Ochranné a pracovní pospojování u strojních zařízení

Dále omezit elektrická rušení na citlivá elektrická zařízení, která by mohla ovlivnit funkci stroje a v poslední řadě omezit indukované proudy z blesku, které by mohly poškodit elektrická zařízení. Ochranné a pracovní pospojování se řídí ustanovením technické normy ČSN EN 60204-1 ed. 3.

Pracovní pospojování se dosahuje připojením k ochrannému obvodu, avšak v případech, kdy úroveň elektrických rušení na ochranný obvod není dostatečně nízká pro správné fungování elektrického zařízení, může být nutné použít pro ochranné a pracovní pospojování samostatné vodiče.

Ochranný obvod

Ochranný obvod sestává z propojení:

• svorky (svorek) PE;
• ochranných vodičů v zařízení stroje, včetně kluzných kontaktů, pokud jsou součástí obvodu;
• vodivých konstrukčních částí a neživých částí elektrického zařízení;
• vodivých konstrukčních částí stroje.

Všechny části ochranného obvodu musí být navrženy tak, aby byly schopné vydržet nejvyšší tepelná a mechanická namáhání, která mohou být způsobena proudy zemního spojení, které by mohly protékat v této části ochranného obvodu.
Průřez každého ochranného vodiče, který netvoří součást kabelu nebo který není ve společném krytu s pracovním vodičem, nesmí být menší než

• 2,5 mm² Cu nebo 16 mm² Al, pokud je použita ochrana před mechanickým poškozením,
• 4 mm² Cu nebo 16 mm² Al, pokud není použita ochrana před mechanickým poškozením.

POZNÁMKA: Použití oceli pro ochranný vodič není vyloučeno.

Ochranný vodič, který netvoří součást kabelu, se pokládá za mechanicky chráněný, pokud je instalován v elektroinstalační trubce, úložném elektroinstalačním kanálu, nebo je chráněn podobným způsobem. Vodivé konstrukční části zařízení nemusí být připojeny k ochrannému obvodu. Vodivé konstrukční části stroje nemusí být připojeny k ochrannému obvodu tam, kde všechna použitá zařízení mají odpovídající ochranu použitím zařízení třídy II nebo rovnocennou izolací.
Neživé části zařízení nesmí být připojeny k ochrannému obvodu.
K ochrannému obvodu není nutné připojovat neživé části, pokud jsou tyto části namontovány tak, že nepředstavují nebezpečí, protože:

• se jich nelze dotknout na velkých plochách nebo je uchopit rukou, a mají malé rozměry (menší než přibližně 50 x 50 mm); nebo
• jsou umístěny tak, že je nepravděpodobný jak dotyk s živými částmi, tak porucha izolace.

To se vztahuje na malé části, jako jsou šrouby, nýty a štítky, a na části uvnitř krytu bez ohledu na jejich velikost (např. elektromagnety stykačů nebo relé a mechanické části přístrojů).

Ochranné vodiče
Ochranný vodič nebo vodič ochranného pospojování musí být od ostatních vodičů snadno rozlišitelný tvarem, umístěním, označením nebo barvou. Je-li použito pouze označení barvou, musí být použita kombinace dvou barev ZELENÁ/ŽLUTÁ po celé délce vodiče. Tato barevná identifikace je vyhrazena výlučně pro ochranné vodiče / vodiče ochranného pospojování.
Přednostně se mají používat měděné vodiče. Je-li použit jiný materiál vodiče než měď, nesmí jeho elektrický odpor na jednotku délky překročit hodnotu elektrického odporu přípustného měděného vodiče a takové vodiče nesmí mít průřez menší než 16 mm2 z důvodu mechanické stálosti.
Kovové kryty nebo kostry nebo montážní desky elektrických zařízení připojené k ochrannému obvodu lze použít jako ochranné vodiče, pokud splňují následující tři požadavky:

• jejich elektrická spojitost musí být zabezpečena konstrukcí nebo vhodným připojením tak, aby zajišťovala ochranu před mechanickým, chemickým nebo elektrochemickým zhoršením;
• vyhovují požadavkům čl. 543.1 normy ČSN 33 2000-5-54 ed. 3;
• musí umožnit připojení jiných ochranných vodičů v každém předem stanoveném napojovacím místě.

Průřez ochranných vodičů musí být buď vypočten podle čl. 543.1.2 normy ČSN 33 2000-5-54 ed. 3 nebo zvolen podle tab. 1.

