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

Elektrické ohradníky

Ing. Josef Košťál, redakce Elektro
 
Elektrické ohradníky se používají především pro hlídání volně žijících zvířat v zemědělství, ale také k ochraně divoké zvěře nebo jako bezpečnostní ploty. Elektrické ohradníky a jejich doplňková výstroj musí být postaveny, provozovány a udržovány tak, aby neohrožovaly osoby. To se týká rovněž minimalizace rizika úrazu elektrickým proudem u osob, které se nepokoušejí prolomit fyzickou zábranu ani se nezdržují bez oprávnění v bezpečnostním prostoru. Elektrický ohradník musí být tedy konstruován tak, aby za běžných provozních podmínek byly chráněny osoby před nechtěným dotykem s impulzovými vodiči. Z legisla­tivního hlediska se na ně vztahuje především norma ČSN EN 60335-2-76 ed. 2 (Elektrické spotřebiče pro domácnost a podobné účely – Bezpečnost – Část 2-76: Zvláštní požadav­ky na zdroje energie pro elektrické ohradníky). Tato norma se zabývá bezpečností zdrojů energie pro elektrické ohradníky, jejichž jmenovité napětí není vyšší než 250 V a s nimiž lze napájet nebo sledovat vodiče ohradníků v zemědělství, při dozoru nad volně žijícími zvířa­ty a u ochranných plotů. Jde tedy o energetické zdroje pro elektrické ohradníky napájené ze sítě, bateriové zdroje pro elektrické ohradníky připojitelné k síti a zdroje pro elektrické ohradníky napájené z baterií buď vestavěných bez možnosti dobíjení, nebo oddělených.
 

1. Princip funkce elektrického ohradníku

Napájecí zdroj elektrického ohradníku generuje pravidelné proudové impulzy. Tyto impulzy působí při zasažení organismu velmi nepříjemně a mají zastrašující účinek, avšak nejsou pro člověka ani zvíře nebezpečné. To je dáno tím, že se vyskytují asi každých 1,3 s a doba jejich trvání se pohybuje v oblasti mi­lisekund. Impulzy (proud) jsou vedeny vodiči (dráty, lanka, šňůry, pásy apod.), které musí být odděleny (izolovány) od země např. izo­látory, plastovými sloupky apod. V opač­ném případě by byl impulz sveden k zemi a v ohradníku by se nemohlo vytvořit hlí­dací napětí. Podobný účinek však (bohužel) nastane, dotkne-li se ohradníku např. přerost­lý porost, tráva nebo houští – proud (impul­zy) je sváděn do země a hlídací napětí úměr­ně tomuto svodu klesá (obr. 1). Dotkne-li se ohradníku zvíře, projde impulz jeho tělem do země – proudový okruh se tedy uzavírá přes tělo zvířete, zem a zemní hrot zpět do napá­jecího zdroje elektrického ohradníku (obr. 2). Z toho vyplývá, že není třeba při instalaci vy­tvářet uzavřený okruh elektrického ohradní­ku, ale lze ho libovolně ukončit.
 

2. Energetický zdroj elektrického ohradníku

Napájecí přístroj (obr. 3) je „srdcem“ elektrického ohradníku. Generuje pravidel­ně proudové impulzy, jejichž intenzita je zá­vislá na výkonu přístroje – čím je energie vět­ší, tím větší intenzitu má vytvořený impulz. Podle druhu zvířete se volí různé napáje­cí přístroje:
  • přístroje s malou energií impulzu (<0,5 J) – jsou určeny pro snadno hlídatelná zvířa­ta, ohradník by měl být krátký a zem bez porostu,
  • přístroje se střední energií impulzu (do asi 5 J) – jsou určeny pro těžko hlídatelná zvířata, ohradník by měl mít střední délku při normálním porostu,
  • přístroje s velkou energií impulzu (nad 5 J) – jsou určeny pro těžko hlídatelná zví­řata, ohradník může mít velkou délkou při hustém porostu.
Mezi snadno hlídatelná zvířata patří např. koně, skot, prasata, psi, kočky a ostat­ní domácí zvířata, která jsou většinou na elektrický ohradník zvyklá; mají krátší srst, a pociťují tedy impulz silněji. V tomto přípa­dě se volí běžný napájecí přístroj elektrické­ho ohradníku. Nicméně napětí na ohradníku by nemělo být menší než 2 000 V, jinak mají tato zvířata sklon tuto zábranu nerespekto­vat a prorazit ji.
 
