Jak działa wyłącznik różnicowoprądowy?

Chcąc zabezpieczyć instalację elektryczną w swoim domu, potrzebujesz m.in. urządzenia, jakim jest wyłącznik różnicowoprądowy. Zasada działania tego elementu nie jest skomplikowana. Jeśli ją poznasz, będziesz mógł wybrać odpowiedni rodzaj urządzenia do swojego domu. Z artykułu dowiesz się zatem, jak działa różnicówka – tak specjaliści nazywają wyłącznik różnicowoprądowy. Budowa tego urządzenia także zostanie omówiona. Dzięki temu łatwiej będzie Ci zrozumieć, jak ważną funkcję do spełnienia ma w Twoim domu.

Wyłącznik różnicowoprądowy – budowa

Wyłącznik różnicowoprądowy to niewielkie urządzenie elektryczne, wyglądem przypominające małą skrzynkę. Jego głównym zadaniem jest kontrola napięcia płynącego z podłączonych do niego przewodów. Posłuży Ci do ochrony instalacji domowej przed awarią. W sytuacji zagrożenia przepięciem element odłącza główne zasilanie, nie dopuszczając tym samym do jego uszkodzenia. Chroni również domowników przed przypadkowym porażeniem prądem.

Aby dobrze zrozumieć, jak działa wyłącznik różnicowoprądowy, warto zajrzeć do jego wnętrza. W ten sposób najłatwiej jest zrozumieć, w jaki sposób może uchronić Cię przed tragedią wyłącznik różnicowoprądowy. Budowa urządzenia obejmuje cztery główne elementy:

• zestyki prądowe wraz z przyciskiem uruchamiającym urządzenie,
• wyzwalacz różnicowy,
• przekładnik prądowy (sumujący) tzw. przekładnik Ferrantiego,
• obwód testowania.

Zestyki prądowe są miejscami, do których podłącza się przewody: fazowy i neutralny. Zaraz obok znajduje się przycisk uruchamiający całe urządzenie. Zazwyczaj włączone urządzenie oznaczane jest kolorem czerwonym. Wówczas zestyki są ze sobą połączone i płynie w nich prąd. Kolorem zielonym oznacza się stan bezpieczny, czyli brak prądu w urządzeniu.

Przekładnik prądowy jest jednym z najważniejszych części urządzenia. Działanie wyłącznika różnicowoprądowego opiera się na poprawności pomiarów, wykonywanych przez przekładnik prądowy. Jego głównym zadaniem jest porównanie prądu płynącego w podłączonych do urządzenia przewodów. Różnica pomiędzy prądem wypływającym a wpływającym powinna wynosić 0 A. Jeśli jest wyższa, wówczas prąd ten nazywany jest prądem różnicowym. Wskazuje to również na to, że prąd ucieka z zamkniętego obwodu.

Wyzwalacz różnicowy podłączony jest bezpośrednio do przekładnika prądowego. Wyzwalacz może być spolaryzowany – działający przy określonej biegunowości prądu bądź niespolaryzowany, który działa niezależnie od biegunowości prądu. Jest to najważniejszy element, w jaki wyposażony jest wyłącznik różnicowoprądowy. Zasada działania całego urządzenia opiera się na skuteczności tego elementu. Jeśli pomiary wykonane przez przekładnik prądowy wskazują na zbyt duży prąd różnicowy, wówczas wyzwalacz odcina dopływ prądu.

Działanie wyłącznika różnicowoprądowego należy sprawdzić przynajmniej raz w miesiącu. Do tego służy ostatni z elementów budowy tego urządzenia, jakim jest obwód testowania. Po wciśnięciu tego przycisku w urządzeniu powinna zostać zasymulowana obecność zbyt dużego prądu różnicowego. W odpowiedzi następuje odcięcie dopływu prądu.

Dobry wyłącznik powinien cechować się precyzją – wtedy z łatwością zarejestruje on nawet niewielką nieprawidłowość i zapobiegnie powstaniu ciężkiej do usunięcia usterki.

