Dimenzování vedení z hlediska hodnot impedanční smyčky

Z uvedeného vyplývá, že této hodnotě musí odpovídat i hodnoty impedanční smyčky. A z impedance smyčky lze pro průřezy vedení vypočítat i jejich maximální délky. Maximální délky vedení, při nichž je prvkem jistícím před přetížením zajištěna ještě ochrana před dotykem neživých částí podle podmínek stanovených pro sítě TN v čl. 411.4 ČSN 33 2000-4-41 ed. 2, mohou být vypočítány pomocí vzorce podle ČSN IEC 1200-53:

ve kterém:

• L je délka vedení [m],
• S je průřez fázového vodiče vedení [mm2],
• Uo je fázové napětí [V], pro distribuční sítě Uo = 230V,
• ρ je rezistivita měděných vodičů (viz kapitola 17),
• m je poměr průřezu fázového k průřezu ochranného vodiče,
• I je intenzita proudu [A], která zajišťuje funkci ochranného přístroje do doby t; podle tab. 41.1 ČSN 33 2000-4-41 ed. 2 (zde viz též tab. 40 na str. 152) je to 0,4s.

Na základě uvedeného vzorce je zpracována řada tabulek v různých publikacích i níže uvedený nomogram pro určení délek vedení různých průřezů jištěných jističi typů B a C.

Obr. 14 – Maximální délky vedení chráněných jističi typů B a C

Maximální délka vedení se na nomogramu zjistí ze známého jmenovitého proudu jističe charakteristiky B nebo C chránícího toto vedení (údaj na ose 1) a ze známého jmenovitého průřezu chráněného vedení (údaj na ose 2) jako průsečík této přímky s osou 3.

ZSM (zelená stupnice nalevo) je maximální naměřená impedance smyčky při revizi odpovídající jmenovitým proudům jističů C nebo B (napravo od zelené stupnice).

Příklady:

• 1. Máme vedení 1,5mm2 Cu chráněné jističem s charakteristikou B a jmenovitým proudem 10A. Potřebujeme se přesvědčit, zda je zajištěna jeho ochrana na konci vedení (50m).
  Proložíme přímku bodem na ose 1 (10A) a bodem na ose 2 (průřez 1,5mm2). Průsečík přímky vedené těmito body s osou 3 nám udává, že délka vedení může být přibližně 100m. Vedení o délce 50m tedy bezpečně vyhovuje.

• 2. Je třeba zajistit ochranu automatickým odpojením od sítě (TN) napájející telefonní stojan vzdálený od rozváděče 600m. Vedení je chráněno jističem 6A s charakteristikou B. Jaký průřez je nutno zvolit, aby ochrana automatickým odpojením byla zajištěna?
  Proložíme přímku bodem na ose 1 (6A) a bodem na ose 3 (600m); na průsečíku této přímky s osou 2 odečítáme přibližnou hodnotu průřezu vodiče 6mm2. Vzhledem k ceně vedení je možno volit vedení o průřezu 1,5mm2 a vybavit přívod proudovým chráničem.

Nomogram pro délky a průřezy v závislosti na IN jističů je odvozen podle ČSN IEC 1200-53, nomogram naměřené impedance smyčky ZSM je odvozen podle ČSN 33 2000-6.

Pro vysvětlení uvedeme, jak se přibližně dospělo ke vzorečku

Impedance smyčky je totiž v těch nejběžnějších případech rovna jejímu odporu Zs = Rs.
A odpor smyčky je v těch nejběžnějších případech Rs = ρ × 2L/S. (Číslice 2 je tam proto, že se jedná o vedení tam a zpátky.) No a Rs musí být maximálně rovno Uo/Ia – takže dostáváme ρ × 2L/S = Uo/Ia,takže L = Uo × S/(2.ρ.Ia). V tomto vztahu už můžeme rozeznat zárodek výše uvedeného vzorce. V tom však máme namísto číslice 2 uvedeno 1+m a ještě tam máme součinitele, a to 0,8 a 1,5. Ten součet 1+m respektuje skutečnost, že ne vždy je průřez ochranného vodiče stejný jako průřez vodiče fázového (m je poměr průřezu fázového k průřezu ochranného vodiče).
Součinitel 0,8 je zde proto, že u koncového obvodu, jehož délku počítáme, se při poruše předpokládá, že napětí na začátku uvažovaného obvodu bude vlivem poruchového proudu v napájecím obvodu sníženo na 80 % jmenovitého fázového napětí Uo. A ten součinitel 1,5 před rezistivitou ρ ve vzorci má svůj původ v tom, že při poruše se předpokládá, že dojde k ohřátí vodiče, a tím se zvýší jeho rezistivita. (Svou roli v něm hraje i bezpečnostní součinitel zahrnující velmi malé hodnoty impedancí ve spojích apod.).