Pokračujeme v díle těch,
kteří byli první.

Aktuální vydání

Číslo 11/2016 vyšlo tiskem
7. 11. 2016. V elektronické verzi na webu od 1. 12. 2016. 

Téma: Rozváděče a rozváděčová technika; Točivé stroje a výkonová elektronika

Hlavní článek
Lithiové trakční akumulátory pro elektromobilitu

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

Otázky a odpovědi z elektrotechnické praxe

redakce Elektro, Ing. Michal Kříž,
informační systém pro elektrotechniky (iiSEL), www.in-el.cz
 
Otázka 1:
1. Chtěl bych se zeptat, jakým způsobem určím v rozváděči TN-C-S po rozdělení PEN přípojnice průřez přípojnice N, a to např. v případě rozváděče s kombinací vý­vodů TN-C i TN-S?
2. Je možné v případě tohoto rozváděče s kombinací vývodů TN-C i TN-S z ekono­mických důvodů nebo při nedostatku „mís­ta pro instalaci“ neinstalovat třikrát prů­běžné sběrnice PEN, PE a N přes všechny pole (může jich být i několik), ale instalo­vat průběžné přípojnice pouze PEN a N s místem rozdělení v přívodním poli s tím, že se „čisté“ vodiče PE vývodů TN-S při­pojí k přípojnici PEN. Myslím, že pokud se vodiče PEN označí modrou návlečkou, popř. s popisem okruhu, mohla by tak­to provedená instalace z hlediska bezpeč­nosti vyhovět.
3. Mohu (opět z ekonomických důvodů) vytvořit u rozváděče o několika polích více než jeden bod rozdělení, a to tak, že insta­luji průběžnou sběrnici PEN a bod roz­dělení udělám podle potřeby jen v těch polích, kde budou vývody TN-S (zde bu­dou tři sběrnice). Myslím, že je to obdob­ný případ, jako když „smyčkováním“ na­pojím několik rozváděčů TN-C-S kabe­lem 3 + PEN.
 
Odpověď 1:
1. Podle ČSN EN 60439-1 ed. 2:2000 Roz­váděče nn – Část 1: Typově zkoušené a čás­tečně typově zkoušené rozváděče (čl. 7.1.3.4) v případě, že mezi výrobcem a uživatelem ne­existuje jiná dohoda, platí, že svorky pro nu­lový vodič ve třífázových obvodech s nulo­vým vodičem musí umožňovat připojení mě­děných vodičů, které:
  • v případě, že průřez fázového vodiče je men­ší než 10 mm2 nebo je max. roven 10 mm2, mají proudovou zatížitelnost rovnou plné proudové zatížitelnosti fázového vodiče,
  • v případě, že průřez fázového vodiče pře­sahuje 10 mm2, mají proudovou zatížitel­nost rovnou polovině proudové zatížitel­nosti fázového vodiče, přitom však mají min. proudovou zatížitelnost fázových vo­dičů o průřezu 10 mm2.
 
Matematicky vyjádřeno platí, že:
  • je-li Sf ≤ 10 mm2, musí být SN = Sf (platí pro měděné vodiče),
  • je-li Sf ≥ 10 mm2, musí být IZN = 0,5 IZf a přitom SN ≥ 10 mm2 (Cu).
K tomu je třeba podotknout, že minimál­ní průřez odpovídající danému zatížení IZse nesnižuje ve stejném poměru, jako se snižuje zatížení. Takže když je např. dovolené prou­dové zatížení v rozváděči samostatně vedené­ho izolovaného fázového vodiče 25 mm2Cu IZf = 140 A, postačí, aby samostatně vedený izolovaný nulový měděný vodič měl průřez pouze 10 mm2 Cu, protože jeho dovolené proudové zatížení je IZN = 73 A.
 
Přitom pro jiné než měděné vodiče mají být podle ČSN EN 60439-1 ed. 2:2000 výše uvedené průřezy nahrazeny průřezy ekviva­lentní vodivosti. Ty mohou vyžadovat větší svorky. (Podle nás není uvedená formulace – viz výše uvedené – zcela přesná; mělo by být spíše uvedeno: průřezy ekvivalentní proudo­vé zatížitelnosti. Uvedená nepřesnost by však mohla mít jen okrajový význam v několika málo případech.)
 
