Małe Combo czyli wyłącznik różnicowo-nadprądowy

Wszyscy doskonale wiemy ze środków masowego przekazu, że 2 w 1 jest lepsze od jednego w jednym. Tendencja ta, można by pomyśleć zarezerwowana dla chemicznych specyfików, nie ominęła również branży elektroinstalatorskiej. Opowiem dzisiaj o wyłączniku różnicowo-nadprądowym (RCBO), w którym kryją się dwa elementy:

• Wyłącznik nadmiarowo-prądowy (cz.1 i cz.2)
• Wyłącznik różnicowo-prądowy (cz.1, cz.2 i cz.3)

O obu ww. osprzętach pisałem w osobnych artykułach. Tutaj, w ramach wstępu przypomnę przed czym chronią i czym się charakteryzują. Opiszę wady i zalety zastąpienia ich pojedynczym elementem. Nie obejdzie się również bez schematu podłączenia i charakterystyki działania.

Powrót do…

…wyłącznika nadmiarowo-prądowego (nadprądowego)

Wyłącznik nadprądowy typu S zwany pospolicie „eSem”, obecny jest w niemal każdej współczesnej rozdzielnicy. Służy przede wszystkim do zabezpieczania przewodów przed nadmiernym prądem w nich płynącym. Nadmierny prąd w przewodzie może doprowadzić do jego przegrzania, a w konsekwencji do przepalenia przewodu.

Szybkość zadziałania wyłącznika zależy od wartości prądu jaka przez niego płynie, ponad jego wartość znamionową. Przykładowo jeśli przez wyłącznik płynie prąd dwukrotnie większy od jego prądu znamionowego to wyzwoli

(rozłączy obwód) najpóźniej po 180 sekundach. Całość opisują zgrabne charakterystyki czasowo-prądowe opisywane szczegółowo w bazowych artykułach (cz.1 i cz.2).

Tutaj wspomnę tylko, że charakterystyka określa możliwe ramy czasowe wyzwolenia wyłącznika, gdy płynie przez niego prąd o określonej (stałej) wartości. Charakterystyki oznaczone od A do D różnią się przede wszystkim poziomem przekroczenia prądu dla którego wyłącznik uznaje, że w obwodzie doszło do zwarcia i rozłącza obwód w bardzo krótkim czasie (do 30ms).

Esy nie służą do zabezpieczenia człowieka przed porażeniem prądem elektrycznym, ani nawet do zniwelowania skutków porażenia. Natężenia prądu płynące podczas normalnej pracy przez wyłączniki tego typu, są o wiele za duże i zbyt niebezpieczne dla człowieka.

Podsumowując celem tego osprzętu jest ochrona przewodów oraz ewentualnie innych elementów znajdujących się w rozdzielnicy np…

…wyłącznika różcnicowo-prądowego

Wyłącznik różnicowo-prądowy (RCCB) sprawdza czy część prądu płynącego w obwodzie elektrycznym płynie inną trasą niż powinien czyli poza obwodem elektrycznym.

Po co coś takiego? Powody są co najmniej dwa:

• Prąd bez wiedzy i zgody użytkownika, na skutek uszkodzenia urządzenia (lub lampy) płynie przez obudowę i przewód ochronny do ziemi. Prąd jest na tyle mały, że nie powoduje wyzwolenia wyłącznika nadprądowego, natomiast koszt prądu na najbliższym rachunku będzie jak najbardziej namacalny.
• Na skutek dotknięcia przewodu lub obudowy pod napięciem, przez człowieka do ziemi płynie prąd o niebezpiecznym dla niego natężeniu.

W obu tych przypadkach wyłącznik różnicowo-prądowy rozłączy obwód elektryczny i utnie niebezpieczną sytuację w zarodku. Więcej w artykułach źródłowych poczynając od części 1.

Rzecz w tym, że do poprawnego funkcjonowania wyłącznika różnicowo-prądowego producent podaje maksymalne natężenie prądu jakie może przez niego płynąć. Standardowy wyłącznik RCD (typu RCCB czyli bez członu nadprądowego) nie posiada zabezpieczenia, który powstrzyma zbyt duży prąd przez niego płynący, czego skutkiem może być uszkodzenie tego właśnie osprzętu.

Dlatego też wyłączniki różnicowo-prądowe wraz z wyłącznikami nadmiarowo-prądowymi chodzą parami. Ten pierwszy będzie spał spokojnie jeśli ten drugi będzie czuwał nad jego bezpieczeństwem 🙂 .

