Nie pytaj "jak", zapytaj "czy i gdzie?"
W wielu internetowych "poradnikach" ilość tekstów typu "W blokach mieszkalnych często występuje konieczność zapewnienia bezpiecznej i efektywnej instalacji elektrycznej. Podłączanie różnicówki w takich warunkach wymaga uwzględnienia specyficznych aspektów bloku i istniejących instalacji" jest zdecydowanie najwięcej. Takie ble, ble, ble, z którego kompletnie nic nie wynika. Oprócz tego, że robi ludziom wodę z mózgu wrażeniem, że na wszystko jest panaceum w postaci różnicówki, którą da się zamontować zawsze i wszędzie, tylko paskudni elektrycy nie zawsze chcą to zrobić.
Otóż wrażenie takie jest mylne, podobnie jak niepoprawne jest stawianie pytania "jak podłączyć różnicówkę?" w sytuacji, kiedy nie mamy żadnych informacji o instalacji, w której tę różnicówkę ktoś chce zastosować. Ani nie określono miejsca, w którym chcemy by się znalazła. Co ta różnicówka ma zabezpieczać? Całą instalację czy jej określoną część? A może jakiś jeden, wydzielony obwód z ważnym odbiornikiem?
Dlatego podstawową rzeczą jest określenie istniejącego układu sieci, w jakim wykonana jest rozpatrywana instalacja elektryczna. Wtedy będziemy znali odpowiedź na pytanie "czy w tym układzie będzie można zamontować różnicówkę?", bo to jest najważniejszym pytaniem na początku rozważań. Podobnie jak drugim ważnym zagadnieniem jest kwestia "gdzie w naszym układzie, w którym miejscu instalacji, potrzebujemy różnicówki? Jednej czy wielu? Jakie obwody chcemy nią (albo nimi) zabezpieczyć? W jakim celu, czyli przed jakimi zagrożeniami chcemy się uchronić?"
Dopóki te zagadnienia nie zostaną rozstrzygnięte, nie można pójść dalej ani na krok.
Dlaczego nie montujemy różnicówek w instalacji układu TN-C?
Wyobraźmy sobie sytuację, że mamy mieszkanie w bloku, budowanym w latach 80-tych, albo i wcześniej. Instalacja elektryczna została w nim wykonana jako dwuprzewodowa, zgodnie zresztą z ówczesnym standardem. W mieszkaniu tym jest łazienka, wyłożona płytkami ceramicznymi, a w niej stoi pralka automatyczna podłączona do gniazdka bez kołka (bolca) uziemiającego. Kiedyś było takie z kołkiem, ale przy okazji układania płytek kupiono inne, już bez bolca. Bo glazurnik wytłumaczył, że będzie ładniejsze i takie też założył.
Nie jest to sytuacja wydumana, takich i podobnych łazienek jest w Polsce dziesiątki, jeżeli nie tysiące!
Po pewnym czasie, młody gospodarz mieszkania doczytał w internecie, że taka instalacja elektryczna stwarza czasami niebezpieczeństwo dla użytkowników łazienki, któremu to zagrożeniu sprostać może zamontowanie różnicówki, co też zrobiono. I teraz rodzina sypia już spokojnie, przekonana o swoi bezpieczeństwie. Czy ten spokój jest uzasadniony?
Wyobraźmy sobie, że elektryczna instalacja pralki ulega uszkodzeniu, gdyż jeden z wewnętrznych przewodów ocierał się o ostrą krawędź blachy obudowy, co przecięło warstwę izolacji i teraz żyła fazowa dotyka do tejże obudowy. Czy różnicówka wtedy zadziała? Otóż absolutnie nie! Mimo że na obudowie pralki jest pełne napięcie fazowe, nic się nie będzie działo. Pralka stoi na płytkach ceramicznych, odizolowana od ziemi, więc prąd upływu jest niewielki, jeśli w ogóle popłynie. Nawet gdy woda jest pobierana podczas prania i jakimś trafem nawiąże kontakt elektryczny z blachą obudowy, to rezystancja słupa wody w wężu dopływowym (nawet jeśli woda do łazienki doprowadzona jest metalową rurą wodociągową) jest zbyt duża, aby spowodować zadziałanie zabezpieczeń. Gumowy wąż do pralki jest wystarczająco długi dla uzyskania dużej rezystancji.