Mezi těžko hlídatelná zvířata patří např. volně žijící divoká zvěř, ale také ovce, kozy nebo drůbež. Tato zvířata nejsou většinou na ohrady zvyklá a mají ještě k tomu zpravi­dla hustou srst, takže jsou proti impulzům značně necitlivá. V tomto případě je třeba volit výkonnější napájecí přístroj elektric­kého ohradníku, který by dával napětí ales­poň 4 000 V, a zajistil tak požadovanou hlí­dací bezpečnost.
 
Je-li v blízkosti přípojka 230 V, je výhod­né použít síťový zdroj. Není-li takováto sí­ťová přípojka v dosahu a hlídaný obvod není příliš velký a jde o snadno hlídatelná zvířa­ta, lze použít přístroj napájený z baterie 9 V. Tyto přístroje jsou lehké a snadno se s nimi manipuluje, což umožňuje jejich flexibil­ní použití. Je-li hlídaný obvod rozsáhlejší a má-li např. svody, pak je třeba zvolit sil­nější přístroj s akumulátorovou baterií 12 V.
 
Z hlediska legislativy je předepsáno stá­lé sledování oplocení. Optimální elektric­ký ohradník by neměl mít žádné svody, což je ideální případ, který se v praxi zpravi­dla nevyskytuje. Naopak jsou běžné menší či větší svody z důvodu např. vadných izo­látorů, porostu, vlhkosti atd. Napájecí pří­stroj elektrického ohradníku musí v tomto případě zabezpečit potřebné hlídací napě­tí. Je proto vhodnější volit napájecí přístroj s větším výkonem, než by byl třeba za ide­álních podmínek.
 
Stále častěji se využívá pro napájení elek­trického ohradníku sluneční energie, která se v solárních modulech přímo přeměňuje na energii elektrickou. Díky stále dokonalej­ší technice a zlevňování v této oblasti může být toto řešení napájení zajímavé také z eko­nomického hlediska (jednorázové náklady na pořízení modulů; provozní náklady lze pova­žovat za nulové).
 

3. Zásady dobrého fungování ohradníku

Předpokladem pro spolehlivé fungování ohradníku jsou především přiměřeně výkon­ný zdroj, dostatečně vodivé vedení ohrad­níku, dobré izolátory a správně instalované uzemnění. Navíc by měl ohradník být (je-li to možné) bez nežádoucích svodů (přerostlá tráva, křoviny apod.).
 

3.1 Uzemnění

Dobře instalované uzemnění napájecí­ho přístroje je základem správně fungující­ho elektrického ohradníku, neboť proudový okruh se může bez překážek uzavírat zemí. Obecně platí pravidlo, že čím je napájecí přístroj elektrického ohradníku výkonější, tím lepší musí být uzemnění. Je-li uzemnění nedostatečné, je přechodový odpor v místě zemního hrotu příliš velký a vytvoří na něm napětí, o jehož hodnotu se sníží napětí na elektrickém ohradníku. Uzemnění je nejlépe zřídit v místě, kde se drží po celý rok vlhko. Nepříznivé půdní poměry, jako např. vysuše­ná, písčitá nebo kamenitá půda, jakož i svo­dy způsobené porostem nebo vadnými izolá­tory, vyžadují instalovat více zemních hrotů. Tyto by měly být instalovány ve vzdálenosti asi 3 m od sebe. Doporučuje se použít zemní hroty z korozivzdorného materiálu (např. po­zinkovanou kovovou trubku), neboť vznikají­cí rez značně snižuje vodivost zemního hrotu. Zemnicí hroty se pomocí uzemňovacích svo­rek propojí mezi sebou dobře vodivým koro­zivzdorným drátem nebo drátěným lankem.
 

