Ochrana pred úrazmi el. prúdom, časť 3: Prúdové chrániče

Prúdové chrániče sú dnes už neoddeliteľnou súčasťou ochrany pred úrazmi el. prúdom a požiarmi vyvolanými v dôsledku poruchy elektroinštalácie. Ide o prvky s cenou niekoľkých desiatok eur, ktoré však dokážu zabrániť nevyčísliteľným škodám. Prečítajte si, ako prúdové chrániče fungujú a prečo by ste ich mali zahrnúť aj do vašej elektroinštalácie.

Ističe nestačia

Prúdové chrániče majú najčastejšie podobu tzv. modulárnych prístrojov a ak sa v problematike elektroinštalácií neorientujete, na prvý pohľad vám môžu pripomínať ističe. 

Istič ako taký však chráni elektroinštaláciu a spotrebiče predovšetkým pred skratom a nadprúdom. Reaguje len vtedy, ak cez obvod tečie vyšší prúd, než je tzv. menovitý prúd ističa – či už do zeme alebo späť cez neutrálny vodič (nulák) či ochranný vodič. Táto podmienka je splnená napr. pri poruche alebo preťažení spotrebiča. 

Čo sa týka úrazu elektrickým prúdom, istič chráni iba pri tzv. nepriamom dotyku, ktorý nastáva v prípade, že sa neživá časť spotrebiča ocitne pod napätím. Môže ísť o situáciu, kedy sa zo svorky uvoľní fázový vodič a dotkne sa kovového krytu spotrebiča, prípadne ak sa nejakým spôsobom poruší izolácia vodiča alebo živej časti. Pre tieto prípady musia byť kovové kryty spotrebičov spojené s ochranným vodičom, pri poruche potom nastane skrat na ochranný vodič a istič obvod preruší.

Pri priamom jednopólovom ani dvojpólovom dotyku časti pod napätím vás však ističe pred úrazom neochránia. Istič pre svetelné obvody totiž reaguje pri 10 A a ten pre zásuvkové až pri 16 A. Potenciálne smrteľný prúd je však už 50 mA. Ak by istič reagoval pri takomto nízkom prúde, prevádzka el. spotrebičov by nebola možná.

Obr. 1– Pohľad dovnútra dvojpólového (jednofázového) prúdového chrániča, ktorý vzhľadom pripomína istič. Zdroj: Wikimedia commons, autor: Dmitry G, licencia: CC BY-SA 3.0.

Ochránia pred úrazom aj požiarom

Uvedený problém riešia prúdové chrániče. Tie totiž nereagujú na prekročenie úrovne prúdu tečúceho medzi fázovým a neutrálnym vodičom (nulákom), ktorý odoberá spotrebič. Sledujú však rozdiel medzi prúdom, ktorý tečie do spotrebiča cez fázový vodič a ktorý sa vracia späť cez neutrálny vodič (nulák). Ak je tento rozdiel vyšší ako tzv. menovitý rozdielový prúd chrániča, chránič obvod preruší.

Táto situácia môže nastať v niekoľkých prípadoch:

1. Dotknete sa časti el. zariadenia pod napätím – K dotyku tzv. živej časti (teda takej, ktorá je trvalo pod napätím) môže prísť napr. ak poškodíte izoláciu prívodného kábla či spotrebiča. V tomto prípade ide o tzv. jednopólový priamy dotyk, pričom časť el. prúdu tečie zo živej časti cez vaše telo do zeme a nevracia sa do chrániča.
2. Dotknete sa časti pod napätím a ochranného vodiča súčasne – Prúd prechádza zo živej časti cez vaše telo v mieste dotyku a opúšťa vaše telo v mieste, kde sa dotýkate ochranného vodiča. Tým môže byť napr. ochranný kolík v el. zásuvke, ale aj vodivé opláštenie spotrebiča, ktoré je s ochranným vodičom spojené. Táto situácia sa nazýva dvojpólový priamy dotyk a môže nastať rovnako ako v prvom prípade napr. pri poškodení izolácie spotrebiča.
3. V spotrebiči nastala porucha – Vplyvom poškodenia izolácie vodičov alebo súčastí spotrebiča sa môže stať, že živý vodič sa vodivo prepojí s kovovým opláštením spotrebiča, ktoré je zase vodivo spojené s ochranným vodičom. Časť prúdu v tomto prípade tečie cez ochranný vodič, a prečo sa  nevracia do chrániča. 

