



0,1 s

< 0,1 s

C

1,13 I

n

1,45 I

n



1h

< 1h

5 I

n

10 I

n



0,1 s

< 0,1 s

D

1,13 I

n

1,45 I

n



1h

< 1h

10 I

n

20 I

n



0,1 s

< 0,1 s

Rys. 7. Charakterystyki czasowo-

prądowe wyłączników nadprądowych

serii S-300/Legrand [16]

• Od roku 1995 w Polsce (zgodnie z rozporządzeniem

ministra Infrastruktury) [2,3] w nowo budowanych

instalacjach do celów ochrony przed skutkami zwarć i

przeciążeń należy stosować w obwodach odbiorczych

wyłączniki nadprądowe. Najpowszechniej stosowanymi

w tych obwodach odbiorczych, szczególnie w

instalacjach mieszkaniowych są wyłączniki nadprądowe

zwane wyłącznikami instalacyjnymi. Są to wyłączniki o

dużej trwałości łączeniowej i mechanicznej, łatwe w

obsłudze, które mogą być użytkowane przez osoby
niewykwalifikowane.

Wyłączniki nadprądowe o dużych prądach znamionowych

W instalacjach przemysłowych i w rozdzielnicach głównych budynków

komunalnych stosowane są coraz częściej wyłącznik nadprądowe o dużych

prądach znamionowych. Przykładem takich wyłączników są wyłączniki

powietrzne typu DMXTM o prądach znamionowych do 4000 A oraz

wyłączniki mocy typu DPX o prądach znamionowych od 16 do 1600 A.

produkowane przez firmę LEGRAND [16].

Wyłączniki DPX mogą być wyposażone w wyzwalacz:

•

termiczno-magnetyczny o regulowanych parametrach (nastawach:

•

ochrona przed prądem przeciążeniowym zapewniona jest przez wyzwalacz

termiczny o zakresie regulacji Ir : od 0,64 · In do 1 · In,

•

ochrona przed prądem zwarciowym zapewniona jest przez wyzwalacz

elektromagnetyczny o zakresie regulacji Ir : od 3,5 · In do 10 · In.

•

-

elektroniczny o następujących regulowanych parametrach (nastawach):

•

ochrona przed prądem przeciążeniowym zwłoczna, 8-stopniowa o zakresie
regulacji Ir : od (0,4

– 0,5 – 0,6 – 0,7 – 0,8 – 0,9 – 1,0) · In; dla 6· In czas tr

wynosi 5 s,

•

ochrona przed prądem zwarciowym bezzwłoczna, 8-stopniowa o zakresie
regulacji Im od ( 1,5

– 2 – 3 – 4 – 5 – 6 – 8 – 10 ) · In : czas wyłączenia tm

jest stały i wynosi 0,1 s.

•

ochrona przed prądem zwarciowym bezzwłoczna, 1-stopniowa – I f = 5 kA.

a)dla wyzwalacza termiczmo-magnetycznego,

b) dla wyzwalacza elektronicznego

Rys. 8. Charakterystyki prądowo-czasowe wyłącznika DPX 250:

Wyłączniki silnikowe

Wyłączniki silnikowe są to specjalne nadprądowe

wyłączniki elektromechaniczne przeznaczone do

zabezpieczania obwodów z silnikami przed

przeciążeniami i zwarciami. Ich charakterystyki czasowo-

prądowe są dostosowane do występujących w tych

obwodach przeciążeń. Przedstawicielem takich

wyłączników jest wyłącznik typu M 250 produkowany

przez firmę Fael-LEGRAND (zgodny z normą EN 60947-

2). Wyłącznik ten jest wyposażony w wyzwalacz

termobimetalowy, o nastawialnej wartości prądu. Prąd

zadziałania wyzwalacza elektromagnetycznego

zwarciowego jest równy 14x Inast max +/- 20% (czyli od
11,2 do 16,8)x Inast max. W tablicy 5 zestawiono

przykładowe rodzaje produkowanych wyłączników M
250 [16].