3.1.1 Zkouška uzemnění

Je-li vše správně připojeno a přístroj fun­guje, lze přistoupit k ověření kvality uzem­nění. To lze snadno realizovat i bez měřicího přístroje např. tak, že se jedna ruka dotýká horního konce zemnicího hrotu a druhá ruka země asi ve vzdálenosti 1 m od tohoto hrotu (obr. 4). Pociťuje-li člověk přitom slabé či sil­nější brnění, je třeba uzemnění vylepšit, a to umístěním dalšího, popř. dalších zemnicích hrotů. Délka a počet zemnicích hrotů závisí na výkonu přístroje. Pro devítivoltové bateri­ové přístroje stačí obvykle přidat jeden zem­nicí hrot (u dvanáctivoltových akumulátoro­vých přístrojů by měl mít zemnicí hrot dél­ku asi 1 m). Výkonné přístroje na 230 V se spojují s více zemnicími hroty o délce 1 m.
 

3.2 Ochrana před bleskem

Podle předpisu Svazu německých elek­trotechniků VDE (Verein Deutscher Elektro­techniker) nesmí být přístroje elektrického ohradníku pro napájení elektrického oploce­ní pastvin umísťovány v prostorách s nebez­pečím požáru, jako jsou např. stodoly a stáje. Pro zamezení vzniku škod způsobených bles­kem musí být před zavedením ohradníkové­ho vedení instalována bleskojistka (jiskřiště s uzemněním – obr. 5).
 

3.3 Ohradníkový vypínač

Má-li ohradník více propojení (úseků), doporučuje se tyto úseky jednotlivě připo­jovat a odpojovat. K tomuto účelu se insta­luje pro každý jednotlivý úsek ohradníkový vypínač. Toto uspořádání má tu výhodu, že v případě závady lze příslušný úsek rychle ohradit a při opravách není třeba kvůli vy­pnutí běžet až k napájecímu ohradníkové­mu přístroji.
 

3.4 Ohradníkové vedení

Ohradníková vedení, která jsou instalo­vána pomocí širokých pásků, šňůr, lanek, pramenců nebo i drátů, vedou elektrický proud a používají se jako vymezující hra­nice s odstrašujícím účinkem. Délka ohrad­níku je závislá na použitém vodivém mate­riálu (obr. 6). Čím lepší vodič, tím dále lze elektrický proud „dopravit“. Dva vodiče ze stejného materiálu mají dvojnásobnou vodi­vost, a ohradník by tak mohl být teoreticky dvojnásobně dlouhý, tedy čím menší je od­por ohradníkového vedení (Ω·m–1), tím lépe teče proud ohradníkem.
 
U dlouhých ohradníků je třeba vzít v úvahu především tyto skutečnosti:
  • svody, např. vysoký porost apod., zkracují délku proudového toku,
  • špatná spojení vodičů mezi sebou zvyšují od­por vedení, a představují tak slabá místa (ko­vové dráty šňůr, pramenců apod. by měly být na konci obnaženy a stočeny dohromady).
Se zanedbatelnými ztrátami může být dané hlídací napětí na 375krát delším úseku (obr. 6) než při nejnižší kvalitě vedení – 1krát (šipky předsta­vují při daném stupni kvality vodivost – čím více blesků má daný materiál, tím lepší je jeho vodivost).
Obr. 7 zobrazuje závislost kvality vodiče na hlídacím napětí – čím lep­ší kvalita vodiče, tím vyšší hlídací napětí. S velmi kvalitními vodiči lze instalovat podstatně delší ohradníky.
 

3.5 Spojky

Dílčí úseky ohradníkového vedení by ne­měly být mezi sebou nikdy navazovány po­mocí uzlů, ale propojovány k tomu určenými a pro daný použitý materiál vhodnými spojka­mi. Existují také speciální připojkové kabely pro propojení napájecího ohradníkového pří­stroje s ohradníkovým vedením nebo pro pro­pojení více ohradníkových vedení mezi sebou.
 

3.6 Napínač lan a drátů

V praxi se osvědčily korozivzdorné na­pínače lan a kulatých drátů, které se vkláda­jí dodatečně do upevněného ohradníkového vedení. Drát, popř. lanko se napne otáčením napínače. Doporučuje se použít napínače dva – na jeden se navine co nejvíce drátu, aby se při opravě vytvořila dostatečná rezerva, a dru­hým se drát vypne.
 
