Wybrane problemy instalacyjne przy stosowaniu wyłączników różnicowoprądowych.pdf
(
547 KB
)
Pobierz
Ochrona przeciwporażeniowa
Dr hab. inż. Stanisław Czapp
Politechnika Gdańska
WYBRANE PROBLEMY INSTALACYJNE PRZY STOSOWANIU
WYŁĄCZNIKÓW RÓŻNICOWOPRĄDOWYCH
Streszczenie
Przedstawiono klasyfikację wyłączników różnicowoprądowych oraz zasady ich doboru
i instalowania w instalacjach elektrycznych. Omówiono czynniki wpływające na prawidłowe
działanie wyłączników i zwrócono uwagę na błędy popełniane przy ich stosowaniu. Wymie-
niono obwody, w których instalowanie wyłączników różnicowoprądowych jest obowiązkowe,
a w których niezalecane. Zwrócono uwagę na problemy działania wyłączników różnicowo-
prądowych przy prądach różnicowych odkształconych. Przedstawiono zastosowanie specjalnych
konstrukcji wyłączników różnicowoprądowych, jakimi są przenośne urządzenia różnicowo-
prądowe.
1.
Wstęp
Podstawową zaletą wyłączników różnicowoprądowych jest to, że umożliwiają
wykrywanie prądów doziemnych rzędu miliamperów, co jest nieosiągalne w przy-
padku zabezpieczeń nadprądowych (wyłączników nadprądowych i bezpieczników).
Jest to bardzo istotne, jeżeli człowiek ma być chroniony przed skutkami rażenia
spowodowanego bezpośrednim dotknięciem przewodu pod napięciem. Ta korzystna
cecha może jednak sprawiać problemy w obwodach, w których naturalne prądy do-
ziemne wynikające z przyłączonych filtrów przeciwzakłóceniowych są stosunkowo
duże i powodują zbędne zadziałania wyłączników różnicowoprądowych. Wyłączniki
różnicowopradowe są wrażliwe na kształt prądu różnicowego. Przy silnym odkształ-
ceniu tego prądu wyłącznik różnicowoprądowy może w ogóle nie reagować, mimo że
prąd różnicowy przyjmuje wartość wielokrotnie większą niż znamionowy prąd różni-
cowy zadziałania wyłącznika. W instalacjach z wyłącznikami różnicowoprądowymi
szczególnie istotne jest właściwe wykonanie instalacji, ponieważ błędne połączenia,
jak np. zamiana przewodu neutralnego N z ochronnym PE, czy połączenie przewodów
N i PE w obwodzie odbiorczym uniemożliwią jej poprawne użytkowanie. Stosowanie
wyłączników różnicowoprądowych wymaga szczególnej rozwagi, gdyż nietrudno
doprowadzić do rozwiązania, w którym zainstalowany wyłącznik różnicowoprądowy
nie będzie chronił w przypadku zagrożenia porażeniowego, a będzie zbędnie wyzwa-
lał, kiedy takiego zagrożenia nie ma.
2. Podstawowe parametry wyłączników różnicowoprądowych
2.1. Wprowadzenie
Wyłączniki różnicowoprądowe występują w najprzeróżniejszych wykonaniach
[6, 7, 8], różni producenci stosują odmienne oznaczenia dla określenia tych samych
parametrów wyłącznika. Poniżej przedstawiono podział wyłączników różnicowoprądo-
wych biorąc pod uwagę najistotniejsze parametry.
Nr 141-142
3
Ochrona przeciwporażeniowa
2.2. Napięcie znamionowe
U
n
Jest związane z napięciem znamionowym izolacji i określa wymagania odnośnie
do odstępów izolacyjnych aparatu oraz rezystancji izolacji. Jest również związane
obciążalnością zwarciową oraz działaniem członu kontrolnego i nie powinno być
znacznie większe (>20%) od napięcia znamionowego sieci.
2.3. Znamionowy prąd różnicowy zadziałania
I
n
Zalecane [4, 9, 10] wartości znamionowego prądu różnicowego zadziałania
I
n
wyłączników różnicowoprądowych są następujące: 0,006–0,01–0,03–0,1–0,2–0,3–0,5–
–1–2–3–5–10–20–30 A. Dokonując wyboru znamionowego prądu różnicowego za-
działania wyłącznika różnicowoprądowego należy pogodzić dwa sprzeczne kryteria.
Z jednej strony prąd ten powinien być jak najmniejszy, a z drugiej strony nie może
dochodzić do zbędnych zadziałań spowodowanych ustalonymi prądami upływowymi.
2.4. Znamionowy prąd ciągły
I
n
Jest to największy prąd, jakim wolno wyłącznik długotrwale obciążać w stanie
zamkniętym. Znormalizowane wartości są następujące: 6−10−13−16−20−25−32−40–
−50−63−80−100−125 A; norma [2] podaje ponadto wartości: 160−200−250−400−630 A,
które dotychczas nie były wykorzystywane przez producentów. Prąd szczytowego
obciążenia obwodu nie powinien przekraczać znamionowego prądu ciągłego dobra-
nego wyłącznika różnicowoprądowego.
