Fenomén proudového chrániče v projektech, montážích a při revizích elektrických instalací budov
 | |
| Fenomén proudového chrániče v projektech, montážích a při revizích elektrických instalací budov Ing. Miloslav Valena, soudní znalec v oboru elektrotechnika, V úvodu by chtěl autor vysvětlit poněkud zvláštní název tohoto příspěvku, který původně souvisel s jeho přednáškovou činností na Slovensku. I tam se již začala vydávat řada předpisů souboru IEC 364 (STN 33 2000), která tvoří logickou sestavu těchto předpisů, a potvrzuje tak pravidlo, že předpisy IEC 364 jsou souborem a jako soubor je nutné je také používat. V Česku, vzhledem k dřívějšímu zavádění uvedeného souboru, by měla být tato skutečnost již zcela zřejmá a měla by být akceptovatelná i největšími odpůrci těchto nových předpisů. Předmětem předkládaného příspěvku není hodnocení výhod či rizik tohoto souboru, ale pouze jedna z relativně nových věcí obsažených v souboru. Je to používání proudových chráničů v mnohem větší míře než doposud, a to včetně chráničů s časovým zpožděním (typ G a S) a chráničů s nadproudovou spouští. Začíná to projektem Projektant říká: „Máme navrhovat novou instalaci budovy podle nových předpisů, dáme tam tedy proudový chránič. Tím nic nezkazíme.„ A tak se v projektech objevují proudové chrániče i tam, kde je jejich použití zcela zbytečné, někdy dokonce až škodlivé. Navíc má autor dojem, že projektanti jiný proudový chránič než s vybavovacím proudem 30 mA neznají, takže se setkáváme s hlavním proudovým chráničem 30 mA ve funkci hlavního vypínače rozváděče se šedesáti vývody převážně pro výpočetní techniku nebo pro napájení řady chladicích a mrazicích pultů jednoho nejmenovaného supermarketu. A to nemluvíme o tak nízkých důvodech, jako je výpočet honoráře projektanta podle nákladů. Autor se v žádném případě nechce dotknout projektantů jako takových, jen ho udivuje přístup některých z nich – držitelů razítek se státním znakem, bez kterého nemáte na stavebních úřadech nárok na cokoliv, i kdybyste byli Einsteinem mezi projektanty. Ale o tom až dále. I někteří naši revizní technici šli s dobou. Běžné bylo, že při revizi byla vytýkána absence proudového chrániče, bohužel i v instalacích v soustavě TN-C, kde byla prováděna pouze oprava zakončená, z důvodu „většího efektu pro zákazníka„, právě revizí. A to nemluvíme o závadách při pravidelných revizích na instalacích z osmdesátých let dvacátého století, kde pouze použitím proudového chrániče lze odstranit „vážnou bezpečnostní závadu„. Co na tom, že chránič vlastně použít nelze. Zákazník je většinou laik, který jediný rozdíl mezi chráničem a jističem vidí ve své peněžence. Tady si autor dovolí zveřejnit řečnickou otázku, kterou klade při svých školeních. „Jaký je zásadní rozdíl mezi proudových chráničem a jističem? No přece cena, dámy a pánové.„ Jenže tady revizní technik ukazuje světu, že zná i nové předpisy, přestože jim vlastně nerozumí. Bohužel! Zde na tomto místě by se autor rád omluvil všem těm projektantům i revizním technikům, kteří se takto nechovají, s trochou nadsázky je však nutné říci, že tito „odborníci„ se po letech stále vyskytují i v Česku. Bohužel se tato „nákaza„ objevuje i na Slovensku, což autor zjišťuje při svých přednáškách. K čemu tedy proudový chránič vlastně slouží? Proudové chrániče výrazně zvyšují bezpečnost osob před úrazem elektrickým proudem a chrání majetek před vznikem požáru od elektrické instalace. Vyznačují se jednoduchou montáží, vysokou spolehlivostí, malými rozměry a snadnou kontrolou funkce, kterou může provádět i laik. Nasazením proudových chráničů se dospěje k vysokému stupni ochrany při nutnosti splnit několik základních, většinou nenáročných podmínek. Mezi nesporné výhody použití proudových chráničů patří:
 Obr. 1. Nasazením proudových chráničů se dospěje k vysokému stupni ochrany při nutnosti splnit několik základních, většinou nenáročných podmínek. Nasazení proudových chráničů v širokém měřítku posouvá míru bezpečnosti na vysokou úroveň, která je běžná v zemích, kde se proudové chrániče používají již mnoho let. Stručná historie používání proudových chráničů Na podkladě poznatků o účincích elektrického proudu na živé organismy byl už v roce 1928 v Německu patentován „ochranný vypínač chybového proudu„. Využití v praxi na sebe nechalo čekat až do padesátých let, přičemž citlivost těchto chráničů byla maximálně 100 mA. Používaly se v energetických sítích jako indikátor zhoršujícího se izolačního stavu elektrických zařízení a rozvodů (ochrana neživých částí). Začátkem 60. let minulého století se začalo se zaváděním proudových chráničů s reziduálním proudem 30 mA i jako doplňující ochrany před přímým dotykem (ochrana živých částí). V 70. letech byly k dispozici přístroje se jmenovitým reziduálním proudem 30 mA s dostatečnou spolehlivostí, a proto mohly být v roce 1977 uvedeny mezinárodní normou IEC jako doplňující ochrana osob před dotykem živých částí. Ochrana neživých částí proudovým chráničem byla uvedena v ČSN 34 1010 (1965) a nyní zavádí ČSN 33 2000-4-41 i doplňkovou ochranu živých částí. Všeobecné používání proudových chráničů výrazně zvyšuje úroveň bezpečnosti elektrických zařízení a instalací. Princip činnosti proudového chrániče Proudový chránič se skládá ze součtového proudového transformátoru, velmi citlivého relé a spínacího mechanismu. Proudovým transformátorem prochází všechny pracovní vodiče (L1, L2, L3, N) ke spotřebiči. Za normálních podmínek je vektorový součet proudů ve všech pracovních vodičích roven nule a v sekundárním vinutí se neindukuje žádné napětí. Jestliže dojde za chráničem ke vzniku proudu tekoucího z fázového vodiče do země (zkrat na kostru stroje, popř. dotyk osoby), vznikne rozdíl mezi porovnávanými proudy. Tento rozdíl proudů (reziduální proud ID) indukuje v sekundárním vinutí transformátoru napětí, které pomocí citlivého relé uvede v činnost spící mechanismus, a dojde k rychlému odpojení poruchy od sítě. Časy vypnutí se stanovují asi do 300 ms, v reálném stavu se pohybují v časech 10 až 30 ms,což je podstatně méně než dovolený vypínací čas 0,4 s (ČSN 33 2000-4-41). Proudový chránič je tedy elektrický ochranný prvek, který detekuje a vyhodnocuje reziduální (rozdílový) proud v pracovních vodičích obvodu a vypíná obvod při překročení hodnoty reziduálního proudu, pro který je chránič nastaven. Dojde-li ke vzniku nadproudu v pracovních vodičích, proudový chránič nevyhodnotí tento poruchový stav jako chybu. Proudový chránič proto nejistí před nadproudy (přetížení, zkrat), dovolte autorovi trochu nadsázky – prostě si jen tak v rozváděči „lebedí“ a nějaké přetížení či zkrat ho vůbec nevzrušují. Vypadá to velmi jednoduše, jenže když od elektrikáře začátkem roku 2006 slyšíte: „Proč tam dávat ještě jistič (zásuvka venku pro sekačku), když tam už je přece proudový chránič, že?„ Ochrana před nadproudy se musí zajistit předřazením pojistky nebo jističe, přičemž hodnoty jmenovitého proudu jisticího prvku předepisuje výrobce chrániče. Velikostí předřazené pojistky nebo jističe je podmíněna zkratová odolnost proudového chrániče, proto je často používán přesnější pojem – podmíněná zkratová odolnost. Z principu činnosti proudového chrániče vyplývá jeden závěr. Proudový chránič není schopen vyhodnotit dvoupólový dotyk osoby mezi pracovními vodiči. Pravděpodobnost vzniku tohoto stavu je ovšem při obvyklém používání velice malá.  