Ale inaczej będzie, jeśli ktoś przebywający w łazience dotknie obudowy pralki. Wtedy nastąpi porażenie prądem elektrycznym. I różnicówka wcale nas przed tym porażeniem nie uchroni!
Jeśli będzie to osoba dorosła, stojąca w dodatku na płytkach podłogi, to prawdopodobnie odczuje tylko nieprzyjemne wstrząsy, ale zdoła sama uwolnić się spod napięcia, gdyż prąd płynący przez ciało nie będzie miał zbyt dużej wartości i nie pozbawi sprawności mięśni u osoby porażonej. A więc wyjdzie z tej sytuacji bez wielkiego szwanku. Inaczej będzie, jeśli pralki dotknie np. osoba wychodząca z kąpieli w wannie, jeszcze leżąca albo stojąca w wodzie. Wtedy przepływ prądu będzie dotyczył większej powierzchni ciała i przede wszystkim wydłuży się w czasie! Bo w wannie jest mała możliwość dokonania samouwolnienia się spod napięcia w ciągu ułamka sekundy! Zbyt dużo mięśni stanie się drogą przepływu prądu. Statystyka zresztą potwierdza, że przypadki porażenia w wannie prawie zawsze mają skutki tragiczne.
Czy zamontowanie różnicówki zapobiegło porażeniu? Absolutnie NIE! A przecież to było jej podstawowym, naczelnym zadaniem, jakie postawili przed nią inicjatorzy tego montażu! Wierzyli, że różnicówka ich zabezpieczy! Jednak różnicówka zawiodła, gdyż prąd rażeniowy był zbyt mały dla jej zadziałania. Niestety, chociaż wartością mały, to przepływał zdecydowanie zbyt długo.
A czy porażeniu w ogóle można było zapobiec? Ależ oczywiście! Gdyby zadbano o to, co w instalacji z tamtych lat należało zrobić! Przecież skutecznym sposobem ochrony przeciwporażeniowej w instalacji dwuprzewodowej jest metoda zwana zerowaniem. A więc gdyby w gniazdku był bolec połączony z przewodem zerowym, to po pojawieniu się napięcia na obudowie pralki, powstały obwód elektryczny zamknąłby się poprzez przewód ochronny kabla zasilającego pralkę, do bolca w gniazdku, a następnie do przewodu zerowego, co spowodowałoby przepływ prądu w tym obwodzie o wartości wystarczającej do wyzwolenia zabezpieczenia nadprądowego i w efekcie szybkie wyłączenia zasilania. Wszystko to nastąpiłoby ZANIM ktokolwiek dotknąłby pralki! Czyli ta metoda ZAPOBIEGŁABY porażeniu, czego różnicówka w układzie TN-C nie dokonała!
Zresztą impedancję pętli zwarcia w takiej instalacji sprawdza się podczas pomiarów okresowych właśnie po to, aby skontrolować sprawność (w tym ciągłość) przewidzianej drogi prądu zwarciowego i skuteczność działania użytych w instalacji zabezpieczeń nadprądowych.
Widzimy więc, że największą wadą zamontowania RCD w instalacji z układem TN-C jest błogie przekonanie pseudo instalatorów, że zabezpieczyli się przed możliwym niebezpieczeństwem, a tak naprawdę właśnie z tego powodu zaniedbali to, co realnie należało zrobić. Sprawdzić skuteczność metody ochrony przeciwporażeniowej zaprojektowanej podczas budowy danej instalacji i przewidzianej do stosowania w trakcie jej użytkowania. Skontrolować, czy w podczas eksploatacji instalacji elektrycznej nie zmieniono, nie spartolono jakichś jej fragmentów, które w następstwie tegoż, skuteczność takiej ochrony uniemożliwiają. I to jest najważniejsze, a nie próby stosowania ersatzów tylko dlatego, że wyglądają na nowoczesne.
