Dnes používané instalační jističe vypínají velice rychle, přestože se často jedná i o jističe různých výrobců, mají téměř srovnatelné vypínací časy. To je důvod, proč u malých jističů obecně nelze garantovat vzájemnou selektivitu. Tím by se tato záležitost dala uzavřít a věnovat se jiným otázkám. Stačí však nahlédnout do některých diskuzí na Internetu a hned je zřejmé, že věci nejsou zase tak jasné, jak by se zdálo. Chceme-li ale vědět něco o důvodech, proč tomu tak je, je nutné se podívat na konstrukci jističů a současně nahlédnout do příslušných norem.

Rychlost vypnutí jističů
Malé instalační jističe vypínají v časech několika milisekund, takže nedojde k plnému rozvinutí zkratového proudu, který by jinak v obvodu vznikl, kdyby jistič nebyl použit. To znamená, že udávané hodnoty vypínacích schopností vystihují jen předpokládané hodnoty zkratových proudů, nikoli plné zkratové proudy. Čím rychleji jistič vypne, tím méně energie projde do instalace a tím menší oteplení nastane. Hlavní vliv na rychlou reakci na narůstající zkratový proud má konstrukce kontaktního systému, způsob provedení zhášecího prostoru a rovněž použité materiály. Kvalitní plasty a změny v detailech dovolují dosáhnout i významně vyšších parametrů (až 25kA v šířce1TE), než je běžné u hromadně vyráběných typů. Pokud se někdy pro ilustraci uvádějí velice krátké vypínací časy (například 0,8ms až 2ms), jedná se pouze o reakční dobu mechanizmu. Celková doba je ovšem o něco delší, protože musí dojít i k rozpojení kontaktů a zhasnutí oblouku mezi kontakty (podle okolností 3 až 5ms).

Obr. 1 Ukázka vypínacích charakteristik malých jističů

Obecně se dá říci, že v dnešní době si jsou konstrukce malých jističů velice podobné a za poslední dvě desetiletí se natolik zdokonalily, že naprostá většina evropských výrobců vykazuje podobné výsledky a bez problémů splňuje požadavky norem pro jističe v celém rozsahu obvyklých proudů (v normě pro jističe se přitom uvádějí jen hodnoty jmenovitých proudů buď do 16A, nebo do 32A). Přestože se mnozí výrobci jističů ještě před několika lety vzájemně trumfovali dosaženými výsledky, dnes to pro ně už není důležité téma.

S pomocí charakteristik na obr. 1 je možné také vyvrátit mnoho omylů. Jedním z mýtů je, že definice charakteristik B, C a D (případně jiných) umožňuje provádět selektivní řazení jističů mezi sebou. Toto je pravda, ale skutečně jen ve velmi omezeném rozsahu, a to pouze do hodnoty nastavení zkratové spouště předřazeného jističe. Například pro jistič B se jmenovitým proudem 25A je to jen 125A (takový proud by vznikl v obvodu s hodnotou impedance poruchového proudu asi 1,8W). Každý vyšší proud již ale způsobí prakticky stejně rychlé vybavení. Takže nemá význam bádat nad vzájemnou selektivitou jističů s různými vypínacími charakteristikami, protože se vždy jedná o poměrně malé rozsahy proudů, ale prakticky nikdy se nedosáhne plné selektivity.

Další nesprávnou informací ze strany pracovníků rozvodných společností je vysvětlení, proč se používají jističe s charakteristikou Ba proč se pouze výjimečně a jen někde připouštějí charakteristiky C nebo jiné, i kdyby to hodnoty nízké impedance smyčky v místě připojení dovolovaly. Zdůvodnění, že pomocí charakteristiky B se chrání instalace v případě zkratů, nemá valné opodstatnění, protože typ vypínací charakteristiky nemá podstatný vliv na rychlost vypnutí jističe při zkratu. Lze snadno odvodit, že hodnoty energie, které jistič propustí do obvodu se zkratem, jsou natolik malé, že nemají významný vliv na oteplení vedení. Pravděpodobnost vzniku několika poruch současně je prakticky nulová. I kdyby se vzaly v potaz jen malé průřezy koncových obvodů, oteplení při krátkodobém působení zkratového proudu v místě poruchy představuje jen několik stupňů a zdaleka nedosahuje mezních hodnot oteplení při zkratech. To je ale obecná otázka, jak to vlastně s oteplením při zkratu je. Výpočty a porovnání je možné provést pomocí známého vzorce (viz např. ČSN 33 2000-4-43)

I²∙t = k²∙S²
kde I procházející proud,
t doba průchodu proudu,
k materiálová konstanta (k = 115 je materiálová konstanta pro měď).

Přitom musí platit:
I²∙t vodiče ≥ I²∙t jističe.
Hodnoty dovolených energií pro vodiče si snadno odvodíme; zbývá ještě zjistit hodnoty pro jističe.

