Základní požadavky na provedení a konstrukci rozvaděčů nízkého napětí

Mechanické provedení:
Rozvaděče musí být vyrobeny pouze z materiálů schopných odolávat mechanickým, elektrickým a tepelným namáháním i účinkům vlhkosti, které se pravděpodobně vyskytnou v běžném provozu. Ochrana proti korozi musí být zajištěna použitím vhodných materiálů nebo aplikací ekvivalentních ochranných vrstev na nechráněný povrch se zřetelem na předpokládané podmínky použití a údržby. Všechna krytí nebo mezistěny včetně prostředků pro blokování dveří, výsuvných částí atd. musí mít dostatečnou mechanickou pevnost, aby odolávaly namáhání, kterému mohou být vystaveny v běžném provozu. Přístroje a obvody v rozvaděči musí být uspořádány tak, aby se usnadnilo jejich ovládání a údržba a současně byla zajištěna nezbytná bezpečnost.

Vzdušné vzdálenosti a povrchové cesty:
Přístroje tvořící součást rozvaděče musí mít vzdálenosti odpovídající požadavkům příslušných specifikací a tyto vzdálenosti musí být zachovány v normálních pracovních podmínkách. Při uspořádání přístrojů v rozvaděči musí být dodrženy specifikované povrchové cesty a vzdušné vzdálenosti nebo impulsní výdržná napětí se zřetelem na příslušné pracovní podmínky. U holých živých vodičů a ukončení (např. přípojnice, spoje mezi přístroji, kabelová oka) musí povrchové cesty a vzdušné vzdálenosti nebo impulsní výdržná napětí odpovídat nejméně vzdálenostem předepsaným pro přístroje, se kterými vodiče bezprostředně souvisejí. Kromě toho mimořádné podmínky, jako je zkrat, nesmí trvale snížit vzdušné vzdálenosti nebo dielektrickou pevnost mezi přípojnicemi a nebo jinými spoji, než jsou kabely, pod hodnoty stanovené pro přístroje, se kterými jsou bezprostředně spojeny. Povrchové cesty dvojité izolace jsou součtem základní a přídavné izolace, které tvoří systém dvojité izolace.

Svorky pro připojení vnějších vodičů:
Výrobce je povinen uvést, zda jsou svorky vhodné pro připojení měděných nebo hliníkových vodičů nebo vodičů z obou materiálů. Svorky musí umožňovat připojení vnějších vodičů takovými prostředky (šrouby, konektory), které zajišťují zachování potřebného kontaktního tlaku odpovídajícího jmenovitému proudu a zkratové odolnosti přístroje a obvodu.

V mnoha případech výše uvedené údaje v návodech výrobců chybí, a bohužel se v praxi setkáváme i s tím, že pod jednu svorku se neoprávněně připojí dva vodiče. Ve výjimečných případech jsou tyto vodiče z různých materiálů (např. Cu, Al). Většinou se jedná o neautorizované zásahy v průběhu provozu, ale již jsme se setkali i s případem, že toto provedl i výrobce rozvaděče.

V případě, že neexistuje zvláštní dohoda mezi výrobcem a odběratelem, musí svorky umožnit připojení měděných vodičů a kabelů v rozsahu od nejmenších do největších průřezů odpovídajících příslušnému jmenovitému. Požadavky na maximální a minimální průřezy měděných vodičů, lze nalézt v tabulce A.1 ČSN EN 60439-1 ed.2. Tam, kde se používají hliníkové vodiče, jsou svorky, které jsou určeny maximální průřezy měděných vodičů, dle zmiňované tabulky, obvykle dostatečně dimenzovány. Pokud není mezi výrobcem a uživatelem dohodnuto jinak, musí svorky pro střední vodič ve třífázových obvodech se středním vodičem umožňovat připojení měděných vodičů, které mají proudovou zatížitelnost

• rovnou poloviční proudové zatížitelnosti fázového vodiče s minimálním průřezem 10mm2, přesahuje-li velikost fázového vodiče 10mm2;
• rovnou plné proudové zatížitelnosti fázového vodiče, je-li velikost fázového vodiče menší než 10mm2 nebo rovná 10mm2.

Případné svorky pro připojení vstupujících a vystupujících středních, ochranných a PEN vodičů musí být umístěny v blízkosti svorek příslušných fázových vodičů. Tyto svorky musí být umístěny tak, aby byly při běžné činnosti lehce přístupné.

Otvory pro vstup kabelů, víkách atd. musí být navrženy tak, aby při správně instalovaných kabelech bylo dosaženo stanovených opatření chránících před nebezpečným dotykem a krytí. Pokud dochází k úpravám, např. plastových skříní, ve smyslu zřizování nových otvorů pro další vodiče, či zaslepení nepoužívaných otvorů, musí být zvoleny vhodné kabelové koncovky, ucpávky atd. tak, jak je stanoveno výrobcem.

