Zkratové proudy a vypínací schopnost jisticích přístrojů

Dojde-li ke spojení dvou vodičů s různým napětím, hovoříme o zkratu. Zkratem v síti tedy rozumíme elektromagnetický přechodný děj, který vznikne náhlým zmenšením impedance mezi fázovými vodiči, případně mezi fází a středním nebo ochranným vodičem.  Příčinou chybného vodivého spojení může být chybná manipulace, mechanické poškození izolace, poškození kabelu při zemních pracích apod., její přirozené znehodnocování např. vlhkostí nebo je důsledkem zvýšeného namáhání při spínacích pochodech. Zkrat způsobující zmenšení impedance má za následek okamžité zvětšení proudu na mnohonásobek normálního provozního proudu, jehož hodnota závisí na napětí a impedanci. Zkratový proud dosahuje hodnot v rozmezí tisíců až desetitisíců ampér a svými dynamickými (silovými) a tepelnými účinky ohrožuje všechny prvky instalace a elektrizační soustavy, kterými protéká.

 Podle způsobu zatěžování jednotlivých vodičů třífázové soustavy při zkratech (resp. jejího zdroje) rozeznáváme zkraty symetrické, neboli souměrné (třífázové, případně třífázové zemní) a zkraty nesouměrné (dvoufázový, dvoufázový zemní, jednofázový) jak je naznačeno obrázcích.

Při návrhu instalace se vždy zajímáme o dva krajní případy a to o tzv. maximální zkratový proud (třífázový symetrický zkrat) a minimální zkratový proud (jednofázový zemní zkrat).
Z hlediska dimenzování elektrických sítí na maximální zkratový proud nás proto zajímá nejnepříznivější případ, který může nastat a tím je 3-fázový symetrický zkrat, při kterém vzniká největší zkratový proud. Jeho průběh a hodnoty jsou určující pro správnou volbu jisticího přístroje z pohledu jeho vypínací schopnosti (Icu, Ics, Icm pro výkonové jističe, Icn pro malé jističe a pojistky). Opačným případem, který je důležitý z hlediska bezpečnosti před úrazem elektrickým proudem, je 1-fázový zemní zkrat s velkou impedancí smyčky poruchového proudu. V závislosti na velikosti impedance smyčky poruchového proudu musíme uvažovat i s malými zkratovými proudy a čas odpojení poruchy může být i značně dlouhý. Po tuto dobu se na neživých částech vyskytuje nebezpečné napětí a naším úkolem je navrhnout řešení pro včasné odpojení poruchy. V tomto případě vybíráme takové řešení, které zajistí krátké vypínací časy (Ivyp) a hledisko vypínací schopnosti jisticích přístrojů není kritické.

Ing. František Štěpán

Ukázka ze sborníku L.P.Elektro č. 31