Obecně
Hlavní zásady vodičů dičů
– způsob ů b uložení l ž í vodiče dič – stanovení průřezu vodiče
2
ELEK KTRICKÉ É INSTAL LACE NÍZ ZKÉHO N NAPĚTÍ
pro dimenzování
– volba druhu vodiče
4
ELEK KTRICKÉ É INSTAL LACE NÍZ ZKÉHO N NAPĚTÍ
• Návrh: • pro dané prostředí • pro dané podmínky
• pro určitý čitý výkon ýk při ři d daném é uložení l ž í Radek Procházka (
[email protected])
Elektrické instalace nízkého napětí 2007/08
1) Dovolená provozní teplota
– teplota vodičů v provozu v dovolených mezích – hospodárný průřez (podle zatížitelnosti…) – dostatečná mechanická pevnost • jmenovité zatížení • montáž
– úbytek napětí na vodičích v dovolených mezích – odolnost silovým a tepelným účinkům zkratových proudů Poznámka: dimenzování může ovlivnit např kombinované prostředí např. prostředí, korona… korona 3
ELEK KTRICKÉ É INSTAL LACE NÍZ ZKÉHO N NAPĚTÍ
Zásady při návrhu vodiče
– udává výrobce vodiče – hodnota teploty vodiče, stanovená pro h hospodárnou dá ži životnost t t vodiče dič (= ( nejvyšší j šší teplota vodiče, při které může vodič trvale pracovat) – vlivy na teplotu vodiče: • proudové zatížení (ztráty na činném odporu vodiče) • okolní teplota (zahřívání vodičů ve svazku) • přímé sluneční záření (u venkovních vedení)
– jmenovitá proudová zatížitelnost INV – velikost trvalého proudového zatížení při základním způsobu ů b uložení l ž í vodičů dičů
1) Dovolená provozní teplota
– dovolené proudové zatížení IDOV se určí pro nejhorší tepelné podmínky na trase vedení:
I DOV = (k1 ⋅ k 2 ⋅ " ⋅ k n ) ⋅ I NV korekční činitelé, omezující j zatížení vzhledem k místním podmínkám (<1)
5
A≥
6
8
I DOV J
• J – jmenovitá jmeno itá proudová pro do á h hustota stota po použitého žitého materiál materiálu
3) Úbytek napětí na vodiči
– průřez ůř vodiče dič má á být ttakový, k ý aby b se vodič dič v provozu nezatěžoval větším proudem, než odpovídá p hospodárné p p proudové hustotě – doba plných ztrát τz – doba, po kterou vyrábíme max. ztrátový výkon za rok při zatěžování těž á í max. proudem d – pro hospodárný průřez platí (pro τz >1000 hod/rok a životnost min min. 10 let provozu):
A = k ⋅ IV ⋅ τ Z
7
ELEK KTRICKÉ É INSTAL LACE NÍZ ZKÉHO N NAPĚTÍ
2) Hospodárný průřez
– určení průřezu vodiče podle provozní teploty:
ELEK KTRICKÉ É INSTAL LACE NÍZ ZKÉHO N NAPĚTÍ
• ve vodorovné poloze v klidném vzduchu o základní teplotě • vodorovné uložení v zemi s měrným tepelným odporem 0,7 K.m.W-1 v hloubce 70 cm s teplotou půdy ůd 20°C
ELEK KTRICKÉ É INSTAL LACE NÍZ ZKÉHO N NAPĚTÍ
– základní uložení vodičů:
ELEK KTRICKÉ É INSTAL LACE NÍZ ZKÉHO N NAPĚTÍ
1) Dovolená provozní teplota
– počítá čítá se pro daný d ý průřez ůř a danou d délk délku – zatěžováním vodičů vznikají úbytky napětí, závislé na parametrech vodičů a na velikosti zatěžovacího proudu (důležité hlavně pro paprsková vedení) – úbytek napětí: • jednofázová soustava:
ΔU =
2⋅ ρ ⋅l 2⋅ ρ ⋅l P ⋅ I ⋅ cos ϕ = ⋅ A A Uf
• třífázová soustava
ΔU = 3
ρ ⋅l A
⋅ I ⋅ cos ϕ =
ρ ⋅l P
⋅ A US
– odolnost d l t mechanickému h i ké namáhání áhá í při ři montáži táži a různých podmínkách provozu – vodiče v budovách jsou kromě montáže vystaveny pouze působení vzájemných sil mezi vodiči → volíme minimální průřez vodičů pro napětí ětí do d 1kV – pro venkovní vedení VN a VVN: lana AlFeX (X=3 4 (X=3, 4, 6 6, 8 8, … je poměr Al/Fe – čím menší X, X tím je lano pevnější) – dle klimatických změn: • síla větru • námraza • vlastní tíhová síla vodiče 9
11
ELEK KTRICKÉ É INSTAL LACE NÍZ ZKÉHO N NAPĚTÍ
4) Mechanická pevnost vodičů
10
12
13
14
15
16
5) Odolnost proti zkratům
18
ELEK KTRICKÉ É INSTAL LACE NÍZ ZKÉHO N NAPĚTÍ
20
ELEK KTRICKÉ É INSTAL LACE NÍZ ZKÉHO N NAPĚTÍ
– zkratové k t é proudy d mohou h být několikanásobně ěk lik á b ě větší, než proudy jmenovité – účinky zkratových proudů: • silové (dynamické) – hlavně u pevně uložených vodičů • tepelné t l é – u volně l ě uložených l ž ý h nebo b zavěšených ěš ý h vodičů
17
5) Odolnost proti zkratům
• Silové Sil é úči účinky k zkratových k t ý h proudů dů
• Tepelné T l é úči účinky k zkratových k t ý h proudů dů
– síla mezi 2 vodiči: F = B ⋅ I ⋅ l ⋅ sin α – intenzita i t it el. l pole l ve vzdálenosti dál ti x od d vodiče: dič
H=
I 2 ⋅π ⋅ x
– max. max síla: kolmo k ose vodiče:
F = μ0 ⋅
I 2 ⋅π ⋅ x
⋅ I ⋅ l = 2.10 −7 ⋅
I2 ⋅l x
– max. síla na 1 metr vodiče:
f K = 2 ⋅ k1 ⋅ k 2 ⋅10 −7 ⋅
I
2 KM
x
19
ELEK KTRICKÉ É INSTAL LACE NÍZ ZKÉHO N NAPĚTÍ
5) Odolnost proti zkratům
– jsou dány působením časově proměnných zkratových proudů po dobu trvání zkratu – teplo vyvinuté ve vodičích:
(
)
Q = f R(T ), iK2 (t )
– Zkratový proud můžeme nahradit ekvivalentním oteplovacím proudem IKe:
′′ I Ke K = ke ⋅ I K – průřez vodiče, vyhovující tepelnému namáhání
A=
I Ke ⋅ t K K
