Klasyfikacja wyłączników różnicowoprądowych

Wyłączniki różnicowoprądowe

Jak pisaliśmy we wstępie, rozdzielnice niskiego napięcia stanowią nagromadzenie aparatury nn. Są to m.in.: wyłączniki różnicowoprądowe, wyłączniki nadmiarowoprądowe i przekaźniki.

Tytułowe wyłączniki są przystosowane do długotrwałej pracy w stanie zamkniętym i przeznaczone do załączania, przewodzenia oraz wyłączania prądów w warunkach normalnej pracy, czyli takich, w których suma geometryczna prądów w przewodach fazowych i neutralnym jest równa zeru. Wtedy prądy te wzajemnie się znoszą i przez przewód neutralny prąd nie płynie.

W razie zakłócenia stanu równowagi w przewodzie neutralnym pojawia się prąd różnicowy. Jeżeli przekroczy on wartość graniczną, zestyki wyłączników różnicowoprądowych otwierają się. W instalacjach elektrycznych niskiego napięcia wyłączniki tego rodzaju zapewniają odłączenie zasilania w ramach ochrony przed porażeniem w razie zwarć doziemnych L-PE, uzupełniają ochronę podstawową albo są elementem ochrony przed pożarem na skutek przepływu prądu upływu w razie uszkodzenia izolacji kabli w instalacji. Nie chronią jednak przed przeciążeniem ani prądami zwarciowymi ani uszkodzeniowymi w razie zwarcia międzyprzewodowego.

Budowa wyłączników różnicowoprądowych

Wyłączniki różnicowoprądowe typowo zbudowane są z trzech części. Są to: przekładnik prądowy sumujący Ferrantiego, wyzwalacz różnicowy oraz mechanizm otwierający i zamykający styki, które zapewniają ciągłość zabezpieczanego obwodu.

Pierwszy składa się z rdzenia toroidalnego. Na nim nawinięte jest uzwojenie wtórne, do którego przyłączony jest obwód wyzwalacza różnicowego. Przez przekładnik przechodzą przewody. Jego układ pomiarowy wykrywa różnice między strumieniami magnetycznymi wywołanymi płynącymi w nich prądami. W warunkach pracy normalnej, gdy nie występuje prąd różnicowy, wypadkowy strumień magnetyczny w rdzeniu przekładnika jest równy zero.

W razie powstania asymetrii prądów w przewodach, które przechodzą przez przekładnik w jego rdzeniu pojawia się niezrównoważony strumień magnetyczny, a w efekcie prąd w obwodzie wtórnym sumatora Ferrantiego. Ten wytwarza pole magnetyczne, które oddziałuje na wyzwalacz różnicowy zbudowany z magnesu trwałego oraz zwory. To skutkuje otwarciem styków wyłącznika przerywających ciągłość chronionego obwodu.

Klasyfikacja wyłączników różnicowoprądowych

Wyróżnia się kilka typów wyłączników różnicowoprądowych. Takimi są te o działaniu pośrednim i bezpośrednim (niezależne od napięcia sieci, załączane tylko prądem różnicowym), klasyfikowane ze względu na czas zadziałania wyłączniki bezzwłoczne i zwłoczne (selektywne) oraz ze względu na typ wyzwalania wyłączniki typu AC, A i B. Pierwsze są przystosowane do działania wyłącznie przy prądzie przemiennym sinusoidalnym o częstotliwości 50 Hz. Wyłączniki typu A zadziałają również przy prądzie pulsującym stałym ze składową stałą nieprzekraczającą 6 mA, natomiast te typu B dodatkowo przy prądzie stałym o niewielkim tętnieniu niezależnie od biegunowości.

Główne parametry wyłączników różnicowoprądowych to: napięcie znamionowe, znamionowy prąd różnicowy zadziałania, dla którego zalecane są następujące wartości: 0,006, 0,01, 0,03, 0,1, 0,2, 0,3, 0,5, 1, 2, 3, 5, 10, 20 oraz 30 A, prąd znamionowy ciągły, czyli maksymalny przy długotrwałej pracy wyłącznika w stanie zamkniętym, dla którego typowe wartości to na przykład: 6, 10, 13, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100 oraz 125 A, częstotliwość znamionowa, obciążalność zwarciowa, na podstawie której wyłączniki dzieli się na te bez i z wyzwalaczami nadprądowymi i liczba biegunów, w oparciu o którą rozróżnia się wyłączniki dwubiegunowe, trójbiegunowe oraz czterobiegunowe do obwodów odpowiednio jednofazowych, trójfazowych bez i z przewodem neutralnym. W ramce przedstawiamy budowę tytułowych wyłączników.