Jaký bude poruchový proud, pokud se v čerpadle dostane voda k fázovému vodiči?

[Peter Lovacký]

Co znamená funkčnost PE? Že je řádně připojený na obou koncích?

Aj to, samozrejme, ale šak keď vyhovuje slučka, tak musí aj spojitosť i uzemnenie

Bez chrániče nemáte šanci na rychlé vypnutí,

Ja myslím že hej, šak požiadavka na 0,4s pretína krivku v strmej oblasti skratovej spúšte, a tam výrobca píše vypnutie okolo 10 ms, to nestačí?
A keby sa to meralo tak verím že aj menej... mechanika jak mechanika, keď je kvalitná, je aj dosť rýchla

Ono každé čerpadlo jak spotrebič musí byť pri prvej poruche rovnako bezpečné v TN-C i v TN-S, a toto predsa musí dodržať každý výrobca... chránič-nechránič

[Rozmahel Vladimír]

Měl jsem na mysli FI 30mA.
Chráničů jsem viděl hodně, některé byly "zatuhlé" ale vždy to byla chyba zapojení a byl spoj PE a N za FI. Byly to ale hodnoty s vyšším Idn.

Podle výpovědi té paní, přišla domů - čerpadlo hučelo - vypnula ho. Běželo nebo "šlo" na dvě fáze?
Šlo, tedy spíše stálo, na dvě fáze a to bylo slyšet do domu? Policie pracuje s více verzemi...
Nemohl taky někdo omylem zapnout??

Nemuselo jít o zkrat a chybějící PE. Postačí porucha izolace přívodního kabelu nebo povytažený kabel z průchodky...

[František Šohajda]

Na TNCZ je dobrý rozbor události novináři!

viz kopie:
"Pokud bylo čerpadlo na 230 V, tak ano. Pokud na 400 V, je za potřebí přivést ještě ochranný vodič navíc a zapojení je komplikovanějš í. Standardně by se měl odpojit klasický jistič........ ....

[Jirka Š. Svejkovský]

Podle neostré fotky bych to odhadl na kalovku Tagred TA505.

To na TNCZ je blábol zkomolený nějakým zaměstnancem.

[Jan Franěk]

Kdyby neměl Honza F. v rybníčku kapry, mohli bychom ho požádat o jeden experiment:

ALe Honza F už jeden podobný experiment zkusil.  

Zapojil prodlužovák za i mimo chránič, za jistič B16A a hodil konec prodlužováku pod napětím do vody cca 2m od břehu. JIstič velmi rychle vybavil. Po cca 5tém opakování se stejným výsledkem, byl zapojen prodlužovák za jistič B25/3, s velmi podobným výsledkem, jen to trvalo cca o půl vteřiny déle. Pokus jsem ještě zopakoval s tím, že jsem odpojil v kabelu vodič PE a N a poslal do vody v kabelu pouze fázi. Prakticky se stejným výsledkem, s moc neměřitelným časovým rozdílem.

Pokus jsem prováděl protože jsem dostal na starost bezpečnost jednoho natáčení, které probíhalo v bazénu, ke se pohyboval štáb s herci a zároveň tam bylo dost světelné techniky. Například světla 6kW, umístěná cca 40 cm nad hladinou vody a mnoho dalšího. Proto jsem to zkoušel, abych si ověřil bezpečnost a mohl připravit nějaká bezpečnostní opatření. ASi se povedlo, protže to všichni přežili a ve zdraví film dokončili.  

Z tohoto pokusu mi vychází, že se muselo jednat o velmi dlouhé napájecí vedení (o velkém odporu),  jištěné buhví čím, bez chrániče a že muselo dojít k přímému dotyku s živou částí, nebo poruchou kdy se na špatně chráněné neživé části objevil nebezpečný potenciál. Typoval bych na zlomený, nebo utržený kabel, což na vesnicích potkávám velmi často a přes důrazná upozornění je lidé provozují nadále, protože to doteď nikomu nic neudělalo. Zteřelé gumáky, zlámané CYKY, nebo popraskané CYSYny, jsou bohužel velmi běžné. Když to už nejde, pomůže izolačka  

Bláboly v TV neberu vážně, ale jsem rád že se o tom začíná mluvit a možná to začnou někteří brát vážněji. Chtěl bych vidět nález soudního znalce, nebo kolegy RT, který bude zjišťovat k čemu tam oparavdu došlo.

[Jirka Š. Svejkovský]

Chtěl bych vidět nález soudního znalce, nebo kolegy RT, který bude zjišťovat k čemu tam oparavdu došlo.

