Wyłączniki różnicowo – prądowe działają w taki sposób, że rozłączają instalację zaraz po wykryciu, że prąd w obwodzie się zmienił. Jak sama nazwa wskazuje, wyłączniki RCD ( Residual Current Device ) działają w oparciu o działanie matematyczne zwane różnicą. Porównują one wartość prądu wyjściowego oraz wyjściowego. Jeżeli będą się one różnić, to wyłącznik automatycznie wyłączy zasilanie. Ma to na celu zapobieganie porażeniom elektrycznym przy dotyku bezpośrednim oraz pośrednim. Ponadto, takie wyłączniki ograniczają do minimum skutki uszkodzeń urządzeń elektrycznych. Przy prądach do 30mA, wyłączniki te chronią przed porażeniem, natomiast przy prądach powyżej 30mA, chronią przed pożarem. Co więcej, są to wyłączniki wielorazowego użytku, co oznacza, że nie musimy wymieniać żadnych elementów, aby ponownie załączyć RCD. Wyłączenie następuje poprzez odskoczenie „dźwigni”. Większość wyłączników RCD nie reaguje na prądy uszkodzeniowe, ale są odmiany ze wbudowanym wyłącznikiem nadprądowym ( Tak zwane RCCB ).
Zasada działania wyłączników RCD
W wielkim skrócie, wyłączniki RCD działają na zasadzie różnicy matematycznej, ale co się dzieje, gdy już pojawi się uchyb? Jeżeli suma prądów będzie różna od zera, to w układzie indukuje się siła Elektromotoryczna SEM, która powoduje przepływ prądu przez przekaźnik, który następnie otwiera się, wyłączając urządzenie. Prąd różnicowy musi przekroczyć wartość 30mA, ponieważ taki prąd jest niebezpieczny dla zdrowia człowieka. Wyłączenie możliwe jest tylko, gdy wartości prądu przekroczy sześciokrotnie wartość prądu obciążenia. Na rynku dostępne są wyłączniki na prądy znamionowe od 16A do nawet 125A oraz na prądy różnicowe od 30mA do nawet 500mA. W warunkach domowych stosuje się wyłączniki o tej najniższej wartości.
Podział ze względu na zasadę działania
Wyłączniki o działaniu bezpośrednim
Powszechnie stosowane w Europie, są pobudzane jedynie prądem różnicowym, bez konieczności wystąpienia napięcia w sieci
Wyłączniki o działaniu pośrednim
Powszechnie używane w krajach Ameryki Północnej, wyzwalane za pomocą dużej mocy, generowanej przez wzmacniacz prądow
Funkcje, jakie pełnią wyłączniki RCD w instalacjach elektrycznych
Urządzenia spełniające ochronę dodatkową
Wówczas pełnią one funkcję systemu samoczynnego wyłączenia zasilania
Urządzenia spełniające ochronę podstawową
Należą do nich wysokoczułe wyłączniki RCD, które załączają się przy prądach poniżej 30mA.
Urządzenia przeciwpożarowe
Należą do nich selektywne wyłączniki RCD, które załączają się przy prądach poniżej 500mA. Pełnią one ochronę przed pożarem, ponieważ przy tak dużych prądach może on wystąpić.
Podział wyłączników ze względu na czułość
Bezzwłoczne
Wyłączniki bezzwłoczne reagują od razu, gdy pojawi się prąd różnicowy. Nie mają żadnego oznaczenia na obudowie. Istnieje również odmiana tych wyłączników z uodpornieniem udarowym.
Krótkozwłoczne
Gwarantują one czas podtrzymania przynajmniej 10ms, dzięki czemu nadają się one do obwodów o dużym przejściowym prądzie różnicowym.
