Oznaczenia wyłączników różnicowoprądowych (RCD), oraz jaki wyłącznik zastosować do obwodów zasilających komputery

Jaki wyłącznik różnicowoprądowy zastosować do ochrony? Jaki typ będzie najwłaściwszy w naszej instalacji?

Poniżej przedstawiam krótką charakterystykę popularnych RCD i ich oznaczenia.
(Przedstawiane poniżej symbole znajdują sie na wyłączniku i dzięki temu możemy zweryfikować poprawność zakupu.)


***


Typ AC - reaguje tylko na prąd przemienny sinusoidalny.
Nie zadziała, gdy prąd upływowy jest prądem pulsującym lub wyprostowanym (taki typ prądu występuje w zasilaczach impulsowych).
Prąd zadziałania zaczyna się od 50% prądu znamionowego.

Zgodnie z IEC 60364-5-53, ten typ wyłącznika różnicowopradowego (oraz wyłączniki typu A i B) bedzie reagować na (kolejne pola)
(prądu upływu, w przykładowych obwodach,  pobierajacych prąd w podany sposób):

*

Jeżeli nie jest to wyłącznik typu "G" lub "S" to maksymalny czas reakcji określony jest następująco:
I∆N <  300 mS
5 * I∆N < 40 mS
(tak samo typ A i B)


***


Typ A - reaguje na prąd przemienny sinusoidalny, pulsujący (jednopołówkowy), oraz pulsujący ze składową stałą do 6 mA.
Nie działa z prądem wyprostowanym, więc nie jest to skuteczna ochrona w przypadku niektórych falowników i układów prostowniczych.  Za to skutecznie zabezpiecza, gdy występuje przed urządzeniami wyposażonymi w zasilacze impulsowe.

Szczególną uwagę na typ zastosowanego RCD powinni zwrócić właściciele instalacji fotowoltaicznych. Chodzi o to, czy występuje transformator separujący w inwerterze -gdy prąd przemienny jest wytwarzany z prądu stałego przez przetwornicę). 

Prąd zadziałania zaczyna się od 35% prądu znamionowego.
Zgodnie z IEC 60364-5-53 ten typ wyłącznika różnicowopradowego (oraz wyłącznik typu B) bedzie reagować na (kolejne pola)
(prądu upływu, w przykładowych obwodach,  pobierajacych prąd w podany sposób):


***


Typ B - reaguje na prąd przemienny, pulsujący(jednopołówkowy), oraz pulsujący ze składową stałą do 6 mA i wyprostowany. Reaguje również na wyższe częstotliwości (harmoniczne!). Ten typ wyłącznika różnicowoprądowego powinno się stosować jako zabezpieczenie instalacji telekomunikacyjnych.

Prąd zadziałania zaczyna się od 50% prądu znamionowego.
Zgodnie z IEC 60364-5-53 ten typ wyłącznika różnicowopradowego bedzie reagować na (kolejne pola):
(prądu upływu, w przykładowych obwodach,  pobierajacych prąd w podany sposób):



***


Inne oznaczenia wyłączników różnicowoprądowych:

  • "G", "HI", "HPI" - krótkozwłoczne: pozwalają by wystąpił niewielki prąd upływu przez krótki czas, dzięki temu poprawnie zabezpieczają urządzenia, gdzie może wystąpić mały prąd upływu w chwili ich uruchomienia (UPS, lodówki, świetlówki). Minimalne opóźnienie 10 ms (zazwyczaj bliższe 30 ms, co jest bardziej zbliżone do charakterystyki odbiorników).
  • "S" selektywne: wyzwolenie nastąpi dopiero po ustalonym czasie, w którym to muszą być spełnione warunki tego wyzwolenia. Stosowane zazwyczaj jako zabezpieczenie główne obwodów, gdzie występują już wyłączniki RCD. Dzięki temu nie nastąpi ich wyzwolenie (głównego RCD) przez RCD zainstalowanymi "poniżej". Maksymalny czas reakcji określony jest następujaco: I∆N 130 ms - 500 ms, oraz  5 * I∆N 50 ms - 150 mS 
  • "U" reaguje na prądy różnicowe przemienne, oraz jednopołówkowe ze składową stałą. Ich głównym przeznaczeniem jest zabezpieczenie przetwornic. Ten typ przeznaczony jest do detekcji harmonicznych w prądzie upływu. 
  • "F" podobnie jak typ B, ale reaguje również na wyższe częstotliwości (harmoniczne!).
Omawiając RCD spotkamy się z następującymi skrótami:

  • RCCB (GFI)- Residual Current Circuit Breaker - bez wbudowanego zabezpieczenia nadprądowego, czyli posiada tylko człon różnicowopradowy.
  • RCBO (GFCI)  - Residual Current Breaker with Overcurrent protection - z wbudowanym zabezpieczeniem nadprądowym, czyli posiada człon zwarciowy, przeciążeniowy i różnicowoprądowy.
  • SRCD - Socket outlet RCD
  • PRCD - Portable Residual Current Device 


Można wyróżnić dwa typy rozwiązań konstrukcyjnych RCD:
  • Voltage Independent - określane jako elektromechaniczne i do zadziałania wykorzystują energię prądu różnicowego.
  • Voltage Dependent - Wykorzystują energię zasilania sieciowego do zasilania swojej elektroniki odpowiedzialnej za aktywację zabezpieczenia.
Uwaga praktyczna: powyższe oznaczenia zapewniają zgodność z normami i przewidywalność. Praktyka pokazuje, że zabezpieczenie jest "lepsze" niż to wynika z powyższego opisu. Następstwem tego jest np.: zadziałanie wyłącznika AC współpracującego np.: z urządzeniami z zasilaczami impulsowymi, gdy nie ma takiej potrzeby. Dlatego warto dostosować rodzaj RCD do konkretnego przeznaczenia. 

***


Ponieważ wyłączniki typu B są bardzo drogie, a ja w domu nie posiadam np.: instalacji fotowoltaicznej zdecydowałem się na wyłączniki typu A:

W przypadku instalacji telekomunikacyjnej (jak serwerownie: Serwerownie - różne archiwalne zdjęcia) należy indywidualnie sprawdzić jakie urządzenia będą stosowane i odpowiednio dobrać typ RCD, uwzględniając potrzebę zastosowania typu B i zupełnie eliminując typ AC. Dla dużych instalacji wymagana jest duża liczba obwodów, a co za tym idzie duża ilość urządzeń zabezpieczających. Jednak tylko maksymalnie dzieląc obwody możemy uzyskać parametry pracy 24/7/365.


***


Oprócz wybrania typu wyłącznika różnicowoprądowego należy zastanowić się nad doborem prądu i czasu zadziałania.

Optymalnie jest zastosować RCD o jak najmniejszym prądzie upływu, np.:10mA. Może to jednak powodować jego zadziałanie w "przypadkowych" sytuacjach. Taki wyłącznik może mieć za dużą czułość. Za standardowe przyjmuje się wyłączniki o czułości 30mA. Czasami zachodzi potrzeba zastosowania wyłącznika 300mA, ale wtedy taki RCD ma inne zadania ochronne.
Można sprawdzić prąd upływu urządzeń i wtedy dobrać odpowiedni RCD. Prąd upływu można sprawdzić np. tak:
Należy pamiętać, że wartość prądu zadziałania RCD jest wartością maksymalną i np.: dla wyłącznika o czułości 30mA zazwyczaj wynosi około 20mA.

Czas wyłączenia (zadziałania RCD) należy dobrać pod konkretne wymagania. Zazwyczaj wymaga się, by ten czas był mniejszy niż 0,4s (długotrwałe napięcie dotyku ≤ 50V), a w warunkach zwiększonego zagrożenia porażeniowego był mniejszy niż 0,2s (długotrwałe napięcie dotyku ≤ 25V).


Stosowne normy:
PN-IEC 364-481
PN-IEC 60364-4-41
PN-IEC 60364-5-53:1999
PN-IEC-60364-6-61
PN-EN 61008-1/A11 
PN-92 /E05009 /42
PN-92 /E05009 /482
PN-92 /E05009 /701
PN-92 /E05009 /702
PN-92 /E05009 /705
PN-92 /E05009 /708
PN-HD 60364-6:2007 

***

Należy pamiętać, że od 0,5% do 2% wyłączników róznicowoprądowych po kilkunastu latach eksploatacji (w korzystnych warunkach klimatycznych) jest wadliwych (wg. badań statystycznych). Jeśli warunki klimatyczne są niekorzystne (jak wilgoć) to ilość wadliwych wyłączników wzrasta nawet do 9%.

***


Powiązane tematy:



Update: 2016.04.21
Create: 2014.09.22
Autor:
Etykiety: , ,

Brak komentarzy:

Prześlij komentarz

Subskrybuj: Komentarze do posta (Atom)