Elektroinštalácie

Istiace a ochranné prístroje

Poistky

Poistka je istiaci prístroj na istenie elektrických zariadení pred nadprúdom. Predstavuje zoslabené miesto vodiča, tvorené tavným vodičom, ktoré sa pri nadprúde pretaví a tým rozpojí obvod poruchového prúdu skôr, než by došlo k škodám, ktoré by nadprúd mohol spôsobiť. Pretavením tavného vodiča uloženom v kremičitom piesku vznikne oblúk, ktorý je rýchlo uhasený. Táto zmena je nevratná, poistky je potrebné vymeniť za nové. Nie je dovolené poistkové vložky opravovať. Rozmery, tvar a materiál tavného vodiča poistky určujú vypínaciu charakteristiku a sú zárukou správnej funkcie poistky. Pretože poistky vzhľadom na svoju vypínaciu charakteristiku sú schopné rýchlo vypnúť skratové prúdy, používajú sa predovšetkým na istenie vedenia. Skratová odolnosť sa pohybuje nad 100 kA,

Poistky sú charakterizované:

  • typom,
  • menovitým napätím,
  • menovitým prúdom,
  • vypínacou charakteristikou,
  • skratovou odolnosťou kA.

Podľa vyhotovenia sa poistky rozdeľujú do štyroch skupín:

  • rúrkové,
  • závitové,
  • nožové,
  • valcové.

Poistka je charakterizovaná vypínacou charakteristikou. V nízkonapäťových rozvodoch sa používajú poistky s charakteristikou gG, ktorá je určená na istenie vedení, káblov, elektrických zariadení pred preťažením a skratom. Charakteristika aM je určená na istenie motorov. Výrobcovia udávajú vypínaciu charakteristiku pre viacero menovitých prúdov poistkových vložiek danej typovej rady.

Podľa reakcie na prúd sa poistky delia na:

Pomalé poistky S (slow, označené symbolom slimáka), sú vhodné na istenie len proti skratu. Tieto poistky reagujú na nadprúdy tak, že ich prenášajú dlhší čas ako rýchle poistky, na skratové prúdy, ale reagujú rovnako rýchlo ako rýchle poistky. Normálne poistky T (time) sú viac-menej vhodné proti skratu. Rýchle poistky F (fast) sú vhodné k isteniu proti skratu i preťaženiu.

Závitové poistky (vložky)

Vkladajú sa do poistkovej hlavice, ktorá sa zaskrutkuje do poistkového spodku, v ktorom sa nachádza dotykový krúžok podľa veľkosti poistky, pri E27 od 2 do 25A, pri E33 od 25 do 63 A.

Ističe

Istič je istiaci prvok samočinne reagujúci na zvýšený prúd – nadprúd (preťaženie, skrat) odpojením. Úlohou ističa je istiť elektrické zariadenie (vedenie, motory a iné spotrebiče) pred nadprúdom. Konštrukčne sú vyhotovené tak, že v prúdovej dráhe majú dve spúšte. Prvá, elektromagnetická pôsobí pri skratoch, druhá, tepelná spúšť vypína pri preťaženiach. Úlohou spúští je vyhodnotiť veľkosť prúdu a pri dosiahnutí určitej hodnoty dať povel mechanizmu na vypnutie. Tepelná spúšť je tvorená dvojkovom (bimetalom) s rôznou tepelnou rozťažnosťou. Prechodom nadprúdu pri preťažení sa kovy ohrievajú a výsledkom je priehyb dvojkovou, ktorý sa využíva na vybavenie mechanizmu ističa. Elektromagnetickú skratovú spúšť tvorí elektromagnet, ktorý reaguje pri skratoch. Pri kompaktných a vzduchových ističoch sa používajú elektronické nadprúdové spúšte, ktoré v sebe združujú funkciu tepelnej aj skratovej spúšte. Oproti poistkám majú tú výhodu, že nemajú nevratnú zmenu, ale môžu opakovať svoju funkciu, čím sa dosiahne vyššia prevádzková pohotovosť.

