Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám Název školy Střední škola elektrostavební a dřevozpracující, Frýdek-Místek, příspěvková organizace Adresa školy Pionýrů 2069, 73801 Frýdek-Místek IČ 13644301 Název operačního programu OP Vzdělávání pro konkurenceschopnost Registrační číslo CZ.1.07/1.5.00/34.0149 Označení vzdělávacího materiálu VY_ 32_ INOVACE_4_ 10ZigJ-17 Název tematické oblasti (sady) Práce na elektrických zařízeních Název vzdělávacího materiálu Proudový chránič 1-princip, funkce, typy, rozdělení, časová závislost., vybavení, nadproud, typy PCH, FI jistič Druh učebního materiálu prezentace Anotace Popis jednotlivých částí proudového chrániče, funkce PCH, rozdělení PCH dle typů Klíčová slova Proudový chránič, součtový transformátor, čas, reziduální proud, Vzdělávací obor, pro který je materiál určen 26-51-H/02 Elektrikář silnoproud 26-41-M/01 Elektrotechnika Ročník II.-IV Typická věková skupina 15 - 18 let Speciální vzdělávací potřeby žádné Autor Mgr. Jaroslav Žigo Zhotoveno, (datum/období) Duben 2013 Celková velikost 690Kb Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Mgr. Jaroslav Žigo. Dostupné z portálu www.ssed-fm.cz

PRINCIP FUNKCE PROUDOVÉHO CHRÁNIČE Proudový chránič je elektrický ochranný přístroj nebo kombinace přístrojů, který detekuje a vyhodnocuje hodnotu reziduálního proudu v pracovních vodičích obvodu součtového transformátoru a vypíná obvod při překročení určité hodnoty reziduálního proudu, pro který je chránič nastaven. Proudový chránič (FI-jistič) vyhodnotí chybový proud unikající mimo pracovní vodiče na kostru nebo zem. Úlohou proudového chrániče je odpojit během 0,2 až 0,4 sec. spotřebič, ve kterém vinou porušení izolace vzniklo nebezpečné dotykové napětí. Skutečné odpojovací časy FI-jističů jsou mnohem kratší a tyto proudové chrániče poskytují obzvláště účinnou ochranu proti nebezpečí zasažení elektrickým proudem.

Proudový chránič se skládá ze součtového proudového transformátoru , citlivého vybavovacího (diferenciálního) relé a spínacího mechanizmu . Proudové chrániče používané zejména pro domovní účely využívají jako vyhodnocovací obvod diferenciální relé s permanentním magnetem. V klidovém stavu, tj. při sepnutých kontaktech chrániče, je kotva relé přitažena působením permanentního magnetu.

Součtovým proudovým transformátorem prochází všechny pracovní vodiče ( L1,L2,L3,N) ke spotřebiči. Za normálních provozních podmínek je vektorový součet proudů ve všech pracovních vodičích roven nule a v sekundárním vinutí součtového transformátoru se neindukuje žádné napětí Dojde-li za chráničem ke vzniku reziduálního proudu tekoucího z fázového vodiče do země (zkrat na kostru stroje případně dotyk osoby) a pokud hodnota tohoto reziduálního proudu překročí hodnotu vybavovacího proudu chrániče, vybavovací relé zareaguje a spínací mechanizmus vypne napájení. Tento rozdíl proudů indukuje v sekundárním vinutí součtového transformátoru napětí, které za pomocí citlivého relé uvede v činnost spínací mechanizmus a dojde k rychlému odpojení porouchaného spotřebiče od zdroje.

Každý proudový chránič je povinně vybaven testovacím tlačítkem, kterým se ověřuje jeho správná funkčnost. Zkušební zařízení s tlačítkem TEST je zapojeno tak, že stisknutím tlačítka je vyvolán reziduální proud, který musí způsobit spolehlivé vybavení proudového chrániče. Ověřování funkce testovacím tlačítkem se má provádět cca jednou za 1 až 3 měsíce. V rovnovážném stavu bez poruchy je součet proudů tekoucí proudovým transformátorem roven nule. Při vzniku poruchy dochází ke vzniku nerovnovážnému stavu proudů (reziduální proud), který způsobí indukci toku v součtovém transformátoru, v sekundárním vinutí se indukuje proud a ten způsobí vybavení vybavovacího(diferenciálního) relé. Reziduální proud I∆n (rozdílový proud) je definován jako vektorový součet okamžitých hodnot proudů tekoucích v hlavním obvodu proudového chrániče.

Případy doplňkové ochrany proudovým chráničem s I∆n≤ 30 mA Unikající proud(svodový proud) IS - v důsledku konečné hodnoty odporu izolace elektrických zařízení teče do země proud způsobený svody izolace. Zemní poruchový proud IF- dojde-li k poruše izolace nebo k dotyku osoby se živou částí. Proudový chránič registruje v každém okamžiku součet obou těchto složek, tj. I∆=IF+ IS Případy doplňkové ochrany proudovým chráničem s I∆n≤ 30 mA

Z principu funkce vyplývá, že proudový chránič bez vestavěné nadproudové ochrany není omezující prvek a nejistí před nadproudy (přetížení nebo zkrat). To znamená, že neomezuje hodnotu procházejícího proudu, ale pouze dobu jeho průchodu. Ochrana před nadproudy se musí zajistit předřazením pojistky nebo jističe. Velikostí předřazeného jistícího prvku je následně určena zkratová odolnost chrániče (podmíněná zkratová odolnost). Proudový chránič nesmí vybavit při normální úrovni zemního svodového proudu, ale až při poruše – při vzniku zemního poruchového proudu. Je nutné přizpůsobit výběru hodnoty jmenovitého reziduálního proudu I∆n - např. ve vlhkém prostředí, u tepelných spotřebičů atd.

