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.
Meze použitelnosti proudových chráničů v instalacích
Proudové chrániče se dnes používají ve všech nových instalacích a nové elektrotechnické předpisy počítají s doplňkovou ochranou jako univerzálním ochranným opatřením. Každý elektrotechnik by si ale měl být vědom jistých omezení, která vyplývají z principu funkce tohoto přístroje. V následujících bodech uvedeme nejčastější případy, kdy dochází ke znemožnění proudového chrániče a ochrana musí být řešena jiným způsobem (např. doplňující pospojování, oddělení obvodů).
Porucha mezi pracovními vodiči
Proudový chránič je schopen reagovat pouze na poruchy, při kterých vzniká reziduální proud, neboli jinými slovy dojde k úniku proudu proti zemi (do ochranného vodiče, dotyk osoby se živou částí, ...). Zkrat mezi pracovními vodiči je případ zkratu mezi pracovními vodiči, tj. mezi fází L (fázemi) a středním vodičem N, a přestože se jedná o poruchu, proudový chránič na ni nereaguje. Tato porucha musí být vypnuta jističem nebo pojistkou. Obdobná situace nastává při současném dotyku osoby mezi dvěma pracovními vodiči, kdy může dojít ke smrtelnému úrazu i přesto, že je použit citlivý proudový chránič.
Přerušení vodiče PEN před proudovým chráničem
V sítích TN-C sítě je ochrana závislá na celistvosti společného ochranného a pracovního vodiče PEN. V případě přerušení PEN vodiče se na neživou část dostane nebezpečné dotykové napětí. Při dotyku osoby s neživou částí je tělový proud vyhodnocen jako pracovní proud a proudový chránič nemá důvod k vybavení. Řešením je předepsané přizemnění vodiče PEN a vodičů PE v posledním místě rozdělení (rozvodnice, instalační krabice). Toto opatření snižuje dotykové napětí na neživé části a rovněž zaručí spolehlivé vypnutí proudového chrániče v případě dotyku osoby.
Trvale unikající proudy
Staré typy tepelných spotřebičů vytvářejí hodnoty unikajících proudů, které se blíží hodnotě vybavovacího proudu citlivého proudového chrániče. Nemusí tomu tak být vždy, ale přítomnost tepelných spotřebičů v instalaci by měla vždy znamenat zvýšenou pozornost. Obecně platí, že pokud se jedná o upevněné spotřebiče, požadované vypínací časy pro odpojení poruchy jsou 5 sekund a pak ani není důvod pro použití citlivého proudového chrániče.
V instalacích s kancelářskou a výpočetní technikou je běžné, že na omezený počet zásuvkových vývodů je napojen velký počet připojených přístrojů a zařízení. Protože se jedná o spotřebiče s poměrně malými příkony, většinou není problém s přetížením a rozšiřování se běžně dělá pomocí prodlužovacích kabelů s vícenásobnými zásuvkami. Vše je zdánlivě v pořádku až do okamžiku, než začne vypínat proudový chránič. Důvodem je celkový součet unikajících proudů spotřebičů s vyvedeným ochranným vodičem. Přitom se ale většinou jedná o předměty třídy II a ochranný vodič neřeší ochranu před úrazem elektrickým proudem, ale slouží pouze k odvedení nežádoucího rušení z odrušovacích filtrů zabudovaných spínaných zdrojů. Obvyklé hodnoty trvalých unikajících proudů jsou v jednotkách miliampér na jeden spotřebič (stolní počítač, kopírka, tiskárna, aj.). Přenosné počítače používají napájecí zdroje s velmi malými unikajícími proudy, obvykle pod 1 mA.
Pokud dochází k nežádoucímu vypínání proudového chrániče, pak se problémový obvod musí rozdělit na samostatné okruhy, případně použít ochranná opatření, kde se nepoužije proudový chránič (např. ochranné pospojování).
Rázové proudy v pracovních vodičích
Při návrhu nové instalace se nesmí zapomenout na vhodnou koordinaci mezi proudovými chrániči a připojenými spotřebiči, což je případ instalací se svodiči přepětí a spínání transformátorů s vysokým nárazovým proudem. Nesmí se zapomínat na to, že každý typ proudového chrániče je konstruován na určitou odolnost proti rázovým proudům. Běžné typy proudových chráničů mají odolnost do 250 A, u chráničů s krátkodobým zpožděním (typ G) je odolnost 3 kA a selektivní typy jsou obvykle konstruovány pro odolnost do 5 kA. Zkoušky jsou prováděny rázovou vlnou 8/20 µs, což je shodný tvar vlny, který se používá při zkouškách svodičů přepětí.
