Ochrana proti nadprúdom

Druhy istiach prvkov
Dimenzovanie a istenie vodičov a káblov

Menovitý prúd - normálny prevádzkový prúd, ktorý pri správne nadimenzovanom priereze zabezpečuje bezpečnú a spoľahlivú prevádzku EZ.

Nadprúd - zvýšenie normálneho prevádzkového prúdu nad požadovanú hodnotu, majúci obyčajne za následok vznik nebezpečných stavov, ktoré vyžadujú dostatočne rýchle samočinné odpojenie od zdroja napätia pri dosiahnutí daných kritických podmienok. Nadprúdy poznáme dvojakého druhu; nadprúd charakteru prúdového preťaženia a nadprúd charakteru skratového prúdu.

Prúdové preťaženie - dlhodobé miernejšie zvýšenie menovitého prúdu nad určenú dovolenú hodnotu

Skratový prúd - rýchle mnohonásobné zvýšenie menovitého prúdu, pri ktorom obyčajne dochádza k nevratným javom

Istenie - technické opatrenie, ktoré musí v prípadenadprúdu zaistiť, aby neboli prekročené najvyššie dovolené teploty jadier pracovných vodičov a káblov za dobu, než istiaci prvok vypne preťaženie, resp. skrat. Pre istenie v zariadeniach NN sa používajú istiace prvky, ako sú poistky, ističe, ochranné ističe alebo istiace nadprúdové relé stykačov.

Selektivita istenia - taký spôsob vyhotovenia istenia, keď je zamedzené nežiadúcemu pôsobeniu istiacich prvkov tým, že hodnoty istiacich prvkov sa smerom k zdroju zvyšujú. Istiaci prvok bližšie k zdroju má vypnúť skôr ako vzdialenejší, platí, že rýchla poistka vypína skôr ako pomalá na rovnaký maenovitý prúd. Ak má pomalá poistka vypnúť skôr, musí byť rýchla poistka o dva stupne vyššia. Porovnáva sa vypínacia charkateristika rôznych istiacich prvkov.

Istiace prvky - zabezpečujú ochranu proti preťaženiu, alebo proti skratu, alebo súčasne proti preťaženiu a skratu. Prvky chrániace proti skratu musia mať dostatočnú vypínaciu schopnosť - ich konštrukcia musí vydržať energiu uvoľnenú v danom obvode pri skrate. Vysokú vypínaciu schopnosť majú poistky. Ističe majú nižšiu vypínaciu schopnosť. Ak istič nemá pre dané miesto požadovanú vypínaciu schopnosť, je pred neho treba predradiť zodpovedajúce poistky. Prioritou v istení je istenie vedenia a až následne istenie spotrebiča.
Istiace prvky umožňujú:

Druhy istiacich prvkov

Poistky - istiace prvky s úmyselným zoslabením miesta vedenia slúžiace k tomu, aby pretavením tavného drôtika sa rozpojil prúdový okruh, v ktorom sú zaradené, a prerušil obvod, v ktorom poruchový prúd prekračuje danú hodnotu po určitý čas. Okolie tavného drôtika vzniknutý oblúk pri nadprúde uhasí. Táto zmena je nevratná, poistky je potrebné vymeniť za nové. Poistky sa používajú na istenie vedenia, lebo sú schopné rýchlo vypnúť skratové prúdy.

Poistky sú charakterizované: Podľa vyhotovenia sa poistky rozdeľujú do troch skupín: Podľa vypínacej charakteristiky sa poistky rozdeľujú na: Rad menovitých prúdov tavných vložiek poistiek:

2, 4, 6, 10, 16, 20, 25, 32, 35, 40, 50, 63, 80, 100, 125,
160, 200, 225, 250, 315, 350, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250 A


Ističe - istiace prvky, reagujúce na zvýšený prúd odpojením. Konštrukcie sú vyhotovené spravidla dvoma spúšťami. Prvá, elektromagnetická, pôsobí pri skratoch, druhá, tepelná spúšť, pôsobí pri preťaženiach. Oproti poistkám majú tú výhodu, že nemajú nevratnú zmenu, ale môžu opakovať svoju funkciu, čím sa dosiahne vyššia prevádzková pohotovosť.

Podľa vyhotovenia sa ističe rozdeľujú na: Podľa počtu pólov sa ističe rozdeľujú na: Ističe môžu byť doplnené signálnymi kontaktmi, cievkou na podpätie a vypínacím magnetom.

Ochranné ističe - sú kombináciou klasickým ističov spojenými s funkciou ochrany pred nebezpečným dotykovým napätím, ako sú napr.: prúdové chrániče. Moderné prúdové chrániče majú okrem ochrannej funkcie do systému vstavané aj nadprúdové istenie.

