Tudo sobre dispositivos IDR/DR

Na engenharia elétrica, existem normas para proteger pessoas e animais de choque elétrico.

Isso é alcançado por meio de uma combinação de:

• Proteção básica como precaução contra contato direto com partes ativas, por meio de isolamento básico em estado livre de falhas,
• Proteção contra falhas em caso de contato indireto com partes tocáveis, por exemplo, a carcaça metálica de um aparelho elétrico, que pode se tornar uma parte ativa perigosa em caso de falha.

O uso de dispositivos diferenciais residuais serve como proteção adicional para melhorar a proteção contra choque elétrico, melhorar a proteção contra falhas e melhorar a proteção contra incêndios.

Um DR não limita a intensidade da corrente de falha, mas limita sua duração.

A proteção adicional refere-se a uma medida sob certas condições. Isso inclui o dispositivo residual (DR) com seu efeito protetor em caso de falha simultânea da proteção básica e da proteção contra falhas. Isso significa que, no sistema elétrico ou aparelho elétrico, ocorre uma falha dupla ou mesmo múltipla. O DR não impede o choque elétrico e não reduz a magnitude da corrente de falha através do corpo humano. Dependendo da magnitude, no entanto, a duração do fluxo de corrente pelo corpo deve ser limitada de tal forma que o risco de fibrilação ventricular como um distúrbio do ritmo cardíaco imediatamente ameaçador à vida seja reduzido ao mínimo. A corrente residual nominal máxima admissível IΔn para proteção pessoal é de 30 mA. O uso do DR como única proteção contra choque elétrico, ou seja, sem proteção básica e contra falhas, não é permitido.

Um DR com uma corrente residual nominal não superior a 30 mA deve ser fornecido para:

• Tomadas elétricas com uma corrente nominal não superior a 32 A, destinadas ao uso por leigos e para uso geral
• Circuitos finais para equipamentos portáteis usados ao ar livre com uma corrente nominal não superior a 32 A
• Para circuitos de iluminação (apenas em edifícios residenciais)

Um DR pode fornecer proteção adicional nos seguintes casos:

• Manuseio incorreto ou uso abusivo de equipamentos elétricos
• Manipulação de sistemas elétricos, por exemplo, por crianças (prego no soquete)
• Danos ao sistema elétrico devido a influências externas (por exemplo, umidade, aterramento de proteção interrompido, isolamento rompido)
• Fluxo de corrente através do corpo para o terra devido ao não cumprimento das cinco regras de segurança por profissionais de elétrica
• Manuseio de aparelhos elétricos abertos para fins de treinamento
• Falhas em um sistema elétrico ou aparelho elétrico causadas por não profissionais ou trabalho inadequado de profissionais.

Para a proteção contra falhas, devem ser usados dispositivos diferenciais residuais (DRs) quando a condição para a desconexão automática da fonte de alimentação por dispositivos de proteção contra sobrecorrente em caso de falha à terra não puder ser cumprida. Isso ocorre frequentemente quando existe um sistema TT devido ao tipo de conexão à terra. Devido à falta de conexão elétrica entre o condutor de aterramento do sistema e o condutor de aterramento operacional, a corrente de falha é limitada principalmente pela resistência de propagação do condutor de aterramento do sistema RA.

A seguinte condição se aplica à proteção pessoal:

RA ≤ UT/IΔn com

• RA como a resistência de propagação do terra do sistema, incluindo o condutor de proteção
• UT como tensão de contato com no máximo 50 V AC sem limite de tempo
• IΔn como a corrente residual nominal do disjuntor diferencial residual

Portanto, seria possível uma resistência de propagação máxima de:

RA = 50V/30 mA ≈ 1,67 kΩ

Nos seguintes casos, DRs com uma corrente operacional residual nominal superior a 30 mA podem ser usados para:

• Circuitos de distribuição
• Circuitos finais, se necessário por motivos que não sejam a proteção contra choque elétrico.

Sob a condição de 4,6 vezes a corrente operacional residual nominal, seriam possíveis as seguintes resistências de propagação, dependendo do respectivo DR usado:

De acordo com os regulamentos VdS, para proteger contra incêndios de origem elétrica, a corrente de falha entre o condutor de fase e o condutor de proteção ou terra não deve exceder 420 mA. Disjuntores de corrente de falha com uma corrente de falha nominal de até 300 mA podem ser usados para esse fim. Dependendo da corrente de falha nominal, as seguintes potências térmicas podem ocorrer em um local de falha:

Essas potências térmicas são significativamente menores do que seriam apenas com dispositivos de proteção contra sobrecorrente. Além disso, para proteção contra incêndio, também estão disponíveis dispositivos dedicados de detecção de arco elétrico, que devem ser instalados além do disjuntor diferencial residual e fornecem proteção contra incêndios em cabos que podem ocorrer em caso de rompimento de cabo.

