Proč ochranný kolík u domovních zásuvek?

 

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.

 

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 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.

 

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.

 

 

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.

 

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.

 

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.

 

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:

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:

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.

[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. 2. Zásuvka s postranními ochrannými kontakty (ABB)

Obr. 5. Nebezpečí úrazu elektrickým proudem po přeru­šení vodiče PEN