Pokračujeme v díle těch,
kteří byli první.

Aktuální vydání

Číslo 2/2017 vyšlo tiskem
17. 3. 2017. V elektronické verzi na webu bude ihned.

Veletrhy a výstavy
Inspirativní osvětlení ze zahraničních veletrhů 

Příslušenství osvětlovacích soustav
Na osvětlení provozu lze šetřit s minimem investic
Maxos fusion – nový rychlomontážní systém Philips
Inteligentní řešení DALISYS® pro řízení osvětlení

Aktuality

Vše pro stavbu a interiér najdou návštěvníci na březnovém souboru veletrhů Stovky českých i zahraničních společností se představí na největším jarním souboru…

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

Festival světla BLIK BLIK opět rozsvítí Plzeň Třetí ročník plzeňského festivalu Blik Blik se chystá na pátek 17. a sobotu 18. března.…

Kurz osvětlovací techniky XXXIII – 1. oznámení Česká společnost pro osvětlování, regionální skupina Ostrava, a VŠB – Technická…

Více aktualit

Proč ochranný kolík u domovních zásuvek?

Ing. Josef Kunc
 
Normou ČSN-ESČ 107: Dvojpólové zásuvky 250 V, 6 a 10 A byl v Českoslo­vensku v roce 1933 zaveden systém chrá­něných domovních zásuvek s ochran­ným kolíkem.
 
V posledních několika letech se pro­jevovaly snahy zpochybnit tento systém domovních vidlic a zásuvek podle sou­časně platné ČSN 35 4516:1999 Domov­ní zásuvky – Dvojpólové zásuvky a vidli­ce AC 2,5 A; 250 V a AC 16 A; 250 V. Ně­kteří samozvaní „osvícení“ odborníci se totiž domnívají, že německý systém do­movních zásuvek a vidlic s postranními ochrannými kontakty, označovaný ně­meckým zkratkovým slovem Schuko – Schutzkontakt, je vhodnější a snad i bez­pečnější než systém normalizovaný u nás.
 

Zásuvky s ochranným kolíkem jsou bezpečné

 
Dnes již nepoužívaná evropská norma CEE 7:1963 (Vidlice a zásuvky pro do­movní a podobné použití) rozeznávala je­den evropský systém domovních zásuvek se dvěma variantami. Jednou z nich byly zásuvky a vidlice s postranními ochranný­mi kontakty a druhou variantou tytéž do­movní přístroje s ochrannými kolíky v zá­suvkách a ochrannými kontakty ve vidli­cích. Tatáž norma ve střední Evropě také zavedla nejpoužívanější chráněnou uni­verzální vidlici vybavenou nejen ochran­nou dutinkou, ale současně i postranní­mi ochrannými kontakty. To umožnilo zcela bezproblémový prodej elektrických spotřebičů třídy I s jednou variantou pří­vodní šňůry s chráněnou vidlicí – viz pří­klad na obr. 1.
 
Kromě toho nejsou zásuvky s ochran­nými kolíky normalizovány jen v Čes­ké republice, ale jsou výhradně používá­ny také na Slovensku, v Polsku, v Belgii a Francii a rovněž ve všech bývalých bel­gických a francouzských koloniích. Co se tedy týče rozšíření ve světě, domovní zá­suvky s ochrannými kolíky nejsou běžné méně než zásuvky s postranními ochran­nými kontakty. Z hlediska elektrické bez­pečnosti jde o zcela rovnocenné zásuvko­vé systémy.
 

V každé zemi jen jeden zásuvkový systém

 
V jednotlivých zemích však nelze sou­běžně používat chráněné zásuvky podle obou dílčích evropských koncepcí. Proto také neexistuje společná evropská norma (v rámci zemí CENELEC jsou používá­na ještě další řešení domovních zásuvek a vidlic, např. podle národních norem švýcarských nebo italských a také ve svě­tě nejrozšířenější konstrukce podle brit­ských norem).
 
Připomeňme si, jak naši odborníci dospěli k zavedení ochranného kolíku do chráněných domovních zásuvek.
 

