Z zewnątrz wyglądają niemal identycznie: plastikowy moduł z hebelkiem, ta sama szyna DIN, ta sama wysokość, podobne oznaczenia na froncie. Robią jednak dwie zupełnie różne rzeczy i nie zastępują się nawzajem. To jedno z najczęstszych nieporozumień, jakie widać w rozdzielnicach składanych „na oko".
Najkrótsze możliwe rozróżnienie brzmi tak: wyłącznik nadprądowy chroni instalację, wyłącznik różnicowoprądowy chroni człowieka. Rozdzielnica z kompletem „esek", ale bez różnicówki, jest zabezpieczona przed pożarem od przeciążonego przewodu i nie zrobi nic, gdy uszkodzona pralka zacznie przebijać na obudowę. Sytuacja odwrotna, sam RCD bez zabezpieczeń nadprądowych, ochroni domownika przed porażeniem i pozwoli spokojnie stopić izolację w ścianie.
Wyłącznik nadprądowy (MCB, ang. Miniature Circuit Breaker)
Potocznie „eska", od litery S na obudowie starszych aparatów.
Przed czym chroni? Przed przeciążeniem i zwarciem. Jego zadaniem jest pilnowanie, żeby przez przewód nie popłynął prąd większy, niż ten przewód jest w stanie znieść bez nadmiernego nagrzania.
Jak działa? Ma dwa niezależne wyzwalacze w jednej obudowie:
- Człon termiczny (bimetalowy): działa z opóźnieniem, tym krótszym, im większe przekroczenie. Reaguje na długotrwały przepływ prądu przekraczającego wartość znamionową, na przykład na trzy grzejniki elektryczne wpięte w jeden obwód gniazd.
- Człon elektromagnetyczny: działa w ułamku sekundy, bez zwłoki. Reaguje na prąd zwarciowy, czyli sytuację, w której faza styka się bezpośrednio z przewodem neutralnym lub ochronnym.
To właśnie próg zadziałania członu elektromagnetycznego opisuje litera przed wartością prądu znamionowego. W B16 litera mówi, przy jakiej krotności prądu znamionowego aparat wyleci natychmiast.
| Charakterystyka | Zadziałanie natychmiastowe | Typowe zastosowanie |
|---|---|---|
| B | 3-5 × In | Obwody gniazd i oświetlenia w budynkach mieszkalnych |
| C | 5-10 × In | Odbiorniki z prądem rozruchowym: silniki, pompy, transformatory, zasilacze LED |
| D | 10-20 × In | Bardzo duży prąd załączania: spawarki, większe napędy |
Zbyt „czuła" charakterystyka B na obwodzie z pompą ciepła będzie wyłączać się przy każdym rozruchu. Odwrotnie, charakterystyka C czy D na zwykłym obwodzie gniazd podnosi prąd, przy którym aparat zadziała bez zwłoki, a to bezpośrednio wydłuża czas trwania zwarcia w instalacji.
Wyłącznik różnicowoprądowy (RCD, ang. Residual Current Device)
Potocznie „różnicówka".
Przed czym chroni? Przed porażeniem prądem elektrycznym ludzi i zwierząt, a przy wyższych nastawach także przed pożarem wywołanym długotrwałym upływem prądu do ziemi.
Jak działa? Na bieżąco porównuje prąd wpływający do obwodu przewodem fazowym z prądem wypływającym przewodem neutralnym. W sprawnej instalacji te wartości są sobie równe: wszystko, co wpłynęło, musi wypłynąć. Jeśli izolacja zostanie uszkodzona i część prądu ucieknie inną drogą (przez metalową obudowę zmywarki do uziemienia albo przez ciało człowieka do wilgotnej posadzki), bilans przestaje się zgadzać. Tę różnicę nazywamy prądem upływu i to na nią reaguje aparat.
Różnicówki stosowane w instalacjach mieszkaniowych mają zwykle prąd różnicowy znamionowy 30 mA, czyli 0,03 A. Przekroczenie tej wartości odłącza zasilanie w czasie rzędu kilkudziesięciu milisekund. Różnicówka 30 mA to wymóg normy: PN-HD 60364-4-41:2017-09 nakazuje ochronę uzupełniającą urządzeniem o prądzie różnicowym nieprzekraczającym 30 mA w obwodach gniazd wtyczkowych przewidzianych do powszechnego użytkowania przez osoby niewykwalifikowane, w obwodach urządzeń ruchomych używanych na zewnątrz, a w mieszkaniach także w obwodach zasilających oprawy oświetleniowe. Aparaty o nastawie 100 mA lub 300 mA nie są już ochroną człowieka. Pełnią funkcję przeciwpożarową i montuje się je zwykle jako zabezpieczenie nadrzędne.
