Proudové chrániče pomáhají chránit životy i majetek

Přehledný průvodce proudovými chrániči. K čemu jsou proudové chrániče a jak vybrat ten správný. Typy, parametry, konstrukce, a jejich použití.

Proudové chrániče jsou nedílnou součástí moderní a bezpečně navržené elektroinstalace. Jak se v nich vyznat? Poradíme.

Velký rozdíl mezi jističem a proudovým chráničem

Zatímco jističe chrání elektrická zařízení a rozvody tím, že při zkratu (a tedy mnohonásobně vyšších proudech, tzv. nadproudech) rozepnou elektrický obvod, proudové chrániče detekují malé a uniknuvší proudy (tzv. reziduální proudy) často mimo živou část obvodu. Ty jsou způsobeny různými poruchami nebo běžnou činností některých zařízení (např. frekvenčních měničů). V takovém případě proudový chránič detekuje reziduální proudy a odpojí napájení. V neposlední řadě dokáží proudové chrániče rozeznat vadu v elektroizolaci a zabránit tak unikání proudů do neživých částí. Úder blesku je jedním takovým příkladem.

Bez proudových chráničů by reziduální proudy napáchaly vážné škody: může dojít k úrazu elektrickým proudem jak zvířat domácích a hospodářských, tak i osob (např. obsluhy elektrických strojů nebo při použití vodovodního kohoutku). Mohou také způsobit požár a tím škody na majetku.

Moderní proudová ochrana umí lépe rozeznat, kdy obvod rozepnout: zda-li se jedná o běžnou situaci (např. pulzy spínacích operací apod.) nebo už bezpečnostní riziko. Při výběru vhodného proudového chrániče pomůže přehled poruchových proudů a doporučení výrobce zařízení k němuž chránič vybíráme.

Obsah

• Parametry proudových chráničů
• Typy proudových chráničů
• Varianty proudových chráničů
• Konstrukce proudových chráničů

Parametry proudových chráničů

Před vybíráním proudového chrániče je vhodné si ujasnit, pro jaké použití jej chceme. Níže uvádíme nejdůležitější parametry.

Jmenovitý reziduální proud

Jmenovitý reziduální proud značený I_Δn je hlavní charakteristikou. Jedná se o nejnižší garantovanou hladinu proudu, který chránič detekuje a vybaví se. Příliš nízká citlivost nedetekuje nebezpečný únik proudu a proudový chránič neplní bezpečnostní funkci. Naopak příliš vysoká citlivost způsobuje nepříjemné nechtěné vybavení.

• Střední citlivost: 0,1 A až 0,5 A
• Vysoká citlivost: 0,01 A až 0,03 A

Jmenovitý (maximální) proud

Jmenovitý nebo maximální proud značený I_n je další důležitou charakteristikou. Proudový chránič je omezen maximálním proudem, při kterém může pracovat. Je vhodné jej doplnit o nadproudovou ochranu nebo zkratovou spoušť. Níže uvedené hodnoty do 25 A najdou použití v běžné domovní elektroinstalaci.

• 10 A
• 16 A
• 25 A
• 32 A
• a vyšší.

Maximální vypínací proud

Maximální vypínací proud je proud, který ještě dokáže proudový chránič vypnout. Jde o schopnost kontaktů přerušit elektrický obvod. Na výběr jsou hodnoty 6 kA a 10 kA.

• 6 kA pro domácnost
• 10 kA pro průmysl

Počet pólů

Také Počet pólů je důležitý. Záleží, zda chceme chránit jednofázový či trojfázový okruh.

• 2 pólový (1P+1N) pro jednofázový okruh
• 4 pólový (3P+1N) pro třífázový okruh

Dalšími parametry mohou být průběh proudu, zpoždění, závislost na napětí a další, viz níže.

Typy proudových chráničů

Proudové chrániče se rozdělují podle průběhu reziduálního proudu, který jsou schopny detekovat. Dále podle závislosti na napětí a podle časového zpoždění aj. doplňkových funkcí.

Typ AC

Typ AC je nejčastěji instalovaný typ. Hodí se pro běžné domácí spotřebiče. Typ AC detekuje střídavé reziduální proudy. Proto je vhodný pro jednofázové spotřebiče bez usměrňovacího zdroje. K dispozici ve variantě G se spožděním.