Každý ochranný vodič musí:

• být součástí vícežilového kabelu, nebo;
• být ve společném krytu s pracovním vodičem, nebo;
• mít průřez alespoň;
• 2,5 mm² Cu nebo 16 mm² Al, pokud je použita ochrana před mechanickým poškozením,
• 4 mm² Cu nebo 16 mm² Al, pokud není použita ochrana před mechanickým poškozením.

Ochranný vodič, který netvoří součást kabelu, se pokládá za mechanicky chráněný, pokud je instalován v elektroinstalační trubce, úložném elektroinstalačním kanálu, nebo je chráněn podobným způsobem.
Dále uvedené části stroje a jeho elektrického zařízení musí být připojeny k ochrannému obvodu, ale nesmí se použít jako ochranné vodiče:

• vodivé konstrukční části stroje;
• kovové elektroinstalační kanály s ohebnou nebo tuhou konstrukcí;
• kovové kabelové pláště nebo pancíře;
• kovová potrubí obsahující hořlavé materiály, jako jsou plyny, kapaliny, prach;
• ohebné nebo pružné kovové elektroinstalační trubky;
• konstrukční části, které jsou v normálním provozu vystaveny mechanickému namáhání;
• ohebné kovové části; nosné dráty; kabelové lávky a kabelové žebříky.

Spojitost ochranného obvodu
Pokud je nějaká část z jakéhokoliv důvodu odstraněna (například při běžné údržbě), ochranný obvod pro zbývající části nesmí být přerušen.
Místa spojení a pospojování musí být navržena tak, aby jejich proudová zatížitelnost nebyla zhoršována mechanickými, chemickými nebo elektrochemickými vlivy. V případě použití krytů a vodičů z hliníku nebo slitin hliníku má být věnována zvláštní pozornost možnosti elektrolytické koroze.
Tam, kde je elektrické zařízení namontováno na víka, dveře nebo krycí desky, musí být zajištěna spojitost ochranného obvodu, a doporučuje se, aby byl použit ochranný vodič. Pokud není ochranný vodič použit, musí být použity upevňovací prvky, závěsy nebo kluzné kontakty navržené tak, aby měly nízký odpor.
Spojitost vodičů v kabelech, které jsou vystaveny poškození (například ohebné vlečné kabely), musí být zajištěna příslušnými opatřeními (například monitorování).
Pokud jsou přívodní vodiče, přípojnice a soupravy sběracích kroužků s kartáči instalovány jako součást ochranného obvodu, nesmí při obvyklém provozu vést proud. Proto musí jak ochranný vodič (PE), tak nulový vodič (N) používat samostatný přívodní vodič, přípojnici nebo sběrací kroužek.
Spojitost ochranných vodičů využívajících kluzné kontakty musí být zajištěna vhodnými opatřeními (například zdvojením sběrače proudu, monitorováním spojitosti).
Ochranný obvod nesmí zahrnovat spínací přístroj nebo zařízení jistící proti nadproudům (například spínač, pojistka) nebo jiné prostředky pro přerušení.
Výjimka: spoje, které nemohou být rozpojeny bez použití nástroje a které jsou umístěny v uzavřeném prostoru pro obsluhu elektrického zařízení, mohou být použity pro účely zkoušek nebo měření.
Tam, kde spojitost ochranného obvodu může být přerušena pomocí výměnných sběračů proudu nebo zásuvkových spojení, musí být ochranný obvod přerušen kontaktem, který jako první zapíná a jako poslední vypíná. To platí také pro vyjímatelné nebo výsuvné zásuvné jednotky.

Připojovací místa ochranného vodiče
Všechny ochranné vodiče musí být ukončeny tak, aby byly zajištěny proti náhodnému uvolnění. Spojovací prostředky musí být vhodné pro průřezy a druh ukončovaných vodičů.
Připojení dvou nebo více vodičů k jedné svorce je dovoleno pouze v případech, kdy je svorka pro tento účel navržena. Jeden ochranný vodič však musí být připojen pouze k jednomu připojovacímu bodu svorky.
Pájené spoje jsou dovoleny pouze v případě, kdy jsou použity svorky vhodné pro pájení.
Připojovací místa ochranného vodiče nejsou určena například pro upevnění spotřebičů nebo součástí.
Každé připojovací místo ochranného vodiče musí být označeno nebo opatřeno štítkem s použitím značky IEC 60417-5019:2006-8 znázorněným na obr. 3:

nebo písmeny PE, přičemž se dává přednost grafické značce, nebo použitím kombinace dvou barev ZELENÁ/ŽLUTÁ, nebo jakoukoliv kombinací výše uvedených možností.

