Lustr zapojený na tři fáze
reklama
Při rekonstrukci osvětlení sálu a jeviště kulturního domu bylo požadováno ponechat osvětlení sálu centrálním stropním svítidlem - lustrem, přestože z nynějšího hlediska by bylo vhodné zvolit k osvětlení jiné, úspornější zdroje světla. Kulturní dům postavili občané svépomocí koncem padesátých let minulého století. Z té doby pochází i zmíněný lustr s 28 žárovkami. K jeho zapínání byla na jevišti rozvodná skříň o rozměru 50×50cm. Lustr se zapínal vypínačem přes soustavu pojistek a třífázový stykač s využitím jedné fáze. Lustr již prošel rekonstrukcí.
Elektroinstalace lustru
Lustr má jedno středové svítidlo o výkonu 60W, vnitřní kruh s devíti žárovkami po 100W a vnější kruh s osmnácti žárovkami také po 100W. Jeho celkový příkon je 2.760W. Příkon tohoto lustru byl v době rekonstrukce stejný jako příkon veřejného osvětlení v obci. Velký příkon lustru měl mnohé nedostatky, proto jsem se
rozhodl pro třífázové napájení, laik by řekl na 400V.
Nevýhody jednofázového napájení byly tyto:
- velký proud až 12A, to je dvakrát více, než je jmenovitý proud běžného instalačního vypínače,
- velký úbytek napětí na vedení, daný velkým příkonem, a tím velký pokles světelného toku,
- možný výpadek světla při zkratu v jedné žárovce, což je častá závada při zapínání žárovek,
- nemožnost řídit světelný tok lustru,
- velký příkon způsoboval nesymetrii v zapojení instalace a velký proud v nulovém vodiči,
- složité zapínací zařízení, ovládání pouze z jeviště.
Přívod k lustru byl veden kabelem Al 4mm2 v délce 20m. Změřená impedance proudové smyčky napájející lustr měla hodnotu 0,9Ω, z toho impedance fázového vodiče 0,5Ω a nulového vodiče 0,4Ω. Impedance hliníkového kabelu v délce 20m o průřezu 4mm2 je 0,285Ω. To znamená, že při proudu 12A vznikl úbytek napětí v lustru:
ΔU = (0,9 + 0,285) × 12 = 14 (V; Ω, A)
Takový úbytek napětí, popř. i s nevhodně volenými žárovkami, např. při použití žárovek na jmenovité napětí 240V, způsobí při poklesu napětí na žárovkách o 10%, pokles světelného toku o 30%. Aby bylo zároveň možné regulovat intenzitu osvětlení, byl lustr nově zapojen tak, že ho lze zapínat po částech (obr.) Bylo zvoleno symetrické zapojení. Vnitřní okruh s 9+1 žárovkou tvoří jednu třetinu lustru. Zbývající část, vnější kruh s osmnácti žárovkami, je rozdělena na dvě poloviny (9+9 žárovek), a to tak, že žárovky jsou zapojeny ob jednu na stejnou fázi. Lustr je zapojen do pětipólové přívodní svorkovnice: PE, N, L1, L2, L3. Přívod je kabelem CYKY 5×1,5mm2. Rozdělení příkonu na třetiny umožňuje zapínání běžným spínačem. Z jeviště se lustr ovládá třemi spínači. Prostředním spínačem, na schématu zapojeným ve fázi L2, se zapne vnitřní okruh, a to buď z jeviště, nebo od vchodových dveří do sálu. Spínač je prosvětlen signalizační doutnavkou, má kryt s průzorem.
Přívod pro lustr je jištěn jističi se jmenovitou hodnotou 6A, s vypínací charakteristikou B. Rozdělením výkonu do tří fází se zmenší proud v každé fázi na třetinu původní hodnoty, tím se sníží i úbytek napětí na třetinu. Je-li zapnuta jedna třetina lustru, úbytek napětí na lustru je:
ΔU = (0,5 + 0,4 + 0,238 + 0,238) × 4 = 5.5 (V; Ω, A)
Je-li zapnutý celý lustr, odpadá úbytek napětí na nulovém vodiči a uplatňuje se pouze ztráta na fázovém vodiči:
ΔU = (0,5 + 0,238) × 4 = 2,9 (V; Ω, A)
Schéma zapojení lustru do tří fází
Velký počet žárovek v jedné fázi (před rekonstrukcí všech 28 žárovek v celém lustru) způsobuje proudový náraz. Odpor vlákna žárovky má při teplotě 20°C asi třináctkrát menší hodnotu než při provozní teplotě, což lze změřit ohmmetrem. Proud se na jmenovitou hodnotu ustálí během několika period. Tento náraz může způsobit výpadek jističe, je-li jeho proud shodný s proudem žárovek. Řešením je použít jistič s větší proudovou hodnotou, popř. jistič s charakteristikou C nebo D. Tento postup však není vhodný tam, kde je hlavní jistič svou proudovou hodnotou blízký jističi spotřebiče. Protože v původním zapojení lustru byly použity pojistky s velkou proudovou hodnotou a hlavní jistič měl rovněž velkou hodnotu, neomezoval nárazový proud lustru jeho provoz. Zřejmě by pro jednofázově zapojený lustr musel být použit jistič 16 nebo 20A, což v běžné instalaci není vhodné.
Je-li uvažován proudový náraz, tento mohl při jednofázovém zapojení dosáhnout hodnoty:
I = 230/(0,5 + 0,4 + 0,285 + 1,47) = 86 (A; V, Ω)
Nárazový proud při třífázovém zapojení pak bude:
I = 230/(0,5 + 0,4 + 0,476 + 4,2) = 41 (A; V, Ω)
Při zapínání žárovek často dochází vlivem velkého nárůstu proudu k přerušení vlákna žárovky v jeho nejslabším místě a vlivem ionizace ke vzniku oblouku. Tím skokem vzroste proud v obvodu, v důsledku čehož vybaví jistič. V daném případě by tento proud dosáhl hodnoty přibližně 150A, neboť činný odpor oblouku je jen několik desetin ohmu. Tento proud je blízký proudu zkratovému, který by mohl vzniknout např. v objímce.
Zhodnocení zapojení
Třífázové zapojení, protože využívá všechny fázové vodiče, má vždy menší úbytek napětí a tím i ztráty. Nemá tedy smysl příliš zvětšovat průřez přívodního vedení. V daném objektu byla po přístavbě předsálí na počátku 70. let dvacátého století zřízena částečně nová elektroinstalace. Od HDS po elektroměr byl použit kabel AYKY 4×35mm2, v ulici je vzdušná síť 50mm2 a přípojka je provedena závěsným kabelem AYKYz 4×16mm2. Zesílený přívod od HDS po elektroměr je v podstatě o 100% předimenzován, ale ztráty na vedení tím nepoklesly na polovinu. Třífázovému zapojení dávám vždy přednost.
František Majda, elektrotechnik
Tento článek je ukázkou z časopisu ELEKTRO 3/11
Cena časopisu je 52,-Kč, předplatné na rok 2011 je 624,-Kč vč. DPH.
Pokud máte o časopis zájem, můžete si ho objednat níže uvedeným formulářem!
Diskutující k tomuto článku
... a další (počet diskutujících: 18)TEXT Z OBLASTÍ | SOUVISEJÍCÍ KONTAKT |
---|---|
FCC PUBLIC s.r.o. Zaslání vizitky Zobrazit záznam v adresáři |