Istiace nadprúdové relé stykačov - nadprúdové relé vypínajú nepriamo, stykačmi, preto tento prvok tvorí spolu so stykačom jeden celok. Nadprúdové relé sú spravidla bimetalové členy sledujúce preťaženie a po zapôsobení nadprúdovej bimetalovej spúšte je pomocou kontaktov rozpojený obvod cievky elektromagnetického stykača a ten svojimi hlavnými kontaktmi preruší istení obvod. Tieto prvky istia obyčajne len proti preťaženiu.

Opatrenia na ochranu proti nadprúdom

Istiace prvky chrániace pred preťažením a skratom alebo len pred skratom musia byť umiestnené na všetkých krajových (fázových) vodičoch. Potom sú schopné reagovať pri vzniknutom nadprúde medzi ľubovoľnými vodičmi sústavy.

Umiestnenie istiacich prvkov proti nadprúdovému preťaženiu

Istiace prvky chrániace pred preťažením musia byť umietnené: Vynechávanie istiacich prvkov proti preťaženiu

Istenie sa nemusí robiť: Istenie proti preťaženiu sa odporúča vynechať v: Istiace prvky chrániace pred skratom musia byť umiestnené: Istiaci prvok proti skratovým prúdom môže byť umiestnený aj mimo uvedených miest, ak vedenie spĺňa súčasne tri podmienky: Istenie proti skratu sa odporúča vynechať pri vodičoch spájajúcich generátory, transformátory, usmerňovače, akumulátorové batérie s príslušnými rozvádzačmi, pričom ochranné prvky sú umiestnené na týchto rozvádzačoch v: Vynechanie istenia je podmienené dvoma podmienkami, ktoré musia byť splnené súčasne:
späť na obsah

Dimenzovanie a istenie vodičov a káblov

Musia sa splniť podmienky: Dimenzovanie s ohľadom na mechanickú pevnosť vedenia

Mechanická pevnosť elektrických vedení závisí od druhu vedenia, spôsobu použitia a spôsobu ich uloženia. Dimenzovanie vodičov a káblov musí odolávať mechanickému namáhaniu pri bežnom použití i prípadným účinkom skratových prúdov. Má význam predovšetkým pri vonkajších vedeniach, kde je potrebné rešpektovať aj niektoré klimatické vplyvy. Pohyblivé prívody k spotrebičom sú vystavené určitému namáhaniu. Pri vosičoch pre pevné vnútorné uloženie ide predovšetkým o pevnosť v ohybe či strihu.

Dimenzovanie s ohľadom na správnu funkciu ochrany pred úrazom elektrickým prúdom

Ochrana pred nebezpečným dotykovým napätím v skupine ochrán so samočinným odpojením od zdroja spočíva v zaitení nízkej impedacnie vo vypínacom obvode medzi krajným a ochranným vodičom pri poruche, ktorá spôsobí reakciu istiaceho prvku v požadovanom čase.
Vodiče a káble je treba dimenzovať tak, aby v slučke medzi fázovým a ochranným vodičom vznikol prúd, ktorý pri prechode istiacim prvkom spôsobí odpojenie poruchového obvodu skôr, ako dôjde k poškodeniu zdravia človeka.
Pre fázové napätie siete 230 V a zásuvkové obvody do 63 A, z ktorých sa priamo alebo prostredníctvom vidlice pripájajú EZ triedy ochrany I držané v ruke alebo prenosné, smie byť doba do odpojenia najviac 0,4 s. Pre pevne pripojené EZ smie byť doba odpojenia najviac 5 s.
Ak tietio podmienky nie je možné splniť použitím nadprúdových istiacich prvkov, musí byť zabezpečené doplnkové pospájanie neživých vodivých častí EZ prístupných dotyku alebo ochranu pred úrazom elektrickým prúdom neživých častí zabezpečiť pomocou prúdových chráničov, ktoré majú dobu vypnutia do 0,2 s.

Dimenzovanie s ohľadom na dovolený úbytok napätia

Horná hranica napätia by spravidla nemala prekročiť 110% menovitého napätia. Dolná hranica je daná dovolenými úbytkami napätia.
Ak nie je dovolený úbytok napätia predpísaný, platí zásada, že v mieste spotrebiča nemá byť pokles napätia vyšší než 5% menovitého napätia siete a pokiaľ ide o pevné inštalácie v objektoch budov, má byť úbytok do 4% menovitého napätia siete.

Dimenzovanie s ohľadom na hospodárny prierez vedenia

Vodiče a káble majú byť dimenzované tak, aby neboli zaťažované viac než hospodárnou prúdovou intenzitou pri optimálnych nákladoch na ich zriadenie, prevádzku a údržbu.Rozoznávame technické a ekonomické vplyvy.