Třídy omezení energie
Pro malé instalační jističe platí ČSN EN 60898, která stanovuje celkem tři třídy omezení energie. Pro tento pojem se často používá i označení třída selektivity, které je převzato z německých norem (něm. Selektivitätsklass). Toto označení poměrně dobře vystihuje podstatu problému, ale současně je nutné říci, že samotné zatřídění stoprocentně negarantuje vyřešení selektivity, protože selektivita musí být i odzkoušena.

Třída omezení energie u malých jističů je prakticky vždy 3. Uvádí se na potisku pomocí číslice v rámečku a je umístěna pod obdélníčkem s uvedenou hodnotou vypínací schopnosti.

V tabulkách ZA1 (do 16A) a ZA2 (do 32A) ČSN EN 60898+A1/A11:1996 jsou pro jednotlivé hodnoty jmenovitých zkratových vypínacích schopností (tj. 3kA, 4,5kA, 6kA a 10kA) stanoveny dovolené hodnoty I²∙t. Vzhledem k tomu, že se u nás nejčastěji setkáváme s vypínací schopností 6kA a 10kA, vybereme pouze nejdůležitější hodnoty.

Maximálně přípustné hodnoty I²∙t pro vypínací schopnost jističe6kA a třídu omezení 3:
• do B16... 35.000 A²∙s
• do C16... 42.000 A²∙s
• do B32... 45.000 A²∙s
• do C32... 55.000 A²∙s

Maximálně přípustné hodnoty I²∙t pro vypínací schopnost jističe10kA a třídu omezení 3:
• do B16... 70.000 A²∙s
• do C16... 84.000 A²∙s
• do B32... 90.000 A²∙s
• do C32... 110.000 A²∙s

Na obr. 2 jsou uvedeny charakteristiky I²∙t (Jouleův intergrál) v závislosti na zkratovém proudu pro jistič s vypínací schopností 10kA, které udávají výrobci (v tomto případě platí pro jističe PL7). Porovnáním hodnot z obrázku s výše uvedenými mezemi vidíme,že omezující jističe s rezervou plní požadavky na rychlost vypnutí. Zde je dobré uvést i fakt, že se nikde neuvádějí vypínací časy, ale jen hodnoty I²∙t, které jsou důležité pro oteplení vodičů a při zkratu a které samozřejmě přímo závisejí na vypínacích časech,ale hlavní vliv hraje hodnota zkratového proudu, protože je umocněna na druhou.

Obr. 2 Omezovací charakteristiky jističů PL7 do 63 A

Pro jmenovité proudy nad 32A nejsou meze stanoveny, ale protože většina moderních jističů s rezervou splňuje požadované meze, v katalozích výrobců se uvádějí charakteristiky i pro jističe až do 125A s tím, že by se měla uvádět korektní formulace "odpovídá třídě 3". Na závěr bychom se tedy měli podívat na to, co se dá se selektivitou malých jističů vůbec dělat. Existuje několik možností.

a) Selektivita kombinace pojistka – instalační jistič
Možným řešením je použití předřazené pojistky namísto jističe,protože vzájemná koordinace je odzkoušena a uvádí se v katalozích. Toto je poměrně obvyklé řešení i v mnoha evropských zemích, protože zkratové proudy v běžných instalacích nedosahují vysokých hodnot (viz např. tabulku 2). Na začátku instalace je ovšem nutné omezit odběr na na smlouvanou hodnotu proudu. Za tímto účelem se použijí jističe pouze s tepelnou nastavitelnou spouští, kterou si rozvodné společnosti samy nastaví a zaplombují. V Rakousku je tento typ přístroje znám pod názvem "Tarifschalter" a vypadá jako jistič motorů s nastavitelnou spouští.

Tabulka 2 Zkratová selektivita mezi pojistkou a malým jističem

b) Selektivita kombinace selektivní jistič – instalační jistič
Jako systematické řešení je možné označit použití selektivního jističe na začátku instalace, což je obvyklé a povinné v Německu. Selektivní jistič má speciální konstrukci zkratové spouště, která od určité hodnoty zkratového proudu reaguje se zpožděním. Tyto typy jističů vyrábí jen několik německých výrobců a jejich cena je několikanásobkem ceny běžného jističe, což je překážkou hromadného používání i jinde v Evropě.

c) Selektivita kombinace výkonový jistič – instalační jistič
Další možností je použití výkonového jističe na začátku instalace. To přichází v úvahu v rozsáhlejších a průmyslových instalacích. Tabulky odzkoušených kombinací vlastních typů přístrojů uvádějí výrobci.

Závěr
Téma konstrukce a tedy i selektivního řazení malých jističů je technicky jistě zajímavé. Přestože se v Čechách s tímto tématem nejsme a jak to vypadá, ani nebudeme schopni vždy úspěšně vypořádat, měli bychom alespoň vědět pravé důvody, proč se u nás doma nesvítí, až zase někdy budeme za tmy hledat vypnutý hlavní jistič.

Článek vyšel také v časopise Elektroinstalatér 2/2012