Podczas eksploatacji istniejących sieci energetycznych ważne jest, aby martwić się o bezpieczeństwo personelu serwisowego i konsumentów korzystających z ich usług. Zgodnie z wymogami PUE dotyczy to zarówno obwodów jednofazowych, jak i trójfazowych, które często są wyposażone w domach prywatnych. Aby chronić użytkowników przed porażeniem prądem, urządzenia zwane urządzeniami różnicowoprądowymi (RCD) są instalowane po stronie konsumenta. Ważne jest, aby wiedzieć, jak podłączyć RCD z uziemieniem w prywatnym domu, bez naruszania przepisów obowiązujących norm.
Ogólny pogląd na obronę
Bezpieczeństwo personelu obsługującego i użytkowników sieci elektroenergetycznych osiąga się poprzez następujące działania:
- uziemienie lub uziemienie (połączenie z punktem zerowym) wszystkich metalowych części urządzenia;
- organizacja ponownego uziemienia poprzez zorganizowanie oddzielnego obwodu;
- montaż w łańcuchach nośnych szczególnie niebezpiecznych pomieszczeń (na przykład łazienek) urządzeń wyzwalających typu UZO.
Ta ostatnia opcja może być stosowana zarówno w uziemionych, jak i nieuziemionych obwodach elektrycznych.
W ogólnym podejściu do oceny wyposażenia ochronnego należy zauważyć, że konieczne jest uziemienie struktur w celu zmniejszenia potencjalnego zagrożenia dla osoby do bezpiecznego poziomu. Natomiast wyłączniki różnicowoprądowe zapewniają bezpieczeństwo poprzez natychmiastowe odłączenie sieci, gdy prądy upływowe osiągną swoje wartości graniczne. W charakterystyce technicznej tych urządzeń parametr ten odnosi się do głównych wskaźników wydajności operacyjnej.
Co to jest RCD
Odszyfrowując skróty UZO, główny nacisk kładziony jest na zamknięcie, co wskazuje na kardynalny charakter środków ochronnych. Aby zrozumieć, jak to urządzenie działa w niebezpiecznej sytuacji, należy zapoznać się z jego konstrukcją. Urządzenie UZO składa się z następujących głównych części:
- urządzenie różnicowe, w którym porównywane są prądy wpływające i odpływające;
- obwód elektroniczny zdolny do reagowania na ich brak równowagi;
- moduł wykonawczy, zaprojektowany w postaci stycznika, odłączający zasilanie od odbiorcy.
Zasada działania ochronnego RCD opiera się na cechach jego konstrukcji, które pozwalają nam oszacować wielkość wycieku do ziemi i natychmiast reagować na nie. Ze względu na dużą prędkość odłączania od istniejącej sieci prąd w obciążeniu nie ma czasu na osiągnięcie wartości krytycznych.
Tradycyjne schematy połączeń RCD
W domowych sieciach elektrycznych z zainstalowanymi gniazdami i urządzeniami oświetleniowymi stosuje się wyłączniki RCD bez uziemienia, co jest typowe dla systemu ochrony TN-C. Zgodnie z cechami jego funkcjonowania, od wyposażenia stacji do odbiorcy, rysowana jest linia, w której zapewniony jest tylko połączony przewodnik PEN. Z reguły nie jest on podzielony na szynę ochronną PE (podłączony jest do niego obwód uziemiający), a praca N nie jest wykonywana w budynkach mieszkalnych.
Klasyczny RCD bez uziemienia
Zwykle urządzenia RCD są podłączone do nieuziemionych sieci domowych odbiorców, których moc jest zorganizowana za pomocą linii dwuprzewodowej. Wszystko, co gwarantują, to jego wyłączenie, jeśli prąd upływowy przekroczy dopuszczalną wartość (na przykład 30 mA). Takie urządzenia przełączające, takie jak awaria zasilania podczas przeciążenia lub zwarcia, nie mogą zapewnić tych urządzeń. Dlatego schematy połączeń RCD w sieciach jednofazowych wymagają obowiązkowej obecności automatycznego przerywacza obwodu i urządzenia zabezpieczającego przed przeciążeniem.