2013-12-20

6

Tablica 5. Zakresy prądowe nastawień wyzwalaczy termobimetalowych i prądy zadziałania
wyzwalaczy elektromagnetycznych wyłączników silnikowych M 250 [16]

Oznaczenie
produktu

Zakres prądowy nastawień
wyzwalaczy termicznych

Prąd zadziałania wyzwalaczy elektro-
magnetycznych zwarciowych (+/- 20
%)

M 250 0,16

0,10 – 0,16

2,2

M 250 0,25

0,16 – 0,25

3,5

M 250 0,40

0,25 – 0,40

5,6

M 250 0,63

0,40 – 0,63

8,8

M 250 1,0

0,63 – 1,00

14,0

M 250 1,6

1,0 – 1,6

22,4

M 250 2,5

1,6 – 2,5

35,0

M 250 4,0

2,5 – 4,0

56,0

M 250 6,3

4,0 – 6,3

88,2

M 250 10

6,3 – 10

140

M 250 16

10 – 16

224

M 250 20

16 – 20

280

M 250 25

20 – 25

350

Producent podaje [16] , że dla nastawienia wyzwalacza termicznego

przed załączeniem wyłącznika należy strzałkę na gałce nastawczej

wyzwalaczy termicznych ustawić na 1,05 … 1,1 wartości

rzeczywistej prądu pobieranego przez zabezpieczany silnik (lub inny

chroniony odbiornik energii). Średnie wartości rzeczywiste prądów

pobieranych przez silnik są podane na tabliczce znamionowej

silników. Dobór zakresu prądowego wyłącznika i jego nastawienie

myszą być odpowiednie do średniej wartości prądu pobieranego
przez silnik.

Dobezpieczenie wyłączników silnikowych M 250 i M 250 M za

pomocą wkładek topikowych typu gG (GL) lub gM jest konieczne

tylko wówczas, gdy spodziewany prąd zwarciowy jest większy od

znamionowej zwarciowej zdolności łączenia. Wartość jej jest

podana w katalogu i uzależniona jest od napięcia i prądu

znamionowego wyłącznika oraz od cosφ wyłączanego obwodu. Na

przykład:

przy napięciu znamionowym łączenia Ue = 230 V, prądzie

znamionowym równym 25 A i cosφ = 0,7 prąd Icu = Ics = 6 kA,

przy napięciu znamionowym łączenia Ue = 400 V, prądzie

znamionowym równym 25 A i cosφ = 0,9 prąd Icu = Ics = 3 kA,

przy napięciu znamionowym łączenia Ue = 500 V, prądzie

znamionowym równym 25 A i cosφ = 0,9 prąd Icu = Ics = 2. kA.

Rys. 9. Charakterystyki czasowo-

prądowe wyłącznika silnikowego M 250 [16]

Tablica 6. Charakterystyka czasowo-

prądowa wyzwalaczy

termobimetalowych przy pracy symetrycznej [16]

ZABEZPIECZENIA

RÓŻNICOWOPRĄDOWE

K

TEST

R

t

2 4 6 N

L1 L2 L3 N

D

A

C

B

1 3 5 N

L1 L2 L3 N

zasilanie

odbiór

Rys. 1. Schemat blokowy

wyłącznika różnicowoprądowego: A - człon pomiarowy, B - człon

wzmacniacza-komparatora, C -

człon wyłączający, D - człon kontrolny, Rt - rezystor kontrolny

2013-12-20

7

• Wyłączniki budowane są na znamionowy różnicowy prąd

zadziałania określony jako IΔn (rzadziej IΔN). Wyłącznik nie może

być urządzeniem zbyt czułym. Rzeczywisty prąd zadziałania musi

być większy od 0,5IΔn , jednak nie większy niż IΔn. Spełnienie tego

wymagania zapewnia poprawne działanie wyłącznika

różnicowoprądowego tylko przy powstaniu uszkodzenia w instalacji,

a zapobiega jego zbędnemu działaniu powodowanemu przez

robocze prądy upływowe, występujące w każdej instalacji
elektrycznej.

• Przy szeregowym łączeniu wyłączników różnicowoprądowych, w

celu zapewnienia wybiórczości ich działania, konieczne jest

stosowanie specjalnych wyłączników działających ze zwłoką

czasową. Wyłączniki takie są oznaczone symbolem S i nazywane

wyłącznikami selektywnymi (zwłocznymi). W wyłącznikach

różnicowoprądowych stosuje się zwykle wyłączanie wszystkich

biegunów roboczych - fazowych L i bieguna neutralnego N.

