Proudové chrániče - 3. díl

Typografie
  • Nejmenší Malé Střední Velké Největší
  • Default Helvetica Segoe Georgia Times

V dnešní době je k dispozici velký sortiment typů proudových chráničů s různými vlastnostmi, se kterými je bez problémů možné zajistit vysokou míru bezpečnosti a současně vyřešit i problémy s nežádoucím vypínáním. Obě hlediska jsou důležitá a tomu je třeba podřídit výběr vhodných typů. Třetí díl je zaměřený na časovou závislost vypnutí.

Časová závislost vypnutí

Nejčastěji používané typy proudových chráničů vybavují co nejdříve po vzniku reziduálního proudu. Krátké doby vybavení omezují dobu průchodu proudu tělem člověka. Při měření během revize při jmenovitém reziduálním proudu se naměří vypínací časy v rozmezí od 15 do 30 ms, což odpovídá reakci vybavovacího relé s permanentním magnetem. V porovnání s mezní dobou vybavení 300 ms je to velmi krátká doba. Ale ne vždy je žádoucí okamžitá reakce, jako například v obvodech s krátkodobým rušením, svodiči přepětí, při zapínání obvodů s proudovými rázy a jiné. V těchto případech je nutné použít typy se zpožděnou reakcí, které jsou imunní vůči rušení a přitom zaručí vybavení v předepsaných časech.

proudove chranice 3 1
Proudové chrániče se zpožděným vypínáním obsahují elektronický zpožďovací obvod, který má definovanou určitou dobu nepůsobené, nebo jinými slovy, proudový chránič během doby nepůsobení nereaguje na jakýkoli reziduální proud. Princip funkce zpožďovacího obvodu je poměrně jednoduchý a je známý již téměř padesát let (první patent podal Dr. Gottfried Biegelmeier v Rakousku roku 1957). Nejdůležitější součástkou je kondenzátor, který se nabíjí z napětí sekundárního vinutí proudového transformátoru. Krátké pulzy reziduálního proudu nedodají dostatečnou energii k nabití kondenzátoru, teprve delší působení, nebo velké energie zajistí dostatečné napětí na kondenzátoru a tím se otevře klopný člen (diak, tyristor). To vede k vybití kondenzátoru do vinutí vybavovacího relé. Protože se jedná o impulzní vypínání s dostatečně velkou energií, vybavení je zaručeno s dostatečnou rezervou. To také, v porovnání s typy bez zpoždění, výrazně zvyšuje spolehlivost vybavení proudového chrániče, což je velmi důležité hledisko ve všech instalacích.

proudove chranice 3 2
Výběrem parametrů jednotlivých součástek zpožďovacího obvodu je možné nastavit různě dlouhé doby nepůsobení (min. 10 ms u typu G nebo 40 ms u selektivního typu). První typy G byly vyrobeny již koncem padesátých let minulého století firmou Felten & Guilleaume (později Moeller, dnes firma Eaton).

Označení typu chrániče podle časové závislosti vypnutí

 proudove chranice 3 4

  • Proudový chránič pro všeobecné použití – nezpožděný.
    Odolný proti rázovému proudu 250 A při tvaru vlny 8/20 μs.
    Vypínací čas není zdola omezen, proto reaguje i na krátké proudové rázy.
    Splňuje podmínky ochrany osob před přímým i nepřímým dotykem.

 proudove chranice 3 5

  • Proudový chránič s dobou nepůsobení nejméně 10 ms (se zpožděním 10 ms).
    Zvýšená odolnost proti rázovým proudům do 3 kA (8/20 μs).
    Horní hranice vypínací doby je stejná jako u chráničů pro všeobecné použití (bez zpoždění).
    Splňuje podmínky doplňkové ochrany při přímém dotyku se živou částí.
    Užívá se všude, kde je třeba omezit nežádoucí vypínání proudových chráničů krátkými proudovými rázy (svodiče přepětí třídy II a III - třídy C a D), atd.

 proudove chranice 3 6

  • • Proudový chránič s dobou nepůsobení nejméně 40 ms, selektivní,
    Vysoká odolnost proti rázovému proudu 5 kA (ČSN EN 61008 požaduje 3 kA).
    Splňuje podmínky i pro rychlost vypnutí 0,4 a 0,2 s pro ochranu neživých částí.
    Typ S se užívá jako hlavní chránič, případně v kombinaci se svodiči přepětí třídy C. Výrazně omezuje nežádoucí vypínání.

