Dvoupólový jistič: k čemu slouží a jak ho zapojit?

Automatické systémy pro ochranu elektrických obvodů, které nahradily pojistky, se široce používají nejen v rozvětvených sítích průmyslových podniků, ale i v domácích elektroinstalacích. Tyto automaty jsou kompaktní, spolehlivé a snadno se ovládají. Elektrické vedení domácí sítě můžete chránit pomocí jednopólových automatů. Často se však vyskytují případy, kdy je pro úplnou ochranu elektrických instalací nutné instalovat dvoupólový automat. Někdy lze složitou elektrickou síť chránit výhradně pomocí skupinových automatů.

Zvláštností vícepólových jističů je, že odpojují několik vedení současně. Tato vlastnost je velmi užitečná v třífázových obvodech, protože odpojení pouze jednoho fázového vodiče může vést k poruše elektromotorů a dalších zařízení. Podobné problémy ve dvouvodičovém obvodu se řeší pomocí dvoupólových jističů.

Zařízení a princip činnosti

Konstrukce dvoupólového spínače je identická s jednopólovým jističem. Jinými slovy, toto zařízení se skládá ze dvou jednopólových jističů kombinovaných v jednom krytu. Jeho zvláštností je, že u těchto ochranných zařízení se v nouzových situacích obě chráněná vedení automaticky odpojí současně. V principu lze elementární dvoupólový jistič vyrobit svépomocí pevným spojením ovládacích pák dvou jednopólových spínačů pomocí lišty.

Pozor! Je zakázáno nahrazovat dvoupólový jistič dvěma samostatně pracujícími jednoduchými spínači! Také se nevyplatí používat jednotlivé spínače propojené propojkou jako dvoupólový jistič. Konstrukce dvoupólového jističe obsahuje také blokovací mechanismus, který u „vylepšeného“ zařízení vyrobeného z jednopólových jističů chybí.

Pro pochopení struktury a principu fungování dvoupólového jističe stačí pochopit strukturu jednopólového jističe. Nejjednodušší takové zařízení se skládá z bimetalické desky a konstrukce pro napínací a vypínací mechanismus. Mimochodem, přesně takto vypadaly zastaralé jističe. Struktura takového spínače je znázorněna na obrázku 1.

V situacích ekvivalentních zkratu nebo dlouhodobému přetížení v jednofázových obvodech se bimetalická deska zahřeje a v důsledku deformace působí na ovládací páku konstrukce. Spustí se ochranný vypínací mechanismus a obvod se přeruší.

Princip činnosti tohoto zařízení je velmi jednoduchý. Když jmenovité hodnoty proudu překročí povolené parametry, tepelná spoušť aktivuje pohyblivý kontakt a obvod se přeruší. Mechanismus pro odpojení napájení může fungovat ve dvou případech – při přetížení nebo v důsledku zkratu. Pro připojení napájení je nutné odstranit příčinu vypínacích proudů a poté stroj zapnout stisknutím ovládací páky.

Schéma ovládání je jednoduché a spolehlivé. Má však značnou nevýhodu: stroj nereaguje na svodové proudy, takže nemůže chránit před úrazem elektrickým proudem ani zabránit vznícení kabeláže v případě jiskření. Pro úplnou ochranu jsou nutná další zařízení.

Moderní dvoupólové rozvaděče nemají zmíněnou nevýhodu. Obrázek 2 znázorňuje strukturu takového jističe. Jeho konstrukce má jeden důležitý detail – elektromagnetické vypínací zařízení. Taková dvoupólová zařízení kombinují funkce konvenčních diferenciálních jističů a proudových chráničů (RCD).

Díky elektromagnetickému uvolnění reaguje mechanismus napínání a vypínání dvoupólového stroje na svodové proudy. Jedná se o stejné blokovací zařízení, které bylo popsáno výše.

Princip fungování elektromagnetické spouště.

Ve dvouvodičovém vedení teče proud ve dvou opačných směrech – v jednom směru podél fázového vodiče a v druhém směru podél nulového vodiče. Při jmenovitém napětí jsou magnetické toky v cívkách solenoidů, indukované stejnými protiproudy, kompenzovány. Výsledný magnetický tok je proto nulový.