Dráty mění svou délku v závislos­ti na okolní teplotě – je-li teplota okolí vysoká, roztahují se, je-li naopak teplo­ta nízká, smršťují se. Aby se ohradníko­vé vedení neprověšovalo, doporučuje se instalovat tepelnou vyrovnávací pružinu, která zajistí stálé vypnutí drátu. Při je­jím použití lze kromě toho zvětšit vzdá­lenost jednotlivých ohradníkových kůlů, a dosáhnout tak úspory nákladů. Pro napíná­ní širokých pásků se vyrábí speciální napínač v různém provedení podle konkrétní potřeby.
 

3.7 Kůly ohradníku

U pevných ohradníků se zpravidla použí­vají dřevěné kůly. U mobilních, snadno insta­lovatelných, popř. odinstalovatelných ohrad­níků se osvědčily kůly z kovu, skleněného vlákna nebo plastu, který se využívá stále vět­ší měrou. Plastové kůly jsou lehké, plně izo­lované a dobře odolávají povětrnostním vli­vům. Vyrábí se v různých délkách a v prove­deních podle hlídacích účelů.
 

3.8 Branka ohradníku

Budování branek ohradníku je třeba věno­vat zvláštní pozornost, neboť představují slabé místo v systému elektrického ohradníku. Proto by jich mělo být co nejméně a při je­jich instalaci by měly být použity co nejkva­litnější materiály. V ohradníku je třeba vy­hledat vhodné místo, kde jsou již k dispozi­ci pevné sloupky, na které lze dobře upevnit příslušné části příslušenství branky. Nikdy by přitom neměl být veden proud vzduchem od jednoho sloupku branky ke druhému – spe­ciální vysokonapěťový kabel, který tyto dva sloupky spojuje, by měl být uložen v zemi. U ohradníků pro koně by se neměly používat madla branky s tažnou pružinou (nebezpečí poranění). Pro tyto případy existují branko­vá madla s elastickým lankem nebo pružné brankové systémy.
 

4. Závěr

Zatímco norma ČSN EN 60335-1 (Bez­pečnost elektrických spotřebičů pro domác­nost a podobné účely. Část 1: Všeobecné po­žadavky) se týká především výrobců elektro­přístrojů, obsahují dodatky BB a CC normy ČSN EN 60335-2-76 ed. 2 pokyny a poža­davky pro montáž a připojení elektrických a bezpečnostních ohradníků.
 
