Proudové chrániče pomáhají chránit životy i majetek
Jak proudový chránič funguje, podle čeho se vybírá a čím se liší RCCB od RCBO? Přehledně vysvětlujeme citlivost, typy AC, A, F a B, časové varianty i konstrukční provedení.
Proudový chránič patří mezi základní ochranné prvky moderní elektroinstalace. Při překročení stanovené hodnoty reziduálního proudu dokáže rychle odpojit napájení a snížit tak riziko úrazu elektrickým proudem nebo požáru. Aby však ochrana fungovala správně, musí typ i parametry chrániče odpovídat danému obvodu a připojeným zařízením.
Aktualizováno: | Publikováno:
Jak funguje proudový chránič a čím se liší od jističe
Proudový chránič sleduje proudy protékající všemi pracovními vodiči chráněného obvodu. Za běžného provozu je součet proudů, které do obvodu přitékají a vracejí se zpět, nulový. Pokud část proudu začne protékat jinou cestou – například ochranným vodičem, konstrukcí zařízení, zemí nebo tělem člověka – vznikne rozdíl označovaný jako reziduální proud.
Jakmile reziduální proud dosáhne hodnoty, při které má proudový chránič vybavit, chránič obvod v předepsaném čase odpojí. Může tak omezit následky poruchy izolace, průchodu proudu tělem člověka nebo jiného nežádoucího úniku proudu.
Proudový chránič však není totéž co jistič. Každý z těchto přístrojů reaguje na jiný druh poruchy:
- Jistič chrání vedení a elektrická zařízení před nadproudem, tedy před přetížením a zkratem.
- Proudový chránič (RCCB) reaguje na reziduální proud, ale sám nechrání před přetížením ani zkratem. Musí proto spolupracovat s vhodnou nadproudovou ochranou.
- Jističochránič (RCBO) spojuje funkci proudového chrániče a jističe v jednom přístroji. Chrání tedy před reziduálním proudem, přetížením i zkratem.
Označení RCD je obecný název pro přístroje reagující na reziduální proud. Patří mezi ně zejména samostatné proudové chrániče RCCB a jističochrániče RCBO. RCCB bez integrované nadproudové ochrany proto musí být vždy použit v kombinaci s odpovídajícím jističem nebo pojistkou.
Automatické rozpojení obvodu se označuje jako vybavení proudového chrániče. Proudové chrániče jsou vybaveny testovacím tlačítkem, jehož stisknutím se ověřuje jejich vybavovací funkce. Testovací tlačítko však nenahrazuje odbornou kontrolu a revizi elektroinstalace.
Jak vybrat proudový chránič
Proudové chrániče nelze vybrat pouze podle jediné hodnoty. Je nutné zohlednit jmenovitý reziduální pracovní proud, jmenovitý proud, počet pólů, schopnost reagovat na různé průběhy reziduálního proudu i konstrukční provedení. Volba musí zároveň odpovídat chráněnému obvodu, připojeným zařízením a požadavkům projektu elektroinstalace.
Parametry proudových chráničů
Při porovnávání proudových chráničů se setkáte s několika základními elektrickými parametry. Každý z nich popisuje jinou vlastnost přístroje a nelze je navzájem zaměňovat. Mezi nejdůležitější patří jmenovitý reziduální pracovní proud, jmenovitý proud, počet pólů a údaje související se zkratovou ochranou.
Jmenovitý reziduální proud
Jmenovitý reziduální pracovní proud IΔn, někdy označovaný jako citlivost proudového chrániče, udává hodnotu reziduálního proudu, při které musí chránič za stanovených podmínek vybavit. Neznamená to však, že chránič vybaví vždy přesně při uvedené hodnotě. Běžný chránič nesmí vybavit při 0,5násobku IΔn, ale při dosažení IΔn již vybavit musí. Proudový chránič 30 mA proto může v praxi vybavit při reziduálním proudu mezi 15 a 30 mA.
| IΔn | Typické použití |
|---|---|
| 10 mA | Citlivější doplňková ochrana pro vybrané obvody a specifické aplikace. Kvůli nižší hodnotě je nutné věnovat větší pozornost běžným unikajícím proudům připojených zařízení. |
| 30 mA | Doplňková ochrana osob před úrazem elektrickým proudem. Jde o nejčastější hodnotu používanou u koncových obvodů v domovních a podobných instalacích. |
| 100 mA | Použití ve specifických instalacích, například pro ochranu při poruše nebo zajištění selektivity. Nenahrazuje chránič 30 mA tam, kde je požadována doplňková ochrana osob. |
| 300 mA | Především ochrana před požárem způsobeným reziduálními proudy nebo předřazená ochrana, případně v selektivním provedení S. Nenahrazuje chránič 30 mA pro doplňkovou ochranu osob. |
| 500 mA a více | Speciální a průmyslové aplikace navržené podle podmínek konkrétní instalace. |
Nižší hodnota IΔn znamená vyšší citlivost proudového chrániče, není však automaticky vhodnější pro každý obvod. Hodnota musí odpovídat požadovanému způsobu ochrany a běžným unikajícím proudům připojených zařízení. Nevhodně zvolený chránič nemusí zajistit požadovanou ochranu, nebo naopak může opakovaně vybavovat i bez skutečné poruchy.
