Různové typy AC – proč už jsou nedostatečné?
Ochranné spínače typu AC se v Polsku staly standardem před více než 20 lety. Během těchto let došlo k obrovským změnám v technických řešeních, stejně jako k nárůstu a změně typu elektrických zařízení v našich domácnostech. Všudypřítomná elektronika používaná v napájecích obvodech zařízení RTV/AGD a spotřební elektronice přináší uživatelům nová nebezpečí. Ta jsou spojena s používáním měničových obvodů, které při poruše generují rozdílový proud s AC a DC složkou. Eaton, předcházející předpisům, reaguje na měnící se charakter elektrických instalací v Polsku. Dbáme na bezpečnost a nejvyšší standardy kvality, a umožňujeme nákup spínačů typu A za novou, atraktivnější cenu.
K čemu slouží ochranný spínač?
Ochranný spínač (ang. Residual Current Device, RCD) – běžně nazývaný „různovka“ – je elektrické zařízení, které okamžitě přeruší elektrický obvod, jakmile detekuje malý únikový proud (rozdílový), který svědčí o toku proudu do země. Používá se v domácích instalacích jako doplňkový prostředek ochrany proti úrazu elektrickým proudem, chránící uživatele před nebezpečnými úrazy elektrickým proudem (zejména při tzv. nepřímém dotyku) a snižující riziko požáru způsobeného únikem proudu v důsledku poškození izolace. Je třeba zdůraznit, že RCD nenahrazuje pojistky ani jističe (MCB), ale doplňuje jejich činnost – detekuje jiné typy nebezpečí než ony.
Ochranný spínač typu A, HNC-40/4/003-A
Jak funguje ochranný spínač?
Ochranný spínač funguje na principu měření rozdílového proudu – součtu proudů vstupujících a vystupujících z chráněného obvodu – pomocí Ferrantiho transformátoru. Za normálních pracovních podmínek je vektorový součet proudů v těchto vodičích nulový, podle prvního Kirchhoffova zákona, takže v jádru „Ferrantiho“ se neindukuje žádná EMF (elektromotorická síla) a spouštěcí cívka nevede proud. V takové situaci zůstávají kontakty ochranného spínače uzavřené.
Pokud však dojde k poškození izolace nebo úrazu – způsobujícímu únik proudu do země (přes vodič PE nebo tělo člověka), pak proud vystupující z obvodu (např. z fáze) přestává být roven proudu vracejícímu se neutrálním vodičem. Když hodnota rozdílového proudu překročí stanovený prahový limit, např. 30 mA pro typickou domácí různovku, spustí se mechanismus, který okamžitě rozpojí hlavní kontakty spínače, čímž odpojí napájení chráněného obvodu.
Jaké typy ochranných spínačů má Eaton ve své nabídce?
| Typ RCD | Detekované rozdílové proudy | Odolnost vůči DC složce | Typické použití | Poznámky / omezení |
| AC | AC sinusový | ❌ žádný | Jednoduché rezistivní obvody (čím dál méně) | Nedoporučuje se v moderních instalacích; nemusí fungovat s elektronickými zařízeními |
| A | AC sinusový + pulzující DC (jednopólový, ≤ 6 mA DC) | ✅ částečná | Standard v domácích instalacích (zásuvky, osvětlení) | Účinná ochrana při střídavém proudu a s DC složkou |
| F | Jak typ A + proudy s proměnlivou frekvencí (do cca 1 kHz), DC do ~10 mA | ✅ rozšířená | Obvody s jednofázovými měniči (invertorové pračky, tepelné čerpadla 1-f) | Lepší odolnost vůči DC složce než typy A a reakce na smíšené frekvence |
| B | AC, pulzující DC, vyhlazený DC, proudy s vyššími frekvencemi | ✅ plná | PV, EV, měniče, instalace napájené z měničů | Požadováno, pokud je možná DC složka; nejkomplexnější |
Jaká nebezpečí přináší poškození domácí elektroniky? Co je to DC složka?
