Badania wyłączników różnicowoprądowych (RCD)

Badanie wyłączników różnicowoprądowych w zależności od typu i pełnionych przez nie funkcji wygląda nieco inaczej. Należy rozróżnić zasadniczo badanie wyłącznika (urządzenia) i obwodów chronionych (ochrony przeciwporażeniowej).

Częstym i powielanym błędem jest wielokrotne badanie tego samego wyłącznika różnicowoprądowego poprzez wyzwolenie z każdego gniazda lub lampy, z którymi są powiązane. Wpływ histerezy magnetycznej oraz przejściowych stanów nieustalonych przy wielokrotnym wyzwoleniu skutkują różnymi wynikami pomiarów i błędną diagnozą właściwości aparatu.

Przy wielu odbiornikach zasilanych przez dany wyłącznik RCD sensowne jest kompleksowe zbadanie działania aparatu poprzez inicjację symulowanego zwarcia pomiarowego z instalacji (najdalszego odbiornika) oraz sprawdzenie warunku skuteczności ochrony przeciwporażeniowej każdego gniazda/odbiornika podlegającego ochronie przeciwporażeniowej.

Jeżeli pomiary wyłącznika i skuteczności ochrony przeciwporażeniowej najdalszego odbiornika od rozdzielnicy dają wyniki pozytywne, to teoretycznie wystarczy potwierdzić ciągłość przewodów ochronnych wszystkich punktów pomiarowych (jeżeli ochrona jest sprawdzana tylko
w odniesieniu do wyłącznika RCD).

Najwłaściwiej jest zamiast typowego pomiaru przewodów PE zrealizować pomiary pętli zwarcia po zmostkowaniu wyłącznika RCD lub ostatecznie bez wyzwalania wyłącznika.

Pomiary bez wyzwalania wyłącznika ze względu na mały prąd pomiarowy są obarczone znacznym błędem, ale ta metoda jest dopuszczalna. Wg naszego doświadczenia i przekonania należy dążyć, o ile jest to technicznie i ekonomicznie uzasadnione do zapewnienia w instalacjach odbiorczych ochrony przeciwporażeniowej z wykorzystaniem zabezpieczeń nadprądowych.

Należy to rozumieć, w ten sposób, że wyłączniki RCD dla układu TN powinny tylko pełnić funkcje wspomagające! Nie sposób wyobrazić sobie pętli zwarciowej na poziomie kilkunastu/kilkuset omów i ocenę pozytywną instalacji (jako zgodną z wymogami normy PN-EN 60364).

Z powodu trudności wykonania w instalacjach o układzie TT uziomów o niskiej rezystancji często praktykowane jest opieranie ochrony przeciwporażeniowej głównie na wyłącznikach RCD.

Przy wyłącznikach różnicowoprądowych prąd wyłączający jest niewielki, a zatem parametry uziemienia również nie muszą być zbyt wysokie, co ogranicza znacznie koszty inwestycyjne. Prąd wyłączający Ia w obwodzie zabezpieczonym wyłącznikiem RCD przyjmuje się jako pięciokrotną wartość znamionowego prądu różnicowego. Wynika z tego, że w sieciach TT niezwykle ważne są wyłączniki różnicowoprądowe i uziemienie ochronne, a w przypadku ich niesprawności zagrożone jest życie ludzkie.

Ze względu na potencjalne wady i podatność tego typu aparatury (RCD) na uszkodzenia, wyłączniki należy poddawać regularnym pomiarom oraz prewencyjnemu testowaniu.

Wyłączniki różnicowoprądowe powinny być testowane w odstępach czasu nie przekraczających 30 dni oraz winno się mierzyć ich parametry podczas przeglądów instalacji elektrycznych.

Niestety bardzo nagminnie ten wymóg nie jest respektowany, a same wyłączniki często ulegają uszkodzeniom. Testowanie działania mechanicznego polega na wciśnięciu przycisku „Test” na wyłączniku i oczekiwaniu na jego wyzwolenie. Brak reakcji urządzenia na ten test oznacza jego uszkodzenie.

Do wykonania pomiaru wyłącznika jest niezbędne określenie jego typu i dobranie kształtu napięcia wymuszanego z miernika.

Podstawowe typy wyłączników różnicowoprądowych:

AC - reaguje tylko na prąd rażeniowy sinusoidalnie przemienny. Jest to najprostsza wersja wyłącznika. W wielu krajach jest on zabroniony do stosowania z powodu braku lub małej skuteczności przy współistnieniu w sieci odbiorników energoelektronicznych.

A - reaguje tylko na prąd rażeniowy sinusoidalnie przemienny, prąd pulsacyjny ze składową stałą do wartości 6mA, prąd pulsacyjny.

B - reaguje na prąd rażeniowy przemienny sinusoidalny, prąd pulsacyjny ze składową stałą do 6mA, bądź ze sterowaniem fazowym, prąd pulsacyjny, wyprostowane napięcie. Może być stosowany do wykrywania prądów różnicowych dla częstotliwości do 2kHz.

F - wyłącznik krótkozwłoczny o zwiększonej wytrzymałości na prąd udarowy. Reaguje on na prąd rażeniowy przemienny sinusoidalny, prąd pulsacyjny ze składową stałą do 10mA, prąd pulsacyjny. Stosuje się go do wykrywania prądów różnicowych przy częstotliwości do 1kHZ.
Można by powiedzieć, że jest to „lepsza wersja” wyłącznika typu A.

G - wyłącznik krótkozwłoczny o gwarantowanym czasie podtrzymywania co najmniej 10ms.

S - wyłącznik selektywny (zwłoczny) gwarantujący czas przetrzymania co najmniej 40ms oraz selektywność z wyłącznikami krótkozwłocznymi i bezzwłocznymi.

Uwaga dodatkowa: wyłączniki RCD bez określonego czasu przetrzymywania i oznaczeń są wyłącznikami bezzwłocznymi.

Ze względu na opóźnienie wyzwalania rozróżnia się:

a) wyłączniki bezzwłoczne – bez określonego czasu przetrzymywania i bez dodatkowych oznaczeń,

b) wyłączniki krótkozwłoczne – o gwarantowanym czasie podtrzymywania co najmniej 10 ms, nadające się do obwodów odbiorczych o dużym przejściowym prądzie różnicowym, oznaczone: G lub VSK, KV, KVP, Hpi, HI.

c) wyłączniki zwłoczne – nazywane najczęściej wyłącznikami selektywnymi o gwarantowanym czasie przetrzymywania co najmniej 40 ms. Zapewniają one wybiórczość działania z wyłącznikami bezzwłocznymi, bądź krótkozwłocznymi (oznaczone są na obudowie literą S).

Kolejnym ważnym aspektem jest odczytanie prądu różnicowego I∆N oraz na jego podstawie przypisanie funkcji aparatu (jeżeli go nie znamy).

Jeżeli prąd I∆N wyłącznika jest nie większy niż 30mA, to aparat może pełnić funkcje w ochronie przeciwporażeniowej i jako zabezpieczenie przed pożarem.

W układach TN i TT wyłączniki RCD zapewniają ochronę przed dotykiem pośrednim (przy uszkodzeniu) i ochronę uzupełniająca przed dotykiem bezpośrednim.

Wyłączniki o prądzie różnicowym I∆N większym niż 30mA, ale w przedziale do 300mA uznaje się za aparaty zapewniające tylko ochronę przed pożarem.