Jmenovitý proud
Jmenovitý proud In udává proud, který může proudový chránič za stanovených podmínek dlouhodobě vést, aniž by došlo k jeho nepřípustnému zahřívání nebo poškození. Běžně se setkáte například s hodnotami 25 A, 40 A nebo 63 A.
U samostatného proudového chrániče (RCCB) nejde o proud, při kterém by chránič vypnul. RCCB neobsahuje ochranu proti přetížení ani zkratu, a proto musí být před nadproudem chráněn vhodným jističem nebo pojistkou. Hodnota In musí odpovídat očekávanému zatížení obvodu, způsobu předřazeného nebo navazujícího jištění a podmínkám stanoveným výrobcem.
U jističochrániče (RCBO) je nadproudová ochrana součástí přístroje. Jeho jmenovitý proud proto zároveň určuje hodnotu nadproudové ochrany, například 16 A nebo 20 A.
Zkratová odolnost a vypínací schopnost
Údaje o zkratovém proudu nelze u všech proudových chráničů vykládat stejně. Záleží především na tom, zda jde o samostatný proudový chránič RCCB, nebo o jističochránič RCBO.
Samostatný proudový chránič RCCB neobsahuje ochranu před přetížením ani zkratem. U tohoto přístroje se proto uvádí mimo jiné jmenovitý podmíněný zkratový proud Inc. Tento údaj vyjadřuje, jakému zkratovému proudu může RCCB odolat při použití výrobcem stanoveného předřazeného jištění. Hodnota například 10 kA tedy neznamená, že samotný RCCB dokáže zkratový proud 10 kA vypnout.
Jističochránič RCBO má nadproudovou ochranu integrovanou. U něj se uvádí vlastní jmenovitá zkratová vypínací schopnost Icn, například 6 kA nebo 10 kA. Tato hodnota udává nejvyšší předpokládaný zkratový proud, který je přístroj za stanovených podmínek schopen bezpečně vypnout.
Požadovaná zkratová odolnost nebo vypínací schopnost musí odpovídat předpokládanému zkratovému proudu v místě instalace. Nelze proto obecně říci, že 6 kA je určeno pro domácnosti a 10 kA pro průmysl. Správná hodnota vychází z parametrů konkrétní elektroinstalace, koordinace ochranných přístrojů a pokynů výrobce.
Počet pólů
Počet pólů určuje, kolik pracovních vodičů je proudovým chráničem vedeno a při jeho vybavení odpojeno. Volba závisí především na tom, zda jde o jednofázový, nebo třífázový obvod.
- 2pólový proudový chránič se používá zejména v jednofázových obvodech. Procházejí jím fázový vodič L a střední vodič N.
- 4pólový proudový chránič se používá zejména v třífázových obvodech. Procházejí jím vodiče L1, L2, L3 a N.
Všechny pracovní vodiče chráněného obvodu musí procházet stejným proudovým chráničem. Ochranný vodič PE se přes proudový chránič nikdy nevede. Pokud by některý pracovní vodič chránič obcházel nebo byly vzájemně propojeny střední vodiče obvodů chráněných různými proudovými chrániči, mohlo by docházet k nesprávnému vybavování a ochranná funkce by nemusela být zajištěna správně.
Vedle uvedených parametrů je nutné zvolit také správný typ proudového chrániče podle průběhu reziduálního proudu a případně vhodnou variantu podle časové charakteristiky a odolnosti.
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. Je důležité zvolit správný proudový chránič pro každý nežádoucí reziduální proud.
Typ A
Typ A je nejčastěji instalovaný typ do běžných instalací. Vhodný pro běžné domácí spotřebiče a elektroniku. Typ A detekuje stejnosměrné pulzující a střídavé reziduální proudy. Není však zcela univerzální pro všechna zařízení - požadovaný typ chrániče se musí řídit charakterem zátěže a pokyny výrobce.
