Proudový chránič – ochrana před úrazem elektrickým proudem

Proudový chránič chrání zdraví i majetek

Proudový chránič, anglickou zkratkou RCD (Residual Current Device), někdy slangově označován jako „fíčko“ (z německého „fehler I“) chrání proti zemním poruchovým proudům. Jeho smyslem je zabránit zásahu elektrickým proudem při porušení izolace nebo při náhodném přímém dotyku částí pod napětím. Při poruše elektrického obvodu pomáhá také předejít vzniku požáru.

Funguje tak, že porovnává elektrický proud vtékající do obvodu s proudem, který z ně vytéká. V případě, že se tyto hodnoty liší o víc než povolenou hodnotu (tj. proud teče někam „bokem“), chránič obvod okamžitě odpojí.

Kdy se proudový chránič uplatní?

Dejme si pár příkladů:

• Znáte to – vypnete jističe, něco přepojujete, protahujete odizolované vodiče nějakou dírou a vodiče se vám spojí. Bum! Chránič vybavuje a vy se chytáte za hlavu, co se sakra zase stalo.
• Vrtáte se v zásuvce a spojíte nechtíc nulu se zemí. Přestože máte zásuvkový okruh vypnutý, i lehký dotyk způsobí paralelní svod nuly do země mimo fíčko od ostatních spotřebičů a je to tu. Vyhodíte ho i několikrát než přijdete na to, proč se to děje.
• Chránič vypíná sám od sebe, i když vám všechno funguje. Stačí odpojit jeden spotřebič (pokaždé jiný) a vše je v pořádku? Toto bývá nešvar hlavně u starších instalací, kde je pro celý objekt použitý pouze jeden centrální chránič. Unikající proudy u jednotlivých spotřebičů (které jsou v pořádku) v součtu přesáhnou vybavovací proud chrániče a ten vypne. Řešením je rozdělení instalace na více okruhů se samostatnými chrániči.
• I za běžného chodu domácnosti je chránič neocenitelný. Krájíte si třeba chleba a vezmete to i s kabelem od toustovače. Problematické bývají i domácí vodárny a vše spojené s vodou. Asi nejčastější příčina vybavení chrániče u venkovních zásuvek je zase přeseknutý kabel k elektrické sekačce.

Jak funguje proudový chránič

Pro vysvětlení funkce nám pomůže obrázek níže (schematické vyobrazení je pouze orientační a chybí v něm např. předjištění RCD a další náležitosti). Za normálního (bezporuchového) stavu protéká oběma (mluvíme o jednofázovém RCD) pracovními vodiči (v tomto případě L a N) stejně velký proud (I_BN a I_BL). Tyto proudy vytvářejí ve feromagnetickém jádru rozdílového proudového transformátoru magnetické toky Φ_BN a Φ_BL opačného směru, ty se navzájem vyruší a ve výsledku se nic nestane.

Pokud však dojde např. k poruše izolace připojeného zařízení, začne z obvodu unikat poruchový proud I_F a již neprojde zpět obvodem proudového chrániče. V tu chvíli se navýší proud I_BL o hodnotu poruchového proudu I_F, což způsobí nerovnovážnost magnetických toků v jádru rozdílového transformátoru (součet magnetických toků Φ_BL + Φ_F „přetlačí“ magnetický tok Φ_BN), a tím dojde k indukci rozdílového napětí na sekundárním vinutí rozdílového transformátoru (A).

Pokud dosáhne poruchové napětí dostatečné úrovně (poruchový proud dosáhne jmenovité hodnoty residuálního proudu daného chrániče), aktivuje magnetické relé (MA), které přes spínací mechanismus (S) rozpojí obvod.

K čemu je proudový chránič?

Jak už bylo řečeno, proudový chránič se používá jako ochrana při poruše instalace před úrazem elektrickým proudem a také jako nástroj pro snížení rizika požáru.

Ochrana před úrazem

Na (ilustračním) obrázku výše, vidíme elektrický obvod se spotřebičem (K1), u něhož došlo k poruše a elektrický proud namísto běžné cesty přes fázový vodič do spotřebiče a střední vodič (pracovní „nulák“, vodič N) zpět ke zdroji teče „dírou“ v izolaci přes ochranný vodič (vodič PE) do země.

Pořekadlo „Jít cestou nejmenšího odporu“ platí u elektrického proudu bez výjimek. Pokud se porouchaného spotřebiče dotknete (viz K2 na obrázku níže), ochranný vodič dostojí svého jména a jelikož má mnohonásobně menší impedanci (odpor) než lidské tělo, bezpečně odvede poruchový proud bez újmy na vašem zdraví. To je ten šťastný případ.

Pokud z nějakého důvodu dojde kromě poruchy na spotřebiči K2 i k poruše (přerušení) ochranného vodiče, schytá nebožák, který se spotřebiče dotkne, celou dávku:

Zásah elektrickým proudem a jeho následky

„Kopnutí“ od elektřiny nemusí mít vždy tragické následky. Záleží na 3 okolnostech:

1. velikosti proudu, který vaším tělem projde,
2. jak dlouho bude tento průchod probíhat,
3. přes které části vašeho těla si elektrický proud najde cestu.

„Cesta“ a velikost proudu jdou spolu ruku v ruce. Každá část lidského těla má svůj odpor (správně impedanci) a mezi odporem a velikostí proudu je nepřímá úměrnost, která vychází ze zákonů pana Ohma.