Jakmile se však objeví netěsnost, rovnováha se naruší a výsledný magnetický tok vtáhne tyč do solenoidu. Ten následně aktivuje páky mechanismu napínání a vypínání. Dvoupólový jistič rozpojí 2 póly bez ohledu na to, který z vodičů má netěsnost nebo zkrat. Proudový chránič se spustí v reakci na změnu parametrů diferenciálních proudů.

Jmenování

V případě jednoobvodového elektrického obvodu, často používaného v elektrifikaci domů, se nedoporučuje používat k ochraně sítě dvoupólové jističe. Tento úkol je úspěšně řešen jednopólovými spínači, protože není nutné současně odpojovat různé segmenty obvodu. V jednofázovém zapojení s uzemněným nulovým vodičem, kdy jsou všechny nulové vodiče zkratovány na nulové sběrnice, lze použít i jednoduché spínače.

Zcela jiná situace nastává, když některé zařízení nelze připojit k jednomu společnému obvodu. Například pokud se transformátor používá k napájení skupiny elektrických zařízení, pak je dvoupólový jistič nepostradatelný. Vysvětlení je jednoduché – na výstupu transformátoru není fáze ani nula. Přerušení elektrického proudu na jednom z vodičů nevylučuje přítomnost napětí na druhém. Pouze současné odpojení obou pólů zajišťuje bezpečnost zařízení.

Instalace dvoupólového chrániče umožňuje kombinovat úkoly diferenciální ochrany a proudového chrániče v jednom zařízení. V tomto případě již není nutné instalovat samostatná diskrétní ochranná vypínací zařízení.

Čtyřpólové jističe pracující v třífázových sítích s nulovými vodiči fungují na podobném principu. Třípólové jističe chrání třífázové zátěže před zkraty.

Mimochodem, elektroinstalační předpisy nezakazují použití dvoupólových spínačů jako vstupních jističů. Mohou být také použity k ochraně skupinových a individuálních zátěží. Za žádných okolností by však přes toto zařízení neměly být připojeny zemnící vodiče. Nezapomeňte, že přerušení PE vodiče je povoleno pouze při vytahování zástrčky ze zásuvky.

Výhody a nevýhody

Dvoupólové jističe zajišťují ovládání vedení s jednofázovým napájením a také ochranu zařízení pracujících v třífázových obvodech.

Mezi výhody těchto zařízení patří:

• spolehlivá ochrana domů, kanceláří a průmyslových prostor před přepětím v síti;
• schopnost ovládat výkon jednotlivých elektrických spotřebičů a instalací;
• snadná instalace a údržba. Dvoupólové vodiče AB jsou ideální pro větvení a strukturování elektroinstalace v elektrických rozvodech prostor.

Hlavní výhodou samozřejmě je, že dvoupólový jistič současně odpojí dva vodiče od napětí, bez ohledu na to, ve kterém z nich k nehodě došlo. To zaručuje úplnou absenci napětí v ochranných vodičích.

Mezi nedostatky lze uvést:

• možnost poruchy kabelu při současném zapnutí dvou zatížených vedení;
• ve vzácných případech, pokud selže tepelná spoušť, může dojít k samovolnému odpojení napájení i v režimu jmenovitého napětí;
• nutnost výběru dvoupólových jističů v souladu s vypočítanými parametry sítě. Pokud je citlivost spínače nadhodnocena, často dojde k jeho vypnutí bezdůvodně a pokud je rychlost odezvy na nestandardní situaci podhodnocena, jistič si přetížení sítě nevšimne.

Vzhledem k jedinečným výhodám je použití dvoupólových spínačů opodstatněné i s ohledem na existující pravděpodobnosti projevu uvedených nevýhod.

Schémata instalace a připojení

Montáž zařízení na DIN lištu je velmi jednoduchá. Na zadní straně zařízení jsou k tomuto účelu speciální úchyty (západky) (obr. 3). Připojení vodičů ke svorce zařízení také není obtížné: vodiče se snadno upínají šrouby na svorkách zařízení. Ve výchozím nastavení jsou vstupní vodiče připojeny k horním svorkám a výstupní vodiče k dolním.

Obecně přijímané schéma zapojení vypadá takto:

1. Před elektroměrem je instalován vstupní spínač AB.
2. Za elektroměrem s jednofázovým vstupem je instalován dvoupólový AB.
3. Pokud je k dispozici třífázový vstup, použije se třípólový nebo čtyřpólový jistič v závislosti na schématu zapojení nulových vodičů.

