Pokračujeme v díle těch,
kteří byli první.

Aktuální vydání

Číslo 5/2017 vyšlo
tiskem 11. 5. 2017. V elektronické verzi na webu od 2. 6. 2017. 

Zdůrazněné téma: Ochrana před bleskem a přepětím;
23. ELO SYS 2017

Hlavní článek
Vibrace točivých strojů s magnetickými ložisky

Aktuality

Projekt studentů FEL ČVUT v Praze míří na celosvětové finále Microsoft Imagine Studentský startup XGLU, zabývající se vývojem bezbateriového glukometru, vybojoval…

ČEZ zřizuje novou divizi jaderná energetika. Povede ji Bohdan Zronek Vedení Skupiny ČEZ rozhodlo o vzniku nové divize jaderná energetika s platností od 1.…

Příští týden začne v Praze strojírenský veletrh FOR INDUSTRY Letos na něm předvedou jedinečné novinky české společnosti. Spojení designu a moderní…

Vadné adaptéry Tesla poškozují rychlodobíjecí stanice V uplynulých dnech na rychlodobíjecích stanicích ČEZ zaznamenal už několikátý případ…

Jaký byl Veletrh Dřevostavby a Moderní vytápění 2017? Souběh veletrhů DŘEVOSTAVBY a MODERNÍ VYTÁPĚNÍ je určen všem, kteří řeší stavbu,…

Trendy chytrého řízení budov, energetiky a měst aneb Čtvrtá průmyslová revoluce nejenom v průmyslu Přednáška Ing Jaromíra Klabana se uskuteční ve středu dne 19. 4. 2017 ve 14 hod v…

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