proudove chranice 3 3

Výrobkovými normami je stanoveno, že proudový chránič nesmí vybavit, nepřekračuje-li střídavý reziduální proud hodnotu 0,5 IΔn (50 % IΔn), v rozmezí od 0,5 do IΔn má dojít k vybavení a při hodnotě IΔn a více musí proudový chránič vybavit. Toto poměrně velké rozmezí činí potíže například u spotřebičů s trvale unikajícími proudy, protože proudový chránič může teoreticky vybavit hodnotě těsně převyšující 50% IΔn. Z tohoto důvodu jsou dnes k dispozici nové typy, které mají zúženou toleranci rozmezí s garantovanou tolerancí výrobce 75 – 100 % IΔn (firma Eaton je nabízí jako řadu digitálních technologií).

proudove chranice 3 7
Odolnost proti rázovému proudu s tvarem vlny (8/20) μs udává hodnotu rázové vlny proudu protékajícího pracovními vodiči, při které chránič ještě nesmí vypnout. Vlivem jisté nesymetrie jednotlivých průvlaků (vinutí) uvnitř součtového transformátoru může dojít k vybavení, ačkoliv nedošlo ke vzniku reziduálního proudu. Tvar rázové vlny proudu (8/20) μs má vrchol, kde 100 % je impulzní proud Ip (250 A, 3 kA, 5 kA odpovídající odolnosti typů bez zpoždění, typu G a S). Tento tvar zkušební vlny je stejný i pro zkoušky svodičů přepětí třídy II a III (třídy B, C, D podle německých norem VDE 0675). V dokumentaci pro starší typy chráničů se ještě setkáváme i s odkazem na tvar tlumené rázové vlny proudu 100 kHz, 100/0,5 μs. Například pro proudové chrániče pro všeobecné použití je minimální hodnota odolnosti proti vybavení 200 A.

proudove chranice 3 8
Definice typu G s dobou nepůsobení 10 ms (zkratka z něm. Gewitter = bouřka) byla zavedena v Rakousku (dnes ÖVE E 8601) jako řešení problémů s nežádoucím vypínáním proudových chráničů vlivem přepětí při bouřkách. V posledních letech je patrné, že většina výrobců postupně zavedla do svého sortimentu typy se zpožděním, ať už pod označením G, nebo s vlastním označením (Hpi, Si, kv aj.). Důvodem je skutečnost, že bez zpožděných typů není možné uspokojivě vyřešit některé komplikace s nežádoucím vypínáním. Velmi důležité je, že typ G má stejné meze vypínacích časů, jako běžné chrániče bez zpoždění a proto se řadí do skupiny proudových chráničů pro všeobecné použití. Na jejich základě vzniklo více typů pro speciální aplikace, například typ R (Röntgen) pro obvody s rentgeny, typ U pro frekvenční měniče, novější typy F a mnoho jiných.

proudove chranice 3 9
Poznámka: Označení G se používá v mnoha zemích pro typy s krátkým zpožděním, ale není uvedeno v IEC normách. S písmenem G se tam setkáme jako s označením pro chrániče pro všeobecné použití (General = obecné použití), tedy se všemi typy s dobou vypnutí o 300 ms při jmenovitém reziduálním proudu.

Bezplatný odběr časopisu

Chcete odebírat časopis ElektroPrůmysl.cz zdarma? Napište Vaše jméno a e-mail, poté klikněte na tlačítko odebírat.

Časopis vychází 1x měsíčně.

Aktuální číslo časopisu

ElektroPrumysl

ElektroPrůmysl.cz, červenec 2024

Číslo je zaměřené na spínací techniku, bezpečnost strojních zařízení, hromosvody a uzemnění.

Nadcházející webináře | kurzy

Zajímavé odkazy

Na vybrané modely termokamer Hikmicro sleva 15% Jsou to ideální špičkové nástroje pro profesionály v těžkém průmyslu i pro běžnou kontrolu. Akce platí od 20.6. do 20.7.
Nový design vypínačů a zásuvek si elektrikáři hned oblíbili! Zaujal je novými matnými barvami, plochým tvarem a také dobrou cenou. Třešničkou na dortu je ovládání mobilem.
Decentralizovaná automatizace, žádná řídicí skříň Přejděte do praxe, decentralizujte, modularizujte, kombinujte technologie, jednejte efektivněji ve spotřebě energií, omezujte a zjednodušujte složitost a nacházejte chytrá řešení.
Training services portal: jedna platforma – mnoho možností Využijte přístup ke školením s mnoha tématy, která jsou přizpůsobena Vašim potřebám. Na portálu najdete nabídku jak bezplatných, tak i placených kurzů, online nebo prezenčně, v češtině i v dalších jazycích.

Najdete nás na Facebooku