Na sledovanie rozdielu medzi prúdmi používajú prúdové chrániče tzv. diferenciálny transformátor s opačne zapojenými vinutiami. Ich elektromagnetické účinky sa pri bežnej prevádzke navzájom neutralizujú. Keď rozdiel prúdov dosiahne vyššiu hodnotu než hodnota menovitého rozdielového prúdu, na vinutí ovládajúcom elektromagnetickú spúšť sa naindukuje dostatočne veľké napätie, ktoré obvod pomocou spúšte preruší. Aby neprišlo k ohrozeniu života, chránič musí zároveň zareagovať dostatočne rýchlo. V praxi to znamená do 20 – 45 ms, čo je čas, počas ktorého nepríde k fibrilácii srdcových komôr.

Obr. 2 – Prúdový chránič pro poruche na elektroinštalácii. Obrázok nie je úplne správny – vodivý kryt na spotrebiči by mal byť spojený s ochranným vodičom a pri skrate na kryt (žltý blesk) by chránič okamžite obvod vypol aj bez toho, aby ste sa krytu dotkli. Zdroj: Wikimedia commons, autor: boom1x, licencia: CC BY-SA 3.0.

Prúdové chrániče však chránia aj pred požiarom. Pri skrate živého vodiča na zem, ochranný vodič alebo vodivý kryt spotrebiča spojený s ochranným vodičom prerušia obvod pri omnoho nižšom prúde ako istič. Tým minimalizujú tepelné účinky el. prúdu a výrazne znížia pravdepodobnosť vzniku požiaru.

Pozrieť ponuku prúdových chráničov »

Parametre a typy prúdových chráničov – podľa čoho vyberať?

Najpoužívanejšie sú prúdové chrániče s menovitým rozdielovým prúdom 30 mA, keďže tento prúd neohrozí ľudský život. To je aj dôvod, prečo ich predpisujú normy (ďalej ako STN) pre použitie v zásuvkových a svetelných obvodoch v obytných budovách. Okrem nich sa však vyrábajú aj 5, 10, 100, 300 či 500 mA chrániče a ďalšie. 

Hodnoty vyššie než 30 mA sa používajú na ochranu pred požiarom, ale aj z dôvodu tzv. selektivity. Okrem chráničov pre jednotlivé obvody je totiž vhodné, ak použijete aj hlavný prúdový chránič pre celý objekt. Aby nezareagoval súčasne s akýmkoľvek chráničom zaradeným za ním, musí mať vyšší menovitý rozdielový prúd. Selektivitu môžete realizovať aj použitím selektívneho prúdového chrániča, ktoré reagujú s oneskorením.

Niektoré elektrospotrebiče majú aj tzv. únikové prúdy, ktoré vplyvom nedokonalosti izolácie tečú do zeme cez ochranný vodič alebo iným spôsobom aj pri bežnej prevádzke. Ak zapojíte viacero takýchto spotrebičov na obvod s jedným chráničom, môže sa stať že súčet únikových prúdov prekročí 30 mA, bežný 30 mA chránič by teda neustále obvod vypínal. V tomto prípade je riešením rozdeliť spotrebiče do viacerých obvodov a pre každý použiť samostatný chránič (prípadne aj hlavný prúdový chránič).

Ďalšie parametre prúdových chráničov:

Menovitý prúd – Ide o max. trvalý prúd chráničom. To znamená, že chránič musí byť zapojený za ističom, ktorého menovitý prúd je nižší alebo rovný menovitému prúdu chrániča. Chrániče sa vyrábajú s men. prúdmi 25 A, 40 A, 63 A atď. 25 A. Pre ilustráciu – chránič 30 mA/25 A môžete zapojiť napr. za 25 A, 16 A či 10 A istič, nie však za 32 A istič. 

