ΒΡΕΙΤΕ ΜΑΣ ΣΤΟ FACΕBOOK (Ηλεκτρολογικές Ενημερώσεις) ΚΑΙ ΚΑΝΤΕ LIKE

Παρασκευή, 25 Δεκεμβρίου 2015

ΠΩΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΕΙ ΤΟ ΡΕΛΕ ΔΙΑΦΥΓΗΣ

Τι είναι το ρελέ διαφυγής 

Ο Διακόπτης Διαφυγής Έντασης (Δ.Δ.Ε.) ή ρελέ διαρροής ή ρελέ διαφυγής ή αντιηλεκτροπληξιακό ή ηλεκτροστόπ ή RCD (Residual Current Device) ή FI-Schalter (Fehlerstrom- Schutzeinrichtungen), είναι μια διάταξη κατάλληλα σχεδιασμένη για να ανοίγει τις επαφές της, όταν το διαφορικό ρεύμα φθάνει ή ξεπερνάει μια προκαθορισμένη τιμή, υπό προδιαγεγραμμένες συνθήκες (ΕΛΟΤ HD 384/2004, άρθρο 531.2).

Έτσι ώστε σε περίπτωση σφάλματος προς γη, να προστατεύει:Τον άνθρωπο (για ΙΔn < 30 mA) από την άμεση αλλά και την έμμεση επαφή με το ηλεκτρικό ρεύμα
Την ηλεκτρολογική εγκατάσταση από πυρκαγιά (για ΙΔn < 300 mA), οφειλόμενη στη ροή ρευμάτων σφάλματος.




Το ρεύμα διαρροής μπορεί να προκληθεί από ελαττωματικές μονώσεις ηλεκτρικών συσκευών που οφείλονται σε φθορές, υπερβολικές φορτίσεις ή λανθασμένο χειρισμό των συσκευών.


Ο Δ.Δ.Ε. λειτουργεί μόνο όταν παρουσιάζονται σφάλματα ως προς γη. Δεν προσφέρει προστασία όταν τα σφάλματα γίνονται μεταξύ των φάσεων ή μεταξύ των φάσεων και του ουδετέρου αγωγού.

Οι Δ.Δ.Ε. τοποθετούνται ως συμπληρωματική και όχι κύρια διάταξη προστασίας σε συστήματα ΤΤ, ΤΝ-S, TNC- S και IT (για τον εντοπισμό του δεύτερου σφάλματος).
Όπως αναγράφεται και στην παράγραφο 412.4. του ΕΛΟΤ HD 384/2004, η χρήση διατάξεων προστασίας διαφορικού ρεύματος έχει προορισμό μόνο να επαυξήσει την αποτελεσματικότητα των άλλων μέτρων προστασίας έναντι
άμεσης επαφής.



Θα πρέπει να γνωρίζουμε ότι όσο λειτουργεί σωστά η διάταξη διαφορικού ρεύματος και εποπτεύει την εγκατάσταση μας δεν διατρέχουμε κίνδυνο από επικίνδυνες διαρροές ρεύματος προς την γη.

Δυστυχώς όμως είναι ένα ευαίσθητο ηλεκτρολογικό υλικό, που μπορεί να επηρεάζεται σε σφοδρές κακοκαιρίες από πτώσεις κεραυνών με πιθανότητα να το καταστρέψουν. Επομένως, για να επιτύχουμε μεγαλύτερη ασφάλεια δεν είναι φρόνιμο να αναπαυθούμε αποκλειστικά στη χρήση του ρελέ. Σαν δικλίδα ασφαλείας είναι αναγκαία η μικρή αντίσταση γείωσης της εγκατάστασης και η πολύ μικρή αντίσταση βρόχου σφάλματος, τα οποία καθιστούν το ρελέ αποτελεσματικότερο και σε περίπτωση μη λειτουργίας του (π.χ. λόγω βλάβης) κάνουν τα άλλα μέτρα προστασίας (π.χ. ασφάλειες) να λειτουργήσουν αποτελεσματικότερα.  


Ο Δ.Δ.Ε. (τύπου AC και A) αποτελείται από τρία βασικά μέρη:

1. τοροειδή αθροιστικό μετασχηματιστή έντασης (W1), επάνω στον οποίο περιελίσσονται δυο κυκλώματα:
 το πρωτεύον το οποίο φέρει το ρεύμα των φάσεων που τροφοδοτούν την εγκατάσταση, καθώς και το ρεύμα του ουδετέρου και
 το δευτερεύον (n) το οποίο φέρει το ρεύμα ελέγχου του
ηλεκτρονόμου χειρισμού της διάταξης απόζευξης.

