Selektivní proudový chránič: provedení, účel, oblast použití + schéma a nuance zapojení

Mezi rozmanitostí ochranných přístrojů existuje selektivní proudový chránič, který odborníci označují jako praktickou a optimální variantu organizace ochrany. Čím se tento typ zařízení liší od ostatních z příbuzné skupiny?

Jakými vlastnostmi disponuje selektivní přístroj a jak vysoká je jeho citlivost? Pokusíme se to zjistit pomocí malého přehledu v tomto směru.

Účel a princip činnosti

Reléová zařízení pro elektrické sítě, určená k zajištění ochrany před přímým dotykem v nebezpečných zónách, jakož i ochrany zařízení, jsou představena rozmanitým konstrukčním provedením.

Zvláštnosti selektivních přístrojů

Charakteristickým rysem selektivního přístroje je přítomnost funkce časového zpoždění vypnutí obvodu, kterým je napájena zátěž.

Obvykle tento parametr přesahuje hodnotu 40 ms — to znamená, že selektivní přístroje nejsou určeny k ochraně před úrazem při přímém dotyku.

Sortiment zařízení používaných k ochraně při provozu elektrických sítí poskytuje široký výběr. Prakticky všechny typy proudových chráničů je možné použít v sítích jednofázového nebo třífázového provedení.

Také mezi zvláštnosti selektivních přístrojů je třeba zmínit jejich dobrou odolnost vůči reakcím na skoky proudu a napětí. Díky této vlastnosti je prakticky zcela vyloučeno riziko falešných spuštění a tedy i vypnutí obvodu. O tom, co je selektivita jističů, je podrobně popsáno v tomto materiálu.

Zpravidla se v praxi používají přístroje, jejichž jmenovitý proud se pohybuje v rozmezí 25-100 A. Přitom hodnota diferenčního unikajícího proudu je v rozsahu 0,1-0,3 A.

Vyrábějí se dvoupólové a čtyřpólové varianty přístroje. Každý typ se aktivně používá v rámci rozvětvených kaskádových schémat.

Princip činnosti a konstrukce proudového chrániče typu S

Charakteristické rysy selektivních přístrojů se omezují pouze na ty, které jsou uvedeny výše.

V celém zbývajícím konstrukčním funkcionalitě se ve skutečnosti nepozoruje žádný zvláštní rozdíl mezi selektivními přístroji a zařízeními obecného použití.

Princip činnosti modulů sleduje jediný cíl – zabránit možným únikům proudu, které představují potenciální hrozbu pro uživatele různých elektrických zařízení. Také selektivní proudové chrániče působí na prevenci poškození zařízení.

Princip činnosti, tedy, zůstává standardní – použitelný na všechny ochranné přístroje ze skupiny proudových chráničů:

1. V konstrukci je diferenciální transformátor.
2. Díky transformátoru se provádí porovnání kontrolních proudů.
3. Rozdíl je předán citlivému prvku.
4. Pokud rozdíl překročí stanovený kontrolní parametr, dojde k odpojení.

To je celý princip činnosti v obecných rysech. Pravda, je třeba ještě zmínit takovou vlastnost, jako je závislost přístrojů na napájení.

V praxi se používají dvě konstrukční varianty selektivních proudových chráničů (a také obecných). Jedna varianta předpokládá vnější napájení, druhá ho zcela vylučuje.

Čtyřpólový modul zabudovaný do sítě jednofázového napětí. Zapojení je provedeno na základě tradičního řešení, kdy je použit vstupní jistič, elektroměr a následně selektivní proudový chránič.

Je zřejmé, že konstrukce ochranných přístrojů, které nepoužívají vnější napájecí obvod, vypadají spolehlivěji než ty, které pro účinný provoz vyžadují zdroj energie.

Jelikož diferenciální transformátor je v podstatě dominantním prvkem konstrukce, jsou na tuto část obvodu proudového chrániče kladeny zvláštní požadavky.

Magnetické jádro diferenciálního transformátoru musí mít striktně lineární charakteristiku magnetizace.

Přibližně takto probíhají procesy uvnitř magnetického jádra selektivního proudového chrániče a tok proudů stávajícími pracovními vinutími. Změnou proudových ukazatelů každé linky je řízen faktor úniku.

Teplotní vlastnosti magnetického jádra musí zajišťovat kvalitní provoz v širokém rozsahu teplot. Proto se pro výrobu tohoto prvku používá speciální materiál – amorfní železo nebo podobný.