DC složka v rozdílovém proudu je neměnná v čase složka únikového proudu. Objevuje se typicky při poškození elektronických zařízení (obsahujících usměrňovače nebo měniče), např. impulsních napájecích zdrojů, zařízení RTV/AGD, PV invertorů nebo EV nabíječek. Takový stejnosměrný proud způsobuje magnetizaci jádra (Ferrantiho transformátoru) v RCD, posouvající jeho pracovní bod. V důsledku toho i značný únik AC nemusí dosáhnout prahové hodnoty, v důsledku „oslepení“ senzoru RCD – spínač nemusí odpojit napájení při stanoveném proudu a čase. Z tohoto důvodu je typ AC (fungující pouze na čistou sinusovku AC) v současnosti považován za nedostatečný pro většinu domácích a průmyslových aplikací. V moderních instalacích se doporučuje alespoň typ A, citlivý také na pulzující DC proudy (do ~6 mA). Při větších podílech stejnosměrného proudu (nad 6 mA) jsou však vyžadována specializovaná řešení – buď RCD typu B.
Jaké jsou důsledky špatného výběru ochranného spínače?
Použití nevhodného typu RCD (např. AC místo A/B) hrozí, že se napájení při poruše neodpojí (ztráta ochrany proti úrazu a požáru). Použití RCD příliš základního typu jako AC v obvodech s bohatou energetickou elektronikou (např. měniče, napájecí zdroje) může vést k mnoha nežádoucímu spouštění ochranných zařízení při normální činnosti zařízení (různovky reagují na tamní pulzace a vyšší harmonické jako na poruchu). Ochranné spínače typu F a B mají obvody, které omezují tyto jevy, zaručující jak větší jistotu reakce v případě skutečného nebezpečí, tak menší citlivost na krátkodobé rušení (filtry proti rušení, zpoždění v řádu 10–40 ms atd.).
Co říkají předpisy a normy?
Stále více normalizačních organizací a elektroenergetických firem doporučuje nebo dokonce vyžaduje používání spínačů typu A v domácích a průmyslových instalacích. Například:
- Norma IEC 60755 uvádí, že typ AC nemusí být dostatečný pro mnoho zařízení s nelineárním napájením.
- V Německu a Rakousku již několik let platí zákaz používání typu AC v nových domácích instalacích.
- Ve Velké Británii IET (Institution of Engineering and Technology) doporučuje používat typ A ve většině obvodů, ve kterých se vyskytují elektronická zařízení.
Nejpopulárnější ochranné spínače[BJ1] od EATON
| Typ AC | Typ A | |||
| Provádění | Č. kat | Typ | Č. kat | Typ |
| 25A 1+N 30mA | 194690 | HNC-25/2/003 | 194684 | HNC-25/2/003-A |
| 40A 1+N 30mA | 194691 | HNC-40/2/003 | 194685 | HNC-40/2/003-A |
| 63A 1+N 30mA | 194692 | HNC-63/2/003 | 194686 | HNC-63/2/003-A |
| 25A 3+N 30mA | 194693 | HNC-25/4/003 | 194687 | HNC-25/4/003-A |
| 40A 3+N 30mA | 194694 | HNC-40/4/003 | 194688 | HNC-40/4/003-A |
| 63A 3+N 30mA | 194695 | HNC-63/4/003 | 194689 | HNC-63/4/003-A |
Shrnutí
Ochranné spínače typu AC, ačkoliv byly po léta běžně používány v domácích instalacích, již plně neodpovídají požadavkům moderních elektrických systémů. Rostoucí počet elektronických zařízení, impulsních napájecích zdrojů, měničů, PV instalací či EV nabíječek způsobuje, že v případě poruchy mohou vznikat rozdílové proudy se stejnosměrnou složkou DC, které typ AC nedetekuje dostatečně spolehlivě.
Proto se v nových a modernizovaných instalacích doporučuje používat alespoň spínače typu A, které zajišťují účinnější ochranu při současných odběratelích energie. V náročnějších aplikacích, jako je fotovoltaika, nabíjení elektrických vozidel nebo obvody s měniči, mohou být vhodnou volbou typy F nebo B. Eaton, reagující na tyto technologické změny a rostoucí požadavky na bezpečnost, podporuje širší používání ochranných spínačů typu A, nabízející je za atraktivnější cenu jako nový standard ochrany v elektrických instalacích.
Autor: Bartłomiej Jaworski, Field Product Marketing Manager v Eaton.