Dimenzování vodičů

Kapitola 523 Dovolené proudy, která byla dříve uvedena v ČSN 33 2000-5-523 (platnost ČSN 33 2000-5-523 končí) je nyní uvedena v ČSN 33 2000-5-52 ed. 2. V ní je také podrobně řešena kapitola 525 Úbytky napětí.

V tomto příspěvku jsou probrány praktické aplikace požadavků na dimenzování vedení s použitím nové legislativy. Pouze informativně je zmíněno dimenzování vedení s ohledem na hospodárnost provozu.

Při dimenzování elektrických vedení, to znamená stanovení typu vodiče a minimálního průřezu jádra je nutno zohlednit:

• 1. všechny požadavky, které vedení musí splňovat

• 2. všechny vlivy, které na vedení působí.

Z hlediska bodu 1 se jedná o zajištění všech funkcí, které jsou na vedení kladeny a které musí být zajištěny po celou životnost instalace.

Jedná se o:

• a) Dostatečný průřez vedení, zajišťující nepřekročení oteplení dané průchodem proudu, tj. dimenzování dle dovolených proudů.

• b) Dostatečný průřez vedení, aby při zkratu, byla zajištěna funkce automatického odpojení od zdroje dle ČSN 33 2000-4-41 ed.2, tj. aby nebyla překročena impedance ochranné smyčky.

• c) Dostatečný průřez vedení - aby úbytek napětí vyhovoval požadavkům ČSN 33 2000-5-52 kapitola 525 a ČSN 33 2130 ed.2 pro vnitřní rozvody a dále funkčním požadavkům připojeného zařízení z hlediska technologických potřeb.

Z hlediska bodu 2 je nutno zohlednit všechny vlivy působící na vedení kdekoli, to je jen v malé části trasy. To se týká hlavně dimenzování vedení dle dovolených proudů.

Dimenzováním dle oteplení, to je stanovením průřezu vedení tak aby nedošlo k jeho nadměrnému oteplení zkratem nebo přetížením. (stanovení dovolených proudů).

Způsoby zajištění podmínek aby nebyly překročeny dovolené proudy ve vedení jsou řešeny v ČSN 33 2000-4-43 ed.2. V této normě je uveden způsob provádění jištění, umístění jištění a specielní způsoby jištění např. u paralelních kabelů. Tyto otázky nejsou předmětem tohoto příspěvku.

Ochrana proti přetížení
V článku 433.1 ČSN 33 2000-4-43 ed.2 je uvedeno základní kriterium jištění:

I2 ≤ 1,45 . Iz

Kde:  I2 proud zajišťující účinné zapůsobení ochranného přístroje
        Iz dovolené proudové zatížení vedení

Přitom je nutno zajistit odpojení i při dlouhotrvajícím malém nadproudu, který vypínací prvek vypne za dlouhou dobu.

V národní příloze ČSN 33 2000-4-43 ed.2 NA.3 se uvádí, že pro:

• Jističe charakteristiky B,C, D

• Teplota okolí do 30°C

obvykle postačuje: In ≤ Iz
kde:  In jmenovitý proud ochranného přístroje
          Iz dovolené proudové zatížení vedení

Ochrana proti zkratu
Základním kriteriem pro výpočet dovoleného zatížení vodiče je Jouleův integrál I2 . t.
Ten je úměrný maximálnímu množství energie, která při zkratu ohřeje vodič maximálně na ještě přípustnou teplotu.

Podmínka je pro kabel splněna pokud:

I2 . t = k2 . S2

kde:   k pro Cu je k = 115
          S je přůřez vodiče

Musí platit že:
I2 . t (jističe) ≤ I2 . t (vedení)

Velikost energie I2 . t (jističe), kterou propustí jistič je udávána v katalogu.

Pro praktické použití jsou vypracovány tabulky, které uvádí přímo dovolené proudy. Jejich použití je uvedeno dále.

Struktura požadavků na dimenzování dle dovolených proudů v normě ČSN 33 2000-5-52 ed. 2