O dispositivo diferencial residual (DR) dispara, o mais tardar, quando a corrente residual nominal é atingida e desliga o circuito afetado em todos os polos da rede a montante, incluindo o condutor neutro em interruptores de quatro polos. O circuito de teste interno também é desconectado porque sua resistência de limitação de corrente não foi projetada para operação contínua (uso indevido). O condutor de proteção (terra) não faz parte do dispositivo diferencial residual e não é desconectado.

Correntes residuais ocorrem quando uma parte da corrente flui de volta para a fonte de energia através de um caminho de corrente indesejado. Esse caminho de corrente pode ser o condutor de proteção, a carcaça de um dispositivo operacional elétrico, a terra, incluindo todas as estruturas metálicas em contato elétrico com a terra, bem como o corpo de um ser humano ou animal. O dispositivo diferencial residual forma a soma aritmética de todos os valores instantâneos das correntes nos condutores de fase e no condutor neutro. Em uma instalação sem falha à terra, a soma é sempre zero.

A soma é realizada por um transformador de corrente de soma. Dependendo do número de polos, dois, três ou quatro enrolamentos primários passam por ele. Eles são construídos de tal forma que seus efeitos de indução se cancelam no estado livre de falhas. Nenhum fluxo magnético é gerado no núcleo do transformador e, portanto, nenhuma tensão é induzida no enrolamento secundário. Se uma corrente residual fluir de volta para a fonte de energia através de tal caminho de corrente indesejado, a soma de todas as correntes através do transformador de corrente de soma não é mais zero. Isso resulta em um fluxo magnético no núcleo do transformador, que induz uma tensão no enrolamento secundário. A corrente secundária aciona um interruptor via gatilho de ímã de retenção e desliga o circuito em todos os polos.

O transformador de corrente de soma funciona como um transformador e também é dependente da frequência. Portanto, ele só pode detectar correntes residuais alternadas ou correntes residuais contínuas pulsantes. No caso de correntes residuais contínuas suaves, não há transmissão e, portanto, nenhuma indução no enrolamento secundário - a corrente residual não é detectada. Em uma forma mista (corrente residual contínua suave sobreposta com corrente residual alternada), a corrente residual alternada só pode ser enfraquecida ou não transmitida, pois o núcleo de ferro é total ou parcialmente saturado pela corrente residual contínua suave.

Os DRs sensíveis a todos os tipos de corrente (por exemplo, tipo B) às vezes possuem um segundo núcleo de transformador para detecção adicional de correntes residuais contínuas suaves, que pode ser equipado com um sensor Hall para detectar o campo magnético diretamente, e/ou eletrônica adicional para detectar (ou suprimir) melhor as respostas de frequência e suas dependências de corrente, oferecendo assim diferentes tipos para o objetivo de aplicação correspondente.

Componentes de um disjuntor diferencial residual de dois polos:

1. Mecanismo de comutação
2. Enrolamento secundário
3. Toroide do transformador de corrente de soma
4. Botão de teste

Disjuntor diferencial residual de quatro polos desmontado, transformador de corrente de soma com enrolamentos de corrente de carga grossos, cor marrom-avermelhada, o enrolamento secundário conectado ao mecanismo de disparo (amarelo) e o enrolamento de corrente de teste (azul).

O transformador de corrente de soma contém um núcleo toroidal enrolado a partir de fita magnética macia cristalina ou nanocristalina. Núcleos de ferrite não são adequados devido à sua baixa permeabilidade e indução de saturação. Para obter a potência necessária para disparar o disjuntor diferencial residual, são necessários núcleos de fita toroidal de tamanho e massa determinados, pesando normalmente cerca de 40 g. Os núcleos são frequentemente encapsulados com isolamento, e nenhuma força pode ser exercida sobre os núcleos através de qualquer possível contração das resinas, pois isso alteraria as propriedades magnéticas. Carcaças de plástico, nas quais os núcleos são inseridos frouxamente, também são comuns. Dois a quatro enrolamentos de corrente de trabalho feitos de fio de cobre grosso são enrolados ao redor do núcleo, bem como o enrolamento secundário e possivelmente um enrolamento de teste, ambos feitos de fio fino.

A trava de comutação é o mecanismo que conecta a operação manual (alavanca ou botão) e o gatilho do transformador de corrente de soma com os contatos do interruptor. Dentro da trava de comutação, existe a mola de liberação, que é pré-tensionada durante a ligação (manualmente) e garante a força e a velocidade necessárias para uma desconexão segura. Além disso, o mecanismo de disparo está alojado aqui. A trava de comutação pré-tensionada pode ser acionada com força mínima e não pode ser bloqueada pelo lado de fora.

