Rola wyłącznika różnicowoprądowego w ochronie układów napędowych

W przypadku napędów zauważalne jest dość powszechnie nonszalanckie podejście do stosowania wyłącznika różnicowoprądowego jako elementu ochrony przeciwporażeniowej. Brak RCD lub jego nieprawidłowy dobór jest bezpośrednio związany z brakiem wiedzy na temat zjawisk zachodzących podczas pracy chronionych urządzeń. Poniżej omówione zostaną kluczowe zakłócenia i ich negatywny wpływ na pracę urządzeń.

Fot. 1. Cyfrowy wyłącznik różnicowoprądowy FRCdM typu B

Pierwszym problemem, z którym musimy się zmierzyć, to uszkodzenie prostownika na wejściu falownika. W takim przypadku prąd różnicowy będzie wygładzony, wobec czego zalecane jest zastosowanie aparatu czułego na tego rodzaju prąd różnicowy. Ze względu na spodziewaną wartość tego prądu rozsądnym rozwiązaniem jest stosowanie wyłącznika różnicowoprądowego typu B np. FRCdM typu B firmy Eaton Electric. Niezalecane jest używanie wyłącznika typu A, ponieważ przy prądzie różnicowym gładkim rdzeń takiego aparatu zostaje wstępnie namagnesowany powodując, że RCD jest mniej czułe.
Kolejnym stwarzającym problemy zjawiskiem jest uszkodzenie przewodu między falownikiem a silnikiem. Z racji charakteru pracy urządzenia sterującego prędkością obrotową silnika spodziewamy się prądu różnicowego o składowych o różnych częstotliwościach. Oznacza to, że stosowany wyłącznik różnicowoprądowy powinien być czuły na prądy różnicowe o częstotliwości różnej od znamionowej (50 Hz). Warto nadmienić, że przy regulacji prędkością obrotową występują również składowe częstotliwościowe nawet powyżej 1000 Hz oraz ich harmoniczne. Projektując i dobierając wyłącznik różnicowoprądowy, powinniśmy znać przynajmniej górną granicę częstotliwości. Często jest to trudne bądź niemożliwe do określenia.
W przypadku prostych aplikacji typu pompa małej mocy, winda itp. może się okazać, że wystarczającym będzie zastosowanie wyłącznika różnicowoprądowego typu U:

• FRCmM typu U – wyłącznik różnicowoprądowy,
• dRCM typu U+ - cyfrowy wyłącznik różnicowoprądowy z optyczną i zdalną sygnalizacją poziomu prądu różnicowego.

Fot. 2. Cyfrowy wyłącznik różnicowoprądowy

Aparat dRCM ma tą zaletę, że oprócz ochrony oferuje w standardzie dodatkowo diagnostykę chronionego obwodu.
W przypadku bardziej złożonych aplikacji, gdzie spodziewamy się prądu różnicowego o składowych o szerokim spektrum częstotliwości, Eaton Electric proponuje stosowanie wyłączników typu B:

• FRCdM typu B – cyfrowy wyłącznik czuły do 2 kHz,
• FRCdM typu Bfq – cyfrowy wyłącznik czuły do 20 kHz.

Stosowanie FRCdM-a ma jeszcze tą zaletę, że w odróżnieniu od typu U, że będzie czuły na prądy wygładzone (ryzyko uszkodzenia prostownika falownika). Ponadto FRCdM ma optyczną i zdalną sygnalizację poziomu prądu upływu w chronionym obwodzie.

Fot. 3. Optyczna sygnalizacja poziomu prądu różnicowego

Bartłomiej Jaworski