Na jednym z forów pewien miłośnik stosowania RCD w TN-C kłócił się, że mimo wszystko, stosowanie RCD daje jednak więcej korzyści niż stwarza zagrożeń i jako przykład wrzucił sytuację, w której małe dziecko wsuwa do dziurki w gniazdku jakiś gwóźdź czy spinacz biurowy. Otóż jest to przykład fałszywy. Dla ochrony tegoż dziecka należy zastosować środki adekwatne do sytuacji, czyli na przykład zamontować gniazdka z blokadą możliwości wsuwania czegokolwiek do jednej dziurki. Pełno takich w ofercie handlowej, a kosztują parę groszy więcej niż zwykłe, o wiele mniej niż różnicówka. Bo różnicówka w tej instalacji może nie zadziałać, jeśli dziecko leży np. na jakimś dywaniku, dającym dobrą izolację od podłogi. Prąd różnicowy będzie niewielki, jednak dziecko nie ma jeszcze wykształconych odruchów czy mechanizmów sprzyjających samouwolnieniu się spod napięcia. A więc czas przepływu prądu rażeniowego może się niebezpiecznie wydłużyć i stanie się to samo, co w wannie łazienkowej.
Z innych zagrożeń wspomnę tylko o stosowaniu wersji jednofazowej RCD w instalacji elektrycznej trójfazowej. Jeśli w innych fazach mamy odbiorniki o różnym poziomie odbioru mocy, to przerwanie jednej fazy i przewodu ochronno-neutralnego (albo zerowego) z kierunku sieci, może spowodować wystąpienie zupełnie nieoczekiwanego napięcia niesymetrii obciążenia na odciętym od zasilania przewodzie ochronno-neutralnym. Mogą też wystąpić inne, zupełnie nieoczekiwane sytuacje, które będą miały jedną, wspólną przyczynę. A jest nią brak przewodu ochronnego, a więc brak drogi dla przepływu prądu w przypadkach wystąpienia jakiegoś uszkodzenia w instalacji.
Innym "efektem", które wywołuje zastosowanie RCD w TN-C jest możliwość przerywania przewodu ochronno-neutralnego, co jest karygodnym błędem mogącym skutkować nieoczekiwanymi zdarzeniami, spowodowanymi zanikiem ochrony. Istnieje przecież kategoryczny, prawny zakaz stosowania w przewodzie ochronnym jakichkolwiek łączników, wyłączników, bezpieczników i podobnego typu aparatów, właśnie z tego powodu. Aby zapewnić nieprzerywalną ciągłość przewodu ochronnego. Były wprawdzie próby stosowania różnicówek, które nie odłączały toru przewodu "zerowego", ale je (próby) zarzucono, gdyż nie eliminowały wszystkich wad, a w instalatorstwie elektrycznym, o czym kiedyś już wspominałem, ściśle obowiązuje zasada wytrzymałości łańcucha. Otóż łańcuch ma wytrzymałość taką, jaką ma jego najsłabsze ogniwo. Czyli o pewności pracy i bezpieczeństwie całej instalacji, decyduje jej najsłabsze miejsce. I jeśli ono może jeden raz zawieść, to uznajemy, że cała instalacja jest zawodna, ze wszystkimi tegoż konsekwencjami. Instalacja nawet z jedną wadą, wadliwa jest cała!
