Strażnik elektronów – rzecz o wyłączniku różnicowoprądowym cz.3

W pierwszej części omówiłem podstawowe parametry wyłącznika, budowę wyłącznika i w jaki sposób w ogóle ugryźć temat „różnicówki. W drugim wpisie opisałem sposób podłączenia w różnych konfiguracjach i odniosłem się do kwestii przeciwporażeniowej wyłącznika.
I oto nadszedł najwyższy czas na wykonanie kilku testów działania wyłącznika różnicowoprądowego:

1. Wykonanie testu przy użyciu przycisku „TEST” – najważniejszy i najszybszy możliwy test wyłącznika różnicowoprądowego. Szybkie ustalenie czy wyłącznik działa poprawnie, czy nie są sklejone styki, czy jest podane napięcie na wyłącznik. W skrócie ustalenie czy wszystko jest OK.
2. Połączenie przewodu neutralnego i ochronnego – czyli symulacja uszkodzenia urządzenia lub izolacji przewodów, co w efekcie powoduje, że prąd zamiast przewodem neutralnym płynie przewodem ochronnym.
3. Niepoprawne podpięcie wyłącznika RCD:
   • przewód neutralny podpięty do niewłaściwej listwy zaciskowej
   • podpięcie przewodu zasilającego fazowego po przeciwnej stronie wyłącznika co przewód zasilający neutralny

Uzupełnienie czyli 2 x RCD

Zanim testy się rozpoczną – na prośbę czytelnika Kamila – małe uzupełnienie do poprzedniej części artykułu. Poniżej znajdziesz schemat przedstawiający podłączenie dwóch wyłączników różnicowoprądowych w jednej rozdzielnicy.

Kilka uwag do schematu:

• Listwa przewodów ochronnych jest wspólna dla wszystkich obwodów. Przewody ochronne nie mogą być przerywane przez żadne wyłączniki czy bezpieczniki.
• Każdy wyłącznik różnicowoprądowy posiada własną listwę zaciskową dla przewodów neutralnych (N2 i N3).
• Schemat przedstawia podpięcie jednego przewodu zasilającego do dwóch wyłączników różnicowoprądowych (wykonany jest mostek przy RCD1). W instalacji trójfazowej jest możliwość podpięcia dwóch różnych przewodów fazowych zasilających do każdego z wyłączników.
• Zwracaj zawsze uwagę czy wyłącznik różniocowoprądowy jest chroniony przed nadmiernym prądem znamionowym. Więcej informacji w poprzednim artykule (po korekcie).

Bazowy schemat stanowiska testowego

Schemat ten niewiele się różni od wcześniej omawianych i prezentowanych. Ale jednak jest mały niuansik.

Nie doprowadzam przewodu ochronnego od strony zasilania. Wykonałem tutaj układ zasilania TN-C-S, opisany szerzej w artykule o uziemieniu. Zasilanie testowej rozdzielnicy jest pobrane z gniazdka elektrycznego w mieszkaniu, a tak się składa, że w mojej domowej rozdzielnicy już wyłącznik różnicowoprądowy się znajduje. Moje testy więc mogłyby spowodować jego wyzwolenie.

Testujemy przycisk „Test”

W pierwszej części artykułu tłumaczyłem do czego służy i w jaki sposób działa przycisk „Test” znajdujący się na wyłączniku różnicowoprądowym. Warto od tego przycisku rozpocząć wszelkie testy, gdyż jeśli on nie spowoduje wyzwolenia wyłącznika, to będziemy mieć problem.

Na filmie sprawdzam funkcjonalność klawisza „T” przy poprawnie podłączonym zasilaniu do wyłącznika, ale w dwóch opcjach:

• z doprowadzonym napięciem przemiennym 230V
• bez doprowadzonego napięcia 🙂

Do sprawdzenia w ten sposób wyłącznika, nie jest konieczne podpięcie żadnego odpływu.

