Czym są i do czego służą zabezpieczenia w domowych rozdzielnicach – tzw. “bezpieczniki”, “ES-y”, “nadprądowe”, ograniczniki przepięć, SPD, FR, wyłączniki izolacyjne, wyłączniki różnicowo-prądowe, RCD – do czego służą, jak działają – czyli podstawowe pojęcia, definicje, informacje o najczęściej spotykanych aparatach i ich zadaniach.
Wyłącznik, rozłącznik izolacyjny, tzw. FR.
Zazwyczaj jest pierwszym aparatem licząc od strony zasilania i pełni rolę wyłącznika głównego. Pozwala wyłączyć zasilanie w całym obiekcie lub jego części – np. w całym mieszkaniu, całym domu lub części domu. Dzięki temu można bezpiecznie wykonać np. prace wewnątrz rozdzielnicy, ale także szybko wyłączyć zasilanie np. w przypadku pożaru, porażenia, czy innego niebezpieczeństwa. Jeśli w domu lub mieszkaniu nie ma urządzeń wymagających stałego zasilania lub mają one osobne zasilanie to można wykorzystać ten aparat przy np. dłuższych wyjazdach.
W przypadku tego aparatu istotny jest maksymalny prąd jaki może być wyłączany. Zazwyczaj w rozdzielnicach mieszkaniowych jest obsługiwany ręcznie, jednak może być sterowany automatycznie, np. przez pożarowy wyłącznik prądu.
Ogranicznik przepięć, przepięciówka, SPD
Ograniczniki przepięć mają za zadanie chronić instalację przed skutkami wyładowań atmosferycznych – zarówno bezpośrednimi czyli w budynek lub jego zasilanie, instalację piorunochronną, jak i przepięcia wywołane uderzeniem w sieci elektryczne – nawet oddalone o 2km. Powinien chronić także przed przepięciami indukowanymi, a także łączeniowymi.
Warto tu wspomnieć, że nie ma w 100% pewnej ochrony przepięciowej. Ograniczamy ryzyko szkód tak jak to możliwe, jednak przyroda jest nieobliczalna.
W przypadku ochrony przed przepięciami stosuje się ochronę kaskadową – czyli stopniowaną – zazwyczaj dwu lub trzystopniową. Z tego powodu produkowane są ograniczniki typu 1, 2, 3. Dawniej oznaczane odpowiednio B, C, D – czyli typ 1 to dawne B, typ 2 to dawne C, typ 3 to dawne D.
Typ 1 (zwany też odgromnikiem) – jego zadaniem jest ograniczenie przepięć o wysokim napięciu do napięcia poniżej 4 kV (4000 V) i realizowane jest to przez iskiernik.
Typ 2 (zwany też ochronnikiem) – ogranicza przepięcia do wartości napięć 1,5 kV (1500V) lub mniej, może być to realizowane przez np. warystor lub iskiernik. Większość odbiorników jest odporna na takie udary.
Typ 3 – ogranicza napięcie do wartości 0,8 kV (800V) lub niższego. Stosuje się go rzadziej i do ochrony droższego sprzętu. Są montowane np. w listwach zasilających komputery, w puszkach, ale też w rozdzielnicach.
W praktyce stosuje się najczęściej zintegrowane ograniczniki typu T1+2.
Aby ogranicznik poprawnie działał należy zapewnić odpowiednie warunki pracy. Są one opisane w instrukcji instalacji. Te warunki to głównie rezystancja uziemienia (zazwyczaj nie więcej niż 10 Ohm) przekroje i maksymalne długości przewodów uziemiających (odprowadzenie do ziemi energii przepięcia), sposoby wykonania połączeń tak aby działał najskuteczniej. Jeśli nie zostaną spełnione warunki skuteczność SPD będzie mniejsza lub wręcz żadna. Rodzaj ogranicznika dobiera się do układu sieci.
Ochrona przepięciowa to obszerny temat. W tym artykule zawarłem tylko podstawowe informacje dotyczące instalacji elektrycznej w mieszkaniach i domach.
Wyłącznik różnicowo-prądowy, różnicówka, RCD
Podstawowym zadaniem RCD jest ochrona przed porażeniem (wysokoczułe RCD) i pożarem (średnio i niskoczułe RCD). Istotne jest tu słowo “przed” – czyli RCD powinno reagować w przypadku wystąpienia anomalii zagrażającej porażeniem lub pożarem.
