Selektywność RCD — typ S i kaskadowanie wyłączników różnicowoprądowych

W przewodniku o §531 (RCD) oraz w przewodniku o selektywności rozdzielnic (§536) selektywność między RCD jest już krótko wspomniana. Ten artykuł szczegółowo omawia dwa konkretne warunki, które IEC 60364-5-53 stawia selektywności między dwoma szeregowo połączonymi RCD — temat odrębny od ogólnej selektywności wyłączników/bezpieczników z §536.

Dwa warunki, oba wymagane

Selektywność między nadrzędnym (upstream) a podrzędnym (downstream) RCD jest zagwarantowana tylko wtedy, gdy oba warunki są spełnione jednocześnie:

1. Selektywność czasowa: charakterystyka czasu niezadziałania/prądu nadrzędnego RCD musi leżeć powyżej całkowitej charakterystyki czasu zadziałania/prądu podrzędnego RCD — nadrzędny RCD musi więc mieć wbudowane, znormalizowane opóźnienie czasowe.
2. Selektywność prądowa: stosunek znamionowego różnicowego prądu zadziałania (I∆n) nadrzędnego i podrzędnego RCD musi wynosić co najmniej 3:1 (np. RCD 100 mA nadrzędny względem RCD 30 mA, ponieważ 100/30 ≈ 3,33 ≥ 3).

Oba warunki są potrzebne: stosunek prądów 3:1 bez opóźnienia czasowego niczego nie gwarantuje, a RCD z opóźnieniem czasowym przy zbyt małym stosunku prądów (np. 30 mA wobec 30 mA) również nie.

Typ S: nadrzędny RCD musi być do tego zaprojektowany

Zwykły (natychmiastowy) RCD wyłącza się jak najszybciej po przekroczeniu prądu zadziałania — odpowiedni jako ostatnia (podrzędna) ochrona, ale nieodpowiedni jako nadrzędny selektywny RCD, ponieważ mógłby wtedy zadziałać jednocześnie z podrzędnym RCD lub nawet wcześniej.

RCD typu S (selektywny, z opóźnieniem czasowym) jest specjalnie zaprojektowany i przetestowany (IEC 61008-1/61009-1), aby nie zadziałać przez znormalizowany minimalny okres, nawet jeśli prąd zadziałania został już przekroczony. Przy 1×I∆n ten minimalny czas niezadziałania wynosi zazwyczaj co najmniej 130 ms — co daje wystarczająco dużo czasu podrzędnemu RCD natychmiastowemu na zadziałanie jako pierwszy. Wraz ze wzrostem prądu zwarcia (np. przy 5×I∆n) skraca się zarówno minimalny czas niezadziałania, jak i maksymalny czas zadziałania, ale nadrzędny RCD typu S pozostaje zaprojektowany tak, aby zawsze przepuszczać podrzędny RCD jako pierwszy.

Uwaga: nie wystarczy zastosować nadrzędny „RCD o wyższym I∆n”. Bez klasyfikacji typu S (lub produktu jawnie certyfikowanego jako selektywny/z opóźnieniem czasowym) nie ma gwarantowanej selektywności czasowej, niezależnie od stosunku prądów.

Znaczenie praktyczne

W domu lub budynku komercyjnym z głównym RCD nad kilkoma grupowymi RCD (np. w celu ochrony przyłącza głównego przed kumulacją prądów upływu, zob. też regułę 30% skumulowanego upływu w przewodniku o §531) ten główny RCD musi mieć zarówno wystarczająco wysoki I∆n (≥ 3× w stosunku do podrzędnych RCD grupowych), jak i być typu S — w przeciwnym razie prąd upływu w jednej grupie może wyłączyć całą instalację zamiast tylko tej jednej grupy.

Częste błędy

1. Zastosowanie nadrzędnego RCD natychmiastowego o wyższym I∆n i założenie, że samo tylko stosunek prądów gwarantuje selektywność — bez opóźnienia czasowego (typ S) tak nie jest.
2. Niezachowanie stosunku 3:1 — np. 30 mA nadrzędny wobec 30 mA, lub nawet 100 mA nadrzędny wobec 100 mA: niewystarczający margines dla gwarantowanej selektywności, nawet z RCD typu S.
3. Mylenie selektywności typu RCD (AC/A/F/B, zob. przewodnik o typach RCD) z selektywnością czasową/prądową — to dwa niezależne wymagania: prawidłowo dobrany główny RCD typu S nie rozwiązuje problemu, jeśli podrzędne RCD nie wykrywają rzeczywistego kształtu prądu upływu.

Powiązane

• §531 — Wyłączniki różnicowoprądowe (RCD)
• §536 — Rozdzielnice i selektywność zabezpieczeń
• Typy RCD AC/A/F/B — klasyfikacja i dobór