Něco z historie

 
V roce 1930, během květnového jed­nání Mezinárodní komise pro instalační otázky IFK (Installation Fragen Kommis­sion) v Berlíně, byla za účasti zástupců z Nizozemí, Německa, Švýcarska, Nor­ska, Dánska, Finska, Rakouska a Česko­slovenska zahájena jednání o mezinárod­ní kontrole elektrotechnického materiálu. Zkušebna ESČ zde např. byla pověřena vypracováním zkušebního zařízení pro kontrolu drobných jističů (tehdy nazý­vaných instalačními automaty). V témže roce, na říjnovém zasedání IFK v Kodani, bylo přijato několik norem, mj. také norma na dvoj­pólové zásuvky a vidlice bez ochranného kontak­tu i s ochranným kontak­tem (podle německých ná­vrhů). Přijaté normy měly být projednávány a zavá­děny do soustav norem v jednotlivých členských zemích. Zde k IFK přistou­pily také Francie a Belgie.
 
Na členské schůzi ESČ konané v Brně v lednu 1931 a následně na praž­ském dubnovém zasedá­ní Komise ESČ pro zásuvky, za účasti zástupců firem ČKD, Elektrických podni­ků Praha, Isolit, Kramer a Löbl, S. Schön, Siemens, Sixka a Východočeské elektrárny, bylo projedná­váno převzetí příslušných norem IFK do norem ČSN-ESČ. Byla zde řešena i připomínka k využití koncepce zásu­vek s postranními ochrannými kontakty, na kterou byly uplatňovány požadavky německých vlastníků jedenácti patentů a průmyslových vzorů. K tomu ovšem ně­mečtí vlastníci ochranných práv již na zasedání v Kodani ústně prohlásili, že se vzdávají svých právních nároků v těch ze­mích, které normu IFK zavedou do svých národních norem. To pro ČSR písemně potvrdil německý člen IFK Ing. Klements od firmy Siemens. Požadavkem ESČ však bylo, aby ochranná práva nebyla uplatňo­vána ani na export chráněných zásuvek a vidlic do třetích zemí. Přesto komise do­poručila přijetí normy na domovní vidli­ce a zásuvky s postranními ochrannými kontakty, s odkazem na budoucí jednání s vlastníky zmíněných práv. Na červnové schůzi roku 1931 Komise ESČ pro byto­vé zásuvky tyto závěry potvrdila i s do­datkem ústního prohlášení německých vý­robců na volnou výrobu i prodej do všech zemí, které bylo předneseno na předchá­zející schůzi IFK ve Stockholmu. Později se však ukázalo, že uvolnění ochranných práv bylo poněkud složitější.
 

Bezpečnostní koncepce chráněných zásuvek a první návrh normy

 
Co se týče vlastní koncepce, na kon­strukci chráněných zásuvek a vidlic byly stanoveny základní bezpečnostní poža­davky. Podle nich nesmí být možné za­sunout chráněnou vidlici do nechráněné zásuvky – to bylo zajištěno průměrem kolíků 5 mm (nyní 4,9 mm), přičemž du­tinky nechráněných zásuvek byly konci­povány pro průměr kolíků pouze 4 mm. Kromě toho musí propojení ochranného kontaktu nastat dříve, než jsou připoje­ny kontakty pracovní. Svorky i kontakty musí být umístěny tak, aby při normálním používání nemohlo dojít k náhodnému dotyku obsluhující osobou.
 
V časopise Elektrotechnický obzor z roku 1932, roč. 21, č. 7 a č. 10, byly zveřejněny návrhy normy ČSN-ESČ 107 Dvojpólové zásuvky 250 V, 10 A v sou­ladu s normou IFK, tedy s postranními ochrannými kontakty (příklad vzhledu na obr. 2). Následující jednání o abso­lutním uvolnění ochranných práv s ně­meckými vlastníky však nebyla úspěš­ná. Zástupci československého průmyslu přitom požadovali, aby již pro stavební sezónu 1933 byla v platnosti norma pro chráněné zásuvky a vidlice, které by mu­sely být používány v nových instalacích. Proto byl počátkem roku 1933 vydán nový návrh ČSN-ESČ 107, v němž však byly použity domovní přístroje podle belgické normy, tedy zásuvky s ochran­nými kolíky a vidlice s ochrannými du­tinkami. Na tuto koncepci chráněných zásuvek a vidlic nebyly uplatňovány žád­né právní nároky, bylo tedy možné zcela bez problémů převzít rozměrové výkre­sy tohoto společného belgicko-francouz­ského systému do našich norem. Norma byla schválena v květnu 1933 a výrobci mohli ihned zahájit výrobu chráněných domovních přístrojů, přičemž všechny nově montované zásuvky od počátku roku 1934 musely být opatřeny ochran­nými kolíky. Příklady zapuštěných a ná­stěnných zásuvek s ochrannými kolíky jsou na obr. 3 a obr. 4.
 