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 AC
Typ AC byl dříve nejčastěji instalovaný typ. Hodí se pro běžné domácí spotřebiče. Typ AC detekuje střídavé reziduální proudy. Proto je vhodný pro jednofázové spotřebiče bez usměrňovacího zdroje.
- střídavý průběh proudu
Proudový chránič typu AC reaguje pouze na sinusový střídavý reziduální proud. Může proto připadat v úvahu jen u obvodů s jednoduchými lineárními zátěžemi bez elektronických řídicích, usměrňovacích nebo spínaných obvodů, například u některých čistě odporových topných zařízení. Vždy však musí být respektovány požadavky příslušných norem a výrobce připojeného zařízení.
Typ AC není vhodný pro zařízení obsahující elektroniku, usměrňovače, spínané zdroje, regulaci výkonu nebo frekvenční měniče. Mezi ně mohou patřit například pračky, sušičky, myčky, LED osvětlení, klimatizace, počítače, elektronicky řízená čerpadla a další moderní spotřebiče.
Proč se ustupuje od proudových chráničů typu AC?
Norma ČSN 33 2130 ed. 4, která se pro nové projekty uplatňuje od 1.1.2025, nedovoluje použití proudových chráničů typu AC pro koncové světelné obvody. Nejde však o plošný zákaz typu AC ve všech elektrických obvodech. U zásuvkových obvodů může být typ AC podle této normy nadále použit, vždy je ale nutné zohlednit charakter připojených zařízení a požadavky souvisejících norem.
Proč se od proudových chráničů typu AC ustupuje? Typ AC reaguje pouze na sinusové střídavé reziduální proudy, což odpovídá především jednoduchým obvodům bez elektronického řízení. Moderní zařízení, například LED osvětlení, pračky, klimatizace, počítače nebo nabíječky, mohou při poruše vytvářet také pulzující stejnosměrné reziduální proudy, na které typ AC není určen. Proudový chránič typu A reaguje na střídavé i pulzující stejnosměrné reziduální proudy, a proto je pro řadu běžných domovních obvodů vhodnější volbou.
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 do 1 kHz. Zahrnuje vlastnosti typu A a má zvýšenou odolnost proti impulzním proudům a nechtěnému vybavení. Používá se například u některých praček, klimatizací, oběhových čerpadel nebo tepelných čerpadel. Rozhodující jsou vždy pokyny výrobce zařízení.
frekvenční modulace- jednosměrně usměrněný průběh proudu
- střídavý průběh proudu
Typ F je určen typicky pro jednofázová zařízení s frekvenčním měničem: pračky, klimatizace, oběhová čerpadla nebo tepelná čerpadla. Vyhovuje také ve všech předchozích případech typu A.
Typ B
Typ B reaguje kromě střídavých, pulzujících stejnosměrných a smíšených reziduálních proudů také na vyhlazený stejnosměrný reziduální proud. Používá se zejména u zařízení s výkonovou elektronikou, u nichž může takový proud vzniknout, například u některých frekvenčních měničů, fotovoltaických střídačů, UPS nebo nabíjecích zařízení.
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. U nabíjecích stanic se požadovaný typ chrániče řídí konstrukcí wallboxu.
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. 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
Napěťově nezávislé a napěťově závislé provedení
Napěťově nezávislý proudový chránič využívá k vybavení energii samotného reziduálního proudu, a jeho ochranná funkce proto není závislá na napájecím napětí. Napěťově závislé provedení obsahuje elektronické vyhodnocení, které ke své činnosti potřebuje napájení ze sítě nebo pomocného zdroje.
České normy dnes jednoznačně vyžadují napěťově nezávislé chrániče. Norma ČSN 33 2000-5-53 přímo stanovuje, že v ČR je dovoleno instalovat proudové chrániče a jističochrániče nezávislé na síťovém napětí. Použití napěťově závislých je zakázáno (s výjimkou speciálních případů mimo běžné domovní rozvody).
Časové provedení a odolnost proti nechtěnému vybavení
Běžné proudové chrániče reagují bez úmyslného časového zpoždění. V některých instalacích však mohou krátké impulzní reziduální proudy vznikající například při spínacích operacích, atmosférických přechodových dějích nebo nabíjení kapacit způsobovat nechtěné vybavování. Pro takové případy jsou k dispozici chrániče se zvýšenou impulzní odolností, krátkodobým zpožděním nebo selektivní časovou charakteristikou.
Označení těchto provedení se může mezi výrobci lišit. Setkat se lze například s označením G, K, Hi, HPI, SI nebo A-SI. Nejde vždy o vzájemně rovnocenné varianty, a proto je nutné porovnat konkrétní údaje v dokumentaci výrobku.
