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.
Selektivita proudových chráničů
Každá instalace by měla být navržena tak, aby byla dostatečně odolná proti nežádoucím výpadkům v napájení. Při nevhodném návrhu dochází k situacím, že proudové chrániče sice zvyšují bezpečnost, ale na druhé straně způsobují častější vypínání napájení instalace. V instalacích, kde jsou proudové chrániče instalovány za sebou, je nutné vyžadovat jejich selektivní vypínání, aby byla odpojena pouze ta část instalace, na které vznikla porucha. Selektivita mezi sériově řazenými přístroji může být buď plná, nebo částečná.
Plná selektivita mezi proudovými chrániči je zaručena při současném splnění těchto dvou podmínek:
- předřazený proudový chránič je typu S (s větší dobou nepůsobení, než má přiřazený proudový chránič) = časová selektivita.
- předřazený proudový chránič má vyšší hodnotu jmenovitého reziduálního proudu, než přiřazený proudový chránič = proudová selektivita.
Vzhledem k toleranci vypínacích časů v mezích 50 až 100% IΔn vychází, že předřazený chránič by měl mít alespoň dvakrát vyšší hodnotu reziduálního proudu, než má přiřazený chránič, aby se neprotnula jejich toleranční pásma. U nejpoužívanějších typů chráničů pro domovní použití jsou hodnoty jmenovitých reziduálních proudů většiny chráničů odstupňovány v řadě s násobkem tří jako IΔn = 10, 30, 100, 300, (500), 1 000 mA. Tím se zároveň eliminuje riziko při dotyku charakteristik. Takže v běžných instalacích vychází obecné pravidlo pro selektivní řazení:
IΔn1S ≥ 3 ∙ IΔn2
kde:
IΔn1S selektivní proudový chránič (typ S),
IΔn2 proudový chránič pro všeobecné použití (tj. bez zpoždění nebo typ s dobou nepůsobení 10 ms - typ G, nebo jeho ekvivalenty).
S uspořádáním dvou chráničů v sérii vystačíme v naprosté většině případů našich instalací TN. Při nutnosti selektivního odstupňování tří úrovní proudových chráničů se postupuje obdobně a pak se na vstupu použijí proudové chrániče s nastavitelnými parametry (viz CBR nebo MRCD podle ČSN EN 60947-2).
Částečná selektivita dvou proudových chráničů nastane v případě, kdy není možné splnit současně jak časovou tak i proudovou podmínku selektivity. Pak ale není možné dát jednoduchou odpověď na otázku, jestli bude kombinace chráničů dostatečně odolná proti nežádoucímu vybavení.
- Příklad 1: Proudový chránič s citlivostí 30 mA má v instalaci předřazený chránič s citlivostí 300 mA. Oba jsou bez zpoždění. Tato kombinace nemá časovou selektivitu. Ani velký odstup citlivostí nestačí. Kombinace by byla selektivní jen v omezeném rozsahu, při pomalu narůstajícím reziduálním proudu (například pomalé navlhání izolace). Jakýkoli náhle vzniklý poruchový proud, jakým je například zkrat proti ochrannému vodiči, zaregistrují oba chrániče a s velkou pravděpodobností také oba vybaví.
- Příklad 2: Předřazený chránič typu G s citlivostí je 100 mA, použitý za účelem zachování vysoké odolnosti instalace proti nežádoucím vybavením (do 3 kA). Chránič na straně zátěže s citlivostí 30 mA je bez zpoždění.
Proudový chránič typu G má sice zpoždění vypnutí minimálně 10 ms, ale má stejně definované hranice pro maximální vypínací časy, jako u typu bez zpoždění. V této kombinaci by určitě došlo ke zlepšení selektivity, oproti Příkladu 1 se dvěma nezpožděnými chrániči v sérii. Typické hodnoty vypínacích časů při jmenovitém reziduálním proudu u typů bez zpoždění jsou cca 10 – 25 ms, u typů s dobou nepůsobení 10 ms je to obvykle těsně pod 200 ms. Zapojení se s velkou pravděpodobností bude chovat dostatečně selektivně, ale vzhledem k definici společných částí charakteristik (od 10 do 40 ms) není plná selektivita garantována. - Příklad 3: chránič na straně zdroje s citlivostí 500 mA je selektivního typu (S) a chránič na straně zátěže má citlivost 300 mA, typ bez zpoždění.
Odstup hodnot jmenovitých reziduálních proudů je menší, než minimálně požadovaný poměr citlivostí, ale to v tomto případě nezpůsobí problém, protože skutečné vypínací charakteristiky jsou ve výrobě nastavovány přibližně do poloviny tolerančního pásma (cca 75 % IΔn). Časové zpoždění prvního chrániče je v pořádku a ošetří se jím všechny poruchové stavy s rychlým nárůstem poruchového proudu.
Samočinné a dálkové zapnutí
Nejnižší odolnost májí samozřejmě proudové chrániče bez zpoždění (odolnost proti rázovým proudům do 250 A). Podstatně vyšší odolnost mají typy se zpožděním, které byly zkonstruovány právě za účelem co nejvyšší odolnosti proti nechtěným výpadkům napájení. Další zlepšení přináší selektivní řazení, pokud je použito.
Přes veškerou snahu o zvýšení odolnosti proti nechtěnému vybavení však nastávají situace, kdy už dojde k vypnutí proudového chrániče. Pak je nutné zajistit jeho opětovné zapnutí. Ne vždy je okamžitě k dispozici obsluha a pak přichází ke slovu přístroje pro dálkové zapnutí. Starší typy byly řešeny jako motorové pohony s jednoduchým dálkovým ovládáním pomocí vodičů. Většina dnes používaných přístrojů je koncipována jako autonomní pohony s vlastní logikou, s možností automatického provozu. V případě vypnutí chrániče se automaticky aktivuje přístroj pro samočinné zapnutí. Doba opětovného zapnutí je obvykle v jednotkách minut. Napájení těchto přístrojů je buď z baterie, nebo záložního zdroje (UPS). Je také možné zvolit počet opakovaných pokusů. Teprve po posledním opakovaném vybavení chrániče vyšle přístroj automatického zapínání signál pro obsluhu, že v instalaci je porucha. Nejnovější typy přístrojů pro samočinné zapnutí jsou vybaveny vyspělejšími možnostmi. Po vybavení chrániče se nejprve spustí automatické měření izolačního stavu. Jsou-li změřené hodnoty v předepsaných mezích, přístroj provede automatické zapnutí. Přetrvává-li porucha i po delším čase (nastavený interval monitorování), pak se teprve vyšle informace o poruše. Jistým paradoxem je, že někteří výrobci nejnovějších typů pohonů se zaměřují hlavně na co nejlepší funkčnost vlastního pohonu, ale příliš neřeší odolnost vlastního proudového chrániče. Pokud je instalován chránič se zvýšenou odolností, pak se jedná o optimální řešení pro nejnáročnější aplikace.
Cena přístrojů pro samočinné zapnutí sice představuje jednorázovou investici, ale na druhé straně se ušetří náklady za opakované výjezdy a zredukuje se doba, kdy je zařízení mimo provoz.