• střídavý průběh proudu

Typ AC POUŽÍVEJTE pro spotřebiče: mikrovlnná trouba, rychlovarná konvice, elektrické topení, elektrický kotel, vnitřní osvětlení, venkovní osvětlení, stolní okružní pila, čerpadlo bazénu.

Naopak, typ AC NEPOUŽÍVEJTE pro spotřebiče: myčka, klimatizace, počítač, fén, LED osvětlení se spínaným zdrojem, pračka, sušička.

Typ A

Typ A je další nejčastěji instalovaný typ. Vhodný pro běžné domácí spotřebiče a elektroniku. Typ A detekuje stejnosměrné pulzující a střídavé reziduální proudy. Proto je vhodný pro jednofázové spotřebiče a elektroniku. Většinou plně pokrývá zařízení v domovní elektroinstalaci. K dispozici ve variantách G se zpožděním a S selektivní.

• jednosměrně usměrněný průběh proudu
• střídavý průběh proudu

Typ A je určen pro spotřebiče: myčka, klimatizace, počítač, fén, LED osvětlení se spínaným zdrojem, pračka, sušička. Vyhovuje také ve všech předchozích případech typu AC.

Typ F

Specializovaný typ vhodný zejména pro elektromotory s řízením otáček. Typ F je pro jednofázové obvody s frekvenčními měniči. Často jde o obvody s řízením otáček jednofázových elektromotorů. Detekuje reziduální proudy smíšené frekvence od 50 Hz až do 1 kHz. Disponuje také funkcemi typu A / G. Proto je vhodný zejména pro pračky, oběhová i tepelná čerpadla a samozřejmě pro klimatizace.

• frekvenční modulace
• jednosměrně usměrněný průběh proudu
• střídavý průběh proudu

Typ F je určen hlavně pro spotřebiče: tepelné čerpadlo. Vyhovuje také ve všech předchozích případech typu A.

Typ B

Typ B je vhodný tam, kde potřebujeme vyšší spolehlivost. Používá se v třífázových okruzích s výkonovou elektronikou nebo i běžnými spotřebiči. Typ B rozpozná jak hladké stejnosměrné reziduální proudy, tak i střídavé proudy s frekvencí až do 100 kHz. Obsahuje funkce typu F. Proto se užívá zejména v třífázových sítích 50 / 60 Hz s výkonovou elektronikou a tam, kde typy A a F nestačí. Např.: frekvenční měniče, systémy UPS, spínané zdroje, vysokofrekvenční převodníky a zdravotnické přístroje.

• stejnosměrný průběh proudu
• frekvenční modulace
• jednosměrně usměrněný průběh proudu
• střídavý průběh proudu

Typ B je určen hlavně pro aplikace: nabíjecí stanice elektroautomobilů, přístroje ve zdravotnictví. Vyhovuje také ve všech předchozích případech typu F.

Typ B+

Typ B+ je vhodný pro náročné aplikace. Detekuje vyšší frekvence než typ B. Používá se v průmyslu i zdravotnictví ale i k detekci svodových proudů, které by mohly způsobit požár. Tím se blíží funkci obloukové ochrany. Výhodou typu B+ je frekvenční charakteristika až do 20 kHz. Časté aplikace: frekvenční měniče, systémy UPS, spínané zdroje, vysokofrekvenční převodníky a zdravotnické přístroje.

• kHz - vysokofrekvenční modulace v řádu kHz
• stejnosměrný průběh proudu
• jednosměrně usměrněný průběh proudu
• střídavý průběh proudu

Typ B+ je určen hlavně pro aplikace: průmysl, zdravotnictví. Vyhovuje také ve všech předchozích případech typu B.

Varianty proudových chráničů

Zpožděné vybavení

Běžně reaguje proudová ochrana bez zpoždění. Pokud dojde k nežádoucímu vybavení (vlivem krátkodobého přepětí způsobeného např. úderem blesku či spínacími operacemi) jsou k dispozici varianty G, A / Hi, S a K se zpožděním.

Varianta G disponuje minimálním krátkodobým zpožděním 10 ms. Je speciálně odolná vůči atmosférickým vlivům (např. úderu blesku). Varianta G nevybavuje při krátkodobém přepětí způsobeném třeba úderem blesku. Má odolnost vůči proudovému rázu do 3 kA. Vhodný pro jeden okruh. Lze použít jako doplňkovou ochranu živých částí.

