Zasadniczą funkcją wyłącznika różnicowoprądowego jest ochrona przed porażeniem porażeniem prądem elektrycznym. Zadaniem wyłącznika różnicowoprądowego

Transkrypt

1 Wyłącznik różnicwwwprądwwy ZZstWsWwZnie: Zasadniczą funkcją wyłącznika różnicowoprądowego jest ochrona przed porażeniem porażeniem prądem elektrycznym. Zadaniem wyłącznika różnicowoprądowego jest samoistne odłączenie prądu podczas nadmiernego przeciążenia w obwodzie doziemnego. Rzeczywiście bezpiecznik chroni, niestety, tylko częściowo. Wyłącza dopływ prądu, jeżeli instalacja jest przeciążona lub, jeśli dojdzie w niej do zwarcia. Jego zadaniem jest przede wszystkim ochrona instalacji przed przegrzaniem i niedopuszczenie do jej

2 zniszczenia. Zdarza się jednak, że uszkodzona instalacja porazi użytkowników, a niestwierdzający przeciążenia lub zwarcia bezpiecznik nie odetnie dopływu prądu. Przykładowo: lokator dotknie uszkodzonej izolacji przewodu fazowego, ale nie zamknie się obwód łączący z bezpiecznikiem. Wówczas może dojść do śmiertelnego porażenia. Wyłącznik różnicowoprądowy ma zadziałać właśnie w takich nietypowych sytuacjach, z którymi bezpiecznik sobie nie "radzi". Oprócz zabezpieczenia przed porażeniem wyłącznik chroni obiekt przed pożarem. Przepływający do ziemi z uszkodzonego przewodu prąd działa jak grzałka i jeśli nie zostanie dostatecznie szybko wyłączony, może spowodować zapalenie się niektórych powierzchni. Najbardziej niebezpieczne są rozdrobnione materiały palne w postaci pyłu. Wyłącznik różnicowoprądowy o prądzie znamionowym 30mA należy stosować jako środek ochrony dodatkowej w instalacjach mieszkaniowych, przemysłowych, w instalacjach placów budowy, w gospodarstwach rolniczych i na kempingach. Wyłącznik różnicowoprądowy o prądzie znamionowym 100mA może stanowić środek ochrony dodatkowej w obwodach o dużym prądzie upływowym (szafy chłodnicze, kuchnie i piece elektryczne). O prądzie znamionowym 300 lub 500mA stanowi przede wszystkim środek ochrony przeciwpożarowej, może być stosowany jako wyłącznik główny instalacji elektrycznej. DziZłZnie: Wyłączniki różnicowoprądowe to bardzo skomplikowane urządzenia. Wykorzystano w nich zjawisko pola magnetycznego wytwarzanego przez prąd w przewodach. Jeżeli instalacja elektryczna funkcjonuje sprawnie, to pole magnetyczne przewodów przechodzących przez wyłącznik sumuje się do zera (na podstawie prawa Kirchhoffa suma wszystkich prądów wynosi zero). Jeśli jednak dojdzie do uszkodzenia i w którymś miejscu prąd wydostanie się poza instalację, równowaga pól magnetycznych zostanie zakłócona i wyłącznik - dzięki specjalnemu mechanizmowi - odetnie napięcie od uszkodzonej sieci. Powinno to nastąpić w czasie nie dłuższym niż 0,2 sekundy od momentu powstania niebezpieczeństwa. Wyłącznik różnicowoprądowy zainstalowany jest w ten sposób, że przechodzą przez niego przewody fazowe (jeden w sieci jednofazowej, trzy w trójfazowej) oraz przewód neutralny (zerowy). Ponadto chroniony nim obwód odbiorczy ma wydzielony przewód ochronny PE.

3 Gdy w zabezpieczanym obwodzie nie ma uszkodzeń, prąd I 1 jest równy prądowi I 2 i prąd różnicowy I, stanowiący różnicę między I 1 a I 2, równy jest zeru. W momencie, gdy pojawi się prąd doziemny na skutek np. przebicia izolacji przewodu fazowego do korpusu urządzenia, część prądu I 1 wpływa do przewodu ochronnego. Ponieważ w miejscu przebicia prąd I 1 rozdziela się na dwa prądy: I, stanowiący prąd uszkodzeniowy wpływający do przewodu ochronnego oraz prąd I 2, płynący przez urządzenie i wracający do przewodu neutralnego - prąd I 2 różni się od prądu I 1 o wartość prądu o wartość prądu różnicowego I.

4 Zasadę działania wyłącznika różnicowoprądowego przedstawiono na rys.1 i 2. Wyłącznik składa się z zamkniętego rdzenia, przez który idą przewody L1 i N zasilające urządzenie, wyłącznika W i układu wyzwalania wyłącznika składającego się z cewki Lw i elektromagnesu. Obwód składający się z rezystora R i przycisku T jest obwodem testowym za pomocą, którego wymusza się warunki zadziałania wyłącznika w celu sprawdzenia poprawności jego działania. Gdy urządzenie jest sprawne technicznie przez wyłącznik płyną jednakowe prądy zasilania I1 i I2 przeciwnie skierowane. Prądy te wytwarzają w rdzeniu strumienie Φ1 i Φ2, równe co do wartości lecz przeciwnie skierowane: Φ1 + Φ2 = 0. W cewce Lw nie indukuje się więc SEM (siła elektromotoryczna) i wyłącznik W pozostaje w stanie załączenia - urządzenie działa poprawnie. Gdy urządzenie jest uszkodzone stwarza zagrożenie porażeniowe; na obudowie może pojawić się niebezpieczne napięcie dotykowe Ud (na rys.2 celowo dodatkowo uszkodzono przewód ochronny PE - uszkodzenie U). W chwili dotkniecie obudowy urządzenia przez człowieka w obwodzie zaznaczonym linia przerywana płynie prąd rażenia Ir. Wartość tego prądu zależy od napięcia sieci, impedancji obwodu składającego się z przewodu fazowego, osoby porażonej oraz oporności w stosunku do ziemi. Przez uzwojenia rdzenia płyną prądy I1 i I2; I2 = I1+Jr. Prądy te wytwarzają różne strumienie magnetyczne Φ1 i Φ2. Cewka wyzwalania Lw objęta jest strumieniem Φw = Φ2 - Φ1 (Φw jest proporcjonalny do Ir). W cewce Lw indukuje się SEM, która powoduje zadziałanie elektromagnesu a ten z kolei wyłączenie wyłącznika W.

5 WZdy: Wyłączniki różnicowoprądowe mają jedną poważną "wadę". Mogą dobrze spełniać swą rolę jedynie w dobrze wykonanych instalacjach, do których są podłączone sprawne urządzenia. Niedopuszczalne są choćby minimalne ucieczki prądu z instalacji - co w starszych instalacjach często się zdarza. Czuły wyłącznik może bowiem sparaliżować pracę instalacji, nie dopuszczając do jej włączenia lub też bardzo często wyłączając napięcie. Dlatego też założenie wyłączników różnicowoprądowych zaleca się tylko w przypadku gruntownej modernizacji instalacji dotychczasowych lub też budowy nowych. Najlepiej, by robiła to wyspecjalizowana firma sprawdzona już w montażu tego typu instalacji.