Zwarcie w lampce nocnej gasi całe mieszkanie. Klient dzwoni wściekły, a Ty stoisz przy rozdzielnicy i widzisz, że zadziałał wyłącznik główny, podczas gdy wyłącznik tego jednego obwodu spokojnie stoi załączony.
Aparaty są sprawne, a przyczyną jest brak selektywności, czyli błąd projektu.
O co właściwie chodzi
Selektywność, zwana też wybiórczością, oznacza, że przy uszkodzeniu wyłącza się wyłącznie zabezpieczenie najbliższe miejscu awarii, a reszta instalacji pracuje dalej.
To brzmi oczywiście, dopóki nie zajrzy się do środka aparatu. Wyłącznik nadprądowy ma dwa wyzwalacze (termiczny i elektromagnetyczny) i to ten drugi robi problem. Przy zwarciu działa w milisekundach. Jeżeli dwa aparaty w szeregu widzą ten sam prąd zwarciowy i oba mają wyzwalacze bezzwłoczne, to oba zaczynają się otwierać jednocześnie. Który zdąży pierwszy, jest kwestią rozrzutu produkcyjnego, a nie projektu.
W Polsce obowiązek doboru zabezpieczeń z zachowaniem wybiórczości wynika z przepisów.
Trzy sposoby jej uzyskania
Selektywność prądowa opiera się na różnicy progów zadziałania. Zabezpieczenie nadrzędne ma na tyle wyższy prąd, że przy zwarciu w obwodzie podrzędnym w ogóle się nie rusza. Działa dobrze tam, gdzie prąd zwarciowy w miejscu awarii jest wyraźnie mniejszy niż przy rozdzielnicy, czyli na końcu długich obwodów.
Selektywność czasowa opiera się na zwłoce. Aparat nadrzędny czeka, dając podrzędnemu szansę zadziałać pierwszemu. W praktyce zwłoka między stopniami musi wynosić co najmniej około 100 ms, żeby miała sens: krótsza mieści się w rozrzucie czasów własnych aparatów.
Selektywność energetyczna wykorzystuje zdolność aparatu podrzędnego do ograniczenia energii przepuszczanej podczas zwarcia. Ten mechanizm jest w całości zależny od konstrukcji konkretnych wyrobów.
Rzecz, której nie policzysz z litery na obudowie
I tu jest sedno praktyczne całego tematu.
Z oznaczeń B16 i B40 nie wynika, że te dwa aparaty będą selektywne. Charakterystyka mówi tylko o progu wyzwalacza magnetycznego. Nie mówi nic o czasach własnych, o zdolności ograniczania prądu ani o tym, jak konkretna konstrukcja zachowa się przy danym prądzie zwarciowym.
Selektywność między dwoma wyłącznikami nadprądowymi w szeregu ustala się z tablic selektywności producenta, dla konkretnej pary aparatów i konkretnego prądu zwarciowego. Każdy poważny producent takie tablice publikuje.
To zaskakuje początkujących najbardziej: nie ma uniwersalnej reguły „nadrzędny ma być o dwa stopnie wyżej". Bywa, że ta reguła zadziała. Bywa, że nie, i dowiesz się o tym dopiero przy pierwszym zwarciu u klienta.
Na zabezpieczenie główne mieszkania jest osobne rozwiązanie: selektywny wyłącznik główny o charakterystyce E. Przy zwarciu w obwodzie odbiorczym ogranicza prąd i czeka, aż zadziała wyłącznik obwodu, a sam wyłącza dopiero wtedy, gdy zwarcie trwa dalej. Z typowymi wyłącznikami B i C daje selektywność, której zwykła para B16 i B40 nie zapewni. Jest droższy i szerszy od zwykłego wyłącznika, więc trzeba go uwzględnić przy doborze obudowy.
Selektywność różnicówek
Ten sam problem dotyczy wyłączników różnicowoprądowych i ma własne rozwiązanie.
Jeśli w instalacji jest różnicówka nadrzędna i kilka podrzędnych, aparat nadrzędny powinien być typu selektywnego, oznaczanego literą S: ma wbudowaną zwłokę, więc daje podrzędnemu czas na zadziałanie. Powinien też mieć wyższy prąd różnicowy.
Sama zwłoka nie wystarczy, jeśli prądy różnicowe są jednakowe: dwie różnicówki 30 mA w szeregu widzą ten sam prąd upływu i obie mają prawo zadziałać.
Warto przy tym pamiętać o sumujących się prądach upływowych. Opisałem to w poradniku o wybijającej różnicówce. Różnicówka nadrzędna widzi sumę upływów całej instalacji, więc jest znacznie bardziej narażona na przypadkowe zadziałanie niż którakolwiek z podrzędnych.
Najczęstsze błędy
Ten sam prąd znamionowy w szeregu. Wyłącznik główny B32 nad obwodami B32. Przy zwarciu oba widzą to samo i rozstrzyga przypadek.
Zbyt mała różnica stopni. B40 nad B32 wygląda rozsądnie i najczęściej nie da selektywności przy większych prądach zwarciowych.
Jedna różnicówka na całą instalację. Nie ma czego stopniować, a każde zadziałanie gasi cały lokal. Wracamy tu do liczby obwodów. Podział instalacji jest warunkiem, żeby selektywność w ogóle miała o co zahaczyć.
Zakładanie, że im wyżej, tym wolniej. Wyłącznik główny bez zwłoki jest tak samo szybki jak obwodowy, niezależnie od tego, że ma wyższy prąd znamionowy.
Jak to sprawdzić u siebie
Bez zwarcia, w pięć minut:
Popatrz na aparaty w szeregu i wypisz ich prądy znamionowe oraz charakterystyki. Potem zajrzyj do tablicy selektywności producenta dla tej pary. Jeżeli aparaty są od różnych producentów, potraktuj to jako sygnał ostrzegawczy, bo tablice obejmują zwykle wyroby jednej rodziny.
Jeżeli w instalacji jest różnicówka nadrzędna, sprawdź, czy ma oznaczenie S i wyższy prąd różnicowy od podrzędnych.
Na koniec
Selektywność kosztuje niewiele przy projektowaniu rozdzielnicy. Jej brak wychodzi przy pierwszej awarii, kiedy klient siedzi po ciemku i słucha, jak tłumaczysz, że „tak po prostu czasem bywa".