• Wymagane przez normy czasy wyłączenia wyłączników zależą od

krotności prądu uszkodzeniowego IΔ w stosunku do wartości prądu

IΔn oraz typu wyłącznika. Maksymalne i minimalne czasy

wyłączenia wyłączników różnicowoprądowych typu AC
przedstawiono w tablicy 1.

Tablica 1. Maksymalne i minimalne czasy wyłączenia wyłączników typu AC [9]

Typ
wyłącznika

Prąd

I

n

Prąd

I

Δn

Czas wyłączenia w sekundach dla

prądu różnicowego I

Δ

o wartości:

Uwagi

A

A

I

Δn

2·I

Δn

5∙I

Δn

5, 10, 20,

50, 100,

200,500 A

Bezzwłoczny

Dow
ol-ny

Dow
ol-ny

0,30

0,15

0,04

0,04

Czas

maksy-

malny

Selektywny S

(zwłoczny)

25

0,03

0,50

0,20

0,15

0,15

Czas

maksy-

malny

0,13

0,06

0,05

0,05

(bez 500 A)

Czas

mini-

malny

Parametry i typy wyłączników różnicowoprądowych

Każdy wyłącznik różnicowoprądowy charakteryzują następujące parametry:

•

znamionowy różnicowy prąd zadziałania - IΔn,

•

napięcie znamionowe – Un,

•

prąd znamionowy ciągły – In ,

•

częstotliwość znamionowa - f.

Napięcie znamionowe wyłączników różnicowoprądowych wynosi:

-

dla wyłączników jednofazowych dwubiegunowych - 230 V,

-

dla wyłączników trójfazowych czterobiegunowych - 400 V (230/400)V.

Prądy znamionowe ciągłe (obciążenia) In są zgodne z prądami zalecanymi

dla wyłączników samoczynnych i wynoszą: 6, 8, 10, 13, 16, 20, 25, 32, 40,

63 A. Niektóre firmy budują wyłączniki różnicowoprądowe na prąd

znamionowy 100, 125 i 160 A. Przy prądach obciążenia większych, buduje

się zwykle przekaźniki różnicowoprądowe przystosowane do współpracy z

wyłącznikami mechanizmowymi wyposażonymi w wyzwalacz zanikowo-

napięciowy.

Ze względu na wartość prądu IΔn wyłączniki różnicowoprądowe dzielą

się na:

a) wysokoczułe, których prąd IΔn nie przekracza 0,03 A (30 mA),

b) średnioczułe, których prąd IΔn jest większy od 0.03 A lecz nie większy

od 0,5 A,

c) niskoczułe, których prąd IΔn jest większy od 0,5A.

Znamionowe prądy IΔn wynoszą: 0,006; 0,01; 0,03; 0,1; 0,3; 0,5; 1 oraz 3 A.

G

S

-25

6000

Typ

Oznaczen

ie

Przeznaczenie

AC

Do stosowania w sieciach z prądem uszkodzeniowym sinusoidalnie
zmiennym doprowadzonym w sposób nagły lub wolno narastający.

A

Do stosowania w sieciach z prądem uszkodzeniowym sinusoidalnie
zmiennym i stałym pulsującym ze składową stałą do 6 mA, ze
sterowaniem (lub bez) kąta fazowego, doprowadzonym w sposób
nagły lub wolno narastający.

B

Do stosowania w sieciach z prądem uszkodzeniowym sinusoidalnie
zmiennym i stałym pulsującym ze sterowaniem (lub bez) kąta
fazowego oraz z prądem stałym wygładzonym doprowadzonym w
sposób nagły lub wolno narastający.

Wyłącznik bezzwłoczny odporny na udarowy prąd różnicowy o
wartości 500 A, 8/20



s.

Wyłącznik krótkozwłoczny odporny na udarowy prąd różnicowy o
wartości 3 kA, 8/20



s.

kV

Wyłącznik selektywny, działający z opóźnieniem, przeznaczony do
współpracy przy szeregowym połączeniu z wyłącznikiem
bezzwłocznym i odporny na udarowy prąd różnicowy 3 kA, 8/20



s.

Wyłącznik przeznaczony do pracy poza pomieszczeniami w
temperaturze do minus 25 stopni Celsjusza.

