Tính chọn lọc không phải là đặc tính của riêng một RCCB, mà là kết quả phối hợp giữa ít nhất hai thiết bị mắc nối tiếp. Khi có dòng rò ở một mạch phía hạ nguồn, dòng dư đó cũng đi qua RCCB ở phía thượng nguồn. Vì vậy, nếu hai thiết bị có vùng tác động chồng lấn và phản ứng gần như cùng lúc, cả hai đều có thể cắt, làm mất điện rộng hơn phạm vi sự cố.
Có hai “trục” để tách hành vi của chúng. Trục thứ nhất là dòng: RCCB hạ nguồn có IΔn thấp hơn để nhạy hơn với sự cố của mạch nhánh, còn RCCB thượng nguồn có IΔn cao hơn. Trục thứ hai là thời gian: RCCB hạ nguồn thường là loại tức thời, còn RCCB Type S ở thượng nguồn có khoảng trì hoãn có chủ đích. Khi hai trục này được phối hợp đúng, thiết bị hạ nguồn hoàn tất việc ngắt trước khi thiết bị thượng nguồn bước vào vùng tác động.
Điểm quan trọng là chỉ khác IΔn chưa đủ để kết luận “chọn lọc toàn phần”, và chỉ có nhãn Type S cũng chưa đủ. Tính chọn lọc phải được kiểm tra như một quan hệ giữa đặc tính dòng dư và đặc tính thời gian của cả hai RCCB.
RCCB Type S là RCCB có đặc tính tác động chọn lọc theo thời gian. Khác với RCCB tức thời, Type S có thời gian không tác động tối thiểu. Trong khoảng này, dù đã xuất hiện dòng dư đủ lớn, thiết bị thượng nguồn được thiết kế để chưa cắt ngay. Nếu RCCB hạ nguồn loại trừ sự cố và dòng dư biến mất trước khi khoảng chờ kết thúc, RCCB Type S vẫn giữ trạng thái đóng.
Các giá trị thời gian chuẩn của Type S cho thấy rõ cơ chế này. Với dòng thử bằng IΔn, thời gian không tác động tối thiểu là 130 ms và thời gian cắt lớn nhất là 500 ms; tại 2 × IΔn, các giá trị tương ứng là 60 ms và 200 ms; tại 5 × IΔn là 50 ms và 150 ms. Trong khi đó, RCCB thông thường có thời gian cắt lớn nhất lần lượt khoảng 300 ms, 150 ms và 40 ms tại các mức 1 ×, 2 × và 5 × IΔn.
Những giới hạn này tạo ra cửa sổ để thiết bị phía dưới xử lý sự cố trước, thay vì hai RCCB “chạy đua” với nhau. Tuy nhiên, không nên so sánh các bội số IΔn một cách máy móc: một dòng rò thực tế có thể là 1 × IΔn của RCCB thượng nguồn nhưng đồng thời là 3 × hoặc 10 × IΔn của RCCB hạ nguồn. Vì vậy, khi đánh giá chọn lọc phải quy về cùng một dòng rò thực tế, rồi xem đặc tính thời gian của từng thiết bị tại dòng đó.
Phối hợp theo dòng nhằm tạo khoảng cách giữa ngưỡng tác động của RCCB hạ nguồn và RCCB thượng nguồn. Quy tắc thực hành phổ biến là IΔn của RCCB thượng nguồn ít nhất bằng 3 lần IΔn của RCCB hạ nguồn. Ví dụ, cặp 300 mA ở thượng nguồn và 100 mA ở hạ nguồn có tỷ số đúng 3:1.
Lý do nằm ở vùng tác động của RCCB. Ở 0,5 × IΔn, thiết bị không được tác động; đến IΔn, thiết bị phải tác động trong giới hạn thời gian quy định. Với RCCB 300 mA ở thượng nguồn, 150 mA vẫn nằm trong vùng không tác động được bảo đảm; trong khi RCCB 100 mA ở hạ nguồn đã đạt dòng dư tác động danh định từ 100 mA.
Nhưng khi dòng rò tăng cao hơn, RCCB thượng nguồn cũng có thể bước vào vùng tác động. Vì vậy, tách IΔn chủ yếu tạo chọn lọc theo dòng và có thể chỉ là chọn lọc từng phần. Muốn duy trì thứ tự cắt khi cả hai thiết bị đều có khả năng tác động, phải bổ sung tách thời gian bằng Type S hoặc đặc tính trì hoãn thích hợp ở cấp trên.
