V dnešní době, kdy elektrické sítě a zařízení hrají klíčovou roli v našich každodenních životech, je ochrana jednotlivých komponentů těchto systémů zásadní. Jednou z často přehlížených, avšak kritických součástí elektroinstalace, je nulový vodič nebo vodič středního bodu.
Jejich správná ochrana před nadproudy je nezbytná nejen pro zajištění spolehlivosti celého elektrického systému, ale také pro minimalizaci rizika přetížení, zkratů a potenciálních poškození.
Obvody střídavého proudu bez třetích harmonických a obvody stejnosměrného proudu
Na začátek je důležité si uvědomit, že střídavé obvody s třetími harmonickými do velikosti THDi3n< 5 % jsou považovány za střídavé obvody bez třetích harmonických, dle normy ČSN EN 50160 ed. 4.
Kde je průřez nulového vodiče nebo vodiče středního bodu alespoň ekvivalentní průřezu vodičů vedení a předpokládá se, že proud v nulovém vodiči nebo vodiči středního bodu nepřekročí hodnotu ve vodičích vedení, není nutné zajistit detekci proudu přetížení pro nulový vodič nebo vodič středního bodu a není ani nutné zajistit odpojovací přístroj pro tento vodič, s výjimkou sítí IT, pro které platí dále uvedené doplňující požadavky.
Tam, kde je průřez nulového vodiče nebo vodiče středního bodu alespoň ekvivalentní hodnotám vodičů vedení a předpokládá se, že proud nulového vodiče nebo vodiče středního bodu překročí hodnotu proudu vodičů vedení, je nutné zajistit detekci proudu přetížení pro nulový vodič nebo vodič středního bodu odpovídajícího průřezu tohoto vodiče. Tato detekce musí způsobit odpojení vodičů vedení, ne však nutně nulového vodiče nebo vodiče středního bodu.
Je-li průřez nulového vodiče nebo vodiče středního bodu menší než u vodičů vedení, musí být zajištěna detekce proudu přetížení v nulovém vodiči nebo vodiči středního bodu, která způsobí odpojení vodičů vedení, ale ne však nutně nulového vodiče nebo vodiče středního bodu. V případě, že jsou vodiče ze stejného materiálu, detekce proudu v nulovém vodiči by měla odpovídat této rovnici:
kde je
- IN nastavení proudu detekce pro nulový vodič nebo vodič středního bodu;
- Iz proudová zatížitelnost vodičů vedení v obvodu;
- SN Průřez nulového vodiče nebo vodiče středního bodu;
- SL Průřez vodiče vedení.
Vzorec je založen na předpokladu, že ztráta výkonu v nulovém vodiči nebude větší než ztráta výkonu ve vodič i vedení při jeho zatížení proudem odpovídajícím proudové zatížitelnosti kabelu, jak je uvedeno v normě ČSN 33 2000-5-52 ed. 2 Elektrické instalace nízkého napětí - Část 5-52: Výběr a stavba elektrických zařízení - Elektrická vedení.
Nulový vodič nebo vodič středního bodu musí být chráněn před zkratovými proudy. Této ochrany lze dosáhnout nadproudovými ochrannými přístroji ve vodičích vedení. V tomto případě není nutné zajišťovat detekci zkratového proudu pro nulový vodič nebo vodič středního bodu nebo odpojovací přístroj pro tento vodič. S výjimkou odpojení se požadavky na nulový vodič vztahují na vodič PEN ve střídavých sítích a požadavky na vodič středního bodu se vztahují na vodič PEM ve stejnosměrných sítích.
Doplňující požadavky pro sítě IT
Je-li rozveden nulový vodič, musí být zajištěno jedno z těchto opatření:
- detekce nadproudu pro nulový vodič každého obvodu, způsobující odpojení všech živých vodičů příslušného obvodu;
- nulový vodič je účinně chráněn před nadproudem ochranným přístrojem umístěným na straně zdroje;
- obvod je chráněn proudovým chráničem, jehož jmenovitý reziduální vybavovací proud nepřesahuje 0,2násobek proudové zatížitelnosti příslušného nulového vodiče. Tento přístroj odpojí všechny živé vodiče daného obvodu. Přístroj musí mít dostatečnou vypínací schopnost pro všechny póly.
Obsahuje-li obvod v DC síti IT vodič středního bodu, musí být u vodiče středního bodu zajištěna detekce nadproudu, která způsobí odpojení všech živých vodičů odpovídajícího obvodu, včetně vodiče středního bodu.
Střídavé sítě se třetí harmonickou
Přenáší-li nulový vodič třetí harmonické, platí následující:
- a) tam, kde je obsah harmonických v proudech vedení takový, že se předpokládá, že proud v nulovém vodiči způsobí, že teplota vodiče překročí maximální povolenou teplotu kabelu, musí být nulový vodič opatřen prostředky pro detekci přetížení způsobujícími odpojení vodičů vedení, ale ne však nutně nulového vodiče, nebo
- b) průřezy vodičů se volí pomocí redukčního činitele pro proudovou zatížitelnost, jak je stanoveno v ČSN 33 2000-5-52 ed. 2. V tomto případě je ochrana nulového vodiče zajištěna ochranou vodičů vedení nadproudovým ochranným přístrojem, který odpojí proudy přetížení ve vodičích dříve, než budou mít takové proudy škodlivé následky na vodičích nebo jejich izolaci.