Další postup normalizace v Evropě

 
V Polsku v té době byla jednotná elek­trotechnická organizace – Svaz elektro­techniků polských, který úzce spolupra­coval s ESČ. Dokladem této spoluprá­ce bylo konání jednoho ze sjezdů ESČ ve 30. letech minulého století ve Varšavě a následně také zavedení chráněných zá­suvek s kolíkem i v Polsku.
 
Jak je ale možné, že v mnohých dal­ších evropských zemích, které zaváděly chráněné zásuvky do svých norem poz­ději než Československo, se používají zá­suvky a vidlice s postranními ochranný­mi kontakty?
 
Ještě v průběhu schvalování normy ČSN-ESČ 107 iniciovala německá stra­na další jednání o změně v normě a zave­dení zásuvek s postranními ochrannými kontakty. Avšak němečtí vlastníci se plně zřekli svých ochranných práv až po schvá­lení této normy. Teprve tímto krokem bylo umožněno bezproblémové převzetí nor­my IFK na domovní zásuvky v dalších zemích. Jinak totiž hrozilo nebezpečí, že by další evropské země následovaly pří­klad Československa a Polska.
 

Způsob zapojování silových zásuvek

 
Souběžně s normalizací chráněných domovních zásuvek a vidlic ovšem mu­sely probíhat i práce na předpisové části norem. Bylo nutné stanovit, jak mají být zásuvky montovány v pevných elektric­kých instalacích. Předpisovou normou bylo určeno, že zásuvky budou monto­vány s ochranným kolíkem nahoře, při­čemž fázový vodič bude připojen k levé dutince. Toto pravidlo logicky platí do­dnes. Současně bylo schváleno i přechod­né ustanovení, podle něhož měly být již existující nechráněné zásuvky nahrazeny zásuvkami chráněný­mi do konce roku 1950.
 
Přitom jejich použití v instala­cích starých, nechráněných umož­nilo doplněné ustanovení § 10166 předpisů ESČ, které stanovilo, že střední (podle tehdejší termino­logie nulový) vodič musí být tak dobře uzemněn, aby jeho celko­vý odpor proti zemi nebyl větší než 3 Ω. Proto bylo doporučová­no co nejčastější spojování střed­ního vodiče se zemí, přestože se v té době téměř výhradně používaly ven­kovní zemněné rozvody, nikoliv jako nyní rozvody nulované.
 
V souvislosti s tehdy poměrně malým zatížením sítě, a tedy i malými úbytky napětí na středním vodiči, se odborníci z tehdejšího ESČ (zřejmě také pod eko­nomickým tlakem) neprozřetelně roz­hodli pro oficiální možnost využít chrá­něné zásuvky v pevných nechráněných elektrických instalacích. Střední vodič bylo možné připojit nejen k pracovní dutince (vpravo od kolíku při pohledu ze­předu), ale i k ochrannému kolíku. Pro tento účel bylo doporučováno přizem­nění středního vodiče na vstu­pu do objektu. Toto ustanovení bylo sice chápáno pouze jako přechodné opatření do roku 1950 a jen pro staré vnitřní in­stalace, ale bohužel v 50. letech minulého století byly všechny argumenty z roku 1933 zneužity skupinou vlivných (nikoliv však předních) odborníků k prosaze­ní řešení oficiálně nazývaného ochrana nulováním. Ve skuteč­nosti byl takto vytvořen systém bez ochrany, se zvýšeným nebez­pečím úrazu elektrickým prou­dem. Byl totiž zneužit ochranný vodič i k pracovní funkci střed­ního vodiče. Byla tak porušena základní zásada ochrany před nebezpeč­ným dotykem, tedy použití samostatné­ho ochranného vodiče, který nesmí být trvale zatěžován pracovním proudem. Naopak je určen pouze pro svedení po­ruchových proudů, popř. proudů vyrov­návacích při uvádění na stejný potenciál. Normální stav ochranného vodiče však musí v praxi představovat bezproudo­vý provoz.
 