W ramach uzupełnienia artykułów o różnicówkach dołączam poniżej charakterystykę czasowo-prądową RCD, dotyczy ona też naszego RCBO (każdą charakterystykę możesz powiększyć):

	Charakterystyka czasowo-prądowa różnicówki ma podobny kształt do charakterystyki wyłącznika nadprądowego w jego dolnej części. Jednak obrazuje ona zupełnie co innego. Zamiast krotności prądu znamionowego, na poziomej osi mamy podany symbol IΔ czyli różnicę prądów pomiędzy prądem wypływającym, a prądem powracającym (wpływającym) do wyłącznika.Jedna uwaga. Nie interesuje nas w tym momencie linia przerywana oznaczona literką G. Dotyczy ona tzw. wyłączników różnicowo-prądowych krótkozwłocznych.
	Sytuacja wygląda tak. Gdy wyłącznik „zauważy” prąd różnicowy, znajdujemy się na samym dole charakterystyki w punkcie o czasie 0 ms. W miarę upływu czasu przesuwamy się pionową linią w górę. Dla prądów różnicowych poniżej 15mA wyłącznik nie ma prawa zadziałać ponieważ pionowa linia nie trafi do obszaru możliwego zadziałania wyłącznika (wykreskowany obszar).W przypadku rysunku po lewej, w obwodzie zaczął płynąć prąd różnicowy na poziomie ok. 22mA. Znajdujemy się w tym momencie w punkcie A. Czas mija, prąd jest takiej samej wartości i docieramy do punktu B po czasie ok. 30 ms. W tym momencie przekraczamy obszar możliwego zadziałania i wyłącznik może w tym momencie zadziałać, ale nie jest to pewne na 100%.Dopiero po przekroczeniu linii bezwzględnego zadziałania (niebieska kreska musi wyjść poza zakreskowany obszar) wyłącznik zadziała na pewno. Jak widać w tym przypadku nie ma takiej opcji, prąd nie jest na tyle duży i pozostanie w zakreskowanym obszarze możliwego zadziałania.
	Prąd różnicowy na poziomie 30mA to graniczny prąd dla większości domowych wyłączników RCD. Startujemy w punkcie A: pojawia się prąd różnicowy 30mA, czas odkąd się pojawił wynosi 0 ms. Po 20ms docieramy do punktu B i od tej pory wyłącznik może wyzwolić. Po 300ms jesteśmy w punkcie bezwzględnego zadziałania (punkt C), na styku dwóch obszarów. W tym momencie wyłącznik wyzwala bezwzględnie.
	Idąc dalej dla IΔ = 60mA. Po ok. 10ms (punkt B) wyłącznik wkracza w obszar możliwego zadziałania. Po 50ms (punkt C) wyłącznik wyzwala bezwzględnie i odcina napięcie w obwodzie (obwodach).

Gwiazda odcinka

Wyłącznik różnicowo-nadprądowy do złudzenia przypomina standardowy wyłącznik różnicowo-prądowy.
Jednofazowy RCBO posiada szerokość dwóch  standardowych modułów (2M). Poza tym posiada:

• standardowy klawisz załączający urządzenie
• tabliczkę znamionową wraz ze schematem funkcjonowania przycisku test
• przycisk do wykonania testu
• dwie pary zacisków na obwód pierwotny i wtórny (zabezpieczony)

Różnica jest subtelna, ale znacząca. Na tabliczce znamionowej znajdziesz oznaczenie charakterystyczne dla wyłączników nadprądowych rozpoczynające się od literki (od A do D) i cyfry. Na przykładowym wyłączniku (rysunek) znajdziemy oznaczenie B6 czyli, że wewnątrz wyłącznika różnicowo-prądowego znajduje się również człon nadprądowy o charakterystyce B i prądzie znamionowym 6A.

Tell me why…

Dla przekory zacznę od powodów dla których nie warto stosować wyłącznika różnicowo-nadprądowego w miejsce osobnych wyłączników RCD i typu S:

• Wyłącznik RCBO jest ok. 30%-40% droższy od samego wyłącznika typu RCCB (bez członu nadprądowego). Biorąc pod uwagę np. że osobno zakupisz:
  • wyłącznik RCD: ok. 70zł
  • wyłącznik nadprądowy: ok. 8 zł

  Natomiast wyłącznik RCBO posiadający obie te funkcje w sobie kosztuje ok. 100zł.

• Jeżeli uszkodzeniu ulegnie jeden z elementów wyłącznika to cały wyłącznik jest do wymiany, generuje to dodatkowe koszty. Dodatkowo konstrukcja tego wyłącznika jest bardziej skomplikowana, żeby pomieścić obie funkcjonalności.