2.5. Liczba biegunów
Wyłącznik różnicowoprądowy powinien przerywać wszystkie przewody czynne
(L1, L2, L3, N). W związku z tym są potrzebne następujące wyłączniki różnicowo-
prądowe:
·wyłączniki dwubiegunowe (a nie jednofazowe) – w obwodach jednofazowych,
·wyłączniki czterobiegunowe (a nie trójfazowe) – w obwodach trójfazowych z prze-
wodem neutralnym,
·wyłączniki trójbiegunowe – w obwodach trójfazowych bez przewodu neutral-
nego.
Dopuszcza się wykorzystanie wyłączników czterobiegunowych w obwodach jedno-
fazowych. Należy przy tym pamiętać, aby przewody L i N instalacji przyłączyć w spo-
sób zapewniający działanie obwodu kontrolnego wyłącznika, tzn. aby reagował on na
naciśnięcie przycisku kontrolnego TEST.
2.6. Obciążalność zwarciowa
Z tego punktu widzenia rozróżnia się następujące rodzaje wyłączników:
a)
Wyłączniki różnicowoprądowe bez wyzwalaczy nadprądowych RCCB (ang.
residual current operated circuit-breakrers without integral overcurrent protec-
tion
) o zdolności wyłączania co najmniej równej 10-krotnej wartości prądu
znamionowego ciągłego, ale nie mniejszej niż 500 A. Takie wyłączniki należy
dobezpieczyć. Przykładowe oznaczenia wyłączników związane z koniecznością
dobezpieczenia podano poniżej.
4
Ochrona przeciwporażeniowa
Obciążalność zwarciowa 6 kA przy dobezpieczeniu bezpieczni-
kiem gG o prądzie znamionowym
I
6000
≤
63 A
nb
Obciążalność zwarciowa 6 kA przy dobezpieczeniu bezpieczni-
kiem gG o prądzie znamionowym
125 A
Obciążalność zwarciowa 10 kA przy dobezpieczeniu bezpieczni-
kiem gG o prądzie znamionowym
125
6000
≤
I
nb
10000
≤
63 A
I
nb
Największy dopuszczalny prąd znamionowy wkładki bezpiecznikowej jest
związany z wytrzymywanym przez wyłącznik różnicowoprądowy skutkiem
cieplnym prądu zwarciowego i wytrzymywaną wartością szczytową prądu
zwarciowego. Znajomość tych parametrów jest istotna, jeżeli wyłącznik różni-
cowoprądowy ma być dobezpieczony nie bezpiecznikiem, a wyłącznikiem nad-
prądowym. Musi on ograniczać wspomniane parametry zwarciowe w stopniu
nie gorszym niż bezpiecznik wskazany przez producenta.
b)
Wyłączniki różnicowoprądowe z wyzwalaczami nadprądowymi RCBO (ang.
residual current operated circuit-breakrers with integral overcurrent protection
)
o zdolności wyłączania porównywalnej z wyłącznikami nadprądowymi. Takie
wyłączniki mają symbol graficzny, który informuje o znamionowym prądzie
zwarciowym umownym, np. oznacza wartość tego prądu równą 6 kA.
Wyłączniki takie mają też podany typ charakterystyki, jak wyłączniki nad-
prądowe, np. B16.
6000
2.7.Przydatność do wykrywania określonego kształtu przebiegu prądu różnicowego
Właściwy dobór wyłącznika różnicowoprądowego ze względu na ten parametr
jest niezwykle istotny, ponieważ źle dobrany wyłącznik może w ogóle nie reagować
na prąd różnicowy znacznie przekraczający znamionowy prąd różnicowy wyłącznika [1].
Na przykład, na prądy wyprostowane z zasady nie reagują wyłączniki typu AC. W ta-
blicy 1 przedstawiono podział wyłączników różnicowoprądowych ze względu na
zdolność do wykrywania określonego kształtu przebiegu prądu różnicowego.
2.8. Opóźnienie wyzwalania
Ze względu na opóźnienie wyzwalania wyróżnia się wyłączniki różnicowoprądowe:
·bezzwłoczne – bez określonego czasu przetrzymywania i bez dodatkowych
oznaczeń,
·krótkozwłoczne – o gwarantowanym czasie przetrzymywania co najmniej 10 ms;
nadające się do obwodów odbiorczych o dużym przejściowym prądzie różnico-
wym, w zależności od producenta oznaczane , VSK, KV, KVP, Hpi, HI,
·zwłoczne (selektywne) – o gwarantowanym czasie przetrzymywania co naj-
mniej 40 ms; zapewniające wybiorczość działania z wyłącznikami bezzwłocz-
nymi bądź krótkozwłocznymi, oznaczane .