Mobilní stroje
U mobilních strojů s vestavěnými napájecími zdroji musí být ochranné vodiče, vodivé konstrukční části elektrických zařízení a cizí vodivé části, které tvoří konstrukci stroje, všechny připojeny ke svorce ochranného pospojování, aby byla zajištěna ochrana před úrazem elektrickým proudem. Pokud může být mobilní stroj také připojen k vnějšímu napájecímu zdroji, musí být tato svorka ochranného pospojování místem připojení pro vnější ochranný vodič.
POZNÁMKA: Je-li zdroj elektrické energie součástí pevných, mobilních nebo pohyblivých částí zařízení, a není-li připojeno žádné vnější napájení (například není-li připojena vestavěná nabíječka akumulátoru), není třeba připojovat takové zařízení k vnějšímu ochrannému vodiči.

Přídavné požadavky na elektrická zařízení s unikajícími zemními proudy vyššími než 10 mA

Pokud má elektrické zařízení unikající zemní proud větší než AC nebo DC 10 mA v jakémkoliv ochranném vodiči, musí být splněna jedna nebo více z následujících podmínek pro celistvost každého úseku přidruženého ochranného obvodu, kterým protéká unikající zemní proud:

• a) ochranný vodič je úplně uzavřen v krytech elektrického zařízení nebo je jinak chráněn v celé své délce před mechanickým poškozením;
• b) ochranný vodič má průřez minimálně 10 mm² Cu nebo 16 mm² Al;
• c) má-li ochranný vodič průřez menší než 10 mm² Cu nebo 16 mm² Al, použije se druhý ochranný vodič minimálně stejného průřezu až do místa, kde má ochranný vodič průřez minimálně 10 mm² Cu nebo 16 mm² Al. To může vyžadovat, aby elektrické zařízení mělo samostatnou svorku pro druhý ochranný vodič.
• d) automatické odpojení napájení v případě ztráty spojitosti ochranného vodiče.
• e) pokud je použito zásuvkové spojení, zajistí se průmyslový konektor podle souboru ČSN EN 60309 s odpovídajícím omezením tahového napětí a s minimálním průřezem vodiče ochranného uzemnění 12,5 mm² jako součást vícežilového silového kabelu.

V instrukcích pro instalaci se musí uvést, že zařízení se musí instalovat podle tohoto popisu.
POZNÁMKA: Vedle svorky PE se může také použít výstražný štítek uvádějící, že proud v ochranném vodiči překračuje 10 mA.

Opatření pro omezení vlivů vysokého svodového proudu

Vlivy vysokého svodového proudu mohou být omezeny na zařízení s vysokým svodovým proudem připojením tohoto zařízení k vyhrazenému napájecímu transformátoru s oddělenými vinutími. Ochranný obvod musí být připojen k neživým částem zařízení a kromě toho k sekundárnímu vinutí transformátoru. Ochranný vodič/vodiče mezi zařízením a sekundárním vinutím transformátoru musí odpovídat jednomu nebo více uspořádáním.

Pracovní pospojování

Ochrany před chybnou funkcí v důsledku poruch izolace může být dosaženo připojením ke společnému vodiči.
Jedná se o opatření k snížení pravděpodobnosti, že poruchové stavy izolace u jakéhokoliv řídicího obvodu mohou způsobit chybnou funkci, jako je neúmyslné spuštění, potenciálně nebezpečné pohyby, nebo zabránit zastavení stroje.
Opatření pro splnění tohoto požadavku zahrnuje mimo jiné tyto metody:

• metoda a) Uzemněné řídicí obvody napájené z transformátorů;
• metoda b) Neuzemněné řídicí obvody napájené z transformátorů;
• metoda c) Řídicí obvody napájené z transformátoru s vinutím s uzemněným středním vývodem;
• metoda d) Řídicí obvody nenapájené z transformátorů;

Zároveň se nesmí opomenout pracovní pospojování, aby se zabránilo chybné funkci v důsledku elektromagnetických rušení.
Připojovací místa pracovního pospojování mají být označena nebo opatřena štítkem s použitím značky IEC 60417-5020:2002-10 znázorněným na obr. 4.