Zabezpieczenia różnicowo-prądowe instalacji elektrycznych, Elektryka, Artykuły
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
62
zabezpieczenia rÛønicowo-prπdowe
Zabezpieczenia
różnicowo-prądowe
instalacji elektrycznych
Paweł Sadowski
Wy≥πcznik rÛønicowo-prπdowy to skomplikowane urzπdzenie wymagajπce stosowania za-
awansowanych technologii i materia≥Ûw wysokiej jakoúci. Urzπdzenia tego typu posiada
w swojej ofercie firma Kanlux.
Z
abezpieczenia rÛønicowo-prπdowe
skie zeru. Stan ten utrzymuje siÍ teø przy
asymetrii obciπøenia i niewielkich odchy≥-
kach kszta≥tu sinusoidy napiÍcia sieci.
CzÍúÊ mechaniczna wy≥πcznika jest po-
dobna do konstrukcji stosowanej w popu-
larnych wy≥πcznikach nadprπdowych.
sπ stosowane w energetyce od daw-
na. W instalacjach elektrycznych
niskiego napiÍcia rÛwnieø prÛbowano wy-
korzystywaÊ zabezpieczenia napiÍciowe
i rÛønicowo-prπdowe jako dodatkowy úro-
dek ochrony przeciwporaøeniowej. Jednak
rozwÛj tych aparatÛw, szczegÛlnie wy≥πcz-
nikÛw rÛønicowo-prπdowych wymaga≥
prze≥amania szeregu barier technologicz-
nych. Dopiero od niedawna zaczÍto maso-
wo produkowaÊ materia≥y magnetyczne
wysokiej jakoúci. Pozwoli≥o to na wypro-
dukowanie szybkich i czu≥ych zabezpie-
czeÒ, ktÛre sπ bardzo istotnym elementem
dodatkowej ochrony przeciwporaøeniowej,
jak rÛwnieø przeciwpoøarowej. Wprowa-
dzono nawet obowiπzek stosowania zabez-
pieczeÒ rÛønicowo-prπdowych w wielu in-
stalacjach elektrycznych eliminujπc ca≥ko-
wicie wy≥πczniki napiÍciowe jako system
ochrony przeciwporaøeniowej.
Przek≥adnik Ferantiego
Podstawowym elementem zabezpiecze-
nia rÛønicowo-prπdowego jest przek≥adnik
Ferantiego. Element ten sk≥ada siÍ z rdze-
nia toroidalnego, na ktÛrym nawiniÍte sπ
uzwojenia torÛw prπdowych oraz jedno
uzwojenie od wyzwalacza elektromagne-
tycznego. Przek≥adnik 1-fazowy ma dwa
uzwojenia g≥Ûwne, odpowiednio dla prze-
wodu fazowego i neutralnego. Przek≥adni-
ki do obwodÛw 3-fazowych majπ odpo-
wiednio po jednym uzwojeniu dla kaødej
z faz i jedno uzwojenie dla przewodu neu-
tralnego. Geometryczna suma prπdÛw p≥y-
nπcych przez uzwojenia g≥Ûwne jest rÛwna
zeru, dlatego wypadkowy strumieÒ magne-
tyczny w obwodzie przek≥adnika Ferantie-
go jest rÛwnieø zerowy. W takim przypad-
ku SEM indukowane w uzwojeniu wyzwa-
lacza elektromagnetycznego jest takøe bli-
Dzia≥anie wy≥πcznika RCD
Wy≥πcznik RCD jest zabezpieczeniem,
ktÛre mierzy geometrycznπ rÛønicÍ prπ-
dÛw p≥ynπcych w torach prπdowych i prze-
wodzie neutralnym. WartoúÊ znamionowa
prπdu rÛønicowego oznaczana jest czÍsto
I
∆n
i wynosi typowo: 10, 30, 100, 300
i 500 mA. Najbardziej powszechnie stoso-
wane sπ wy≥πczniki szybkie o prπdzie rÛø-
nicowym 30 mA.
Wyzwolenie zabezpieczenia powinno
nastÍpowaÊ w zakresie (0,5˜1) I
∆n
Jeúli
prπd rÛønicowy przekroczy wartoúÊ progo-
wπ, wÛwczas wyzwalacz elektromagne-
Rys. 1. Przek≥adnik Ferantiego z wy≥πcznika RCD 1-fazowego
62
styczeÒ 2007
 zabezpieczenia rÛønicowo-prπdowe
Rys. 2.
Wy≥πcznik
RCD 1-fazowy
tyczny zwalnia blokadÍ i sprÍøynowy mechanizm rozdziela styki
wy≥πcznika. Taki stan moøna sztucznie wywo≥aÊ naciskajπc przy-
cisk TEST wy≥πcznika rÛønicowo-prπdowego. Przycisk poprzez
rezystor wymusza prπd up≥ywu powodujπc zadzia≥anie zabezpie-
czenia.
Produkowane sπ rÛwnieø wy≥πczniki rÛønicowo-prπdowe
z wbudowanym zabezpieczeniem nadprπdowym (RCBO). Roz-
wiπzania te dobrze sprawdzajπ siÍ jako zabezpieczenia dedykowa-
ne. Pozwalajπ rÛwnieø na oszczÍdnoúÊ miejsca w rozdzielnicy.
