Wyłącznik różnicowoprądowy (pot. różnicówka, RDC) – elektryczne urządzenie zabezpieczające, które rozłącza zabezpieczony obwód elektryczny po wykryciu, że suma geometryczna prądów wpływających i wypływających z niego nie jest równa zero. Zasadniczą funkcją wyłącznika różnicowoprądowego jest ochrona dodatkowa przed ciężkimi skutkami porażenia prądem elektrycznym i ochrona przeciwpożarowa instalacji, realizowana poprzez samoczynne wyłączenie zasilania w przypadku wystąpienia w tym obwodzie nadmiernego prądu doziemnego.
Budowa Wyłącznik różnicowoprądowy dzieli się na 4 zasadnicze elementy: zestyki torów prądowych, wraz z zamkiem i dźwignią załączającą wyzwalacz różnicowoprądowy – najczęściej przekaźnik spolaryzowany przekładnik Ferrantiego – pierścień ferromagnetyczny, przez który przechodzą przewody fazowe i przewód neutralny obwód testowania wyłącznika – umożliwia jego sprawdzenie w trakcie eksploatacji.thumb|192px|Schemat wyłącznika różnicowoprądowego. 1. przekaźnik spolaryzowany, 2. cewka wyzwalająca, 3. rdzeń przekładnika Ferrantiego, 4. przycisk testowy
Zasada działania thumb|300px|Zasada działania wyłącznika różnicowoprądowego Podczas normalnej pracy, wektorowa suma prądów płynących przez przekładnik jest równa zero (zgodnie z I prawem Kirchhoffa). Stąd w uzwojeniu wtórnym przekładnika Ferrantiego (nawiniętym na rdzeniu) nie indukuje się siła elektromotoryczna (SEM), przekaźnik spolaryzowany jest zamknięty (zwora przyciągana przez magnes trwały) i, tym samym, styki główne są zamknięte. Jeżeli w chronionym obwodzie pojawi się prąd upływowy (np. przez uszkodzone urządzenie do ziemi lub przez przewód PE), to wtedy suma prądów w oknie przekładnika będzie różna od zera. W uzwojeniu wtórnym indukuje się SEM, który powoduje przepływ prądu przez cewkę przekaźnika spolaryzowanego. Pole magnetyczne wytworzone przez cewkę kompensuje pole magnetyczne magnesu trwałego przekaźnika. Jeśli prąd upływu przekroczy próg zadziałania wyłącznika (w praktyce już od połowy IΔn), przekaźnik spolaryzowany zostanie otwarty, zwalniając zamek i otwierając styki główne, a przez to odłączając zasilanie obwodu. Podczas testowania przycisk testujący zwiera zacisk toru fazowego wyłącznika od strony odbiornika z przewodem neutralnym lub innej fazy w przełącznikach wielofazowych od strony zasilania poprzez wbudowany rezystor (zwykle 10 kΩ). W ten sposób przez wyłącznik płynie tylko prąd w torze fazowym, a suma prądów w oknie przekładnika będzie różna od zera, tak jak w przypadku upływu. Wyłącznik powinien wtedy zadziałać.
Podział i oznaczenia mały|Wyłącznik różnicowy z członem nadprądowym (RCBO) Ze względu na czułość (prąd zadziałania IΔn): wysokoczułe – IΔn nie większy od 30 mA średnioczułe – IΔn pomiędzy 30 a 500 mA niskoczułe – IΔn powyżej 500 mA Ze względu na wykrywane rodzaje prądów upływu: AC – prąd przemienny sinusoidalny (wyłącznik reaguje tylko na prądy różnicowe przemienne sinusoidalnie); A – prąd przemienny sinusoidalny, prąd sinusoidalny wyprostowany jednopołówkowo i impulsowy (wyłącznik reaguje na prądy różnicowe przemienne sinusoidalnie, na prądy pulsujące jednopołówkowe ze składową stałą, do 6 mA); B – prąd przemienny sinusoidalny, prąd sinusoidalny wyprostowany jednopołówkowo i impulsowy, prąd stały (wyłącznik reaguje na prądy jak wyżej, i na prądy wyprostowane (uniwersalny); F – prąd przemienny sinusoidalny o zmiennej charakterystyce częstotliwościowej (do stosowania z przemiennikami częstotliwości). Ze względu na wbudowane zabezpieczenie nadprądowe: RCCB – wyłącznik różnicowoprądowy bez wbudowanego zabezpieczenia nadmiarowoprądowego RCBO – wyłącznik różnicowoprądowy z wbudowanym zabezpieczeniem nadmiarowoprądowym
Zastosowanie i eksploatacja mały|Wyłącznik różnicowoprądowy, czterobiegunowy Wyłącznik różnicowoprądowy jest stosowany jako ochrona przeciwporażeniowa uzupełniająca. Wykrywa on znacznie mniejsze prądy upływu, które mogłyby nie spowodować zadziałania zabezpieczeń nadprądowych ze względu na dużą rezystancję (na przykład ciała ludzkiego).
