Ochranné pospojování elektrické instalace nízkého napětí

Pro účely bezpečnosti a ochrany před úrazem elektrickým proudem by se napětí mezi svorkou ochranného pospojování a zemí mělo co nejvíce blížit hodnotě 0 V.
Pospojování je základním opatřením z hlediska ochrany před úrazem elektrickým proudem v budovách. Toto pospojování vytváří z celé budovy prostor se stejným potenciálem.
U sítí TN se v případě průrazu napětí z živé části na neživou část vytváří vodivá cesta mezi místem poruchy a vstupem elektrické instalace do budovy snižující impedanci smyčky.
Při poruše u sítí TT vyrovnává elektrický odpor mezi místem poruchy a zemí potenciál mezi neživou částí zařízení s poruchou a okolními vodivými částmi tím, že snižuje impedanci smyčky poruchového proudu a vylepšuje podmínky pro vybavení ochranného přístroje.
I když se při poruše elektrického zařízení v budově potenciál samotné budovy oproti vzdálenému okolí zvýší (u sítí TN méně, u sítí TT více), rozdíl potenciálů uvnitř budovy zůstane na úrovni několika voltů a nemůže nikoho ohrozit.
Vedle výše uvedeného pospojování propojujícího neživé části elektrických zařízení spolu s cizími vodivými částmi objektu se v místech, kde je zvýšené nebezpečí úrazu elektrickým proudem uplatňuje doplňková ochrana doplňujícím ochranným pospojováním.
Neživé části jsou spojeny s ochranným vodičem a parametry tohoto spojení jsou vždy v souladu s podmínkami pro uzemnění sítě stanovenými následovně.

Síť TN

V síti TN závisí bezporuchovost uzemnění instalace na spolehlivosti a účinnosti spojení vodičů PEN nebo PE se zemí. Jestliže uzemnění je zajištěno veřejnou nebo jinou napájecí sítí, dodržení potřebných podmínek, které platí vně instalace, je na zodpovědnosti provozovatele distribuční soustavy.
Nulový nebo střední bod silové napájecí sítě musí být uzemněn. Jestliže nulový nebo střední bod není k dispozici nebo není dosažitelný, musí se uzemnit vodič vedení.
Neživé části instalace musí být spojeny pomocí ochranného vodiče s hlavní uzemňovací přípojnicí instalace, která musí být spojená s uzemněným bodem silové napájecí sítě.
Jestliže existuje jiné účinné spojení se zemí, doporučuje se, aby ochranné vodiče byly s tímto bodem spojeny, kdekoliv je to možné. Uzemnění u doplňujících bodů rozložené, pokud možno co nejrovnoměrněji může být zapotřebí, aby se zajistilo, že potenciály ochranných vodičů zůstanou v případě poruchy co nejblíže k potenciálu země.
Doporučuje se, aby ochranné vodiče (PE a PEN) byly uzemněny v místě vstupu do budovy nebo provozovny, přičemž se berou v úvahu všechny proudy nulového vodiče odváděné těmito vícenásobně uzemněnými vodiči PEN.
V pevných instalacích může jediný vodič sloužit zároveň jako ochranný i jako nulový vodič (vodič PEN), a to za předpokladu, že jsou splněny požadavky ČSN 33 2000-5-54 ed. 3. Přitom do vodiče PEN nesmějí být zařazována žádná spínací ani odpojovači zařízení.
Charakteristiky ochranných přístrojů a impedancí musí splňovat tento požadavek: Z_s x l_a ≤ U_o
kde je

• Z_s impedance v ohmech (Ω) poruchové smyčky obsahující
  - zdroj,
  - vodič vedení až k místu poruchy a
  - ochranný vodič mezi místem poruchy a zdrojem;
• l_a proud v ampérech (A) vyvolávající automatickou funkci přístroje způsobujícího odpojení v době stanovené ve čl. 411.3.2.2 nebo čl. 411.3.2.3 normy ČSN 33 2000-4-41 ed. 3. Jestliže je použit proudový chránič, je tímto proudem jeho vybavovací reziduální proud.
• U_o jmenovité střídavé nebo stejnosměrné napětí vodiče vedení vůči zemi ve voltech (V).

