Používání proudových chráničů v části 7 souboru norem ČSN 33 2000

Ustanovení tvořící páteř ochrany před úrazem elektrickým proudem norem části 7

• Užití SELV nebo PELV

• Užití proudových chráničů s vybavovacím reziduálním proudem do 30mA včetně (výjimečně u zásuvkových obvodů nad 32A 100mA)

• Užití bezpečnostního oddělovacího transformátoru (pro jedno zařízení jedno sekundární vinutí)

• Doplňující ochranné pospojování

V současnosti je považován za ideální ochranný prvek před úrazem elektrickým proudem a ochranu před iniciací požáru elektrickým zařízením v Evropě považován proudový chránič. Tato skutečnost se odráží i v požadavcích části 7 ČSN 33 2000.

Využití proudových chráničů – jejich řada užívaná v části 7
Proudové chrániče:

• do 30 mA včetně (především ochrana před úrazem elektrickým proudem);

• do 100 mA včetně (především ochrana před úrazem elektrickým proudem;)

• do 300 mA včetně – může být i spínačem (především ochrana před iniciací požáru elektrickým zařízením);
• do 500 mA včetně – může být i spínačem.

Zásadní předpoklad vzniku nebezpečí vzniku úrazu elektrickým proudem v běžných elektrických rozvodech naznačuje obrázek 1. 


Obrázek 1    Obvyklé rozdělení ohrožení uživatele elektrického zařízení

Zásadní nebezpečí vzniku úrazu elektrickým proudem u sítě TN-C bez použití, nebo s použitím proudového hraniče naznačuje obrázek 2.


 a) bez ochrany proudovým chráničem          b) s ochranou proudovým chráničem
            
Obrázek 2    Nebezpečí při přerušení vodiče PEN

Základní funkce nadproudové ochrany a ochrany před dotykem je naznačena na obrázku 3.

Obrázek 3    Základní funkce nadproudové ochrany a ochrany před dotykem

Základní princip funkce jednofázového proudového chrániče je naznačen na obrázku 4.

 
Obrázek 4    Základní princip funkce jednofázového proudového chrániče

Zapojení chrániče – bez sledování stavu vodiče PE

  
Obrázek 5    Použití zásuvky s chráničem bez hlídání ochranného vodiče

Použití zásuvky s vestavěným chráničem dle obrázku 5a je přípustný u rekonstrukcí (například koupelny dle ČSN 33 2000-7-701 ed. 2), pokud není možnost umístit proudový chránič s reziduálním vypínacím proudem ≤30mA do bytové rozvodnice. Příklad zapojení zásuvky a připojení další zásuvky (spotřebiče) k ochraně je na obrázku 6.

   obr. 6a                                                                    Obr. 6b 

Obrázek 6    Příklad schématu zapojení přístroje v síti TN-C (6a) a příklad schématu připojení další zásuvky či jiného chráněného spotřebiče (6b)

Použití zásuvky s chráničem s hlídáním ochranného vodiče
 

Obrázek 7    Užití proudových chráničů zabudovaných v zásuvce

Problematikou proudových chráničů je citlivost na reziduální proudy vznikající při zapínání elektrických přístrojů (spotřebičů) například s napájecími elektronickámi zdroji. Tuto skutečnost lze do značné míry eliminovat užitím proudových chráničů s vestavěným varistorem, viz obrázek 8.

 
Obrázek 8    Ochrana proti nežádoucímu vybavení proudového chrániče pomocí varistoru.
 
Zpoždění doby vybavení - proudové chrániče mohou být s okamžitým vybavením (bez zpoždění) nebo mohou být tzv. typu s časovým zpožděním. Zpoždění proudového chrániče může být pevně dané (jako např. u chráničů typu S) nebo může být nastavitelné (Chrániče označované jako typu G nebo Hpi).

Nastavení reziduálního pracovního proudu - proudové chrániče mohou být typu s jedním nebo více nastaveními reziduálního pracovního proudu.