Obserwacje i wnioski

1. Przy podanym napięciu zasilającym wyłącznik różnicowoprądowy wyzwolił po naciśnięciu przycisku „Test”.
2. W stanie beznapięciowym naciskanie przycisku „Test” nie powodowało żadnej reakcji.

Pewnie niejeden spyta: Po co robiłem test wyłącznika, gdy nie było podane napięcie? Przecież to oczywiste, że nic się nie stanie, prawda?
Jest takie powiedzenie: Najciemniej jest pod latarnią. Może się zdarzyć, że będziemy chcieli wykonać test akurat w chwili, gdy to napięcie nie będzie podane nie zdając sobie z tego sprawy. Jeśli nie zwrócimy uwagi na oczywistą oczywistość czyli brak reakcji wyłącznika przy braku napięcia, możemy dojść do błędnego wniosku, że wyłącznik jest niesprawny.

Prąd ucieka „boczkiem”

Podczas tego testu połączę przewód neutralny z przewodem ochronnym gdzieś pomiędzy rozdzielnicą, a przedłużaczem. Spowoduje to, że część prądu będzie płynąć przewodem ochronnym, zamiast neutralnym, co może (jeśli natężenie prądu płynącego przewodem ochronnym będzie większe niż 30mA) spowodować wyzwolenie RCD.

Ten test to symulacja uszkodzenia izolacji przewodów, szeroko pojętego przebicia wewnątrz urządzenia, lub generalnie popłynięcia prądu nie tą drogą co trzeba (czyli przewodem neutralnym) np. podczas porażenia człowieka.

Podczas tego testu posiłkowałem się dwoma urządzeniami:

• Wentylatorem biurkowym – pobór prądu na poziomie 145mA
• Suszarką – pobór prądu od 850mA do 7A

Obserwacje i wnioski

Samo połączenie przewodu N z przewodem PE nie gwarantuje wyzwolenia wyłącznika. Jest to zależne od ilości prądu jaka „ucieka” z przewodu neutralnego. Jako, że oba przewody mają ten sam potencjał elektryczny, ilość prądu płynącego przewodem ochronnym jest jedynie zależna od oporu instalacji ochronnej i oporu przewodu neutralnego.

2 obwody elektryczne

W poniższych dwóch testach zostało nieco zmodyfikowane stanowisko testowe:

• Są dwa obwody elektryczne (dwa wyłączniki nadmiarowo-prądowe): obwód gniazdek w przedłużaczu i obwód oświetlenia (wyłącznik światła + żarówka)
• Przewody neutralne z obwodów nie są podłączone bezpośrednio do RCD tylko do pośredniczącej listwy zaciskowej
• Przewody fazowe obu obwodów są podłączone do odpływu wyłącznika różnicowoprądowego

Krótki film wprowadzający, opisujący ww. zmiany.

Przewód neutralny w niewłaściwym miejscu

Okej, jest sytuacja. Przypadkiem lub z roztargnienia podpinam przewód neutralny z obwodu gniazdek do niewłaściwej (zasilającej) listwy zaciskowej. Jaki będzie tego efekt?

Obserwacje i wnioski

Póki felerny obwód nie jest załączony, póki żadne urządzenie nie jest załączone w tym obwodzie, wyłącznik różnicowoprądowy nie reaguje. Uruchomienie jakiegokolwiek urządzenia podpiętego do przedłużacza, które pobiera więcej niż 30mA prądu, spowoduje wyzwolenie załącznika.

W skrócie, tego typu połączenie nie bangla.

Przewód fazowy ze złej strony

Trudno mi sobie taką sytuację wyobrazić w rzeczywistości, ale życie jest pełne niespodzianek. Oto podpinam zasilający przewód fazowy po drugiej stronie wyłącznika w stosunku do przewodu neutralnego. Jaki będzie tego skutek?

