Jaký je bezpečný proud pospojením/uzemněním stroje v TN-C?

[scow]

Na provoze máme řadu starých strojů s 4 žilovým přívodem. Jsou to například sušárny nebo brusky apod. Na celém stroji je pouze PEN, není rozdělení na PE a N. Vodivé části jsou pospojené a stroj je uzemněn vodičem do kovové konstrukce haly. Na tomto vodiči měřím klidně 250mA, ale někde se dostávám i na 1-2 A. I když je stroj v klidu i když jede. Měřák Metrel MD9272.
Může to být nebezpečné a případně jde to nějak eliminovat? Jedná se o proud, co se paralelně vrací po PEN a konstrukci haly do uzemnění zdroje?

[Martin Kurka]

V průmyslu se po konstrukcích a po PEN vodičích objevují velké vyrovnávací proudy zcela standardně. Je to dáno zejména nesymetriemi zátěže během těžkých rozběhů motorů, zapínání spínaných zdrojů, transformátorů a výkonových usměrňovačů. Mezi kostrami sousedících, rozebíhajících se strojů můžete naměřit špičky tvrdého napětí v řádu voltů.
Z těchto důvodů strojní norma striktně požaduje, aby na stroji nebyl nikde vodič PEN, ale maximálně aby mohl být bod rozdělení na vstupních svorkách stroje. Dále norma striktně požaduje vzájemné pospojení strojů, pospojení krytů atd. aby i malé dotykové napětí (kdy v podstatě se lidé pohybují na a ve vodivém okolí) nezpůsobilo úraz od nedovoleného dotykového napětí zavlečeného na neživé části stroje.


Pozn: Pokud jsou stroje mezi sebou propojeny datovými signály, umí mimochodem tyto velké vyrovnávací proudy vnést do GND vodičů datových sítí silné rušení, nebo na rozlehlých halách  i tenké vodiče přetavit. Proto je žádoucí v datových sítích v průmyslu používat galvanická oddělení uzlů


Použití PEN na strojním zařízení (za přívodní svorkovnicí) je vážnou závadou, která se musí předělat.
Už od roku cca 1960 se na profesionálně vyráběných strojích PEN vodič nepoužíval. Takže jeho použití u vás je přinejmenším nějaká lidová tvořivost.
Staré brusky měly proto ovládací napětí odvozené transformátore m napojeným primárem z mezifázového napájení 400V. Sušárny a pece mívají dodnes tělesa zapojená do Y s nepřipojeným středem. Dříve se na strojích striktně nepoužíval střední vodič.
Pokud je v dnešní době výkonové a řídící elektroniky potřeba (jednofázové DC zdroje, regulátory, PLC apod) musí být stroj buď doplněn o výkonový transformátor 400/230V, nebo se musí korektně provést rozdělení z TNC na TNC-S a po stroji se barva středního vodiče nesmí tlouci s barvou ovládacích obvodů. Musí být jasně světlemodrá a obvody ovládání DC musí být nezaměnitelně tmavomodré.

Na střední vodič ve stroji se dnes pohlíží jako na pracovní - sběrnice N musí být izolovaná IP20. A prakticky už dnes musí být N vodič skoro pokaždé také vypínaný hlavním vypínačem.
Takže je třeba se dopátrat, zda je opravdu na stroji PEN použitý a dát případně stroje do souladu s bezpečnostními požadavky.

[Jiří Schwarz]

Dovolil bych si doplnit jen dvě drobnosti k výbornému rozebrání problematiky kolegou Kurkou:

- konstrukční částí nesmějí být použity jako vodič PEN

- i kdyby to v popisovaném případě byl "jen" vodič PE, pokud jím teče za provozního stavu proud vyšší než 10mA, ČSN 33 2000-5-54, ed.3 (i předchozí ed.2) požaduje použití zesíleného ochranného vodiče min. 10mm2 Cu

[Jan Bocek]

 Vše podstatné již bylo uvedeno. Proto jen úhel pohledů z praxe.