Obr. 2. Princip činnosti proudového chrániče A zde se setkáváme s prvním velkým nepochopením funkce proudového chrániče, a to, že nejistí před nadproudy! Dodnes se autor setkává s tím, že místní „všeuměl„ připojí zákazníkovi třífázovou zásuvku pro pilu 16 A na zahradě „po novu„ pouze přes proudový chránič a chybějící jistič zdůvodní tím, že už je tam přece chránič (viz příklad výše). Další skupinou problémů vyplývajících z neznalosti funkce chrániče je jejich zapojování do původních obvodů, převážně provedených v soustavách TN-C. Když si odmyslíme skutečnost, že tento „všeuměl„ brzy zjistí, že chránič nelze zapnout, tak následné úpravy zapojení jsou většinou takového rázu, že odporují všemu, na co lze jen pomyslet. Závěrem k této části používání chráničů lze jen konstatovat, že pracovník chápající proudový chránič pouze jako výplod nových předpisů by se měl raději živit politikou než elektrotechnikou, protože tam tak bezprostředně neohrožuje bezpečnost svých spoluobčanů. Ačkoliv události posledních dnů tuto skutečnost minimálně dost narušují. Děkujme Bohu, že proudový chránič nemá všeobjímající imunitu jako naši politici a že není z Marsu. Kdy se vlastně chránič musí použít? V první řadě je nutné si uvědomit, že proudový chránič je pouze „ochranný prvek„ postavený na roveň pojistce nebo jističi. V druhé řadě lze konstatovat, že případů povinného použití chrániče v předpisech IEC 364 zase není tolik. Uveďme alespoň některé: ČSN 33 2000-4-47 – Zásuvka do 20 A pro spotřebiče držené v ruce venku užívané jen přes chránič s vybavovacím proudem 30 mA. POZOR v Čechách pouze zásuvka do 16 A, A tak bychom mohli ještě chvíli pokračovat. Pro příklad zvolíme způsob použití proudových chráničů v zemědělských objektech a na staveništích, což jsou nejobvyklejší prostory s vysokým nebezpečím úrazu. Zemědělské objekty Nebezpečí úrazů a požárů způsobených elektrickým proudem je v zemědělských objektech zvlášť vysoké. Příčina spočívá jednak v obtížných provozních podmínkách elektrických spotřebičů a zařízení (vlhkost, agresivita prostředí, snadno zápalné látky v bezprostřední blízkosti elektrických instalací a spotřebičů), jednak v častých neodborných zásazích do elektrického rozvodu a v nedbalém dodržování základních bezpečnostních předpisů. V zemědělských objektech se rovněž vyskytují prostory s nebezpečím požáru snadno zápalných látek (sklady sena, slámy, některé úpravny zrnin, šrotovny apod.), jejichž ochranu lze zajistit proudovým chráničem s IDn Ł 30 mA (až do 500 mA). V zemědělských objektech se základní ochranou samočinným odpojením od zdroje je nutné zvýšit ochranu osob použitím doplňkové ochrany proudovými chrániči s IDn Ł 30 mA v těchto případech: a) u zásuvkových obvodů ve všech nebezpečných a velmi nebezpečných prostorách, V ostatních případech je použití proudového chrániče doporučeno. Ochrana hospodářských zvířat je zajištěna předepsanou kombinací ochrany samočinným odpojením a ochranného pospojování. Předepsané pospojování je mnohde ve velmi špatném stavu a použití chráničů umožňuje případné riziko úrazu snížit na minimum. Dovolené dotykové a krokové napětí pro ustájené zvířectvo je 25 V (ČSN 33 2000-7-705 – Elektrická instalace zemědělských a zahradnických zařízení – POZOR – připravuje se nové vydání v roce 2006). Staveniště Staveniště se počtem úrazů způsobených elektrickým proudem řadí na jedno z předních míst. Je to způsobeno tím, že elektrické rozvody a instalace jsou jen provizorní a instalační materiál se v těžkých provozních podmínkách stavenišť používá vícekrát. Přitom se většina strojů, přístrojů, spotřebičů a ručního nářadí používá ve venkovních prostorách nechráněných před deštěm a přicházejí s nimi do styku i osoby neznalé. Pohyblivým přívodům volně položeným na zemi hrozí nebezpečí mechanického poškození. Proto je možnost přerušení ochranného vodiče velká a ochrana před dotykem je mnohdy jen fiktivní. Přerušení ochranného vodiče v pohyblivém přívodu má za následek bezprostřední ohrožení osoby dotýkající se vadného elektrického zařízení napájeného z poškozeného přívodu. Při použití chráničů s IDn = 0,1 mA (nepřímý dotyk) stačí k vypnutí chrániče poměrně vysoký odpor ochranného uzemnění (pro maximální dotykové napětí Udl = 50 V může být RA = 500 ). To v mnoha případech zaručuje, že proudový chránič vypne i při přerušeném ochranném vodiči, protože chráněné zařízení už svým přirozeným uzemněním splňuje podmínku pro vypnutí.  