V lékařsky využívaných prostorech, kde jsou instalovány rentgeny a tomografy, se musí použít citlivé proudové chrániče (do 30 mA) se zpožděním, a to buď typ G, nebo typ R (pro rentgeny).
V instalacích se svodiči přepětí je nutno se vyvarovat použití proudového chrániče před svodiči přepětí třídy II (třída C). Když se použije například svodič přepětí se jmenovitým rázovým proudem 20 kA a proudový chránič má odolnost 3 kA, pak je odolnost celé instalace pouze 3 kA. To je důvod, proč se toto zapojení svodičů za proudovým chráničem nedoporučuje a například v Německu je tato kombinace zakázaná. Tato nevhodná situace se dá poněkud vylepšit pomocí zapojení 3+1, kdy jsou svodiče zapojeny mezi fázové vodiče a N vodič a mezi N vodičem a PE vodiči je připojen výkonný svodič (viz část věnovaná koordinaci proudových chráničů se svodiči přepětí).
Vnější vlivy a nevhodné krytí
Proudové chrániče jsou většinou konstruovány pro domovní a podobné použití, proto se předpokládá jejich používání v běžných podmínkách. Stupeň krytí je IP 20 (dotyk prstem) a přístroj spolehlivě funguje pouze v předpokládaném základním prostředí. V prostředích s vysokou vlhkostí, agresivním prostředí v chemických provozech, prostředí bazénů aj., je nutné zajistit vysoké krytí, případně zajistit nucenou ventilaci rozváděče z normálního prostředí bez výskytu škodlivých látek. Jako velmi problematické je možné označit použití staveništních rozváděčů, kde je poměrně běžné, že dveře zůstávají otevřené a tím je porušena podmínka pro instalaci přístrojů s krytím 20. Působením vnějších vlivů dochází k výraznému zkrácení životnosti všech přístrojů v rozváděčích.
Ochrana před požáry
Proudové chrániče s citlivostí do 300 mA výrazně zvyšují bezpečnost instalací v prostředí se zvýšeným nebezpečím požárů. Jsou schopné zajistit ochranu před působením plazivých proudů, to znamená všechny situace, kdy unikající proud působí mezi fázovým vodičem a zemí. Toto řešení ale neposkytuje žádnou ochranu v případě, kdy dochází ke vzniku oblouku mezi pracovními vodiči (paralelní porucha) nebo oblouk vznikne na nedokonalém spoji v sérii pracovního proudu. Tomuto stavu se říká sériová porucha a nereaguje na ni ani jistič, pojistka nebo proudový chránič.
Ze statistik požárů v různých zemích Evropy vyplývá jedna důležitá informace, že působení elektrického proudu je připisováno až do 33% všech požárů (Německo), některé statistiky hovoří o 20 až 25% (Česká republika, Rakousko). Důležité je také to, že tzv. paralelní poruchy, včetně plazivých proudů, zapříčiní kolem 10 % požárů, kdežto sériové poruchy představují kolem 90 % všech požárů od elektrické instalace. Aby bylo možné zaručit ochranu ve všech případech, začíná se v Evropě prosazovat používání přístrojů pro ochranu proti oblouku AFDD (angl. Arc Fult Detection Device), pro které se také zavádí označení požárové jističe. Jedná se o zcela nový typ přístroje, který pomocí vestavěné elektroniky s mikroprocesorem a pamětí trvale monitoruje průběh odebíraného proudu a je schopen reagovat na všechny druhy oblouků. Vzniklý oblouk se projevuje neharmonickým průběhem odebíraného proudu s rušením, na které je elektronický obvod schopen reagovat. Porovnáním změřených průběhů se známými záznamy v paměti se posoudí situace, a pokud je průběh odebíraného proudu vyhodnocen jako oblouk, dojde k rychlému odpojení AFDD. Důležitým kritériem pro spolehlivou funkci je odolnost proti nežádoucím vypínáním, to znamená, aby AFDD reagoval jen na nebezpečné případy a byl dostatečně odolný proti rušení od běžných provozních stavů spotřebičů (jiskření komutátorových motorů, sváření elektrickým obloukem, jiskření při spínání kontaktů atd.). Podle filozofie řešení jednotlivých výrobců jsou k dispozici různé typy, a to jak samostatné AFDD moduly montované k jističi, nebo proudovému chrániči, nebo kombinované typy jističe, proudového chrániče a AFDD v jednom přístroji. Toto provedení poskytuje všechny potřebné ochranné funkce, se kterými se v nových instalacích počítá tj. ochrana proti nadproudu, ochrana před úrazem a ochrana před vznikem požáru.