Počet pólov – Prúdové chrániče pre jednofázové obvody sú dvojpólové, keďže majú svorky pre pripojenie fázového a neutrálneho vodiča. Chrániče pre trojfázové obvody sú potom štvorpólové, so svorkami pre tri fázy a neutrálny vodič. Dvojpólové chrániče môžu v rozvádzači na DIN lište zabrať 2 alebo 1 pozíciu, štvorpólové obvykle zaberajú 4 pozície.

Citlivosť na typ prúdu – V rodinných domoch a bytoch sa najčastejšie používajú prúdové chrániče typu AC, ktoré reagujú na rozdielový striedavý prúd. Rôzne elektrické zariadenia, ktoré el. prúd priamo usmerňujú a vyhladzujú však produkujú jednosmernú zložku, na ktorú spoľahlivo zareaguje iba prúdový chránič typu A (samozrejme, reaguje aj na striedavý prúd). Pre nabíjačky elektromobilov s únikovým jednosmerným prúdom sa používajú prúdové chrániče typu B, ktoré reagujú na striedavý, jednosmerný pulzujúci a jednosmerný hladký rozdielový prúd. V priemysle zase nájdu uplatnenie chrániče typu F a B+, ktoré reagujú na vysokofrekvenčný prúd, napr. na výstupe frekvenčných meničov používaných na reguláciu otáčok elektromotorov.

Skratová odolnosť – Tak ako pri ističoch ide o max. prúd chráničom pri skrate, používajú sa tiež rovnaké hodnoty od 6 kA cez 10 kA a vyššie.

Obr. 3 – 4-pólový (trojfázový) prúdový chránič značky Moeller (dnes EATON) na DIN lištu. Zdroj: Wikimedia commons, autor: Raimond Spekking, licencia: CC BY-SA 4.0.

Ako sme už spomenuli, prúdové chrániče majú najčastejšie podobu modulárnych prístrojov rovnako, ako bežné ističe používaní napr. pre byty či domy. Okrem toho však existujú aj chrániče vo forme adaptérov do zásuvky. Výhodou je, že ich môžete použiť aj v starých dvojvodičových elektroinštaláciách typu TN-C, kde bežné prúdové chrániče nebudú fungovať.

Tzv. prúdové chrániče s nadprúdovou ochranou majú v jednom puzdre vstavaný istič. Hodnota menovitého prúdu je potom zároveň menovitá hodnota vstavaného ističa. Ich výhodou je, že šetria priestor v rozvádzači.

Šetriť sa neoplatí

Čo sa týka obytných budov, používanie prúdových chráničov je podľa aktuálne platných STN povinné pre všetky zásuvkové obvody do 32 A a pre všetky svetelné obvody. Použiť ich v kúpeľni už nestačí, to platilo kedysi. Okrem toho ich STN predpisujú aj pre prostredia so zvýšeným rizikom úrazu el. prúdom alebo zvýšeným rizikom vzniku požiaru, napr. okolie bazénov, staveniská, poľnohospodárske prevádzky, drevodomy a pod.

Niektorí ľudia robia často chybu v tom, že celý byt alebo dom pripoja na jediný prúdový chránič. V prípade poruchy elektroinštalácie sa potom celý príbytok ocitne bez elektriny a tým pádom aj bez osvetlenia, pokým nenájdete príčinu. Lepším riešením je teda použiť aspoň 2 chrániče, z toho jeden na svetelné obvody.

Najlacnejší prúdový chránič zoženiete už za cenu pod 20 eur. Ide pritom o užitočného pomocníka, ktorý môže zabrániť vážnemu či dokonca smrteľného úrazu el. prúdom ale aj obrovským škodám na majetku, ktorý by spôsobil požiar. V tomto prípade sa vám teda šetrenie skutočne nevyplatí.

Pozrieť ponuku prúdových chráničov »