Obr. 3. Dvoupólová kombinace jističe a proudového chrániče 40 A/30 mA Při použití chráničů s citlivostí 0,03 A pro zásuvkové obvody a při dovoleném dotykovém napětí 50 V může být odpor uzemnění chráněného zařízení 1 666 W. Proto mohou tyto chrániče při své rychlé vybavovací době (asi 0,03 s) zabránit smrtelným úrazům i při přímém dotyku se živou částí. Pro zvýšení ochrany zásuvkových obvodů je zapotřebí instalovat do každého zásuvkového rozváděče proudový chránič. Na jeden proudový chránič bylo možné připojit maximálně šest zásuvek, tj. jednofázových i třífázových. Poslední změna této normy říká daleko přesnější počet zásuvek – a to několik. Norma ČSN 60439-4 (35 7107) – Zvláštní požadavky pro staveništní rozváděče předepisuje použití proudových chráničů s IDn Ł 30 mA pro všechny zásuvkové obvody. Dále je předepsáno, že příslušné proudové chrániče nemohou být zpožděny více, než jak je uvedeno v tab. 3 zmíněné normy pro typ bez zpoždění nebo typ G. Výhodou při instalaci proudových chráničů je také to, že umožňují použití staveništních rozváděčů ve všech obvyklých napájecích sítích. Pozn.: Výše uvedený text je uveden pouze jako příklad použití proudových chráničů a neřeší veškerá ochranná opatření v těchto prostorách. Pozor, chránič, přes veškeré přednosti, není všelék – což dodnes někteří kolegové nějak „nevydýchali„. Co z toho vyplývá? Není až tak mnoho případů, kdy je chránič přímo požadován normou, samozřejmě s ohledem na nezávaznost norem. A co tedy s tím zbytkem? Kdy, kde, jaký, kolik, to vždy záleží na dané instalaci, provedení, účelu a podobně, jinak řečeno, v prvé řadě na projektantovi. Než uvedeme několik případů nepochopení problematiky, nemůže si autor odpustit jednu poznámku. Deset let po zahájení zavádění souboru ČSN 33 2000 (IEC 364) se v českých zemích vyskytuje stále nezanedbatelné množství elektrotechniků na různých postech, kteří dosud nepochopili, že tyto normy fungují jako soubor a jako soubor je nutné je také používat. Ten soubor má sedm navzájem provázaných částí, a i přesto neustále slyšíme, že toto říká norma na koupelny, tu norma na bazény a tak podobně. Přitom normy části sedm obsahují jen odchylky od zbývajících částí souboru 1 až 6, které zpřísňují, zakazují či upravují jinak všeobecné požadavky tohoto souboru. Takže neplatí, že co není v části 7, není potřebné (samozřejmě s ohledem na nezávaznost norem), ale že platí pouze základní požadavky z té které části souboru, kterého se část 7 dotýká. Samozřejmě to platí i pro použití proudových chráničů. Přitom nejvíce případů jejich použití je právě v části sedm souboru ČSN 33 2000. Je však nutné si neustále uvědomovat, že proudový chránič je pouze ochranný prvek postavený na roveň pojistce či jističi, jak již bylo v tomto článku několikrát zdůrazněno. A není jediný. Jen několik případů nepochopení problematiky:
Fenomén proudového chrániče s vybavovacím proudem 30 mA Zvláštní krédo některých projektantů, ale bohužel i některých revizních techniků: „Když už chránič, tak jen s vybavovacím proudem 30 mA.„ Jako by jiné chrániče neexistovaly. Autor to jako jeden z mála vidí i v místním velkoobchodě elektro. Chránič s vybavovacím proudem větším než 30 mA, resp. v provedení G nebo S, musí být objednán. Ukažme si některé případy, kdy je tento chránič (30 mA) nevhodný.
