Proudový chránič typu F: proč dává smysl v moderní elektroinstalaci

Účel všech proudových chráničů je stejný: Proudový chránič sleduje rozdíl mezi proudem, který teče do obvodu, a proudem, který se vrací zpět. Pokud část „unikne“ jinudy (např. přes tělo člověka nebo izolaci spotřebiče), chránič reaguje a obvod odpojí. Zatímco ještě nedávno se v domácnostech běžně instalovaly proudové chrániče typu AC a úplně to stačilo, dnes legislativa upřednostňuje chrániče A a stále častěji se mluví o chráničích typu F. Proč je to najednou tak složité?

Spotřebiče už nejsou „čistě odporové“ nebo „čistě induktivní “, ale plné elektroniky. Zařízení se stávají modernějšími. Všichni chtějí spotřebiče úsporné, tiché a chytré. Proto výrobci mezi síť a motor těchto spotřebičů vkládají elektronický měnič (invertor, frekvenční měnič, spínaný zdroj). Zjednodušeně řečeno takový spotřebič nedostává proud přímo ze zásuvky, ale přes nějaký elektronický mezičlánek, který mu určuje, jak rychle a s jakým výkonem poběží. Funguje to tedy zhruba následovně:

1. Síťový střídavý proud (AC) se nejdřív usměrní na stejnosměrný (DC).
2. Elektronika z něj pak znovu „vyrobí“ pulsní proud – ale s takovou frekvencí a napětím, jaké motor právě potřebuje. Když má pračka prát jemně, dostane motor třeba 20 Hz. Když má odstřeďovat, dostane 80 Hz. Když má běžet úsporně, sníží se napětí i frekvence.

Díky tomu je možné měnit otáčky motoru plynule a přesně podle potřeby.

Spotřebiče, které výše uvedený princip využívají mohou ve vaší instalaci generovat vyšší harmonické složky (tj. jiné frekvenci, než je síťových 50Hz) a DC (stejnosměrnou) složku. (Ale nebojte se, pokud nějaký spotřebič generuje uvedených jevů “vice, než je zdrávo”, výrobce vás v návodu upozorní, jaká opatření je třeba udělat).

Prakticky všechny moderní spotřebiče a zařízení tyto proudy generují. V tabulce níže uvádíme příklady unikajícího reziduálního proudu vybraných spotřebičů:

Povšimněme si DC složky a zejména proč vzniká.

Proč vzniká unikající DC proud

V klasických „starých“ spotřebičích (např. spirálová rychlovarná konvice, obyčejná žárovka nebo motor bez elektroniky) teče proud čistě střídavý (AC). Proudový chránič typu AC si s ním vystačil, protože v případě poruchy jednoduše zaznamenal rozdíl mezi proudem, který jde do spotřebiče, a proudem, který se vrací zpátky.

Jak jsme si výše popsali, dnešní spotřebiče ale fungují jinak. Pracují na principu:

1. Usměrnění střídavého proudu – vstupní AC (50 Hz) se převede přes diody na stejnosměrný proud (DC).
2. Filtrace a vyhlazení – kondenzátory a cívky zajišťují, aby proud byl co nejvíce „hladký“.
3. Další zpracování – elektronika pak z tohoto DC vyrábí jiné napětí nebo frekvenci podle potřeby zařízení (např. řízení otáček motoru, spínané zdroje pro elektroniku).

Elektronika spotřebičů vytváří při usměrnění střídavého proudu také hladkou stejnosměrnou složku. Ta protéká pracovním obvodem přes chránič a může magneticky nasytit jeho jádro. Pokud k tomu dojde, chránič ztrácí citlivost a v případě skutečného unikajícího proudu (např. přes tělo člověka) už nemusí správně vybavit. Tento efekt se navíc sčítá, pokud máte na stejném chrániči více spotřebičů s elektronickým řízením.

Kde DC složka typicky vzniká?

• Frekvenční měniče (pračka, sušička, myčka, klimatizace, tepelné čerpadlo) – usměrňují AC na DC a pak jej znovu mění na jinou frekvenci.
• Spínané zdroje (PC, notebook, nabíječky, televize) – vstupní AC se vždy nejprve převede na DC.
• LED světelné zdroje a elektronické předřadníky – i zde probíhá usměrnění a generace DC.