Wyłącznik

wymaga

zabezpieczenia

od

strony

zasilania

bezpiecznikiem typu gG o prądzie nie przekraczającym 63 A dla
zapewnienia wyłączenia prądu zwarciowego podanego przez
wytwórcę. Jeżeli dopuszczalny prąd znamionowy bezpiecznika jest
inny niż 63 A, to jego wartość powinna być podana przy symbolu
bezpiecznika.

Wyłączniki różnicowoprądowe przeznaczone do
użytku domowego i podobnego budowane są w
dwóch rodzajach, oznaczonych w polskich
normach jako [9]:

• RCCB (Residual Current operated Circuit-

Breakers without integral overcurrent protection)
– wyłączniki bez wbudowanego zabezpieczenia
nadprądowego (zwarciowego),

• RCBO (Residual Current operated circuit-

Breakers with integral Overcurrent protection)

–

wyłączniki z wbudowanym zabezpieczeniem
nadprądowym.

• Uwaga: Wyłączniki różnicowoprądowe reagują na prąd

uszkodzeniowy płynący do ziemi albo do uziemionego

przewodu PE przez izolację lub przez ciało człowieka.

Nie reagują natomiast na prądy uszkodzeniowe

(zwarciowe lub przeciążeniowe) płynące jedynie w

przewodach roboczych. Dopiero przy prądach bardzo

dużych, przekraczających 6 razy wartość znamionowego

prądu obciążenia In (6 In ) możliwe jest zadziałanie

wyłącznika spowodowane dopuszczalną niesymetrią

budowy przekładnika różnicowego. Dlatego też, w

każdym obwodzie z wyłącznikiem różnicowoprądowym

konieczne jest stosowanie również zabezpieczeń

nadprądowych w postaci wyłączników samoczynnych

lub bezpieczników. Wymaganie to nie dotyczy

wyłączników różnicowoprądowych typu RCBO z

wbudowanym zabezpieczeniem nadprądowym (np.

wyłączniki typu P 312 produkcji Legrand-FAEL -

Ząbkowice Śl.).

2013-12-20

8

•

W najpowszechniej stosowanej w Polsce

sieci o układzie TN, wyłącznik

różnicowoprądowy może być stosowany pod

warunkiem, że instalacja odbiorcza za

wyłącznikiem będzie zbudowana w układzie TN-

S. Oznacza to, że przed wyłącznikiem

różnicowoprądowym przewód PEN sieci o

układzie TN-C powinien zostać rozdzielony na

dwa oddzielne przewody: przewód neutralny N i

przewód ochronny PE. Zgodnie z

obowiązującymi przepisami rozdzielenie
przewodu PEN w nowych instalacjach powinno

nastąpić w złączu lub w rozdzielnicy głównej
budynku. Schemat ideowy stosowania

wyłącznika w układzie sieciowym TN-C-S
przedstawiono na rysunku 4.

L1

L2

L3

PEN

R

d

L1

L2

L3

N

PE



I

N

PE

Rys. 4. Przykład stosowania wyłącznika różnicowoprądowego

w sieci o układzie TN-C-S

Wybór znamionowego prądu zadziałania i miejsca stosowania

wyłączników różnicowoprądowych

Dla uniknięcia zbędnego zadziałania wyłącznika

różnicowoprądowego, jego znamionowy różnicowy prąd zadziałania

IΔn powinien być co najmniej 2,5 - 3 - krotnie większy od

maksymalnego roboczego prądu upływowego występującego w

chronionej instalacji. Wartość prądu upływowego zależy od stanu

izolacji przewodów instalacji, ich długości oraz stanu urządzeń

odbiorczych. Największy wpływ na wartość tego prądu mają

urządzenia odbiorcze. Z tego względu przy rozległych instalacjach,

z dużą ilością zasilanych odbiorników, nie jest możliwe stosowanie

jednego wyłącznika wysokoczułego dla ochrony całej instalacji.

Jednak przy ograniczeniu rozległości instalacji (np. mieszkanie o
powierzchni ok. 70 m2) i przy zwykle stosowanych odbiornikach jak:

pralka, chłodziarka, żelazko, a nawet elektryczny ogrzewacz wody o
mocy do 1,5 kW -

roboczy prąd upływowy nie przekracza zwykle

wartości 10 mA i możliwe jest stosowanie wyłącznika o prądzie IΔn
= 30 mA.

