Modulární přístroje Minia – jistota bezpečí
Zdeněk Suchomel | OEZ, s. r. o. | www.oez.cz
Novodobé domovní elektroinstalace obsahují mnoho rozličných přístrojů, které nám zpříjemňují život nebo šetří peníze. Jde především o instalační stykače RSI, které umí sepnout akumulační prvky v době, kdy je levnější elektřina. Spínací hodiny MAA, které jsou schopny aktivovat ambientní osvětlení v době, když začne být šero. Nebo časová relé MCR, která spínají zalévání zahrady, filtraci bazénu apod. V rozváděči ale nalezneme i mnoho přístrojů, které na první pohled nedělají nic. Jističe, proudové chrániče, přepěťové a obloukové ochrany. Proč tam tedy jsou? Nelze je vynechat?
V ideálním světě, kde nemůže dojít k žádné poruše nebo nehodě by jistě vynechat šly. Ale my nežijeme v ideálním světě, a tak tyto přístroje potřebujeme. Jde o bezpečnostní prvky, které ochraňují nás samotné před následky úrazu elektrickým proudem a náš majetek před zničením, například z důvodu požáru. V dnešním článku se budeme věnovat čtyřem skupinám těchto přístrojů.
Jističe LTE/LTN
Jističe prostřednictvím tepelné spouště hlídají, aby proud v příslušném obvodu nepřekročil bezpečnou hodnotu. Je to důležité z pohledu ochrany před požárem. Nadproud by vodiče neúměrně ohřál, což by způsobilo požár. Naštěstí jistič včas přetížený obvod odpojí. Stejné je to i v případě zkratu. V místě zkratu vzniká obrovské množství energie, které by bez zásahu jističe způsobilo požár. Zkratová spoušť jističe vadný obvod neprodleně odpojí.
Výběr optimálního jističe z hlediska přetížení závisí především na průřezu a uložení vodičů chráněného obvodu. Čím větší je průřez vodiče a lepší odvod tepla, tím může být jmenovitý proud jističe vyšší. V domovních instalacích se většinou používají kombinace jistič 10 A – průřez vodičů 1,5 mm2 Cu, jistič 16 A – průřez vodičů 2,5 mm2 Cu. Přesnější výpočet nabízí výpočtový program Sichr.
Volba z pohledu zkratu se může zdát složitější, ale není tomu tak. Většinou se pro jištění obvodů pro domovní instalace používá charakteristika „B“. Pokud je použito zařízení, které při svém zapnutí způsobuje vyšší rozběhový proud, je třeba použít jistič s charakteristikou „C“, popř. „D“.
Standardně používaný jistič před elektroměr LTN-25B-3 vypíná podle tabulky 1 v rozmezí 75 až 125 A (3× 25 A až 5× 25 A). Volba charakteristiky „C“ nebo „D“ pro koncové obvody je výhodná pouze pro nižší amperáže. V případě spotřebičů s těžkým rozběhem a vyšším výkonem je mnohdy vhodnější redukovat záběrový proud softstartérem, než zvyšovat jmenovitou hodnotu proudu jističe před elektroměrem. Distribuční společnosti totiž většinou charakteristiku jinou než „B“ povolují pouze výjimečně.
Tabulka 1: Charakteristiky zkratové spouště jističů
Proudové chrániče LFE/LFN
Dalším přístrojem, který se stará o naši bezpečnost, je proudový chránič. Ten zjednodušeně řečeno hlídá, jestli se veškerý proud, který přes něj teče do obvodu, vrací i zpátky. Pokud ne, je zřejmé, že část proudu (chybový proud) teče někudy, kudy nemá, a proudový chránič obvod odpojí. Chrániče určené pro ochranu osob před úrazem elektrickým proudem jsou tak citlivé, že vypínají již při chybovém proudu 15 až 30 mA. Instalace chrániče ale automaticky neznamená to, že vás elektrika „nekopne“. Sníží se ale podstatně pravděpodobnost úmrtí v důsledku úrazu elektrickým proudem. Čím kratší dobu přes lidský organismus protéká proud, tím jsou jeho šance na přežití vyšší. Nezkoušejte ale v rámci pravidelného povinného testování chráničů házet fén manželce do vany, u soudu by to asi nepochopili.
Nyní vážněji. Víte, že je nutné vybrat ten správný proudový chránič, aby vůbec fungoval? Proudový chránič je schopen detekovat chybový proud. Ale ten může být čistě střídavý, stejnosměrný pulzující nebo dokonce čistě stejnosměrný. Velice důležité je uvědomit si, jaké druhy chybových proudů se mohou v daném obvodu vyskytnout a podle toho volit i proudový chránič. Stejnosměrný chybový proud je schopen přemagnetizovat jádro součtového transformátoru standardních proudových chráničů (AC, A a F) a odstavit je z provozu. Ty pak nereagují ani na střídavé chybové proudy a neodpojí obvod v případě poruchy nebo nebezpečného dotyku živých částí. Tento fatální problém není spojen pouze s čistě stejnosměrným proudem. Vyřadit proudový chránič z provozu může i stejnosměrný pulzující proud, resp. jeho stejnosměrná složka (obr. 1).
Obr. 1. Vliv stejnosměrné složky reziduálního proudu na funkci proudového chrániče
Volba proudového chrániče by měla začít předpokladem, že nevíme, jaké chybové proudy v obvodu budou. V takovém případě je třeba volit proudový chránič typu B nebo B+, které jsou schopny vypínat i stejnosměrný reziduální proud. Pokud můžeme vyloučit výskyt stejnosměrných reziduálních proudů, lze použít proudové chrániče typu A nebo F. A nakonec, pokud můžeme vyloučit i stejnosměrné pulzující chybové proudy, lze použít proudové chrániče typu AC.