Typ A / Hi má zvýšenou imunitu a krátkodobé zpoždění oproti typu A. Typ A / Hi je odolnější vůči krátkodobým přepětím (způsobeným zpravidla vnějšími vlivy) a spínacím operacím než typ A. Používají se pro: dlouhé nebo stíněné vedení; kancelářské budovy; zářivkové osvětlení; chráněné budovy např. nemocnice; laboratorní vybavení; napájení nouzových zdrojů. Při nechtěných vystaveních můžete zvážit výměnu za typ G.

Varianta S (nebo též Selektivní) má minimální zpoždění 40 ms (několik period 50 Hz sítě). Používá se coby hlavní chránič. Díky dlouhé časové prodlevě pracují časově "selektivně" k podřazenému proudovému chrániči. Ten by pak měl mít citlivost na reziduální proudy mezi 10 až 30 mA. Varianty S mají citlivost až od 100 mA a disponují odolností vůči proudovým rázům až do 5 kA. Výborně plní funkci hlavního chrániče a zajišťuje optimální selektivitu při jakékoliv úrovni nežádoucího reziduálního proudu. Dále slouží jako ochrana před nepřímým dotykem a protipožární ochrana. Naopak se nehodí pro rychlou ochranu živých částí obvodu.

Výkon a frekvence

Jestliže potřebujete chránič pro frekvenčí měnič s vyššími výkony, typ F už nemusí stačit. V takovém případě se doporučuje typ B a jeho varianty B+ či Bfq. Jsou připravené pro třífázové sítě.

B+ vhodná pro trojfázové okruhy s výkonovými elektromotory a řízením otáček.

Typ Bfq je, podobně jako B+, specializovaný pro třífázové okruhy a výkonové frekvenční měniče.

Pokud již máte jasno, který typ proudové ochrany použijete, můžete si zvolit mezi variantami provedení, viz níže.

Konstrukce proudových chráničů

Podle funkce vybavení na poruchové proudy jsou na výběr různé konstrukce. Běžné, modulární a kombinované provedení nabízí rozmanité funkce proudových chráničů.

 

Běžné

Běžná konstrukce chrániče se vzhledem podobá jističi. Obsahuje proudový chránič s proudovou spouští.

Všechna zařízení chránící před reziduálními proudy se obecně značí zkratkou RCD. Proudové chrániče běžné konstrukce se značí RCCB.

 

 

Modulární

Výhodou modulární konstrukce chráničů je možnost výměny třeba proudové spouště nezávisle na vypínací části. Modulární systémy mají na výběr pestrou paletu modulů s rýznými funkcemi např. časovače, jističe, přístroje pro měření, vypínače.

Nevýhodou je, že tato uživatelská variabilita může snížit bezpečnost celého chrániče. Proto se modulární chrániče nepoužívají pro ochranu života před úrazem elektrickým proudem!

Funkce vybavení na poruchové proudy je obsažena v kombinaci chráničového relé a proudových transformátorů (ovládající jiný kontaktní systém). Toto stavebnicové (modulární) řešení se značí MRCD. Z bezpečnostních důvodů se nepoužívá k ochraně osob a zvířat.

 

Kombinované

Kombinované proudové chrániče patří k nejoblíbenějším řešením, protože obsahují jistič a šetří místo v malých domovních rozvodnicích. Kombinovaná konstrukce razí opačný přístup než modulární. Dostanete "vše v jednom". Jedno zařízení, které obsahuje jistič i celý proudový chránič.

Funkce vybavení na poruchové proudy je součástí jističe, pak jde o proudový chránič s nadproudovou ochranou RCBO, tzv. "Kombík". Toto jediné zařízení chrání proti přetížení, zkratu i úrazu elektrickým proudem a požáru.

Jednou z dalších konstrukcí je např. CBR, kde funkce vybavení na reziduální proudy je součástí výkonového jističe. Pak se jedná o jistič zahrnující ochranu reziduálním proudem.

Více informací o proudových ochranách naleznete například u výrobců Eaton a Hager:

• proudové chrániče Hager (produktové informace PDF)
• článek Eaton: Ochrana osob a zařízení před reziduálními proudy