Každý člověk pociťuje různou úroveň proudu jinak. Velmi záleží na:

1. tělesné konstituci, zdravotním stavu (např. pro uživatele kardiostimulátoru může být i relativně malý proud životu nebezpečný),
2. citlivosti kůže (případně celého těla),
3. prostředí, ve kterém ránu dostaneme,
4. a opět kterými částmi těla bude proud procházet.

Pokud se např. uzavře obvod mezi dvěma prsty, nebo mezi dlaní a zápěstím, je nebezpečí mnohonásobně menší, než když prochází proud celým tělem. Obzvláště průchody přes srdce (průchod ruka/ruka, případně ruka/noha) jsou mimořádně nebezpečné. Obecně lze říci, že proudy (AC 50-100 Hz) do cca 10 mA, vám žádným zásadním způsobem neublíží. Při cca 15 mA již budete mít problém se pustit. Vše od 40 mA výše už představuje značné nebezpečí.

U malých proudů na tom, jak dlouho vámi proud prochází, tolik nezáleží. U větších pak platí, že čím déle, tím hůře.

Jak jsme si řekli na začátku, RCD umí rozpoznat, že z obvodu někam utíká proud určité velikosti (typicky 30 mA). V takovém případě včas zařízení odpojí a tím vás ochrání před úrazem.

Proudový chránič jako ochrana před požárem

Tato schopnost ale má své limity, které vyplývají z principu funkce proudového chrániče. Pokud dojde k zahoření mezi pracovními vodiči (tj. proud, který může způsobit požár, protéká chráničem tam i zpět), případně k přerušení vodiče a následnému jiskření, není tuto poruchu schopen rozpoznat a požáru nezabrání.

Jako ochrana před požárem se používají proudové chrániče s reziduálním proudem do 300 mA (všechny menší hodnoty samozřejmě podmínku také splňují). Těmito chrániči musí být dle legislativy vybaveny všechny hospodářské (zemědělské) budovy a dále pak obvody, které jsou instalované (i částečně) na hořlavý podklad.

Proudový chránič jako ochrana před zkratem?

Běžný RCD nejistí před přetížením nebo zkratem! To je funkce jističe. Existují ale proudové chrániče v kombinaci jističem – tzv. jističochrániče, které ochrání před zemními poruchovými proudy i před přetížením a zkratem.

V ČR jsou povolené pouze napěťově nezávislé proudové chrániče a jističochrániče

Možná nevíte, že norma ČSN 33 2000-5-53 ed.3, čl. 531.3.4 dovoluje v ČR instalovat jenom takové proudové chrániče a jističochrániče, které jsou na síťovém napětí nezávislé. Tedy jinak řečeno, v ČR je zakázáno používat ty napěťově závislé. Jaký je mezi nimi rozdíl?

Napěťově NEZÁVISLÉ jističochrániče zajišťují ochranu proti poruše, ochranu doplňkovou (IΔn ≤ 30 mA) i ochranu proti požáru (IΔn ≤ 300 mA). Zatímco ty druhé nikoliv, ty poskytnou ochranu pouze před požárem a doplňkovou. Nikoliv však ochranu proti poruše.

U napěťově nezávislého chrániče výstup ze snímací cívky ovládá speciálně konstruované magnetické relé, které uvolňuje mechanismus chrániče nezávisle na síťovém napětí. Relé ke své funkci napětí nepotřebuje.

U napěťově ZÁVISLÝCH výstup ze snímací cívky ovládá speciální elektronickou jednotku, která uvolňuje mechanismus chrániče. Jenže elektronická jednotka musí být napájena zvenčí. Proto mohou tyto chrániče spolehlivě fungovat jedině za přítomnosti napětí. Při přerušení vodiče N před chráničem nejste nijak chráněni při doteku fázového vodiče. Pak stačí obyčejná výměna žárovky a neštěstí je hotové.

Takže si to při nákupu ohlídejte, protože v obchodech s elektromateriálem koupíte i chrániče napěťově závislé. Jak je to možné? Jednoduše proto, že český výrobce rozváděčů klidně může dodávat rozváděče i mimo Evropu, kde se napěťově závislé chrániče instalovat mohou.

Jak poznáte, že chránič nebo jističochránič je napěťově nezávislý?

Pokud má výrobek certifikaci podle obou těchto norem: IEC/EN 61009-1 a IEC/EN 61009-2-1, je to v pořádku. (Napěťově závislé mají certifikaci podle IEC 61009-1; IEC 61009-2-2).

Je proudový chránič potřeba?

Proudový chránič je velmi prospěšným zařízením a nebál bych se vám ho doporučit doplnit i do instalací realizovaných v dobách, kdy se ještě proudové chrániče nepoužívaly (pokud to samozřejmě technický stav instalace umožňuje).

Kde o proudových chráničích zjistit víc

Proudových chráničů existuje nepřeberné množství typů a variant. Stáhněte si náš katalog, ve kterém o proudových chráničích najdete celou kapitolu. Každý typ je určen pro specifické použití. Dokonce je možné najít řešení i pro instalace (2-vodičová síť TN-C), které neumožňují použití standardních chráničů v rozvaděči. V těchto případech je možné osadit zásuvky s integrovaným proudovým chráničem FI-DOS.

Chcete se o proudových chráničích dozvědět víc? Přihlaste se na naše školení Jeden dům, jedno řešení (pokud je zrovna v nabídce). Je zdarma a vybrat si můžete obvykle z několika nabízených termínů. A pokud právě žádný termín školení v nabídce nemáme, podívejte se na videozáznam ze školení o proudových chráničích.