Koncová kruhová elektroinstalace nebo kruhová elektroinstalace (neformálně nazývaná také kruhová hlavní nebo jednoduše kruhová (kroužek) ) je princip elektroinstalace vyvinutý a používaný hlavně ve Spojeném království , který poskytuje dva nezávislé vodiče pro fázi, nulu a ochranné uzemnění v budově pro každou připojenou zátěž nebo prodejních míst.
Toto schéma umožňuje použití tenčích vodičů než radiální vedení pro stejný celkový proud. V ideálním případě prstenec funguje jako dvě radiální ramena pracující proti sobě; bod jejich oddělení závisí na rozložení zatížení v prstenci. Pokud je zatížení rovnoměrně rozloženo ve dvou směrech, pak se proud v každém směru bude rovnat polovině celkové síly, což umožňuje použití drátu o polovičním průřezu, než je potřeba pro maximální proud. V praxi není zatížení vždy rovnoměrně rozloženo, proto se používá silnější drát.
V jednofázovém systému začíná prstenec od bytového rozvaděče ( spotřebitelská jednotka (spotřebitelská jednotka), také pojistková skříň (skříňka s tavnými vložkami ) nebo jisticí skříň (skříňka s AB )), prochází postupně každým vývodem a poté se vrací zpět do štítu. V třífázovém systému je prstenec (který je téměř vždy jednofázový) napájen jednopólovým jističem v rozvodné desce ( rozvodnice , na rozdíl od spotřebitelské jednotky ).
Kruhové obvody se často používají v kabeláži ve Spojeném království s 13ampérovými pojistkovými zástrčkami BS 1363 . Obvykle jsou napájeny kabelem 2,5 mm² a jsou chráněny 30 ampérovými pojistkami, starými 30 ampérovými jističi nebo evropskými harmonizovanými 32 ampérovými jističi. Někdy se používá kabel 4 mm², pokud je kabel velmi dlouhý (pro snížení poklesu napětí) nebo existují faktory, které snižují výkon kabelu, jako je tepelná izolace . Lze také použít kabel s minerální izolací s měděným pláštěm s jádry 1,5 mm² (známý jako pyro ), protože kabel s minerální izolací odolá teplu účinněji než běžné PVC; musí se však vybírat opatrněji s ohledem na úbytek napětí při dlouhých jízdách.
Mnoho neprofesionálů ve V. Británii se odkazuje na nějaké vedení jak prsten ; od nezasvěcených můžete často slyšet termín osvětlovací prstenec . Stává se, že mezi domácí elektroinstalací můžete vidět osvětlovací síť, zapojenou ve formě kabelového prstence (avšak s automatickým zařízením pod jmenovitým proudem kabelu).
Kruhové vedení a související systém zástrček a zásuvek BS 1363 byly vyvinuty ve Velké Británii v letech 1942 až 1947. [1] Jsou široce používány ve Spojeném království a v menší míře v Irské republice. Používá se také lokálně v zemích Commonwealth of Nations , kde mělo Spojené království dříve velký vliv.
Prstencová elektroinstalace vznikla, protože Británie byla nucena vstoupit do masivního programu přeměny bydlení způsobeného devastací druhé světové války [2] . Pak nastal velký nedostatek mědi, takže bylo nutné vyvinout obvod, který využívá co nejmenší množství mědi. Bylo specifikováno, že obvod by měl používat 13ampérové pojistkové zásuvky, což vedlo k několika návrhům zástrček a zásuvek. Přežil pouze obdélníkový kontaktní systém (BS 1363), ale kruhový kontaktní systém Dormond & Smith se na mnoha místech nadále používal až do 80. let. Tato zástrčka měla charakteristickou vlastnost: pojistka také fungovala jako fázový kolík a odšroubovala se z těla zástrčky.
Kruhová kabeláž byla vyvinuta během nedostatku mědi, aby umožnila připojení dvou 3kilowattových ohřívačů v každém bodě, poskytla určitý proud pro zařízení s nízkou spotřebou a snížila spotřebu mědi. Zůstala nejběžnější konfigurací elektroinstalace ve Velké Británii, ačkoli 20ampérová radiální kabeláž získává na popularitě (v podstatě rozbitím každého prstence na poloviny a napájením polovin ze samostatných jističů). Rozdělení prstenu na dvě 20ampérové poloviny může pomoci, když je jedna noha prstenu poškozena a nelze ji snadno vyměnit.
Další výhodou kruhové kabeláže byla úspora kabelů a práce, protože dvě existující radiálně propojené 15ampérové zásuvky mohly být propojeny dohromady, aby vytvořily jeden 30ampérový prstenec, a poté přidat tolik zásuvek, kolik je potřeba. To byl důležitý moment v asketických podmínkách 40. let. Při této metodě byl prstenec napájen přes dvě 15ampérové pojistky, které v praxi fungovaly dobře, i když to bylo neobvyklé.
