Proudové chrániče (RCD, hovorově fíčko) jsou dnes povinnou a velmi účinnou ochranou. Neměly by proto chybět v žádné nově zrekonstruované elektroinstalaci pro každý obvod, ale i v přenosném stavebním rozvaděči apod. Slouží k ochraně uživatelů instalace před úrazem elektrickým proudem a předcházení vzniku požáru v důsledku závady na elektroinstalaci. V časopisu ElektroPrůmysl, vydání „září 2019“, jsme otevřeli téma „Proudové chrániče“, a to kapitolou „Přehled a použití“. Pro elektrotechniky je důležité znát, jak tyto přístroje fungují a jak se správně používají v instalaci vzhledem k požadavkům v daném místě instalace.
Konstrukce a princip fungování proudového chrániče
Chcete-li dobře pochopit fungování a zapojení fíčka, měli byste se nejprve seznámit s jeho konstrukcí. Hlavní součástí proudového spínače je proudový transformátor (součtový), právě díky němu zařízení funguje. Jeho úkolem je porovnat proud proudící v připojených vodičích. Proudové kontakty jsou místa, ke kterým připojujeme vodiče: fázový a neutrální, zatímco spínací páka umožňuje spustit chránič.
Fungování proudového chrániče využívá jev elektromagnetické indukce. Rozdíl mezi proudem tekoucím dovnitř a ven by měl být nulový - teoreticky. Prakticky to však nejčastěji může být maximálně 30 mA. Pokud hodnota diferenciálního proudu překročí přípustnou hodnotu, chránič odpojí obvod. Pokud je měření prováděno transformátorem, odhalí rozdíly v proudech proudících v připojených vodičích, vybavovací relé zafunguje a vypne přívod proudu. Správný provoz fíčka by měl být kontrolován nejméně jednou měsíčně. Když stisknete tlačítko na spínači, aktivuje se zkušební obvod, který simuluje rozdíl v proudech směrem do obvodu a opačně.
Důležitým předpokladem spolehlivé funkce proudového chrániče je uzemnění kovových krytů elektrických přístrojů. Uzemnění TN lze provést samostatným vodičem nebo přes uzemňovací kontakt zásuvky.
Typy proudových chráničů a jejich použití
Proudové chrániče se dělí podle různých faktorů, jako je typ detekovaného proudu, časová prodleva vybavení, počet pólů, citlivost a kombinace s jističem.
Čtěte také: Tipy pro výběr propojovací lišty na jističe
- Typy detekovaného proudu:
- Typ AC: chrániče citlivé na zbytkové sinusové proudy.
- Typ A: reagují na zbytkový sinusový proud a pulzující stejnosměrný proud.
- Typ F: podobné typu A, ale s rozšířenou detekcí pulzujících proudů, které mohou být generovány frekvenčními měniči.
- Typ B a B+: pokročilé chrániče, citlivé na zbytkový sinusový proud, konstantní pulzní a konstantní hladký proud při frekvenci do 1000 Hz. Jsou nezbytné, pokud se při provozu elektronického zařízení mohou vyskytnout poruchy s hladkými nebo téměř hladkými stejnosměrnými reziduálními proudy. V tomto případě nesmí být pro zajištění ochrany použity proudové chrániče typu AC, A nebo F, neboť jejich schopnost vybavení může být narušena potenciálními konstantními stejnosměrnými reziduálními proudy.
- Časová prodleva vybavení:
- Okamžitě vybavovací chrániče.
- Selektivní chrániče, které umožňují hierarchické zapojení.
- Počet pólů:
- Dvoupólové: pro jednofázové instalace.
- Čtyřpólové: pro třífázové instalace.
- Citlivost (diferenciální proud):
- Vysoká (10-30 mA): pro ochranu osob před úrazem elektrickým proudem. Ve vlhkých místnostech, sklepích, dětských pokojích se používají spotřebiče nastavené na 10 mA.
- Střední (100-300 mA): pro ochranu proti požáru.
- Nízká (500 mA a více): pro průmyslové aplikace. Tyto nízko citlivé chrániče odpojují napájecí zdroj, když diferenciální proud překročí 500 mA.
Schémata zapojení proudových chráničů
V praxi existují dva způsoby začlenění proudových chráničů do elektrického obvodu:
- Schéma zapojení RCD s individuální ochranou.
- Skupinový ochranný obvod pro spotřebitele.
První metoda se nejčastěji používá k ochraně spotřebičů s vysokým výkonem (např. elektrické sporáky, pračky, klimatizace, elektrické topné kotle nebo ohřívače vody). Individuální ochrana zahrnuje současné zapojení proudového chrániče a jističe, obvod je sériovým zapojením dvou ochranných přístrojů. Mohou být umístěny v samostatné krabici v bezprostřední blízkosti elektrického spotřebiče.
Při skupinové ochraně je k proudovému chrániči připojena skupina jističů napájejících různé zátěže. V tomto případě jsou jističe připojeny k výstupu proudového chrániče. Skupinový obvod RCD snižuje náklady a šetří místo v rozváděčích.