O transformador de corrente de soma atua na trava de comutação, por exemplo, através de um gatilho de ímã de retenção. Este é conectado ao enrolamento secundário do transformador de corrente de soma. Um gatilho de ímã de retenção consiste em um ímã permanente, duas pernas com desvio magnético, uma armadura de material magnético macio e um enrolamento de excitação. O fluxo magnético do ímã permanente passa por ambas as pernas e pela armadura. Como resultado, a armadura é mantida contra a força da mola direcionada para o gatilho da trava de comutação. Se uma corrente fluir através do enrolamento de excitação, um segundo fluxo magnético é gerado. Em uma meia-onda, o fluxo total é amplificado, e na outra meia-onda, é enfraquecido, de modo que a mola puxa a armadura para longe das faces polares das duas pernas. Isso leva ao acionamento da trava de comutação e ao desligamento dos circuitos afetados.

A função de proteção de um disjuntor diferencial residual não ocorre nos seguintes casos:

• Uma pessoa toca em partes ativas de diferentes potenciais. Estes são dois ou mais condutores de fase com ângulos de fase diferentes ou um condutor de fase e o condutor neutro. A pessoa está localizada em um local eletricamente bem isolado em relação à terra e não tem contato com objetos aterrados ou com o condutor de proteção.
• Quando um transformador (como um transformador de isolamento) separa o circuito e uma pessoa toca simultaneamente ambos os polos no lado secundário.
• No caso de sobrecorrente como sobrecarga ou curto-circuito, a proteção só pode ser garantida pela desconexão automática da fonte de alimentação através de um dispositivo de proteção contra sobrecorrente.
• Uma falha no condutor não é detectada porque nenhuma corrente de falha flui para a terra.
• Dependendo do tipo de corrente de falha, existe o risco de um disjuntor diferencial residual não disparar. Ele não tem a capacidade de detectar todos os tipos de corrente (especialmente corrente contínua).
• Um disjuntor diferencial residual do tipo B+ para prevenção avançada de incêndio detecta correntes de falha com frequências de até 20 kHz apenas para a terra. Para detectar tal corrente de falha entre dois condutores ativos, seria necessário um dispositivo adicional de detecção de arco elétrico.

Formas de corrente residual e disjuntores diferenciais residuais adequados para sua detecção por tipo

Os dispositivos diferenciais residuais são classificados em tipos com base no tipo de corrente de falha que podem detectar. Em ordem crescente de sensibilidade, os tipos são classificados como Tipo AC, Tipo A, Tipo F, Tipo B e Tipo B+.

Aqui está a classificação de cada tipo:

1. Tipo AC: Este tipo foi projetado para detectar correntes de falha alternadas puramente senoidais que podem ocorrer repentinamente ou subir lentamente. Funciona corretamente desde que uma corrente de falha contínua suave não exceda 6 mA. (Não é mais permitido na Alemanha.)
2. Tipo A: Além da funcionalidade do Tipo AC, este tipo também detecta correntes de falha contínuas pulsantes. O Tipo A é o tipo de DR mais comumente usado para aplicações padrão.
3. Tipo F: Além da funcionalidade do Tipo A, este tipo pode detectar uma mistura de correntes de falha com diferentes frequências de até 1 kHz. Tais correntes de falha podem ocorrer, por exemplo, em dispositivos elétricos monofásicos com conversores de frequência. Funciona corretamente desde que uma corrente de falha contínua suave não exceda 10 mA.
4. Tipo B: Além da funcionalidade do Tipo F, este tipo pode detectar correntes de falha contínuas suaves. Pode detectar diferentes formas de onda de corrente de falha independentemente do ângulo de fase, polaridade e se ocorrem repentinamente ou sobem lentamente. O Tipo B também é referido como sensível a todas as correntes.
5. Tipo B+: Além da funcionalidade do Tipo B, este tipo pode detectar correntes de falha alternadas senoidais até uma frequência de 20 kHz. O Tipo B+ é usado principalmente para medidas avançadas de proteção contra incêndio.

Esta classificação baseada no tipo de corrente de falha permite a seleção do tipo de DR apropriado para requisitos e dispositivos específicos em uma instalação elétrica. É importante considerar os regulamentos e normas do país específico, pois a permissibilidade de certos tipos pode variar.

Existem também DRs combinados com disjuntores (LS) (por exemplo, DR de 30 mA e disjuntor de 13 A), chamados de RCBOs (comumente chamados de "FI/LS"). Um RCBO com número de polos 1P + N normalmente tem a mesma largura de instalação (ou o mesmo número de unidades modulares, abreviatura TE) que um disjuntor de dois polos ou um DR de dois polos (duas TE).

As tomadas DR (SRCD) (comumente chamadas de "tomadas GFCI") monitoram cargas conectadas em busca de correntes de falha à terra (segurança adicional). Elas são usadas onde, por exemplo, não há DRs instalados em instalações existentes com proteção legal (direitos adquiridos), mas ainda se deseja maior segurança. Elas não substituem um DR de acordo com a DIN EN 61008-1 (VDE 0664-10), onde for exigido.

