Stiahnuť dokument () z 20
Veci, na ktorých záleží, vďaka nám fungujú.*

Typy prúdových chráničov

Prúdové chrániče za svojich viac ako 60 rokov existencie preukázali, že ich použitie v inštaláciách nízkeho napätia dramaticky znižuje riziko smrteľného úrazu elektrickým prúdom. Z tohto dôvodu hrajú prúdové chrániče zásadnú úlohu vo všetkých moderných nízkonapäťových inštaláciách, pričom nimi poskytnutá úroveň ochrany nemôže byť nikdy rovnaká, ako ochrana samotnými ističmi alebo poistkami. Zároveň sa použitie prúdových chráničov osvedčilo aj na ochranu pred požiarom spôsobeným zemnými poruchami.

Rychlé odkazy:

Ako zvoliť typ prúdového chrániča pre vašu aplikáciu?

Vyššie uvedené reflektuje aj súčasné elektroinštalačné normy, najmä súbor STN 33 2000, kde sa s každou zmenou rozširuje oblasť povinného použitia prúdového chrániča ako doplnkovej ochrany. Napriek jasne definovaným aplikáciám a jednotlivým obvodom, pre ktoré majú byť chrániče použité, aj normy až na výnimky zaostávajú v jasnej definícii použitého typu, respektíve použitej citlivosti na druh reziduálneho prúdu daného prúdového chrániča. Voľba použitého typu prúdového chrániča tak závisí od uváženia daného elektrikára alebo projektanta, ktorý by ale mal pri výbere zohľadniť uvažované spotrebiče a záťaže tak, aby bola ochrana daného obvodu prúdovým chráničom spoľahlivá.
Pozrite sa na naše školenia, kde vysvetľujeme základné vlastnosti prúdových chráničov a rozdiely medzi jednotlivými typmi, vrátane odporúčaní zapojenia prúdových chráničov.

Jednotlivé typy prúdových chráničov

Podľa citlivosti na rôzne druhy reziduálnych prúdov sa bežne prúdové chrániče členia na typy AC, A, F a B. S rastúcimi požiadavkami z praxe sa táto škála postupne rozširuje a typy B majú ešte niekoľko ďalších variantov. Pre jednoduchosť dnes nebudeme uvažovať rozdelenie chráničov do jednotlivých typov z hľadiska časovej závislosti vypnutia (typ S – selektívny, typ G – oneskorený o 10 ms, všeobecný typ), ktoré norma nešťastne tiež označuje ako typy, ale časová závislosť vypnutia nemá vplyv na citlivosť podľa druhu reziduálneho prúdu prúdového chrániča a občas tak dochádza k povestnému „miešaniu jabĺk s hruškami“.

Typy AC je určený len na striedavé reziduálne prúdy. Pulzujúce jednosmerné (DC) zložky reziduálneho prúdu môžu mať za následok zníženie reakčnej citlivosti, alebo až zablokovanie ich vybavenia (podľa normy STN EN 61008). Tieto prúdové chrániče sa používajú v inštaláciách, kde sa vyskytujú iba pasívne prvky (odpory, indukčnosti, kondenzátory), ktoré vylučujú vznik jednosmerných prúdov.

Typ A pre striedavé a pulzujúce jednosmerné reziduálne prúdy, prípadne aj za prítomnosti podielu malej hodnoty vyhladeného jednosmerného reziduálneho prúdu do 6 mA (podľa normy STN EN 61008). Prúdový chránič typu A sa využíva v obvodoch so zariadeniami obsahujúcimi polovodičové prvky, ktoré môžu pri poruche generovať reziduálne prúdy s jednosmernými zložkami. So zväčšujúcou sa komplexnosťou domácich spotrebičov nachádzajú uplatnenie najmä v domových a podobných aplikáciách.

Typ F je špeciálnym variantom typu A s upravenou frekvenčnou charakteristikou, ktorá zohľadňuje citlivosť na vysoké frekvencie. Je možná prítomnosť malej hodnoty vyhladeného jednosmerného prúdu do 10 mA. S týmto typom sa stretávame až so zavedením normy STN EN 62423. (Predchodcom je typ U, ktorý bol uvedený na trh už pred mnohými rokmi, kedy ešte nebola k dispozícii definícia vlastností typu F.) Tieto typy prúdových chráničov nachádzajú uplatnenie v obvodoch s 1fázovými frekvenčnými meničmi, ktoré možno v dnešnej dobe nájsť aj v spotrebičoch ako sú práčky, umývačky a sušičky.

