Razlika med AC in A tipom EFI stikala (RCD stikala)
Razlika med AC in A tipom EFI stikala (RCD stikala)
RCD stikalo je mednarodni izraz in pomeni Residual Current Device oziroma zaščitna naprava na diferenčni tok. V slovenski elektro stroki, je še vedno uveljavljen izraz FI oziroma FID stikalo. Obstajata dve izvedbi zaščitnih tokovnih stikal: RCCB, zaščitno stikalo na diferenčni tok (Residual Current Circuit Breaker) in pa RCBO, zaščitno stikalo na diferenčni tok z nadtokovno zaščito (Residul Current Circuit Breaker with Overcurrent protection). V nadaljevanju tega bloga bomo govorili o RCD stikalu RCCB, torej brez nadtokovne zaščite.
Ker stikala nudijo visoko stopnjo zaščite pred električnim udarom, so ta stikala nepogrešljiva v stanovanjskih in poslovnih prostorih, zelo pogosto pa so obvezna, na primer v kopalnicah, požarno ogroženih objektih… V nadaljevanju bomo razložili razliko med tipom AC in tipom A, prav tako se bomo dotaknili tudi tipa B, ki bo v prihodnosti vedno več v uporabi.
Delovanje RCD stikala na primeru tipa AC
Vsi uporabniki električnih naprav vemo, da je neprevidno in nepravilno ravnanje z električnimi inštalacijami in napravami lahko smrtno nevarno, lahko je tudi vzrok poškodbe in pa tudi požara. Uporaba RCD stikala bistveno zmanjšuje število smrtnih nesreč zaradi električnega udara, zmanjšuje pa tudi število požarov, kjer je lahko vzrok slabša izolacija kablov. Tako RCD stikalo, poleg možnosti stikalne manipulacije (vklop oz. izklop) uporabljamo za zaščito pri okvari, kot dodatno zaščito in pa tudi zaščito pred požarom.
Delovanje RCD stikala bomo v nadaljevanju poskusili razložiti na primeru RCD stikala tipa AC, potem pa bomo povzeli še tip A in tip B.
Na sliki 1 vidimo dvopolno RCD stikalo tipa AC. Kako vemo da je tip AC?
Slika 1: Dvopolno RCD (EFI 2P) stikalo (63 A / IDn=100 mA)
Da je tip AC vidimo po oznaki, ki je zgoraj desno v pravokotniku, kar tudi prikazuje slika 2.
Slika 2: prikaz na RCD stikalu, da gre za tip AC
Naslednja dva pomembna podatka na RCD stikalu sta nazivni tok (na sliki 1 je to 63 A), vrednosti pa standardizirano srečamo za tokove od 10 do 125 A. To je tok, ki ga zdržijo glavni kontakti. Naslednji pomemben podatek pa je nazivni diferenčni tok (IDn), danes bolj pravilno: naznačeni diferenčni tok. V praksi se največ uporabljajo RCD stikala z naslednjimi diferenčnimi tokovi: 10mA, 30 mA,100 mA, 300 mA in 500 mA (0,5 A).
Če pogledamo sliko 3 in si predstavljamo, da imamo RCD stikalo iz slike 1 tipa AC, poskušajmo razložiti delovanje stikala. Zamislimo si, da je upornost R na začetku zelo visoka in jo začnemo zmanjševati. Tok, ki ga meri A-meter narašča iz vrednosti 10mA, 20mA… , ko pa pride nekje med 50mA in 100 mA, pa stikalo izklopi. Vidimo, da tok teče po faznem vodniku (L) mimo RCD stikala in potem po nevtralnem vodniku (N) skozi RCD stikalo. Če bi tok tekel po faznem vodniku skozi RCD stikalo in po nevtralnem nazaj, izklopa ne bi bilo.
Slika 3: razlaga delovanja RCD stikala
Slika 4: štiripolno RCD stikalo v TT napajalnem sistemu (princip delovanja-potek okvarnega toka)
Ker RCD stikalo služi kot zaščita pred električnim udarom s samodejnim odklopom napajanja v električnih inštalacijah, poskušajmo to še bolje razložiti. RCD stikalo se vedno aktivira pri toku, ki se pojavi pri določeni napaki Tako v napajalnem sistemu TT (slika 4), pri okvari na posamezni napravi oziroma porabniku (na primer vodnik pod napetostjo pride v stik z ohišjem štedilnika, kar bi lahko bilo zelo nevarno za uporabnika). Okvarni tok steče preko ohišja štedilnika po zaščitnem vodniku (PE vodnik), nadalje preko zaščitne ozemljitve (Ra), ki je pri objektu, potem po zemlji do obratovalne ozemljitve (Ro) transformatorske postaje, potem pa po nizkonapetostnem navitju transformatorja in po faznem vodniku (preko nizkonapetostnega omrežja in sami nizkonapetosti inštalaciji) do porabnika. To predstavlja električni krog našega okvarnega toka. Vsa kovinska ohišja električnih naprav so namreč ozemljena z zaščitnim vodnikom, kjer je izolacija rumeno zelene barve. V RCD stikalu pride tako do nesimetrije električnega toka, saj vsota pritekajočih tokov ni enaka odtekajočim in RCD stikalo izklopi v času pod 30 ms, kar je zelo pomembno za varnost ljudi. Razlika tokov je znana pod imenom diferenčni tok. Če diferenčni tok preseže vrednost potrebno za sprožitev izklopilnega mehanizma RCD ja, bo RCD izklopil tokokrog. Na sliki 4 je prikazano štiripolno RCD stikalo (40 A/0,3), oziroma z diferenčnim tokom (IDn) 0,3 A. V tem primeru bo RCD stikalo izklopilo med 0,15A in 0,3 A. Ker je okvarni tok bistveno večji je izklop takojšen.