Dimenzovanie s ohľadom na účinky skratových prúdov

Účinky skratových prúdov sú dvojakého druhu: Kontrola oteplenia vodičov pri skrate sa robí podľa vzorca: t = k * (S / I ) (°C)

S - prierez vodičov (mm2)
I - účinný skratový prúd (A)
k - koeficient zahŕňajúci fyzikálne vlastnosti vodiča, oteplenie a dovolenú teplotu vodiča
t - doba trvania skratu (s)

Kontrola mechanického namáhania na dynamické účinky skratových prúdov sa robí pri vonkajších vedeniach transformovní a prípojníc rozvádzačov. Pri káblových a izolovaných vedeniach, ktoré majú vodiče v spoločnom obložení, sa kontrola nerobí.

Dimenzovanie s ohľadom na dovolené oteplenie vodičov za prevádzky

Vodič sa prechodom prúdu zohrieva, a preto jeho teplota aj teplota izolačného obalu prevyšuje teplotu okolia. Závislosť teploty od prúdu prebieha kvadraticky a s narastajúcim prúdom oteplenie vodiča prudko stúpa. Pri stálom prekračovaní prípustnej teploty jadier vodičov dochádza tiež k podstatne rýchlejšiemu starnutiu izolácie, k zvýšenej korózii jadier, v krajných prípadoch aj k porušeniu mechanickej pevnosti a izolácie.

Menovitá prúdová zaťažiteľnosť IN

je hodnota striedavého alebo jednosmerného prúdu pre tieto spôsoby uloženia: V praxi sú však väčšinou skutočné podmienky iné. Preto hovoríme o dovolenom prúdovom zaťažení (dovolenom prúde) IZ.
Ide o hodnotu striedavého alebo jednosmerného prúdu, ktorým je dovolené trvale zaťažovať jadro vodiča alebo kábla pri danom spôsobe uloženia, daných prevádzkových podmienkach a danej teplote okolia tak, aby sa neprekročila jeho najvyššia dovolená prevádzková teplota.

Hlavné zásady pre voľbu istiacich prvkov

Poistky, ističe alebo istiace nadprúdové relé sa majú voliť alebo nastaviť tak, aby boli splnené tieto zásady: Spôsoby uloženia vodičov a káblov s ohľadom na ich dovolenú prúdovú zaťažiteľnosť

Spôsob uloženia A Spôsob uloženia B Spôsob uloženia C: Spôsob uloženia D Spôsob uloženia E: Spôsob uloženia F1: Spôsob uloženia F2: Spôsob uloženia F3: Spôsob uloženia G1: Spôsob uloženia G2: Príklady dovolených hodnôt pre rôzne spôsoby uloženia. (Vybrané tabuľky 52-C1 a 52-C7* z normy STN 33 2000-5-523. Ide o vodiče izolované z Cu pre dva izolované vodiče. Teplota jadra 70°C, okolitá teplota 30°C na vzduchu a 20°C v zemi)

Menovité prierezy
vodičov (mm2)
Dovolené prúdy v (A) na rôzne spôsoby uloženia
A B C D E* F1* G1*
1,5 14,5 17,5 19,5 22 22 21 26
2,5 19,5 24 26 29 30 28 34
4 26 32 35 38 40 37 45


Príklad priradenia menovitých prúdov istiacich prvkov pre káble a vodiče CYKY uložené v spôsobe A. Počet žíl: 2.

Prierez (mm2) Zaťažiteľnosť Iz (A) Menovité prúdy istiacich prvkov v (A)
poistiek s charakteristikou ističov
gG gF1 E27 IJL,IJU
1,5 14,5 10 10 10 10
2,5 19,5 10 16 16 10
4 26 20 20 20 20


Príklad priradenia menovitých prúdov istiacich prvkov pre káble a vodiče CYKY uložené v spôsobe B. Počet žíl: 2.

Prierez (mm2) Zaťažiteľnosť Iz (A) Menovité prúdy istiacich prvkov v (A)
poistiek s charakteristikou ističov
gG gF1 E27 IJL,IJU
1,5 17,5 10 10 16 10
2,5 24 16 20 20 16
4 32 25 25 25 25


Príklad priradenia menovitých prúdov istiacich prvkov pre káble a vodiče CYKY uložené v spôsobe C.

Prierez (mm2) Zaťažiteľnosť Iz (A) Menovité prúdy istiacich prvkov v (A)
poistiek s charakteristikou ističov
gG gF1 E27 IJL,IJU
1,5 19,5 10 10 16 16
2,5 26 26 20 20 20
4 35 25 35 25 25


späť na obsah