Mnoho předválečných instalací s kulatými kontakty používalo pojistky na obou pólech. Když se v nich 15ampérové radiály přeměnily na prstenec, byl napájen přes nejméně 4 pojistky. Takové systémy jsou v současnosti vzácné.
Pravidla pro vedení smyčky říkají, že jmenovitý proud kabelu musí být alespoň dvě třetiny jmenovité hodnoty ochranného zařízení. To znamená, že riziko dlouhodobého přetížení kabelu lze považovat za minimální. V praxi je však velmi vzácné najít kroužek s jiným ochranným zařízením než pojistkou 30 A, jističem 30 A nebo jističem 32 A a kabelem s jiným než výše uvedeným průřezem.
Pravidla pro zapojení IEE ( BS 7671 ) povolují neomezený počet zásuvek v kruhovém okruhu, pokud obsluhovaná plocha nepřesahuje 100 m². V praxi má většina malých a středních domů jeden prstenec na patro. Ve větších nemovitostech je jich více.
Projektant může na základě zkušeností a výpočtu určit, zda jsou potřeba další prstence pro místa, kde je potřeba elektřiny vysoká; například je zcela běžnou praxí napájet kuchyně ze samostatného okruhu nebo z jednoho okruhu s technickou místností, aby se zabránilo připojení výkonné zátěže k jedinému bodu společného okruhu ve spodním patře. Koncentrace zátěže v jednom bodě okruhu prstence, blízko jednoho z jeho konců, může způsobit mírné přetížení jednoho z kabelů, takže kuchyně by neměly být připojeny na konci prstence.
Je povoleno dělat z prstence odbočky, nechráněné pojistkami, vyrobené stejným kabelem jako prsten, pro napájení jednoduché nebo dvojité zásuvky (použití dvou jednoduchých bylo dříve povoleno, ale nyní je zakázáno, protože lidé vyměňovali každý z nich s dvojitým) nebo jedním připojovacím zařízením s pojistkou (pojistka, FCU). Větve mohou začínat buď ze zásuvky, nebo mohou být připojeny ke kruhovému kabelu pomocí spojovací krabice nebo jiného schváleného způsobu připojení kabelu. Trojité nebo větší zásuvky bývají jištěné, takže je lze připojit i na vodovodní baterii.
V prstenci není dovoleno mít více kohoutků než zásuvek. Většina elektrikářů považuje za špatnou praxi mít kohoutky na nových systémech (někteří to považují za špatnou praxi ve všech případech).
Při připojení jiných zátěží než vývodů BS 1363 do kruhové elektroinstalace nebo je žádoucí mít na odbočce více než jeden vývod pro zařízení s nízkým výkonem, použije se jištěná spojovací jednotka (FCU) podle BS 1363. V případě u pevných jednotek to bude spínaná pojistka (SFCU) k vytvoření izolačního (vypínacího) bodu pro zařízení, ale v jiných případech, jako je napájení více osvětlovacích bodů (průchozí osvětlení do kruhu je odsuzováno nové instalace, ale v praxi se často vyskytuje při doplnění osvětlení do stávajícího systému) nebo několika zásuvek, nejlépe pomocí zařízení bez vypínače.
Stacionární zařízení s výkonem vyšším než 3 kW (např. průtokové ohřívače vody a některá elektrická kamna) nebo s neobvykle vysokou spotřebou energie po dlouhou dobu (např. ponorné ohřívače) se již nedoporučuje připojovat ke kruhu; místo toho jsou připojeni ke své vlastní vyhrazené pobočce. Současně existuje mnoho starších systémů s podobnými zátěžemi připojenými ke kruhu.
Konečná verze myšlenky kruhového zapojení je kritizována z mnoha stran. Některé z nedostatků mohou vysvětlit špatnou distribuci kruhové kabeláže mimo Spojené království.
Jediný způsob, jak vidět výhody a nevýhody vzorů prstenů, je porovnat je s jiným druhem: radiálním.
Kruhové obvody pokračují v činnosti, zatímco uživatel neví, že došlo k jedné z chyb, která způsobuje, že kabeláž není bezpečná: [3] [4]
Postupy testování kruhového zapojení mohou trvat 5-6krát déle než testování radiálních obvodů [4] , takže montéři a elektrikáři kvalifikovaní v jiných zemích s nimi nemusí být obeznámeni.