Dalšími částmi konstrukce selektivního proudového chrániče jsou citlivá magnetoelektrická relé – prvky přímého účinku, často nazývané prahové orgány.

V některých konstrukcích jsou relé nahrazena elektronikou, ale princip zůstává stejný.

Normální a havarijní režimy

Při provozu proudového chrániče typu S, dokud není zaznamenána přítomnost svodového proudu (diferenciálního proudu), vodiče tvořící elektrický obvod v magnetickém poli jádra propouštějí ekvivalentní jmenovité zátěžové proudy.

Schéma, které názorně ukazuje vnitřní procesy modulu selektivního typu při provozu zařízení v pracovním režimu. Potřebnou úroveň citlivosti zajišťuje jeho nastavení podle vypínacího proudu.

Těmito proudy, stejně velkými, jsou uvnitř jádra indukována magnetická pole s opačným směrem působení.

Jejich celkový tok je nulový, čímž se vysvětluje absence proudu na sekundárním vinutí DT. Jeho nulový proud neovlivňuje citlivý prvek odpojení. RCD zůstává zapnutý.

V opačném případě, kdy je popsané schéma narušeno, je také narušena rovnováha proudů. V důsledku toho se na sekundárním vinutí DT vytvoří proud určité velikosti.

Jakmile tato hodnota překročí prahovou hodnotu startovacího prvku selektivního ochranného přístroje, tento se spustí. Což uvede do činnosti výkonný blokovací systém — odpojení napájecích obvodů zátěže. RCD se vypne a odpojí obvod zátěže.

Tradiční oblasti použití přístroje

Jak bylo uvedeno výše, tato modifikace ochranných zařízení se nepoužívá k ochraně před přímým dotykem.

Nejčastěji se zařízení používají jako blokátory pro případ možného vznícení elektroinstalace nebo systémových mechanismů.

Přímý kontakt s technikou, zejména domácí, je běžný jev. Avšak v případě úniku proudu může mít takový kontakt závažné následky. Proti přímému dotyku při úniku RCD typu S nechrání, ale k tomu jsou určeny jiné typy přístrojů.

Tytéž RCD se používají jako ochranné prostředky proti zkratu v napájecích obvodech cenných drahých zařízení/přístrojů/techniky nebo v napájecích obvodech důležitých technologických systémů.

Běžnou praxí je nasazení zařízení selektivního typu při budování složitých kaskádových elektrických schémat, kde na každé odbočce je zapojena zátěž různého druhu s různými proudy.

Kaskádové schéma rozvodky elektrické sítě s použitím ochranných modulů selektivního typu. Jeden z běžných variant, které se používají při elektrifikaci obytných budov.

Při takové konfiguraci systému větvení elektřiny selektivními přístroji je zajištěna spolehlivá ochrana jednotlivých úseků.

A také každý jednotlivý RCD v případě poruchy umožňuje rychlé určení závady.

Schémata zapojení proudového chrániče s selektivním vypínáním

Vlastně, schémata zapojení v tomto případě teoreticky nemají žádné zvláštnosti, které by je odlišovaly od sestavování schémat s jinými typy přístrojů skupiny.

Jinou otázkou je, v jakém pořadí zapojit například selektivní odpojení a odpojení pro přímý dotyk?

Typické provedení přístroje, který zajišťuje blokování elektrického napájení v případě úniku proudu a přímého dotyku. Nastavení vypínacího proudu obvykle činí nejméně 30 mA.

Pokud se podíváme na přístroj selektivního vypínání v jednotlivém provedení, je v tomto případě prvkem nejjednoduššího schématu a montuje se standardně:

1. Nejprve se instaluje jistič.
2. Dále následuje proudový chránič typu S.
3. Poté zátěžový obvod.

Ochrana se mezitím používá v nejrůznějších variantách používání elektrických sítí.

Například je nutné zajistit vysokou spolehlivost provozu třífázového elektromotoru. Jak v tomto případě organizovat ochranu pomocí proudového chrániče selektivního typu?

Další variantou provedení je čtyřpólový přístroj – výhodnější z hlediska možností konfigurace elektrického vedení. Pomocí tohoto modulu se snáze manipuluje s vedením zemnící lišty.

Zde se úspěšně hodí čtyřpólový přístroj, pomocí kterého lze uspořádat schéma ochrany proti zkratu vinutí.