Taky si myslím, že výrok té nešťastné dámy v médiích "všechno v pořádku" bych nahradil výrokem "všechno špatně".

Někteří elektrikáři mají po létech pocit, že se stávají imunní vůči chybám. Že je ta padesátka nějak izoluje. Na každém hřbitově by se pár takových určitě našlo.

[Otakar Dosbaba]

Jen mi vrtá hlavou, proč ta příčina není již zveřejněna. Dávno musí být zmapován stav čerpadla, instalace i prodlužovacích kabelů a odhaleny veškeré závady a chyby.  Nešlo o pád obřího letadla, ani mohutný požár, aby byly zahlazeny důležité stopy příčiny. To je to tak tajný, nebo co? Takhle to vypadá, jako kdyby se do vyšetřování pustila skupinka hloupých amatérů bez nejmenších elektrotechnic kých znalostí a zkušeností a měsíce bude vyšetřovat poměrně banální věc. Což je samozřejmě krajně nepravděpodobn é, takže kde to může váznout? 

[David Hruda]

Smrt tří lidí, z nichž byl jeden navíc nezletilý mi nepřijde jako "poměrně banální věc".
Navíc příčina úmrtí byla zveřejněna- úraz elektrickým proudem.

[Jirka Š. Svejkovský]

Jen mi vrtá hlavou, proč ta příčina není již zveřejněna.

Třeba proto, že do toho nikomu nic není.

Stát se to někomu z mojí rodiny, zakážu jakékoliv další zveřejňování informací v médiích.

[Tomas Dulik]

Zapojil prodlužovák za i mimo chránič, za jistič B16A a hodil konec prodlužováku pod napětím do vody cca 2m od břehu. JIstič velmi rychle vybavil.
...
Pokus jsem prováděl protože jsem dostal na starost bezpečnost jednoho natáčení, které probíhalo v bazénu, ke se pohyboval štáb s herci
...

Zajímavé. Voda v tom bazénu byla buď dostatečně vodivá, nebo byly „elektrody“ dostatečně blízko sebe nebo dostatečně velké :-)

Hledal jsem na webu, jakou vodivost může mít voda, našel jsem jen toto:

"Pro komfortní koupání musí být redox potenciál přibližně 740 mV, což je ekvivalent 1,5 mg/l volného chlórua pH 7,4.*...
Vodivost vody < 500 μS/cm (tj. 50 mS/m neboli 20 Ohm.metr) při 25 °C"

Voda v bazénu by měla být mírně slaná: 3–5 g/l vody - zde uvádějí koncentraci soli, v předchozím odkazu koncentraci chloru, takže se to nedá porovnat.

Podrobnější údaje o vodivosti povrchových vod a pitné vody (tj. NE bazénové!) jsou zde:

"-povrchové a prosté podzemní vody 5 až 50 mS/m (tj. měrný odpor 20-200 Ohm.metr)
-průměrná konduktivita pitných vod v ČR je asi 40 mS/m (měrný odpor 25 Ohm.metr)
-vyhláška povoluje limit vodivosti pro pitnou vodu, tedy konduktivitu do 125 mS/m (měrný odpor musí být >= 8 Ohm.metr),  což odpovídá obsahu rozpuštěných látek asi 1g/l (1000 ppm).
-optimálně by však pitná voda měla obsahovat rozpuštěných látek méně, asi 200 – 400 mg/l*(asi 25–50 mS/m, tj. měrný odpor 20-40 Ohm.metr) ČSN EN ISO, dle EPA (USA /CND) 65 – 180 µS/cm (měrný odpor 55 - 153 Ohm . metr) .
-vody s mineralizací více než 1g/l se považují za minerální a nejsou vhodné pro stálé pití. -destilovaná voda mívá konduktivitu 0,05 mS/m (0,5 µS/cm, 20 kOhm . metr) až 0,3 mS/m (3 µS/cm, 3.33 kOhm . metr)
-některé průmyslové vody mohou mít hodnoty vyšší než 103 mS/m
-pro kojeneckou a stolní vodu platí mezní hodnota konduktivity 100 mS/m (10 Ohm.metr)
(Převod jednotek: 1 mS/m=1000 µS/100 cm, neboli 10 µS/cm)


Destilovaná voda je extrém, voda s velkým měr. odporem, co občas mají lidi doma:
"Voda po reverzní osmóze dosahuje vodivosti okolo 10-20 µS/cm, tj. 1-2mS/m neboli měrný odpor 500-1000 Ohm.metr. V případě, že je potřeba vodivost nižší, lze za reverzní osmózu zařadit ještě ionexovou demineralizačn í patronu. Ta dokáže vodivost snížit na hodnoty menší než 1 µS/cm."