Průběh reziduálního proudu:

• typ AC – pouze pro AC poruchové proudy – označuje se  ;

• typ A – pro AC poruchové proudy a pulzující DC proudy – označuje se  ;

• typ B – pro AC poruchové proudy, pulzující DC proudy a nepřerušované DC proudy – označuje se .

Pro obecné uplatnění mohou být použity proudové chrániče typu AC. Kde je pravděpodobné, že na straně zátěže proudového chrániče je připojeno elektrické zařízení, které při poruše vytváří pulzující nebo nepřerušovaný stejnosměrný reziduální proud, musí být použit proudový chránič typu A nebo B.

V lékařských prostorech skupiny 1 a 2, kde jsou proudové chrániče požadované dle ČSN 33 2000-7-710, je možno použít pouze proudové chrániče typu A, nebo B. Tento výběr bude proveden v závislosti na možném, poruchovém proudu, viz obrázek 9.

• Spotřebiče svým charakterem mění průběh spotřebovávaného proudu a také v případě poruchy i průběh reziduálního proudu. Na čistě sinusový průběh reziduálního proudu reaguje nejpoužívanější typ AC. Pokud ale spotřebič odebírá ze sítě proud se stejnosměrnou složkou, bude také reziduální proud tuto složku obsahovat. Pro tyto obvody se používá proudový chránič typu A, který je citlivý na sinusový proud i stejnosměrnou pulzační složku. Jsou to obvody, které mají na vstupu usměrňovač.

• Ve 3fázových aplikacích s usměrňovači musí být použit chránič typu B, reagující jak na sinusové proudy, tak na čistě stejnosměrný průběh reziduálního proudu.

 
Obrázek 9    Průběh reziduálního proudu

Požadavky na volbu proudových chráničů použitých jako doplňková ochrana
Volba proudových chráničů pro doplňkovou ochranu musí odpovídat článkům 412.1 a 411.3.3 ČSN 33 2000-4-41 ed. 2 a těm částem ČSN 33 2000-7, které tuto ochranu předepisují. Doplňková ochrana může být zajišťovaná také proudovými chrániči tvořícími integrální součást zásuvky nebo k pevné zásuvce přidružený v jedné instalační krabici nebo v její bezprostřední blízkosti.

Pro obecné uplatnění mohou být použity proudové chrániče typu AC. Kde je pravděpodobné, že na straně zátěže proudového chrániče je připojeno elektrické zařízení, které při poruše vytváří pulzující nebo nepřerušovaný stejnosměrný (hladký) reziduální proud, musí být použit proudový chránič typu A nebo B.

Zvolený proudový chránič musí vyhovovat příslušné normě výrobku.

Kde se podle části 7 a článku 411.3.3 ČSN 33 2000-4-41 ed. 2 vyžaduje proudový chránič s I_Δn≤30 mA, doporučuje se, aby tento požadavek na doplňkovou ochranu (ČSN 33 2000-4-41 ed. 2 článek 415) byl zajištěn samostatným proudovým chráničem.

Selektivita mezi proudovými chrániči
Selektivita mezi proudovými chrániči - jestliže je třeba zajistit selektivitu mezi proudovými chrániči, musí se brát v úvahu pokyny výrobce. Úplná selektivita mezi proudovými chrániči instalovanými v sérii může být požadována pro zajištění kontinuity napájení částí instalace, které nebyly poruchou postiženy (pokud takové části jsou). Úplná selektivita může být dosažena volbou a instalováním proudových chráničů, které při zajišťování požadované ochrany pro různé části instalace odpojují od zdroje pouze část instalace, která je od proudového chrániče na straně zátěže.

Pro zajištění úplné selektivity mezi dvěma proudovými chrániči v sérii časová prodleva v charakteristice čas-proud proudového chrániče umístěného na straně zdroje (před chráničem) musí být nad celou vypínací charakteristikou proudového chrániče umístěného na straně zátěže (za chráničem).

Aby se toho dosáhlo:

• jmenovitý vybavovací reziduální proud přístroje umístěného na straně zdroje by měl být alespoň 2násobek jmenovitého vybavovacího reziduálního proudu přístroje umístěného na straně zátěže;

• prodleva vybavení přístroje umístěného na straně zdroje by měla být pro všechny hodnoty poruchového proudu vyšší než vypínací doba přístroje umístěného na straně zátěže.