Proudový chránič je v zásadě jediným prvkem, který dokáže ochránit osoby v případě přímého dotyku živých části. Z hlediska bezpečnosti je důležitá zejména rychlost jeho vybaveni. Pro TN sítě požaduje ČSN 33 2000-4-41 ed.2 čas vypnuti do 0,4 s. Běžný proudový chránič musí při pětinásobku jmenovitého reziduálního proudu 5 I∆n(což je pro 30 mA chránič obvyklý tělový proud) vybavit do 40 ms. Chráněné části musí být uzemněny na zemnič s odporem uzemnění nepřevyšující hodnotu : Dojde-li u osoby k dvoupólovému dotyku mezi pracovními vodiči tak v tomto případě chránič nereaguje a tedy také nedojde k odpojení od zdroje. Také proto naše norma nedovoluje používat proudového chrániče jako základní ochranu živých částí před úrazem elektrickým proudem.

Typy proudových chráničů POČET PÓLŮ 2 - pólové 4- pólové Funkce proudového chrániče není závislá na počtu pracovních vodičů a proto je možné provozovat čtyřpólový proudový chránič se čtyřmi, třemi nebo i dvěma pracovními vodiči.

- nezpožděný pro všeobecné použití ČASOVÁ ZÁVISLOST VYBAVENÍ - nezpožděný pro všeobecné použití G zpožděný s prodlouženým vypínacím časem zdola - min. 10 ms ) S selektivní s prodlouženým vypínacím časem zdola ( min. 40 ms) Časové zpožděni vybaveni proudového chrániče udává dobu, po kterou proudový chránič nereaguje na reziduální proud, i když jeho hodnota již překročila vypínací mez. PODLE CITLIVOSTI NA RŮZNÉ DRUHY PROUDŮ : - AC citlivost na střídavý proud - A citlivost na střídavý a pulzující proud ( pulzující proud má hodnotu 0-0,006A ss v každé periodě ) - B citlivost na střídavý a pulzující ss proud a na ss rozdílové proudy, vzniklé při Usměrňování - U kombinace typu S/A nachází uplatnění v obvodech s frekvenčními měniči

PODLE ZPŮSOBU INSTALACE CHRÁNIČE : - provedení pro montáž do rozváděčů - přenosné chráničové adaptéry do zásuvek ZÁVISLOST NA NAPÁJECÍM NAPĚTÍ a) proudové chrániče funkčně nezávislé na napájecím napětí – typ FI-nepotřebují ke své činnosti žádnou pomocnou energii b) proudové chrániče funkčně závislé na napájecím napětí – typ DI DLE VELIKOSTI REZIDUÁLNÍHO PROUDU se vyrábí s hodnotou jmenovitého reziduálního proudu IΔN≤10,30,100,300 a 500mA. PROUDOVÉ CHRÁNIČE KOMBINOVANÉ (chráničojistič). Tyto přístroje v sobě sdružují proudový chránič a současně jistič s tepelnou a zkratovou spouští. Vhodný pro průmyslové užití neboť zabírá relativně mnoho místa v rozvaděči. Kombinovaný chránič B10/003

ZPŮSOB VYPÍNÁNÍ PŘI VZNIKU REZIDUÁLNÍHO PROUDU Proudové chrániče s přímým vypínáním Jedna se o kompaktní přístroje, jež v sobě integruji jak vyhodnocovací tak i vybavovací obvody. Jsou to standardní představitele proudových chráničů používaných v bytových instalacích. Proudové chrániče s nepřímým vypínáním Skládá se ze samostatného průvlekového transformátoru, který provádí vyhodnocení reziduálního proudu. Dalším prvkem je samostatné chráničové relé, jehož kontakty nejsou schopny odpínat jmenovitý proud zátěže . Kontakty chráničového relé slouží k ovládání např. řídící cívky výkonového stykače, který tvoři třetí prvek celé sestavy. Proudový chránič umístěny v 1 fázová zásuvce

Citace zdrojů Proudové chrániče. Ing. František Štěpán, Knižnice ELEKTRO, Svazek 55. IN-EL, spol. s r.o., 2001 ČSN 33 2000-4-41 ed. 2 Elektrické instalace nízkého napětí – Část 4- 41: Ochranná opatřeni pro zajištění bezpečnosti – Ochrana před úrazem elektrickým proudem ČSN EN 61140 ed. 2 Ochrana před úrazem elektrickým proudem – Společná hlediska pro instalaci a zařízení ČSN EN 61008-1 ed. 2 Proudové chrániče bez vestavěné nadproudové ochrany pro domovní a podobné použití – Část 1: Všeobecná pravidla ČSN EN 61009-1 ed. 2 Proudové chrániče s vestavěnou nadproudovou ochranou pro domovní a podobné použití – Část 1: Všeobecná pravidla ČSN 33 2130 ed. 2 Elektrická instalace nízkého napětí – Vnitřní elektrické rozvody