Elektrická zařízení a sítě

1. Rozdělení a pojmy

Elektrické zařízení je zařízení, které ke své činnosti nebo působení využívá účinků elektrických nebo elektromagnetických jevů. Elektrická zařízení nebo jejich části se skládají z následujících částí:

   - Elektrický obvod - soustava vodičů a jiných prvků, kterou může protékat elektrický proud.

   - Elektrická instalace - sestava vzájemně spojených elektrických předmětů a částí zařízení v daném prostoru nebo místě.

   - Elektrický předmět - konstrukční část, sestava nebo celek, která se připojuje, nebo zapojuje do elektrického obvodu.

Elektrická zařízení se podle účelu dělí na:

   - Silová zařízení - elektrická zařízení sloužící k výrobě, přeměně, přenosu a rozvodu elektrické energie a k její přeměně v práci nebo jiný druh energie.

   - Sdělovací zařízení - elektrická zařízení sloužící k přenosu, zpracování, záznamu a reprodukci informací v jakékoliv formě.

   - Řídící zařízení - elektrická zařízení, která slouží k ovládání, měření, řízení ochrany, sledování a kontrole ostatních elektrických a neelektrických zařízení.

   - Zvláštní zařízení - elektrická zařízení, která slouží zvláštním účelům, jiným než zařízení silová, sdělovací nebo řídící.

Elektrické zařízení se posuzuje jako celek podle účelu, kterému má sloužit. Silové zařízení může obsahovat část sdělovací a řídící. Sdělovací, řídící i zvláštní zařízení může obsahovat část silovou.

Rozdělení elektrických zařízení podle napětí

Elektrická zařízení se podle druhu proudu dělí na zařízení:

      a) stejnosměrná (ss)

      b) střídavá (st): 

            - silová zařízení se dělí na jednofázová, třífázová a vícefázová, dále na:

                  nízkofrekvenční (nf)............do 60 Hz

                  středofrekvenční (sf)...........nad 60 Hz do 10 kHz

                  vysokofrekvenční (vf)..........nad 10 kHz (do 30 Mhz včetně)

            - sdělovací zařízení se dle kmitočtu proudu nebo elektromagnetického vlnění dělí na:

                  nízkofrekvenční (nf)............do 9 kHz včetně

                  vysokofrekvenční (vf)..........nad 9 kHz do 3 THz 

Elektrická zařízení se podle nebezpečí úrazu elektrickým proudem dělí na:

     - slaboproudá - zařízení, v nichž při obvyklém užívání nemohou vzniknout proudy nebezpečné osobám, užitkovým zvířatům, majetku a věcem.

    - silnoproudá - při obvyklém provozu mohou vzniknout proudy nebezpečné osobám, užitkovým zvířatům, majetku a věcem

Elektrická zařízení se podle provozní spolehlivosti dělí na:

   a) zařízení se zvýšenou provozní spolehlivostí - zařízení, jejichž výhradním nebo hlavním účelem je zabezpečení lidských životů, zajištění chodu důležitých zařízení, nebo objektů. Musí být postavena a provozována tak, aby se vyloučila jejich selhání.

     b) zařízení s obvyklou provozní spolehlivostí - zařízení jejichž selhání může způsobit podstatné ohrožení a zastavení výroby, ale neohrožují životy osob.

     c) jednoduchá zařízení - zařízení, jejichž selhání neohrožuje lidské životy ani výrobu

2. Značení vodičů barvami nebo číslicemi

Značením vodičů barvami nebo číslicemi se zabývají normy ČSN 33 0165 a ČSN EN 60446. Cílem všeobecných pravidel stanovených těmito normami je vyhnout se nejednoznačnosti a zajistit bezpečnou práci v případech, kdy jsou žíly kabelů a samostatné izolované a holé vodiče v zařízeních a instalacích značeny barvami nebo číslicemi.

Značení izolovaných vodičů a kabelů

černá, hnědá - fázový nebo krajní vodič

zelená/žlutá - ochranný vodič, barvy zelená a žlutá nesmějí být použity v jiné kombinaci, než je tato

světlemodrá - střední nebo neutrální vodič

Číselné kódy barev

č - černá; h - hnědá; m - modrá; z/ž - zelená/žlutá

Kódové označení vodičů

Jednotlivá provedení vícežilových vodičů a kabelů se z hlediska druhu žil obsažených ve vodiči značí kódem, v němž číslice značí celkový počet žil a písmeno složení vodiče (kabelu).

