Kladení vedení v KNX systémových instalacích

Typy vodičů a kabelů v KNX instalacích
Vycházíme-li ze základního principu KNX systémových instalací, v nichž jsou vzájemně odděleny funkce ovládacích a měřicích elementů od funkcí výkonových prvků, potřebujeme alespoň dva typy vedení. Prvním z nich jsou silové vodiče a kabely, propojující výkonové výstupy akčních členů s ovládanými spotřebiči. Druhým typem vedení je v podstatě sdělovací kabel, kterým jsou propojeny všechny snímače i akční členy a po němž probíhá veškerá vzájemná komunikace mezi nimi. Třetím typem vedení jsou vodiče a kabely pro připojení různých zařízení k binárním nebo analogovým vstupům a k podobným prvkům.

Uvědomíme-li si, že prakticky každá současná KNX systémová elektrická instalace využívá možnost komunikovat i s jinými systémy, musíme uvažovat také o použití dalších typů potřebných vodičů - často sběrnic využívaných v dalších systémech.

Silové vodiče v KNX instalacích
Typy silových vodičů a kabelů v KNX systémových instalacích jsou zcela shodné s vodiči a kabely v klasických instalacích, dimenzují a kladou se ve stavebních konstrukcích shodným způsobem.

Silové vodiče jen výjimečně vedou do elektroinstalačních krabic (nehovoříme-li o zásuvkových obvodech, které jsou řešeny obdobně jako v instalacích klasických). Bude tomu tak v případech, kdy akční členy jsou umisťovány právě do těchto krabic, společně se snímači pro vytvoření celých regulačních smyček pro řízení spotřebičů v jejich blízkosti (například snímač pohybu v kombinaci se spínacím akčním členem pro spínání osvětlení ve vazbě na pohyb).


V převážné většině případů je každý spotřebič silově připojen k odpovídajícímu silovému vývodu akčního členu uloženém v rozvaděči. Znamená to, že z rozvaděčů je zapotřebí klást samostatná silová vedení ke všem spotřebičům připojovaným k výstupům rozvaděčových akčních členů. Aby však bylo možné využít jedné z výhod KNX systémové elektrické instalace, jíž je nižší spotřeba silových vodičů ve srovnání s instalací klasickou, je potřebné rozumným způsobem decentralizovat rozvaděče v celé instalaci (příklad na obrázku 1). Z takto vytvořených podružných rozvaděčů, opatřených vždy jedním silovým přívodem, postačí vést již jen relativně krátké silové vývody k jednotlivým ovládaným elektrickým předmětům.


Při projektování podružných rozvaděčů je přitom potřebné zvážit počty elektrických předmětů připojovaných do jednoho rozvaděče. Akční členy mohou být dodávány ve vícenásobných variantách. Čím bude vyšší násobnost akčního členu, tím nižší budou poměrné pořizovací náklady na jeden kanál. Proto je potřebné zvolit vhodný kompromis mezi násobností akčních členů, počtem podružných rozvaděčů a délkou silových kabelů (na obrázku 2 přívodních vedení k zátěžím Z1 až Z8).


Značného snížení potřeby silových vedení lze dosáhnout využitím přístrojů sestávajících z několika volitelných modulů a vybavených jednou společnou sběrnicovou spojkou. Tyto moduly mohou být umístěny například v nástěnné krabici s dostatečným stupněm krytí a s možností montáže do zdvojených podlah nebo stropních podhledů, jak je znázorněno na obrázku 3. Takové kombinované přístroje mohou zabezpečit řízení všech funkcí v místnosti.

KNX sběrnicové kabely
Úkolem KNX sběrnicového kabeluje přenos digitálních informací mezi účastníky na sběrnici a kromě toho i napájení sběrnicových spojek těchto účastníků ze stejnosměrného zdroje bezpečného malého napětí SELV.


Aby byla minimalizována elektromagnetická indukce rušivých napětí na sběrnici, musí se používat stíněné sdělovací kabely - stínění se ale neuzemňuje, ani se nepropojují stínění jednotlivých úseků sběrnicových kabelů. Pro účely napájení musí kabel vyhovět přenosu proudu s co nejmenším úbytkem napětí na vzdálenosti až 350m od zdroje, proto tyto sdělovací kabely musí opatřeny kroucenými páry s měděnými vodiči o průměru 0,8mm. Kromě toho musí vyhovět i požadavkům na soustavu SELV, proto izolační plášť kabelu musí vyhovět zkoušce napětím 4kV, při kladení do trubek postačí i kabely zkoušené na 2,5kV. Konstrukce sběrnicového kabeluje naznačena na obrázku 4.