Ve složitých rozvětvených obvodech může být několik dvoupólových spínačů, po kterých je na každé větvi instalován další jednopólový jistič. Příklad takového obvodu se společnou nulovou sběrnicí je znázorněn na obrázku 4. Všimněte si, že pro fázový vstup se používá dvoupólový jistič. V tomto obvodu nejsou žádná další vstupní zařízení.

Jak vybrat dvoupólový spínač?

Aby jistič plně poskytoval potřebnou ochranu, je nutné k jeho výběru přistupovat vyváženě. Hlavní je neudělat chybu s jmenovitým proudem. K tomu je třeba znát jmenovité zatížení, které plánujete k zařízení připojit.

Proud v obvodu chráněném jističem se vypočítá pomocí vzorce: I = P/U, kde P – jmenovité zatížení a U – napětí v síti.

Například: Pokud je k zařízení připojena lednička o výkonu 400 W, rychlovarná konvice o výkonu 1500 W a dvě žárovky o výkonu 100 W, pak P = 400 W + 1500 W + 2 × 100 = 2100 W. Při napětí 220 V bude maximální proud v obvodu: I=2100/220= 9.55 A. Nejbližší jmenovitý proud jističe k tomuto proudu je 10 A. Ale v našich výpočtech jsme nezohlednili odpor zapojení, který závisí na typu vodičů a jejich průřezu. Proto kupujeme spínač s vypínacím proudem 16 ampérů.

Poskytujeme tabulku, která pomáhá určit výkon sítě, který je třeba vzít v úvahu při výpočtu síly proudu.

Pomocí tabulky můžete s velkou přesností vypočítat požadované parametry dvoupólového jističe.

Pokud jde o obchody, kde je můžete koupit, zaměřte se na ceny a sortiment. Ze seznamu výrobců můžeme doporučit například značku Legrand.

Často kladené otázky čtenářů

Je v systému TN-C povolen dvoupólový jistič na vstupu?

Ano, je to docela povoleno, navíc doporučuji instalaci u vchodu do domu nebo bytu. Dvoupólový spínač je vynikající komutátor, protože na rozdíl od jednopólového spínače umožňuje současné přerušení fázového i nulového vodiče.
To je výhodné, protože napětí nelze ze sítě dodávat přes žádnou ze svorek.

Faktem je, že v praxi se často vyskytují případy, kdy kvůli svévoli sousedů nebo zármutku elektrikářů mohou svorky ve vašem domě změnit umístění. V takové situaci jednopólový automatický spínač na vstupu odpojí nikoli fázový vodič, ale nulový vodič. Což výrazně zvyšuje pravděpodobnost úrazu elektrickým proudem, jak jste již pochopili, systém s dvoupólovým automatickým spínačem na vstupu tuto nevýhodu postrádá.

Pokud tento problém zvažujete z hlediska elektroinstalačního řádu, rád bych vás upozornil na bod 6.6.28, který uvádí:

V tří- nebo dvouvodičových jednofázových vedeních sítí s uzemněným nulovým vodičem lze použít jednopólové spínače, které musí být instalovány v obvodu fázového vodiče, nebo dvoupólové spínače, přičemž musí být nemožné odpojit jeden nulový pracovní vodič bez odpojení fázového vodiče.

Konstrukce dvoupólového jističe plně splňuje tento požadavek, protože v něm jsou současně přerušeny fázové i nulové vodiče. Nahrazení jednoho dvoupólového jističe dvěma jednopólovými jističi však rozhodně není možné, protože takové schéma umožní přerušení nulového vodiče bez odpojení fázového vodiče, což je v rozporu s požadavky článku 6.6.28 elektroinstalačního řádu.

Seznam použité literatury

• Kuzněcov R.S. „Zařízení pro distribuci elektrické energie pro napětí do 1000 V“ 1970
• Bul B.K. „Základy teorie elektrických zařízení“ 1970
• E.D. Telmanova „Elektrická a elektronická zařízení“ 2010

Sdílejte na sociálních sítích

Komentáře a recenze (9)