Doporučené barevné označení žil šňůr a ohebných kabelů

č - černá; h - hnědá; m - modrá; z/ž - zelená/žlutá

Vnitřní spoje elektrických předmětů a zařízení

Pro vnitřní spoje se doporučuje užít jediné barvy, přednostně černé

Označení číslicemi

Číselné označení se používá pro označování vodičů a vodičů ve svazku, kromě označení vodičů barevnou kombinací zeleno/žlutá. Toto označení musí být provedeno arabskými číslicemi silně kontrastními k barvě izolace. Toto označení musí být dobře čitelné a trvanlivé. Pokud jsou použity samostatně stojící číslice 6 a 9, musí být podtrženy.

3. Označováním svorek zařízení a konců vodičů

Označováním svorek zařízení a konců vodičů se zabývá norma ČSN EN 60445 ed. 3.

Obecná pravidla pro písmenno-číslicový systém

Pro písmenno-číslicový kód se musí používat pouze velká písmena latinské abecedy a arabské číslice. Aby se předešlo nejasnostem, které se týkají číslic 1 a 0, nesmí se používat písmena I a O (může se použít "+" a "-").

Zásady značení

Dva koncové body prvku se rozlišují po sobě jdoucími referenčními číslicemi, přičemž liché číslice jsou nižší než sudé číslice (viz obrázek 1). Mezilehlé body jednoho prvku se rozlišují referenčními číslicemi, přičemž tyto číslice musí být vyšší než číslice vybrané pro koncové body; číslování jimi začíná v bodě, který leží nejblíže ke koncovému bodu s nižší referenční číslicí (viz obrázek 2).

V případě, že je několik prvků sloučeno do skupiny, potom se pro jejich označení použije následující značení:

  - dva koncové body a mezilehlé body, pokud existují, se rozlišují písmeny předřazenými před referenčními číslicemi, např U, V, W, které odpovídají fázím v trojfázové AC síti (viz obrázek 3);

   - pokud označení fází není nutné nebo možné, dva koncové body a mezilehlé body, pokud existují, se rozliší číslicemi, které jsou předřazeny před referenčními číslicemi. Tyto číslice se oddělují tečkou (viz obrázek 4).

Podobné skupiny prvků se stejnými referenčními písmeny se rozlišují číslicí předřazenou před referenčními písmeny (viz obrázky 5a a 5b)

Obrázek 6 znázorňuje propojení svorek zařízení a určitých vybraných vodičů označených s použitím písmenno-číslicového zápisu.

Značení svorek zařízení určených pro určité vybrané vodiče a značení konců těchto vodičů

Svorky zařízení, které jsou určeny pro přímé nebo nepřímé připojení určitých vybraných vodičů a konců určitých vybraných vodičů musí být označeny referenčními písmeny nebo grafickými značkami podle následující tabulky.

4. Třídy ochran elektrických zařízení

Koordinace elektrického zařízení a ochranných prostředků v elektrické instalaci

Koordinaci elektrického zařízení a ochr. prostředků v el. instalaci definuje norma ČSN EN 61140 ed. 3. Ochrany je dosaženo kombinací konstrukčního uspořádání zařízení a přístrojů spolu se způsobem instalace.

Zařízení třídy ochrany 0

Zařízení se základní izolací jako prostředkem základní ochrany a bez jakéhokoliv opatření pro ochranu při poruše. Všechny vodivé části, které nejsou od nebezpečných živých částí odděleny alespoň základní izolací, se musí posuzovat jako nebezpečné živé části.

Zařízení třídy ochrany I

Zařízení se základní izolací jako prostředkem základní ochrany a ochranným pospojováním jako prostředkem ochrany při poruše. Neživé části zařízení musí být spojeny se svorkou ochranného pospojování. 

Zařízení třídy ochrany II

Zařízení se základní izolací jako prostředkem základní ochrany a přídavnou izolací jako prostředkem při poruše, nebo ve kterém je základní ochrana a ochrana při poruše zajištěna zesílenou izolací.

Zařízení třídy ochrany II musí být v blízkosti údajů o napájení označeno grafickou značkou  .

Zařízení třídy ochrany III

Zařízení spoléhající na omezení napětí na hodnoty FELV jako prostředek základní ochrany, které nemá žádný prostředek ochrany při poruše. Zařízení musí být navrženo pro připojení ke jmenovitému napětí nepřesahujícímu AC 50 V nebo DC 120 V.

Zařízení třídy ochrany III nesmí být opatřeno prostředky pro připojení ochranného vodiče. Může být opatřeno prostředky pro připojení uzemnění z pracovních (jiných než ochranných) důvodů.

Zařízení musí být označeno grafickou značkou .

