Pokračujeme v díle těch,
kteří byli první.

Aktuální vydání

Číslo 12/2016 vyšlo tiskem
7. 12. 2016. V elektronické verzi na webu od 6. 1. 2017. 

Téma: Měření, měřicí přístroje a měřicí technika; Zkušebnictví a diagnostika

Hlavní článek
Lithiové trakční akumulátory pro elektromobilitu (2. část – dokončení)

Aktuality

Svítící fasáda FEL ČVUT nabídne veřejnosti interaktivní program s názvem Creative Colours of FEL Dne 13. prosince v 16.30 hodin se v pražských Dejvicích veřejnosti představí interaktivní…

Fakulta elektrotechnická je na špici excelentního výzkumu na ČVUT Expertní panely Rady vlády pro výzkum, vývoj, inovace (RVVI) vybraly ve II. pilíři…

Švýcaři v referendu odmítli uzavřít jaderné elektrárny dříve V referendu hlasovalo 45 procent obyvatel, z toho 54,2 procent voličů řeklo návrhu na…

Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze pořádá 25. 11. 2016 den otevřených dveří Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze pořádá 25. listopadu od 8.30 hodin Den otevřených…

Calliope mini – multifunkční deska Calliope mini poskytuje kreativní možnosti pro každého. A nezáleží na tom, zda jde o…

Ocenění v soutěži České hlavičky získal za elektromagnetický urychlovač student FEL ČVUT Student programu Elektronika a komunikace Fakulty elektrotechnické ČVUT v Praze Vojtěch…

Více aktualit

A přece svítí!

číslo 11/2006

A přece svítí!

Ing. Josef Košťál,
redakce Elektro

Ne každá věc se vždy povede ke všeobecné spokojenosti a ne každý odborník se dokáže vždy a všem zavděčit. Někdy může nejen laika, ale i odborníka zaskočit jev, který se vymyká (alespoň v první chvíli) běžnému chápání. V takovém případě se laik diví a odborník žasně (alespoň v první chvíli). Ve světě elektřiny však není nic nemožné, neboť elektrický proud je věc ošidná, neviditelná a často záhadná. Dále popsaný případ z praxe patří tak trochu do této oblasti.

Laik – majitel malého hospodářského stavení (chlívku, který se již pro dané účely několik let nepoužíval) se při jeho stavební rekonstrukci rozhodl, že si nechá udělat novou elektroinstalaci. Šlo o jednoduchou instalaci pod omítku v síti TN-C. Instalace se měla původně skládat ze tří rozvodných krabic (RK1, RK2 a RK3), dvou svítidel (S1 a S2), jednoho společného světelného vypínače (V) a zásuvky (Z). Kromě toho bylo ještě třeba uložit do země přívodní vedení – kabel v délce asi 15 m pro zásuvkový obvod, a instalovat jeho jištění. Odborník – elektrikář udělal projekt, včetně rozpisu materiálu a kalkulace, a předložil ho majiteli. Obr. 1. Ten, když viděl konečný účet, s hrůzou si uvědomil, že se jeho představy o levné „raz-dva-a-je-to-instalaci„ bortí, a tak elektrikáři poděkoval s tím, že si to musí ještě rozmyslet. V té chvíli však byl již rozhodnut, že řekne kamarádovi Všeumělovi, aby mu s tím „pomohl„. Všeuměl vymyslel levnou instalační variantu, která se majiteli líbila, a tak Všeuměl udělal rozvod, propojil obvody a připravil vše potřebné pro zedníky. Zedníci nahodili omítku a po jejím zaschnutí přišel Všeuměl přezkoušet správnou a bezpečnou funkci instalace. Při zapnutí světelného vypínače V se však rozsvítilo jen svítidlo S1 (60 W). Svítidlo S2 (100 W) nesvítilo, přestože žárovka byla v pořádku. Protože nechápal důvod tohoto nezdaru, přistoupil k dalšímu kroku, kterým bylo ověření správné funkce zásuvky Z. K tomuto účelu si přinesl montážní svítilnu MS (60 W). Když její vidlici zapojil do zásuvky Z (světelný vypínač V byl v té chvíli v poloze vypnuto), stalo se něco neočekávaného – montážní svítilna se sice nerozsvítila, ale zato svítilo svítidlo S2, které předtím při zapnutém vypínači V nesvítilo (obr. 1). A tak se divil Všeuměl i laik, který podezříval Všeuměla, že to nejspíš nějak „zpackal„, a už litoval, že ho žádal o pomoc. Situace se vyhrotila, když Všeuměl komentoval celou situaci slovy „A přece svítí!„. Nato majitel Všeumělovi „poděkoval„ a přizval na konzultaci elektrikáře odborníka. Při demonstraci podivného úkazu s montážní svítilnou, žasl v první chvíli i odborník.

Elektrikář měřením s jistotou zjistil, že mezi rozvodnou krabicí RK2 a RK3 je přerušen vodič PEN. Po vysekání vadného propojovacího kabelu vyšlo najevo, že ho zedníci chtěli „zafixovat„, přičemž ho prosekli zednickou skobou. Při tom byl vodič PEN přerušen a narušena izolace fázového vodiče (obr. 2).

Obr. 2.

Obr. 1. Blokové schéma „levné“ instalace se zásuvkou na světelném obvodu
Obr. 2. Proseknutý kabel CYKY 3 × 1,5 zednickou skobou

V tomto případě nakonec vše dobře dopadlo – nikomu se nic nestalo, jen majitel musel sáhnout hlouběji do kapsy, aby mu elektrikář udělal odbornou elektroinstalaci.