W instalacjach, w których konieczne jest stosowanie

wyłączników wysokoczułych, uzupełniających ochronę

przed dotykiem bezpośrednim, często, dla umożliwienia

ich stosowania trzeba instalację podzielić na odrębne

obwody (części) i każdy taki obwód zasilać przez

oddzielny wysokoczuły wyłącznik różnicowoprądowy.

Wyłączniki różnicowoprądowe powinny być
instalowane w szafkach (skrzynkach) rozdzielczych w

pobliżu zabezpieczeń nadprądowych, w miejscach

dostępnych dla użytkownika instalacji. Obowiązek

stosowania wyłączników różnicowoprądowych wynika

głównie z postanowień arkusza 07 normy PN-IEC

60364. Wyłączniki powinny być stosowane w

szczególności w miejscach przedstawionych w tabeli

3.4. W instalacjach elektrycznych budynków

mieszkalnych należy dążyć do ochrony jak największej

części instalacji wysokoczułym wyłącznikiem

różnicowoprądowym.

W szczególności należy chronić:

-

obwód gniazd wtyczkowych w łazience,

-

obwód gniazd wtyczkowych w kuchni,

-

obwód gniazd wtyczkowych w piwnicy,

-

obwód gniazd wtyczkowych w garażu.

Tablica 3. Wymagane miejsca stosowania wyłączników różnicowoprądowych

(wg normy PN-IEC 60364)

L
p
.

Zasilane obwody (instalacje)

Wymagany prąd I

Δn

1

.

Obwody gniazd wtyczkowych w
pomieszczeniach z wannami lub/i
natryskami

30 mA

2

.

Obwody gniazd wtyczkowych na
placach budowy i robót rozbiórkowych

30 mA

3

.

Obwody gniazd wtyczkowych na prąd
znamionowy do 20 A przeznaczonych do
zasilania urządzeń pracujących poza
budynkiem

30 mA

4

.

Instalacje elektryczne w gospodarstwach
rolniczych i ogrodniczych:
- obwody gniazd wtyczkowych
- pozostałe obwody (całość instalacji)

30 mA

500 mA

5

.

Instalacje elektryczne w basenach
pływackich krytych lub na otwartym
powietrzu

30 mA

6

.

Instalacje elektryczne w
pomieszczeniach sauny

30 mA

7

.

Instalacje elektryczne na kempingach i
w pojazdach
wypoczynkowych

30 mA

8

.

Instalacje w pomieszczeniach
zagrożonych pożarem

500 mA

2013-12-20

9

3

3

3

Złącze

25 A

0,03 A

40 A

0.5 A

L1

L2

L3

N

PE

L

N

PE

L1
L2
L3

N

PE

U

V

N

W

PE

(

)

kW h

B10

B16

B16

B16

25 A

Do głównej szyny

uziemiającej

R < 30

d



S

R < 30

d



Rys. 8. Przykład budowy instalacji elektrycznej z wyłącznikami

różnicowoprądowymi w budynku jednorodzinnym

3

3

3

Złącze

25 A

0,03 A

L

N

PE

L

N

PE

(

)

kW h

B10

B16

B16

25 A

Do głównej szyny

uziemiającej

R < 30

d



W

L

Z

1

W

L

Z

2

O

bw

od

y

ad

m

in

is

tr

ac

yj

ne

kW h

3

3

1

Rozdzielnica

Tablica mieszkaniowa

Tablica

obwodowa

(piętrowa)

główna

R < 30

d



Rys. 9. Przykład budowy instalacji elektrycznej z wyłącznikami

różnicowoprądowymi w budynku wielorodzinnym

•

Zgodnie z nowymi wymaganiami zawartymi w

normie PN-HD 60364-4-41:2009 [4] w nowych

obwodach prądu przemiennego uzupełniająca

ochrona w postaci wysokoczułego wyłącznika

różnicowoprądowego powinna być zastosowana dla
zasilania:

• gniazd wtyczkowych o prądzie znamionowym nie

przekraczającym 20 A przeznaczonych dla użytkowania

przez osoby postronne i które są przewidziane do

powszechnego użytku (np. w mieszkaniach), oraz

• urządzeń ruchomych o prądzie znamionowym nie

przekraczającym 32 A użytkowanych na zewnątrz

pomieszczeń.

KONIEC