[Jiří Schwarz]

...
To na TNCZ je blábol zkomolený nějakým zaměstnancem.

Ráno jsem slyšel jednu "nepřesnost" na rádiu Blaník západ, večer stejnou na TV Nova:
"...měl být používán proudový chránič, který odpojí přívod i při malém zkratu..."

Kdo má asi zájem na šíření podivných nepřesných informacích?

[Tomas Dulik]

Brát za základ plochu čerpadla a vzdálenost ode dna je nesmysl a tím pádem ten výpočet nedává žádný smysl. Proud teče celým objemem vodiče, ne jen jakýmsi válečkem s průřezem daným plochou kontaktu. Když k tomu přidáte vaše rozmezí vodivosti vody dva řády a libovolně vymyšlenou plochu kontaktu fázového vodiče s vodou (klidně to mohla být maličká dírka v izolaci a pán šel po kabelu) tak dostanete výsledek v rozsahu "nula - nekonečno" podle toho jak si zvolíte výchozí podmínky.

Díky za oponenturu. Reagoval jste na první část mého textu, zbytek my zdejší systém nepovolil (limit 3tis. znaků) a protože toto byl můj první příspěvek zde a zároveň nové vlákno, čekal pár hodin na schválení, takže jsem zbytek textu nemohl postnout. Mrkněte na tohle:

Moje otázka č. 2: pokud bylo čerpadlo připojeno přes proudový chránič 30mA, je možné, že chránič na poruchu ve vodě nezareagoval?

Residuální proud chrániče 30mA přepočtu na minimální nutný odpor vody:
pokud mezi elektrodami s napětím 230V bude odpor vody větší než R=U/I = 230/30mA = 7666 Ohm - tak chránič nevypne.

Dále použiju vzorec
Měrný_odpor = R.A/L [ohm.metr],  
kde R je požadovaný odpor, A je plocha elektrod, L je vzájemná vzdálenost elektrod.

Pro vstupní podmínky z mého 1. příspěvku ("plocha elektrody 0.1m2=povrch obalu kovového čerpadla, vzdálenost ode dna 1m) vychází, že by chránič 30mA vypnul pokaždé, kdy by měrný odpor vody byl <= 766 Ohm.m. Což by u běžných povrchových vod mělo být splněno

"-povrchové a prosté podzemní vody 5 až 50 mS/m (tj. měrný odpor 20-200 Ohm.metr)"

Uvažujme ale, že fáze nebude na celém povrchu čerpadla - bude to jen zaplavený vodič fáze, tzn. povrch "elektrody" bude mnohem menší, třeba jen 0.0001m² (1x1cm).

Pak odpor obvodu k zemní elektrodě (dno rybníka) bude (20..200).1m/0.0001m²= 200kOhm..2 MOhm.

Poruchový proud pro 200kOhm:
230V/200kOhm = 1.15mA

Pokud by byla zaplavena svorkovnice čerpadla s 2-žilovým přívodním kabelem, pak proud vodou mezi L a N není poruchový - chránič ho považuje za pracovní.

U 3-žilového přívodního kabelu výpočet odporu mezi zaplavenými 2ma vodiči fáze a ochranného vodiče pro plochu elektrod 1x1cm = 0.0001m a vzdálenost 1cm
(20..200).0,01 / 0,0001 = 20..200 * 100 = 2000.. 20 000 Ohm, na 230V tj. proud 11.5..115 mA.

Viditelně tedy může nastat případ, kdy v "klidovém stavu" bude poruchový pod limitem reziduálního proudu proudového chrániče.

(zase limit znaků, takže pokračování v dalším příspěvku..)

[František Šohajda]

Jen mi vrtá hlavou, proč ta příčina není již zveřejněna. Dávno musí být zmapován stav čerpadla, instalace i prodlužovacích kabelů a odhaleny veškeré závady a chyby.

Nevím, kolego co si myslíte o vyšetřovatelíc h, ale kdyby to hned zveřejnili, dostali by další případ!!
Tak to budou měsíc prověřovat a pak vydají stanovisko -příčinu !
A mají klid celý měsíc,neplatí je přece podle výkonu!!

Zajímavé. Voda v tom bazénu byla buď dostatečně vodivá, nebo byly „elektrody“ dostatečně blízko sebe nebo dostatečně velké :-)

Podle fotodokumentac e to nebyl bazén se slanou vodou, ale jaké-si místní jezírko, kde čerpali vodu asi na zalévání....
Mohla obsahovat i větší množství dešťovky?...

[Tomas Dulik]

Viditelně tedy může nastat případ, kdy v "klidovém stavu" bude poruchový pod limitem reziduálního proudu proudového chrániče.