Jak DC proud ovlivní proudový chránič

Stejnosměrná složka dokáže nasycovat magnetické jádro v diferenciálním transformátoru, který je srdcem proudového chrániče. Pokud je jádro „přemagnetované“ (zmagnetované jedním směrem), chránič ztrácí citlivost. To znamená, že i když uniká další nebezpečný proud (například při poruše spotřebiče přes lidské tělo), chránič typu AC nebo A už nemusí zareagovat.

Jinými slovy: DC složka dokáže proudový chránič „oslepit“.

Jak frekvence ovlivní proudový chránič

Běžné proudové chrániče jsou konstruovány na frekvence sítě 50 a 60 Hz. Kvůli moderním spotřebičům, generujícím vyšší harmonické složky, může dojít ke snížení citlivosti nebo k selhání detekce chybového proudu (chránič nevybaví vůbec, nebo vybavuje nahodile).

Proč je typ F bezpečnější

Jak jsme si výše popsali, pokud do obvodu připojíte spotřebič s elektronickým řízením (např. pračku s invertorovým motorem nebo tepelné čerpadlo), může generovat vyšší DC složku reziduálního proudu. Ta má nebezpečnou vlastnost: může „zmagnetizovat“ jádro proudového chrániče typu A nebo AC a tím ho znecitlivět. To znamená, že chránič sice fyzicky v instalaci je, ale v případě poruchy už neodpojí obvod. Typ F je konstruován tak, aby tuto situaci zvládl a reagoval i tehdy, když je reziduální proud složitější než prostá sinusovka.

Rozdíly mezi typy AC, A a F

Rozdíl mezi jednotlivými typy je v tom, na jaké tvary reziduálního proudu reagují:

• Typ AC: reaguje jen na čistý střídavý sinusový proud (50 Hz). Pokud se v obvodu objeví stejnosměrná složka (DC), může chránič „oslepit“.
• Typ A: zvládne kromě AC i pulzující stejnosměrný proud a omezeně i hladkou DC složku do cca 6 mA. Vyhoví pro většinu jednoduchých spotřebičů, ale u složitějších zařízení může být na hraně.
• Typ F: je konstruován na složitější reziduální proudy. Rozpozná nejen AC a pulzující DC, ale i hladkou DC složku do 10 mA a vyšší frekvence až do 1 kHz. Díky tomu spolehlivě funguje i u spotřebičů s frekvenčními měniči nebo elektronickým řízením motorů, kde jiné typy mohou selhat.

Kde se typ F vyplatí

Praktické použití proudového chrániče typu F dává smysl všude tam, kde používáme moderní spotřebiče s elektronickou regulací. Typicky jde o:

• pračka, sušička, myčka,
• tepelné čerpadlo, klimatizace,
• počítače, notebooky, herní konzole,
• čerpadla a ventilátory s regulací otáček.

U těchto zařízení se DC složka objevuje běžně a typ F poskytuje jistotu, že chránič neztratí citlivost.

Přehledná tabulka: rozdíly mezi typy AC, A a F:

Nemůžeme odsuzovat použití jakéhokoliv typu chrániče a s jistotou tvrdit, že: „tento je v instalaci špatně”. Vše bylo a je poplatné době a zaužívaným zvyklostem.

Dnešní legislativní rámec je takový, že podle nové normy ČSN 33 2130 ed.4 platné od roku 2025:

• pro světelné obvody je povinný proudový chránič typu A (AC je zakázán),
• u zásuvkových obvodů norma konkrétní typ nenařizuje → AC tedy zůstává formálně možný, přesto odborníci doporučují v praxi AC už nepoužívat a nahrazovat ho typem A.

Tedy

Potíž je v tom, že dopředu nevíte, co konkrétně bude v budoucnu do zásuvky zapojeno. Bude se pořizovat klimatizace? Herní doupě dítěti? Pokud chcete elektroinstalaci, která bude spolehlivě chránit i v době tepelných čerpadel, chytrých spotřebičů a elektronicky řízených motorů, zvažte proudové chrániče typu F.