qr_code

Obloukové ochrany AFDD

minia.png Firmě TRXe a.s. vyhořel sklad dřeva. Příčinou byla porucha na elektroinstalaci. Škody dosáhly desítek miliónů korun.

Rychlá navigace:
Jak obloukové ochrany AFDD fungují? | Normy | Obloukové ochrany OEZ | Stavebnicová konstrukce | Vysoká odolnost proti nechtěným vypnutím | Test pro spolehlivý provoz | Jasná informace o důvodech vypnutí | Ochrana zátěží před napětím | Snadná údržba | Příslušenství | Kde a jak AFDD použít?

Co se stalo? Podle přímých svědků požáru a následného prošetřování byl s vysokou pravděpodobností sled událostí tento. Sklad dřeva je 20 let starý objekt, kde hlodavci nejsou vzácností. Rozvod elektrické energie se jim v jedné z částí stal lehce přístupný. Jejich systematické ničení kabelů způsobilo ztenčení kabelu, což mělo za následek nárůst proudové hustoty v místě narušení. Tím se zvyšovala teplota v daném místě kabelu, izolace v okolí narušení začala uhelnatět a začaly vznikat elektrické oblouky. Prakticky se vytvořily ideální podmínky pro vznik ohně – dostatečná teplota a zuhelnatělý plast, který byl schopen oheň živit. Vznikl oheň, který zapálil sklad. Ani tepelná čidla a hasicí systém nedokázaly vzniku požáru zabránit.

Předřazený jistič a pojistka nemohly vypnout jednoduše proto, protože na takovou poruchu neumí reagovat. Proud v obvodu, který by aktivoval jistič nebo pojistku, byl stále na běžné provozní úrovni, jelikož ke zkratu ani přetížení nedošlo. Na zvýšení proudové hustoty (s následným vznikem poruchových oblouků) pouze na části přívodního kabelu pojistka ani jistič neumí reagovat. Nejsou na to konstruované. Prakticky nebylo ochrany. Tedy doposud! Nyní řešení již existuje.

Tímto novým řešením je oblouková ochrana AFDD. Oblouková ochrana AFDD, na rozdíl od jističů, pojistek či chráničů, umí takové proudy detekovat, vypnout a tím předejít vzniku požáru! Oblouková ochrana AFDD zaplňuje bezpečností mezeru, která v elektrické instalaci doposud existovala. Při instalaci obloukové ochrany AFDD by k výše popsané události nedošlo, nebo by pravděpodobnost jejího vzniku byla významně eliminována.

Uvedený případ firmy TRXe a.s. je fiktivní, abychom snadno ukázali příčiny a důsledky takové poruchy. Uvedená porucha nebo podobný mechanizmus poškození kabelu jsou ale naprosto reálné.

obloukove-ochrany-afdd.jpg

Jak obloukové ochrany AFDD fungují?

Obecně oblouková ochrana (AFDD - Arc Fault Detection Device) je přístroj určený pro zmírnění efektu poruchového elektrického oblouku odpojením obvodu, pokud je detekován poruchový oblouk. Poruchový oblouk je nebezpečný neúmyslný oblouk mezi vodiči – světelný výboj elektřiny napříč izolačním prostředím obvykle doprovázený částečným odpařením materiálu vodiče (elektrod). Takový jev ve vodiči může zapříčinit vznícení izolace a následný požár objektu. A právě oblouková ochrana AFDD takové efekty eliminuje. Příklady příčin vzniku poruchových oblouků (a z toho možných požárů v elektroinstalaci) jsou v tabulce 1.

01-priciny-vzniku-poruchovych-oblouku.jpg

Tabulka 1: Příklady příčin vzniku poruchových oblouků a z toho možných požárů v elektroinstalaci

Uvedená poškození vodičů mohou v principu vyústit ve 3 druhy poruchových oblouků

  • 1) Sériové poruchové oblouky (L)
    Jsou především zapříčiněny přerušením vodiče nebo ztrátou kontaktu v sérii se zátěží. V těchto případech je proud menší než provozní proud a jističe ani proudové chrániče nejsou schopny detekovat a vypnout poruchu. A právě obloukové ochrany jsou konstruovány tak, aby detekovaly tyto specifické poruchy – sériové poruchové oblouky – a přerušily obvod ještě před tím, než energie v místě poruchy dosáhne hodnot vedoucích ke vzniku požáru. Událost popsaná na začátku článku odpovídá tomuto typu poruchy.
  • 2) Paralelní poruchové oblouky (L-N)
    Jsou zapříčiněny elektrickým obloukem, který byl způsoben zničenou izolací, která umožnila spojení dvou vodičů. Velikost proudu je určena impedancí obvodu. Podle toho, jaký jmenovitý proud ochrana (např. jistič) má, dojde k vypnutí obvodu. Pokud je impedance obvodu příliš vysoká a není dosaženo vypínacího proudu ochrany, k vypnutí nemusí dojít. Obloukové ochrany vypnou proud poruchového oblouku, který je větší než 2,5 A, a poskytují tak spolehlivou ochranu.
  • 3) Paralelní poruchové oblouky (L-PE)
    Poruchové oblouky proti zemi (PE) jsou spolehlivě detekovány a vypnuty proudovými chrániči. Proudové chrániče s IΔn 300 mA zajišťují ochranu proti požáru po mnoho let. Obloukové ochrany rovněž detekují tyto druhy poruchových oblouků a poskytují tak ochranu v místech, kde proudové chrániče nejsou instalovány. Nadproudové ochranné přístroje (jistič, pojistka) neposkytují v některých případech žádnou ochranu, protože impedance vadného obvodu může být příliš vysoká.