Typ B pre všetky druhy reziduálnych prúdov, tj striedavé, pulzujúce jednosmerné a vyhladené jednosmerné reziduálne prúdy (norma STN EN 62423). Jednosmerné reziduálne prúdy sa môžu vyskytovať v priemyselných a komerčných inštaláciách, kde sa používajú frekvenčné meniče, fotovoltické elektrárne a ďalšie zariadenia s výkonovými polovodičovými prvkami. Pokiaľ ide o frekvenciu, ich funkcia je zaručená až do 1 kHz v rámci predpísaných tolerancií. Sú určené na všeobecné použitie v aplikáciách, kde môže vznikať riziko výskytu jednosmerného reziduálneho prúdu. Napríklad na ochranu pripojovacích miest na nabíjanie elektromobilov podľa STN 33 2000-7-722.

Typ Bfq pre všetky druhy reziduálnych prúdov s upravenou vypínacou charakteristikou a frekvenčným rozsahom do 50 kHz. Sú odolné proti vybaveniu vplyvom unikajúcich prúdov v obvodoch s výkonnými frekvenčnými meničmi (podľa normy STN EN 62423). Tento typ je určený najmä pre aplikácie s 3-fázovými frekvenčnými meničmi.

Typ B+ pre všetky typy reziduálnych prúdov, navyše majú upravenú vypínaciu charakteristiku podľa požiadaviek na ochranu pred požiarmi s vypínacím reziduálnym prúdom do 420 mA, pre frekvenciu do 20 kHz. Hodí sa najmä pre stranu striedavého napätia vo fotovoltických aplikáciách.

Pozrite sa na naše školenie, v ktorom vysvetľujeme, ktorý typ prúdového chrániča je vhodný na akú aplikáciu.

Návod na voľbu konkrétneho typu prúdového chrániča dáva tiež norma STN 33 2000-5-53  – Výber a stavba elektrických zariadení – Spínacie a riadiace zariadenia. V prílohe A tejto normy sú zobrazené možné poruchové prúdy v sieťach s polovodičovými prvkami a im zodpovedajúce typy prúdových chráničov.

Konštrukčný rozdiel medzi prúdovým chráničom typu AC a A

Základným rozdielom medzi typmi AC a A je v použitom materiáli jadra súčtového prúdového transformátora. Pri prúdovom chrániči typu A je použitý materiál s nižšou remanenciou (Obrázok 1), čo má za následok zachovanie činnosti typu A aj pri výskyte podielu malej hodnoty hladkého jednosmerného prúdu (do 6 mA). U typu AC vplyvom pôsobenia jednosmerného prúdu môže dôjsť k posunu pracovného bodu na hysteréznej krivke do miest, kedy dôjde k nasýteniu magnetického materiálu a činnosť prúdového chrániča sa stane nespoľahlivou (Obrázok 2).

Obrázok 1 - Magnetizačné krivky materiálov súčtových prúdových transformátorov typu AC a A
AC-and-A-type-sum-current-transformer-materials.jpg
Obrázok 2 - Vplyv jednosmerného reziduálneho prúdu na magnetizáciu jadra súčtového transformátora typu AC
magnetization-of-AC-summing-transformer-core.jpg
Tabuľka 1 - Medze vypínacích prúdov pre rôzne typy a formy prúdov
Switching-current-limits-for-different-types-and-forms-of-currents.jpg

Obmedzenie nežiaducich vypínaní pri type A

Moderné spotrebiče s elektronikou dnes takmer výlučne využívajú spínané zdroje. Tie však generujú rušenie a preto musia byť dostatočne odrušené. Pritom sa uplatní nielen vplyv veľkosti zvodového prúdu, ale aj jeho forma. Pretože sa nejedná o krátkodobý jav, ale o trvalý stav, dochádza niekedy k nežiaducemu vypínaniu prúdového chrániča, ktorým je u nás väčšinou typ AC. Inštalácia oneskoreného typu často neprinesie žiadne zlepšenie. V niektorých prípadoch, keď je trvalý unikajúci prúd tesne nad hranicou vybavovacieho prúdu chrániča, je možné situáciu zlepšiť náhradou typu AC za prúdový chránič typu A. Vysvetlenie, prečo tomu tak je, nájdeme v odlišnej definícii vybavovacieho prúdu pre typ AC a A, ako je uvedené v tabuľke 1. Typy A majú pre pulzujúce priebehy prúdov posunutú hranicu vybavovacích prúdov (podľa tvaru prúdu až o 40 % vyššiu). Ak veľkosť zvodového prúdu odrušovacích filtrov a parazitných kapacít v inštalácii prekročí vybavovací prúd chrániča typu AC, náhrada za typ A môže pomôcť. Avšak stále sa jedná o situáciu, keď je aj typ A veľmi blízko svojmu vybavovaciemu prúdu. Všeobecne platí pravidlo, že trvalý unikajúci prúd spotrebičov v obvode by nemal prekročiť 30% menovitého reziduálneho prúdu prúdového chrániča (IΔ ≤ 30% IΔn ). Preto je potrebné posúdiť každú situáciu individuálne a pokiaľ to ide, rozdeliť problémové spotrebiče do rôznych okruhov.