Obserwacje i wnioski

Sytuacja podobna do poprzedniego testu z tą różnicą, że załączenie urządzenia z dowolnego obwodu podpiętego do tego RCD, spowoduje wyzwolenie wyłącznika różnicowoprądowego. Przewodem neutralnym będzie płynął prąd w niewłaściwym kierunku w stosunku do prądu w przewodzie fazowym.

Zakładając, że urządzenie pobiera 2A prądu:

• Gdy układ jest podpięty poprawnie, w przewodzie fazowym płynie prąd o natężeniu 2A, w przewodzie neutralnym prąd o takim samym natężeniu ale w przeciwnym kierunku czyli -2A. Ich suma wynosi 0A czyli wszystko się zgadza.
• Gdy układ jest podpięty jak w przykładzie powyżej kierunek prądów w przewodzie fazowym i neutralnym jest identyczny czyli 2A + 2A = 4A. A tej zniewagi RCD już nie przepuści. 🙂

Ach i ciekawa sprawa. Przycisk „Test” przy takim podłączeniu nie wyzwolił wyłącznika. Jasne, źle jest podpięte, ale skoro załączenie dowolnego urzadzenia powoduje rozłączenie obwodu, dlaczego nic się nie dzieje po wciśnięciu klawisza „T”?

Po przeczytaniu powyższego schematu wszystko jest jasne prawda? 🙂

Czas pogłówkować

W ramach podsumowania zarówno tego wpisu jak i całej serii artykułów RCD, mam dla Ciebie kilka pytań sprawdzających. Być może zbyt łatwych, albo zbyt trudnych (albo w sam raz? 🙂 ), ale mam nadzieję, że pomogą Ci utrwalić wiedzę o wyłączniku różnicowoprądowym:

1. Podczas jednego z testów połączyłem przewód neutralny z ochronnym.
   Co się stanie jeśli zamiast przewodu neutralnego, z przewodem ochronnym połączyłbym przewód fazowy?
   Co jeśli zamiast kawałka drutu, podpiąłbym żarówkę jak na rysunku obok?
   Czy żarówka zaświeciłaby i jak zachowałby się wyłącznik różnicowoprądowy (lub nadprądowy)?
2. Na początku artykułu wspomniałem o zmianie układu zasilania, z omawianego w poprzednich artykułach układu TN-S, na TN-C-S. Wstępnie uzasadniłem zmianę obecnością RCD w mieszkaniu. Dlaczego byłoby problemem, gdybym do rozdzielnicy testowej doprowadził przewód ochronny i podpiął go do listwy zaciskowej przewodów ochronnych?
3. W ostatnim teście podpiąłem przewód fazowy od dołu wyłącznika RCD, co spowodowało jego niepoprawne działanie. Czy przycisk „Test” spowoduje wyzwolenie wyłącznika, gdy zasilający przewód fazowy podepnę od góry, natomiast zasilający przewód neutralny podepnę od dołu wyłącznika? Uzasadnij odpowiedź na przykładzie schematu funkcjonowania przycisku „Test”.
4. Czy wyłącznik różnicowoprądowy będzie funkcjonował poprawnie, jeśli zarówno zasilający przewód fazowy jak i zasilający przewód neutralny podepnę od dołu wyłącznika? Podobnie jak w poprzednim pytaniu uzasadnij na podstawie schematu funkcjonowania przycisku „Test”.

Żebyśmy się dobrze zrozumieli, te pytania są dla Ciebie. To nie jest żaden konkurs. Postaraj się wyobrazić sobie co może się wydarzyć w ww. sytuacjach. Posiłkuj się do woli wszystkimi artykułami z tej czy innej strony, ale broń Boże nie wykonuj testów na żywo, żeby się dowiedzieć co się wydarzy.

Jeszcze jedno…

To jest ostatni artykuł na tym blogu w roku 2015.
A za tydzień rocznica powstania bloga! Hip hip, hurrra! 🙂