Jednopólové isťiče s charakteristikou B

Jednopólové isťiče s charakteristikou B

 

Podľa vypínacej charakteristiky sa ističe rozdeľujú do troch skupín

  • Ističe s charakteristikou B (resp. L alebo V): Majú nastavenie skratovej spúšte 3 In až 5 In. Slúžia na istenie elektrických obvodov so zariadeniami, ktoré nespôsobujú prúdové rázy (svetelné a zásuvkové obvody a pod.).
  • Ističe s charakteristikou C (resp. U alebo K): – Majú nastavenie skratovej spúšte 5 In až 10 In. Slúžia na istenie elektrických obvodov so zariadeniami, ktoré spôsobujú prúdové rázy (motory, žiarovkové skupiny a pod.).
  • Ističe s charakteristikou D (resp. M alebo „- -„) Majú nastavenie skratovej spúšte 10 In až 20 In. Slúžia na istenie elektrických obvodov so zariadeniami, ktoré spôsobujú vysoké prúdové rázy (transformátory, motory s ťažkým rozbehom). Vyhotovenie ističov býva buď modulové jedno až štvorpólové pre prúdy až do 125 A alebo kompaktné. Kompaktné ističe majú v puzdre uložené všetky póly a bývajú v rozsahu 40-1600 A. U jednotlivých výrobcov môže byť prúdový rozsah od seba odlišný. Vypínacia charakteristika motorových ističov C je podobná charakteristike pomalých poistiek. Motorové ističe C je možno kombinovať so stýkačom a použiť priamo na spúšťanie motora a zároveň aj na jeho istenie.

Podľa počtu pólov sa ističe rozdeľujú na:

  • jednopólové,
  • viacpólové.

Skratová odolnosť ističov býva oproti poistkám nižšia (6 až 10 kA). Ističe môžu byť doplnené signálnymi kontaktmi, cievkou na podpätie a vypínacím magnetom.

Istiace nadprúdové tepelné relé

Tepelné nadprúdové relé vypínajú nepriamo, stýkačmi, preto tento prvok tvorí spolu so stýkačom jeden celok. Nadprúdové relé sú spravidla bimetalové členy sledujúce preťaženie a po zapôsobení nadprúdovej bimetalovej spúšte je pomocou kontaktov rozpojený obvod cievky elektromagnetického stýkača a ten svojimi hlavnými kontaktmi preruší istený obvod. Tieto prvky istia obyčajne len proti dlhodobému preťaženiu. Tepelné relé neistia zariadenia pred skratom, preto je treba pred zariadenie predradiť poistky alebo použiť ističe. Na tepelnom relé je možné z daného rozsah hodnôt nastaviť požadovanú hodnotu prúdu, tak aby daný spotrebič nebol preťažený nadprúdom.

Motorové spúšťače

Motorový spúšťač je ochranný prístroj, ktorý chráni motor pred preťažením aj pred skratom. Jeho výhodou je možnosť priameho spúšťania motorov. Obsahuje dve spúšte, skratovú a tepelnú, ktoré pôsobia na spínací mechanizmus oddelene. Zapínanie a vypínanie môže byť otočnou rukoväťou alebo dvomi tlačidlami ZAP aVYP. Zapínanie sa vykonáva manuálne na vlastnom spúšťači, vypínanie môže byť manuálne na spúšťači alebo pri vybavení podpäťovou spúšťou aj diaľkovo. Motorový spúšťač má nastaviteľnú nadprúdovú spúšť.

Integrálny spúšťač

Umožňuje priamo spustenie motora a jeho istenie počas prevádzky. Pozostáva z kombinácie motorového spúšťača a zo stýkača, ktoré sú vzájomne zostavené zo štandardných prístrojov cez zásuvné konektory bez použitia nástrojov modulom elektrického prepojenia.

Ochranné prístroje

Sú prvky, ktoré v prípade poruchy zabezpečia samočinné odpojenie poruchovej časti tak, že nehrozí nebezpečenstvo úrazu elektrickým prúdom. Používajú sa ochranné prístroje reagujúce na:

  • nadprúd – ide o bežné nadprúdové istiace prvky (poistky, ističe, nadprúdové relé),
  • poruchový prúd – prúdové chrániče a prístroje pre monitorovanie menovitého rozdielového vypínacieho prúdu,
  • napätie na neživých častiach – napäťové chrániče,
  • zhoršenie izolačného stavu – strážnici izolačného.

 