Alex

Střídavý proud protéká fázovým a nulovým vodičem v obou směrech, protože je střídavý a mění svůj směr 50krát za sekundu. Popis dvoupólového jističe, který údajně monitoruje únik proudu, obsahuje nesprávné vysvětlení. Je zobrazen jistič s kombinovanou ochranou. Tepelná ochrana pracuje z ohřevu bimetalické desky a je spouštěna přetížením a zkraty se zpožděním až 1 sekundy. Elektromagnetická ochrana se při zkratu spustí téměř okamžitě. V proudovém chrániči se používá proudový transformátor s nulovou složkou. To znamená, že při absenci úniku proudu do UZEMNĚNÍ nedochází mezi fází a nulovým vodičem, ale konkrétně do země. V zobrazených schématech zapojení proudový chránič neodpojí zařízení v případě fázového průrazu na tělese zařízení, protože nedochází k úniku do země. Proudy v nulovém a fázovém vodiči jsou stejné, indukované magnetické toky v proudovém transformátoru jsou kompenzovány, napětí na vypínací cívce je nulové, těleso zařízení zůstává pod napětím. A pouze tehdy, když se ho dotkne osoba, jejíž tělo má kontakt se zemí (vodivá podlaha, současný kontakt s tělem zařízení a vodovodním potrubím, topným tělesem), dochází k úniku proudu lidským tělem. A v závislosti na tom, jaký proudový chránič je instalován (spouštěcí proud, doba vypnutí), bude záviset nebezpečí vystavení osoby proudu. 0,01 ampéru je považováno za nebezpečné, 0,1 ampéru může vést k smrti. A pokud jsou zařízení uzemněna, dojde k vypnutí v okamžiku průrazu izolace na těle zařízení. Pokud zemnící vodič nepřijde, je nutné na vstupu do vstupního automatu rozdělit nulový vodič na pracovní nulový vodič a ochranný nulový vodič. Pracovní vodič připojíme ke vstupu vstupního automatu a ochranný nulový vodič k uzemňovací sběrnici, ke které třetím vodičem připojíme uzemňovací svorky zásuvek.

Vladimir

Alexeji, prosím o radu – chci použít dvoupólový jistič jako dvojitý spínač pro dvě zařízení, která fungují samostatně, ale měla by být zapnuta pouze současně (fázi na nich zapínám přes dvoupólový spínač, nulu přímo). Spotřeba proudu těchto dvou zařízení je odlišná (10 A a 0,2 A). Bude dvoupólový spínač aktivován v případě nehody pouze v jednom obvodu, například v obvodu 0,2 A?

h

No, na obrázku 2 máte zobrazený běžný jistič, ne to, co píšete v článku. Navíc dvoupólový nereaguje na úniky, protože uvnitř není žádný proudový chránič.

Radik

Dobrý den!
Mám dvoupólový jistič od ABB, záleží na tom, kam připojit fázi? Vpravo nebo vlevo?

Alex

Nevadí, hledejte co nejracionálnější uspořádání vodičů, aby došlo k co nejméně křížením a překrýváním.

Konstantin Smirnov

Jsou proudový chránič, diferenciální jistič a dvoupólový spínač totéž?

Dmitry

Nepochopil jsem vaši otázku. Proudový chránič je a priori dvoupólový. Ano, stroj reaguje na střídavý sinusový diferenciální proud, takže je diferenciální.

Alex

Dmitrije, právě jsi napsal jeden velký nesmysl o kombinaci funkcí diferenciálního jističe a proudového chrániče v „moderních dvoupólových zařízeních“. Diferenciální jistič je kombinací jističe a proudového chrániče v jednom zařízení. Proto je fráze o kombinaci funkcí jednoduše nesprávná.
Dále. Existují dvoupólové spínače 2P a 1P+N (což jsou diferenciální spínače). Čisté 2P spínače odpojují 2 vodiče najednou – na vstupu, v obvodech s transformátory, pro ochranu a ovládání obvodů se současným připojením napájení. 1P+N spíná pouze fázový vodič. V publikaci není jasné rozdělení.

Makarov Dmitrij (expert)

Ano, máte pravdu, v článku je překlep, diferenciální jistič je kombinací klasického jističe a proudového chrániče.
Pokud jde o značení dvoupólových jističů nebo diferenciálních jističů, první možnost – 2P platí jak pro klasický jistič, který vybavuje nadproudovým zatížením nebo zkratovými proudy, tak i pro diferenciální jistič. Pokud uvažujeme druhou možnost značení 1P+N, platí pouze pro diferenciální jističe a tento článek uvažuje dvoupólové jističe a diferenciální jističe pouze jako jejich vylepšenou verzi. Proto nebyla v tomto článku problematika označování počtu pólů v takovém rozsahu probrána.