Proudové chrániče - 5. 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.

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).

Stepan 5 1

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.

Stepan 5 2

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).

Stepan 5 3

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).

Stepan 5 4

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.

Stepan 5 5

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.

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, duben 2024

Číslo je zaměřené na kvalitu elektrické energie, energetiku, elektromobilitu a alternativní zdroje energie.

Zajímavé odkazy

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.
Inspekční minikamera s bezdrátovým přenosem obrazu První inspekční minikameru na světě, která využívá k přenosu obrazu vestavěný wi-fi hotspot pro pohodlné a bezpečné inspekce i těch nejnepřístupnějších míst.
Vyhrajte termokamery Hikmicro nebo multimetry Fluke! Odpovězte na jednoduchou otázku a vyhrajte grafický multimetr Fluke 289 nebo špičkovou termokameru Hikmicro B20. Vstupenku na Amper 2024 obdrží každý.
Schneider Electric | Vezměme to prakticky! EcoStruxure Power Design – NOVINKY | Nejširší nabídka 3f UPS na trhu |Spínací, jistící a ochranné přístroje | VN rozváděče bez plynu SF6 | EcoStruxure for eMobility – nabíjecí stanice | Jak jednoduše vybrat správný 3f zdroj UPS

Najdete nás na Facebooku