Prúdové chrániče II – delenie podľa ochrany a rozdielového prúdu

oez.png V minulom vydaní Newslettera sme uverejnili prvý diel seriálu na tému prúdové chrániče. Akej problematike sa budeme venovať tentokrát? Rozdelíme si prúdové chrániče podľa požadovanej ochrany a podľa priebehu rozdielovému prúdu.

Už máte základný prehľad o prúdových chráničoch, o ich funkciách, dozvedeli ste sa, aký vplyv majú na ich použitie v elektrických inštaláciách nízkeho napätia nové normy. Prúdové chrániče I – prehľad a použitie . V druhej kapitole si rozdelíme prúdové chrániče podľa požadovanej ochrany a podľa priebehu rozdielového prúdu. 

1.Delenie podľa požadovanej ochrany

Základné rozdelenie použitia prúdových chráničov je podľa požiadaviek, ktoré na ne kladieme z hľadiska ochrany.

1.1.   Ochrana pred úrazom elektrickým prúdom

1.1.1.    Ochrana pri poruche

Ochrana pri poruche funguje v okamžiku, keď nastane porucha. To je hlavný rozdiel oproti základnej ochrane, ktorá má poruche predchádzať.

1.1.2.    Doplnková ochrana prúdovým chráničom s I∆n ≤ 30 mA

Tato ochrana funguje ako akási záloha predovšetkým v prípade poškodenia izolácie, vniknutiu vody do zariadenia alebo v prípade neopatrnosti a dotyku s vodivou časťou, ktorá je pod napätím. Preto hovoríme o doplnkovej ochrane a pre túto ochranu musíme používať prúdové chrániče s vypínacím rozdielovým prúdom I∆n ≤ 30 mA. Nemôžme zabudnúť na to, že táto doplnková ochrana nemôže fungovať samostatne, ale ide o doplnenie ochranných opatrení, ako je napríklad ochrana automatickým odpojením od zdroja alebo dvojitá izolácia.

1.2.   Ochrana pred požiarom prúdovým chráničom s I∆n ≤ 300 mA

Unikajúci zemný prúd pri dlhodobom pôsobení môže narušiť a degradovať izoláciu a od určitej hodnoty prúdu môže spôsobiť požiar. Hodnota nad 300 mA sa dnes uvádza ako prúd, ktorý už môže zapáliť ľahko horľavé látky v sieti s napätím 230/400 V AC. Hodnota prúdu 300 mA je volená preto, že u ľahko zápalných materiálov, ako drevo alebo papier, stačí do miesta zapálenia dodávať príkon väčší ako 100 W, aby došlo k zapáleniu. Prúdový chránič I∆n ≤ 300 mA nedovolí väčší príkon unikajúceho prúdu do miesta poruchy než 70 W.

Preto ide pri použití prúdových chráničov s menovitým rozdielovým prúdom 300 mA alebo nižším významne zvýšiť ochranu inštalácie pred vznikom požiaru.  

2. Delenie podľa priebehu rozdielového prúdu 

Prúdové chrániče sa líšia podľa schopnosti detekcie rôznych foriem rozdielových prúdov (tabuľka 1). V závislosti na spínaní elektroniky môže v obvode vznikať rozdielový prúd s rôznymi priebehmi. Vzhľadom k tomu, že sa prúdové chrániče líšia z hľadiska schopnosti detekcie rôzneho priebehu rozdielového prúdu, musí byť pri výbere takého zariadenia zohľadnená príslušná záťaž, ktorá sa v istenom obvode nachádza, viď tab. 1. V tabuľke je tiež uvedené, aké medzné hodnoty vypínacieho rozdielového prúdu sú v normách stanovené pre jednotlivé typy priebehu prúdu. Medzi technickou verejnosťou sa väčšinou uvádza rozsah vypínacieho rozdielového prúdu medzi 0,5 ÷ 1 IΔn, toto rozmedzie samozrejme platí iba pre striedavý sínusový rozdielový prúd o frekvencií 50/60 Hz. Ako z tabuľky prečítať, môže sa hodnota vypínacieho rozdielového prúdu nachádzať v rozmedzí 0,11 až 2 IΔn podľa tvaru priebehu rozdielového prúdu.

