příspěvek č. 15

K referátu Ing. Háka  - doplňuje Ing Kříž velmi zjednodušený výpočet...

Uvedený příklad můžeme potvrdit na základě velice zjednodušeného výpočtu jednotlivých impedancí podílejících se na přívodu ve srovnání s impedancí koncového obvodu. Tento výpočet provedeme v souladu s hodnotami, které se v praxi vyskytují.

Mějme transformátor 22/0,4 kV, 400 kVA, u něhož počítáme napětí nakrátko 6%. Z těchto hodnot nám vychází mpedance = 0,0238 W (proud příslušející jmenovitému výkonu je I_n=0,58 kA).

Z transformátoru ať je napájeno měděné kabelové vedení o délce L=400 m, a průřezu fázových vodičů i vodiče PEN S=120 mm². Odpor tohoto vedení (můžeme tím počítat i jeho impedance) je 0,139 W .

Z tohoto vedení odbočuje kabelová přípojka (v mědi) o délce L=40 m, průřezu S=35 mm². Její impedance je 0,0477 W .

Na přípojku navazuje domovní vedení (opět v mědi) o délce L=15 m, průřezu S=10 mm². Její impedance je 0,0626 W .

Dohromady celková impedance až ke vsupním svorkám koncového obvodu je 0,273 W . To je tedy hodnota, která připadá na přívod.

A teď máme průřez 2.5 mm² chráněný jističem 16 D; tj. jeho proud způsobující odpojení v dostatečně krátkém čase je Ia=320 A. Aby se tohoto proudu dosáhlo, musí být celková impedance všech úseků dohromady nejvýše Zs= 230/320 = 0,719 W .

Na přívod přitom připadá z celkové hodnoty impedance 0.719 ohmu hodnota 0.273ohmu, tj. přibližně 38 %. Takže je možno počítat s poklesem vstupního napětí až na 0,62 %.

Vidíme, že ve výše uvedeném případě skutečně kleslo napětí na vstupu do obvodu na nižší hodnotu než na 0.8 Un. Je však uvedený pokles ohrožující? Z toho, jak byl příklad postaven, vidíme že není, protože i při uvedeném poklesu napětí zůstává celková impedance smyčky (to je impedance jak vstupního obvodu tak i celého přívodu včetně transformátoru) tak nízká, že obvod s poruchou je odpojen.

Kromě toho je třeba si uvědomit, že podle normy ČSN IEC 1200-53 se počítá se zvýšením odporu a tím vlastně i impedance smyčky o 50 %. Přitom však v nejhorším případě, se kterým počítá ČSN 33 2000-4-41, dojde k ohřátí vodičů na provozní a ne zkratovou teplotu. Tak dojde ke zvýšení odporu vodičů o pouhých 16 %. Napětí na vstupním vedení tedy může poklesnout na méně než 0.8Un a nic se neděje. Na jakou hodnotu bude moci klesnout napětí na vstupu, aniž bude ohroženo včasné odpojení, pochopíme porovnáním následujících dvou rovnic:

Podle ČSN IEC 1200-53 platí (1,5×r ×L/S)I_a=0,8*U_n

Podle ČSN 33 2000-4-41 však postačí splnění rovnice (1,16×r ×L/S)I_a=K*U_n

A to K, to je hledané poměrné snížení jmenovitého napětí, které chceme znát.

Abychom je získali, postačí dát obě rovnice do poměru a vykrátit. Tak zjistíme:

1,5/1,16=0,8/K

a z toho K=0,618667, což je přibližně 61,9%.

Shodou okolností je tento pokles napětí téměř stejný jako v předchozím příkladu. Co z toho vyplývá?

Uvědomme si, že i za uvedených nepříznivých okolností je včasné odpojení zajištěno. Přitom je maximální délka koncového obvodu vypočítána postupem podle ČSN IEC 1200-53. Předpoklad ČSN IEC 1200-53, že napětí na vstupních svorkách obvodu klesne při zkratu pouze na 80 %, pro nějž je uvedený výpočet proveden, však splněn není. Přesto, že v uvedeném případě klesne napětí více než jenom na hodnotu, kterou tato norma předpokládá, je včasné odpojení zajištěno. Z výše uvedeného vyplývá, že toto odpojení je běžně zajištěno, když na vstupní obvody připadá z celkové impedance smyčky 38%.

Zbývá zde tedy otázka, zda platnost podmínky pro zajištění impedance smyčky, tj. výpočet impedance obvodu podle ČSN IEC 1200-53, která je sama o sobě dosti omezující, ještě omezovat a vyjmot z její platnosti jističe s charakteristikou D a požadovad při jejich uplatnění podrobnější výpočet. Podle mého názoru to obecně nutné není.

Ing. Kříž