Automatické odpojení od zdroje v sítích TN

Co je automatické odpojení od zdroje

Automatické odpojení od zdroje je ochranné opatření, které kombinuje základní ochranu a ochranu při poruše. Základní ochranu tvoří izolace živých částí, kryty nebo přepážky. Ochranu při poruše tvoří ochranné uzemnění, ochranné pospojování a samočinné odpojení vadného obvodu nebo zařízení při poruše.

Účelem není „odvést poruchu do země a tím ji vyřešit“. Účelem je vytvořit poruchovou cestu s dostatečně malou impedancí, aby vznikl dostatečně velký poruchový proud a ochranný přístroj odpojil napájení dříve, než dotykové napětí působí nebezpečně dlouho.

Jak funguje porucha v síti TN

Při poruše základní izolace se může fázové napětí dostat na neživou část, například na kovový kryt spotřebiče třídy I. Protože je neživá část připojena na PE nebo PEN, uzavře se poruchová smyčka:

1. zdroj, například transformátor,
2. fázový vodič L k místu poruchy,
3. porucha na neživou část,
4. ochranný vodič PE nebo PEN zpět ke zdroji,
5. uzemněný bod zdroje.

Čím menší je impedance této smyčky, tím větší je poruchový proud. A čím větší je poruchový proud, tím rychleji obvykle vypne jistič nebo pojistka. Pokud je použit proudový chránič, vyhodnocuje rozdíl proudů v pracovních vodičích a vypne při dosažení reziduálního proudu.

Podmínka pro automatické odpojení v síti TN

Základní vztah pro síť TN je:

Při revizi se často pracuje s naměřenou impedancí smyčky Z_s(m). Protože měření probíhá malým proudem a při běžné teplotě, uvažuje se při ověřování vliv oteplení vodičů při poruše a kolísání napětí. Prakticky se používá vztah:

Maximální doby odpojení v sítích TN

Pro běžné nízkonapěťové instalace v síti TN s U₀ 230 V platí pro koncové obvody typicky doba odpojení 0,4 s. Tabulkové doby platí pro koncové obvody do 63 A, pokud je v obvodu jedna nebo více zásuvek, a pro koncové obvody do 32 A, pokud napájejí pouze pevně připojené spotřebiče.

Pro distribuční obvody a pro obvody, na které se výše uvedená tabulka nevztahuje, je v síti TN dovolena doba odpojení do 5 s.

Nadproudový přístroj, nebo proudový chránič?

V sítích TN se pro automatické odpojení při poruše mohou použít nadproudové ochranné přístroje, tedy jističe a pojistky, nebo proudové chrániče. U nadproudového přístroje musí být poruchový proud dostatečně velký, aby přístroj vypnul ve stanovené době. U proudového chrániče se posuzuje jeho vybavovací reziduální proud a správné zapojení pracovních a ochranných vodičů.

Co musí být v síti TN splněno

Automatické odpojení nestojí jen na jističi. Aby ochrana fungovala, musí být splněno více podmínek najednou:

• Neživé části musí být připojeny k ochrannému vodiči PE nebo PEN.
• Ochranný vodič musí být spolehlivě spojen s hlavní uzemňovací přípojnicí.
• Uzemněný bod zdroje musí být spojen s ochrannou soustavou instalace.
• Impedance poruchové smyčky musí být dostatečně malá.
• Ochranný přístroj musí vypnout v požadované době.
• Vodič PEN nesmí být přerušován spínacím ani odpojovacím přístrojem.
• V budově musí být provedeno hlavní ochranné pospojování.

Jak se to ověřuje při revizi

Při revizi se ochrana automatickým odpojením v síti TN ověřuje kombinací prohlídky a měření. Revizní technik nekontroluje pouze číslo na měřáku, ale posuzuje celý ochranný systém.

Praktický příklad

Máme zásuvkový obvod v síti TN-S, jištěný jističem B16 A. Pro běžný zásuvkový obvod s U₀ = 230 V požadujeme odpojení do 0,4 s. U jističe typu B se pro magnetickou spoušť zjednodušeně uvažuje proud 5 × In, tedy:

Naměřená impedance smyčky musí být nejvýše přibližně 1,92 Ω. Pokud by stejný obvod byl jištěn jističem C16 A, vycházel by požadovaný vypínací proud vyšší a dovolená impedance smyčky by byla nižší.

Nejčastější chyby u zkoušky a v praxi

• Záměna PE a N: Proudový chránič nehlídá proud v PE. Hlídá rozdíl proudů v pracovních vodičích.
• Podcenění vodiče PEN: Přerušení PEN je v síti TN-C nebo v přívodu TN-C-S velmi nebezpečný stav.
• Chránič v části TN-C: Proudový chránič se nesmí vkládat do části, kde je použit společný vodič PEN.
• Samotná naměřená hodnota bez vyhodnocení: Hodnota Z_s se musí vždy vztáhnout ke konkrétnímu ochrannému přístroji.
• Ignorování pospojování: Pospojování snižuje nebezpečné rozdíly potenciálů a je důležitou součástí ochrany při poruše.
• Mechanické přejímání tabulek: Tabulka časů odpojení má přesný rozsah použití. Pro jiné obvody může platit jiná doba.

Jak to říct u ústní zkoušky

„Automatické odpojení v síti TN je ochranné opatření pro ochranu při poruše. Neživé části jsou připojeny ochranným vodičem PE nebo PEN k uzemněnému bodu zdroje. Při poruše mezi fází a neživou částí vznikne poruchová smyčka a poteče poruchový proud. Ten musí vyvolat odpojení ochranného přístroje ve stanovené době. Podmínka je Zs krát Ia menší nebo rovno U0. Při ověřování naměřenou impedancí se uvažuje koeficient 1,5, tedy 1,5 krát Zs měřená krát Ia menší nebo rovno U0. V běžné síti TN 230 V je pro zásuvkové koncové obvody typicky požadovaná doba 0,4 sekundy. Proudový chránič lze použít v TN-S nebo TN-C-S za rozdělením PEN, ale ne v části TN-C.“

Mini test

1. Jaký je základní vztah pro automatické odpojení v síti TN?
   Z_s × I_a ≤ U₀.
2. Jaký vztah se používá při ověřování naměřenou impedancí smyčky?
   1,5 × Z_s(m) × I_a ≤ U₀.
3. Jaká je typická maximální doba odpojení pro běžný zásuvkový koncový obvod TN 230 V?
   0,4 s.
4. Může být proudový chránič v části TN-C?
   Ne, protože je tam společný vodič PEN.
5. Co se stane při poruše fáze na neživou část v síti TN?
   Vznikne poruchová smyčka L–PE/PEN, poruchový proud má vyvolat automatické odpojení.