Ochrana před zkratovými proudy mezi vodiči téhož obvodu

Určení předpokládaného zkratového proudu

V každém podstatném bodě instalace musí být určen předpokládaný zkratový proud. Ten je možno určit výpočtem nebo měřením.
Předpokládaný zkratový proud v připojovacím bodě je možno získat od dodavatele elektřiny.

Umístění přístrojů chránících před zkratem

Přístroj zajišťující ochranu před zkratovým proudem musí být umístěn v místě, ve kterém změna průřezu vodičů nebo jiná změna způsobuje změnu hodnot dovoleného proudu vodičů s výjimkou případů uvedených dále v článku.
Různé případy uvedené v následujících částích se nesmějí uplatňovat na instalace umístěné v prostorech s nebezpečím požáru nebo výbuchu, ani tam, kde pro určité prostory určují zvláštní pravidla odlišné podmínky. Přístroj pro ochranu před zkratem může být umístěn jinak za níže uvedených podmínek.
V části vodiče mezi bodem snížení průřezu nebo jiné změny a umístěním ochranného přístroje nesmí být žádná odbočka ani zásuvky a tato část vodiče:

• a) nesmí překročit délku 3 m;
• b) musí být instalována takovým způsobem, aby se nebezpečí zkratu snížilo na minimum;
  Této podmínce je možno vyhovět např. zesílením ochrany vedení před vnějšími vlivy.
• c) nesmí být v blízkosti hořlavých materiálů.

Ochranný přístroj může být umístěn na straně zdroje od místa snížení průřezu nebo jiné změny za předpokladu, že má takovou pracovní charakteristiku, která chrání před zkratem i vedení na straně zátěže od místa snížení průřezu nebo jiné změny.

Vynechání přístrojů chránících před zkratem

Vynechání přístrojů chránících před zkratem je možné za předpokladu současného splnění obou následujících podmínek:

• vedení není v blízkosti hořlavých materiálů a
• vedení je instalováno tak, aby se snížilo nebezpečí zkratu na minimum (viz bod b v čl. 434.2.1 normy ČSN 33 2000-4-43 ed. 2).

Není nutné přístroje zajišťující ochranu před zkratovými proudy používat v případech, jako jsou:

• a) vodiče spojující generátory, transformátory, usměrňovače, akumulátorové baterie s příslušnými řídicími (hlavními) rozváděči, přičemž ochranné prvky jsou umístěny v těchto rozváděčích;
• b) obvody, v nichž by rozpojení mohlo být nebezpečné pro provoz příslušných obvodů;
• c) určité měřicí obvody;
• d) na začátku instalace, pro kterou dodavatel elektrické energie zajišťuje přístroj nebo přístroje chránící před zkratem a souhlasí s tím, aby tento přístroj poskytoval ochranu části instalace mezi jejím začátkem a hlavním rozváděčem instalace, v němž je instalována další ochrana před zkratem.

Ochrana paralelních vodičů před zkratem

Jediný ochranný přístroj může chránit paralelní vodiče před účinky zkratu za předpokladu, že pracovní charakteristiky tohoto přístroje zajišťují jeho účinnou funkci i v případě, kdy se porucha objeví v nejhorším místě na jednom z paralelních vodičů. Musí se počítat s rozdělením zkratových proudů mezi paralelní vodiče. Porucha přitom může být napájena z obou konců paralelního vodiče.
Jestliže funkce jediného ochranného přístroje není dostatečně účinná, musí být splněny jedno nebo více následujících opatření:

• a) U více než dvou paralelních vodičů musí být přístroje pro ochranu před zkratem umístěny na straně napájení i na straně zátěže (na začátku i na konci) každého z paralelních vodičů.
• b) Vedení musí být provedeno tak, aby se, např. ochranou před mechanickým poškozením, snížilo nebezpečí zkratu ve kterémkoliv z paralelních vodičů na minimum, a vodiče musí být instalovány tak, aby se na minimum snížilo nebezpečí požáru nebo ohrožení osob.
• c) U dvou paralelních vodičů musí být přístroje pro ochranu před zkratem umístěny na straně napájení (na začátku) každého z paralelních vodičů.

Charakteristiky přístrojů pro ochranu před zkratem

Každý z přístrojů pro ochranu před zkratem musí splňovat následující požadavek.
Jmenovitá vypínací schopnost nesmí být menší než maximální předpokládaný zkratový proud v místě instalování přístroje s výjimkou případů, pro něž platí následující odstavce.
Nižší jmenovitá vypínací schopnost se dovoluje, jestliže jiný ochranný přístroj, který potřebnou vypínací schopnost má, je instalovaný na straně zdroje. V takovém případě musí být charakteristiky přístrojů koordinovány tak, aby energie, kterou oba tyto jistící přístroje propouštějí, nebyla větší než energie, kterou může snést bez poškození jistící prvek na straně zátěže a vodiče těmito jistícími prvky chráněné.
V určitých případech může být třeba, aby se vzala v úvahu jiná kritéria, jako jsou dynamická namáhání a energie oblouků u jistícího přístroje na straně zátěže. Potřebné podrobnosti o charakteristikách vyžadujících koordinaci by měly být získány od výrobců těchto jistících přístrojů.
Technické údaje pro volbu ochranných přístrojů tak, aby byla zajištěna selektivita, je možno požadovat od výrobce.
Pro kabely a izolované vodiče, musí být všechny proudy způsobené zkratem v jakémkoliv místě obvodu přerušeny v době ne delší než ta, za kterou je izolace vodičů přivedena k dovolené mezní teplotě.
Pro dobu působení ochranných přístrojů <0,1 s tam, kde je významná nesymetrie proudů, a pro přístroje omezující proud, musí být k²S² větší než hodnota propuštěné energie (I²t) uváděná výrobcem ochranného přístroje.
Pro zkraty s dobou trvání až do 5 s, se potřebná doba trvání t, ve které daný zkratový proud zvýší teplotu vodičů z nejvyšší dovolené provozní teploty v normálním provozu na mezní teplotu, může být v prvém přiblížení vypočítána z následujícího vzorce:

t = (k ∙ S / I)²

kde:

• t  - je doba trvání zkratu v s;
• S - průřez v mm²;
• I - účinný zkratový proud v A vyjádřený jako efektivní hodnota;
• k - součinitel respektující rezistivitu (měrný odpor), teplotní koeficient a tepelnou kapacitu materiálu vodiče a odpovídající počáteční a konečnou teplotu. Pro běžně používaný izolační materiál vodiče jsou hodnoty k pro vodiče uvedeny v tabulce 1.

Pro přípojnicové rozvody vyhovující normě ČSN EN 61439-6 a sestavy přípojnic vyhovující souboru norem ČSN EN 61534 je nutno uplatnit jeden z následujících požadavků:

• jmenovitý krátkodobý výdržný proud (I_cw), resp. jmenovitý dynamický výdržný proud přípojnicového rozvodu nebo systému sestavy přípojnic nesmějí být nižší než efektivní hodnota, resp. vrcholová hodnota předpokládaného zkratového proudu. Maximální doba, pro níž je I_cw definován u přípojnicového rozvodu nebo systému sestavy přípojnic, nesmí být kratší než maximální vypínací doba ochranného přístroje.
• Jmenovitý podmíněný zkratový proud přípojnicového rozvodu nebo systému sestavy přípojnic podmíněný použitím určitého ochranného přístroje nesmí být nižší než předpokládaný zkratový proud.