4.5
Proudové chrániče
4.5.1
Princip funkce proudového chrániče
Proudový chránič se používá v elektrických rozvodech jako další (doplňková) ochrana, v žádném případě nesmí nahradit jištění obvodů pojistkami nebo jističi. Jeho velkou výhodou je rychlé zapůsobení.
Pracuje na principu součtového transformátorku. Sleduje proud, který do připojeného obvodu vtéká (I1), a proud, který vytéká (I2). Připojuje se na fázový a střední (nulový) vodič. Když jsou oba proudy shodné, je vše v pořádku a chránič nereaguje. Pokud dosáhne rozdíl proudů ΔI = I1 – I2 určité hodnoty, pak je zřejmé, že proud odtéká jinou cestou, což je příznakem poruchy. Vlivem rozdílového (reziduálního) proudu ΔI se v sekundárním vinutí indukuje napětí. Když dosáhne určité velikosti, spustí mechanismus, který odpojí chráněný obvod od sítě. Vypnutí chrániče je velmi rychlé, takže při poruše ideálně nedojde k úrazu člověka ani zvířete elektrickým proudem. Součástí chrániče je tlačítko TEST, které slouží k ověření správné funkce chrániče. Pokud je chránič připojený na jmenovité napětí, musí po stisknutí tlačítka TEST okamžitě vybavit. Princip proudového chrániče je zřejmý z obr. 35, fotografie vnitřku chrániče je na obr. 36.
+
35. Schéma proudového chrániče
Obr. 35. Schéma proudového chrániče
Maximální rozdíl proudů I1 a I2 se nazývá jmenovitý vybavovací proud proudového chrániče a označuje se IΔn.
Mezinárodní označení proudového chrániče je RCD (Residual Current Device). Ve výkresech se označuje jako FI.
4.5.2
Druhy proudových chráničů dle velikosti reziduálního proudu
  • IΔn ≤ 30 mA představují chrániče určené pro ochranu při poruše nebo doplňkovou ochranu osob před úrazem elektrickým proudem dle ČSN 33 2000-4-41 ed. 3.
  • IΔn > 30 mA (např. 100 mA, 300 mA, 500 mA) se používají jako průmyslové chrániče pro ochranu automatickým odpojením od zdroje při poruše dle ČSN 33 2000-4-41 ed. 3.
  • IΔn ≤ 300 mA jsou chrániče určené pro ochranu majetku před vznikem požáru.
+
36. Třífázový proudový chránič
Obr. 36. Třífázový proudový chránič
4.5.3
Typy proudových chráničů dle citlivosti na různé druhy proudů
V závislosti na spínání elektronických zařízení může v obvodech vznikat reziduální proud s různými průběhy. Dle toho, na jaký druh proudu reagují, rozlišujeme různé typy chráničů:
  • Typ AC reaguje pouze na střídavé sinusové reziduální proudy s frekvencí 50 Hz. Ovšem řada spotřebičů využívá pro svou regulaci spínané zdroje (frekvenční měniče), které do sítě zavlečou i vyšší harmonické a stejnosměrnou složku. Pulzující stejnosměrná složka proudu může mít za následek snížení citlivosti tohoto typu chrániče. Je to způsobeno tím, že stejnosměrný reziduální proud vede k přemagnetizaci materiálu magnetického obvodu proudového chrániče. Projevuje se u něj velký remanentní magnetismus. V důsledku toho může být obraz reziduálního proudu velmi malý a chránič pak správně nezapůsobí. Např. v Německu je již používání těchto chráničů zakázáno.
  • Typ A reaguje na střídavé sinusové a pulzující stejnosměrné reziduální proudy (stmívače apod.).
  • Typ F je speciálním provedením typu A. Navíc je vhodný k detekci proudů s frekvencemi až do 1 kHz. Má krátkodobě zpožděné vybavení, což je vhodné pro použití u přístrojů, které využívají frekvenční měniče (pračky, čerpadla, sušičky atd.).
  • Typ B se využívá jako typ F, a navíc k detekci hladkého stejnosměrného reziduálního proudu. Tyto chrániče jsou vhodné pro použití v třífázových střídavých sítích 50 Hz, ale ne ve stejnosměrných systémech nebo tam, kde se mění frekvence (např. na výstupní straně frekvenčních měničů). Hodnoty vybavení bývají definovány do 2 kHz. [24]
  • Typ B+ má oproti typu B rozšířený frekvenční rozsah pro detekci reziduálních proudů 420 mA s frekvencí do 20 kHz.
Příslušný typ chrániče je vždy uveden na jeho krytu. Na obr. 37 je několik typů chráničů.
+
37. Různé typy proudových chráničů
Obr. 37. Různé typy proudových chráničů
4.5.4
Druhy proudových chráničů dle časové závislosti vybavení
  • Bez zpoždění vybavení představuje chránič pro všeobecné použití.
  • Se zpožděním:
    • S je selektivní chránič s dobou zpoždění minimálně 40 ms. Zpožděné zapůsobení je vhodné tam, kde se používají spotřebiče se spínanými zdroji (elektronika), protože při jejich zapnutí dochází k nabíjení kapacit, což vyvolává zkreslení průběhu proudu.
    • G má čas zpoždění minimálně 10 ms.
4.5.5
Druhy chráničů dle provedení
Dle prostoru:
  • Pro domovní instalace, kde se předpokládá laická obsluha:
    • samostatný proudový chránič,
    • kombinovaný proudový chránič s jističem („chráničojistič“),
    • chrániče do zásuvek.
  • Pro průmyslové instalace s odbornou obsluhou:
    • chráničové moduly s výkonovým jističem,
    • modulární chrániče.
Dle počtu pólů:
  • dvoupólové pro jednofázové obvody,
  • čtyřpólové pro třífázové obvody.
4.5.6
Selektivita proudových chráničů
Podobně jako u jističů je potřeba i u proudových chráničů dbát na selektivitu. Odstupňování se opět provádí proudové (různé velikosti jmenovitého vybavovacího proudu) a časové (různé doby zpoždění). K tomu nám poslouží volba různých typů chráničů s odlišnými IΔn a zpožděním.