Požadavkům podle ČSN EN 50090-2-2 plně vyhovují kabely typu YCYM 2x2^0,8, pro použití v trubkách pak JYSTY 2x2x0,8. Existují i další typy kabelů, které stanoveným požadavkům odpovídají. Např. ve Velké Británii jsou dostupné sběrnicové kabely se zvýšenou požární odolností, přičemž jejich plášť je v bílé barvě.


Sběrnicové vedení je tvořeno jedním párem vodičů (červená, černá), rezervní pár vodičů (bílá, žlutá) lze využít pro jiné aplikace SELV, např. pro pomocné, přídavné napájení některých KNX přístrojů.


Máme-li při dodávce systémové instalace odvést kvalitní profesionální práci, veškeré rozvody musí být ukládány nejen účelně, ale také vzhledně. Všechny konce sběrnicových kabelů je nutné opatřit smršťovacími návlačkami podle obrázku 5. Sběrnicová vedení jsou zpravidla ukončena bezšroubovou sběrnicovou svorkovnicí. K této svorkovnici lze připojit až čtyři páry vodičů - sběrnici lze rozbočit až do čtyř směrů (obrázek 6).

Přístroje KNX umístěné mimo rozvaděče se připojují ke sběrnici, ukládané zpravidla v těsném souběhu se silovými vedeními, což je opatření ke zvýšení ochrany před nadměrným přepětím vznikajícím při blízkých atmosférických výbojích nebo při kovových zkratech v instalaci. Na obrázku 7 je naznačeno vytváření smyček. Ty se uzavírají přes silové vedení, přes k němu připojené přístroje a dále přes sběrnici k přístrojům rovněž připojenou. Při vzdálenějším vzájemném uložení vedení mají tyto smyčky velkou plochu. Čím větší plocha těchto smyček je, tím vyšší špičková přepětí při uvedených krátkodobých stavech se v nich indukují. Tato přepětí mohou způsobit výrazné snížení životnosti sběrnicových spojek nebo poškození či jejich úplnou destrukci. Čím menší plocha těchto smyček bude, tím nižší přepětí se v nich mohou indukovat. Proto je důležité klást sběrnici pokud možno v těsném souběhu se silovými vedeními, jak je znázorněno na obrázku 8.


Sběrnici je nutné klást vždy pokud možno co nejkratší cestou. V závislosti na prostorovém rozmístění KNX přístrojů, lze použít strukturu lineární, stromovou nebo paprskovou. V praxi se ovšem jedná nejčastěji o různé kombinace těchto způsobů kladení vedení (obrázek 9). Nikdy se ale nesmí vytvořit uzavřená smyčka, ať již na části sběrnice, nebo na sběrnici celé. V takovém případě by nutně docházelo ke komunikačním problémům.


Pro zajištění maximální životnosti KNX přístrojů je v systémové instalaci potřebné použít všechny stupně přepěťových ochran, kromě toho navíc i ochranu stupně Dl na sběrnici, v souladu s ČSN EN 50090-2-2. Tento svodič přepětí spíná přepěťové špičky dosahující hodnoty 350V a bez poškození vydrží krátkodobý zkratový proud až 5kA. Na každém liniovém segmentu by měl být alespoň jeden tento svodič. Běžně se používá s připojením k výstupu napájecího zdroje podle obrázku 10.


Další typy vodičů
KNX systémová instalace spolupracuje s různými dílčími systémy nebo jinými typy sběrnic. Pro připojení mnohých snímačů k převodníkům dat na sběrnici KNX jsou rovněž využívány některé typy sdělovacích a podobných kabelů. Doporučované typy těchto kabelů bývají uvedeny v technické dokumentaci k těmto výrobkům anebo jsou přímo součástí jejich dodávky.

Připojení k nadřazené IP síti je běžně zajišťováno kabely UTP, kdežto pro spolupracující sběrnici DALI je nejvhodnější dvoužilový silový kabel 2x1,5mm², který umožňuje vytvořit DALI sběrnici o délce až 300m. Vždy je důležité dbát doporučení uváděných v průvodní dokumentaci k připojovaným přístrojům nebo zařízením.

V každém případě je potřebné si uvědomit, že žádný ze sdělovacích kabelů, které jsou na trhu k dispozici, nelze využívat zcela univerzálně, pro jakékoli účely, pro jakoukoli soustavu malého napětí, což se bohužel někdy v praxi stává. A v provozu potom nastávají byť nahodilé, ale přece jen více nebo méně často se vyskytující problémy v komunikaci po sběrnici.