62 ELEKTRO 1/2014 archiv Uzemnění distribučních transformoven (1. část)Zde bude popsán historický vývoj základ-ních výpočtů pro ochranu před úrazem elek-trickým proudem se zaměřením na automa-tické odpojení od zdroje v distribučních sí-tích s důrazem na uzemnění transformoven.Otázkou, jak chránit a zajišťovat bezpeč-nost osob, zvířat i majetku před negativní-mi tepelnými a elektromagnetickými účin-ky elektrického proudu, se lidstvo zabývá již od dob prvních pokusů s jímáním atmosfé-rické elektřiny v leydenských lahvích i první uměle vyrobené elektřiny v elektrotechnic-kých zařízeních.Drobné, vážné i smrtelné úrazy osob při pokusech s elektřinou uskutečňovaných mno-hými prvními elektrotechnickými průkopní-ky v bádání ohledně způsobů výroby a využití elektřiny a jejího přenosu byly zákla-dem snahy o zajištění bezpečného využívání elektrických zařízení.Základní elektrotechnické zapojení ob-vodů s ochranou uzemněním transformátoru a pracovním uzemněním vodiče PEN v dis-tribuční síti nn je uvedeno na obr. 1.Elektrotechnické předpisy v roce 1920 a 1923 pro ochranu vodivých částí izolací, krytem a spojením kovových částí se zemí Praktické zkušenosti, jak chránit osoby i majetek před negativními účinky elektřiny, byly písemně zakotveny v prvních elektro-technických předpisech vydaných na počát-ku minulého století. Předpisy a normy Elek-trotechnického svazu československého z let 1920 a 1923 zakotvily ochranu osob a majet-ku před úrazem a zkratem elektrotechnických částí s napětím nad 50 V proti zemi v Části X – Elektrická zařízení obyčejná – Hlava 1.Výchozí ochrana elektrických zařízení v prvních elektrotechnických předpisech vy-cházela z poznatků z praxe, že dotyk osob nebo zvířat se živou částí elektrického zaří-zení může způsobit i smrt a vzájemný dotyk vodičů způsobí zkrat a nežádoucí nadměrné oteplení vedoucí až k možnému požáru hoř-lavých látek (např. v zemědělství seno, slá-ma). Ochrana osob i majetku nacházejících se v blízkosti částí elektrických obvodů se proto nejprve zaměřila pouze na izolaci ko-vových částí vedoucích elektrický proud, aby se zabránilo vědomému i náhodnému doty-ku osob nebo zvířat s těmito částmi i zkratu mezi nimi při jejich náhodném spojení. Ná-sledně bylo v předpisech zakotveno také to, že kovové kryty elektrických zařízení by bylo dobré z důvodu ochrany umístit tak, aby na ně nebylo možné dosáhnout nebo je uzemnit.Požadavek na ochranu uvedených částí byl zakotven v těchto paragrafech:§ 10 103 Při nn buďte chráněny všechny proudovodné části (elektrotechnickým jazy-kem v současnosti nazývané živé části) svou izolací, krytem a neb polohou před nahodi-lým dotykem neznalých osob.§ 10 104 Při vn buďte chráněny i isolova-né proudovodné části před dotykem kohoko-liv, a to polohou neb krytem, kryty tyto buďte spojeny spolu a se zemí.§ 10 105 Všechny kovové části, které by se mohly dotknouti vn, buďte jednotlivě neb společně spojeny se zemí. To je dobré u částí, kterých by se mohli dotknouti ne-znalé osoby.Proto od doby vydání ustanovení v uve-dených paragrafech se ochrana proti nebez-pečnému dotykovému napětí kovových částí (částí, které nejsou konstrukčně uzpůsobeny k vedení elektrického proudu) elektrických zařízením začala nazývat zemnění.§ 10 106 Všechny kryty musí být prove-deny tak, aby se nedotýkaly isolátorů a aby byly od vedení vzdáleny tak jako stěny. Kry-tů je možné užíti pouze tam, kde není nebez-pečí, že by prach neb špína za nimi usazené ohrozily bezpečnost. Nejlepší ochranou vodi-čů jsou trubky neb kabel.Tento paragraf pamatuje na zajištění snad-né a rychlé údržby elektrických zařízení. Nyní však není možné tuto myšlenku našich elektrotechnických předků v reálné praxi za-jistit, neboť mnoho elektrických rozvodných zařízení je umístěno v místech přístupných laikům, a je tedy nezbytné je chránit kryty.Druhou ochranou elektrických zařízení, na kterou pamatovaly první elektrotechnické předpisy, je Isolace elektrických zařízení (usta-novení odstavce a) obecných předpisů. V zá-kladním nařízení vztahujícím se k problema-tice izolační pevnosti elektrických zařízení za-kotvené v § 10 110 Elektrotechnické předpisy uvádějí: Před zahájením činnosti každého sil-noproudého zařízení neb jeho rozšíření musí se měřiti isolace na všech jeho částech, a to co možná napětím provozovacím, aspoň však 100 V. V současné době, na prahu 21. století, je toto ustanovení často přehlíženo až opomíjeno. Při porovnání s ČSN 33 2000-6, vydanou na začátku 21. století – v roce 2007, jsou hodno-ty zkušebního napětí definovány podle tab. 1.Z uvedeného vyplývá, že zatímco v době vzniku prvních elektrotechnických norem pro tehdy známé materiály a technologie měři-cích přístrojů se bezpečnost izolace proka-zovala napětím 100 V, nyní se prokazuje na-pětím až stonásobně vyšším.Obecně, s trochou nadsázky, lze tedy říci, že bezpečnost izolací elektrických zařízení na po-čátku 21. století vzrostla v porovnání s první-mi elektrotechnickými předpisy o celých 10 % u elektrických obvodů do 1 000 V a u elektric-kých obvodů s napětím do 500 V o 5 %.Toto nařízení je v § 10 110 doplněno ná-sledujícím požadavkem: Toto měření (rozu-měj izolačního stavu) se nemá vztahovati jen na isolační odpor vedení proti zemi, nýbrž i na isolační odpor mezi sousedními vodiči, je-li v chodu mezi nimi napětí.(pokračování)Historie českých elektrotechnických normálií – předpisůIng. František Zoul, Hans Jürgen Höfer Obr. 1. Situační schéma: princip uzemnění transformovny transformátor vn rozváděčnn Rt Rz Rz L1 L2 L3 PEN Tab. 1. Hodnoty zkušebního napětí pro měření izolačního odporu elektrické instalace Typ obvodu Zkušební napětí DC (V)SELF a PELF 250 s napětím do 500 V včetně obvodů FELF 500 s napětím nad 500 V 1 000