Kromě toho je třeba vzít v úvahu, že pro určitá použití, při kterých proud v nulovém vodiči může dosáhnout velkých hodnot, např. při napájení velkých výbojkových osvětlo­vacích zařízení, může být nutné použít nulo­vý vodič se stejnou proudovou zatížitelností jako fázové vodiče (ČSN 33 2000-5-523 ed. 2:2003 Elektrické instalace budov – Část 5: Výběr a stavba elektrických zařízení – Oddíl 523: Dovolené proudy v elektrických roz­vodech upozorňuje v čl. 523.5.3 i v příloze C dokonce na případy, kdy může být proud v nulovém vodiči větší než proud ve fázovém vodiči). K tomuto zvýšení průřezu nulového vodiče je však třeba zvláštní dohoda mezi vý­robcem a uživatelem – musí to být v požadav­cích uživatele uvedeno.
 
Kromě toho podle čl. 8.3.2.3 d) ČSN EN 60439-1 ed. 2 jako doplnění zkratových zkou­šek rozváděče platí, že má-li rozváděč nu­lovou přípojnici, musí být tato přípojnice podrobena zkoušce, kdy se spojí s nejbliž­ší fázovou přípojnicí a vyzkouší se proudem rovným 60 % fázového proudu, který pro­chází fázemi při třífázové zkratové zkouš­ce (nevyžaduje se u rozváděčů se jmenovi­tým krátkodobým proudem nebo jmenovitým podmíněným zkratovým proudem nepřesahu­jícím 10 kA).
 
Průřezy vodičů PEN se stanoví stejně jako průřezy vodičů PE. Při větších pracovních proudech tekoucích vodičem PEN platí pro jeho dimenzování to, co bylo řečeno výše o dimenzování vodičů N.
 
2. V zásadě nemáme proti Vašemu návrhu námitek. Ani my se nedomníváme, že by se bodem instalace, ve kterém dojde k rozděle­ní vodiče PEN na samostatný ochranný (PE) a samostatný nulový (N) vodič měla mínit právě a jenom jediná svorka. Z uváděných dvou řešení považujeme za nejvhodnější sa­mozřejmě to, které uvádíte jako první (prů­běžné sběrnice PEN, PE a N). Co se týká navrženého zjednodušení – přípojnice PEN a PE, podle našeho názoru by přineslo je­nom malou výhodu oproti tomu řešení, které uvádíte ve Vaší třetí otázce, tj. oproti přípoj­nici PEN, ze které by odbočovaly jak samo­statné vodiče (přípojnice pro připojení vodi­čů) PE a N obvodů TN-S, tak vodiče PEN obvodů TN-C.
 
3. Proti Vašemu návrhu nemáme námitek, protože se jedná v podstatě o řešení ekviva­lentní s případem, kdy z průběžného vodiče PEN odbočují vodiče PEN, z nichž některé jsou nepatrné délky a hned za odbočením se rozdělují na samostatné ochranné (PE) a sa­mostatné nulové (N) vodiče, takže vznikají obvody TN-S. Náš názor se opírá také o zně­ní čl. 543.4.3 ČSN 33 2000-5-54 ed. 2:2007, kde se dovoluje, aby se jeden vodič PEN roz­dělil na více než jeden nulový a jeden ochran­ný vodič a přitom se nezakazuje, aby vodič PEN byl veden dále k dalším obvodům TN-C. Přesto však doporučujeme, aby rozdělení vo­diče PEN na samostatné ochranné a samo­statné nulové vodiče bylo v blízkosti uzem­nění nebo přizemnění sítě TN nebo alespoň v blízkosti hlavní uzemňovací svorky nebo přípojnice objektu, popř. aby s touto svorkou nebo přípojnicí bylo spojeno vodičem patřič­ného průřezu.
 