Có thể xem chọn lọc toàn phần giữa hai RCCB là kết quả của hai điều kiện được thỏa mãn đồng thời:
1. Tách dòng: IΔn(thượng nguồn) ≥ 3 × IΔn(hạ nguồn)
2. Tách thời gian: thời gian không tác động của RCCB thượng nguồn phải lớn hơn thời gian cần để RCCB hạ nguồn hoàn tất cắt tại cùng dòng sự cố
Điều kiện thứ nhất làm giảm vùng chồng lấn về độ nhạy; điều kiện thứ hai bảo đảm rằng nếu cả hai thiết bị đều đã nhận biết một dòng dư lớn, RCCB phía dưới vẫn có quyền ưu tiên về thời gian. Đây là lý do RCCB Type S thường được đặt ở phía thượng nguồn khi RCCB phía dưới là loại tức thời.
Nếu chỉ đáp ứng điều kiện dòng, hệ thống có thể chọn lọc trong một khoảng dòng nhất định nhưng không bảo đảm ở toàn bộ vùng sự cố. Ngược lại, chỉ dùng Type S nhưng IΔn của hai RCCB không được phân cấp hợp lý cũng chưa đủ để mặc định có chọn lọc toàn phần. Trong thiết kế thực tế, kết luận cuối cùng nên dựa trên đặc tính thời gian–dòng hoặc dữ liệu phối hợp của đúng thiết bị được sử dụng.
Xét một cặp điển hình: RCCB 300 mA Type S ở thượng nguồn và RCCB 100 mA tức thời ở hạ nguồn. Về độ nhạy, 300/100 = 3 nên cặp này đáp ứng quy tắc tách IΔn. Về thời gian, thiết bị phía trên có đặc tính chọn lọc còn thiết bị phía dưới tác động không trì hoãn, nên về nguyên tắc cấu trúc này tạo hai tầng bảo vệ có thứ tự.
Khi có sự cố rò phía sau RCCB 100 mA, thiết bị hạ nguồn được ưu tiên cắt trước. Nếu nó loại trừ sự cố trong cửa sổ mà Type S phía trên vẫn còn ở vùng không tác động, RCCB 300 mA không cắt và phần còn lại của hệ thống vẫn được cấp điện. Nếu sự cố nằm phía trên RCCB hạ nguồn, hoặc RCCB hạ nguồn không loại trừ được dòng dư, Type S phía trên vẫn phải tác động theo đặc tính của chính nó.
Khi đọc thông số, cần phân biệt In với IΔn. In như 40 A, 63 A hoặc 100 A là dòng định mức mà RCCB mang được; còn IΔn như 30 mA, 100 mA hoặc 300 mA mới là thông số trực tiếp dùng để phối hợp bảo vệ dòng dư. Một cặp có In rất khác nhau vẫn chưa nói lên tính chọn lọc nếu IΔn và đặc tính thời gian không được phối hợp.
Type S giải quyết bài toán thời gian chọn lọc, không thay thế mọi chức năng khác của hệ thống bảo vệ. Chữ S mô tả đặc tính trì hoãn/chọn lọc, trong khi các ký hiệu AC, A hoặc B mô tả dạng dòng dư mà thiết bị được thiết kế để nhận biết. Đây là các tiêu chí phân loại khác nhau, không nên coi “S” là một loại dạng sóng song song với AC, A hay B.
Type S cũng không phải cách thay thế cho RCCB độ nhạy cao ở mạch cuối. Nếu một mạch cần bảo vệ bổ sung bằng 30 mA, nhiệm vụ đó vẫn thuộc về RCD/RCCB hạ nguồn phù hợp. Cấp Type S phía trên chủ yếu tạo thứ tự cắt và giới hạn phạm vi mất điện, thường có IΔn lớn hơn thiết bị phía dưới.
Cuối cùng, việc RCCB thượng nguồn vẫn cắt không nhất thiết có nghĩa tính chọn lọc bị lỗi. Nếu sự cố nằm trước RCCB hạ nguồn, nếu dòng rò tồn tại ngoài phạm vi mà thiết bị phía dưới có thể loại trừ, hoặc nếu RCCB phía dưới không cắt thành công, RCCB thượng nguồn phải xử lý sự cố theo đặc tính của nó. Chọn lọc chỉ yêu cầu cấp gần sự cố cắt trước khi sự cố thuộc vùng bảo vệ của cấp đó và các điều kiện phối hợp được thỏa mãn.
RCCB Type S tạo khoảng chờ có kiểm soát cho cấp thượng nguồn, nhưng tính chọn lọc RCCB chỉ hình thành khi kết hợp đúng ngưỡng dòng dư và thời gian tác động. Quy tắc thực hành quan trọng là IΔn phía trên tối thiểu khoảng 3 lần IΔn phía dưới, đồng thời đặc tính không tác động của RCCB Type S phải cho RCCB hạ nguồn đủ thời gian cắt trước. Vì vậy, khi kiểm tra một cặp RCCB, cần đọc IΔn và đặc tính thời gian của cả hai thiết bị; không nên kết luận chọn lọc chỉ từ chữ “S” hoặc từ dòng định mức In.