2. αποζεύκτη κατάλληλα σχεδιασμένο ώστε αναλόγως της
έντασης του ρεύματος σφάλματος, να επιδρά στο μαγνήτη
συγκράτησης της επαφής ηλεκτρονόμου και

3. μηχανισμό διακόπτη με επαφές.





Το στοιχείο ευαισθησίας του διακόπτη διαρροής είναι ο διαφορικός μετασχηματιστής, ο οπόίος αποτελείται από το πρωτεύον (με δυο τυλίγματα Τ και Τ‘΄) και από το δευτερεύον τύλιγμα b, το οποίο συνδέεται στον ηλεκτρομαγνήτη C. Σε κανονικές συνθήκες τα δύο τυλίγματα του πρωτεύοντος (Τ και Τ’) του διαφορικού μετασχηματιστή διαρρέονται από την  ίδια ένταση ρεύματος, με αποτέλεσμα  να μην διεγείρεται μαγνητικά ο πυρήνας  του μετασχηματιστή, καθώς οι μαγνητικές επιδράσεις των ρευμάτων Ι1 και Ι2 αλληλοεξουδετερώνονται.
Έτσι στο δευτερεύον τύλιγμα του μετασχηματιστή δεν επάγεται τάση, δηλαδή  δεν περνά ρεύμα από αυτό και επομένως ο διακόπτης παραμένει κλειστός.





IL1 = ρεύμα φάσης που εισέρχεται στην ηλεκτρική συσκευή Ζ.

ΙΝ = ρεύμα ουδετέρου που εξέρχεται από την ηλεκτρική συσκευή Ζ.

Ιδ = ρεύμα διαρροής εξαιτίας κάποιου σφάλματος που παρουσιάστηκε κατά την λειτουργία της συσκευής. Το ρεύμα αυτό κυκλοφορεί σε όλο το μεταλλικό περίβλημα της συσκευής.

ΙG = ποσοστό από το ρεύμα διαρροής το οποίο επιστρέφει στη γη μέσω της γείωσης.

ΙΑ = ποσοστό από το ρεύμα διαρροής το οποίο επιστρέφει στη γη μέσω του ανθρώπου που ήρθε σε επαφή με το μεταλλικό περίβλημα της συσκευής.

Ισχύει: ΙL1 = ΙΝ + Ιδ , Ιδ = ΙG + ΙΑ, με ΙG>> ΙΑ.



IL1 = ρεύμα φάσης που εισέρχεται στην ηλεκτρική συσκευή Ζ.

ΙΝ = ρεύμα ουδετέρου που εξέρχεται από την ηλεκτρική συσκευή Ζ.

Ιδ = ρεύμα διαρροής εξαιτίας κάποιου σφάλματος που παρουσιάστηκε κατά την λειτουργία της συσκευής. Το ρεύμα αυτό κυκλοφορεί σε όλο το μεταλλικό περίβλημα της συσκευής.

ΙΑ = ποσοστό από το ρεύμα διαρροής το οποίο επιστρέφει στη γη μέσω του ανθρώπου που ήρθε σε επαφή με το μεταλλικό περίβλημα της συσκευής.

Ισχύει: ΙL1 = ΙΝ + Ιδ , Ιδ =  ΙΑ


Και στις δύο περιπτώσεις εάν ο ΔΔΕ αντιληφθεί ότι το Ιδ = ΙΑ 30mΑ διακόπτει αμέσως την παροχή ρεύματος προς το κύκλωμα το οποίο προφυλάσσει!!!!

Θα μας πει λοιπόν κάποιος: Γιατί να έχω καλή γείωση αφού το ρελέ θα πέσει ακόμα και με κακή γείωση ? (τουλάχιστον 1666Ω)

Η απάντηση είναι ότι το ρελέ διαφυγής είναι μηχανικός διακόπτης ο οποίος μπορεί ανά πάσα στιγμή να κολλήσει οπότε δεν μπορούμε να βασίσουμε την ασφάλειά μας αποκλειστικά σε αυτό



ΠΡΟΣΟΧΗ: κάθε φορά που πατώντας το πλήκτρο ελέγχου, διαπιστώνουμε ότι ενεργοποιείται ο Δ.Δ.Ε., είναι πιθανό να νομίζουμε ότι λειτουργεί σωστά και έχοντας ήσυχη τη συνείδησή μας, να αναλάβουμε την ευθύνη και να υπογράψουμε το «καλώς έχει» στην Υ.Δ.Ε.