Kromě toho v kombinaci s hliníkový­mi vodiči a se stále rostoucím proudo­vým zatížením výrazně klesla spolehli­vost kontaktu ve šroubových svorkách přístrojů. Vlivem tzv. tečení hliníku neu­stále roste přechodový odpor mezi vodi­čem a tělesem svorky. Na rostoucím pře­chodovém odporu se průchodem proudu zvyšuje oteplení, které nakonec může do­sáhnout tak vysokých hodnot, při nichž se vodič utaví. Statisticky je zjištěno, že častěji je přerušen vodič PEN, nikoliv vo­dič L. Na obr. 5 je znázorněn dopad právě takovéto poruchy. Po přerušení hliníkové­ho vodiče PEN na svorce X se přes dob­rý spotřebič A dostává plné fázové napětí na ochranné kolíky následujících zásuvek a na kostry případně připojených spotře­bičů třídy I – a to přes jakýkoliv připo­jený spotřebič, byť i třídy II. Po násled­ném dotyku hrozí nebezpečí úrazu elek­trickým proudem.
 
S těmito nulovanými hliníkovými roz­vody se dodnes potýkají obyvatelé přede­vším panelových domů, v nichž vnitřní in­stalace již překročily dobu životnosti, a kde tedy hrozí stále větší nebezpečí úrazů elek­trickým proudem, ale také vzniku požárů.
 

Celosvětově normalizované zásuvky

 
Je však možné se zeptat: Proč nemá­me celosvětově nebo alespoň celoevrop­sky normalizované jednotné domovní zásuvky?
 
V minulosti probíhaly velmi intenziv­ní práce na vytvoření systému, který by nahradil nejen dosavadní „velké“ systé­my (americký, australský, britský a ev­ropský), ale i mnoho systémů národních. Například přibližně v roce 1960, v prů­běhu generálního zasedání IEC v Praze, byl projednáván společný návrh světové zásuvky předložený společně specialisty z ČSSR a NDR. V následujících letech bylo v podkomisi SC23C IEC (Meziná­rodní elektrotechnický komitét – Interna­tional electrotechnical commitee) projed­náváno několik návrhů. Koncepce návr­hu světového systému přitom vycházela z těchto základních požadavků:
  • Žádná země nesmí mít výhodu.
  • Nový systém nesmí být nebezpečně slučitelný se systémy stávajícími.
Mnohaleté úsilí ale nevedlo k požado­vanému cíli. Proto na jednání specialistů SC23C v Bruselu v roce 1987 byla již posu­zována nová koncepce. Vytvořeny budou dva dílčí systémy – jeden pro země pou­žívající napětí do 130 V a druhý pro země s napětím do 250 V. Pro systém 250 V byla navíc připuštěna možnost částečné sluči­telnosti se stávajícími přístroji pro třídu II (vidlicemi), pro jmenovitý proud 2,5 A. Takže v roce 1989 byly nakonec schvále­ny tyto dvě mezinárodní normy:
  • IEC 906-1 – pro systém 250 V a
  • IEC 906-2 – pro systém 130 V (zde byl normalizován mírně upravený americ­ký systém).
V systému 250 V bylo normalizováno použití tří válcových kolíků o průměru 4,9 mm na vidlicích, s roztečí pracovních kolíků 19 mm, stejně jako je tomu v evrop­ském systému. Ochranný kolík je v příčné ose vidlice, od společné osy pracovních kolíků posunutý o 3 mm. Zásuvky v pev­ném rozvodu musí mít označené svorky pro připojení ochranného a středního vo­diče, jak je znázorněno na obr. 6.
 
Přestože mezinárodní norma byla schválena před více než dvaceti lety, neby­la převzata do národních norem v žádném státě, především s odkazem na předpoklá­dané velké náklady spojené s přechodem na jiný systém. Takže je jen málo pravděpodobné, že bychom se dočkali jednot­ných domovních zásuvek a vidlic.
 
Literatura:
[1] Elektrotechnický obzor, XIX, 1930, až XXIII, 1934.
[2] IEC 906-1:1989 Světový systém domovních vidlic a zásuvek. Část 1: Systém 250 V.
[3] Archiv autora.
 
Obr. 1. Univerzální evropská vidlice (ABB)
Obr. 2. Zásuvka s postranními ochrannými kontakty (ABB)
Obr. 3. Zapuštěná zásuvka
Obr. 4. Nástěnná zásuvka
Obr. 5. Nebezpečí úrazu elektrickým proudem po přeru­šení vodiče PEN
Obr. 6. Náčrt půdorysu světové zásuvky pro jmenovité napětí 250 V
Obr. 7. Ani historické objekty se neobejdou bez zásuvek