Zakres prądów, dla których obliczany jest wyłącznik, jest wybierany indywidualnie dla każdej określonej linii obciążenia. Wspólna praca tych dwóch urządzeń gwarantuje na przykład niezawodną ochronę osoby przed wysokimi napięciami w wannie. Jednocześnie ich użycie pozwala zabezpieczyć urządzenia domowe działające w nowoczesnym mieszkaniu przed awarią. Dość często wyłącznik wraz z wyłącznikiem różnicowoprądowym zastępowany jest przez difavtomat, który w obu przypadkach zawiera oba urządzenia.
Ochrona grupowa i wieloetapowa
Dzięki tak zwanemu włączeniu RCD „grupy” oddzielne urządzenie z wyłącznikiem automatycznym lub difavtomatem jest umieszczane na dedykowanej linii. W takim przypadku każda z grup obciążeń podłączonych do sieci obsługiwana jest niezależnie od pozostałych, co zwiększa selektywność funkcji ochronnych. W rezultacie znacznie zwiększa się bezpieczeństwo użytkowania urządzeń gospodarstwa domowego w każdym pomieszczeniu.
Większe bezpieczeństwo zapewnia schemat stopniowy, w którym grupa obciążeń jest podłączona do sieci za pośrednictwem innego podobnego urządzenia (stanowi drugi etap). Zastosowanie tych systemów pozwala zwiększyć niezawodność ochrony w porównaniu z klasycznym. Ale ze względu na złożoność wykonania i techniczną redundancję w życiu codziennym są one stosowane niezwykle rzadko.
Połączenia RCD w sieci z uziemieniem
Typowy schemat połączeń RCD w sieci jednofazowej z uziemieniem jest budowany według tych samych zasad, zgodnie z którymi jest montowany bezpośrednio za licznikiem energii. Różnica polega na obecności w niej osobnej magistrali, omijając zestaw urządzeń ochronnych. Jednocześnie niezawodność działania każdego z urządzeń jest znacznie zwiększona z powodu znacznych wycieków w obwodzie „faza - obudowa urządzenia - ziemia”.
W tym przypadku nie są wymagane specjalne operacje w celu zapewnienia ochrony. Jeśli na przykład w prywatnym domu znajduje się obwód ochronny, uziemienie istniejącej sieci elektrycznej za pomocą RCD nie jest trudne. Aby to zrobić, rozdzielenie należy wykonać na głównej magistrali uziemiającej (GIS), a następnie narysować odgałęzienie z przewodu PE.
Który obwód jest lepszy
Oceniając rozważane schematy, wychodzą z poziomu bezpieczeństwa zapewnianego przez każdy z nich. Aby rozwiązać ten problem, konieczne będzie porównanie ich nie tylko pod względem wydajności ochrony, ale także pod względem kosztów wdrożenia. Po dokładnym przestudiowaniu można wyciągnąć następujące wnioski:
- Przy ograniczonej liczbie odbiorników liniowych stosuje się najprostszy zestaw urządzeń, składający się z jednego RCD i stojącej za nim maszyny liniowej.
- W przypadku rozgałęzionej sieci obciążeń jedno- lub trójfazowych preferowane jest przełączanie grup.
- Przy wysokich wymaganiach bezpieczeństwa dozwolone jest podłączanie urządzeń ochronnych krok po kroku.
Ta ostatnia metoda jest optymalna dla prywatnego domu.
Przed podłączeniem wyłącznika różnicowoprądowego bez uziemienia w domach prywatnych należy dokładnie zbadać obwód jego przełączania. W tym przypadku najbardziej niezawodną opcją jest zastosowanie systemów wieloetapowych z kilku urządzeń o różnych wartościach prądu upływu.
Nowoczesne domy letniskowe wyróżniają się rozwiniętym systemem zasilania z dobrą ochroną przed porażeniem elektrycznym ze względu na obecność uziemienia. Dlatego używają uproszczonych schematów obejmujących zastosowanie uniwersalnych wyłączników RCD dla prądów upływowych do 30 mA (na przykład dla oddzielnej ochrony podgrzewacza wody). Ale najczęściej preferowane są standardowe urządzenia różnicowe zaprojektowane do odpowiedniego odcięcia w przypadku przeciążeń.
Typowe błędy obejmują nieprawidłowości w wyborze poziomu instalacji RCD, gdy jest on zawarty w obwodach z niewłaściwie dobranymi prądami upływowymi.Aby uniknąć naruszenia zasad podłączania przewodów wejściowych i wyprowadzających, podczas ich przełączania są one prowadzone przez obwód na korpusie urządzenia.