Se as unidades individuais de um DR, como o circuito de detecção de corrente diferencial, a avaliação da corrente diferencial e o interruptor de carga estiverem localizados em carcaças fisicamente separadas, esta unidade é chamada de dispositivo de proteção diferencial residual modular (MRCD).

O parâmetro mais importante é a corrente de falha nominal, IΔn, na qual um disjuntor diferencial residual deve disparar, o mais tardar. Os valores para IΔn são 10 mA, 30 mA, 100 mA, 300 mA, 500 mA e 1 A. Na prática, o disparo de uma corrente de falha alternada puramente senoidal ocorre tipicamente entre 0,6 · IΔn e 0,8 · IΔn.

A corrente de falha de não disparo, IΔn0, é igual a 0,5 · IΔn para uma corrente de falha alternada puramente senoidal. Um disjuntor diferencial residual não deve disparar abaixo da metade da corrente de falha nominal.

Para diferentes formas de onda de corrente de falha, são definidas as seguintes faixas de disparo:

• 0,5 · IΔn a 1 · IΔn para correntes de falha alternadas puramente senoidais
• 0,35 · IΔn a 1,4 · IΔn para correntes de falha contínuas pulsantes
• 0,25 · IΔn a 1,4 · IΔn para correntes retificadas de meia onda com ângulo de controle de fase de 90°
• 0,11 · IΔn a 1,4 · IΔn para correntes retificadas de meia onda com ângulo de controle de fase de 135°
• Até 1,4 · IΔn para correntes contínuas pulsantes sobrepostas com uma corrente de falha contínua suave de no máximo 6 mA
• 0,5 · IΔn a 1,4 · IΔn para correntes de falha de frequência mista
• 0,5 · IΔn a 2 · IΔn para correntes de falha contínuas suaves

A corrente nominal In é um valor predeterminado que um disjuntor diferencial residual pode transportar continuamente em cada condutor de fase. Os valores preferenciais para In incluem 10 A, 13 A, 16 A, 20 A, 25 A, 32 A, 40 A, 63 A, 80 A, 100 A e 125 A.

De acordo com a DIN EN 61008-1 (VDE 0664-10):2013-08 (especificações do fabricante) para disjuntores diferenciais residuais sem atraso de tempo, os tempos de disparo máximos permitidos são 0,3 segundos a uma corrente de IΔn, 0,15 segundos a 2 · IΔn e 0,04 segundos a 5 · IΔn. Isso torna a ocorrência de fibrilação ventricular (letal) muito improvável, mas não pode ser completamente descartada, entre outros motivos, porque o efeito fisiológico de um pulso de corrente depende da fase do batimento cardíaco em que ele ocorre.

Para disjuntores diferenciais residuais seletivos - aqueles com atraso de tempo - os tempos de disparo máximos permitidos são 0,5 segundos a uma corrente de IΔn, 0,2 segundos a 2 · IΔn e 0,15 segundos a 5 · IΔn.

Os tempos de não disparo são definidos apenas para disjuntores diferenciais residuais seletivos. Os tempos de não disparo mais curtos são 0,13 segundos a uma corrente de IΔn, 0,06 segundos a 2 · IΔn e 0,05 s a 5 · IΔn.

Para obter seletividade, os disjuntores diferenciais residuais podem ser conectados em série. Nessa configuração, apenas o disjuntor diferencial residual imediatamente associado ao circuito com falha deve disparar sem qualquer atraso de tempo. Um disjuntor diferencial residual com atraso de tempo é conectado a montante como um dispositivo de proteção adicional e é marcado com um símbolo S para seletividade. A seletividade é alcançada quando:

• O tempo de não disparo mais curto do disjuntor diferencial residual a montante com atraso de tempo é maior do que o tempo de disparo mais alto do disjuntor diferencial residual a jusante sem atraso de tempo.
• A corrente de falha nominal do disjuntor diferencial residual a montante com atraso de tempo é pelo menos três vezes o valor do disjuntor diferencial residual a jusante sem atraso de tempo (seletividade total).

Disjuntores diferenciais residuais com atraso de tempo são frequentemente referidos como disjuntores diferenciais residuais seletivos ou com atraso de tempo. Como acontece com os dispositivos de proteção contra sobrecorrente, o objetivo é obter maior disponibilidade da instalação elétrica através da seletividade. Além disso, deve-se observar os seguintes pontos:

• Disjuntores diferenciais residuais com atraso de tempo não podem ser usados para medidas de proteção adicional, pois sua corrente de falha nominal é de pelo menos 100 mA. Nesse caso, a característica corrente-tempo para o tempo de disparo mais alto está sempre em uma faixa onde há um risco aumentado de fibrilação ventricular.
• O disjuntor diferencial residual a jusante não deve ter uma sensibilidade maior (detecção de acordo com a forma de onda da corrente de falha) em comparação com o disjuntor diferencial residual a montante. Por exemplo, um disjuntor diferencial residual Tipo B não deve ser instalado a jusante de um disjuntor diferencial residual Tipo A.

