12. DIMENZOVÁNÍ A JIŠTĚNÍ EL. VEDENÍ
Doc. Ing. Stanislav Kocman, Ph.D.
2. 2. 2009, Ostrava
Stýskala, 2002
Osnova přednášky • Úvod • Dimenzování vedení podle jednotlivých kritérií • Jištění elektrických vedení
Úvod Druhy elektrických vedení: • • • •
vedení z holých vodičů - převážně venkovní vedení v trubkách a lištách vedení z můstkových vodičů vedení kabelová
Průřez elektrického vedení musí být takový, aby splňoval požadavky na: • • • • • •
přípustné (dovolené) oteplení hospodárnost provozu mechanickou pevnost odolnost vůči účinkům zkratového proudu dovolené úbytky napětí spolehlivou funkci ochrany před úrazem elektrickým proudem
Určení výpočtového zatížení a proudu vedení • určení maximálního odběru – upozornění: určení dle součtu příkonu všech spotřebičů instalovaných v daném objektu je nehospodárné
• určení výpočtového zatížení činitel náročnosti: 0,2 až 1
Pv = β ⋅ ∑ Pi
výkony jednotlivých instalovaných spotřebičů
• určení výpočtového proudu
IV =
PV 3 ⋅ U ⋅ cos ϕ
střední účiník pro danou skupinu zařízení (v normě)
Kritéria pro dimenzování • Přípustné oteplení – nejvyšší dovolená teplota vodiče je dána druhem jeho izolace – oteplení je dále ovlivněno • teplotou okolí • způsobem uložení vodiče dovolené proudové zatížení
přepočítací součinitelé
IDOV = INV* k1* k2*....* ki jmenovitá proudová zatížitelnost (na vzduchu, 300 C)
Vybrané způsoby uložení vodičů způsob uložení
označení
popis
A
Izolované vodiče v trubkách zapuštěných v izolačních stěnách.
B
Izolované vodiče v trubkách nebo lištách na stěně.
C
Kabely vícežilové na zdi., ve zdivu, na podlaze
D
Kabely vícežilové v trubkách v zemi, nebo přímo v zemi.
E
Kabely 2÷3 žilové na vzduchu
Dovolené zatěžovací proudy (měděných vodičů s PVC izolací při okolní teplotě vzduchu 30°C (pro uložení v zemi 20°C a tepelném odporu p ůdy 2,5 K•m/W)
Dovolené zatěžovací proudy [A]]
Jmenovitý průřez vodičů
při dvou zatížených vodičích způsob uložení podle tabulky 2
(mm ) 1 1,5 2,5 4 6 10 16 25
při třech zatížených vodičích způsob uložení podle tabulky
A
B
C
D*
E
A
B
C
D*
E
11 14,5 19,5 26 34 46 61 80
13,5 17,5 24 32 41 57 76 101
15 19,5 26 35 46 63 85 112
17,5 22 29 38 47 63 81 104
17 22 30 40 52 71 96 119
10,5 13 18 24 31 42 56 73
12 15,5 21 28 36 50 68 89
13,5 17,5 24 32 41 57 76 96
14,5 18 24 31 39 52 67 86
14,5 18,5 25 34 43 60 80 103
• Hospodárnost – co nejmenší investiční a provozní náklady • nalezení hospodárného průřezu vedení, jemuž odpovídá minimum celkových nákladů
• Mechanické namáhání – průřezy vodičů musí být navrženy tak, aby z hlediska mechanické pevnosti snesly nejvyšší namáhání, které může v provozu nastat
• Dovolený úbytek napětí – při nejvyšším předpokládaném el. zatížení nesmí přesáhnout úbytek napětí hodnotu povolenou normou
• Účinky zkratových proudů – mechanické (dva vodiče protékané proudem na sebe působí silou) a tepelné (zahřívání)
• Správná funkce ochrany před úrazem elektrickým proudem – průřez vedení (pracovního i ochranného vodiče) je nutno volit tak, aby impedance vypínací smyčky (dráha poruchového proudu) nepřekročila hodnotu, vyplývající z podmínky pro vypnutí ochranného prvku (přístroje) v požadované době
Jištění elektrických vedení • Účel jištění – zabránit škodám nebo ohrožení lidí, zařízení, výroby
• Jištěné jevy – zkraty: okamžitý zásah ochrany – přetížení, zemní spojení, zmenšení izolačního odporu: zpožděný zásah ochrany
Ochrana elektrického zařízení před nadproudy – jistící přístroj musí vypnout dříve, než dojde u EZ k nedovolenému oteplení – zkratová vypínací schopnost přístroje musí být vyšší (nebo alespoň rovna) nejvyšší hodnotě zkratového proudu v daném místě
tv [s] Přetěžovací charakteristika EZ
Vypínací charakteristika JP I [kA] Obr. Charakteristiky při jištění
Selektivní působení jistícího přístroje – selektivita: vypíná ten ochranný prvek, který je nejblíže k poruše • dosahuje se odstupňováním jmenovitých proudů jistících přístrojů (v bytě je jistič 10 nebo 16A, v předřazeném rozváděči (s elektroměrem na chodbě) např. 25A atd. • použitím jistících přístrojů s časovým zpožděním, blíže ke spotřebiči zapojíme rychlejší jistící přístroj
tv [s] JP2
JP2
JP1 JP1
I [kA] Obr. Selektivita při jištění
Ochrana automatickým odpojením od zdroje – impedanční smyčka musí mít malou impedanci, aby velikost zkratového proudu (IZK = U/Z) byla rovna nebo větší než je velikost proudu JP zajišťujícím vypnutí v požadované době. Velikost proudu JP se stanoví z jeho vypínací charakteristiky pro maximální dobu odpojení 5s. L1 L2 L3 PEN IZK neživá část EZ Princip ochrany automatickým odpojením
Přiřazení jistícího prvku k vedení jmenovitý proud JP
dovolený proud vodiče
IN ≤ K ⋅ IZ součinitel pro přiřazení
Jmenovité proudy jistícího prvku (pojistek a jističů ke kabelům a vodičům s měděným jádrem, s izolací PVC pro vybrané druhy uložení. Jmenovité proudy jistícího prvku [A]]
Jmenovitý průřez vodičů
při dvou zatížených vodičích způsob uložení podle tabulky
při třech zatížených vodičích způsob uložení podle tabulky
[mm2]
A
B
C
E
1 1,5 2,5 4 6 10 16 25
6 10 16 20 25 32 50 63
10 10 16 25 32 50 63 80
10 16 25 32 50 63 80
16 20 32 40 50 63 80
A
B 6 10 16 20 25 32 50 63
C
E
10 10 16 25 32 50 63 80
10 16 25 32 50 63 80
Konec přednášky