Dokonując podziału wyłączników różnicowoprądowych, możemy też uwzględnić kryterium rodzaju przebiegu prądu, który wywołuje wyłączenie obwodu. Mogą to być:

• wyłączniki różnicowoprądowe typu A – wyłączają obieg wtedy, gdy wykryją prąd różnicowy przemienny. Najlepiej sprawdzą się one w miejscach, w których znajduje się dużo zasilaczy impulsowych;
• wyłączniki różnicowoprądowe typu B – zasilanie zostaje odcięte, jeśli urządzenie wykryje prąd różnicowy przemienny lub jednokierunkowy pulsujący;
• wyłączniki różnicowoprądowe typu AC – ich zastosowanie sprawia, że zasilanie zostaje wyłączone w przypadku wykrycia prądu różnicowego przemiennego, jednokierunkowego pulsującego oraz prądu stałego, który odznacza się niskim współczynnikiem tętnień. Ten rodzaj zabezpieczenia uważany jest za najbardziej uniwersalny.

Najpopularniejszy podział wyłączników różnicowoprądowych wykorzystuje różnice w ich czułości. Urządzenie zadziała wówczas, gdy płynący przed nie prąd różnicowy osiągnie określoną wartość. Biorąc pod uwagę to kryterium, wyróżniamy:

• wyłączniki wysokoczułe – reagują na prąd o wartości od 0,01 do 0,03 A. Najczęściej stosowane w prywatnych domach;

• wyłączniki średnioczułe – odłączają zasilanie w przypadku wykrycia prądu z zakresu 0,1–0,5 A;
• wyłączniki niskoczułe – uruchamiają się, gdy wartość prądu przekracza 0,5 A. Wykorzystuje się je w instalacjach przemysłowych.

Warto zapamiętać, aby pod jeden wyłącznik różnicowoprądowy nie podłączać całej instalacji elektrycznej. Wówczas awaria jednego urządzenia spowoduje odcięcie prądu w całym domu.

Jak działa wyłącznik różnicowoprądowy?

Zasada działanie wyłącznika różnicowoprądowego została już pokrótce omówiona przy opisie konkretnych elementów budowy urządzenia. Aby jednak była ona zrozumiała dla każdego, odpowiedź na pytanie, jak działa różnicówka, zostanie podana prostymi słowami. Nie każdy w końcu jest wyspecjalizowanym elektrykiem.

Zatem jak działa wyłącznik różnicowoprądowy? Urządzenie to wykorzystuje zjawisko indukcji elektromagnetycznej. Suma prądu przepływającego przez włącznik powinna wynosić zero. Do urządzenia podłączony jest przewód fazowy i neutralny. Prąd płynie przewodem fazowym, przechodzi przez wyłącznik i następnie wpływa do odbiornika. Z odbiornika, którym może być każde urządzenie elektryczne w Twoim domu, przewodem neutralnym wypływa prąd o takim samym natężeniu i wpływa do wyłącznika różnicowoprądowego.

Jeśli jednak pomiędzy prądem wychodzącym z licznika a wracającym do niego powstanie różnica większa niż 30 mA, fakt ten zostanie natychmiast wykryty, a zasilanie odcięte. Tego rodzaju nieprawidłowość może zostać pominięta przez standardowe zabezpieczenia, takie jak bezpiecznik nadmiarowo-prądowy. W ten sposób wyłącznik zabezpiecza domowników przed porażeniem prądem, jak również przed spaleniem całej instalacji.

Prąd różnicowy powstaje na skutek awarii urządzeń elektrycznych, w których czasie dochodzi do powstania nieszczelności w układzie elektrycznym. Prąd wówczas ucieka i może znajdować się poza obwodami np. na obudowie urządzenia elektrycznego. Dotknięcie takiej obudowy grozi porażeniem prądu. Nieszczelna instalacja elektryczna może również doprowadzić do pożaru całego domu. Prawidłowo działający wyłącznik różnicowoprądowy dba zatem o Twoje bezpieczeństwo.

