Ochranné vodiče

Průřez ochranného vodiče musí být buď vypočítaný, nebo musí být zvolený podle tab. 1.
V každém případě musí být respektovány všechny požadavky uvedené v normě ČSN EN 33 200-5-54 ed. 2.
Do svorek pro ochranné vodiče musí být možno připojit vodiče průřezů požadovaných tímto článkem. V sítích TT, ve kterých zemnič nulového bodu zdroje a zemniče neživých částí jsou elektricky nezávislé, nemusí průřez ochranných vodičů překročit:

• 25 mm² pro měď,
• 35 mm² pro hliník.

Průřezy ochranných vodičů nesmí být menší než hodnota určená buď:
podle IEC 60949; nebo
pomoci následujícího vzorce, který je možno použít pouze pro doby odpojení nepřekračující 5 s:

• S je průřez v mm²;
• l efektivní hodnota předpokládaného poruchového proudu v A, který při poruše o zanedbatelné impedanci může protékat ochranným přístrojem (viz IEC 60909-0);
• t doba zapůsobení ochranného přístroje pro automatické odpojení v s;
• k součinitel závisející na materiálu ochranného vodiče, jeho izolaci a na jeho ostatních částech, na jeho počátečních a konečných teplotách.

Jestliže se použitím vzorce vypočítá nenormalizovaný průřez, musí se použít vodič nejbližšího vyššího normalizovaného průřezu. V úvahu by se měl vzít účinek, který na omezení proudu mají impedance obvodu a omezení I2t působením ochranného přístroje.
Jestliže kovové pláste kabelů s minerální izolací podle IEC 60702-1 mají při poruše zatížitelnost zemními proudy vetší, než je tato zatížitelnost vodičů vedení, není třeba průřez těchto kovových plášťů použitých jako ochranný vodič počítat.
Průřez žádného ochranného vodiče, který není součástí kabelu nebo který není ve společném obložení s vodiči vedení (fázovými vodiči) nesmí být menší než:

• 2,5 mm² Cu nebo 16 mm² AI, pokud je chráněn před mechanickým poškozením,
• 4 mm² Cu nebo 16 mm² AI, pokud není chráněn před mechanickým poškozením.

Použití oceli jako materiálu ochranného vodiče se nevylučuje.
Ochranný vodič, který netvoří součást kabelu, se považuje za mechanicky chráněný, jestliže je instalovaný v trubkách, elektroinstalačních kanálech nebo pokud je chráněný podobným způsobem.
Pokud je ochranný vodič společný pro dva nebo více obvodů, musí být jeho průřez dimenzován takto:

• vypočítán pro nejhorší kombinaci předpokládaného poruchového proudu a doby odpojeni, která v daném obvodě může nastat nebo
• zvolen podle tab. 1 tak, aby odpovídal průřezu největšího fázového vodiče daných obvodů.

Typy ochranných vodičů

Ochrannými vodiči mohou být:

• vodiče v mnohožilových kabelech;
• izolované nebo holé vodiče ve společném obložení s pracovními vodiči;
• upevněné holé nebo izolované vodiče;
• kovové pláště kabelů, stínění kabelů, pancéřování kabelů, drátěné pletivo, koncentrické vodiče, kovové instalační trubky, předměty

Jestliže instalace obsahuje zařízení, která mají kovové kryty, jako jsou rozváděče nízkého napětí nebo přípojnicové rozvody (viz IEC 61439-1 a IEC 61439-2), mohou se kovové kryty nebo kostry použít jako ochranné vodiče, jestliže splňují současně tyto tři požadavky:

• a) jejich elektrická spojitost musí být dosažena konstrukcí nebo vhodným spojením tak, aby byla zajištěna ochrana proti mechanickému, chemickému nebo elektrochemickému poškození;
• b) jejich vodivost musí odpovídat alespoň požadavku článku 543.1 normy ČSN EN 33 200-5-54 ed. 2.
• c) musí umožňovat připojení dalších ochranných vodičů v každém předem určeném přípojném místě.

Jako ochranné vodiče nebo vodiče ochranného pospojování se nesmějí používat tyto kovové části:

• kovová vodovodní potrubí;
• potrubí obsahující potenciálně hořlavé látky, jako jsou plyny, kapaliny, prachy;
• konstrukční části vystavené za normálního provozu mechanickým namáháním;
• pohyblivá nebo poddajná kovová vedení, pokud pro účel ochranných vodičů nejsou přímo navržená;
• pohyblivé kovové části;
• podpěry vodičů, kabelové lávky a kabelové žebříky.

Mezi příklady ochranných vodičů patří vodiče ochranného pospojování, vodiče ochranného uzemnění a uzemňovací vodiče, pokud jsou použity pro ochranu před úrazem elektrickým proudem.
V České republice mohou být vodovodní potrubí používána jako vodiče pospojování. Pokud se týká kabelových lávek a kabelových žebříků, ty se dovoluje
jako ochranné vodiče nebo vodiče ochranného pospojování používat, pokud jsou součástí řádné vyprojektované soustavy pospojování, u něhož se i při výměně jednotlivých částí dbá na zachování průběžné celistvosti a vodivosti, přičemž jednotlivé na sebe navazující části jsou v místech spojení označeny barevnou kombinací zelená/žlutá.

