Prevence proti požárům: obloukové ochrany AFDD
V Evropské unii jsou evidovány přibližně 2 miliony požárů ročně. Víte, že přibližně jedna třetina z nich je způsobena závadou elektrické instalace? Elektrická instalace není nesmrtelná a stárne dokonce rychleji než člověk. V průběhu času se začínají projevovat drobné poruchy, které musí jednou nutně vyústit v havárii instalace jako takové. Je reálné elektroinstalaci opakovaně kontrolovat? Nebo lze monitorovat její stav průběžně?
Stejnými slovy jsme uváděli náš článek na sklonku roku 2018. A proč vlastně ne? Za 15, 16 měsíců se toho nezměnilo tolik, abychom mohli prohlásit, že elektroinstalace nestárne.
Předloni jsme vysvětlili důvody uvedení obloukových ochran (AFDD) na trh, k čemu přístroje jsou, jaké poruchy vypínají, jak fungují, kde je vhodné je použít a jaké varianty existují. Pro ucelený pohled na tuto problematiku si neváhejte loňský článek přečíst.
V aktuálním článku se blíže zaměříme na téma sériových a paralelních poruchových oblouků, které mohou v rámci nekontrolovatelného hoření zapálit hořlavé materiály a v konečném důsledku způsobit požár objektu.
PORUCHOVÉ OBLOUKY
Poruchové oblouky dělíme podle vztahu k zátěži na paralelní a sériové.
Obr. 1 Paralelní a sériové oblouky v elektroinstalaci
Paralelní poruchové oblouky
Vznikají mezi jednotlivými vodiči. Většinou jsou způsobeny sníženou izolací, např. izolací degradovanou stářím. Rozlišujeme dva typy paralelních poruchových oblouků.
Paralelní poruchový oblouk mezi fázovým vodičem a ochranným vodičem.
Obr. 2 Paralelní oblouk mezi L-PE
Tyto oblouky jsou schopny detekovat a včas vypnout proudové chrániče. Pro zajištění ochrany proti požáru stačí instalovat proudový chránič s reziduálním proudem maximálně 300 mA.
Paralelní poruchový oblouk mezi fázovými vodiči nebo fázovým vodičem a nulovým vodičem.
Obr. 3 Paralelní oblouk mezi L-L / L-N
Tyto oblouky nejsou schopny proudové chrániče detekovat a vypnout, proud oblouku „neodtéká“ mimo obvod proudového chrániče, a tak se z pohledu chrániče nejedná o chybu. Problematická je i reakce jističe. Aby jistič vyhodnotil tento poruchový oblouk jako poruchu, musel by proud obloukem dosahovat několikanásobku jmenovitého proudu jističe. V opačném případě jistič nezareaguje a instalace zahoří.
Sériové poruchové oblouky
Vznikají v rámci jednoho vodiče na místě, kde je vodič přerušený, poškozený, nebo na nekvalitních spojích, jako jsou například povolené či nedotažené svorky.
Obr. 4 Příklad sériového oblouku
Sériové poruchové oblouky nedokáží vypnout ani proudové chrániče, ani jističe. Proudový chránič reagovat nemůže, protože žádný proud neuniká z obvodu. Jistič také nemůže reagovat, protože hodnota proudu oblouku dosáhne maximálně hodnoty provozního proudu zátěže, což je z pohledu jističe standardní situace.
Podmínky zapálení a hoření oblouku
Ne každý oblouk je schopen něco zapálit. K zapálení okolních hořlavých předmětů je třeba stabilní plamen.
Rozlišujeme tři druhy plamenů:
- první plamen (> 5 ms)
- významný plamen (> 50 ms)
- stabilní plamen (> 500 ms)
Graf na obrázku 5 znázorňuje vliv proudu zátěží na pravděpodobnost výskytu jednotlivých druhů plamene
Obr. 5 Závislost pravděpodobnosti výskytu plamene na proudu zátěží
Poruchový stav při proudu oblouku < 3 A
V oblasti nízkých hodnot proudu obvodem (pod 3 A) je energie vytvořená obloukem dvakrát až třikrát nižší než energie nezbytná k vytvoření významného plamene. Většina energie je spotřebována na teplo a záření. U proudů nižších než 2 A nemá ani stabilní plamen dost síly na to, aby způsobil vznícení hořlavého materiálu.
Poruchový stav při proudu oblouku mezi 3 a 10 A
Pravděpodobnost výskytu poruchových oblouků je nejvyšší právě v tomto rozmezí proudů obvodem. Do této kategorie patří většina domácích elektrospotřebičů. Oblouk má mnohem vyšší energii, než je tomu v případě nízkých proudů. Dochází k podstatně rychlejšímu zuhelnatění izolace a stabilizaci oblouku. Po několika sekundách se vytvoří stabilní plamen.
Poruchový stav při proudu oblouku > 10 A
Výkon oblouku je tak vysoký, že je odpařován zuhelnatělý materiál izolace. Pravděpodobnost výskytu významných a stabilních plamenů klesá. Navíc jsou sériové oblouky díky uvolněné energii schopny roztavit měděný materiál a svařit tak dvě části přerušeného vodiče zpět k sobě. Ale i přesto, že jsou stabilní oblouky nad 10 A vzácné, mohou se krátké a silné plameny objevit a potom představují vážné nebezpečí
Závěr
Ochranné přístroje, jako jsou jističe nebo proudové chrániče, nejsou schopny zachytit všechny oblouky, které mohou v obvodech vzniknout. Oblouky jako takové mohou způsobit zapálení hořlavého materiálu v okolí a způsobit požár.
Ozývá se spousta hlasů, že obloukové ochrany jsou další výmysl výrobců, aby měli na čem vydělávat, ale je to opravdu tak? Všechny sériové i paralelní poruchové oblouky v rozmezí proudů 1,5 až 40 A je schopna detekovat a vypnout pouze oblouková ochrana AFDD, a to díky monitorování průběhu proudu a vyhodnocování jeho vlastností v reálném čase. Jedná se tedy o inteligentní přelomové řešení v ochraně před požárem. Žádný jiný přístroj není schopen tak komplexní ochranu nabídnout.
Každý si může udělat svůj logický závěr a rozhodnout se, jestli obloukovou ochranu použije. Vyplatí se riskovat zahoření objektu, když existuje technologická novinka, které je schopna toto riziko podstatně snížit?