Celková selektivita může být dosažena například použitím přístroje s časovým zpožděním na straně zdroje, jehož jmenovitý reziduální pracovní proud je přinejmenším 3krát větší než jmenovitý reziduální pracovní proud přístroje umístěného na straně zátěže.

Je zapotřebí ověřit, že maximální celková vypínací doba každého přístroje splňuje požadavky ochrany, jak je definována v ČSN 33  2000-4-41 ed. 2.

Příklady zapojení viz obrázky 10 a 11.


Obrázek 10    Dvě úrovně selektivity


Obrázek 11    Tři úrovně úplné selektivity

Fungování zkušebních prostředků
Po provedení instalace proudového chrániče je třeba se zabývat:

• tím, aby zkušební prostředky (např. zkušební tlačítko) byly snadno přístupné a

• doporučení pro uživatele, aby je pravidelně obsluhoval, aby bylo zřetelně patrné na výrobku nebo na štítku v jeho blízkosti.

Selektivity mezi dvěma proudovými chrániči bez časového zpoždění, z nichž jeden má např. citlivost 500mA nebo 300mA a druhý má citlivost 30mA není ani zdaleka dosaženo, jestliže jsou poruchové proudy natolik velké, že aktivují přístroj na straně zdroje.

Například selektivita mezi proudovým chráničem typu S, jehož citlivost je rovna proudové hodnotě rovné dvojnásobku citlivosti jiného chrániče bez zpoždění na straně zátěže je téměř úplná. Časové zpoždění přístroje umístěného na straně zdroje je obecně dostatečně dlouhé na to, aby zapůsobil pouze přístroj na straně zátěže a sám odpojil poruchu.


Závěr
Proudové chrániče jsou přístroje, které jsou v současnosti považovány za ideální ochranné prvky pro ochranu před úrazem elektrickým proudem (tzv. „citlivé“ – s vypínacím reziduálním proudem ≤30mA a v určitých případech i s vypínacím reziduálním proudem ≤100mA) a pro ochranu před iniciací požáru elektrickým zařízením ≤300mA.
V běžné praxi však existují další rizika, pro která je nutno volit další způsoby ochran, Jako příklad můžeme uvést riziko rychlé koroze kovových částí v mokrém prostředí vzniklé pomocí galvanických proudů. Viz ČSN 33 2000-7-709 obrázek 12.

 
V tomto případě zapojení je nebezpečí elektrolytické koroze vyplývající z galvanických proudů protékajících ochranným vodičem.

Připravovaná ČSN 33 2000-7-718: Elektrické instalace nízkého napětí Část 7-718: Zařízení jednoúčelová a ve zvláštních objektech – Prostory občanské výstavby a pracoviště

Tato norma je českou verzí harmonizačního dokumentu HD 60364-7-718 z roku 2013, který je modifikovaným dokumentem IEC 60364-7-718 z roku 2011.

Poznámka: Během prací na dokumentu HD 60364-7-718 nedošlo k žádným zásadním změnám v ostatních částech souboru IEC 364 a jejich ekvivalentů v CENELEC – soboru 60364 a tedy k nejasnostem výkladu.

Norma platí pro elektrickou instalaci:

• montážních hal, společenských středisek;

• výstavních dvoran;

• divadel, kin;

• sportovišť;

• prodejních ploch;

• restaurací;

• hotelů, ubytoven, domů pečovatelských služeb;

• škol;

• krytých parkovišť;

• shromaždišť, plaveckých hal, letišť, nádraží, věžových budov;

• dílen, továren a průmyslových provozů.

Přístupové a únikové cesty jsou součástí výše uvedených příkladů.
Pokud je potřebné ve vybraných budovách a prostorech zajistit zvláštní zařízení pro bezpečnostní účely, mohou pro tato zařízení platit národní předpisy, obsahující více přísnějších požadavků.

Užité termíny a definice
Pro účely tohoto dokumentu platí následující termíny a definice.