Zachování elektrické spojitosti ochranných vodičů

Ochranné vodiče musí být vhodným způsobem chráněny před mechanickým poškozením, chemickým nebo elektrochemickým rozrušováním, před elektrodynamickými a termodynamickými silami.
Každý spoj (např. kroucené spoje, svorkové spoje) mezi ochrannými vodiči nebo mezi ochranným vodičem a jinými zařízeními musí zajišťovat trvalou elektrickou spojitost a odpovídající mechanickou pevnost a mechanickou ochranu. Šrouby pro připojování ochranných vodičů nesmí sloužit k jinému účelu. Spojení nesmí být provedeny pájením.
Veškeré elektrické spoje musí mít dostatečnou tepelnou kapacitu a mechanickou pevnost, aby vydržely jakékoliv proudové zatížení po jakoukoliv dobu, které se ve vodiči nebo v kabelu nebo v kabelovém krytu největšího průřezů může objevit.
Spoje ochranných vodičů musí být přístupné, aby mohly být zkontrolovány a přezkoušeny. Výjimkou z tohoto pravidla jsou:

• zalité spoje,
• zapouzdřené spoje,
• spoje v kovových instalačních trubkách a lištách, kanálech a v přípojnicových systémech,
• spoje, které jsou částí zařízení, vyhovující normám pro tato zařízení,
• spoje provedené svařením nebo pájením na tvrdo,
• spoje provedené stlačovacím nástrojem.

Ochranný vodič nesmí být vybaven žádným spínacím přístrojem, ale může mít spoje, které je možno pro potřebu zkoušení pomocí nástroje rozpojit.
Tam, kde se trvale elektricky sleduje spojení se zemí, nesmí být přístroje k tomu účelu určené (např. vybavovací čidla, cívky, proudové transformátory) zapojeny v ochranném vodiči.

Vodiče PEN, PEL nebo PEM

Protože tyto vodiče slouží dvěma funkcím, jednak jako ochranné vodiče PE a také jako vodiče N, L nebo M, mělo by se pro ně uvažovat se všemi požadavky pro tyto příslušné funkce.
Vodiče PEN, PEL nebo PEM se mohou používat pouze v pevných instalacích a z důvodu mechanické pevnosti nesmí mít průřez menší než 10 mm² mědi nebo 16 mm² hliníku.
Vodiče PEN, PEL nebo PEM musí mít izolaci na jmenovité napětí vodičů vedení.
Kovové kryty elektrických rozvodů se jako vodiče PEN, PEL nebo PEM nesměji používat. Výjimkou jsou přípojnicové rozvody vyhovující IEC 60439-2 a systémy sestav přípojnic vyhovující EN 61534-1.
Jestliže počínaje nějakým bodem instalace jsou funkce vodiče nulového/středního/krajního a ochranného zajišťovány samostatnými vodiči, není dovoleno spojovat nulový/střední/krajní vodič s žádnou jinou uzemněnou částí instalace. Dovoluje se však, aby se jeden vodič PEN, PEL nebo PEM rozdělil na více než jeden nulový/střední/krajní vodič a na více než jeden ochranný vodič.
Vodič PEN, PEL nebo PEM musí být spojen se svorkou nebo přípojnicí určenou pro ochranné vodiče (viz obr. 1), pokud není určitá svorka nebo přípojnice určená pro připojení vodiče PEN, PEL nebo PEM (příklady jsou znázorněny na obr. 2 a obr. 3).
Jako vodiče PEN, PEL nebo PEM se nesmějí používat cizí vodivé části.

Vodiče sloužící zároveň pro ochranné i pracovní uzemnění

Jestliže se požaduje sloučená funkce vodiče pro ochranné a pracovní uzemnění, musí splňovat funkci pro ochranný vodič. Kromě toho musí také vyhovovat příslušným požadavkům z hlediska své funkce (viz kapitola 444 IEC 60364-4-44:2007).
Zpětný vodič PEL nebo PEM pro silové napájení informační technologie stejnosměrným proudem může také sloužit pro sloučenou funkci pracovního uzemnění a ochranného vodiče.

Proudy ve vodičích ochranného uzemnění

Vodič ochranného uzemnění by neměl být používán jako vodivá cesta pro proudy za normálních provozních podmínek (např. pro připojení filtrů pro účely EMC), viz také IEC 61140. Jestliže proud za normálních provozních podmínek překročí 10 mA, musí se použít zesílený ochranný vodič.

Zesílené ochranné vodiče pro proud ochranným vodičem vyšší než 10 mA

Pro elektrická zařízení určená pro trvalé připojení, jejichž ochranným vodičem protéká proud vyšší než 10 mA, musí být navrženy zesílené ochranné vodiče vyhovující těmto požadavkům:

• pokud má spotřebič pouze jednu ochrannou svorku, musí mít ochranný vodič v celé své délce průřez alespoň 10 mm² Cu nebo 16 mm² AI;
• pokud má spotřebič samostatnou svorku pro druhý vodič ochranného uzemnění, musí být druhý vodič ochranného uzemnění alespoň takového průřezu, jako má ten, který je požadován z hlediska ochrany při poruše, položen od místa, ve kterém má vodič ochranného uzemnění průřez alespoň 10 mm² Cu nebo 16 mm² AI.

Uspořádání ochranných vodičů

Pokud jsou pro ochranu před úrazem elektrickým proudem použity nadproudové ochranné přístroje, musí být ochranný vodič součástí stejného vedení jako jeho živé vodiče nebo musí být v jejich bezprostřední blízkosti.