Warto przeczytać

Wyłącznik różnicowoprądowy montuje się w instalacji elektrycznej po to, by zabezpieczyć ludzi przed porażeniem prądem. Jego wygląd zewnętrzny przedstawiono na Rys. 1.

R1DKdB7JFpNLu

Rys. 1. Zdjęcie przedstawia wyłącznik różnicowoprądowy. Wyłącznik taki reaguje na różnicę prądu wpływającego i wypływającego o wartości powyżej trzydziestu miliamperów. Wyłącznik ma kształt białej prostopadłościennej kostki ustawionej w pozycji pionowej. Na powierzchni włącznika u góry i na dole widoczne są cztery śruby służące do przymocowania urządzenia do ściany. Na tej samej powierzchni, w elemencie wystającym jak wykusz, widoczne są również niebieski przycisk z wytłoczoną wielką literą T i poniżej mała niebieska dźwignia. Przycisk stanowi jednocześnie włącznik i wyłącznik urządzenia. Dźwignia poruszająca się w kierunku pionowym służy do uruchomienia urządzenia po jego wyłączeniu w wyniku zbyt dużych różnic natężenia prądu w sieci. W chwili wykrycia anomalii w sieci energetycznej dźwignia urządzenia automatycznie przesuwana jest w górę uniemożliwiając przepływ prądu elektrycznego przez urządzenie. Ponowne przywrócenie urządzenia do pracy wymaga ręcznej zmiany pozycji dźwigni.

Budowę wyłącznika różnicowoprądowego obrazuje Rys. 2.

R1Eb8MKpYfruL

Rys. 2. Rysunek przedstawia schemat wyłącznika różnicowoprądowego. Do poszczególnych elementów wyłącznika przyporządkowano cyfry od jeden do osiem. Wyłącznik składa się z pierścienia ferromagnetycznego narysowanego w postaci szarego walca, pustego w środku, którego podstawy skierowane są w kierunku pionowym. Do pierścienia ferromagnetycznego przyporządkowano cyfrę dwa. Na pierścień nawinięte jest metalowe uzwojenie narysowane w postaci zielonej spirali i połączone z prawej strony z przekaźnikiem sygnału, widocznym w postaci kwadratu o zielonych krawędziach. Do uzwojenia przyporządkowano cyfrę trzy, a do przekaźnika sygnału cyfrę cztery. Przez pierścień przechodzą dwa przewody narysowane niebieskimi, pionowymi liniami, podłączone do odbiornika pokazanego poniżej pierścienia. Odbiornik narysowano w postaci niebieskiego pionowego prostokąta z czerwonym znakiem błyskawicy. Do odbiornika przyporządkowano cyfrę osiem. Przewody, powyżej pierścienia mogą zostać przerwane przy pomocy zamka rozwierającego styki, co spowoduje wyłączenie prądu doprowadzanego do odbiornika. Do zamka rozwierającego przyporządkowano cyfrę pięć. Styki rozwierane są przy pomocy zamka podłączonego do przekaźnika i widocznego w postaci prostokąta o zielonych krawędziach, nad przekaźnikiem. Do styków przewodów przyporządkowano cyfrę jeden. Zamek rozwiera styki, jeżeli w przekaźniku popłynie prąd, a zatem jeśli napięcia prądów elektrycznych płynących przez przewody przechodzące przez pierścień nie będą się równoważyć. Przewody przechodzące przez pierścień ferromagnetyczny podłączone są również do przycisku do testowania wyłącznika podczas pracy. Narysowano go w postaci pionowego prostokąta o zielonych krawędziach umieszczonego z lewej strony pierścienia. Do przycisku testowania przyporządkowano cyfrę sześć. Urządzenie podłączone jest również do uziemionego przewodu po lewej stronie. Do uziemionego przewodu ochronnego przyporządkowano cyfrę siedem. Obok odbiornika widoczna jest niebieska schematyczna sylwetka człowieka, z wyciągniętą w stronę urządzenia ręką. Gdyby nie zastosowano wyłącznika różnicowoprądowego, dotknięcie obudowy urządzenia elektrycznego podczas pracy mogłoby doprowadzić do przebicia prądu na obudowę i porażenia prądem. Nie należy dotykać bez potrzeby urządzeń elektrycznych podczas pracy. Wyłącznik różnicowoprądowy reaguje na zmiany natężenia prądu powyżej trzydziestu miliamperów, co jest wartością zwykle bezpieczną dla człowieka, ale należy pamiętać, że jak każde urządzenie może ono zawieść.

Na powyższym rysunku zastosowano następujące oznaczenia:

1. styki przewodów, w których płynie prąd,

2. pierścień ferromagnetyczny, przez który przechodzą przewody,

3. uzwojenie, w którym indukuje się prąd,

4. przekaźnik sygnału,

5. zamek rozwierający styki,

6. przycisk do testowania wyłącznika podczas pracy.

Elementy na zewnątrz wyłącznika:

7. przewód ochronny (uziemiający),

8. odbiornik.

Istota działania wyłącznika opiera się na następującej zasadzie: jeżeli prąd elektryczny wpływa do instalacji jednym przewodem, to taki sam musi z instalacji wypływać drugim przewodem. Wynika to z zasady zachowania ładunku elektrycznego i pierwszego prawa Kirchhoffa. Jeśli natomiast oba te natężenia prądów nie są sobie równe, to znaczy, że prąd wypływa z instalacji do ziemi, na przykład przez człowieka obsługującego instalację. Wtedy należy natychmiast wyłączyć zasilanie. Wyłączniki reagują, gdy wartość wypływającego prądu przekroczy 30 mA. Taka dawka nie jest groźna dla życia i zdrowia ludzi.

Tak, jak pokazano na Rys. 2., dwa przewody, jeden fazowyPrzewód fazowyfazowy (L), drugi neutralny (N), przechodzą przez pierścień (2) z materiału, który bardzo łatwo magnesuje się. Przewody wytwarzają wokół siebie pole magnetyczne, docierające do pierścienia i zwielokrotniane w nim. Dopóki suma geometryczna tych prądów równa się zero (taki sam prąd płynie i w jedną i w drugą stronę), dopóty pola magnetyczne pochodzące od obu tych przewodów znoszą się. Jeśli jednak prąd wypłynie z obwodu, oba natężenia nie będą już takie same i równowaga prądów oraz wytwarzanych przez nie pól magnetycznych zostanie zachwiana. W pierścieniu nagle pojawi się pole magnetyczne, co spowoduje powstanie prądu indukcyjnego w okalającym go uzwojeniu (3). Impuls dociera do przekaźnika (4), który uruchamia zamek (5) mechanicznie rozwierający styki (1). Zasilanie zostaje odcięte, a ludzie są już bezpieczni.

Każdy wyłącznik posiada przycisk do testowania jego działania. Jest to połączenie poprzez opornik jednego z przewodów przed pierścieniem z drugim przewodem za pierścieniem. Prąd płynący przez to połączenie będzie więc omijał pierścień. Równowaga natężeń prądów przechodzących przez pierścień będzie zachwiana. Jeżeli wyłącznik działa prawidłowo, powinno się więc wydarzyć wszystko to, co opisaliśmy powyżej. Dla własnego bezpieczeństwa urządzenie należy testować raz na miesiąc.

Słowniczek