Para evitar disparos indesejados, são usados disjuntores diferenciais residuais com curto atraso de tempo. As causas de disparos indesejados podem incluir:

• Picos de tensão devido a operações de comutação e influências atmosféricas.
• Processos de equalização após a conexão ou mudança de carga de dispositivos capacitivos ou indutivos.

Os tempos de disparo máximos permitidos são os mesmos dos disjuntores diferenciais residuais sem atraso de tempo. Os fabricantes usam suas próprias marcações específicas, tais como:

• ABB indicando AP-R e usando o termo "com curto atraso de tempo."
• Siemens usando um símbolo K e termos como "super-resistente" ou "com curto atraso de tempo."
• Doepke usando os símbolos G ou KV e o termo "com curto atraso de tempo."

O uso de disjuntores diferenciais residuais com atraso de tempo (seletividade) também é possível se a medida de proteção adicional puder ser omitida.

Nas normas alemãs, os seguintes termos eram usados anteriormente:

• Disjuntor diferencial residual (FI) para dispositivos independentes da tensão da rede (sem fonte de energia auxiliar),
• Disjuntor de corrente diferencial (DI) para dispositivos dependentes da tensão da rede (com fonte de energia auxiliar).

No comércio, também se pode encontrar:

• Dispositivo de proteção pessoal é um nome comercial e não está tecnicamente definido.
• Interruptor de proteção pessoal é uma designação usada para disjuntores diferenciais residuais em linhas de alimentação e extensões, bem como em plugues intermediários, mas, fora isso, não está precisamente definido. A BGI608 fornece especificações para tais dispositivos de proteção portáteis quando usados como fonte de energia para os chamados pequenos canteiros de obras.

As seguintes designações foram usadas para disjuntores diferenciais residuais combinados com disjuntores:

• Disjuntor FI/LS quando eram independentes da tensão da rede,
• Disjuntor DI/LS quando eram dependentes da tensão da rede.

A distinção entre dispositivos de proteção independentes da tensão da rede e dependentes da tensão da rede não é feita nas normas em língua inglesa e também não é usada nas normas IEC e EN. As seguintes designações são usadas nas normas internacionais de dispositivos:

Nos regulamentos de instalação para sistemas elétricos, os disjuntores diferenciais residuais são referidos uniformemente pelo termo abrangente RCD. A diferenciação entre FI, DI ou designs especiais não é mais feita nos regulamentos de instalação para sistemas elétricos. O objetivo de proteção é decisivo aqui. Isso deve ser realizado com diferentes designs, dependendo do local de uso.

O uso de dispositivos diferenciais residuais é obrigatório em muitos países para novas instalações ou modificações em ambientes residenciais e industriais, pelo menos para tomadas (até 20 A ou 32 A) (como DIN VDE ou ÖVE), além dos dispositivos de proteção contra sobrecorrente instalados. Um dispositivo diferencial residual com diferencial de corrente de disparo de 300 mA é frequentemente exigido por algumas empresas de energia como medida de proteção contra incêndio para todo o sistema elétrico se o fornecimento da casa não for por cabos subterrâneos, mas por linhas de energia aéreas.

Na Europa, exceto na Grã-Bretanha, dispositivos diferenciais residuais (RCDs) que não dependem da tensão da rede são obrigatórios. A filosofia de segurança subjacente questiona a confiabilidade dos circuitos amplificadores eletrônicos usados nos interruptores diferenciais eletrônicos mais simples e menores (interruptores DI) usados no mundo anglófono.

Na Alemanha, os dispositivos diferenciais residuais (RCDs) são exigidos em edifícios novos desde maio de 1984 para salas com banheira ou chuveiro de acordo com a DIN VDE 0100-701 (a única exceção sendo aquecedores de água fixos).

Desde junho de 2007, todos os circuitos de tomada destinados ao uso por leigos e para uso geral em edifícios novos também devem ser equipados com um dispositivo diferencial residual com uma corrente residual nominal não superior a 30 mA. Isso se aplica a circuitos finais com uma corrente nominal de até 20 A em ambientes internos e até 32 A em ambientes externos (DIN VDE 0100-410:2007-06, seção 411.3.3, período de transição até janeiro de 2009).

Desde outubro de 2018, esses requisitos também se aplicam em ambientes internos a circuitos de tomada de até 32 A, bem como a circuitos de iluminação em edifícios residenciais (DIN VDE 0100-410:2018-10, seção 411.3.3, período de transição até julho de 2020).

Dispositivos diferenciais residuais também são exigidos para piscinas, piscinas ao ar livre e salas e cabines com aquecedores de sauna. O termo frequentemente mal compreendido "Feuchtraum" (sala propensa à umidade) não se refere a banheiros ou sanitários em espaços de convivência. De acordo com a definição na DIN 68800, uma sala é considerada uma sala propensa à umidade se a umidade estiver acima de 70% por um período prolongado. Cozinhas em apartamentos e áreas de banheiro em apartamentos e hotéis são explicitamente classificadas como salas secas com relação à instalação de acordo com a DIN VDE 0100-200:2008-06 seção NC.3.3 (uma vez que essas salas sofrem umidade apenas ocasionalmente).