V sítích TN mohou být pro ochranu při poruše (ochranu před nepřímým dotykem) použity následující ochranné přístroje:

• nadproudové ochranné přístroje;
• proudové chrániče (RCD).

Proudový chránič nesmí být používán v sítích TN-C.

Síť TT

Všechny neživé části chráněné společně stejným ochranným přístrojem musí být spojeny ochrannými vodiči se zemničem, který je pro všechny tyto neživé části společný. Pokud se použije několik různých ochranných přístrojů v sérii, platí tento požadavek samostatně pro všechny neživé části chráněné stejným přístrojem.
Nulový nebo střední bod silové napájecí sítě musí být uzemněn. Jestliže nulový nebo střední bod není k dispozici nebo není dosažitelný, musí se uzemnit vodič vedení.
Obecně se v sítích TT musí pro ochranu při poruše používat proudové chrániče (RCD). Jinak je možno použít pro ochranu při poruše i nadproudové ochranné přístroje za předpokladu, že je trvale a spolehlivě zajištěna dostatečně nízká hodnota impedance poruchové smyčky.
Jestliže je pro ochranu při poruše (ochranu před nepřímým dotykem) použit proudový chránič (RCD), musí být splněny následující podmínky:

• doba odpojení, jak je požadována ve čl. 411.3.2.2 nebo 411.3.2.4 normy ČSN 33 2000-4-41 ed. 3 a
• R_A x I_Δn ≤ 50 V
  kde je
  - R_A součet odporů zemniče a ochranného vodiče k neživým částem v Ω,
  - I_Δn jmenovitý reziduální vybavovací proud proudového chrániče (RCD) v A.

Jestliže je použit nadproudový ochranný přístroj, musí být splněna podmínka: Z_s x l_a ≤ U_o

kde je

• Z_s impedance v ohmech (Ω) poruchové smyčky obsahující
  - zdroj,
  - vodič vedení až k místu poruchy,
  - ochranný vodič k neživým částem,
  - uzemňovací přívod,
  - zemnič elektrické instalace a
  - zemnič zdroje;
• l_a proud v ampérech (A) vyvolávající automatickou funkci odpojovacího přístroje v době stanovené v čl. 411.3.2.2 nebo 411.3.2.3 normy ČSN 33 2000-4-41 ed. 3;
• U_o jmenovité AC nebo DC napětí vodiče vedení vůči zemi ve voltech (V).

Síť IT

V sítích IT musí být živé části izolovány od země nebo spojeny se zemí přes dostatečně vysokou impedanci. Toto spojení může být provedeno buď v nulovém nebo středním bodě sítě nebo v umělém nulovém bodě. Umělý nulový bod může být přímo spojen se zemí, jestliže výsledná impedance proti zemi je při frekvenci sítě dostatečně vysoká. Jestliže nulový nebo střední bod neexistuje, může se přes velkou impedanci uzemnit vodič vedení.
V případě jedné poruchy mezi živou a neživou částí nebo živou částí a zemí je pak poruchový proud malý a automatické odpojení se za předpokladu, že byla splněna níže uvedená podmínka nevyžaduje. Musí však být provedena opatření, aby se zabránilo nebezpečí škodlivých patofyziologických účinků na osobu, která se dotýká současně přístupných neživých částí v případě, kdy dojde ke dvěma poruchám současně.
Neživé části musí být uzemněny individuálně, po skupinách nebo společně. Ve střídavých sítích, aby bylo omezeno dotykové napětí, musí být splněna následující podmínka: R_a x I_a ≤ 50 V
kde je

• R_a součet odporů zemniče a ochranného vodiče k neživým částem v Ω;
• I_a poruchový proud v ampérech při první poruše o zanedbatelné impedanci mezi vodičem vedení a neživou částí. Hodnota la bere v úvahu unikající (svodové) proudy a celkovou impedanci uzemnění elektrické instalace.