Svorky uvnitř rozvaděče se značí dle požadavků ČSN EN 60445 ed.3. Se značením svorek bývají obecně v systému elektrické instalace problémy, a ne jinak tomu je i u rozvaděčů nn, proto připomínáme základní požadavky na značení svorek.
Nejčastějším způsobem označování svorek je použití barevného kódu. Dále lze použít grafické značky či písmeno - číslicového zápisu. Vždy výše uvedená značení musí být umístěna na příslušné svorce. Značení musí být provedeno vždy tak, aby nebyla možná záměna.

Kryt a stupně ochrany krytem:
Stupeň ochrany krytem poskytovaný jakýmkoliv rozvaděčem před dotykem živých částí, vnikáním cizích těles a kapalin je označen pomocí tzv. IP kódu (dle ČSN EN 60529).

Pro rozvaděče vnitřního provedení není požadována ochrana před vniknutím vody, přednostně se používají tato označení IP: IP00, IP2X, IP3X, IP4X, IP5X.

Stupeň ochrany krytem, krytého rozvaděče, musí být nejméně IP2X po instalaci v souladu s předpisy výrobce.

Pro rozvaděče venkovního provedení, které nemají žádnou doplňující ochranu, musí být druhá charakteristická číslice nejméně 3, (ochrana před kropící vodou - déšť).

Výrobce musí také stanovit stupeň (stupně) ochrany krytem před nebezpečným dotykem živých částí, vniknutím pevných cizích těles a kapalin za podmínek vyžadujících přístupnost vnitřních částí rozvaděče v provozu pro pověřené osoby.

Liší-li se stupeň ochrany krytem některé části rozvaděče, např. na čelním panelu od stupně ochrany hlavní části, musí výrobce uvést stupeň ochrany krytem této části zvlášť, například: IP00, čelní panel IP20.

Používají-li se rozvaděče venkovního provedení nebo kryté rozvaděče vnitřního provedení v místech s vysokou vlhkostí a s teplotami měnícími se v širokých mezích, musí se vhodným opatřením (ventilací a/nebo vnitřním vytápěním, odvodňovací otvory) zabránit škodlivé kondenzaci uvnitř rozvaděče, současně však musí být dodržen stanovený stupeň krytí.

Poznámka: Při výrobě rozvaděčů by měl výrobce vždy myslet i na to, že je nutné zabezpečit i přirozené odvětrávání a chlazení uvnitř instalace, prakticky lze toto zabezpečit tím, že bude zvolena dostatečně prostorná skříň pro osazení ovládacích prvků a elektroniky uvnitř rozvaděče.

Oteplení:
Meze oteplení platí vždy střední teploty okolního vzduchu nižší nebo rovné 35ºC. Oteplení prvku nebo části je rozdíl mezi teplotou tohoto prvku nebo části měřenou a teplotou okolního vzduchu rozvaděče. Pro měření teplot musí být použity termoelektrické články nebo teploměry. Pro vinutí musí být obecně použita metoda měření teploty změnou odporu. Pro měření teploty vzduchu uvnitř rozvaděče se musí na vhodných místech umístit několik měřicích přístrojů. Teploměry nebo termoelektrické články musí být chráněny před prouděním vzduchu a tepelným sáláním. Hodnoty meze oteplení jsou uvedeny v tabulce č.2 ČSN EN 60439-1 ed.2. Pozor hodnoty jsou zde uvedeny v kelvinech [K].

Ochrana před úrazem elektrickým proudem:
Pro ochranu před úrazem elektrickým proudem musí výrobce obecně dodržovat pravidla uvedená v ČSN 33 2000-4-41 ed.2. Myslím, že není nutné tato pravidla znovu v rámci této přednášky detailně uvádět, ale samozřejmě, že pro rozvaděče existují jistá specifika, proto se zmíníme pouze o určitých požadavcích typických pro rozvaděče nn.

Ochrany před nebezpečným dotykem živých částí může být dosaženo buďto vhodným konstrukčním opatřením přímo na rozvaděči nebo doplňujícími opatřeními, která mají být učiněna během montáže. K tomu může být vyžadována informace ze strany výrobce. Příkladem doplňujících opatření je instalace nekrytého rozvaděče bez dalších úprav v místech, kde je dovolen přístup jen pro kvalifikovanou obsluhu.

Živé části musí být úplně kryté izolací, která může být odstraněna pouze násilím (základní izolace). Tato izolace musí být vyrobena z vhodných materiálů schopných odolávat dlouhodobě mechanickému, elektrickému a tepelnému namáhání, jemuž může být během provozu vystavena. Pozor, nátěry, smalty, laky a podobné výrobky se samy o sobě nepovažují za poskytující dostatečnou izolaci pro ochranu před úrazem elektrickým proudem v běžném provozu.

Rozvaděče musí obsahovat vnitřní zábranu nebo clonu chránící všechny živé části, takže není možné se jich neúmyslně dotknout, jsou-li dveře otevřeny. Jestliže jakékoliv části za přepážkou nebo uvnitř krytí vyžadují občasnou manipulaci (jako např. výměna žárovky nebo tavné vložky pojistek), odstranění, otevření nebo vysunutí bez použití klíče nebo nástroje a bez vypnutí musí být možné pouze tehdy, jsou-li splněny tyto podmínky.