Drugą, równie ważną cechą jest typ różnicówki. Określa on, jaki kształt prądu upływu aparat w ogóle potrafi wykryć. To jest miejsce, w którym instalacje sprzed kilkunastu lat najbardziej rozminęły się z dzisiejszymi odbiornikami.
| Typ | Wykrywa | Gdzie stosować |
|---|---|---|
| AC | Prąd różnicowy przemienny sinusoidalny | Obwody czysto rezystancyjne; dziś w praktyce niewystarczający |
| A | To co AC oraz prąd pulsujący stały | Standard w instalacji mieszkaniowej |
| F | To co A oraz prądy o mieszanej częstotliwości | Obwody z falownikami: pralki, zmywarki, pompy ciepła |
| B | To co F oraz gładki prąd stały | Fotowoltaika, obwody z prostownikami wielofazowymi |
Elektronika w nowoczesnym sprzęcie prostuje prąd, a prąd upływu przestaje być czystą sinusoidą. Różnicówka typu AC takiego upływu może po prostu nie zobaczyć: będzie wisiała w rozdzielnicy, wyglądała na sprawną i nie zadziała, kiedy będzie trzeba.
Osobnego zdania wymagają ładowarki samochodów elektrycznych, bo krąży o nich uproszczenie, że „musi być typ B". Norma PN-HD 60364-7-722:2019-01 wymaga w instalacjach ładowania co najmniej typu A, a przy gniazdach zgodnych z IEC 62196 dopuszcza trzy rozwiązania: wyłącznik typu B, wyłącznik typu A wraz z urządzeniem do detekcji składowej stałej (RDC-DD wg IEC 62955) albo wyłącznik typu F z takim samym urządzeniem. Ponieważ wiele wallboxów ma detekcję składowej stałej wbudowaną, kupowanie typu B bywa wydatkiem, którego norma nie wymaga. Sprawdź najpierw dokumentację ładowarki.
Czego RCD nie zrobi
To jest część, którą warto znać na pamięć, bo bierze się z niej najwięcej fałszywego poczucia bezpieczeństwa:
- Nie zabezpieczy przewodu przed przeciążeniem ani zwarciem. Różnicówka nie ma pojęcia o tym, ile prądu płynie w obwodzie: interesuje ją wyłącznie różnica.
- Nie zadziała, gdy człowiek dotknie jednocześnie fazy i przewodu neutralnego. Prąd wraca wtedy „prawidłową" drogą, bilans się zgadza, aparat nie widzi nic niepokojącego. Norma nazywa ją ochroną uzupełniającą i to słowo dobrze oddaje sens: uzupełnia ochronę podstawową, a nie zastępuje jej.
- Nie zastąpi poprawnego uziemienia ani połączeń wyrównawczych.
Symetrycznie, wyłącznik nadprądowy nie zareaguje na prąd rzędu dziesiątek miliamperów płynący przez ciało człowieka. Dla „szesnastki" to wartość całkowicie niewidoczna, a dla człowieka potencjalnie śmiertelna.
Połączenie obu funkcji: RCBO
Aparaty typu RCBO, potocznie „kombi", łączą oba mechanizmy w jednej obudowie, w układach jednofazowych zwykle o szerokości jednego modułu. Poza oszczędnością miejsca dają rzecz cenniejszą: każdy obwód ma własną ochronę różnicową. Awaria jednego urządzenia wyłącza wtedy dokładnie jeden obwód, zamiast gasić pół domu.
To ma bardzo praktyczne przełożenie. Jeżeli cała instalacja wisi pod jedną różnicówką, przebijająca pralka zabiera przy okazji lodówkę, zamrażarkę, alarm, router i oświetlenie na klatce. Rozdzielenie obwodów na kilka aparatów (albo zastosowanie RCBO tam, gdzie ryzyko upływu jest największe) sprowadza awarię do jednego pomieszczenia.
W praktyce warto trzymać się kilku zasad: osobny aparat dla obwodów zewnętrznych i wilgotnych, osobny dla obwodów, których wyłączenie jest szczególnie kłopotliwe (chłodziarka, ogrzewanie, serwerownia domowa), oraz zachowanie selektywności między zabezpieczeniem nadrzędnym a odbiorczym. Do tego służą różnicówki selektywne, oznaczane literą S, wyposażone w zwłokę czasową.
Naciśnij przycisk raz na jakiś czas
Wyłącznik różnicowoprądowy jest aparatem mechanicznym i może zastać się w pozycji załączonej, zwłaszcza w instalacji, w której nigdy nie zadziałał. Dlatego ma na froncie przycisk TEST, a producenci zalecają okresowe sprawdzanie działania, zwykle raz w miesiącu. Jedno naciśnięcie musi odłączyć zasilanie. Jeśli nie odłącza, aparat trzeba wymienić.
W projekcie rozdzielnicy
Rozdział obwodów między aparaty to decyzja, którą najtaniej podjąć na etapie rysowania schematu, a najdrożej po zamknięciu ściany. W DINBoard rozplanujesz aparaturę na szynach razem z opisem obwodów i od razu zobaczysz, ile miejsca zostaje w szafie, gdy zamiast jednej wspólnej różnicówki wstawisz trzy albo komplet RCBO.
Warto przy okazji zajrzeć do dwóch powiązanych tematów: rozplanowania faz w rozdzielnicy oraz oznaczeń aparatury, bo dobrany aparat i opisany aparat to dwie różne rzeczy, a odbiór instalacji sprawdza obie.