Na koniec tego punktu dodam jeszcze, że stosowanie RCD w instalacji z układem sieci TN-C na podstawie zapisów normy PN-HD 60364-4-41 jest prawnie zabronione (tak samo w instalacji z "zerowaniem" jako środkiem ochrony przeciwporażeniowej), co powinno kończyć wszelką dyskusję. Jednak, oczywiście, nie przeszkadza to wszelkiej maści "naprawiaczom świata", którzy (bez jakiejkolwiek wiedzy na temat instalacji elektrycznych) wszystko wiedzą lepiej. Szkoda tylko że swojego wysiłku i zaangażowania nie wykorzystają do naprawiania tego, co poprawić by mogli realnie. Na przykład do angażowania się w przebudowę użytkowanych instalacji elektrycznych do stanu zgodnego ze współczesnymi wymogami norm i przepisów. Więcej korzyści by to przyniosło niż te wszystkie "poradniki" o "cudownym" zabezpieczaniu instalacji dwuprzewodowych "bez uziemienia" za pomocą podłączenia różnicówki. A przecież gdyby zmodernizować wszystkie stare instalacje, to wtedy mogliby zamontować tych różnicówek tyle, ile tylko dusza zapragnie! I to nie naruszając prawa.
Inne powody wykluczające możliwość stosowania RCD w instalacjach elektrycznych
Wyłączników różnicowoprądowych, niezależnie od typu konfiguracji sieci, nie stosuje się też w instalacjach bezpieczeństwa, w których niezawodność zasilania, a więc pewność działania ma zasadnicze znaczenia dla ich funkcjonowania. Będą to więc instalacje zasilające oświetlenie awaryjne, instalacje dla urządzeń podtrzymujących funkcje życiowe u ludzi, zasilanie systemów zarządzania kryzysowego czy też wszelkich urządzeń dotyczących bezpieczeństwa lotniczego. Przy projektowaniu i wykonawstwie tego typu instalacji elektrycznych obowiązują odpowiednie procedury postępowania i wymagania, takie jak ograniczona liczba stopni zabezpieczeń od źródła do odbiornika, przewymiarowanie nastaw zabezpieczeń zwarciowych w celu wyeliminowania zbędnego zadziałania, sygnalizacja bieżącego przeciążenia czy też stałe monitorowanie wartości prądu różnicowego.
Podobne zasady dotyczą też grupy instalacji, które wprawdzie nie chronią niczyjego życia, ale ich ciągłe, bezprzerwowe zasilanie, może mieć ogromne znaczenie ze względów ekonomicznych czy też społecznych. Będą to np. systemy informatyczne banków i urzędów, pracujące bez stałego nadzoru chłodnie, mroźnie, albo wentylatory. W przypadkach takich zamiast zabezpieczenia różnicówkami należy przewidzieć inne sposoby ochrony lub też monitorowania stanu technicznego instalacji elektrycznej zasilającej.
W małej, domowej skali za przypadki, kiedy to pewność zasilania może być priorytetem względem stosowania zabezpieczeń różnicowoprądowych jest np. zasilanie zamrażarki albo centrali alarmowej. Przede wszystkim każde z takich urządzeń powinno być zasilane z osobnego obwodu. Ponadto takie obwody nie powinny mieć wspólnego zabezpieczenia różnicowoprądowego wraz z innymi obwodami lub urządzeniami. Chodzi o to, aby awaria jakiegoś innego urządzenia, a następnie zadziałanie takich wspólnych zabezpieczeń, nie spowodowało również ich wyłaczenia. Faktycznie przecież zupełnie niepotrzebnego. To nieco inna strona zasady selektywności zabezpieczeń. Dlatego w przypadku urządzeń, których nieuzasadnione wyłączenie (gdy one same są sprawne) mogłoby mieć szczególnie kłopotliwe, a tym bardziej niebezpieczne skutki, fachowiec powinien przeanalizować, czy zastosowanie wyłączników różnicowoprądowych jest uzasadnione. Ewentualnie, czy danego obwodu nie należy zabezpieczyć osobnym wyłącznikiem.