Za přepážkou nebo uvnitř krytí musí být zábrana, která chrání osoby, aby se nedostaly neúmyslně do kontaktu s živými částmi nechráněnými jiným ochranným opatřením. Tato zábrana však nemusí chránit osoby před úmyslným dotykem, sáhnou-li za zábranu rukou.

Ochranný vodič v rozvaděči sestává buď ze samostatného ochranného vodiče, nebo z vodivých konstrukčních částí, nebo z jejich kombinace.

Tento ochranný vodič zajišťuje:

• ochranu před následky poruch uvnitř rozvaděče,
• ochranu před následky poruch ve vnějších obvodech napájených z rozvaděče.

Musí být učiněna konstrukční opatření pro zajištění elektrické celistvosti mezi neživými částmi rozvaděče a mezi těmito částmi a ochrannými obvody zařízení. Při pravidelné kontrole (revizi) je nutné provádět kontrolu celistvosti ochranného obvodu zařízení, včetně dveří rozvaděče.

Některé neživé části rozvaděče, které nepředstavují nebezpečí:

• buď proto, že se jich nelze dotknout na velkých plochách nebo nemohou být uchopeny rukou,
• nebo proto, že jsou malé velikosti (přibližně 50mm x 50mm) nebo jsou umístěny tak, že je vyloučen jakýkoliv kontakt s živými částmi, nemusí být spojeny s ochrannými obvody. To platí pro šrouby, nýty a štítky a dále pro elektromagnety stykačů nebo relé, magnetická jádra transformátorů (pokud nemají svorku pro připojení k ochrannému vodiči), některé části spouští atd., bez ohledu na jejich velikost.

Svorky pro připojení vnějších ochranných vodičů a plášťů kabelů musí být, kde je to požadováno, holé, a není-li stanoveno jinak, vhodné pro připojení měděných vodičů. Připojovací prostředky pro zajištění celistvosti neživých částí s vnějšími ochrannými vodiči nesmí mít žádnou jinou funkci, například nesmí se jednat o šroub, který slouží pro upevnění krytu.

Průřez ochranných vodičů (PE, PEN) v rozvaděči, k němuž mají být připojeny vnější vodiče, musí být stanoven jedním z následujících způsobů:

a) Podle tabulky č.3, dle ČSN 60439-1 ed.2:

Poznámka: Hodnoty uvedené v tabulce 3 platí pouze tehdy, je-li ochranný vodič (PE, PEN) vyroben ze stejného kovu jako fázové vodiče.

b) Výpočtem (podle vzorce v příloze B):

Sp      průřez v milimetrech
I        efektivní hodnota střídavého poruchového proudu o zanedbatelné impedanci, který může protékat jistícím zařízením (A)
t        doba působení odpojovacího zařízení (S)
k        součinitel závisející na materiálu vodiče, izolaci, počáteční a konečné teplotě

c) Jinou metodou, např. zkouškou:
Pro vodiče PEN musí platit další doplňující požadavky, které v podstatě vychází z požadavků ČSN 33 2000-5-54 ed.2:

• min. průřez ochranného vodiče PE (PEN) musí být 10mm2 Cu nebo 16mm2 Al,
• vodiče PEN nemusí být izolovány uvnitř rozvaděče,
• nosné části nesmí být použity jako vodič PEN, avšak montážní kolejnice vyrobené z mědi nebo hliníku mohou být použity jako vodiče PEN.

Poznámka: Pro některé případy, kdy proud v ochranném vodiči může dosáhnout vysokých hodnot, např. velká zařízení se zářivkovým osvětlením, může být nutný ochranný vodič se stejnou nebo větší proudovou zatížitelnosti, jako mají fázové vodiče, na základě zvláštní dohody mezi výrobcem a uživatelem.

Poznámka: Průřez ochranného vodiče musí být v každém případě zvolen tak, aby byla vyloučena možnost, že poruchový proud v ochranném vodiči způsobí oteplení, které povede k poškození vodiče nebo k narušení celistvosti ochranného obvodu rozvaděče.

Poznámka: Přístupné vodivé části zařízení, které nemohou být připojeny k ochrannému obvodu upevňovacími prostředky zařízení, musí být k ochrannému obvodu rozvaděče připojeny kvůli ochrannému spojení vodičem, jehož průřez se volí podle tabulky 3A.

V rozvaděčích může být použita i jiná metoda zabezpečující ochranu před úrazem elektrickým proudem, a které nevyžadují ochranný obvod, jedná se například o:

• elektrické oddělení obvodů,
• celková izolace.

Označování:
V rozvaděči musí být možné identifikovat jednotlivé obvody a k nim příslušející jisticí přístroje. Jsou-li označeny jednotlivé části zařízení rozvaděče, musí použitá označení souhlasit s označeními ve schématech zapojení, která mohou být dodána spolu s rozvaděčem a musí být v souladu s IEC 60750.

Tato přednáška je součástí sborníku přednášek č.45
Cena sborníku je 350,-Kč, pro členy Clusteru 300,-Kč. K ceně sborníku bude připočten expediční poplatek 130,-Kč (zahrnuje poštovné i balné!)

Pokud máte o sborník zájem, můžete si ho objednat níže uvedeným formulářem!