 􀂃 Στην πραγματικότητα, πατώντας το πλήκτρο δοκιμής, προκαλούμε ένα εσωτερικό βραχυκύκλωμα μεταξύ μιας φάσης και του ουδέτερου, μέσω μιας εσωτερικής αντίστασης R.

􀂃 Η τιμή της αντίστασης αυτής για ένα Δ.Δ.Ε. με ΙΔn = 30 mA είναι συνήθως κατά μέσο όρο (ανάλογα τον κατασκευαστή και του Δ.Δ.Ε.), R ≈ 3.600 Ω
.
􀂃 Προκύπτει λοιπόν ότι η δοκιμή αυτή γίνεται με ένα ρεύμα ί = 230 V / 3.600 Ω = 64 mA. Κάνοντας την απλή διαίρεση: 64 mA / 30 mA = 2,13, προκύπτει ότι η δοκιμή γίνεται με ρεύμα 2,13 φορές μεγαλύτερο απότο «αναμενόμενο».


Προστασία από πυρκαγιά που μπορεί να προκύψει από ηλεκτρικά σφάλματα

Η προστασία αυτή έχει ιδιαίτερη βαρύτητα για ηλεκτρικές εγκαταστάσεις που βρίσκονται σε χώρους με εύφλεκτα υλικά.
 Στις εγκαταστάσεις αυτές μπορούν να προκληθούν πυρκαγιές από σφάλματα μόνωσης (π.χ. διαρροή φάσης – γης).
 Αυτές οι διαρροές δεν μπορούν να ανιχνευτούν και να περιοριστούν στα πρώτα στάδια τους από τα κλασικά μέτρα προστασίας που παρέχουν οι μικροαυτόματοι και οι ασφάλειες τήξεως που πρέπει να ασφαλίζουν τις ηλεκτρικές γραμμές.

Παρακάτω δίνουμε ένα παράδειγμα: 



Πυρκαγιά από βραχυκύκλωμα σε διαμέρισμα στο κέντρο της Βέροιας
Ένα πραγματικό περιστατικό 21.12.2008
Μεγάλη καταστροφή υπέστη ένα διαμέρισμα στην οδό Περικλέους στην Βέροια όταν μετά τις 2.30μμ ξέσπασε φωτιά από βραχυκύκλωμα. Άμεσα κλήθηκε η πυροσβεστική υπηρεσία και μετά από αποτελεσματική παρέμβαση αποτράπηκε η επέκτασή της σε γειτονικά διαμερίσματα και σβήστηκε άμεσα. Στο διαμέρισμα εκείνη την ώρα βρίσκονταν οι ιδιοκτήτες οι οποίοι απεγκλωβίστηκαν από τους πυροσβέστες. Από την πυρκαγιά καταστράφηκε ένα δωμάτιο και υπέστησαν ζημιές τα υπόλοιπα.


Μια υπόθεση με βάση το παραπάνω περιστατικό:

Σε διαμέρισμα πολυκατοικίας, στο μοτέρ του απορροφητήρα της κουζίνας ξεκινά μια διαρροή ρεύματος μεταξύ φάσης και του μεταλλικού του καλύμματος. Το κύκλωμα που τροφοδοτεί με ρεύμα τον απορροφητήρα είναι με καλώδια ΝΥΑ (3χ1,5mm2) και είναι σωστά ασφαλισμένο στον πίνακα διανομής με μικροαυτόματο B 10A.
 Ο κιτρινοπράσινος αγωγός προστασίας (ΡΕ) είναι σωστά συνδεδεμένος στο μεταλλικό κάλυμμα του απορροφητήρα και στον πίνακα διανομής δεν υπάρχει διάταξη διαφορικού ρεύματος.

Για να διακόψει την διαρροή αυτή ο μικροαυτόματος Β 10Α που ασφαλίζει το κύκλωμα θα πρέπει το ρεύμα διαρροής να φθάσει τα 14,5 Α (1,45*10A για να διακόψει σε χρόνο <1 ώρα).
 Με το ρεύμα αυτό, η ηλεκτρική ισχύς στην περιοχή της διαρροής φθάνει τα 3335W (230V*14,5A) !!.
Από έρευνες έχει προκύψει ότι, για να ξεκινήσει μια πυρκαγιά, είναι αρκετά 70 έως 100W.