Zwłoczne
Nazywa się je również wyłącznikami selektywnymi. Są one przeznaczone do współpracy z wyłącznikami bezzwłocznymi, ponieważ gwarantują one czas podtrzymania przynajmniej 40ms. Ponadto są one odporne na udar prądowy nawet do 5kA. Współpraca z wyłącznikami bezzwłocznymi pozwala zapobiegać niechcianym wyłączeniom. Podczas współpracy, są one umieszczone przed wyłącznikami bezzwłocznymi. Wyłączniki zwłoczne posiadają oznaczenie „S” na obudowie.
Różne oznaczenia wyłączników
W życiu codziennym można się spotkać z wieloma oznaczeniami wyłączników różnicowo – prądowych. Wszystkie oznaczają to samo, czyli że jest to wyłącznik RCD ( Z wyłączeniem RCBO oraz RCCB ). Taka rozbieżności wynika z tego, że takie wyłączniki produkuje się w wielu krajach i stąd posiadają różne nazwy. Francuskie wyłączniki posiadają oznaczenie ID, niemieckie FI, natomiast W krajach Ameryki północnej oznacza się je jako GFCI oraz ALCI. Informacje są podane raczej w ramach ciekawostki, aczkolwiek warto wiedzieć, że w różnych krajach wyłączniki RCD mają inne nazwy.
Wyłącznik RCBO
Jest to wyłącznik różnicowo – prądowy ze wbudowanym zabezpieczeniem nadmiarowo – prądowym
Wyłącznik RCCB
Jest to wyłącznik różnicowo – prądowy bez wbudowanego zabezpieczenia nadmiarowo – prądowego.
Typy wyłączników RCD
Typ AC
Są to wyłączniki przeznaczone do pracy z prądem przemiennym sinusoidalnym.
Typ A
Działają zarówno przy prądach sinusoidalnych, jak i pulsujących stałych. Wyłączniki te znajdują zastosowanie w urządzeniach elektronicznych oraz wszelkich urządzeniach pomiarowych.
Typ F
Stosuje się przy prądzie przemiennym harmonicznym. Używa się ich przy instalacjach zasilanych jednofazowo.
Typ B
Wyzwalane zarówno przy prądach sinusoidalnych, pulsujących oraz stałych prądach różnicowych. Zastosowanie identyczne jak dla typu A.
Typ S
Wyłączniki selektywne, które charakteryzują się zwłoką czasową wyzwolenia
Typ U
Są to wyłączniki dedykowane do pracy z przetwornicami częstotliwości.
Typ G
Działa z opóźnieniem przynajmniej 10ms i jest odporny na udary elektryczne do 3000A.
Przeznaczone odporny na konkretne temperatury
Można spotkać się z wyłącznikami, które są przeznaczone do pracy w innych warunkach niż standardowe ( Przykładowo w temperaturze -15 stopni )
Podstawowa budowa wyłącznika RCD
Wyłącznik różnicowo – prądowy składa się z następujących elementów:
– Przekładnik różnicowy
– Wyzwalacz różnicowy
– Zamek wyłącznika
– Układ kontrolny
Przekładnik różnicowy
Jest to podstawowy element wyłącznika RCD, na którym opiera się praca całego urządzenia. Składa się z rdzenia, na który nawinięte jest uzwojenie wtórne, do którego natomiast przyłączony został układ wyzwalacza. To w tym elemencie następuje porównanie prądów wchodzących z wychodzącymi.
Wyzwalacz różnicowy
Aktywuje się, gdy przekładnik wykryje prąd różnicowy w układzie.
Zamek
Jest to ruchomy element, który służy do wyłączania i ponownego włączania RCD.
Układ kontrolny
Służy on do bieżącego sprawdzania sprawności układu wyzwalającego.
Oznaczenia na obudowie
WYŁĄCZNIKI RÓŻNICOWO – PRĄDOWE NIE SĄ OBOWIĄZKOWYM ELEMENTEM OCHRONY PRZECIWPORAŻENIOWEJ. STANOWIĄ ONE OCHRONĘ UZUPEŁNIAJĄCĄ.
