Pokračujeme v díle těch,
kteří byli první.

Aktuální vydání

Číslo 3/2017 vyšlo
tiskem 15. 3. 2017. V elektronické verzi na webu bude ihned. 

Téma: Amper 2017 – 25. mezinárodní elektrotechnický veletrh

Hlavní článek
Problémy elektromobility

Aktuality

MSV 2017 zacílí na Průmysl 4.0, automatizaci, environmentální technologie, dopravu a logistiku Již potřetí se na MSV 2017 upře pozornost na nové trendy průmyslové výroby. Průmysl 4.0 s…

Současné možnosti elektromobility představí AMPER Motion 2017 Největší přehlídka elektromobility v ČR proběhne 21.- 24. 3. na brněnském výstavišti a…

Startuje 9. ročník největší tuzemské ekologické soutěže Odstartoval již 9. ročník největší tuzemské ekologické soutěže E.ON Energy Globe.…

V distribuční soustavě (DS) ČEZ Distribuce, a. s. je vyhlášen kalamitní stav Od 9 h dne 24.2.2017 je vyhlášen kalamitní stav v Karlovarském kraji - okres Karlovy Vary…

Veletrh Věda Výzkum Inovace 2017 zahájí místopředseda vlády Pavel Bělobrádek Letošní ročník Veletrhu Věda Výzkum Inovace zahájí na brněnském výstavišti 28. února 2017…

Chytré lampy PRE potvrdily zhoršenou smogovou situaci v Praze Chytré lampy PRE potvrdily v rámci svého pilotního provozu, že v Holešovicích a…

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