• prostory občanské výstavby - místa, budovy, nebo jejich část, určená pro veřejnost;

• pracoviště - místo, budova, nebo její část, v které zaměstnanci provádí aktivity vztahující se k jejich zaměstnání.

Dodatečné požadavky na preventivní opatření v případech zvláštního rizika požáru
Podmínky úniku v případě nouze - Pro prostory občanské výstavby a pracoviště musí být stanoveny vhodné vnější vlivy (BD2, BD3 až BD4) a je nutno respektovat příslušná ustanovení Části 42 ČSN 33 2000-4-42 ed. 2 „Elektrické instalace nízkého napětí – Část 4-42: Bezpečnost – Ochrana před účinky tepla“. Motory bez stálého dohledu musí být chráněny tepelným relé nebo budou chráněny impedanční ochranou. Tento požadavek se nevztahuje na:

• motory se jmenovitým výkonem menším než 500W;

• motory, u kterých v případě přetížení nedochází k přehřátí.

Elektrické obvody pro podružné elektrické zařízení musí být vypínatelné pro čas bez přítomnosti osob.
Jedná se například o elektrické zařízení pro:

• místnosti pro odpočinek (Jedná se například o odpočinkové místnosti u jednacích sálů apod.);

• kantýny;

• šatny;

• prodejny;

• místnosti pro výstavy.

Doplňující požadavky na odpojování a spínání
Vzdálenost mezi prostředky určenými k odpojení elektrických rozvodů a místem vstupu přívodních vodičů do objektu musí být co nejmenší.

Národní předpisy mohou požadovat použití prostředků k odpojení elektrických rozvodů. Tyto předpisy mohou také předepisovat jeho umístění a požadavek na instalaci tohoto prostředku (přístroje) ve spolehlivě uzavřené prostoru blíže vstupu do objektu, nebo v prostoru přístupném z venku, přístupném jen oprávněným osobám.

Doplňující požadavky na svítidla a světelné instalace
Údržba odpovídajících úrovní osvětlenosti musí být určená s ohledem na určení rizik jednotlivých prostor určených v souladu přílohou A, ZA a též přílohou ZA.1N ČSN 33 2000-5-51 ed. 3 „Elektrické instalace nízkého napětí Část 5-51 ed. 3: Výběr a stavba elektrických zařízení – Všeobecné předpisy“. Je možno volit z následujícího způsobu řešení:

• prostory s nízkým rizikem: jeden koncový světelný obvod všeobecného osvětlení. Toto platí pro vnější vliv BD1 v příloze A a příloze ZA ČSN 33 2000-5-51 ed. 3

• další prostory: dva nebo více koncových světelných obvodů vybavených svítidly tak, že při selhání kteréhokoliv z obvodů nedojde v žádném osvětlovaném prostoru ke snížení osvětlenosti na nedostatečnou úroveň

Je-li užito proudových chráničů, pak žádný proudový chránič nesmí chránit více než jeden světelný obvod. Toto platí pro vnější vlivy BD2 až BD4 v příloze A a příloze ZA ČSN 33 2000-5-51 ed. 3. Nouzové světelné obvody, jsou-li požadovány, mohou být přiřazeny k jakékoliv volbě obvodů všeobecného osvětlení, viz též ČSN 33 2130 ed. 2 „Elektrické instalace nízkého napětí – Vnitřní elektrické rozvody“.

Pokud je ovládání všeobecného osvětlení, umožňující jeho ztlumení, přístupno veřejnosti, pak musí být možno z vhodně umístěného spínače toto osvětlení vrátit do plné úrovně. V některých prostorech, jako jsou prostory pro zábavu, může být nezbytné zabezpečit spínače před jejich ovládáním nepovolanými osobami.

Další požadavky
Elektrickou instalaci je třeba navrhnout tak, aby bylo zajištěno napájení elektrického zařízení v prostoru, který vyžaduje napájení elektřinou i v době nepřítomnosti osob. Pro tato elektrická zařízení by měly být zřízeny samostatné napájecí obvody.

Upozornění: V některých zemích CENELEC platí pro elektrickou instalaci v těchto prostorech legislativní předpisy.