Použitie typov AC v iných krajinách

Na limity použiteľnosti prúdových chráničov typu AC a ich „morálnu zastaranosť“ pre moderné elektrické inštalácie už reagovalo mnoho európskych krajín. Vo svojich modifikáciách harmonizačného dokumentu HD 60364 (národných obdobách našej STN 33 2000) už zakazujú na všeobecné účely použitie prúdového chrániča typu AC, a ako minimálnu úroveň ochrany požadujú použitie typu A. Medzi tieto krajiny okrem iného patria:

  • Švajčiarsko
  • Nemecko
  • Dánsko
  • Fínsko
  • Holandsko
  • Nórsko
  • Rakúsko
  • Írsko (nezakazuje typ AC, ale neodporúča ho)
red-map-pin-black-map-standing-out.jpg

Zapojenie prúdových chráničov v inštaláciách

RCD-wiring.jpg

Základné zásady pre inštaláciu prúdových chráničov sú:

  • chráničom musia prechádzať všetky pracovné vodiče, ktoré sú nutné pre funkciu spotrebiča
  • pracovné vodiče za prúdovým chráničom sa nesmú spájať s pracovnými vodičmi za iným prúdovým chráničom
  • chránené neživé časti musia byť uzemnené pomocou ochranného vodiča
  • chráničom nesmie prechádzať ochranný vodič
  • rozdelenie vodiča PEN v sieti TN-C na samostatné vodiče PE a N sa musí vykonať pred prúdovým chráničom – nutný prechod siete TN-C na sieť TN-C-S
  • vodiče PE a N za prúdovým chráničom sa nesmú znovu spojiť (toto je príčina častých problémov s nežiaducim vypínaním)
  • pred uvedením do prevádzky sa musí chránič vyskúšať, vrátane overenia oddelenia PE a N vodičov

Neúplný počet pracovných vodičov

Niektoré trojfázové spotrebiče nevyžadujú pre svoju funkciu stredný vodič (asynchrónne motory), prípadne sú navrhnuté len na prevádzku na dve fázy. Pre niektoré elektrotechniky potom vyvstáva otázka, či vplyvom chýbajúceho N vodiča nebude dochádzať k nežiaducemu vybavovaniu prúdového chrániča. Odpoveď je jednoduchá, pokiaľ v obvode za prúdovým chráničom nevznikol reziduálny prúd, potom počet zaťažených vodičov nemá na funkciu prúdového chrániča žiadny vplyv.

Avšak v zapojeniach s neúplným počtom vodičov je nutné zapojiť vodiče do svoriek tak, aby bola zachovaná funkcia skúšobného obvodu (TEST). Univerzálnym riešením je zapojenie všetkých vstupných svoriek na všetky pracovné vodiče sústavy a na výstupné svorky je potom možné zapojiť len požadovaný počet vodičov – pozri vyššie uvedené príklady. Odporúčané zapojenia prúdových chráničov je možné nájsť v katalógu inštalačných prístrojov v technickej časti.

Záver

Vyššie uvedené skutočnosti potvrdzujú, že použitie prúdových chráničov typu AC v nových inštaláciách v domových a podobných aplikáciách sa nejaví ako ideálne riešenie. Tieto chrániče majú svoje limity použiteľnosti – sú vhodné iba pre obvody s pasívnymi prvkami, ktoré sa ale v praxi bez elektronických prvkov vzhľadom na pokročilosť moderných spotrebičov takmer nevyskytujú. Trendom naprieč Európou je odklon od typu AC k typu A, ktorý ponúka vyššiu funkčnú spoľahlivosť. Zároveň za určitých podmienok prináša obmedzenie nežiaducich vypínaní v obvodoch s vyššími harmonickými spôsobenými elektronickými spotrebičmi.