Στην παραπάνω περίπτωση θα πρέπει να υπολογιστούν και τυχόν κατάλοιπα από λίπος τα οποία μπορεί να έχουν συσσωρευτεί στην περιοχή αυτή του απορροφητήρα και κάνουν την κατάσταση δυσμενέστερη.


Επομένως στην διαρροή αυτή, ο μικροαυτόματος θα διακόψει την παροχή του ηλεκτρικού ρεύματος στον απορροφητήρα όταν πλέον θα είναι πολύ αργά….
 Αν ο ένοικος του διαμερίσματος δεν έχει προλάβει να αντιδράσει γρήγορα και αποτελεσματικά (διακοπή ρεύματος και χρήση κατάλληλου πυροσβεστήρα), οι καταστροφικές συνέπειες μπορεί να είναι ανυπολόγιστες με ανάγκη επέμβαση της Πυροσβεστικής Υπηρεσίας .
Αν στον πίνακα διανομής του διαμερίσματος αυτού υπήρχε διάταξη διαφορικού ρεύματος με ΙΔn = 30 mA και η οποία κάλυπτε το κύκλωμα του αποροφητήρα, αυτή θα εντόπιζε την διαρροή, θα αντιδρούσε και θα διέκοπτε την παροχή του ηλεκτρικού με μέγιστο ρεύμα διαρροής 30mA.
Το ρεύμα αυτό αντιστοιχεί σε ηλεκτρική ισχύ 6,9W (230V*0,03A)<70W και ο κίνδυνος πυρκαγιάς στον απορροφητήρα δεν θα υπήρχε.
Εδώ θα πρέπει να σημειωθεί ότι στην Ελλάδα έχουμε αρκετές χιλιάδες από πυρκαγιές σε κτίρια κάθε χρόνο.



Στις εγκαταστάσεις στις οποίες υπάρχουν εύφλεκτα υλικά, ή οι οποίες βρίσκονται σε κτίρια κατασκευασμένα με εύφλεκτα υλικά (π.χ. ξύλο) θα πρέπει με βάση τις απαιτήσεις του προτύπου ΕΛΟΤ HD 384 (παράγραφοι 482.1.7 και 531.2.4) να χρησιμοποιηθούν σαν μέσα προστασίας και διατάξεις διαφορικού ρεύματος με ονομαστικό ρεύμα διαρροής ΙΔn = 300 mA (προστατεύει από διαρροή ισχύος 230V*0,3A=69W, για πυρκαγιά, είναι αρκετά 70 έως 100W) .

 Όμως με βάση την ισχύουσα Ελληνική νομοθεσία αυτές δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν γιατί νομοθετικά από το 2006 επιβάλλεται η κάλυψη όλων των κυκλωμάτων ισχύος με διατάξεις με ονομαστικό ρεύμα διαρροής όχι μεγαλύτερο από ΙΔn = 30 mA.
Με τις διατάξεις αυτές η ισχύς για πρόκληση πυρκαγιάς σε περίπτωση διαρροής φάσης – γης μειώνεται στα 6,9W όπως έχει αναφερθεί και αναλύεται και στην επόμενη εικόνα.
Έτσι η πρόσθετη ασφάλεια έναντι πυρκαγιάς με την τοποθέτηση διατάξεων διαφορικού ρεύματος δεν περιορίζεται μόνο σε χώρους όπου μπορεί να προκύψει πυρκαγιά, αλλά προκύπτει πλέον σχεδόν παντού όπου οι διατάξεις αυτές
αξιοποιούνται.


Θα πρέπει να γίνει σαφές ότι οι απαιτήσεις για κάλυψη σχεδόν όλων των κυκλωμάτων ισχύος μιας εγκατάστασης ΧΤ με Διάταξη Διαφορικού Ρεύματος (ΔΔΡ) με διαφορικό ρεύμα (ΙΔΝ) <=30mA δεν προκύπτουν από κανονισμό ή από το ΕΛΟΤ HD 384, αλλά από μια Κοινή Υπουργική Απόφαση (ΚΥΑ).
 Αυτή είναι η ΦΑ’ 50/12081/642 της 26/07/2006 και είναι στο ΦΕΚ 1222 της 05/09/2006 η οποία υπερκαλύπτει νομικά τον ΚΕΗΕ και το πρότυπο ΕΛΟΤ HD 384



Δείτε την συνέντευξη του Προέδρου του ΣΕΗΘ για την αναγκαιότητα ύπαρξης του ΔΔΕ