Nové typy proudových chráničů společnosti Siemens

Proudové chrániče a vliv korozivních látek

Proč? Proč zase ten proudový chránič nefunguje? Vždyť tu nevydržel ani rok! Zanechme lamentací a pokusme se najít příčinu jevu, kdy v některých provozech životnost proudových chráničů nesplňuje naše očekávání. Jednou z velmi častých příčin je znečištění okolní atmosféry, jinými slovy výskyt škodlivých plynů, které ve spojení s vlhkostí vzduchu zapříčiňují korozi kovových částí spínacích přístrojů a tím jejich nevratné poškození. Pro tento případ vyvinula firma Siemens proudové chrániče řady Sigres se zvýšenou ochranou proti vlivu korozivních látek.

Nejde pouze o poškození viditelné pouhým okem, jako jsou například zkorodované svorky. Mnohem horší následky má koroze vnitřních částí, která ohrožuje funkčnost a vede až k výměně poškozených přístrojů. Pokusy o řešení tohoto problému pouhým zvýšením stupně ochrany krytím u rozváděčů jsou často příčinou dalšího zhoršení podmínek pro provoz instalovaných přístrojů a použití temperovaných rozváděčů, popřípadě různých vysoušecích systémů, zvyšuje finanční nároky na výrobu a provoz rozváděčů.

Obr. č. 1 - Vysoká relativní vlhkost společně s Cl2, O3 je typická pro plavecké bazény

Obr. č. 2 - Vysoká relativní vlhkost společně s NH3 se vyskytuje v zemědělských objektech

Obr. č. 3 - Technologie nasazené v chemickém průmyslu ohrožuje
vysoká relativní vlhkost společně se širokou škálou korozivních látek

Proudový chránič typu FI - funkčně nezávislý na napájecím napětí - patří k přístrojům, které jsou snad nejvíce ohroženy vnitřní korozí. Minimální výkon v řádu desetin mW, který má k dispozici pro inicializaci vypnutí spínacího mechanismu, klade extrémní požadavky na přesnost mechanických dílů diferenciálního relé a spínacího mechanismu. Proto je jejich konstrukci a výrobě věnována maximální pozornost. Výrobce ale nemůže ovlivnit podmínky, za kterých je přístroj provozován. Vzhledem k obsahu znečišťujících a korozi způsobujících látek v okolní atmosféře se vlastnosti kondenzované vzdušné vlhkosti diametrálně liší od vlastností destilované vody. Takový kondenzát vyvolává snadněji korozi a postupné poškození mechanických dílů, které nakonec vyústí ve zničení přístroje. Korozí poškozený proudový chránič může způsobit nepřípustné zvýšení míry ohrožení osob, zvířat nebo majetku.

Obr. č. 4 - Funkční schéma proudového chrániče

Vysvětlivky: M - spínací mechanismus, A - diferenciální relé,
n - sekundární vinutí, W - součtový transformátor, T - testovací tlačítko

Vraťme se na chvíli k principu funkce proudového chrániče. Proudový chránič v žádném případě neumí omezit velikost proudu procházejícího tělem. Ten je omezen pouze impedancí uzavřené proudové smyčky. Například při doplňkové ochraně a při přímém dotyku postiženého s částí, která je pod proudem, neomezí chránič proud na maximálně normou požadovaných 30 mA. Ochrání nás pouze velmi rychlým odpojením od zdroje napětí. Vypínací časy nezpožděných proudových chráničů se pohybují při I_Δn v rozmezí jednotek až desítek milisekund. A opravdu rychle může vypnout pouze proudový chránič, jehož vnitřní mechanické díly nejsou korozí slepeny do jednoho nefunkčního celku.

Obr. č. 5 - Doplňková ochrana proudovým chráničem

Vysvětlivky: FI - proudový chránič, R_M - elektrický odpor lidského těla,
I_M - proud procházející lidským tělem, R_st - odpor stanoviště

Jak zabránit kondenzaci vzdušné vlhkost uvnitř proudového chrániče? Je samozřejmě možné vyrábět "plynotěsné" proudového chrániče. Jejich cena by byla neúměrně vysoká, a tak se vývoj zaměřil jiným směrem. Stačí totiž udržet teplotu kovových částí pouze o několik °C vyšší než je teplota okolí, čímž se zabrání kondenzaci vodních par a vzniku koroze. Můžeme tak odstranit jednu z hlavních příčin vážných poškození proudových chráničů.

Tak lze velice zjednodušeně popsat patentované řešení ochrany proudových chráničů řady Sigres společnosti Siemens. Pomocí vnitřního topného článku o malém výkonu (2-pólový přístroj maximálně 320 mW a 4-pólový 400 mW) je dosaženo vyšší teploty vnitřních kovových částí. Ohřev probíhá i když je proudový chránič vypnut. Je ovšem potřeba upozornit na nutnost dodržení předepsaného zapojení - přívod energie na spodní svorky.

Obr. č. 6 - Proudový chránič Siemens 5SM3 Sigres

Nepomůže Vám náhodou při montáži N-pól proudového chrániče vlevo?

Při některých jednodušších zapojeních se používá jeden proudový chránič současně s několika jističi pro jednotlivé vývody. V České republice není obvyklé používat 1+N a 3+N pólové jističe, a proto je nutné využít speciální propojovací systémy, které vynechávají N-pól. To vede k rezervám o šíři jednoho modulu mezi přístroji v řadě na přístrojové liště.

Obr. č. 7 - Příklad zapojení proudového chrániče s N-pólem vpravo

Jednoduchým řešením je použití proudových chráničů s N-pólem vlevo. Nic už potom nebrání použít standardní propojovací systém.

Obr. č. 8 - Příklad zapojení proudového chrániče s N-pólem vlevo