Zapojení v jednofázových systémech
Jednofázové přístroje mají 2 póly. Na rozdíl od jističů musí být k odpojovacím zařízením kromě fázových vodičů připojeny i nulové vodiče. Svorky, ke kterým se připojují nulové vodiče, se označují latinkou N. Ke vstupu chrániče v jednofázovém obvodu připojíme fázový (hnědý) a neutrální (modrý) vodič. Ochranný vodič propojíme např. pomocí svorkovnice. Fázový vodič na výstupu RCD by měl být připojen k elektrickému jističi, zatímco neutrální vodič může být připojen přímo k instalaci.
V jednofázové síti vyžaduje připojení jednoho proudového chrániče pro více spotřebičů výpočet jmenovitého proudu chrániče. Jeho zatížitelnost musí být stejná nebo větší než součet jmenovitých hodnot připojených jističů. Volba vypínacího prahu diferenciální ochrany je určena aplikací a kategorií nebezpečnosti objektu. Ochranné zařízení může být připojeno ve schodišťovém rozvaděči nebo v rozvodnici uvnitř bytu.
Čtěte také: Jednofázové propojovací lišty pro moderní elektroinstalace
Zapojení v třífázových systémech
Mnoho výkonných zátěží je navrženo pro napětí 380 V. Musí být vybaveny pěti vodiči - třemi fázovými vodiči, nulovým vodičem a ochranným vodičem. V mnoha oblastech existují zastaralé čtyřvodičové sítě, které nemají samostatný zemnicí vodič. V tomto případě musí majitel domu pro použití třífázového proudového chrániče sám vytvořit uzemňovací obvod a položit uzemňovací síť.
Pokud je uzemněn, neliší se instalace proudového chrániče v třífázové soustavě od připojení jednofázového ochranného uzemnění. Schémata zapojení a kritéria výběru ochranných zařízení zůstávají stejná. Ve složitějších elektrických systémech je připojení chrániče obdobné jako u jednofázového obvodu. Ke vstupu proudového chrániče připojíme všechny tři fáze a neutrální vodič. Na výstupu je ke každé fázi připojen elektrický jistič.
Při použití čtyřpólového chrániče v jednofázové síti se musí pamatovat na zachování funkce testovacího tlačítka. Chránič musíme připojit tak, aby byla fáze přivedena na svorky, ze kterých je v proudovém chrániči napájeno testovací tlačítko.
V případě třífázové zátěže napájené napětím 380 V lze jmenovitý proud vypočítat podle vzorce:
I = P / (1,73 * U)
Čtěte také: Průvodce koncovkami a lištami pro modulární systémy
kde:
- I je jmenovitý proud
- P je třífázový výkon zátěže
- U je třífázové napájecí napětí
Doporučení pro výběr proudových chráničů
Výběr vypínacího zařízení je založen na jmenovitém a rozdílovém proudu. Důležité upozornění: Číselná hodnota uvedená na proudovém chrániči, například 25 A, neoznačuje proud, při kterém chránič vybaví v případě přetížení. Jde pouze o maximální proudovou zátěž, kterou kontakty chrániče snesou, a to nikoli ideálně při trvalém zatížení. Je vždy lepší osadit FI s In alespoň o jeden stupeň vyšší, než je jistič před elektroměrem. Například pro obvod s jističem 25 A je z dlouhodobého hlediska vhodné zvolit proudový chránič s hodnotou 40 A, aby silové kontakty FI vydržely to, co vydrží kontakty jističe. Ledaže by se osadil lepší FI s integrovanou ochranou všech kontaktů proti přetížení.
Pokud je přípojka třífázová, měl by být použitý i třífázový chránič, právě kvůli možnosti rovnoměrného zatížení fází. Cenový rozdíl mezi jednofázovým a třífázovým chráničem je cca 100 Kč, přitom možnosti dalšího použití 3f chrániče jsou mnohem vyšší.
Pro zajištění toho, aby byly v případě použití proudových chráničů typu AC, A nebo F společně s proudovými chrániči typu B (nebo B+) v elektrických instalacích s několika zátěžovými obvody, použity proudové chrániče typu B nebo B+ předřazené proudovým chráničům typu A nebo F.
Chyby v zapojení proudových chráničů
Při používání proudových chráničů je nutné dodržovat určitá pravidla pro jejich zapojení. Navzdory jednoduchosti pravidel dochází k opakovaným chybám. Mezi základní chyby patří:
- Nesprávné pospojování nulového vodiče: Pospojování nulového vodiče musí být provedeno ve společném bodě před proudovými chrániči. Propojení nulových vodičů napájených různými ochrannými zařízeními vede k unikajícím proudům a vypínání ochranných zařízení.