Může porucha čerpadla ve vodě pod limitem proudového chrániče zabít člověka, který do vody s čerpadlem vleze?

Tzn.: jaký bude proud, který poteče ze zaplaveného vodiče v čerpadle skrz lidské tělo do obrovské plochy zemní elektrody, což je dno rybníka?

Velikost proudu v kapalině je přímo úměrná vodivosti a ploše elektrod a nepřímo úměrná vzdálenosti elektrod od sebe. A všechny tyto 3 parametry se změní, když do vody s porouchaným čerpadlem vleze člověk.  Lidské tělo ve vodě může být o něco lepší vodič, než masa vody "bez člověka". Odpor mokré kůže se uvádí 100 ohm, ale tato hodnota je asi naměřena na 2 malých bodech, zatímco  při ponoření celého těla může být výsledný odpor celého těla daleko menší, neboť krev obsahuje velké množství iontů. Takže těch poruchových 1..30mA poteče raději člověkem, než vodou (jasně, poteče vodou i člověkem, ale v té prostorově nehomogenní mase se rozdělí tak, že menším odporem poteče větší proud).

Elektrické napětí se bude kolem čerpadla vyskytovat jako klesající gradient: u čerpadla bude skoro 230V, na dně a břehu 0V. Člověk, který do takového místa vleze, bude mít chodidla na dně na potenciálu 0V a zbytek těla na potenciálu <=230V.

Vliv střídavého proudu na lidské tělo:
6..15 mA: křeč. 
("10 mA procházející rukou 68kg člověka způsobí tak mocné stažení svalů, že oběť není schopná vůbec svaly ovládat a nemůže pustit předmět pod napětím [13]")

Takže pokud by souhrou okolností byl poruchový poruchový proud <30mA, pak proudový chránič 30mA nezabrání totální bezvládnosti člověka (vlivem svalové křeče) a tím utonutí.

Chápu, že aby tohle všechno nastalo a chránič nevypnul, musí nastat souhra nepříznivých okolností . Každopádně - je to možné. Proto bych řekl, že pro čerpadla v bazénu ... a vůbec chrániče pro všechny "mokré" aplikace by měly být předepsaný limit 10mA, jak to mají ustanoveno např. v Indii a Malajsii.

A samozřejmě na ten chránič nesmí být připojeny nějaké další spotřebiče s reziduálním DC proudem, které by mohly zvětšit jeho vypínací limit .

[Tomas Dulik]

U 3-žilového přívodního kabelu výpočet odporu mezi zaplavenými 2ma vodiči fáze a ochranného vodiče pro plochu elektrod 1x1cm = 0.0001m a vzdálenost 1cm
(20..200).0,01 / 0,0001 = 20..200 * 100 = 2000.. 20 000 Ohm, na 230V tj. proud 11.5..115 mA.

Viditelně tedy může nastat případ, kdy v "klidovém stavu" bude poruchový pod limitem reziduálního proudu proudového chrániče.

Ještě doplnění úvahy - pokud by čerpadlo mělo ochranný vodič a kovový obal, pak i přes kabel nebo dokonce prodlužku 50m by kovový obal čerpadla měl odpor k zemi (přes ochranný vodič) např. 2 Ohm.

Takže i při zaplavení svorkovnice nebo celého vnitřku čerpadla by na kovovém obalu čerpadla bylo napětí, které vypočítáme vzorcem pro odporový dělič R1=2000..20000 Ohm (odpor ze zaplavené fáze ke kovovému obalu),  R2=2 Ohm (odpor kovového obalu k zemi),  takže naprosto bezpečné napětí < 1V.

U čerpadla tohoto typu by tedy pro život ohrožující stav musela nastat porucha ochranného vodiče. Což se může stát.

V předchozích příspěvcích jsem chtěl poukázat na to, že prosté odsouzení "Neměl tam chránič - jinak by se to nestalo" je chybné. Že tam chránič klidně být mohl.

Chci jen dodržovat princip presumpce neviny a spíš ze zaměřit na to, co můžeme udělat lépe při instalaci zařízení 230V do místa, kde mohou vstoupit lidé nebo zvířata. Za mne to je extrémní scénář, který by měl být řešen s maximální pozorností na technické řešení bezpečnosti.