Não há obrigação de adaptar instalações antigas na Alemanha. Isso significa que uma instalação pode continuar a ser operada e reparada se estivesse em conformidade com as normas e diretrizes aplicáveis no momento de sua construção e ainda estiver em conformidade hoje (direitos adquiridos).

No entanto, na Alemanha, a adaptação de um DR é inevitável nas seguintes circunstâncias:

• quando são feitas mudanças no uso
• em caso de expansão do uso, medidas de construção ou reformas que interfiram na substância (não apenas reparos/restauração)
• se novos regulamentos legais que exigem a adaptação entrarem em vigor (observe TAB)
• após períodos de transição expirados
• em caso de perigos imediatos para pessoas e bens

Na agricultura também, disjuntores diferenciais residuais devem ser usados, especialmente na pecuária. A redução da tensão de toque permanentemente admissível para 25 V AC e 60 V DC foi eliminada de acordo com a DIN VDE 0100-705:2007-10.

De acordo com a DIN VDE 0100-530:2018-06, os DRs para proteção adicional em sistemas AC devem corresponder a:

• DIN EN 61008-1 (VDE 0664-10) e DIN EN 61008-2-1 (VDE 0664-11) para disjuntores diferenciais residuais sem proteção contra sobrecorrente integrada (RCCBs); ou
• DIN EN 61009-1 (VDE 0664-20) e DIN EN 61009-2-1 (VDE 0664-21) para disjuntores diferenciais residuais com proteção contra sobrecorrente integrada (RCBOs); ou
• DIN EN 62423 (VDE 0664-40) para disjuntores diferenciais residuais com e sem proteção contra sobrecorrente integrada (RCBOs e RCCBs).

Em contraste, PRCD e SRCD (de acordo com a DIN VDE 0662) não fornecem proteção adicional no sentido da DIN VDE 0100-410, mas apenas servem para aumentar localmente o nível de segurança.

Na Áustria, um dispositivo diferencial residual é exigido legalmente desde 1980. De acordo com a ÖVE E8001-1/A1:2013-11-01, dispositivos diferenciais residuais com uma corrente residual nominal de no máximo 30 mA são necessários para todos os circuitos que contêm tomadas e cuja corrente nominal não exceda 20 A.

O uso do tipo AC não é proibido de forma geral. Na maioria dos casos (ameaça de danos em caso de falha de energia), deve-se usar um dispositivo diferencial residual tipo G que tenha curto atraso de tempo e seja resistente a surtos. Um fusível com a corrente nominal do dispositivo diferencial residual só é permitido se explicitamente declarado pelo fabricante; caso contrário, por exemplo, um dispositivo diferencial residual de 40 A deve ser protegido com no máximo 25 A. Devido a essas peculiaridades, vários fabricantes vendem variantes específicas para a Áustria (e significativamente mais caras) de seus produtos, que são referidas, por exemplo, como com curto atraso de tempo, tipo G, fusível ou protegido por fusível.

Em canteiros de obras, deve ser fornecida uma proteção adicional para todos os circuitos de tomada com corrente nominal de até 32 A e em instalações agrícolas e hortícolas (não nos edifícios residenciais adjacentes), em áreas de sauna, piscinas, instalações de natação ao ar livre, instalações experimentais em salas de aula, salas de uso médico, banheiros, campings, docas de barcos e em lâmpadas de parede portáteis em vestiários, independentemente de sua corrente nominal.

Na Suíça, até 2009, de acordo com a Norma de Instalação de Baixa Tensão (NIN) 2005 4.7.2.3.1-8, era exigido no máximo 30 mA para banheiros, tomadas externas, salas úmidas e molhadas, ambientes corrosivos, atmosferas explosivas, canteiros de obras, feiras, mercados e arranjos de teste elétrico (todas as tomadas ≤ 32 A).

Para instalações em ambientes corrosivos, salas explosivas e propensas a incêndio, e em empresas agrícolas, são necessários 300 mA para toda a instalação, com todas as tomadas na agricultura sendo equipadas com dispositivos diferenciais residuais de 30 mA.

Em 1º de janeiro de 2010, entrou em vigor a nova NIN 2010. A partir de agora, cada tomada acessível livremente ≤ 32 A deve ser protegida por um dispositivo de proteção diferencial residual (RCD) de no máximo 30 mA. As exceções incluem tomadas em sistemas IT onde a segurança operacional é mais importante e a sala só pode ser acessada por um grupo instruído de pessoas.

Na construção residencial, o tipo A é geralmente usado para todas as aplicações.

