Biblioteka

Wyłączniki różnicowoprądowe - zastosowanie

Dodano: czwartek, 28 maja 2015 12:57

Poszukiwanie środków ochrony, które zadziałają w sytuacji, gdy nie wystarczają wyłączniki nadprądowe doprowadziło do wynalezienia wyłączników różnicowoprądowych.

Często są one nazywane przeciwporażeniowymi (co nie do końca jest słuszne), a wśród elektryków - "różnicówkami". Choć to bardzo precyzyjne urządzenia, wykorzystują w swym działaniu podstawowe prawa elektrotechniki.

W normalnie działającym obwodzie elektrycznym, suma prądów we wszystkich przewodach czynnych (fazowych i neutralnym) jest równa zeru. Mówiąc obrazowo, taki sam prąd płynie do odbiornika przewodem fazowym, jak i wraca z niego przewodem neutralnym. Jeśli pojawia się różnica, to znaczy, że doszło do uszkodzenia - część prądu popłynęła jakąś inną drogą. Mogła przez uziemienie trafić do gruntu albo ktoś został porażony i prąd popłynął przez jego ciało. W takiej sytuacji wyłącznik różnicowoprądowy ma przerwać dopływ prądu.

Wyłącznik różnicowoprądowy porównuje prądy w przewodach roboczych L oraz N. Jeśli są takie same (I1 = I2), to nie nie ma prądu różnicowego (ΔI = 0), co świadczy o prawidłowym działaniu obwodu. Jeśli pojawi się upływ prądu do uziomu (I3) lub przez ciało człowieka (I4) i przekroczy dopuszczalną wartość – najczęściej 30 mA (ΔI > 30 mA), wyłącznik zadziała, przerywając dopływ prądu

Każdy wyłącznik reaguje dopiero na prąd o określonym natężeniu. Przeciętny użytkownik spotyka się najczęściej z wyłącznikami wysokoczułymi o prądzie różnicowym 30 mA. Montaż wyłączników o prądzie do 30 mA jako zabezpieczenia w domowych instalacjach elektrycznych jest po prostu wymagany przez obowiązujące prawo.

Dlaczego akurat do 30 mA? Przyjmuje się, że u przeciętnego dorosłego człowieka dopiero większy prąd powoduje zaburzenia rytmu serca, a te uważane są za najbardziej niebezpieczne. Jednak już znacznie mniejszy prąd - 10 mA - wywołuje tak silny skurcz mięśni, że porażony nie jest w stanie oderwać ręki od przedmiotu pod napięciem.

Dlaczego więc nie stosuje się powszechnie bardziej czułych wyłączników, a dostępne są nawet o czułości 6 mA? Niestety, takie wyłączniki często potrafią zadziałać, gdy nie ma rzeczywistego zagrożenia. W każdej instalacji występują niewielkie prądy upływu, ich przyczyną mogą być np. w pełni sprawne grzejniki elektryczne albo urządzenia, w których styk elementów przewodzących nie jest pewny.

Dobrym przykładem są czajniki elektryczne, w których w wyniku zawilgocenia podstawy może dojść do nadmiernego wzrostu oporu na stykach i pojawienia się prądu upływu o wartości kilku mA. W takiej sytuacji, użytkownicy - zirytowani niepotrzebnymi zadziałaniami wyłącznika - przestają na nie zwracać uwagę, a nawet usuwają wyłącznik z instalacji.

W instalacjach wykorzystuje się również wyłączniki o znacznie mniejszej czułości 100-500 mA, pełniące rolę zabezpieczenia przeciwpożarowego. W wyniku niewielkiego uszkodzenia albo zawilgocenia izolacji, występują tzw. zwarcia rezystancyjne. Izolacja w danym miejscu przestaje być skuteczna, płynie przez nią prąd, czemu towarzyszy wydzielanie dużej ilości ciepła, może dojść do zwęglenia izolacji i pożaru. Tego rodzaju zwarcia są jednocześnie zbyt słabe, by spowodować zadziałanie wyłączników nadprądowych.