Připojení se také provádí pomocí mezivložky proudového chrániče. To znamená, že nejprve se zapne jistič, druhým v pořadí je selektivní ochrana, třetím – elektromotor.

Varianta schématu řešení s elektrickým motorem. Jednoduché a poměrně efektivní řešení ochrany motoru proti možným mezifázovým zkratům nebo zkratům na kostru.

Jednofázové schéma pro standardní potřeby, jako je osvětlení a elektrické napájení, lze poměrně jednoduše zkonstruovat pomocí dvoupólového přístroje a několika jističů.

Vedení jednofázových kanálů do každé jednotlivé místnosti se provádí přes jističe, které jsou napájeny fází vycházející z ochranného přístroje.

Toto je, dalo by se říci, klasické schématické řešení, které ve většině případů používají majitelé obecních bytů, vlastníci domů, chat.

Klasický variant schématu s jedním přístrojem proudové ochranné odpojení pro vedení několika elektrických okruhů. Obvyklé řešení v domech starších staveb, kde nebylo zajištěno použití zemnící lišty.

Moderní projekty bydlení předpokládají organizaci schémat s povinnou přítomností zemnící lišty. Proto je pro taková řešení charakteristická mírná změna/doplnění schématu vedení.

Konkrétně se dalším prvkem vedení stává zemnící vodič (PE), který je stejně neoddělitelnou součástí jako nulová lišta.

Alternativní schématické řešení se stejnou sektorální variací rozvodu a s použitím stejných přístrojů. Pouze v této verzi je již použita zemnicí lišta. Takový příklad se jeví jako účinnější z hlediska ochrany.

V bytech, domech, chatách jsou zařízení selektivní ochrany povinným doplňkem bytového rozvaděče, když obyvatelé používají domácí spotřebiče:

• pračka;
• myčka nádobí;
• výkonný elektrický sporák (trouba).

Navíc tento typ přístrojů (selektivních) obvykle působí jako druhý stupeň ochrany, zatímco na prvním stupni působí proudové chrániče s odpojením při přímém kontaktu.

To znamená, že dochází ke skupinovému zapojení zařízení a to je skutečně účinná varianta z hlediska bezpečnosti provozu domácích elektrických sítí.

Nuance zapojení modulů typu S

Vlastně nuance jsou stejné jako ty, které doprovázejí proces připojování standardních ochranných přístrojů.

Svorky každého z přístrojů mají specifický účel (fázový, nulový) a jsou odpovídajícím způsobem označeny.

Svorkovnice na ochranném přístroji a označení pro připojení elektrických vedení. Rovněž je zobrazeno označení tlačítka pro provedení testovací operace za účelem správného vybavení proudového chrániče.

Při montáži je nepřípustné měnit polohy svorek vzhledem k jejich účelu vzhledem k napájecím obvodům.

Pokud místo fáze připojíte nulovací lištu, je to minimálně vyhlídka na poruchu samotného zařízení. Zaměnit dvě body je velmi obtížné, ale v praxi se to stává.

Další nuance – nastavení modulu pro stávající elektrický obvod z hlediska mezního odpojení podle proudu.

Pokud konstrukce neumožňuje možnosti nastavení podle proudu, je třeba správně vybrat zařízení podle technicko-provozních charakteristik.

Nakonec povinnou nuancí připojení je testování přístroje v režimu napájení do zátěžového obvodu.

Tato funkce je jednoduchá a vyžaduje pouze jeden úkon – aktivaci speciálního tlačítka, které je na krytu/v dokumentaci označeno jako „Test“.

Závěry a užitečné video k tématu

Dostupné a srozumitelné video vysvětlení selektivity činnosti ochranného přístroje:

Video demonstruje praxi zapojení do obvodu skupiny přístrojů a skutečnou činnost zařízení v nouzových situacích:

Často se lze setkat s úvahami o jednoduchosti zapojení proudového chrániče do elektrické sítě soukromého obydlí. Spolu s úvahami se často doporučuje dělat tuto práci svépomocí. Motiv je známý – úspora. Šetřit na vlastní bezpečnosti však není nejlepší volba. A proto by takové činnosti při montáži selektivního ochranného přístroje měly být vždy prováděny rukama profesionálního elektrikáře.

Máte zkušenosti s používáním nebo připojováním selektivních proudových chráničů a můžete náš materiál doplnit zajímavými informacemi k tématu článku? Prosím, pište své komentáře, pokládejte dotazy v bloku umístěném níže.