A jednak. Są sytuacje kiedy warto zaopatrzyć się w taki wyłącznik:

• Oszczędność miejsca w rozdzielnicy – Najczęściej rozdzielnice nie są z gumy, szczególnie te wmurowane. Jak łatwo policzyć, wyłącznik różnicowo-prądowy + wyłącznik nadprądowy posiada szerokość 3 standardowych modułów (2 + 1). Sam wyłącznik różnicowo-nadprądowy posiada szerokość 2 modułów (najczęściej). Znajdziesz też wyłączniki RCBO o szerokości jednego modułu. Szerzej opisuję temat przy omawianiu schematów poniżej.
• Brak zabezpieczenia nadmiarowo-prądowego – Jeżeli przed wyłącznikiem różnicowo-prądowym nie jest zainstalowany wyłącznik nadprądowy lub bezpiecznik, który chroni go przed nadmiernym prądem, to tak czy inaczej trzeba doposażyć rozdzielnicę w dodatkowy  wyłącznik typu S lub kupić nasze 2w1 czyli wyłącznik różnicowo-nadprądowy.
• Dodatkowym bonusem jest brak dodatkowego odrutowania w rozdzielnicy o czym poniżej.

Jak to wszystko spiąć do kupy?

Okej przyszedł czas na schematy podłączenia osprzętu w domowej rozdzielnicy. W sumie przedstawię 5 schematów z czego 2 to przypomnienie sposobu podłączenia przy użyciu klasycznego wyłącznika różnicowo-prądowego. Pod każdą parą schematów będzie umieszczony komentarz.

Pojedynczy obwód

Standardowy wyłącznik-różnicowoprądowy + wyłączniki typu „S”:

Oba powyższe elementy zastąpimy teraz pojedynczym osprzętem RCBO.

Jak widzisz po prostu usuwamy wyłącznik nadmiarowo-prądowy i do wyłącznika różnicowo-nadprądowego podpinamy bezpośrednio przewód fazowy i przewód neutralny prowadzący w tym wypadku do gniazdek elektrycznych. Czysto i schludnie.

Prąd wtedy płynie od zasilania (L) przez wyłącznik RCBO do gniazdek, a stamtąd przewodem neutralnym z powrotem do RCBO, a następnie do przewodu neutralnego zasilającego.

Nieco bardziej skomplikowanie wygląda sprawa, gdy pod wyłącznik różnicowo-prądowy chcemy podpiąć więcej obwodów elektrycznych.

Podsumowując, jeśli chcemy podpiąć tylko jeden obwód elektryczny do różnicówki (np. obwód gniazdek w łazience), to warto się nad taką opcją zastanowić.

3 obwody

Dla przypomnienia 3 obwody i standardowy RCD w którym przewód fazowy za różnicówką zostaje rozdzielony na osobne wyłączniki nadprądowe, a przewody neutralne obwodów podpiętych do różnicówki spotykają się w jednym miejscu (listwa N2):

Jeśli będziemy chcieli zamienić te trzy obwody, żeby każdy z nich był chroniony przez RCBO to:

Schemat podłączenia jest dużo przyjemniejszy i czytelniejszy, nieprawdaż? Każdy obwód ma swoje zabezpieczenie zarówno różnicowo-prądowe jak i nadprądowe. Teoretycznie rozwiązanie z RCBO zajmuje więcej miejsca w rozdzielnicy, ale należy wziąć pod uwagę na fakt, że w pierwszym schemacie wykorzystujemy dodatkową listwę zaciskową przewodów neutralnych. Montowana najczęściej na szynie DIN, razem z przewodami do niej podłączonymi ma szerokość ok. 2M.

Jeśli jednak podłączymy wszystkie obwody w domu, każdy do osobnego RCBO, to zamiast oszczędzić miejsce, będziemy musieli zakupić dwa razy większą rozdzielnicę.

Ochrona wyłącznika różnicowo-prądowego

Powyższy schemat jest prawie identyczny z podłączeniem standardowego wyłącznika RCD. Wyłącznik różnicowo-nadprądowy został tutaj zastosowany w celu ochrony jego samego przed nadmiernym prądem.

Przykładowo mamy wyłącznik różnicowo-prądowy o prądzie znamionowym 25A i trzy wyłączniki nadprądowe, każdy z nich o prądzie znamionowym 16A. Teoretycznie przez te obwody może płynąć maksimum prąd o natężeniu 48A, co może usmażyć nasz wyłącznik RCD. Stosując w tym miejscu RCBO z członem nadprądowym np. B25, nie pozwalamy by natężenie prądu przekroczyło 25A (w dłuższym okresie czasu).

Podsumowanie

Podsumowując. Wyłączniki różnicowo-prądowe (RCD) dzielimy na dwa typu:

• RCCB – wyłącznik różnicowo-prądowy bez członu nadmiarowo-prądowego
• RCBO – wyłącznik różnicowo-prądowy z członem nadmiarowo-prądowym

O tym czy warto stosować RCBO w miejsce RCCB decydują jak zwykle indywidualne preferencje, ilość wolnego miejsca w rozdzielnicy i oczywiście zawartość portfela 🙂 .

Źródła:
bezel.pl – charakterystyka RCD
hager.pl, bemko.pl – zdjęcia wyłączników