Sedaj pa smo spet pri tipu AC. AC tip je namreč občutljiv na izmenični diferenčni tok, torej tam kjer pričakujemo tokove okvare, ki bodo sinusne oblike (slika 2). AC tip RCD stikala dejansko proži med 50 in 100 % nazivnega diferenčnega toka, saj imajo proizvajalci določene dopustne meje.
Za inštalacije v običajnih objektih zelo pogosto uporabljamo AC stikala z diferenčnim tokom 0,3 A (slika 4). Če piše na RCD stikalu 40 /0,3A, pomeni 40 A električni tok, ki ga zdržijo glavni kontakti, 0,3 A pa je nazivni diferenčni tok. Varovalka pred RCD stikalom mora biti manjša kot 40 A, zaradi zaščite kontaktov samega RCD stikala.
Torej, RCD stikalo ne proži, kadar je vsota pritekajočih tokov po faznih vodnikih enaka odtekajočemu toku po nevtralnem vodniku. Proži torej, ko okvarni tok steče po zaščitnem vodniku mimo RCD stikala, in nastala tokovna nesimetrija ustvari pogoj za izklop stikala.
Na razloženem primeru je jasno, da RCD stikalo ne prekinja v primeru preobremenitve in pa kratkih stikov med faznimi vodniki oziroma faznim in nevtralnim vodnikom, kar marsikdo zmotno misli. Slika 5 prikazuje enopolni kratek stik, kjer izklaplja inštalacijski odklopnik ali varovalka, ne pa RCD stikalo, saj ni nesimetrije tokov v RCD stikalu. Izklaplja pri okvarnem toku, ki pa ga lahko imenujemo tudi zemeljski kratek stik.
Slika 5: primer enopolnega kratkega stika, kjer izklaplja inštalacijski odklopnik
RCD stikalo tipa A
Slika 6 prikazuje tip A RCD stikala, ki se ga spoznamo po oznaki v pravokotniku zgoraj desno , kar prikazuje tudi simbol na sliki 7.
Slika 6: Tip A RCD stikala (16A/300mA)
Slika 7: simbol tipa A, RCD stikala
Kakšna pa je razlika med tipom A in tipom AC?
A tip, je poleg izmeničnega toka občutljiv tudi za polvalni ali polnovalni usmerjeni izmenični tok (pulzirajoči enosmerni tok). Primer so prostori s povečano nevarnostjo, kot je npr. kopalnica, kjer je obvezno RCD stikalo z 0,03 A (30 mA) nazivnim diferenčnim tokom, saj se tam uporabljajo porabniki kot so feni, ki imajo pri določeni funkciji izvedeno polvalno usmerjanje z diodo. A tip RCD stikala pa proži med 35 in 140 % nazivnega diferenčnega toka. Torej pri RCD stikalu z diferenčnim tokom 30 mA proži med 10,5 mA in 42 mA. Proizvajalci imajo določene dopustne meje.
Slika 8 pa prikazuje RCD stikalo tipa B, ki pa je še bolj redek v električnih inštalacijah. Zaradi izjemnega porasta različnih elektronskih naprav z usmerniki pa se lahko pričakuje porast uporabe tega tipa RCD stikala.
Slika 8: štiripolno RCD stikalo tipa B (16A/30mA)
RCD stikalo tipa B pa prepoznamo po simbolih v tistih treh pravokotnikih zgoraj na sliki 8. B tip poleg izmeničnega in pulzirajočega enosmernega toka deluje tudi pri gladkem enosmernem diferenčnem toku, ter tudi pri visokofrekvenčnih tokovih. Uporablja se v objektih, kjer imamo npr. trifazne usmernike, frekvenčne pretvornike in ostale elektronske naprave. B tip RCD stikala pa proži med 50 in 200 % nazivnega diferenčnega toka.
Več podrobnosti o FID-stikalah lahko najdete v našem priročniku.
Tukaj pa je še povzetek različnih tipov FID-stikal in njihovih področij uporabe.