Několik poznámek ke způsobům připojování chráničů v instalacích, které občas způsobují „orosená čela našich elektrikářů“
Závěr Fenomén proudového chrániče obchází české i slovenské země. K tomu, aby se nestal jen něčím výlučným, co charakterizuje zavádění nových předpisů v Čechách i na Slovensku, ale něčím zcela obvyklým v elektrotechnické praxi, má malou měrou přispět i tento článek. Autor se snaží svým českým i slovenským kolegům ukázat zkušenosti z praxe s používáním proudových chráničů a zbavit je tak zbytečného ostychu při práci s tímto moderním ochranným prostředkem, který stále více získává na významu mezi elektrotechnickou veřejností v krásných zemích od Šumavy k Tatrám. O tom, že zdánlivě jasné vlastnosti proudových chráničů jsou vlastně „dost„ nejasné nezanedbatelné části elektrotechnické veřejnosti včetně revizních techniků, se autor v roce 2005 přesvědčil při doškolovacích kursech revizních techniků v celé republice (Slovensko nevyjímaje) i při „obyčejných„ školeních z vyhl. 50/78 Sb. (asi 600 účastníků). A to nemluvíme o absolventech učňovských a středních škol elektrotechnického směru, kde má člověk občas pocit, že jističe typu IJV a ITM, nulování, závitové pojistky typu Goliáš, vodiče AGYCP a AYKY atd. jsou vrcholem současné přístrojové techniky a ochrany před úrazem elektrickým proudem. Autor má osobní zkušenost se znalostmi vyučenců, kde úroveň absolventa je dána především zájmem vyučujícího i absolventa samého. Navíc má „takový divný pocit„, zda žáci a studenti na těchto školách mají zájem být elektrotechniky i v praxi, nebo je absolvování učiliště či střední školy pouze prostředkem k získání „jakéhokoliv výučního listu„ nebo k získání úplného středního vzdělání pro kariéru v úplně jiném oboru. Zatím stále převažují „různí podnikatelští manažeři, bankovní úředníci či ekonomové“, kteří plní úřady práce, ať již z důvodů přesycenosti trhu těmito obory, nebo z důvodů nereálných představ o svém uplatnění a finančním ohodnocení. Že má „řemeslo zlaté dno„, věděl již Vlasta Burian ve svém známém filmu. Čtyřicet let „vlády jedné osvícené strany„ dokázalo vymazat úctu k řemeslu i k řemeslníkům ve velké části společnosti. Autor nemá v úmyslu se plést do činnosti „našich osvícených politiků“, ale hledá důvody, proč tak mnoho odborníků nemá zájem o aktuální informace z oboru, který je živí, a kde neznalost může způsobit smrt, těžké ublížení na zdraví či velké materiální škody. K tomu znalosti o funkci a použití proudového chrániče v elektrických rozvodech nepochybně patří. Donedávna si autor myslel, že téma proudových chráničů je v Čechách již „mlácení prázdné slámy„ a že se tento problém přesouvá na Slovensko, kde ostatně toto téma vzniklo. Zkušenosti posledních let ho však přesvědčily o tom, že je nutné se tímto tématem zabývat i u nás. Autor opakuje, že se nechce dotknout projektantů, montérů ani revizních techniků, kteří tuto problematiku mají již dokonale zvládnutou. Domnívá se však, že výše uvedené informace osloví i ty elektrotechniky, kteří zatím nemají potřebu se tímto zabývat – „protože oni jsou jednou vyučeni, a tak všechno znají a umějí“. Protože všechno se vyvíjí v šíleném tempu, takže „Kdo chvíli stál, již stojí opodál,„ abychom parafrázovali heslo let padesátých, které sice mělo jiný, obludný obsah, ale lze ho použít i na současnou překotnou dobu. Je asi nutné tyto pravdy i zde stále opakovat. A jestliže k tomu svou malou měrou přispěje i tento článek, pak splnil svůj účel. Literatura: | |