Mějte na paměti, že AFDD nenahrazuje ochranné vlastnosti jističů či proudových chráničů v případě paralelní poruchy, ale doplňuje je!

Shrnutí nám poskytne tabulka č. 2.

02-typy-poruch-obloukove-ochrany.jpg

Tabulka č. 2

Tabulka 2: Typy poruch a ochranné přístroje vhodné pro ochranu proti požáru: MCB - jistič, RCD – proudový chránič, AFDD - oblouková ochrana. AFDD nenahrazuje ochranné vlastnosti jističů či chráničů v případě paralelní poruchy, ale doplňuje je!

Normy a obloukové ochrany

Standardizační orgány si všimly výhod obloukových ochran zejména v prostředí, kde je zvýšené riziko požáru, kde se požár může snadno rozšířit a kde je zvýšené nebezpečí pro lidi nebo cenné zboží.

S vydáním mezinárodní normy IEC 60364-4-42: 2010+A1:2014 a evropské normy HD 60364-4-42:2011+A1:2015 je vysoce doporučeno použití obloukových ochran a jsou uznány jako nejmodernější zařízení v tomto směru.
Výše zmíněné mezinárodní předpisy byly implementovány do českých norem, a to do ČSN 33 2000-4-42, ed. 2:2012 +ZMĚNA Z1:2015 (Elektrická instalace nízkého napětí. Část 4-42: Bezpečnost – ochrana před účinky tepla) včetně doporučených míst použití. Naši nejbližší sousedé – Německo a Slovensko – jsou v tomto směru ještě dále. Německo ve své národní normě DIN VDE 0100-420:2016-02+doplněk A1 zavedlo povinné použití AFDD s datem 18. 12. 2017. Slovensko zase ve své normě STN 33 2000-4-42/A1 (identická s IEC 60364-42:2010/A1:2014) vydané v prosinci 2015 v článku 421.7 v národní poznámce říká, že … citujeme: „Použitie prístrojov detegujúcich poruchu s oblúkom (AFDD) bude v Slovenskej republike v zmysle ustanovení tejto normy povinné po uplynutí prechodného obdobia troch rokov od dátumu vydania tejto normy...“.

Vzhledem k jednoznačným přínosům bude normami stanovená povinnost instalace AFDD narůstat ať už co do počtu států, tak co do počtu norem, v kterých budou zmíněny. Třeba již jsou obloukové ochrany AFDD (nepovinně) v normě ČSN 33 2000-5-53, čl. 532.6, připravuje se povinná standardizace v Rakousku, Belgii a dalších státech.

Obloukové ochrany OEZ

Předchozí odstavce se týkaly obecných vlastností obloukové ochrany a její klíčové výhody, tj. ochrany proti vzniku požáru, která zaplnila funkční mezeru současných ochran - jističů, proudových chráničů a pojistek – a která posunula bezpečnost instalace na vyšší úroveň. Ale jaký konkrétní přístroj je možné použít z nabídky OEZ? A jaké jsou jeho výhody…tedy kromě té klíčové?

Stavebnicová konstrukce

Firma OEZ nabízí obloukové ochrany AFDD, které jsou koncipovány jako stavebnice. V případě řešení OEZ si tedy uživatel obloukovou ochranu sestavuje. Není to nic složitého. Obloukovou ochranu sestavíte z

  •  - spouště obloukové ochrany ARC (AFD unit) a
  •  - jističe LTN/LTE (MCB) nebo proudového chrániče s nadproudovou ochranou OLE/OLI (RCBO)

Sestavením dojde k mechanickému a elektrickému spojení obou částí. Spojením spouště obloukové ochrany s jističem nebo proudovým chráničem s nadproudovou ochranou vzniká funkční jednotka – oblouková ochrana AFDD. Obrázek č. 1 vydá za několik vět.

03-obloukova-ochrana-afdd.jpg

Obrázek 1: Sestavení obloukové ochrany AFDD. Spoušť obloukové ochrany ARC 16 A a jistič LTN, 16 A, char. B. Spoušť obloukové ochrany ARC se nabízí s In 16 a 40 A. ARC je po stranách vybavena výstupky ze základny (kódovacími kolíky), aby při sestavení nemohlo dojít například k montáži jističe 32 A na ARC s In 16 A.

