Selectivitatea diferențialelor: S-type vs instant — coordonarea verticală

Problema: două diferențiale în serie

Într-un tablou rezidențial e foarte comun să existe mai mult de un dispozitiv de protecție la curent diferențial rezidual (DDR). Un exemplu tipic: un DDR „general" la intrarea în tablou, care protejează tot, plus DDR-uri (sau RCBO-uri) de 30 mA pe circuitele individuale — prize, baie, bucătărie. Avantajul acestei arhitecturi este protecția în adâncime: dacă unul „scapă", celălalt acoperă.

Dezavantajul apare dacă cele două nu sunt coordonate. Un curent de defect care trece prin circuitul de jos trece, fizic, și prin dispozitivul de la intrare. Dacă ambele văd același defect și ambele sunt „instant", pot declanșa simultan — sau, mai rău, poate declanșa doar cel de la intrare. Rezultatul: pentru un defect pe o singură priză, cade toată casa.

Cele două „pârghii": sensibilitate și timp

Ca să declanșeze cel potrivit, dispozitivul din amonte trebuie să fie „mai leneș" decât cel din aval — pe două axe simultan:

• Sensibilitatea (I∆n): curentul diferențial rezidual nominal. DDR-ul din amonte are I∆n mai mare (declanșează la un curent de fugă mai mare), cel din aval mai mic.
• Temporizarea: DDR-ul din amonte declanșează cu o întârziere, ca să-i dea timp celui din aval să acționeze primul.

Normativul clasifică explicit DDR-urile după temporizare. Conform Art.4.1.5.2.7, dispozitivele sunt:

Timpii de declanșare variază în interiorul acestor intervale în funcție de raportul dintre curentul de defect și curentul nominal al dispozitivului. Esența: tipul „S" e gândit chiar „pentru asigurarea selectivității", deci stă la intrare; tipul general, mai rapid, stă pe circuite.

Regula numerică: raportul de cel puțin 3

Aici e miezul articolului. Art.4.1.5.2.8 stabilește, prin trimitere la recomandările din SR CEI 61200-53, cum se realizează selectivitatea între diferențiale montate în serie. Regula numerică, citată verbatim:

„selectivitatea între un dispozitiv de tip «S» și un altul de tip general în serie poate fi considerată ca realizată dacă raportul între curenții diferențiali reziduali nominali respectivi este de cel puțin 3."

Cu alte cuvinte: I∆n (amonte) ≥ 3 × I∆n (aval). Dacă pe circuit ai un DDR general de 30 mA, dispozitivul de tip „S" din amonte trebuie să aibă cel puțin 90 mA — practic se alege treapta standard următoare suficient de departe (de regulă 300 mA, ca în exemplul normativului). Raportul 3:1 acoperă partea de sensibilitate; temporizarea tipului „S" acoperă partea de timp. Ambele condiții lucrează împreună.

Exemplele din normativ: 2 și 3 niveluri

Art.4.1.5.2.8 ilustrează regula prin două scheme, în fig. 4.1 și fig. 4.2. Le redăm exact așa cum apar în text:

Schema cu 2 niveluri (fig. 4.1)

Două niveluri de selectivitate, folosind:

• dispozitive diferențiale de tip general (conform SR EN 61008-1) cu curent nominal ≤ 100 mA, în aval;
• un dispozitiv de tip „S" cu un curent diferențial rezidual nominal ≥ 300 mA, în amonte.

Schema cu 3 niveluri (fig. 4.2)

Trei niveluri de selectivitate, în cascadă de la circuit spre rețea:

• pe circuit, un DDR de tip general cu curent nominal 30 mA;
• în amonte, un DDR de tip „S" cu curent nominal 300 mA;
• și mai sus, un DDR cu temporizare definită (conform SR EN 60947-2) cu curent nominal de 1 A.

Greșeli frecvente în coordonarea verticală

• Două DDR-uri „general" în serie cu aceeași sensibilitate (ex. 30 mA la intrare și 30 mA pe circuit). Niciun raport, nicio temporizare — la un defect pot sări amândouă, sau doar cel de la intrare. Lipsă totală de selectivitate.
• Raport sub 3:1. Un 100 mA în amonte față de un 30 mA în aval dă raport 3,3 (acceptabil), dar un 30 mA peste un 30 mA, sau un 100 mA peste un 100 mA, nu coordonează deloc.
• Sensibilitate corectă, dar fără tip „S". Dacă dispozitivul din amonte are I∆n mai mare dar e tot „instant", poate declanșa înaintea celui din aval pe defecte rapide. Coordonarea cere și axa de timp, nu doar cea de sensibilitate.
• DDR de intrare cu sensibilitate prea mare. Un 1 A la intrare nu mai oferă protecția la electrocutare de 30 mA — el e doar pentru selectivitate și protecție la incendiu, nu pentru atingere directă. Protecția de 30 mA rămâne obligatoriu pe circuitele care o cer.