Para testar o tempo de desconexão permitido na instalação, aplica-se 0,4 s para circuitos ≤ 32 A. O teste com metade e corrente diferencial total com um tempo de disparo <0,3 s é um teste puramente de dispositivo e não tem significado para a verificação de segurança de instalações elétricas (SiNa).

A edição atual (18ª) dos Regulamentos de Fiação Elétrica do IEE exige que todas as tomadas na maioria das instalações tenham proteção DR, embora existam isenções. Cabos sem blindagem enterrados em paredes também devem ser protegidos por DR (novamente com algumas isenções específicas). A provisão de proteção DR para circuitos presentes em banheiros e chuveiros reduz o requisito de ligação suplementar nesses locais. Dois DRs podem ser usados para cobrir a instalação, com circuitos de iluminação e energia do andar de cima e de baixo espalhados pelos dois DRs. Quando um DR dispara, a energia é mantida em pelo menos um circuito de iluminação e energia. Outros arranjos, como o uso de RCBOs, podem ser empregados para atender aos regulamentos. Os novos requisitos para DRs não afetam a maioria das instalações existentes, a menos que sejam refeitas, o quadro de distribuição seja alterado, um novo circuito seja instalado ou alterações sejam feitas, como tomadas adicionais ou novos cabos enterrados em paredes.

Os DRs usados para proteção contra choque devem ser do tipo de operação 'imediata' (sem atraso de tempo) e devem ter uma sensibilidade de corrente residual não superior a 30 mA.

Se o disparo espúrio causar um problema maior do que o risco do acidente elétrico que o DR deveria prevenir (exemplos podem ser o fornecimento a um processo fabril crítico ou a equipamentos de suporte à vida), os DRs podem ser omitidos, desde que os circuitos afetados sejam claramente rotulados e o equilíbrio dos riscos considerado; isso pode incluir a provisão de medidas de segurança alternativas.

A edição anterior dos regulamentos exigia o uso de DRs para tomadas que estivessem sujeitas a uso por aparelhos externos. A prática normal em instalações domésticas era usar um único DR para cobrir todos os circuitos que exigiam proteção DR (tipicamente tomadas e chuveiros), mas deixar alguns circuitos (tipicamente iluminação) não protegidos por DR. Isso era para evitar uma perda potencialmente perigosa de iluminação caso o DR disparasse. Os arranjos de proteção para outros circuitos variavam. Para implementar esse arranjo, era comum instalar uma unidade consumidora incorporando um DR no que é conhecido como configuração de carga dividida, onde um grupo de disjuntores é alimentado diretamente do interruptor principal (ou DR com atraso de tempo no caso de um terra TT) e um segundo grupo de circuitos é alimentado via DR. Esse arranjo apresentava os problemas reconhecidos de que correntes de fuga à terra cumulativas da operação normal de muitos itens de equipamento poderiam causar disparo espúrio do DR, e que o disparo do DR desconectaria a energia de todos os circuitos protegidos.

Os GFCIs (Ground Fault Circuit Interrupters) são exigidos na América do Norte para tomadas localizadas em áreas com um caminho fácil para a terra, como áreas molhadas e salas com pisos de concreto descobertos, para proteger contra choque elétrico.

Tanto no Canadá quanto nos EUA, tomadas NEMA 1 antigas de dois fios, sem aterramento, podem ser substituídas por tomadas NEMA 5 protegidas por um GFCI (integral com a tomada ou com o disjuntor correspondente) em vez de refazer a fiação de todo o circuito com um condutor de aterramento. As tomadas GFCI têm faces retangulares e aceitam placas de face Decora, e podem ser misturadas com tomadas ou interruptores regulares em uma caixa de gangue múltipla com placas de cobertura padrão. Nesses casos, as tomadas devem ser rotuladas como "sem terra de equipamento" e "protegido por GFCI."

O Código Elétrico Nacional dos EUA exige que dispositivos em certos locais sejam protegidos por GFCIs desde a década de 1960. Os GFCIs estão comumente disponíveis como parte integrante de uma tomada ou um disjuntor instalado no painel de distribuição. Edições sucessivas do código expandiram as áreas onde os GFCIs são necessários para incluir canteiros de obras (1974), banheiros e áreas externas (1975), garagens (1978), áreas próximas a banheiras de hidromassagem ou spas (1981), banheiros de hotéis (1984), tomadas de balcão de cozinha (1987), espaços de rastejamento e porões inacabados (1990), próximos a pias de bar molhado (1993), próximos a pias de lavanderia (2005) e em lavanderias (2014).

Os GFCIs aprovados para proteção contra choque elétrico disparam a 5 mA dentro de 25 ms, enquanto um Dispositivo de Proteção de Equipamento (EPD) tem permissão para disparar com até 30 mA de corrente para proteção de equipamento em vez de proteção de pessoas. O American Boat and Yacht Council exige ambos, GFCIs para tomadas e Interruptores de Circuito de Fuga de Equipamento (ELCI) para todo o barco, com os ELCIs disparando em 30 mA após até 100 ms para fornecer proteção enquanto minimizam disparos incômodos. DRs de alta corrente com correntes de disparo de até 500 mA são às vezes implantados em ambientes (como centros de computação) onde um limite inferior acarretaria um risco inaceitável de disparos acidentais, servindo para proteção de equipamentos e contra incêndio em vez de proteção contra os riscos de choques elétricos.

