Zabezpieczenia różnicowoprądowe

są wykorzystywane w energetyce od

dawna. W instalacjach elektrycznych

niskiego napięcia również próbowano

wykorzystywać zabezpieczenia napięcio-

we i różnicowoprądowe jako dodatkowy

środek ochrony przeciwporażeniowej.

Jednak rozwój tych aparatów, zwłasz-

cza wyłączników różnicowoprądowych

wymagał przełamania szeregu barier

technologicznych. Dopiero od niedawna

zaczęto masowo produkować wysokiej

jakości materiały magnetyczne. Pozwoliło

to na wyprodukowanie szybkich i czułych

zabezpieczeń, które są bardzo istotnym

elementem dodatkowej ochrony przeciw-

porażeniowej, jak i również przeciwpoża-

rowej. Wprowadzono również obowiązek

stosowania zabezpieczeń różnicowoprą-

dowych w wielu instalacjach elektrycz-

nych całkowicie eliminując wyłączniki

napięciowe jako system ochrony prze-

ciwporażeniowej.

Podstawowym elementem zabezpie-

czenia różnicowoprądowego jest prze-

kładnik Ferantiego. Element ten składa

się z rdzenia toroidalnego, na którym

nawinięte są uzwojenia torów prądowych

oraz jedno uzwojenie od wyzwalacza elek-

tromagnetycznego. Przekładnik 1-fazowy

ma dwa uzwojenia główne, odpowiednio

dla przewodu fazowego i neutralnego.

Przekładniki do obwodów 3-fazowych

mają odpowiednio po jednym uzwojeniu

dla każdej z faz i jedno uzwojenie dla

przewodu neutralnego. Geometryczna

suma prądów płynących przez uzwojenia

główne jest równa zeru, dlatego wypad-

kowy strumień magnetyczny w obwo-

dzie przekładnika Ferantiego jest również

zerowy. W takim przypadku SEM indu-

kowane w uzwojeniu wyzwalacza elek-

tromagnetycznego jest również bliskie

zeru. Stan ten utrzymuje się też przy asy-

metrii obciążenia i niewielkim odchyłkom

kształtu sinusoidy napięcia sieci. Część

mechaniczna wyłącznika jest podobna

do konstrukcji stosowanej popularnych

wyłącznikach nadprądowych.

Wyłącznik RCD jest zabezpieczeniem,

które porównuje różnicę prądów pły-

nących w torach prądowych. Wartość

znamionowa prądu różnicowego I

Δn

i wynosi typowo: 10, 30, 100, 300

i 500 mA. Najbardziej powszechnie są

stosowane wyłączniki szybkie o prą-

dzie różnicowym 30 mA. Wyzwolenie

zabezpieczenia powinno następować

w zakresie (0,5÷1)I

Δn

. Jeśli prąd różni-

cowy przekroczy wartość progową, wów-

czas wyzwalacz elektromagnetyczny

zwalania blokadę i sprężynowy mecha-

nizm rozdziela styki wyłącznika. Taki

stan można sztucznie wywołać naciska-

jąc przycisk TEST wyłącznika różnico-

woprądowego. Przycisk poprzez rezy-

stor wymusza prąd upływu powodując

zadziałanie zabezpieczenia.

Produkowane są również wyłączni-

ki różnicowoprądowe z wbudowanym

zabezpieczeniem nadprądowym (RCBO).

Rozwiązania te dobrze sprawdzają

Z

abeZpiecZenia

różnicowoprądowe

w

domowych

instalacjach

elektrycZnych

230/400 V

Wyłącznik różnicowoprądowy

to skomplikowane urządzenie,

wymagające stosowania

zaawansowanych technologii

i materiałów wysokiej jakości.

Paweł Sadowski

Przekładnik Ferantiego z wyłącznika RCD 1-fazowy

Laboratoryjny zestaw

do testów

wyłączników RCD

A p a r a t u r a ł ą c z e n i o w a i z a b e z p i e c z a j ą c a

Ei

20

Elektroinstalator 1/2007

www.elektroinstalator.com.pl

się jako zabezpieczenia dedykowane.

Pozwalają również na oszczędność miej-

sca w rozdzielnicy.

