Urządzenia do wykrywania prądów różnicowych i ich monitorowania

Warto jednak wiedzieć, że pomimo swoich kapitalnych właściwości urządzenia te napotykają coraz częściej dość duże trudności w wykrywaniu problemów i w prawidłowej pracy w pewnych specyficznych sytuacjach. Alternatywą w takich sytuacjach są systemy monitorowania prądów różnicowych, które są rozwiązaniem w systemach sprawiających trudności. W artykule tym przyjrzymy się działaniu i wyzwaniom przed jakimi stają wyłączniki różnicowo-prądowe oraz możliwości stosowania systemów do pomiaru prądów różnicowych jako alternatywy dla tych wyłączników różnicowych.

Brak zaawansowanych metod ochrony przeciwporażeniowej stosowanych w krajach zachodnich w okresie minionym w Polsce powodowała znaczny odsetek śmierci na skutek porażenia lub pożaru. Sytuacja ta zaczęła się dynamicznie zmieniać, gdy poprawiła się w Polsce kultura techniczna. Kolejnym milowym kamieniem stało się jednak rozpowszechnienie się wyłączników ochronnych różnicowo-prądowych, często nazywanych w skrócie RCD (ang. Residual Current Devices). Urządzenia te wykrywają prądy upływu, jeśli wartość tych prądów przekroczy wartość bezpieczną następuje odłączenie napięcia. Wykrywane prądy upływu i poziomy w których następuje odłączenie mogą mieć bardzo małe wartości. Powszechnie stosowaną wartością wyzwolenia jest 30 mA. Jest to tak mała wartość, że krótkotrwały przepływ prądu tej wartości przez ciało ludzkie nie powinno powodować w nim praktycznie żadnych problemów. Wartość ta dobrana została właśnie po to, żeby np. nie doszło do zakłócenia akcji serca. Do tego wyłączniki różnicowo-prądowe wykrywają bardzo sprawnie prądu upływu które wywołane są degradacją izolacji, więc stanowią w pewnym sensie nadzór nad wartością rezystancji izolacji. Co ważne wykrywają one także jej nagłe pogorszenie się, takie jak przy zalaniu urządzeń elektrycznych czy przy pożarze. Dzięki temu chronią nie tylko życie i zdrowie, ale także mienie. 

Oczywiście wyłączniki te posiadają także mankamenty. Należy je bowiem np. regularnie testować wyzwalając ich wyłączenie przyciskiem TEST, co pozwala uniknąć namagnesowania się przekładnika w nich stosowanego w sposób uniemożliwiający szybką i dokładną detekcję prądów różnicowych. Niestety nie we wszystkich sieciach możemy sobie na takie testowanie pozwolić, ponieważ wiele obwodów nie dopuszcza zaistnienia przerw w zasilaniu, albo takie przerwy znacznie podnoszą ryzyko poważnych awarii. Innym problemem są wyłączenia napięcia przez RDC bez wystąpienia awarii, które zdarzają się coraz częściej, ze względu na powszechne stosowanie urządzeń energoelektronicznych. Innym problemem jest słaba czułość niektórych wyłączników w sytuacji, gdy np. doziemienie lub porażenie ma miejsce na wyjściu prostownika po stronie prądu stałego. Z rozwiązaniem przychodzą wtedy systemy monitorowania prądów różnicowych, są to rozwiązanie znacznie bardziej kosztowne niż wyłączniki różnicowe, ale posiadają one szereg zalet, które powodują, że stają się one powszechne w centrach bazodanowych, szpitalach i wielu innych aplikacjach, gdzie ich elastyczność i niezawodność zasilania, którą oferują ma kluczowe znaczenie dla obiektu.