To dovoluje vytvořit stovky různých provedení obloukové ochrany AFDD (podle jmenovitého či reziduálního proudu, charakteristiky,…), a to s minimálními skladovými zásobami. V případě kompletace s proudovým chráničem s nadproudovou ochranou OLI/OLE dostává zákazník kompletní ochranu - ochranu proti vzniku požáru, nadproudovou ochranu a ochranu proti reziduálním proudům.

Vysoká odolnost proti nechtěným vypnutím

Oblouková ochrana AFDD musí nejen poskytovat spolehlivou ochranu proti požárům způsobeným elektřinou, ale také reagovat pouze tehdy, objeví-li se skutečná závada. Pro obloukové ochrany OEZ to znamená, že musí spolehlivě rozlišovat mezi poruchovými oblouky, pro které je vyžadováno vypnutí v rámci stanovených limitů, a provozními oblouky (či průběhy proudů) elektrických zátěží, při kterých by k vypnutí dojít nemělo. K vypnutí obloukové ochrany by nemělo docházet v žádném z těchto v provozu vzniklých signálů a ani v případě poruchového oblouku sousedícího obvodu:

  •  - jiskření na kontaktech spínače, při spínání osvětlení; oblouk kartáčových motorů; kontakt starších relé
  •  - vysokofrekvenční (VF) šumy - jedná se o šumy pocházející od stmívačů, síťových počítačových karet LAN do zásuvek nn (power line) apod.

Test pro spolehlivý provoz

Oblouková ochrana OEZ je vybavena samočinným testem, který je automaticky spuštěn každých 15 hodin pro otestování obvodů a detekčního algoritmu. Spoušť je možné testovat také ručně, stlačením testovacího tlačítka z čela přístroje (obrázek 2).

Jasná informace o důvodech vypnutí

LED ukazatel stavu z čela obloukové ochrany (který plní i úlohu testovacího tlačítka) poskytuje jednoduchou a jasnou informaci o důvodech vypnutí.

04-spoust-obloukova-ochrana-afdd.jpg

Obrázek 2: Spoušť obloukové ochrany a pohled na testovací tlačítko, které plní i úlohu ukazatele stavu

Ochrana zátěží před nadpětím

Oblouková ochrana OEZ je vybavena nadpěťovou spouští, která v případě déletrvajícího nadpětí, které je vyšší než 275 V, rozpojí obvod. Chrání tak spotřebiče (TV, PC apod.) v instalaci před zničením.

Snadná údržba

Obloukové ochrany OEZ vyhovují ČSN EN 62606. Jsou tak určené pro ovládání laiky a nevyžadují údržbu

Příslušenství

Příslušenství se montuje na jističe LTN/LTE a proudové chrániče s nadproudovou ochranou OLI/OLE

  •  - pomocné a signalizační spínače PS-LT/SS-LT
  •  - napěťové a podpěťové spouště SV-LT/SS-LT
  •  - uzamykací vložky OD-LT

Kde a jak obloukové ochrany AFDD použít?

Na jednu důležitou věc bychom neměli zapomenout – jak a kde obloukovou ochranu použít. Obloukové ochrany musí být instalovány na začátku obvodu, který má být chráněn. Pokud je to možné, na jeden vývod bychom měli použít jednu obloukovou ochranu, aby uživatel mohl využít benefitů, které z toho plynou:

  • počet nechtěně odpojených zátěží a vodičů je minimalizován
  • je snadnější najít místo poruchy
  • jsou redukována nechtěná vypnutí z důvodu menšího překrývání rušení

Obloukovými ochranami doporučujeme chránit především zásuvkové a světelné okruhy. V oblasti občanské výstavby (rodinné domy, pečovatelské domy) jsou to především obvody ložnic a obývacích pokojů a obvody s vysokým odběrem – obvody myček, sušiček, praček.

Další vhodné prostory a objekty pro instalaci obloukových ochran
Školy a školky | Domovy důchodců | Bezbariérové byty | Dřevostavby | Veřejné budovy | Nádraží | Letiště | Budovy s možností vzniku komínového efektu, výškové budovy | Dětské pokoje a ložnice | Vývody s vysokým zatížením (pračky, sušičky, myčky nádobí) | Dřevozpracující a papírenský průmysl, textilní továrny | Sklady s hořlavým materiálem | Muzea | Objekty se starší elektrickou instalací (TN-S) - zničená izolace, nekvalitní spoje apod.

Další zdroj informací

Kalendář akcí

listopad 2017      
Po Út St Čt So Ne
    1 2 3 4 5
6 7 8 9 10 11 12
13 14 15 16 17 18 19
20 21 22 23 24 25 26
27 28 29 Setkání... (Akce)
29. 11. 2017, 07:30
30