UZO pro ohřívač vody: kritéria výběru + schémata a pravidla připojení

Montáž elektrického bojleru je nutné provádět s použitím prostředků ochranného vypnutí elektrické sítě. Přítomnost takových zařízení umožňuje zabránit úrazu elektrickým proudem a vznícení kabeláže.

Modelů proudových chráničů pro ohřívače vody s různými parametry existuje mnoho. Vybrat ochranné zařízení je třeba správně, nezaměňovat ho s jinými jističi a vypínači.

Poradíme vám, jak proudový chránič funguje, v čem spočívají rozdíly ochranného zařízení od diferenčního jističe, vysvětlíme také, jaké parametry je nutné zohlednit při výběru diferenčního vypínače. Kromě toho jsme připravili podrobné schéma připojení proudového chrániče k bojleru a označili pravděpodobné chyby montáže.

Proč ohřívač vody potřebuje proudový chránič

Elektrický bojler v sobě spojuje vodu a elektrický proud, a při sebemenších poruchách na topném tělese je to přímá cesta k vznícení a úrazu elektrickým proudem. Bezpečnosti napájení ohřívače vody je třeba věnovat zvláštní pozornost.

Při správném provozu tento elektrospotřebič plně odpracuje svou životnost, ale pokud jsou při jeho montáži učiněny chyby, mohou vzniknout problémy vedoucí k opravě.

Člověk není zasažen elektrickým napětím, ale proudem – a čím vyšší je v ampérech, tím větší škoda je způsobena lidskému organismu, který je v kontaktu s rozbitým ohřívačem vody (+)

Hlavním účelem proudového chrániče je přerušení napájecího obvodu elektrického zařízení (jeho ochranné odpojení od sítě) při vzniku svodového proudu. Na jedné straně tento ochranný vypínač zabraňuje úrazu elektrickým proudem člověka, na druhé straně předchází přehřátí žil vodičů.

Pokud se topné těleso nebo kabel k němu náhle poškodí, pak kondenzát z vnější strany a voda uvnitř bojleru se promění v přirozený vodivý prvek, a při dotyku s nimi nebo s tělesem ohřívače vody člověka zasáhne svodový proud.

Následkem jsou nepříjemné pocity, srdeční arytmie a možný smrtelný konec. Vše závisí na síle působícího elektrického proudu v ampérech.

Proudový chránič přeruší obvod v případě přerušení nulového ochranného vodiče, snížení úrovně izolace a malého hodnoty zkratového proudu – přičemž na rozdíl od jiných ochranných jističů dojde k aktivaci podstatně rychleji (v řádu několika milisekund).

Při výskytu silného svodového proudu v obvodu začnou vodiče pracovat v extrémních režimech. Průřez žil však není na takové zatížení dimenzován. V důsledku toho se vodič začne silně zahřívat a propálí izolaci. To nevyhnutelně vede ke zvýšení rizika vzniku požáru v domě.

Z toho vyplývá, že bez proudového chrániče se nedoporučuje připojovat ohřívač vody k elektrické síti.

Nejčastějšími situacemi aktivace proudového chrániče jsou:

• poškození vodiče a zkrat holého jádra na těleso bojleru;
• poškození izolační vrstvy v trubkovém elektrickém topném článku;
• nesprávný výběr parametrů ochranného zařízení;
• nesprávné schéma připojení ohřívače vody k elektrickému napájení;
• porucha samotného zařízení na ochranu proti svodovému proudu.

Ve všech těchto případech, při absenci proudového chrániče, hrozí při dotyku člověka s tělesem ohřívače vody nebo ohřátou vodou vážné zranění.

Rozdíl zařízení ochranného vypnutí

Je třeba jasně rozlišovat mezi proudovým chráničem (diferenciálním spínačem) a diferenciálním jističem (diferenciálním jističem, automatickým jističem diferenčního proudu, RCBO). Mají poněkud odlišný účel, pracují zásadně odlišným způsobem a liší se i vnitřním uspořádáním.

Proudový chránič reaguje výhradně na svodový proud. Diferenciální jistič je složitější přístroj, jehož součástí je právě proudový chránič. Diferenciální jistič se aktivuje nejen při výše popsaných svodových proudech, ale také při zkratech a přetížení v elektrické síti.

V RCBO je kromě proudového chrániče přítomen také tepelný a elektromagnetický spouštěč, který reaguje na tyto velmi vysoké proudy a zkraty.

Navzdory velkým možnostem diferenciálního jističe není nutné jej instalovat do obvodu s ohřívačem vody; v elektrickém rozvaděči je již obyčejný jistič, který bude spolu s proudovým chráničem plnit stejné funkce. Duplicitní ochranná zařízení se nedoporučují.

Hlavní součástí proudového chrániče je diferenciální transformátor se třemi vinutími (přívodním, odvodním a řídicím). Elektrický proud procházející ochranným zařízením v nich vybudí magnetické toky s přímo opačnými póly. Při absenci svodů, kdy je ohřívač vody v pořádku, je součet proudů roven nule.