Obloukové ochrany ARC
Proudové chrániče plní částečně i funkci ochrany proti požáru. Například v dřevostavbách je z tohoto pohledu jeho instalace povinná. Proud unikající z obvodu o velikosti vyšší než 300 mA (asi 70 W) by mohl způsobit zapálení lehce hořlavých materiálů. Co se ale stane, když začne vznikat oblouk na špatně provedeném spoji v zásuvce nebo ve skřípnutém kabelu k lednici? Proudový chránič tento stav nevyhodnotí jako poruchu, protože zde žádný chybový proud nevzniká. Pouze je část obvodu nahrazena tzv. sériovým obloukem. Proudový chránič tedy obvod neodpojí. A co jistič? Jistič také nezareaguje. Nemá proč. Proud, který sériovým obloukem protéká, nikdy nepřekročí standardní proud zátěží.
Žádná ze standardních ochran tedy nezareaguje. Zde našel své místo jiný prvek. Oblouková ochrana. Zaměřuje se právě na tyto poruchy, které nezachytí standardní přístroje. Identifikuje je z kombinace několika parametrů proudu zátěží, které nepřetržitě monitoruje a které jsou vnitřní elektronikou neustále vyhodnocovány. Mnohdy se spekuluje, že je tato ochrana nepřiměřeně drahá. To je ale v porovnání se spáleništěm domu trochu nelogické. Faktem je, že skoro třetinu požárů způsobí porucha v elektroinstalaci, a obloukové ochrany jako jediné jsou schopny objekt před katastrofou ochránit.
Málokdo si ale uvědomuje, že obloukové ochrany nemá cenu instalovat na všechny vývody. Předmětová norma stanovuje, že mohou obloukové ochrany reagovat až od proudu 2,5 A. Oblouková ochrana OEZ je schopna detekovat chybové oblouky již od 1,5 A. Sériové oblouky vznikající v obvodech s menšími proudy mají tak malou energii, že pravděpodobnost vzniku požáru je malá. Pokud k tomu přidáme hlavní myšlenku zamezit požáru v noci, kdy majitelé domu spí a nejsou schopni se včas z objektu dostat, počet přístrojů se sníží. Je třeba se prvotně zaměřit na obvody, které jsou v provozu i přes noc a mají dostatečný příkon, jako jsou např. klimatizace, myčka, pračka, elektrické topení apod.
Přepěťové ochrany SJB, SVBC, SVC, SVD
Poslední skupinou přístrojů jsou přepěťové ochrany. Ty jsou určeny jako přístroje z ostatních skupin k ochraně před požárem. Jde tu opět o proud, který teče jinudy, než má, a tak může způsobit zahřátí konstrukce a zahoření objektu. Při úderu blesku tečou hromosvodem proudy o velikostech stovek kiloampérů. Díky připojení objektu na napájecí soustavu tyto proudy odtékají částečně i připojeným vedením. Vzniká obrovský rozdíl potenciálů (přepětí) mezi zemí (PEN) a fázovými vodiči. Bez nainstalované přepěťové ochrany toto přepětí způsobí průrazy buď přímo konstrukčními prvky budovy, nebo průrazy v koncových zařízeních. Přestože nemusí vždy dojít k požáru, je většina vnitřních zařízení po úderu blesku do budovy bez přepěťových ochran zničena.
Ochrana se většinou koncipuje ve třech stupních, kdy se první stupeň „T1“ (SJB) instaluje na hranici zón LPZ0 a LPZ1. Má za úkol vyrovnat potenciál na vstupu vedení do budovy. Druhý stupeň „T2“ (SVC) je instalován do hlavního rozváděče, kde „dočistí“ zbytek z přepětí po prvním stupni. První a druhý stupeň mohou být spojeny „T1+T2“ (SVBC). A nakonec k citlivým zařízením instalujeme třetí stupeň „T3“ (SVD), který je ochrání proti přepětí indukovanému do vodičů v rámci kabeláže (obr. 2).
Správně nainstalovaná přepěťová ochrana „T1“ je schopna zachránit objekt před požárem. Stupně „T2“ a „T3“ eliminují přepětí a minimalizují tak škody na vnitřních zařízeních.
Obr. 2. Koordinovaná ochrana před přepětím
Závěr
Ochrana ať již osob nebo objektu jako takového je nutná, zajišťuje nám určitý klid. Pokud je tento základ doplněn i o inteligentnější přístroje z úvodu, poskytuje nám taková instalace i komfort. Společně se doplňují. Uvedené přístroje a mnoho dalších naleznete v produktové řadě modulárních přístrojů Minia od OEZ.
Tip autora: V rozváděči tedy nalezneme i na první pohled nic nedělající přístroje, ale nenechme se mýlit. Ony pracují neustále a jsou zárukou naší bezpečnosti. Pokud tyto přístroje zareagují, nesmí se to brát na lehkou váhu. Vždy je nutné před jejich opětovným zapnutím zjistit příčinu jejich vypnutí nebo se alespoň vizuálně přesvědčit, že je v objektu všechno v pořádku včetně všech členů rodiny. Pokud by se vypnutí opakovalo, je to zvednutý varovný prst. Elektroinstalaci je nutné zkontrolovat. Nestabilita není normální.