Ponadto produkowane są przekaźniki różnicowoprądowe współpracujące z wy-
łącznikami nadprądowymi, w których można nastawiać wartość znamionowego prądu
różnicowego zadziałania, np. 0,03–0,1–0,3–1–3–5–10 A, jak i zwłokę zadziałania,
np. 0,06–0,1–0,3–1–5 s.
G
S
Nr 141-142
5
Ochrona przeciwporażeniowa
Tablica 1.
Rodzaje wyłączników różnicowoprądowych ze względu na zakres uczulenia na kształt
przebiegu prądu różnicowego [4, 9, 10]
Oznaczenie literowe
i symbol graficzny
Przebieg prądu różnicowego, przy którym jest
zapewnione wyzwalanie wyłącznika
AC
·prąd przemienny sinusoidalny (na ogół 50/60 Hz)
·prąd przemienny sinusoidalny (na ogół 50/60 Hz),
·prąd pulsujący stały,
·prąd pulsujący stały ze składową wygładzoną 6 mA, z ew.
sterowaniem fazowym i niezależnie od biegunowości.
A
·prąd przemienny sinusoidalny (na ogół 50/60 Hz),
·prąd przemienny sinusoidalny o częstotliwości nieprzekra-
czającej 1000 Hz,
·prąd przemienny sinusoidalny ze składową wygładzoną o war-
tości większej spośród dwóch: 0,4
I
i 10 mA,
n
·prąd pulsujący stały ze składową wygładzoną o wartości
większej spośród dwóch: 0,4 i 10 mA,
·prąd stały z układów prostowniczych, tj.:
-z prostownika dwupulsowego zasilanego napięciem między-
przewodowym w przypadku wyłączników 2-, 3- i 4-biegu-
nowych,
-z prostownika trójpulsowego (układ gwiazdy) albo z pro-
stownika sześciopulsowego w przypadku wyłączników
3- i 4-biegunowych,
·prąd stały wygładzony, z ew. sterowaniem fazowym i nie-
zależnie od biegunowości.
B
I
n
lub
Na rysunku 1 przedstawiono pasmowe charakterystyki czasowo-prądowe wyłącz-
ników różnicowoprądowych:
·bezzwłocznego o
I
= 30 mA,
n
·krótkozwłocznego o
I
= 30 mA,
n
G
·zwłocznego o
I
= 300 mA.
S
n
2.9.Dopuszczalny zakres temperatury otoczenia
Ten parametr określa, w jakich temperaturach będzie działał poprawnie układ
wyzwalający wyłącznika. Jest to szczególnie ważne, jeśli wyłącznik ma pracować na
wolnym powietrzu. Warunki otoczenia silnie wpływają na niezawodność wyłączni-
ków różnicowoprądowych [8]. Stosuje się następujące oznaczenia:
brak oznaczenia
lub
–5 C
Wyłącznik do zainstalowania w ogrzewanym lub nieogrzewanym po-
mieszczeniu, dopuszczalny zakres temperatury otoczenia od –5 do + 40 C.
Obecnie traktuje się jako wykonanie normalne bez oznaczeń
Wyłącznik mrozoodporny do zainstalowania na wolnym powietrzu.
Dopuszczalny zakres temperatury otoczenia od –25 do + 40 C
- 25
6
Ochrona przeciwporażeniowa
a)
b)
t
[ms]
t
[ms]
500
500
450
450
400
400
350
350
300
300
250
250
200
200
150
150
100
100
30 mA
30 mA
50
50
40
40
10
bezzwłoczny
krótkozwłoczny
G
15
30
60
150
I
[mA]
15
30
60
150
I
[mA]
(5
I
n
)
(
I
n
)
(2
I
n
)
(5
I
n
)
(
I
n
)
(2
I
n
)
c)
t
[ms]
Rys. 1.
Charakterystyki czasowo-prądowe wyłącz-
ników różnicowoprądowych:
a) bezzwłocznego o I
500
= 30 mA,
n
b) krótkozwłocznego o I
= 30 mA,
n
450
c) zwłocznego o I
= 300 mA
n
400
350
300
250
200
150
300 mA
zwłoczny
S
100
6
0
50
40
150 300
600
1500
I
[mA]
(
I
n
)
(2
I
n
)
(5
I
n
)
Nr 141-142
7
Plik z chomika:
zachomikowywacz.pl
Inne pliki z tego folderu:
Wybrane problemy instalacyjne przy stosowaniu wyłączników różnicowoprądowych.pdf
(547 KB)
Dobezpieczanie ograniczników przepięć.pdf
(889 KB)
Ochrona przeciwporazeniowa. Instalacje elektryczne na terenie budowy i rozbiórki.pdf
(110 KB)
Dobór bezpieczników topikowych.pdf
(83 KB)
O doborze przekroju przewodów chronionych przed prądem przeciążeniowym i zwarciowym bezpiecznikami topikowymi oraz wyłącznikami instalacyjnymi.pdf
(2110 KB)
Inne foldery tego chomika:
Teleinformatyka (Delfin79 h 1979)
Zgłoś jeśli
naruszono regulamin