Ale při poruše topného článku nebo průrazu izolace, pokud se člověk dotkne holého vodiče (nebo kovového tělesa bojleru), začne přes jeho tělo unikat elektrický proud do země – v důsledku toho se součet proudů změní z nulového na kladný.

Poté je narušena rovnováha v transformátoru a elektromotorické síly působící na vnitřní relé okamžitě rozpojí obvod, dojde k aktivaci proudového chrániče.

Další informace o rozdílech mezi proudovým chráničem a diferenciálním jističem, jakož i o výběru spínacího přístroje pro odpojení zátěže, jsou uvedeny v tomto článku.

Druhy diferenčních vypínačů

Proudové chrániče instalované s ohřívači vody a dalšími elektrickými spotřebiči se dělí podle charakteru svodového proudu, pracovního proudu, počtu fází, dále podle přítomnosti/nepřítomnosti zpoždění a technologie vybavení ochranného přístroje.

Pokud je ohřívač vody výkonný a třífázový, mělo by být zařízení pro ochranné odpojení pro něj také zvoleno navržené pro tři fáze (se čtyřmi pólovými svorkami), u běžného jednofázového přístroje je vždy jeden vstup a jeden výstup (+).

Všechny modely proudových chráničů se podle typu svodového proudu dělí na tři druhy:

• «A» – jsou určeny k vypínání při střídavém a pulzujícím elektrickém proudu;
• «AC» – levná domácí zařízení, která reagují pouze na střídavý proud;
• «B» – průmyslové varianty, navržené pro provoz v sítích se střídavým, stejnosměrným a usměrněným elektrickým proudem.

Pokud je na označení proudového chrániče na těle přítomno «S», jedná se o přístroj s nastavitelným selektivním zpožděním vypnutí. Ten přeruší obvod až po přesně stanoveném čase, ne okamžitě. Taková zařízení se používají v kaskádových ochranných systémech s několika obvody. V domácnostech se prakticky nepoužívají.

Podle principu přerušení obvodu se proudové chrániče dělí na:

• elektromechanické;
• elektronické.

Elektromechanické modely nepotřebují samostatné vnější napájení a jsou spolehlivější. Nicméně jsou dražší než ty druhé. Ale i přes vysokou cenu se doporučuje instalovat právě elektromechanická zařízení.

Elektronické varianty při napěťových špičkách klesá účinnost přístroje – v takových situacích se u nich prodlužuje doba vypnutí. Navíc při náhodném poškození nulového vodiče takový proudový chránič bez napájení prostě přestane fungovat.

Jak vybrat ochranné zařízení

Pracovní proud proudového chrániče určuje maximální povolené zatížení v obvodu, který jím bude procházet. Měl by odpovídat výkonu ohřívače vody.

Například, pokud bojler spotřebuje až 2,3 kW, pak by ochranné zařízení mělo být dimenzováno na 10 A. Pro ohřívače s výkonem 5,5–7 kW je zapotřebí přístroj na 32 A. Ale pro kotle o výkonu 7–8 kW je vyžadován proudový chránič na 40 A.

Dva hlavní parametry zařízení pro ochranné odpojení – jmenovitý proud «pracovní» (v ampérech, «A») a «svodový» (v miliampérech, «mA»). U domácích modelů jsou přímo propojeny, ale existují i speciální přístroje, u kterých tato korelace chybí.

Svodový proud se udává v mA (miliampérech). Podle elektrotechnických pravidel je třeba jeho výpočet provádět na základě 0,4 mA na každý Ampér pracovního elektrického proudu. K tomu se dále přidává 10 µA na metr vodiče až k ohřívači vody.

Ne nadarmo se UZO doporučuje instalovat přímo vedle bojleru, aby se z výpočtů vyloučil vliv druhého parametru.

Uvažované ochranné zařízení může být podle tvaru a rozměrů buď pro montáž na DIN lištu v rozvaděči, nebo jako blok se zástrčkou do běžné zásuvky.

V prodeji jsou modely ohřívačů vody, které jsou od počátku dodávány s UZO integrovaným v kabelu. Všechny parametry těchto ochranných zařízení jsou již předem vypočteny pro konkrétní bojler, stačí je pouze zapojit do zásuvky.

Pokud nemáte dovednosti pro montáž elektrických vodičů, můžete použít UZO ve formě adaptéru do zásuvky – s připojením ohřívače vody nebudou určitě žádné problémy, stačí pouze správně zvolit parametry ochranného bloku.

Dalším aspektem výběru UZO je existence přirozených svodových proudů u prakticky každého elektrického spotřebiče. Pokud existují, jsou uvedeny v technickém pasu ohřívače vody.

Jmenovité parametry ochranného zařízení musí překračovat tyto údaje z pasu alespoň třikrát, jinak bude docházet k neustálým falešným spuštěním.

Mezi nejlepší výrobce proudových chráničů patří:

• švédsko-švýcarská ABB;
• francouzské Legrand a Schneider Electric;
• německé Siemens a AEG;
• ruské «KEAZ», IEK a DEKraft.

U evropských výrobců jsou ceny o něco vyšší. Přitom výrobky ruských společností jim často kvalitativně vůbec nezaostávají.