GDZIE STOSOWAĆ?

Obecnie wyłączniki różnicowoprądowe obowiązkowo zakłada się w domowych instalacjach elektrycznych. W ten sposób muszą być zabezpieczone wszystkie gniazda wtyczkowe tzw. ogólnego przeznaczenia, czyli inne, niż przeznaczone dla urządzeń nieprzenośnych, takich jak lodówki. Wyłączników różnicowoprądowych nie ma za to w starych instalacjach dwuprzewodowych, czyli ze wspólnym przewodem ochronno-neutralnym PEN.

Prawidłowe działanie wyłączników różnicowoprądowych wymaga bowiem, aby były one rozdzielone na osobne przewody N oraz PE. Przewodu PEN raz rozdzielonego na N oraz PE przed wyłącznikiem nie można już nigdzie dalej ponownie zewrzeć. Wywoła to po prostu zadziałanie wyłącznika, czyli przerwanie dopływu prądu. Choćby ze względu na możliwość zastosowania zabezpieczeń różnicowoprądowych, warto zmodernizować stare instalacje.

Na wielkość prądu rażeniowego najbardziej wpływa to, jak duży opór (rezystancję) napotyka on na swojej drodze. Rezystancja samego ciała ludzkiego (Rcz) wynosi średnio 1 kΩ

Na wielkość prądu rażeniowego najbardziej wpływa to, jak duży opór (rezystancję) napotyka on na swojej drodze. Rezystancja samego ciała ludzkiego (Rcz) wynosi średnio 1 kΩ

Zabezpieczenia różnicowoprądowe są szczególnie ważne w miejscach, gdzie zagrożenie porażeniem jest szczególnie duże lub jego skutki wyjątkowo groźne. Może to wynikać z faktu, że tam stoimy bezpośrednio na ziemi albo nasza skóra jest mokra lub spocona i ciało lepiej przewodzi prąd. Zalicza się do nich:

  • miejsca na wolnym powietrzu (w ogrodzie);
  • łazienki, kuchnie, piwnice, warsztaty;
  • sauny, baseny.

Nie ma za to obowiązku zabezpieczania w ten sposób obwodów zasilających źródła światła. Jednak biorąc pod uwagę to, że użytkownicy często samodzielnie zmieniają rozmaite lampy, nie dysponując przy tym wiedzą ani odpowiednimi narzędziami, poziom zagrożenia jest bardzo duży.

Tym bardziej, że instalacja oświetleniowa bywa wykonana w sposób wadliwy i niebezpieczny. Autor wielokrotnie spotkał się z sytuacją, gdy od dwuklawiszowego (świecznikowego) łącznika oświetleniowego do żyrandola ułożono przewód trójżyłowy - zamiast czterożyłowego. Żyła o izolacji żółto-zielonej, która powinna pełnić funkcję ochronną, była wykorzystywana jako fazowa (pod napięciem).

Użytkownik samodzielnie montując żyrandol, może w jak najlepszej wierze połączyć taki żółto-zielony przewód z zaciskiem ochronnym na obudowie lampy. W efekcie otrzyma śmiertelnie niebezpieczne urządzenie z obudową pod pełnym napięciem fazowym.

Należy za to rozważyć zasadność stosowania wyłączników różnicowoprądowychw wydzielonych obwodach urządzeń montowanych na stałe, których wyłączenie jest wyjątkowo kłopotliwe. Chodzi przede wszystkim o lodówki, zamrażarki, zestawy hydroforowe i kotły centralnego ogrzewania. W prawidłowo wykonanych instalacjach, można je dobrze zabezpieczyć bez użycia urządzeń różnicowoprądowych, stosując chociażby skuteczne uziemienie.

Skutki rażenia prądem zależą od jego natężenia. Jednak bardzo ważny jest też stan naszej skóry – mokre lub spocone ciało lepiej przewodzi prąd

Skutki rażenia prądem zależą od jego natężenia. Jednak bardzo ważny jest też stan naszej skóry – mokre lub spocone ciało lepiej przewodzi prąd

Jarosław Antkiewicz