Použití PEN na strojním zařízení (za přívodní svorkovnicí) je vážnou závadou, která se musí předělat.
Už od roku cca 1960 se na profesionálně vyráběných strojích PEN vodič nepoužíval. Takže jeho použití u vás je přinejmenším nějaká lidová tvořivost. ( edit. spíše nedodržování technické a elektrotechnic ké kázně)

Tento nešvar se začal hodně objevovat po roce 1990, kdy se k nám vozily staré stroje z celé EU.
Při revizní činnosti strojního zařízení v mnoha firmách po celé ČR jsem tento stav vyhodnotil jako nebezpečný a "není schopný dalšího bezpečného používání". Mnozí provozovatele byli zděšení.
Ty důvody jsou v příspěvku Martina Kurky popisovány a proto je zdůrazním:

a) často jsem mezi stroji na vzdálenost rozpažených paží naměřil napětí 5-15 V
b) při demonstraci poruchy došlo k nekontrolovate lným pohybům stroje
c) při ztrátě napětí se troje samy rozběhly

Asi do roku 1980 se v průmyslu používala většinou sít IT s isolovaným uzlem. Proto nějaký "nulák" později vodič PEN přivádět do stroje bylo nepřípustné a ČSN již od roku 1960 to striktně zakazovaly. Zato na pospojování  paprskovitým systémem se kladl a klade dodnes značný důraz.

Vypadá to tak, že se revize ani kontroly podle NV378/2001 na strojích nekonají.

Z těchto důvodů strojní norma striktně požaduje, aby na stroji nebyl nikde vodič PEN, ale maximálně aby mohl být bod rozdělení na vstupních svorkách stroje. Dále norma striktně požaduje vzájemné pospojení strojů, pospojení krytů atd. aby i malé dotykové napětí (kdy v podstatě se lidé pohybují na a ve vodivém okolí) nezpůsobilo úraz od nedovoleného dotykového napětí zavlečeného na neživé části stroje.

Nové stroje nedovolují ani neumožňuji rozdělení PEN v rozvaděči stroje. Musí být postavený nový distribuční rozvaděč, kde bude PEN oddělený jen na PE a ten dovedený do stroje. Žádný N do stroje nepatří. Takový distribuční rozvaděč je opařený hlavním vypínačem a může sloužit pro napájení více strojů. Důležité je rozdělení PEN na PE a hlavně propojení s centrální uzemněním haly. Obvykle je vyvedeno u paty sloupů.

[Jan Bocek]

pokračováni:

Zažil jsem mnohokráte situaci, kdy při uvádění nového stroje, anebo při up grade starých strojů ve spojení a renovací s FM měniči nastávaly "problémy" s řízením. A to přesto, že stroj byl připojený 3F+PE. Obvykle pomohlo propojení PE takového rozvaděče kabelem 70-95 kvadrátu přímo do rozvodny a spojení přímo s uzlem trafa. A důkladné proměření zemního systému v trafostanici.

Závady v oblasti pospojování jsou nejčastější závadou při revizi elektro u strojního zařízení.
A často slyším, že děláme z toho zbytečnou vědu.
Ne, ne analýzy rizika jasné ukazují, že je snížená bezpečnost a také spolehlivost, viz poznámka od Martina Kurky, psaná kurzivou.

A podpisují se plně pod poznámkou Jiřího Schwarze

Častá závada:
linka na dělení materiálu s ukládacím roštem
Do rozvaděče stroje přívod 3+PE 400 V
Na ukládacím roštu přidaný reflektor 2 kW napojený z podružného rozvaděče stroje na fázi L proti PE. Navíc PE v hlavním rozvaděči s PE v podružném rozvaděči byly propojené jen konstrukci stroje, ne vodičem. Světlo svítilo, ale že je to nepřípustné nechápala ani odpovědná osoba za elektro. Stroje mají jen povolený Option a to je nepovolené přídavné řešení