Schémata připojení k elektrickým bojlerům

Pro ohřívač vody lze zařízení na ochranu proti úniku proudu instalovat přímo v bytovém (chatovém) elektrickém rozvaděči nebo přímo na stěně u topného zařízení.

Princip posloupnosti zapojení je v obou případech stejný – bojler, UZO, jistič vedení, elektroměr a hlavní jistič. Přitom UZO a jistič konkrétního vedení se zásuvkou pro ohřívač vody lze prohodit, obě schémata jsou správná.

Klasická varianta zapojení UZO pro bojler je jeho instalace na lince vyhrazené speciálně pro topný kotel za jističem (+)

Domácí ohřívač vody by měl být připojen na samostatnou větev od elektrického rozvaděče. A to ideálně tak, aby na ní nebyly žádné zásuvky ani jiné elektrické spotřebiče.

Bojler je poměrně nebezpečný přístroj. Nejlepší je, pokud bude ochranné zařízení pracovat pouze pro něj. To jednak zvýší bezpečnost provozu ohřívače a jednak zjednoduší identifikaci problematických míst v celé domovní elektroinstalaci.

Pokud je UZO instalováno vedle ohřívače vody, bude vodič od ochranného zařízení k jističi v rozvaděči bez 'dozoru'. Při poškození jeho izolace bojlerové ochranné zařízení jednoduše nezareaguje. Dokonce ani nezaznamená unikající elektrický proud.

Nicméně bojlery se často montují do koupelen, kde je vysoká vlhkost. Ještě dobře, pokud je v rozvaděči dodatečné společné proudový chránič pro celý dům, alespoň vypne síť. Jinak takový průraz nevyhnutelně povede k úrazu elektrickým proudem osoby, která se rozhodla osprchovat.

Možné chyby montáže

Chyba č. 1. Aby proudový chránič fungoval správně, v chráněném obvodu jsou nepřípustné kontakty mezi „pracovním nulovým vodičem“ a „uzemněním“. Pro každý z těchto vodičů musí být použita vlastní sběrnice. Přitom v připojení ochranného zařízení „uzemnění“ vůbec není přítomno. Tento vodič se k němu nikde nepřipojuje.

Napájecí vodič z elektrického rozvaděče se připojuje k horním svorkám proudového chrániče, od dolních vede vedení k ohřívači vody – opačné připojení vodičů není dovoleno (+)

Chyba č. 2. Pracovní proud proudového chrániče se volí stejný nebo mírně vyšší než pracovní proud jističe v obvodu. Jen tak jistič bude schopen chránit samo ochranné zařízení před přetížením.

Chyba č. 3. Nezkušení elektrikáři často instalují zásuvky a proudové chrániče přímo pod ohřívačem vody. To se kategoricky nedoporučuje.

Únikům z ohřívače vody nelze zcela zabránit, a při takovém uspořádání zásuvek a jiných elektrických spotřebičů s obnaženými vodiči pod potenciálním „vodopádem“ není daleko k tragédii.

Chyba č. 4. Ohřívač vody nelze připojit pouze přes proudový chránič nebo jeden jistič. Tato zařízení se doplňují, ale nijak se neduplikují. Chrání bojler před zásadně odlišnými problémovými situacemi v elektrické síti.

Chyba č. 5. Pokud je proudový chránič zvolen příliš citlivý (s nízkým unikajícím proudem), bude příliš často vypínat obvod. Ohřívač vody se bude neustále vypínat. V důsledku toho se voda normálně neohřeje a bojler může kvůli neustálému zapínání/vypínání selhat.

Po dokončení elektroinstalace je nutné zkontrolovat funkčnost proudového chrániče. Většina ohřívačů vody má k tomu funkci „TEST“, která simuluje únik proudu. Pokud je vše správně zapojeno a ochrana funguje, dojde k jejímu vypnutí a odpojení bojleru od napájení.

V opačném případě je třeba zjistit, kde a co nefunguje tak, jak má. Současně se doporučuje provádět tyto kontroly jednou měsíčně i v budoucnu.

Závěry a užitečné video k tématu

Nuancí při montáži proudového chrániče je málo, ale existují. Abychom vám usnadnili orientaci v těchto otázkách a správný výběr samotného zařízení, připravili jsme výběr odpovídajících videomateriálů. Podrobně popisují principy fungování a schémata zapojení proudového chrániče do sítě s ohřívačem vody.

Připojení ochranných zařízení v sítích bez uzemnění:

Co je to proudový chránič, k čemu je v domácnosti potřeba (na příkladu připojení pračky):

Nedoporučuje se připojovat ohřívač vody k síti bez proudového chrániče. Pouze ochranné zařízení sledující úniky proudu dokáže uživatele ochránit. Montáž takového přístroje není složitá, do napájecího obvodu jej lze zapojit samostatně, zvolením parametrů podle elektrického proudu.

Máte osobní zkušenosti s výběrem a připojením proudového chrániče k ohřívači vody? Chcete se podělit o nabyté znalosti nebo položit otázky k tématu? Prosím, zanechte komentáře a zapojte se do diskuzí – formulář pro zpětnou vazbu je umístěn níže.