V těchto dodatcích se mj. uvádí:
  • montáž a připojení elektrických a bezpeč­nostních ohradníků musí být realizovány a provozovány tak, aby riziko ohrožení osob, zvířat a okolí bylo minimální,
  • jsou-li dva oddělené elektrické ohradní­ky napájeny z různých napájecích přístro­jů elektrického ohradníku, musí být tyto ohradníky vzdáleny od sebe minimálně 2,5 m,
  • ohradníky z ostnatého nebo čepelového drátu nesmí být elektrifikovány,
  • ohradníky z ostnatého nebo čepelové­ho drátu vedené paralelně k elektrickým ohradníkům musí být od nich vzdáleny minimálně 150 mm a je třeba je v pravi­delných rozestupech zemnit,
  • mezi uzemněním zemnicí elektrody na­pájecího přístroje elektrického ohradníku a jinými zemnicími zařízeními, např. sou­stavy energetického napájení nebo teleko­munikací, musí být dodržena minimální vzdálenost 10 m,
  • zemí vedená napájecí vedení pro elektric­ké ohradníky musí být uložena v trubkách z izolačního materiálu nebo je třeba použít vysokonapěťová vedení,
  • uložení jiných vedení, jako např. síťových nebo komunikačních kabelů, ve stejné sou­stavě úložných trubek není přípustné,
  • při křížení soukromých cest je třeba mezi vedením elektrického ohradníku a cestou dodržet minimální vzdálenost 5 m,
  • u veřejných cest a komunikací je nutný souhlas příslušného dopravního orgánu,
  • u napájecího vedení je v každém případě upřednostňováno uložení pod zem,
  • elektrické ohradníky musí být konstruo­vány a montovány tak, aby za obvyklých provozních podmínek nemohly osoby při­jít nechtěně do styku s vodiči (elektrické ohradníky by tedy měly být na veřejně pří­stupných místech odděleny fyzickou zá­branou; rozměry pro potřebnou vzdálenost mezi elektrickým ohradníkem a zábranou v závislosti na velikosti jejích otvorů jsou stanoveny v dodatku CC),
  • při konstrukci zábrany je třeba brát v úva­hu možnou přítomnost dětí,
  • elektrický ohradník smí být připojen k na­pětí, jsou-li všechny osoby, které se zdr­žují v bezpečnostním pásmu nebo do něj vstupují, o této skutečnosti dostatečně in­formovány,
  • branky elektrického ohradníku musí jít ote­vřít bez nebezpečí úrazu elektrickým prou­dem,
  • elektrický ohradník nesmí být napájen ze dvou separátních napájecích přístrojů nebo z nezávislých proudových obvodů elektrického ohradníku téhož napájecího přístroje,
  • je třeba respektovat doporučení výrobce elektrického ohradníku pro uzemnění,
  • vzdálenost mezi libovolnou zemnicí elek­trodou elektrického ohradníku a jinými zemnicími soustavami nesmí být <2 m (je-li to možné doporučuje se tato vzdálenost min. 10 m),
  • volně přístupné vodivé části fyzické zábra­ny musí být účinně uzemněny,
  • křižuje-li elektrický ohradník neizolované silnoproudé vedení, musí být jeho nejvýše položený kovový prvek účinně uzemněn na vzdálenost 5 m na obě strany od průsečíku obou vedení,
  • je třeba dbát na to, aby nemohlo dojít k po­škození přípojek při náhodném proboření kol vozidel do půdy,
  • přípojky a dráty elektrických ohradníků ne­smí být kladeny nad vysokonapěťové nebo komunikační trasy,
  • jsou-li přípojky a dráty elektrických ohrad­níků instalovány v blízkosti vysokonapěťo­vých vedení, musí být dodrženy min. vzdá­lenosti uvedené zde v tab. 1 (tabulka BB. 2 normy EN 60335-2-76),
  • jsou-li přípojky a dráty elektrických ohrad­níků instalovány v blízkosti vysokonapěťo­vých vedení, nesmí jejich výška nad zemí překročit 3 m,
  • musí být dodržena vzdálenost 2,5 m mezi neizolovanými vodiči elektrických ohrad­níků nebo neizolovanými přípojkami, kte­ré jsou napájeny ze separátních napájecích přístrojů elektrického ohradníku,
  • musí být dodrženo vertikální oddělení min. 2 m mezi impulzovými vodiči, které jsou napájeny ze separátních napájecích přístro­jů elektrického ohradníku,
  • impulzová vedení nesmí být instalována uvnitř stíněných zón,
  • vodiče elektrických ohradníků by se ne­měly montovat na podpěru, která je využívána pro nadzemní silnoproudé elek­trické vedení,
  • elektrické ohradníky musí být označe­ny jasně viditelnou výstražnou značkou (obr. 8) čitelnou z bezpečnostního a ve­řejně přístupného prostoru.
Literatura:
[1] ČSN EN 60335-2-76 ed. 2 Elektrické spotřebiče pro domácnost a podobné účely – Bezpečnost – Část 2-76: Zvláštní požadavky na zdroje energie pro elektrické ohradníky.
 
Zdroj obrázků:
 
Obr. 1. Svod elektrického proudu porostem
Obr. 2. Zvíře se dotklo ohradníku – proudový obvod se uzavírá přes zvíře a zem
Obr. 3. Napájecí přístroj elektrického ohradníku
Obr. 4. Správné uzemnění – při dotyku rukou není nic cítit
Obr. 5. Ochrana před bleskem
Obr. 6. Kvalita versus vodivost (1 blesk nejnižší vodivost, 5 blesků nejvyšší vodivost)
Obr. 7. Kvalita versus napětí (1 blesk nejnižší napětí, 5 blesků nejvyšší napětí)
Obr. 8. Symbol pro výstražnou značku
 
Tab. 1. Minimální vzdálenosti mezi elektric­kým ohradníkem a vedením vn
Tab. 2. Některé pojmy a jejich definice