Otázka 2:
Prosíme o pomoc při řešení problému propojení sítí PELV a SELV (viz obr. s po­pisem).
1. Je možné skříně silnoproudu a skří­ně MaR postavit vedle sebe na společné ocelové rámy? ČSN 33 2000-4-41 ed. 2 čl. 414.4.4 uvádí, že: „Neživé části obvodů SELV a PELV nesmějí být spojeny se zemí nebo s ochrannými vodiči nebo s neživými částmi jiného obvodu.“
 
2. Jak bude chráněna osoba na technologii vzdálené asi 50 až 100 m v případě poru­chy v silnoproudém rozváděči? Zkratový proud vytvoří velký rozdíl potenciálu, kte­rý se zavleče do soustavy chráněné PELV. Osoba se může dotýkat živých částí. Povo­lené napětí v soustavě PELV bude překro­čeno. V čl. 414.4.1 v poznámce 2 je uvede­no: „Uzemnění obvodů PELV je možné dosáhnout spojením se zemí nebo s uzem­něným ochranným vodičem v samotném zdroji.“ V ČSN EN 61140 ed. 2 v kapitole 4 (Základní pravidlo ochrany před úrazem elektrickým proudem) je uvedeno:
 
„Nebezpečné živé části nesmí být pří­stupné a přístupné vodivé části nesmí být nebezpečné:
  • ani za normálních podmínek,
  • ani za podmínek jedné poruchy.“
3. Jak tedy správně umístit rozváděče PELV, jak je zemnit, kam připojit zem­něný pól soustavy PELV, aby nemohlo dojít k ohrožení života, zejména na mís­tech vzdálených od hlavních rozváděčů? Jak napájet zdroj SELV, který je kovový s ochrannou svorkou na primární straně, aby se v případě poruchy v nadřazených napájecích obvodech nezavleklo nebez­pečné napětí na živé části obvodů chráně­ných PELV?
 
4. Je možné v části instalace chráněné ochranným opatřením PELV používat jiná zařízení než třídy ochrany III? Např. sní­mače tlaku napájené po smyčce 4 až 20 mA. Pokud ano, co s ochrannou svorkou?
 
Odpověď 2:
Podle našeho názoru se článek 414.4.4 týká obvodů SELV a pouze těch obvodů PELV, u kterých se neuvažuje s tím, že by měly být uzemněny. V ostatních článcích ČSN 33 2000-4-41:2007 týkajících se ob­vodů PELV – čl. 414.4.1 a 414.4.5 normy – se totiž uvádí, že obvody PELV (jejich živé části, tzn. jedna strana obvodu) a/nebo neži­vé části zařízení napájených z obvodů PELV uzemněny být mohou.
 
Podle schématu na přiloženém obr. ne­jde o propojení obvodů (sítí) SELV a PELV, ale pouze o obvod PELV, který je napájen ze zdroje, který nazýváte zdroj SELV, přičemž jeden pól tohoto zdroje je (viz obr.) spojen s uzemněným ochranným vodičem.
 
Požadavky na zdroje pro obvody SELV a PELV jsou zcela totožné. Odlišnost spočí­vá pouze v tom, že obvody PELV mohou být uzemněné, jak je tomu i ve Vašem případě (propojení se zemí vodičem PE). Z uvede­ných hledisek považujeme za možné a neod­porující normě skříň silnoproudého zařízení a skříň MaR, v níž budou obvody PELV, po­stavit vedle sebe na společné ocelové rámy.
 
Vámi obávaný rozdíl potenciálu oproti ne­utrální zemi, vzniklý při poruše na silovém zařízení (silnoproudém rozváděči), se zavle­če do technologie vzdálené asi 50 až 100 m v případě, že se bude jednat o obvod PELV, který je uzemněný a ještě k tomu je na uzem­něný vodič obvodu PELV připojena neživá část vzdáleného zařízení (vzdálené technolo­gie) PELV. V takovém případě na uvedeném vzdáleném místě by mohlo dojít i k výskytu nebezpečného potenciálu (oproti místní zemi) nejen na živých částech zařízení napájeného z obvodu PELV, ale i na jeho neživých čás­tech připojených k pólu obvodu PELV, jenž je uzemněný ve zdroji pro tento obvod.
 
Z výše uvedených důvodů bychom proto raději provedli celý obvod pro napájení uva­žované technologie jako obvod SELV, který by nebyl vůbec uzemněný. Smířili bychom se s tím, že neživé části tohoto obvodu při­cházejí do styku s neživými částmi jiných ob­vodů, a tudíž ochrana před úrazem elektric­kým proudem u těchto neživých částí závisí na ochranných opatřeních, která chrání tyto neživé části, s kterými neživé části obvodu SELV přicházejí do styku (viz poznámka k čl. 414.4.4 ČSN 33 2000-4-41:2007). Jinak by podle nás rovněž bylo možné zůstat u ne­uzemněného obvodu PELV. Jeho jmenovité napětí by však nesmělo přesáhnout 12 V AC nebo 25 V DC.
 