Instrukce BS 7671 433-02-04 vyžaduje, aby byla zátěž rozložena kolem prstence tak, aby žádný kus kabelu nebyl provozován s proudy překračujícími jeho jmenovitý proud. Tento požadavek je obtížné splnit; v praxi se většinou ignoruje, protože náplně jsou často soustředěny na jednom místě (pračky, sušičky, myčky nádobí, vše v blízkosti kanalizace a vodovodního potrubí) a ne nutně v blízkosti centrálního bodu prstence. [čtyři]
Kruhové zapojení může vytvářet silná nežádoucí magnetická pole. V konvenčním (neprstencovém, radiálním) obvodu se proud procházející dráty musí vracet téměř stejnou cestou, jakou přišel, zvláště pokud jsou fázový a nulový vodič umístěny blízko sebe a tvoří dlouhé vedení . Tím se zabrání vytvoření velké magnetické cívky (smyčkové antény) v obvodu, která by jinak vytvořila magnetické pole o frekvenci střídavého proudu (50 nebo 60 Hz).
Na druhé straně v kruhovém obvodu je možné, že proudy fázových a nulových vodičů nejsou na každé straně kruhu stejné. Proudy s frekvencí sítě jdou cestou nejmenšího odporu, takže je možné, zejména u starých zoxidovaných kontaktů, že ze zásuvky bude cesta s nejmenším odporem pro fázi na levé straně prstence a pro nulový vodič na právo. V důsledku toho proud protéká sériově celým prstencem a vytváří magnetické pole. V extrémním případě, když je kroužek poškozen, může být fázový vodič přerušen na jedné straně a nulový vodič na druhé straně; s touto možností bude celý proud investován do vytvoření magnetického pole. To může mít za následek významné elektromagnetické rušení způsobující střídavý brum v audio zařízeních, náhodné spuštění alarmů a ochranných zařízení (alarmy narušení, RCD atd.), selhání spotřební elektroniky a lékařských přístrojů, nárůst napětí v uzemněných vodičích atd. d.
Kruhové obvody nemusí být vždy dostatečně chráněny proti nadproudu, zvláště jak se to často stává, pokud dojde k nezjištěné poruše a vodiče nemají dostatečný průřez pro provoz v režimu radiálního odbočování, neodpovídají jmenovitému proudu ochrany. zařízení v tomto režimu. Úkolem kruhové elektroinstalace je zajistit velké množství vývodů, proto ji chrání pouze vysokoproudé jističe (obvykle 32 A). Ve srovnání s kruhovými obvody, radiální obvody používané v jiných zemích obvykle podporují malý počet zásuvek v každé větvi, a jsou proto chráněny jističi pro menší proud (typicky 10-20 A). V důsledku toho země používající kruhové vedení zjistily, že je nutné přidat další pojistky s nižším proudem do zástrček každého zařízení. To nabízí potenciální zvýšení bezpečnosti, protože zařízení s přepálenou pojistkou nebude při opětovném připojení pod napětím (alespoň do výměny pojistky), zatímco s nepojištěnou zástrčkou zůstává vadné zařízení po zapojení potenciálně nebezpečné, i když ve většině případů bude po připojení fungovat slaboproudý stroj.
Tato nekompatibilita nadproudové ochrany zařízení je obrovským kamenem úrazu mezi kruhovými a radiálními elektroinstalacemi na cestě k celosvětové standardizaci domácích zástrček a zásuvek . Zatímco zástrčkové pojistky by vzhledem ke své rozmanitosti mohly být v ideálním případě přesnější na maximální proud požadovaný k provozu zařízení, v praxi je u některých zástrček ve Spojeném království vyžadováno, aby byly pojistky s maximálním jmenovitým proudem 13 A, protože nízkoproudé zařízení může fungovat přerušovaně. , s vysokými zapínacími proudy (pokud například vložíte pojistku 3A BS1362 do zástrčky chladničky, pojistka často spadne). To není problém, protože všechna zařízení musí být bezpečná s pojistkou 13 A (v každém případě v jiných zemích EU jsou zařízení chráněna jističem 16 A nebo 20 A), ale to znamená, že potenciální bezpečnostní výhoda je pouze částečně realizováno, a že zástrčka s pojistkou poskytuje pouze nepatrnou výhodu oproti zástrčce bez pojistky používané v radiálním obvodu, s jističem ne větším než 13 A nebo s jističem B16 nebo méně. Zavedení předpisů ve Spojeném království – Předpisy o zástrčkách a zásuvkách (bezpečnostní) – požadující, aby se nová zařízení prodávala se zástrčkami vybavenými správnými pojistkami, situaci zlepšuje.
Jedna teoretická výhoda individuálně tavených zástrček spočívá v tom, že vadné zařízení nebo napájecí kabel s větší pravděpodobností vypálí pojistku, zatímco ostatní zařízení ve stejném kruhu nadále fungují. Zavedení jističů EN60898 a zvyšující se počet RCD pro zásuvky pro všeobecné použití ve Spojeném království (pro BS7671:2008 a dřívější vydání stejné normy) znamená, že je pravděpodobné, že ochranné zařízení vypadne dříve, než pojistka ve zástrčka.