[Rozmahel Vladimír]

Nechci se přít o tom, jestli jsou vaše výpočty relevantní. Uvažujete pouze stejnosměrný výpočet. To celé běží na 50Hz.
Chránič může vypínat od dosažení 50% Idn, t.j. od 15mA. Nelze tedy kalkulovat jako konstantu 30mA. Navíc při poruše se uvažuje typicky 5xIdn.
Chránič s Idn 30mA může vypínat i při pouhém spojení N-PE.
Navíc ve vodě  / domníváme se, že čerpadlo bylo ve vodě v době úrazu / je to vše jinak. Uvedu např. typickou závadu jako je kapající boiler. Jakmile se namočí el.instalace např. svorkovnice, chránič nemilosrdně padá...
Stejně tak pračky, myčky, atd...
To, že chránič může držet i poruchu jak uvádáte, je normální jev. Nebyla dosažena hranice vypínacího proudu.
U toho vypnutí proudu tělem, je důležitější doba - čas - rychlost odpojení, než velikost proudu. Čím vyšší dotykový proud, tím kratší musí být doba odpojení, FI má např.0,2s. Opět při konkrétním případě měření MP na "tvrdém zkratu" je to čas cca 20ms, 5x Idn 10ms.
To, že by bylo možno použít chránič ještě citlivější je samozřejmě pravda.
Povšimněte si zóny AC3. Při proudu 150mA a odpojení 20ms je to ještě pro člověka OK.
Je to samozřejmě teorie, případ od případu může být jiný.

[Tomas Dulik]

Nechci se přít o tom, jestli jsou vaše výpočty relevantní. Uvažujete pouze stejnosměrný výpočet. To celé běží na 50Hz.

Ano, máte pravdu, všechny výpočty zjednodušuji. Impedance lidského těla nemá jen resistivní složku, je komplexní a závislá na frekvenci. Vliv AC proudu na člověka se ale uvádí typicky pro 50 nebo 60 Hz, takže to zjednodušení zas tak nevadí.
Také neznáme typ čerpadla ani jeho vnitřní uspořádání, nevíme vzdálenost od dna/břehu, měrný odpor tamní vody atd.

Při výpočtech mi proto šlo jen o hrubý odhad a o to, abych si SÁM SOBĚ ujasnil, jaké hodnoty poruchových proudů můžeme čekat u čerpadla ve sladké vodě.

Jakmile se namočí el.instalace např. svorkovnice, chránič nemilosrdně padá...Stejně tak pračky, myčky, atd...

Pokud je ochranný vodič v pořádku a voda se dostane mezi fázi a ochranný vodič, pravděpodobně (ALE NE JISTĚ!) způsobí poruchový proud >30mA - to jsem vypočítal v tomto příspěvku:

U 3-žilového přívodního kabelu výpočet odporu mezi zaplavenými 2ma vodiči fáze a ochranného vodiče pro plochu elektrod 1x1cm = 0.0001m a vzdálenost 1cm
(20..200).0,01 / 0,0001 = 20..200 * 100 = 2000.. 20 000 Ohm, na 230V tj. proud 11.5..115 mA.

Pokud ochranný vodič není vůbec (čerpadlo s 2-žilovým přívodem) nebo má poruchu, pak je téměř jisté, že chránič nevypne. Proud mezi vodou mezi L a N není poruchový - chránič ho považuje za pracovní. Proud mezi fází a břehem nebo dnem rybníka je ukázán výpočtem:

Uvažujme ale, že fáze nebude na celém povrchu čerpadla - bude to jen zaplavený vodič fáze, tzn. povrch "elektrody" bude mnohem menší, třeba jen 0.0001m² (1x1cm).

Pak odpor obvodu k zemní elektrodě (dno rybníka) bude (20..200).1m/0.0001m²= 200kOhm..2 MOhm.

Poruchový proud pro horší případ (200kOhm):
230V/200kOhm = 1.15mA

Pokud by byla zaplavena svorkovnice čerpadla s 2-žilovým přívodním kabelem, pak proud vodou mezi L a N není poruchový - chránič ho považuje za pracovní.

[Rozmahel Vladimír]

Nemá cenu to dále pitvat, chybí informace.
Dejme tomu, že je ve vodě namočeno malé poškození izolace a živá fáze je tedy ve vodě.
Připusťme, že neteče ani 15mA a chránič drží. Je už ale zcela jistě podrážděn dílčím unikajícím proudem, který uniká. V okamžiku, kdy se toho poškození izolace dotkne člověk se proudové poměry rázem změní a proteče proud, který by měl vybavit chránič.
Jiná situace by mohla nastat, kdyby se projevilo krokové napětí u všech tří naráz.
Je asi pouze domněnkou, že čerpadlo nečerpalo a první muž to šel kontolovat, pak, druhý, atd... Kdo to vlastně může potvrdit?
Stejně tak je mohlo složit krokové napětí případného blesku... Údajně tam byla bouřka...