Prúdové chrániče

Prúdový chránič je ochranný prístroj, ktorý samočinne odpojí elektrický spotrebič od siete, ak v tomto spotrebiči v dôsledku porušenia izolácie poruchový prúd unikajúci mimo pracovných vodičov na kostru alebo do zeme prekročí dovolenú hranicu. Základom prúdového chrániča je súčtový prúdový transformátor vo forme kruhového magnetického jadra, ktorým prechádzajú všetky pracovné vodiče (Ll, L2, L3, N). Pri normálnej prevádzke je súčet pretekajúcich prúdov (do spotrebiča a zo spotrebiča) rovnaký, teda vektorový súčet prúdov chráneného obvodu spotrebiča a tým aj výsledný magnetický tok sa rovná nule. Ak však dôjde k porušeniu tejto rovnováhy dôsledkom poruchového prúdu, magnetický tok v sekundárnom vinutí súčtového transformátora indukuje napätie, ktoré rozdielovým vypínacím prúdom cez vybavovacie relé spôsobí rozpojenie kontaktov (vybavenie) prúdového chrániča a to v čase kratšom ako 200 ms. Prúdovým chráničom nesmie v žiadnom prípade prechádzať vodič PEN siete TN-C. Vodič PEN musí byť pred chráničom rozdelený na samostatný neutrálny (N) vodič a samostatný ochranný vodič (PE). Menovité vypínacie rozdielové prúdy sa u prúdových chráničov pohybujú v rozsahu 10 mA, 30 mA, 100 mA, 300 mA, 500 mA. Prúdový chránič je jediný prístroj, ktorý chráni človeka aj pred priamym dotykom živej časti. Pomocou testovacieho tlačidla na prúdovom chrániči je treba pravidelne preskúšavať v prevádzke jeho mechanické vypnutie.

Použitie prúdových chráničov v praxi

Prúdový chránič predstavuje pre ochranu človeka pred úrazom elektrickým prúdom a pre ochranu majetku pred nežiaducimi účinkami elektrického prúdu významnú bezpečnostnú úlohu. Pre tieto jeho vlastnosti už viaceré nové normy stanovili jeho povinné používanie v praxi. Sú tri základné dôvody, prečo používať prúdové chrániče v praktickom živote.

  1. Prúdový chránič je jediný ochranný prístroj, ktorý dokáže ochrániť zdravie človeka pred priamym dotykom so živou časťou (rukou, nohou a pod.),
  2. Prúdový chránič dokáže ochrániť zdravie človeka aj pri nepriamom dotyku s neživou vodivou časťou na ktorú preniklo nebezpečné napätie dôsledkom poruchy (kostra elektromotora, sekačky na trávu, žehličky, práčky, ponorného čerpadla a pod.).
  3. Prúdový chránič dokáže ochrániť objekt budovy z horľavého materiálu pred vznikom požiaru v dôsledku zníženej izolačnej schopnosti elektrického vedenia v elektrickej inštalácii.
Princíp činnosti prúdového chrániča v systéme TT a zloženie jeho hlavných častí

Princíp činnosti prúdového chrániča v systéme TT a zloženie jeho hlavných častí

 

Pri ochrane pred úrazom elektrickým prúdom sa používa prúdový chránič:

  • Ako doplnková ochrana pred nebezpečným dotykom živých častí v prípade zlyhania ostatných ochranných opatrení (odcudzenie alebo rozbitie krytu živej časti, poškodenie izolácie vodiča a pod. a v prípade neopatrnosti obsluhy).
  • Ako základná ochrana pred nebezpečným dotykom neživých častí pri ochrane samočinným odpojením napájania. Táto ochrana pracuje na princípe odpojenia chybnej časti elektrického zariadenia od zdroja napájania, pričom k odpojeniu musí dôjsť v stanovenom čase. K odpojeniu je možno okrem prúdového chrániča použiť aj nadprúdové istiace prvky, ktorými sú poistka a istič.

Prúdový chránič vyžaduje, aby cez neho prechádzali všetky pracovné vodiče (krajný L1, L2, L3 neutrálny N). Ochranný vodič (PE) cez prúdový chránič nesmie prechádzať. Prúdový chránič nie je možné použiť v sieti TN-C. Sieť TN-C je možné previesť na sieť TN-C-S tak, že pred chráničom rozdelíme vodič PEN na dva samostatné vodiče PE a N.

Podmienky na zavedenie ochrany prúdovými chráničmi v rôznych objektoch

V bytových domoch sú vhodné prúdové chrániče s IAn <30 mA, ale vyžaduje sa zavedenie samostatného ochranného vodiča v inštalácii za chráničom. Jednofázové i trojfázové zásuvkové obvody v domovej inštalácii je vhodné chrániť samostatne dvojpólovým, resp. štvorpólovým chráničom.

Staveniská sa radia v počte úrazov elektrickým prúdom na jedno z popredných miest. Pre ochranu pred dotykom neživých časti sú postačujúce prúdové chrániče s IAn = 100 mA. Použitie prúdových chráničov s IAn < 30 mA pre zásuvkové obvody môže zabrániť smrteľným úrazom i pri dotyku so živými časťami.

V poľnohospodárskych objektoch je so základnou ochranou nutné zvýšiť ochranu osôb prúdovými chráničmi s IAn < 30 mA. Priestory s ľahko zápalnými látkami (sklady sena, slamy, atd.) pomocou prúdových chráničov s IAn < 300 až 500 mA.