Wyłączniki różnicowoprądowe stosuje się w układach sieci TN-S, TN-C-S (na odcinku z rozdzielonymi przewodami ochronnym PE i neutralnym N), TT, oraz (rzadko) IT. Regulacja normą: PN-IEC 60364-5-53:1999 pkt 531.2.1.5): Zastosowanie urządzenia ochronnego różnicowoprądowego włączonego w obwody niemające przewodu ochronnego nie może być uznane za skuteczny środek ochrony przed dotykiem pośrednim, nawet w przypadku gdy znamionowy różnicowy prąd zadziałania nie przekracza 30 mA.
Raz na 6 miesięcy (chyba że producent zaleca inaczej) poinno się użyć przycisku testowego w celu sprawdzenia poprawności działania wyłącznika. Niezwłoczne zadziałanie wyłącznika potwierdza jego sprawność mechaniczną. Testuje się obwód bez obciążenia odbiornikami o znacznej mocy (co niepotrzebnie zużywałoby styki wskutek łuku elektrycznego). Nie powinno się traktować wyłącznika różicowoprądowego jako rozłącznika, do odcinania prądu pod obciążeniem .
Ograniczenia Obwodów odbiorczych ze wspólnym przewodem ochronnym i neutralnym (spotykane jedynie w starszych instalacjach) nie zabezpiecza się wyłącznikiem różnicowoprądowym, gdyż nie działają one poprawnie z powodu braku przewodu ochronnego (PE) i podłączeniu przewodu neutralnego (N) do obudowy urządzeń, a przez to do ziemi.
Wyłącznik różnicowoprądowy nie zabezpiecza przed porażeniem we wszystkich sytuacjach. Wyłącznik różnicowoprądowy nie zapewni ochrony przeciwporażeniowej w momencie, gdy zostaną dotknięte dwa przewody objęte zabezpieczeniem (przykładowo przewód fazowy i neutralny), a człowiek jest odizolowany od ziemi.
Przy kontakcie człowieka z przewodem fazowym i przepływie prądu do uziemienia, człowiek będzie narażony na porażenie prądem, w stopniu niezagrażającym życiu ani zdrowiu. Zgodnie z normami prąd zadziałania wyłącznika różnicowo-prądowego powinien spełniać warunek 0,5IΔn < Ia < IΔn. Najczęściej używany wyłącznik o znamionowym prądzie różnicowym IΔn = 30 mA może być wyzwalany już przy prądzie różnicowym 15mA (i nie jest to wada) natomiast nie może przekroczyć wartości 30mA. Dla poprawy bezpieczeństwa można stosować wyłączniki o prądzie różnicowym 10 mA. Może to jednak wiązać się z problemami eksploatacyjnymi w postaci niepotrzebnych zadziałań, mających związek z naturalnymi upływnościami w instalacjach elektrycznych i urządzeniach.
Zobacz też bezpiecznik topikowy wyłącznik instalacyjny zabezpieczenia elektryczne
Przypisy
Bibliografia Zdzisław Jankiewicz: Budowa i zasada działania wyłączników różnicowoprądowych
Kategoria:Aparaty elektryczne Kategoria:Instalacja elektryczna Kategoria:Ochrona przeciwporażeniowa