Pamiętaj jednak, że nie chroni on przed bezpośrednim dotknięciem kabli elektrycznych np. z uszkodzoną izolacją, co również grozi porażeniem. Zachowaj wzmożoną uwagę w czasie pracy z instalacją elektryczną. Podczas czynności wykonywanych bezpośrednio na przewodach elektrycznych upewnij się, że dopływ prądu do nich został odcięty.

Wyłącznik różnicowoprądowy – zastosowanie

Wyłącznik różnicowoprądowy warto zainstalować wszędzie tam, gdzie zależy Ci na bezpiecznej instalacji elektrycznej. W domach jednorodzinnych zazwyczaj wystarcza wyłącznik o czułości 30 mA. Chroni on przed pożarem spowodowanym wadliwą instalacją elektryczną. Nie zawsze jednak ta czułość wystarcza, aby ochronić przed porażeniem prądem wywołanym bezpośrednim dotknięciem przewodów.

Obecnie montaż wyłączników różnicowoprądowych jest obowiązkowy w każdej instalacji domowej. Podłączone do niego powinny zostać wszystkie gniazdka elektryczne przeznaczone do ogólnego użytkowania, czyli wszystkie te, do których tymczasowo podłączane są różne urządzenia elektryczne. Nie ma obowiązku instalacji wyłączników różnicowoprądowych w gniazdach przeznaczonych dla konkretnego urządzenia, np. lodówki czy płyty indukcyjnej, do których nie podłącza się innych urządzeń. 

W przypadku gniazd dedykowanych do konkretnych urządzeń nieprzenośnych istnieją lepsze rozwiązania zabezpieczające instalację elektryczną. Zazwyczaj stosuje się skuteczne uziemienie, a prawidłowość instalacji badana jest przez specjalistów. Wówczas unika się niespodziewanych odcięć dopływu prądu do tego rodzaju urządzeń, co byłoby dość kłopotliwe. Wyobraźmy sobie odcięcie dopływu prądu np. do kotłów ogrzewania centralnego.

Nie istnieje także obowiązek instalacji wyłącznika różnicowoprądowego w obwodach zasilających źródła światła. Dla wielu osób byłoby to jednak dodatkowe zabezpieczenie, szczególnie że coraz częściej wszelkie wymiany lamp i żyrandoli przeprowadzane są samodzielnie. Wówczas ryzyko porażenia prądem jest bardzo wysokie.

Jeśli występuje takie zagrożenie, warto wówczas pomyśleć o wyłączniku różnicowoprądowym o większej czułości. Gdy różnica prądu w wyłączniku osiągnie 6 lub 10 mA wówczas już po 0,1–0,2 sekundy zostanie odłączony prąd elektryczny. Jeśli przez organizm przepływa prąd krócej niż 0,2–0,4 sekundy, wówczas nie jest on groźny dla zdrowia i życia człowieka. W ten sposób wyłącznik może uchronić także przed groźnym wypadkiem.

Urządzenie to instaluje się także w pomieszczeniach o zwiększonym ryzyku wypadków spowodowanych porażeniem prądem. Zaliczają się do nich miejsca, w których panuje zwiększona wilgotność, ponieważ woda stanowi doskonały przewodnik elektryczny. Warto zatem wyłącznik różnicowoprądowy zainstalować w łazience, kuchni, pralni, suszarni, na basenach zarówno prywatnych, jak i publicznych.

Wyłączniki różnicowoprądowe instaluje się nie tylko wewnątrz budynków, ale także na zewnątrz. Warto umieścić je we wszelkiego typu altanach czy w innej architekturze ogrodowej, która ma podłączenie do prądu. Pamiętaj, aby wybrać wówczas odpowiedni model urządzenia przeznaczony do pracy w wymagających warunkach na zewnątrz budynku.

Wyłączniki średnioczułe (od 30 do 500 mA) zazwyczaj znajdują zastosowanie w domach, mieszkaniach, ale także na placach budowy. Wyłączniki niskoczułe (od 500 mA) instaluje się wszędzie tam, gdzie płynie prąd o dużym napięciu.