Tento článek vysvětluje, jak mohou projektanti a elektrikáři díky instalaci ochrany „vše v jednom“ (all-in-one) zabudovat ochranu proti všem elektrickým poruchám, včetně zkratů, přetížení, reziduálních proudů a skrytých poruchových oblouků při současném dodržení nejnovějších evropských právních předpisů.
Poruchové oblouky jsou jednou z hlavních příčin požárů. To je z velké části proto, že na rozdíl od přetížení, zkratů nebo reziduálních proudů nemohou být poruchové oblouky detekovány tradičními přístroji, jako jsou instalační jističe (MCB), proudové chrániče (RCCB) nebo proudové chrániče s nadproudovou ochranou (RCBO). Mezinárodní norma IEC 60364 (část 4-42) a z ní vycházející ČSN 33 2000 doporučuje instalovat přístroj pro detekci poruchového oblouku (AFDD), zejména v prostorách na spaní. Zahrnuje instalace v domácnostech, bytech, školkách, hotelích a pečovatelských domech. Jednotlivé země mohou učinit tyto požadavky povinnými a prosazovat je ve svých národních a regionálních nařízeních.
AFDD mohou výrazně snížit riziko požárů v budovách a společnost EATON zahajuje kampaň, která povzbudí elektroinstalatéry k tomu, aby nasadili tuto potenciálně život zachraňující technologii.
Vývoj ochranných přístrojů
Nebylo to dlouho poté, co byla objevena elektřina, když se přišlo také na to, že jsou s ní spojena určitá rizika a nebezpečí. Odborníci si uvědomili potřebu detekce vysokých poruchových proudů a odpojení poruchy od zdroje, což vedlo k vytvoření jističů. Složitost těchto přístrojů se rychle vyvíjela, jelikož několik průkopníků elektrické bezpečnosti přišlo na to, že kromě vysokých nadproudů je také nutné odpojit nebezpečné dotykové napětí, aby se snížilo riziko komorové fibrilace.
Významný průlom přišel v padesátých letech minulého století s vynálezem detekce reziduálního proudu. Gottfried Biegelmeier, rakouský průkopník, vynalezl v roce 1957 něco, co se dnes nazývá vypínání s časovou prodlevou. Spolu s relé s permanentním magnetem schopným detekovat i velmi malé reziduální proudy, to bylo klíč, kterým se proudový chránič stal populárním a nejdůležitějším ochranným přístrojem, který chrání před úrazem elektrickým proudem.
Rozpoznatelné vylepšení instalačních jističů se objevilo v 60. letech, následovalo zavedení proudových chráničů s nadproudovou ochranou v osmdesátých letech. Nicméně až na začátku 21.století se digitální technologie aplikovala na ochranné přístroje, v souvislosti se zavedením RCCB spolu s dalšími digitálními funkcemi, tzv. digitální RCCB. Nyní přichází ochrana typu „tři v jednom“, která kombinuje RCCB, MCB a AFDD v jednom přístroji. To je dalším významným krokem vpřed, který poskytuje elektrikářům jednoduchost jediného přístroje a ujištění, že komplexní ochrana ke snížení rizika požárů způsobených elektrickým proudem byla na elektroinstalaci aplikována. V době, kdy je dobrá pověst důležitější než kdy jindy při získávání a udržení zákazníků, mohou elektrikáři značně profitovat na tom, pokud trvají na nejvyšší možné úrovni ochrany.
Detekce poruchových oblouků
Na rozdíl od zkratů a zemních poruch se obtížně zjistí poruchový oblouk, protože nevytváří žádný nárůst odebíraného proudu. Naproti tomu 90 % poruchových oblouků je sériových. Zbytek se objevuje mezi fázovými a nulovými vodiči, případně mezi fází a ochranným vodičem. Sériový oblouk sám o sobě není nutně přímou hrozbou; může však zapříčinit požár zapálením hořlavého materiálu.
Instalační jističe reagují pouze na zvýšení odebíraného proudu, takže nemohou odhalit sériové a paralelní oblouky. RCCB pracují na bázi detekování nerovnováhy mezi fází a nulovým vodičem, která vzniká v případě, že dojde k vzniku reziduálního proudu vůči zemi. Mohou, proto být vypnuty reziduálními proudy mezi fází a zemí, ovšem mezi fází a zemí se objevuje méně než 10 % poruchových oblouků. Naštěstí poruchovému oblouku bezprostředně předchází vysokofrekvenční šum superponovaný na pracovní proud, který je způsobený stochastickým chováním oblouku; tyto vlastnosti mohou být detekovány AFDD s jeho digitálním detekčním mechanismem, který reaguje odpojením vadného obvodu tak, aby se minimalizovalo poškození nebo se mu zabránilo úplně.