- Chybné prohození vodičů: Chrániče Minia umožňují opačné připojení (prohození přívodu a vývodu proudového chrániče), ale musí být dodržena podmínka, že jsou opačně připojeny všechny vodiče proudového chrániče. Pokud bychom opačně připojili jen jeden vodič, dojde k situaci, že je narušen vektorový součet proudového transformátoru a chránič vyvolá nechtěné vypnutí.
- Nesprávné zapojení napájení stykače ovládaného z HDO: Protože HDO spíná nulový vodič, musíme napájení stykače připojit před proudový chránič. V případě zapojení stykače za proudovým chráničem vytváříme při sepnutí signálu HDO poruchový stav. Vzhledem k malému odběru proudu stykačem (obvykle 5 ÷ 10 mA pro stykače RSI) nemusí v obvodu dojít okamžitě k vybavení proudového chrániče. K vybavení dojde jen v případě, že v obvodu je nějaký unikající proud tak, aby součet unikajícího proudu a ovládacího proudu stykače převýšil hodnotu 15 mA, což je hranice vybavovacího proudu pro proudové chrániče pro doplňkovou ochranu.
- Používání "uzemnění": V tomto případě je nulový vodič připojen k tělesu chráněného elektrického zařízení. Toto uspořádání je nebezpečné, protože pokud dojde k přerušení nulového vodiče, může se na chráněném zařízení objevit fáze.
- Použití RCD jako jediného prvku: Fíčko nesmí být používáno jako jednotlivý prvek mezi zdrojem napájení a spotřebičem. Nechrání před zkratem nebo přehřátím vodičů. RCD musí být zapojeny do série s jističi.
- Nezemněné elektrické zařízení: Chráněné elektrické zařízení musí být uzemněno. Pokud tak neučiníte, jedná se o závažné porušení předpisů, které může mít negativní důsledky.
Důvodů pro vybavování proudového chrániče může být docela hodně: pokud po delší dobu nebyl s namontovaným proudovým chráničem žádný problém a najednou začal vybavovat, pak problém pravděpodobně spočívá ve vadné instalaci nebo v zařízení, které je k němu připojeno. Pokud namontovaný chránič způsobuje problémy od začátku, může to být způsobeno nesprávným připojením nebo špatným výběrem pro naši instalaci.
Instalace proudového chrániče a použití propojovacích lišt
Instalace proudových chráničů a automatických jističů je zřídkakdy obtížná. Moderní ochranné přístroje jsou k dispozici ve standardních modulárních skříních a montují se na lištu DIN. Pro montáž na lištu jsou vybaveny praktickým zacvakávacím uzávěrem. Pro připojení vodičů jsou vybaveny šroubovými svorkami nebo pružinovými svorkami, které umožňují bezšroubovou instalaci.
Propojovací fázové lišty umožňují propojení modulových přístrojů (např. jističů, chráničů, modulových vypínačů apod.) jednoduchým a profesionálním způsobem. Ve srovnání s klasickou instalací pomocí kabelových mostů nabízejí propojovací lišty následující výhody:
- spolehlivé přiřazení fází
- zpřehlednění rozváděče
- rychlejší instalace - úspora času
- kompaktní rozměry
Příkladem je propojovací lišta Eleman G-2L-1000/10, která je 1fázová 2pólová propojovací lišta 1P+N s nulou pro proudový chránič. Má tvar vidličky, 56 připojovacích míst, délku 1m, průřez 10 mm2, rozteč 17,8mm, pro jmenovitý proud do 63A a pro šroub M5-M6. Standardní délky lišt jsou 210 mm (propojení 12ti modulů) nebo 1 metr (56 připojovacích míst). Tyto standardní rozměry lze libovolně krátit (konce lišt doporučujeme osadit plastovými koncovkami).
Technická specifikace propojovací lišty:
- Materiál: plast + měď
- Max. proud: 63 A
- Průřez vodiče: 10 mm2
- Počet připojovacích míst: 56 (pro 1m lištu)
- Rozteč: 17,8 mm
- Typ: 1P+N (2 fázové řazení N L1 N L1 N ...)
- Tvar: vidlička
Důležité upozornění
Obsah tohoto článku slouží pouze pro informační účely. Zapojení a úpravy elektrických zařízení jsou odbornou činností, kterou musí vždy provádět kvalifikovaný elektrikář s potřebnou odborností a zkušenostmi. Nesprávná instalace nebo zásah do elektroinstalace může vést k vážným bezpečnostním rizikům, jako jsou úrazy elektrickým proudem nebo požáry. V případě jakéhokoli problému s proudovým chráničem dbejte na svou bezpečnost i bezpečnost svého majetku a vždy kontaktujte kvalifikovaného odborníka - elektrikáře, nikoli hobby elektro-kutila. Neodborné zásahy mohou vést k vážným rizikům, včetně úrazu elektrickým proudem nebo vzniku požáru. Pro zajištění spolehlivého a bezpečného řešení se vždy obraťte na zkušeného elektrikáře.
tags: #zapojení #propojovací #lišta #2p #pro #proudové