V případech, kdy je síť IT navržena tak, aby nedocházelo k odpojení v případě první poruchy, musí být výskyt první poruchy indikován pomocí buď:

• hlídače izolačního stavu (IMD), který může být kombinován se systémem k lokalizování místa poruchy (IFLS), nebo
• přístroje pro monitorování reziduálního proudu (RCM), za předpokladu, že reziduální proud je dostatečně vysoký, aby byl detekován.

K tomu navíc může být použit systém k lokalizování místa poruchy (IFLS) podle normy ČSN EN 61557-9 ed. 3, aby indikoval místo první poruchy mezi živou a neživou částí nebo zemí nebo jiným referenčním bodem.
Po výskytu první poruchy, musí být podmínky pro automatické odpojení v případě výskytu druhé poruchy na jiném pracovním vodiči tyto:

• a) Jestliže jsou neživé části propojeny ochranným vodičem a společně uzemněny ke stejné uzemňovací soustavě, platí podmínky podobné jako pro síť TN a následující podmínky musí být splněny, jestliže nulový bod v případě střídavých sítí nebo střední bod v případě stejnosměrných sítí není vyveden: 2I_aZ_s ≤ U nebo kde nulový bod nebo střední bod je vyveden:2I_aZ'_s ≤ Uo
  kde je
  - U_o jmenovité AC nebo DC napětí ve V mezi fázovým vodičem a nulovým nebo středním vodičem; U jmenovité AC nebo DC napětí ve V mezi vodiči;
  - Z_s impedance poruchové smyčky v Ω obsahující vodič vedení a ochranný vodič obvodu;
  - Z'_s impedance poruchové smyčky v Ω obsahující nulový vodič a ochranný vodič obvodu;
  - l_a proud v A způsobující zapůsobení ochranného přístroje v čase požadovaném.
• b) Jestliže jsou neživé části uzemněny po skupinách nebo jednotlivě, platí tato podmínka: R_a x I_a ≤ 50 V
  kde je
  - R_a součet odporů v ohmech (Ω) zemniče a ochranného vodiče k neživým částem,
  - l_a proud v ampérech (A) vyvolávající automatickou funkci odpojovacího přístroje v době odpovídající tabulce 41.1 v čl. 411.3.2.2 pro sítě TT nebo době vyhovující čl. 411.3.2.4 normy ČSN 33 2000-4-41 ed. 3.

Neživé části elektrických zařízení, které jsou současně přístupné dotyku, jsou spojeny vodiči předepsaného průřezu se stejnou uzemňovací soustavou, a to buď jednotlivě, po skupinách nebo společně.
Neživé části přístrojů a zařízení netvoří část ochranného vodiče jiných zařízení kromě případů uvedených v normě ČSN 33 2000-5-54 ed. 3.
V ochranném pospojování se v každé budově vzájemně spojuje ochranný vodič, uzemňovací přívod a tyto vodivé části:

• kovová potrubí uvnitř budovy pro zásobování např. plynem, vodou apod.;
• konstrukční kovové části, jsou-li při normálním použití dosažitelné, např. kovové ústřední topení, klimatizace apod.;
• kovová armatura v betonu v případech, kdy je tato armatura přístupná a spolehlivě propojená.

Jsou-li takové vodivé části přiváděny do budovy zvenku, mají být pospojovány co nejblíže k místu, kde vstupují do budovy, je-li to možné.
Kovová potrubí vstupující do budovy, jež mají na svém vstupu izolační vložku, nemusí být spojena s ochranným pospojováním.
Vodiče ochranného pospojování se zřizují v souladu s normou ČSN 33 2000-5-54 ed. 3.
Jakékoliv kovové pláště telekomunikačních kabelů se s ochranným pospojováním spojují, ale s přihlédnutím k případným požadavkům vlastníka nebo provozovatele těchto kabelů.
V každé elektrické instalaci, ve které je použito ochranné pospojování, je hlavní ochranná svorka, ke které jsou připojeny:

• vodiče ochranného pospojování;
• uzemňovací přívody;
• ochranné vodiče;
• uzemňovací přívody pracovního uzemnění, přichází-li to v úvahu.

Je-li v objektu zřízena více než jedna uzemňovací svorka jsou tyto svorky navzájem propojeny.