Jak to však bylo s oním záhadným úkazem A-přece-svítí? Podle vysvětlení elektrikáře to bylo asi takto:

Zastrčením vidlice montážní svítilny do zásuvky Z došlo k propojení proudového obvodu (ale s opačným tokem proudu, tj. teoreticky se záměnou fáze a nuly) svítidla S2. Proud tekl od levé (fázové) dutinky zásuvky přes levý kolík vidlice příslušným vodičem šňůry montážní svítilny přes vlákno žárovky MS (žárovka nesvítila – vlákno zde fungovalo jako sériový ohmický odpor) a dále druhým vodičem šňůry montážní svítilny do pravé (nulové) dutinky zásuvky (zde se stejně jako na ochranném kolíku vyskytovalo v tento okamžik nebezpečné napětí proti zemi). Odtud tekl proud vodičem PEN do „nulové“ svorky krabice RK2 a dále k svítidlu S2 (nemohl téci přes přerušený vodič PEN přímo do „nulové„ svorky krabice RK1). Žárovka S2 se rozsvítila a bylo možné detekovat fázi na objímce svítidla místo na dolním kontaktu objímky. Od svítidla S2, které bylo za této konstelace „fungujícím„ světelným spotřebičem, se proud vracel propojovacím vodičem (nyní vlastně ve funkci „nuláku„) na „vypínačovou„ svorku rozvodné krabice RK2 a dále propojovacím vodičem na „vypínačovou„ svorku rozvodné krabice RK1. V propojovací krabici RK1 nemohl pokračovat zpětný proud přes vypnutý vypínač V, a tak tekl cestou přes svítidlo S1, jehož žárovka nesvítila (vlákno zde opět fungovalo jako sériový ohmický odpor), do „nulové“ svorky rozvodné krabice RK1. Tím byl celý proudový okruh svítidla S2 uzavřen. Pokud by byl sepnutý vypínač V, sítilo by jen svítidlo S1 (zásuvka Z by nefungovala, stejně jako montážní svítidlo MS a svítidlo S2).

Obr. 3.

Obr. 3. Blokové schéma instalace s odděleným světelným a zásuvkovým obvodem

K úkazu A-přece-svítí by však nedošlo, kdyby byly odděleny světelné a zásuvkové obvody (obr. 3). V tomto případě by montážní svítilna připojená k zásuvce Z, jejíž obvod by neměl přerušený vodič PEN, svítila, a naopak svítidla S1 a S2 by při zapnutém vypínači (a samozřejmě ani při vypnutém) nesvítila.

Přerušení vodiče PEN v síti TN-C

Soustava TN-C s kombinovaným vodičem PEN (Protective Earth Neutral, ochranný zemnicí a zároveň střední vodič v soustavách AC) je stále velmi rozšířena především ve starších zástavbách. Tato soustava byla vytvořena pro ochranu neživých částí „nulováním„ (podle již zrušené – v roce 1996 – normy ČSN 34 1010 – Elektrotechnické předpisy ČSN. Všeobecné předpisy pro ochranu před nebezpečným dotykovým napětím). Tato síť využívá k vedení zpětných proudů (od jednofázových spotřebičů i pro správnou funkci ochrany před nebezpečným dotykovým napětím) jediný společný vodič PEN, který má u jednofázových spotřebičů jednak funkci pracovního vodiče, jednak funkci ochrannou pro vedení poruchových proudů při poruše. Vodič PEN (dříve „nulovací“) je vždy spojen s uzlem zdroje.

Dojde-li k přerušení vodiče PEN v instalacích bez náhodného ochranného vodiče (např. kovové stoupací potrubí), stane se tento proudový obvod nefunkčním, aniž by zareagovaly jisticí a ochranné přístroje samočinným odpojením od zdroje. Při této poruše se však může vyskytnout nebezpečné dotykové napětí na neživých částech všech elektrických zařízení, která se nacházejí za místem přerušení (obr. 4).

Obr. 4.

Obr. 4. Přerušení vodiče PEN v síti TN-C – nebezpečí úrazu elektrickým proudem

Při přerušení vodiče PEN v instalacích s náhodným ochranným vodičem přebírá funkci pracovního vodiče (N) náhodný vodič, přes který se uzavírá jak obvod pracovního proudu, tak i obvod poruchového proudu při poruše. Může nastat rovněž situace, kdy dojde k přerušení náhodného ochranného vodiče (např. při nahrazování kovové stoupačky za plastovou). V tomto případě vzniká nebezpečí úrazu elektrickým proudem, neboť při připojení spotřebiče třídy I (má základní izolaci a svorku pro připojení ochranného vodiče) se na chráněných neživých částech tohoto obvodu vyskytuje nebezpečné dotykové napětí, přičemž nezaúčinkuje ochrana samočinným odpojením od zdroje.

Výhody sítě TN-C:

  • ekonomicky výhodnější instalace (úspory na vedení),
  • „upozornění“ na přerušení vodiče PEN nefunkčností elektrického obvodu.
Obr. 5.

Obr. 5. Přerušení vodiče PEN v síti TN-C – nebezpečí vzniku přepětí a ohrožení obsluhy

Nevýhody sítě TN-C:

  • rušení citlivých zařízení sdělovací techniky průchodem zpětných proudů od jednofázových spotřebičů,

  • vznik nebezpečného dotykového napětí na chráněné neživé části zařízení bez zaúčinkování ochrany při přerušení vodiče PEN,

  • vznik přepětí a následného poškození připojených jednofázových spotřebičů při přerušení vodiče PEN (obr. 5),

  • nemožnost bez další úpravy použít proudové chrániče.