Použití zařízení v nízkonapěťové instalaci

5. Elektrické rozvodné sítě

Rozdělení elektrických sítí upravuje norma ČSN 33 2000-1. Značení sítí se provádí podle pracovních vodičů a podle způsobu uzemnění. Podle pracovních vodičů se sítě dělí na střídavé a stejnosměrné. Druhy střídavých rozvodných sítí podle pracovních vodičů:

        - Jednofázové                    - Dvoufázové                   - Třífázové

         - 2vodičové *                     - 3vodičové                       - 4vodičové *

         - 3vodičové *                     - 4vodičové                       - 5vodičové *

* - požívané v ČR

Podle způsobu uzemnění se sítě označují písmenným kódem, kde:

   a) prvé písmeno vyjadřuje vztah sítě a uzemnění

       T - bezprostřední spojení jednoho bodu sítě se zemí

       I - oddělení všech živých částí od země, nebo spojení jednoho bodu sítě se zemí přes velkou impedanci

   b) druhé písmeno vyjadřuje vztah neživých částí v rozvodu a uzemnění

       T - přímé spojení neživých částí se zemí

       N - přímé spojení neživých částí s uzemněným bodem sítě (obvykle střed, resp. uzel zdroje)

   c) další písmeno (písmena), pokud existují, vyjadřují uspořádání ochranných a středních vodičů

       S - funkce ochranného vodiče je zajišťována vodičem vedeným odděleně od středního vodiče

       C - funkce ochranného a středního vodiče je sloučena do jediného vodiče (do vodiče PEN)

Pracovní uzemnění (PU) zajišťuje správnou činnost a bezpečnost provozu jako celku.

Ochranné uzemnění (OU) je přímé spojení chráněné části se zemí.

Sítě TN

Sítě TN patří k nejběžnějším sítím v ČR. Neživé části elektrických zařízení jsou spojeny

prostřednictvím ochranného vodiče s jedním uzlem sítě, který je uzemněn.

Podle uspořádání středního a ochranného vodiče dělíme tyto sítě následujícím způsobem takto:

    - TN - S v celé síti je ochranný vodič veden odděleně,

    - TN - C funkce středního a ochranného vodiče jsou sloučeny do jednoho vodiče (PEN vodič),

   - TN - C - S v části sítě jsou funkce středního a ochranného vodiče sloučeny do jednoho vodiče (PEN vodič), v další části sítě jsou střední a ochranný vodič vedeny odděleně a již nesmí být vzájemně spojovány.

Síť TN-C. Trojfázová síť s přímo uzemněným uzlem zdroje (1) a s kombinovaným vodičem ochranným a středním - vodičem PEN. Vodič PEN je přizemněn (2). K síti jsou pevně připojeny trojfázové (a, b) spotřebiče a jednofázový (c) spotřebič třídy I.

Síť TN-S. Trojfázová síť s přímo uzemněným uzlem zdroje (1) a se samostatnými vodiči - ochranným (PE) a středním (N). Ochranný vodič je přizemněn (2). K síti jsou pevně připojeny trojfázové (a, b) spotřebiče a jednofázový (c) spotřebič třídy I.

Síť TN-C-S. Trojfázová síť s přímo uzemněným uzlem zdroje (1), v první části sítě plní vodič PEN současně funkci ochranného i středního vodiče, ve druhé části je vodič PEN rozdělen na ochranný (PE) a střední (N) vodič. Ochranný vodič (2), místo rozdělení vodiče PEN (3) i vodič PEN mohou být přizemněny. K síti jsou pevně připojeny trojfázové spotřebiče jak k prvé (a, b), tak i ke druhé části (c) sítě.

Sítě TT

Síť TT má jeden bod přímo uzemněný (PU) a neživé části připojených elektrických zařízení jsou v této síti spojeny přímo se zemí (OU) zemniči nezávislými na uzemnění sítě (PU).

Síť TT. Trojfázová síť s přímo uzemněným uzlem zdroje (1) s vyvedeným středním vodičem (N) - pro připojení spotřebiče (c) nemusí být střední vodič vyveden. Neživé části trojfázových (a, c) i jednofázového (b) spotřebiče mají samostatné ochranné uzemnění.

Síť TT. Trojfázová síť s přímo uzemněným uzlem zdroje (1) s vyvedeným středním vodičem (N) - pro připojení spotřebiče (b) nemusí být střední vodič vyveden. Pro připojení neživých částí několika (skupiny) spotřebičů je veden a samostatně uzemněn (5) skupinový ochranný vodič PE.

Sítě IT

Síť IT má všechny živé části izolovány od země nebo jeden uzel spojený se zemí přes velkou impedanci. Neživé části připojených elektrických zařízení jsou spojeny se zemí uzemněním, a to jednotlivě nebo po skupinách (OU).

Síť IT. Trojfázová síť s izolovaným, nebo přes velkou impedanci uzemněným, uzlem zdroje (6). Pro pevné připojení trojfázových spotřebičů musí (a) nebo nemusí (b) být vyveden střední vodič N. Neživé části spotřebičů jsou spojeny se zemí samostatným ochranným uzemněním (4).