Jak działa RCD – w przypadku wykrycia prądu różnicowego o odpowiedniej wartości za pomocą przekładnika Ferrantiego (są także elektroniczne, jednak nie są na chwilę obecną dopuszczone przez normy) wartości rozłącza obwód.
W uproszczeniu: RCD sprawdza czy nie ma upływu prądu poza monitorowany obwód (do obudowy, do ziemi, do innego przewodu, także przez ciało człowieka lub zwierzęcia) i w przypadku wykrycia takiego upływu odłącza zasilanie. “Mierzy” prąd który wpływa do obwodu i z niego wraca – jeśli wykryje odpowiednio dużą różnicę – wyłącza zasilanie tego obwodu.
W domowych instalacjach stosuje się wysokoczułe wyłączniki różnicowo-prądowe (prąd upływu nie większy niż 30mA).
Podział RCD ze względu ma czułość:
- niskoczułe – prąd różnicowy powyżej 500 mA
- średnioczułe – prąd różnicowy 30-500 mA
- wysokoczułe – prąd różnicowy do 30 mA
Podział RCD ze względu na typ:
- Typ AC – najtańszy, tylko podstawowa ochrona wymagana przez przepisy – reaguje wyłącznie na prądy różnicowe przemienne sinusoidalnie
- Typ A – droższy, zalecany do mieszkań i domów, reaguje jak typ AC oraz dodatkowo na prąd różnicowy wyprostowany jednopołówkowo i impulsowy oraz ze składową stałą
- Typ B – reaguje jak typ A i dodatkowo na prądy wyprostowane.
Ze względu na stosowane w domach i mieszkaniach urządzeniach lepszym wyborem będzie typ A – typ AC może nie zareagować poprawnie w niektórych przypadkach.
Wyłączniki różnicowo-prądowe występują w wersjach 1-fazowych (2p) i 3-fazowych (4p). Osobiście jestem zwolennikiem stosowania odpowiednich dla danego obwodu RCD, czyli dla obwodów 3-fazowych wyłączniki różnicowo-prądowe 3-fazowe, a dla obwodów 1-fazowych wyłączniki różnicowo-prądowe 1-fazowe. Zwiększa to poziom bezpieczeństwa urządzeń 1-fazowych w niektórych przypadkach (niektóre uszkodzenia przewodu neutralnego), często też zwiększają funkcjonalność instalacji w przypadku awarii. Więcej w artykułach o bezpieczeństwie i funkcjonalności instalacji oraz tania czy dobra instalacja elektryczna.
UWAGA: RCD nie stosuje się w układach sieci TN-C.
Wyłączniki nadprądowe, “esy”, “bezpieczniki”.
Głównym zadaniem wyłączników nadprądowych jest zabezpieczenie okablowania przed skutkami przeciążeń (w tym zwarć). Wyłączniki nadprądowe z założenia nie mają chronić urządzeń – mogą, jednak nie jest to ich główne zadanie i nie dobiera się ich w tym celu.
Dlaczego chronimy okablowanie? Przepływający prąd przez przewody powoduje powstawanie ciepła – im większy prąd tym więcej ciepła i wyższa temperatura przewodów. Zbyt wysoka temperatura może powodować uszkodzenie izolacji i samych przewodów, a to może doprowadzić do awarii oraz zagrożenia porażeniem czy pożarem.
Z tego powodu nie należy wymieniać zabezpieczeń na inną charakterystykę lub prąd znamionowy bez pewności, że spełnione będą warunki obciążalności prądowej długotrwałej i samoczynnego szybkiego wyłączenia zasilania.
Więcej informacji o wyłącznikach nadprądowych, parametrach, doborze.
W domowych i mieszkaniowych rozdzielnicach najczęściej spotykamy charakterystykę B oraz prądy znamionowe 10A dla oświetlenia i 16A dla gniazd ogólnych. Wynika to z zastosowanych przekrojów przewodów – 1,5 mm2 dla oświetlenia (zabezpieczenie B10A) i 2,5 mm2 dla gniazd ogólnych (zabezpieczenie B16A).
Inne zabezpieczenia są dobierane indywidualnie do okablowania, a okablowanie do urządzenia.
Pozostałe aparaty
Poza wymienionymi już wyżej aparatami w rozdzielnicy możemy spotkać np. urządzenia do automatyki, liczniki, zegary, sterowniki schodowe, zasilacze, przekaźniki bistabilne oraz inne urządzenia. Zależy to od stopnia rozbudowania i funkcjonalności instalacji elektrycznej.