Legislativa
Globální požadavky byly formálně poprvé zavedeny v roce 2012, kdy Mezinárodní elektrotechnická komise zavedla výrobkovou normu IEC 62606 pro přístroje pro detekci poruchového oblouku (AFDD). Protože IEC je mezinárodním orgánem pro posuzování shody a normalizaci pro všechny obory elektrotechnologie a normalizace, uvedení této normy definuje nejnovější stav ochranné techniky, který od té doby umožňuje zvládnutí významného problému v elektrických instalacích nízkého napětí pro domovní, komerční a průmyslové aplikace.
Změnou části 4-42, týkající se ochrany před tepelnými účinky v elektrických instalací nízkého napětí IEC 60364 (v ČR ČSN 33 2000-4-42), bylo dáno silné doporučení k ochraně elektroinstalace proti tepelným rizikům a rizikům požárů způsobených elektrickým proudem. Vzhledem k tomu, že většina požárů způsobených elektřinou pochází ze sériových nebo paralelních oblouků, byla tato změna v roce 2014 důležitým krokem k vymezení nového stupně ochrany elektroinstalace, majetku a lidského života. IEC vyjádřila mimořádný význam tohoto doporučení tím, že výslovně dovoluje, aby národní normalizační komise vyhlásily instalaci AFDD za povinnou, jako je tomu například v Německu.
Mnoho dalších zemí vedle Německa již implementovalo nové požadavky na AFDD do svých národních norem, včetně Nizozemska, České republiky, Španělska, Dánska, Lotyšska, Slovenska, Rumunska, Maďarska a Švýcarska, zatímco v dalších zemích, jako např. ve Finsku, Švédsku, se usilovně snaží o to, aby byla pochopena důležitost AFDD.
Elektrikáři by měli vždy používat nejmodernější ochranné přístroje a dodržovat své národní normy založené na IEC 60364 nebo HD 60364, aby zajistili shodu s místními normami a aby zajistili, že instalace řádně minimalizuje riziko požárů způsobených závadou na elektrické instalaci.
Důsledky obloukové poruchy mohou být zvlášť závažné v hustě obydlených obytných prostorech a v místech, kde jsou děti, starší lidé nebo osoby se zdravotním postižením. AFDD by proto měla povzbudit lidi k tomu, aby uvažovali dvakrát a učinili správnou volbu k ochraně svých domovů, hodnot a životů pomocí nejmodernějších ochranných přístrojů.
Strategie spolehlivosti dodávky elektrické energie
I když jsou bezpečnost lidí a ochrana zařízení a budov rozhodující, vzhledem k dnešní závislosti na elektrických a elektronických zařízeních je dostupnost dodávky elektrické energie také kritická. V souladu s tím kvalitní AFDD poskytují vysokou úroveň ochrany za minimálního obtěžování nežádoucím vypínáním, a to díky schopnostem křížové komunikace s jinými obvody nebo vysokým frekvencím vytvořeným zátěží, spíše než bezprostředními obloukovými poruchami.
Aby dodavatelé byli schopni dodržet stávající právní předpisy při poskytování komplexní strategie ochrany, měli by instalovat ochranná opatření zahrnující MCB, RCCB nebo RCBO a AFDD; tyto dohromady chrání proti přetížením, zkratům, reziduálním proudům a obloukovým poruchám v koncových obvodech. Je však k dispozici lepší alternativa – AFDD+ od společnosti Eaton. To značně zjednodušuje návrh a instalaci, protože kombinuje funkci MCB, RCCB a AFDD do jediného přístroje, který je nákladově efektivní, kompatibilní, robustní, spolehlivý a snadno instalovatelný. Obrázek 2 ukazuje, jak se vlastnosti AFDD+ srovnávají s vlastnostmi jednotlivých přístrojů, které nahrazuje.
Eaton AFDD+ nabízí rychlou detekci s vysokou přesností, která je nezbytná pro minimalizaci nežádoucího vypnutí a současně stále poskytuje vysoce citlivou detekci. Přístroj je navržen tak, aby přesně rozlišoval skutečné riziko od ostatních vysokofrekvenčních signálů, které se běžně vyskytují v domácím prostředí.
Kromě toho funkce odolnosti vůči křížové komunikaci (cross-talk) zajišťuje, že AFDD+ vypne pouze v případě, že je detekován příslušný signál ve vlastním koncovém obvodu. AFDD+ se v pravidelných intervalech samo testuje a LED na přední straně přístroje signalizují, zda je obvod v pořádku, nebo jestli došlo k nějaké poruše. Tato LED kontrolka je také schopna signalizovat, zda byl důvodem vybavení sériový nebo paralelní nebo dokonce stíněný sériový oblouk. Díky tomu je snadná diagnostika a identifikace příčiny vypnutí.
Důsledky změn zavedených normou IEC 60364 jsou uvedeny v Průvodci souborem norem ČSN 33 2000, který vydal Eaton a který je volně k dispozici ke stažení zde: www.eaton.com/cz/livesafe