Krátkodobě zpožděná a vysoce odolná provedení
Krátkodobě zpožděné proudové chrániče mají zvýšenou odolnost proti krátkým impulzním proudům, aniž by byly určeny k zajištění selektivity stejným způsobem jako provedení S. Používají se tam, kde hrozí nechtěné vybavování například vlivem dlouhých vedení, vyšších kapacitních proudů, elektronických zařízení nebo přechodových dějů v síti.
Například provedení G společnosti Eaton má minimální dobu nevybavení 10 ms a impulzní odolnost až 3 kA. Obdobnou funkci mohou u jiných výrobců plnit výrobky označené například K, Hi, HPI nebo SI, jejich přesné vlastnosti se však mohou lišit.
Selektivní provedení S
Selektivní proudový chránič označený písmenem S má úmyslně zpožděnou vybavovací charakteristiku. Instaluje se zpravidla před další, rychleji reagující proudové chrániče, aby při poruše nejprve vybavil chránič nejblíže postiženému obvodu a nebyla zbytečně odpojena větší část elektroinstalace.
Pro zajištění selektivity nestačí pouze časové zpoždění. Jmenovitý reziduální pracovní proud předřazeného chrániče musí být správně koordinován s podřazenými chrániči; běžně se používá poměr alespoň 3 : 1. Konkrétní kombinaci je nutné ověřit podle dokumentace.
Selektivní chránič S se nepoužívá jako náhrada 30 mA chrániče pro doplňkovou ochranu osob v koncových obvodech. Podle své hodnoty a zapojení může sloužit například jako předřazená ochrana při poruše nebo jako součást ochrany před požárem.
Konstrukce proudových chráničů
Proudové chrániče se vyrábějí v několika konstrukčních provedeních. Liší se tím, zda zajišťují pouze ochranu před reziduálním proudem, nebo také ochranu před přetížením a zkratem, a také způsobem instalace. Nejčastěji se používají samostatné chrániče RCCB a jističochrániče RCBO, existují však i přídavné bloky, přenosná a zásuvková provedení.
Samostatný proudový chránič (RCCB)
Samostatný přístroj, který při dosažení stanovené hodnoty reziduálního proudu odpojí chráněný obvod. Neobsahuje ochranu před přetížením ani zkratem, a proto musí spolupracovat s vhodnou nadproudovou ochranou. Jeden RCCB může chránit samostatný obvod nebo skupinu navazujících obvodů.
Jističochránič (RCBO)
Toto provedení spojuje funkci proudového chrániče a jističe v jednom přístroji. Chrání tedy před reziduálním proudem, přetížením i zkratem. Při použití jističochráničů pro jednotlivé koncové obvody porucha jednoho okruhu zpravidla neodpojí ostatní části elektroinstalace.
Přídavný chráničový blok k jističi
Přídavný blok, který se mechanicky a funkčně spojí s kompatibilním jističem. Výsledná sestava poskytuje ochranu před reziduálním proudem, přetížením i zkratem. Blok a jistič musí tvořit výrobcem schválenou kombinaci a jednotlivé přístroje nelze libovolně zaměňovat.
Přenosný proudový chránič (PRCD)
Zapojuje se mezi pevnou zásuvku a napájený spotřebič a běžně se označuje jako proudový chránič do zásuvky. Používá se jako doplňková ochrana například pro přenosné elektrické nářadí nebo zařízení provozovaná venku. Nechrání přívod před zásuvkou a nenahrazuje ochranu pevné instalace.
Zásuvka s integrovaným proudovým chráničem (SRCD)
Poskytuje doplňkovou ochranu zařízení připojenému do dané zásuvky, případně části obvodu zapojené za ní. Nechrání přívodní vedení před zásuvkou a nenahrazuje proudovou ochranu celé elektroinstalace.
V průmyslových a rozsáhlejších instalacích se používají také další konstrukční řešení. Funkce snímání reziduálního proudu, jeho vyhodnocení a vypnutí obvodu může být rozdělena mezi externí součtový transformátor, vyhodnocovací relé a samostatný jistič s vypínací spouští. Podle konstrukce může jít o modulární ochranný systém MRCD nebo o monitor reziduálního proudu RCM. Samotný monitor RCM však nemusí zajišťovat ochranné odpojení a nelze jej automaticky považovat za náhradu proudového chrániče RCCB nebo RCBO.
Reziduální ochrana může být integrována také do některých kompaktních a výkonových jističů používaných zejména v průmyslových rozvodech.
Kam dál?
Více o komplexní ochraně, bezpečnosti a obloukové ochraně v článku na téma v čem se liší jistič, proudový chránič a oblouková ochrana?