O tom, že by se z obvodu PELV napájelo zařízení jiné třídy ochrany než třídy III, neví­me. Nicméně ČSN EN 61140:2003 jako zá­kladní norma pro ochranu před úrazem elek­trickým proudem v čl. 7.4.2 uvádí, že zaříze­ní třídy III nesmí být opatřeno prostředky pro připojení ochranného vodiče. Avšak zařízení může být opatřeno prostředky pro připojení uzemnění z pracovních (jiných než ochran­ných) důvodů, je-li taková potřeba uznána příslušnou normou IEC. V žádném případě však nesmí mít takovéto zařízení prostředky pro připojení živých částí k zemi. Je-li tře­ba napájet malým napětím nějaká zařízení např. z funkčních, nikoliv z ochranných dů­vodů, je možné uplatnit funkční malé napětí FELV (čl. 411.7 ČSN 33 2000-4-41:2007). Pak se ovšem ochranná svorka zařízení (před­pokládáme pro uzemnění jeho neživých čás­tí) připojí k ochrannému vodiči napájecí sítě (vstupního primárního obvodu). (Ostatní pří­pady napájení malým napětím viz poznám­ku k čl. 411.7.4 ČSN 33 2000-4-41:2007, uplatňuje se rovněž ochranné opatření pou­žité u vstupního obvodu.)
 
Otázka 3:
V rozváděčích je řídicí obvod 230 V AC napájený oddělovacím transformátorem. Jeho sekundární strana není připojena k vodiči PE. Napětí tohoto ovládacího ob­vodu je použité kromě k ovládání relé a stykačů také ke spínání solenoidních ventilů (cívek) – umístěných na řízeném zařízení mimo rozváděč. Tyto cívky mají také kontakt pro vodič PE. Je však nut­né vodič PE připojovat, vzhledem k užité­mu napájení?
 
Odpověď 3:
Z Vašeho dotazu není úplně jasné, o jaké malé napětí jde, i když uvádíte, že daný ob­vod je napájen z oddělovacího transformáto­ru. Zopakujme si jenom, že v podstatě roze­znáváme tři druhy malého napětí. Jednak jsou to malá bezpečná napětí SELV a PELV (jejich použitím je zajištěna bezpečnost z hlediska nebezpečí úrazu elektrickým proudem), jed­nak je to napětí FELV, tj. malé napětí, které se používá z funkčních důvodů, ale bezpeč­nost z hlediska nebezpečí úrazu elektrickým proudem nezajišťuje.
 
To, že samotný obvod s malým napětím není uzemněn a přitom přístroje připojené do daného obvodu mají ochranný kontakt, nasvědčuje nejspíše tomu, že jde o obvod FELV. U tohoto obvodu je základní ochrana (ochrana před dotykem živých částí) zajiště­na buď izolací, nebo přepážkami nebo kryty a ochrana při poruše (ochrana před dotykem neživých částí) je zajištěna jejich spojením s ochranným vodičem vstupního (primární­ho) obvodu zdroje. Přitom se předpokládá, že vstupní obvod je chráněn automatickým odpojením od zdroje.
 
Tomu, že by daný obvod měl být považo­ván za obvod FELV nasvědčuje to, že ovláda­cí přístroje připojené do daného obvodu mají ochranný kontakt, takže spojení s ochran­ným obvodem vyžadují. To zřejmě zname­ná, že nesplňují požadavek na izolační oddě­lení mezi ovládaným napětím nn (jinak LV) a ovládacím napětím mn (jinak označovaným ELV), jež se vyžaduje u přístrojů pro spínání obvodů nn (LV) pomocí řídicího obvodu mn (ELV), zapojených v obvodech SELV nebo PELV. Nepožaduje-li se u zařízení napáje­ných z předmětného obvodu malého napětí (ELV) možnost dotyku živých částí, neměl by být u daného obvodu problém s uplatně­ním požadavků na obvody FELV, tzn. s při­pojením neživých částí (kontaktu pro vodič PE) k ochrannému vodiči zdroje (třeba pro­střednictvím ochranného obvodu stroje nebo zařízení).
(pokračování)
 
Obr. Schéma propojení sítí PELV a SELV k otázce 2