Testowanie wy≥πcznikÛw RCD
Aparatura modu≥owa, w szczegÛlnoúci skomplikowane wy≥πcz-
niki rÛønicowo-prπdowe muszπ byÊ produkowane przez wyspe-
64
Rys. 3. Wy≥πcznik RCD 3-fazowy
64
zabezpieczenia rÛønicowo-prπdowe
W laboratorium test zabezpieczeÒ odby-
wa siÍ na oddzielnym, specjalnym stano-
wisku umoøliwiajπcym wyzwalanie zabez-
pieczeÒ bez zak≥ÛceÒ w instalacji elek-
trycznej. Podczas testÛw, wy≥πcznik pra-
cuje na napiÍciu sieci. Jednak aparatura te-
stujπca zadaje wartoúÊ natÍøenia prπdu wy-
zwalajπcego niezaleønie od zmian napiÍ-
cia sieci zasilajπcej. Rzeczywiste czasy
wy≥πczeÒ sπ znacznie krÛtsze od wymaga-
nego (200 ms) [1]. Mechaniczna zdolnoúÊ
roz≥πczania stykÛw jest na tyle duøa, øe
wy≥πczenie nastÍpuje w czasie nawet 6 ms.
Typowe wartoúci czasÛw zadzia≥ania dla
wy≥πcznikÛw RCD nie przekraczajπ 50 ms,
podczas gdy okres sinusoidy sieci to 20 ms.
Podsumowanie
PowtarzalnoúÊ pomiarÛw oraz bardzo
krÛtkie czasy wy≥πczeÒ úwiadczπ o wyso-
kim standardzie wykonania czÍúci mecha-
nicznych obecnie produkowanych wy≥πcz-
nikÛw. Warto dodaÊ, øe wszyscy odpowie-
dzialni producenci aparatury modu≥owej
niskiego napiÍcia stosujπ identycznπ kon-
strukcjÍ wy≥πcznikÛw RCD. W przysz≥o-
úci wiÍc naleøy spodziewaÊ siÍ zaostrzenia
wymagaÒ zwiπzanych z czasem wy≥πczeÒ.
Moøliwe jest wykonanie zabezpieczenia
rÛønicowo-prπdowego bez udzia≥u obwo-
du magnetycznego. Jednak elektromecha-
nika jest stosunkowo niezawodna i wciπø
taÒsza od elektroniki. Dlatego w aparatach
elektrycznych, obwody magnetyczne jesz-
cze d≥ugo pozostanπ podstawπ konstrukcji
wielu zabezpieczeÒ.
Rys. 4. Laboratoryjny zestaw do testÛw wy≥πcznikÛw RCD
cjalizowane fabryki z naleøytym systemem
kontroli jakoúci. Jest bardzo istotne, ponie-
waø od jakoúci tych zabezpieczeÒ zaleøy
bezpieczeÒstwo oraz funkcjonalnoúÊ insta-
lacji elektrycznej.
CzÍstym problemem wystÍpujπcym
w eksploatacji wy≥πcznikÛw rÛønicowo-
-prπdowych jest przypadkowe, niepoøπda-
ne zadzia≥anie tych aparatÛw. Jest to spo-
wodowane miÍdzy innymi nadczu≥oúciπ
przek≥adnika Ferantiego. Rutynowy pro-
gram badaÒ tych zabezpieczeÒ uwzglÍdnia
rÛwnieø pomiary przy prπdach poniøej wy-
maganego progu zadzia≥ania.
Wy≥πczniki firmy Kanlux badane sπ
przy prπdzie narastajπcym liniowo od
wartoúci 0,3I
∆n
63
do I
∆n
. Test prπdem
≤
0,5I
∆n
ma na celu sprawdzenie nadczu-
≥oúci zabezpieczenia RCD. Czas wy≥πcze-
nia mierzony jest przy prπdach rÛønico-
wych o wartoúci skutecznej odpowiednio:
I
∆n
, 2I
∆n
oraz 5I
∆n
. Wszystkie pomiary
wykonywane sπ dla dwÛch faz poczπtko-
wych przebiegÛw prπdu testujπcego: dla
zbocza narastajπcego i dla opadajπcego.
Podobne testy wykonujπ instalatorzy do-
konujπcy przeglπdu instalacji elektrycz-
nej.
mgr inø.
Pawe≥ Sadowski
Autor jest pracownikiem
firmy Kanlux
Literatura:
1. PN-EN 61557-6 ÑBezpieczeÒstwo elektryczne
w niskonapiÍciowych sieciach elektroenergetycz-
nych o napiÍciach przemiennych do 1 kV i sta≥ych
do 1,5 kV ñ Urzπdzenia przeznaczone do sprawdza-
nia, pomiarÛw lub monitorowania úrodkÛw ochron-
nych ñ CzÍúÊ 6: Urzπdzenia rÛønicowoprπdowe
(RCD) stosowane w sieciach TT, TN i ITî.
Kanlux sp. z o.o
ul. Objazdowa 1-3,
41-922 RadzionkÛw,
tel. (32) 388 74 00
fax (32) 388 74 99
e-mail: kanlux@kanlux.pl
www.kanlux.pl
Rys. 5. Wyzwalacz elektromagnetyczny wy≥πcznika RCD
64
styczeÒ 2007
[ Pobierz całość w formacie PDF ]