De acordo com o Regulamento 36 dos Regulamentos de Eletricidade de 1990

1. Para um local de entretenimento público, a proteção contra corrente de fuga à terra deve ser fornecida por um dispositivo diferencial residual de sensibilidade não superior a 10 mA.
2. Para um local onde o piso seja provavelmente úmido ou onde a parede ou carcaça seja de baixa resistência elétrica, a proteção contra corrente de fuga à terra deve ser fornecida por um dispositivo diferencial residual de sensibilidade não superior a 10 mA.
3. Para uma instalação onde equipamentos, aparelhos ou dispositivos portáteis sejam provavelmente usados, a proteção contra corrente de fuga à terra deve ser fornecida por um dispositivo diferencial residual de sensibilidade não superior a 30 mA.
4. Para uma instalação diferente da instalação em (1), (2) e (3), a proteção contra corrente de fuga à terra deve ser fornecida por um dispositivo diferencial residual de sensibilidade não superior a 100 mA.

Disjuntores diferenciais residuais (RCCBs) podem ser usados em todos os sistemas AC (sistemas TN, TT e IT). Em sistemas TN, eles são usados principalmente como proteção adicional, uma vez que a proteção contra falhas já é fornecida por dispositivos de proteção contra sobrecorrente. Em sistemas TT, os RCCBs frequentemente fornecem proteção contra falhas, uma vez que o disparo dos dispositivos de proteção contra sobrecorrente não é garantido. Em sistemas IT, seu uso deve ser a exceção. É necessário um RCCB separado para cada dispositivo elétrico.

Em novas construções, nada impede que toda a fonte de alimentação seja protegida. Pelo menos dois RCCBs devem ser instalados em um quadro de subdistribuição para apartamentos para garantir que todo o sistema não seja desligado em caso de falha. No entanto, isso pode ser inconveniente, por isso recomenda-se limitar os circuitos protegidos usando RCCBs. A seleção também deve levar em conta as correntes de fuga de cargas eletrônicas (por exemplo, reatores eletrônicos) ou seu possível tipo de corrente de falha (por exemplo, conversor de frequência embutido em uma máquina de lavar).

Os RCCBs também podem ser acionados por eventos externos, como picos de tensão causados por raios em linhas de energia aéreas. Isso pode levar frequentemente a efeitos colaterais desagradáveis, como sistemas de aquecimento ou resfriamento sendo desligados, mesmo que não haja falha no sistema. Por esse motivo, foram desenvolvidos disjuntores que ligam a tensão automaticamente de duas a três vezes pouco tempo depois de serem disparados. Eles permanecem desligados permanentemente apenas se a falha persistir. Esses modelos são particularmente úteis para sistemas controlados remotamente onde não há pessoal no local para ligar o disjuntor novamente.

O disjuntor diferencial residual foi patenteado por Schuckert em 1903 sob o nome de "circuito de soma de corrente" para detecção de falhas à terra (DRP-No. 160.069). Kuhlmann descreveu um método para medir correntes de falha à terra na rede de Berlim na AEG. A tecnologia, na qual os disjuntores diferenciais residuais atuais também se baseiam, foi desenvolvida posteriormente por Nicholsen (1908, US-Pat-No. 959.787).

No início da década de 1950, após inúmeras sugestões e estudos técnicos sobre a aplicabilidade básica do circuito como dispositivo de proteção, um disjuntor diferencial residual maduro para uso generalizado por clientes de eletricidade foi apresentado pela primeira vez. Em 1951, um disjuntor diferencial residual com o nome comercial "Spiderweb" foi desenvolvido pela Schutzapparate-Gesellschaft & Co. mbH. KG, Schalksmühle/Westf. (Schupa), projetado em versões de dois, três e quatro polos para uma corrente nominal de 25 A e tensões de até 380 V com uma corrente de falha de disparo de 0,3 A. Um limite de disparo menor foi discutido, mas descartado como economicamente inviável. As correntes de fuga admissíveis para dispositivos de aquecimento naquela época teriam levado a disparos falsos frequentes com um limite de disparo menor.

Em 1957, Gottfried Biegelmeier na Felten & Guilleaume na Áustria desenvolveu um disjuntor diferencial residual. Na Áustria, estes tornaram-se legalmente obrigatórios em residências particulares em 1980, com a corrente de disparo sendo reduzida gradualmente de originalmente 100 mA para 70, 65 e 30 mA. Desde o início de 1985, isso também se aplica na Suíça com a introdução do regulamento SEV 1000-1.1985.