V priemyselných prevádzkach sú na ochranu zásuvkových obvodov vhodné citlivé prúdové chrániče s IAn < 30 mA. Na stráženie izolačného stavu inštalácie postačujú prúdové chrániče s IAn = 300 až 500 mA.

V mobilných prostriedkoch (dielne, maringotky, obytné prívesy a pod.) musia mať elektrické zariadenia vlastný spôsob ochrany neživých časti nezávislý od vyhotovenia a stavu ochrany v napájacej sieti. Touto požiadavkou sa v sieťach s uzemneným uzlom obmedzia spôsoby ochrany prakticky na použitie prúdových chráničov.

Použitie prúdových chráničov v zdravotníctve rieši norma STN 33 2140 – Elektrické rozvody v miestnostiach pre lekárske účely. Norma odporúča rozdelenie vodičov PEN na PE a N a určuje, kde musí byt inštalovaný prúdový chránič, pokiaľ nie je použitá izolovaná sústava. Môžu byť podľa situácie prúdové chrániče s IAn < 30 mA až do 300 mA. Počet obvodov chránených jedným chráničom má byt čo najmenší. Kontrolu funkčnosti prúdových chráničov sa odporúča skrátiť na jeden mesiac.

Napäťové chrániče

Napäťový chránič je ochranný prístroj, ktorý samočinne odpojí elektrický spotrebič od siete, ak sa na tomto spotrebiči objaví na neživej vodivej časti napätie, ktoré prekročí dovolenú hodnotu. Základom napäťového chrániča je cievka ochrannej spúšte, ktorá sa pripája jedným pólom na kovové neživé časti chráneného spotrebiča a druhým na pomocný uzemňovač. Dôležitou podmienkou je, aby chránený spotrebič nemal žiadne spojenie so zemou, v tom prípade by cievka chrániča nemala na čo reagovať, lebo by bola premostená (skratovaná). Rovnako, ako prúdový chránič má aj napäťový chránič skúšobné tlačidlo, ktorým sa pravidelne overuje v prevádzke jeho funkčnosť. Pomocný uzemňovač musí byť vždy vytvorený a umiestnený mimo dosahu vplyvu ostatných uzemňovačov. Jeho zemný prechodový odpor môže byť až do 200 íl. Preto ochrana pred úrazom elektrickým prúdom napäťovým chráničom je vhodná do skalnatých, pieskových a kamenistých pôd. Ochranu napäťovým chráničom nesmieme použiť tam, kde elektrické zariadenie má menší zemný prechodový odpor ako napäťová sieť s uzemneným neutrálnym bodom (uzlom). Napäťové chrániče sa v súčasnej dobe už nevyrábajú. Stále sa však vyskytujú v starších elektrických inštaláciách. Preto je treba vedieť ich funkciu a princíp ich činnosti.

Označovanie vodičov číslicami

Číslicový systém sa uplatňuje pri označení vodičov v zväzku, okrem vodičov označených farieb zelená/žltá. Používa sa pri elektrických inštaláciách. Označovanie sa robí arabskými číslicami, ktoré sa umiestnia na vonkajšej izolácii vodiča, a to buď kolmo na vodič, alebo pozdĺžne s vodičom. Číslice 6 a 9 musia mať spodok označený čiarkou, aby neprišlo k zámene pri čítaní.

Označovanie jednožilových káblov

Pri jednožilových kábloch s plášťom a pri izolovaných vodičoch sa na izoláciu musia použiť nasledujúce farby:

  • dvojfarebná zeleno-žltá kombinácia na ochranný vodič,
  • modrá farba na neutrálny vodič.

Pri krajných vodičoch sa odporúča použiť hnedú alebo čiernu alebo sivú farbu.

Iné farby sa môžu použiť na určité použitia.

Označovanie mnohožilových káblov a šnúr

Žily mnohožilových káblov a šnúr sa v súčasnosti musia označiť výrobcom farbami podľa tabuľky. Tieto tabuľky uvádzajú farbu žíl zodpovedajúcu počtu žíl, ako aj postupnosť striedania farieb v prípade káblov so štyrmi a piatimi žilami.

Farebné označovanie izolácie žíl káblov a vodičov pre pevné uloženie

Farebné označovanie izolácie žíl káblov a vodičov pre pevné uloženie

Farebné označovanie izolácie žíl káblov a vodičov pre pohyblivé uloženie

Farebné označovanie izolácie žíl káblov a vodičov pre pohyblivé uloženie