Aparatura modułowa, w szczególno-

ści skomplikowane wyłączniki różnico-

woprądowe, muszą być produkowane

przez wyspecjalizowane fabryki z nale-

żytym systemem kontroli jakości. Jest

to bardzo istotne, ponieważ od jakości

tych zabezpieczeń zależy bezpieczeństwo

oraz funkcjonalność instalacji elektrycz-

nej. Częstym problemem występującym

w eksploatacji wyłączników różnicowoprą-

dowych jest przypadkowe, niepożądane

zadziałanie tych aparatów. Jest to spowo-

dowane m.in. nadczułością przekładni-

ka Ferantiego. Rutynowy program badań

tych zabezpieczeń uwzględnia również

pomiary przy prądach poniżej wymagane-

go progu zadziałania. Wyłączniki KANLUX

badane są przy prądzie narastającym linio-

wo od wartości 0,3 I

Δn

do I

Δn

. Test prądem

≤0,5 I

Δn

ma na celu sprawdzenie nadczu-

łości zabezpieczenia RCD. Czas wyłącze-

nia mierzony jest przy prądach o wartości

skutecznej odpowiednio: I

Δn

, 2 I

Δn

oraz

5 I

Δn

. Wszystkie pomiary wykonywane

są dla dwóch faz początkowych przebie-

gów prądu testującego: dla zbocza nara-

stającego i dla opadającego. Podobne

testy wykonują instalatorzy dokonujący

przeglądu instalacji elektrycznej. W labo-

ratorium test zabezpieczeń odbywa się

na oddzielnym, specjalnym stanowisku

umożliwiającym wyzwalanie zabezpie-

czeń bez zakłóceń w instalacji elektrycz-

nej. Podczas testów, wyłącznik pracu-

je na napięciu sieci. Jednak aparatura

testująca zadaje wartość natężenia prądu

wyzwalającego niezależnie od napięcia

sieci zasilającej. Rzeczywiste czasy wyłą-

czeń są znacznie krótsze od wymaga-

nego (200 ms) [1]. Mechaniczna zdol-

ność rozłączanie styków jest na tyle duża,

że wyłącznie następuje nawet w czasie

6 ms. Typowe wartości czasów zadziała-

nia dla wyłączników RCD nie przekraczają

50 ms, podczas gdy okres sinusoidy sieci

to 20 ms. Powtarzalność pomiarów oraz

bardzo krótkie czasy wyłączeń świadczą

o wysokim standardzie wykonania części

mechanicznych obecnie produkowanych

wyłączników. Warto dodać, że wszyscy

producenci aparatury modułowej niskiego

napięcia stosują identyczną konstrukcję

wyłączników RCD. W przyszłości więc,

należy spodziewać się zaostrzenia wyma-

gań związanych z czasem wyłączeń.

Możliwe jest wykonanie zabezpiecze-

nia różnicowoprądowego bez udziału

obwodu magnetycznego. Jednak elek-

tromechanika jest stosunkowo niezawod-

na i wciąż tańsza od elektroniki. Dlatego

w aparatach elektrycznych, obwody mag-

netyczne jeszcze długo pozostaną pod-

stawą konstrukcji wielu zabezpieczeń.

Mgr inż. Paweł Sadowski

KANLUX

LiTERATURA

1. PN-EN 61557-6 „Bezpieczeństwo

elektryczne w niskonapięciowych sieciach

elektroenergetycznych o napięciach prze-

miennych do 1 kV i stałych do 1,5 kV

- Urządzenia przeznaczone do sprawdza-

nia, pomiarów lub monitorowania środ-

ków ochronnych – Część 6: Urządzenia

różnicowoprądowe (RCD) stosowane w

sieciach TT, TN i iT”.

Wyłącznik RCD 1-fazowy

Wyłącznik RCD 3-fazowy

Ei

W a r t o w i e d z i e ć

Ei

RELPOL S.A. wprowadza na rynek nową linię wyłączników silnikowych RMSI.

Nowa seria produktów jest wynikiem dalszej kooperacji między RELPOL S.A. a firmą
SIEMENS. Obie firmy współpracują już od ponad roku przy produkcji i dystrybucji

styczników CRMI, CRNI, CRLI. Wprowadzenie na rynek wyłączników silnikowych
RMSI jest efektem dalszej współpracy obu firm. RMSI są to ręcznie sterowane,
trójbiegunowe wyłączniki kompaktowe przeznaczone do bezpośredniego wyłączania
trójfazowych silników prądu przemiennego oraz innych urządzeń. Wyłączniki
chronią silniki przed skutkami zwarć, przeciążeń oraz pracą niepełnofazową. Mają
wbudowany termiczny wyzwalacz przeciążeniowy oraz bezzwłoczny magnetyczny
wyzwalacz zwarciowy. Przeznaczone są do bezpośredniego montażu na szynie
35 mm wg EN 50022 lub na płycie za pomocą 2 wkrętów M4. Podstawowym
zastosowaniem wyłączników silnikowych jest sterowanie (włączanie, ochrona
i wyłączanie) elektrycznych silników indukcyjnych. Charakterystyki wyzwalania
przystosowane są głównie do ochrony silników. Nastawienie wyzwalacza
zwarciowego zapewnia poprawną pracę, rozruch oraz ochronę silnika. Wyłączniki
mogą znaleźć zastosowanie również do ochrony linii kablowych, przewodów oraz
urządzeń wymagających zabezpieczenia termicznego. Nowe wyłączniki mają na
wyposażeniu dodatkowym zintegrowane zestyki pomocnicze 1N/O i 1N/Z.

(RELPOL S.A.)

Nowa linia wyłączników silnikowych RMSI

Ei

A p a r a t u r a ł ą c z e n i o w a i z a b e z p i e c z a j ą c a

Ei

22

Elektroinstalator 1/2007

www.elektroinstalator.com.pl