 

 

 

Tab. 1: Typy vypínacích prúdov a prúdových chráničov 

2.1.   Typ AC 

Tieto prúdové chrániče sú určené iba pre vypínanie striedavých rozdielových prúdov o frekvencií 50/60 Hz. Jednosmerná vyhladená alebo jednosmerná pulzujúca zložka rozdielového prúdu môže spôsobiť zníženie citlivosti alebo úplne prúdový chránič vyradiť z činnosti, preto sa nesmú v niektorých krajinách používať (napr. Nemecko).

2.2.  Typ A 

Prúdové chrániče typu A detekujú striedavý sínusový rozdielový prúd i pulzujúci jednosmerný rozdielový prúd. Tento typ prúdového chrániča je najčastejšie používaným prístrojom v Nemecku. Poradí si s priebehmi rozdielového prúdu, ktoré môžu vznikať v napájacích jednotkách jednofázového zaťažení s elektronickými komponentmi (napr. EKG, stmievače). Konštantné jednosmerné rozdielové prúdy do 6 mA neovplyvňujú schopnosť vypínania. Tento typ prúdového chrániča je vhodný pre obvody 1 až 6 v tabuľke 2.

2.3.  Typ F 

Prúdové chrániče typu F detekujú rovnaké typy rozdielového prúdu ako typ A. Najviac sú vhodné pre detekciu rozdielových prúdov so zmiešanými frekvenciami až do 1 kHz. Vďaka tomu si poradí s možnými priebehmi rozdielového prúdu na výstupnej strane jednofázových frekvenčných meničov (napr. práčky, čerpadlá). Konštantné jednosmerné rozdielové prúdy do 10 mA neovplyvňujú schopnosť vypínania. 

2.4.  Typ B 

Okrom detekcie priebehov rozdielových prúdov ako pri type F sa prúdové chrániče typu B používajú k detekcii hladkého jednosmerného rozdielového prúdu. Prúdové chrániče tohoto druhu sú vhodné pre použitie v trojfázových striedavých obvodoch 50/60 Hz, nie však v jednosmerných alebo v obvodoch, kde frekvencia kolíše mimo rozsah 50/60 Hz, ako napr. na výstupnej strane frekvenčných meničov. Môžu byť použité pre všetky vstupné obvody uvedené v tabuľke 2, t.j. pre tie, ktoré sú označené číslami 8 až 13. Hodnoty vypínania sú definované do 2 kHz

2.5.  Typ B+ 

Rovnaké podmienky ako pri prúdových chráničov typu B platí pre prúdové chrániče typu B+. Iba frekvenčný rozsah pre detekciu rozdielových prúdov je rozšírený na 20 kHz, zariadenie vypína v rámci tohoto frekvenčného rozsahu do 420 mA.

 

 

Tab. 2: Znázorňuje elektronické obvody a ich možné zaťaženie  rozdielneho prúdu spolu s vhodnými typmi prúdových chráničov

 

Obr. 2: Princíp funkcie prúdových chráničov typu B

 

Prúdové chrániče typu B (B+) majú dva detekčné systémy. Jeden detekčný systém pracuje obdobne ako bolo písané vyššie, detekuje striedavý a pulzujúci jednosmerný rozdielový prúd. Druhý systém meria a vyhodnocuje predovšetkým jednosmernú zložku vypínacích rozdielových prúdov, viď obr. 2 a 3.

 

Obr. 3: Prúdový chránič typ B+

 

2.6.  Označenie jednotlivých typov prúdových chráničov 

Obr. 4: Označenie typu prúdového chrániča