Elektrotechnika Pednka 13 Instalan pstroje v obvodech nn

Elektrotechnika Přednáška 13. – Instalační přístroje v obvodech nn kabely, pojistky, jističe, stykače, přepěťové ochrany, signalizace a ovládán, liniová schémata Miroslav Novák © 2012 Tento materiál vznikl za podpory projektu Modernizace didaktických metod a inovace výuky technických předmětů.

Vodič Základní „součást“ každého obvodu část pro přenos proudu – vodivé jádro navrhujeme průřez – omezen dovoleným oteplením (dáno velikostí proudu, vodivostí materiálu, odvodem tepla do okolí), limitní teplota je dána typem izolace izolační část – ochranný obal proti zkratu a úrazu el. proudem navrhujeme tloušťku – dána průrazným napětím použitého materiálu a maximálním napětím mezi částmi vodiče konstrukční části – zajišťují další mechanické, chemické a jiné vlastnosti

Vztah požadavků a provedení el. vedení Postup návrhu kabelu je uveden ČSN 33 2000 Mechanická odolnost Přípustná provozní teplota Malý úbytek napětí Malý odpor, aby fungovala nadproudová ochrana proti zkratu Chemická odolnost prostředí, mechanická odolnost pohyblivých vodičů Minimální průřez vodiče Proudová zatížitelnost Úbytek napětí Největší přípustná délka pro odpojení při zkratu Konstrukce jádra a izolace

Průřez jádra Proudová hustota samostatný vodič 8 A/mm 2 vinutí stroje 2 -4 A/mm 2 holý vodič 12 A/mm 2 Jádro buď plné nebo z více drátků – mechanické vlastnosti v ohybu V domovních instalacích zásuvkový obvod 2, 5 mm 2 – jistič B 16 A světelný obvod 1, 5 mm 2 – jistič B 10 A

Síla izolační vrstvy Průrazné napětí PVC a jiné plasty vzduch 40 k. V/mm 3– 5 k. V/mm Napětí v obvodu nutno počítat i přepětími – síť 230 V běžně 1, 5 -4 k. V Izolace je mnohonásobně předimenzovaná musí vydržet po celou dobu života – postupná degradace velmi namáhaná při instalaci vedení dále mechanickými a chemickými vlivy

Požadavky na el. ochrany HROZBY • • • Spolehlivost Rychlost Výběrová schopnost Citlivost Přesnost Rozhodující faktory: • Velikost nadproudu • Doba trvání Účinky • Silové (zkraty) • Tepelné (zkraty, přetížení) -> zapálení okolí • Nebezpečné napětí, kde nemá být Poruchy • • Zkraty (nejčastější) Přetížení Přepětí Podpětí

Pojistky Princip: uměle vytvořené nejslabší místo v rozvodu Přetavení tavného přesně dimenzovaného, kalibrovaného drátku nebo pásku Vypínací charakteristika je závislá na čase - charka chráněného objektu - charka pojistky Vypínací schopnost maximální proud u kterého je schopna uhasit oblouk

Jističe = samočinné nadproudové vypínače ochrana vedení, motorů, ostatních spotřebičů před přetížením Nemají omezovací schopnost = nutné předřazení pojistek proud je vypnut až při poklesu k nule, pozor na jištění DC obvodů! Spoušť: • Nadproudové – bimetalový pásek ohřívaný proud časově závislá charakteristika • Zkratová – elektromagnet časově nezávislá

Charakteristika jističe B – světelné a zásuvkové obvody (nezpůsobují rázy) Zkart. spoušť 3 -5 In C – žárovky, motory (rázy) 6 -9 In D – transformátory, 2 -pólové motory (vysoké rázy) 12 -16 In

I Chrániče Doplňková ochrana – odpojení v krátkém čase Předepsány tam, kde hrozí zvýšené nebezpečí úrazu el. proudem Vlhké mokré prostory Laboratorní podmínky Ovládání laiky = domácnosti Venkovní zásuvky (sekačky) Funkce: ochrana před nebezpečným dotykem živých částí ochrana před nebezpečným dotykovým napětím na neživých částech Nejsou základní ochranou Výhody: Velká citlivost na svodové proudy Velká vypínací schopnost Změkčení podmínky pro velikost nejmenšího dovoleného odporu uzemnění Zs < U 0/Ia př: pojistka 10 A (vypínací schopnost 47 A) při U 0 = 230 V => Zs = 4, 9 W, chránič: Zs = 230/0, 1 = 2300 W Někdy kombinované s nadproudovou ochranou

Jištění kabelu Ve všech fázových vodičích v 3 f síti V 1 f – při jištění proti přetížení, vypnout se musí ale všechny fázové vodiče Na začátku vedení – ochrana vedení (někdy + potřebičů) nebo v místech zeslabení průřezu a motoru Nevypínat při záběrovém proudu Respektovat četnost spouštění (přehřátí záběrovým proudem) = Protichůdné požadavky • • • Motorový jistič nastavitelná zkratová spoušť Pojistka + stykač s nadproudovým relé Pojistka a jistič s tepelnou spouští

Přepětí Jakékoli napětí s vyšší špičkovou hodnotou než je špičková hodnota nejvyššího ustáleného napětí při normálních podmínkách Podle doby trvání: • • Trvalé přetětí Přepěťová relé Dočasné (0, 03 s – 1 h) Přechodné přepětí (tisíciny s) – kmitavé nebo nekmitavé Kombinované – kombinace dvou předchozích Pulzní (přechodné) přepětí vniká při: • • Atmosférických jevech (blesk) LEMP Spínacích jevech SEMP Elektrostatickém výboji ESD Nukleární el-mag. impulz NEMP Rozdělení podle umístění zdroje: § Příčné (symetrické) mezi pracovními vodiče, zdrojem spínací jevy § Podélné (nesymetrické) mezi prac. vodičem a zemí

Blesk Parametry přímého úderu blesku • • • Vrcholový proud v k. A (200 k. A) Maximální strmost v čele/týlu proudového impulzu (10/350 ms/ms) Náboj (100 As) Ochrana proti blesku rozdělena do 4 úrovní Domovní instalace = částečný proud blesku nebo indukovaný proud po úderu • 5 k. A venkovní vedení; 3 k. A podzemní vedení • 8/20 ms/ms Indukované přepětí Všude kde můžeme zachytit rádiové vysílání Do smyčky tvaru čtverce s hranou 10 cm se při nedalekém úderu může naindukovat až 40 V = zničení i nezapojených elektronických obvodů

Spínací jevy • Zapínání a vypínání induktivní někdy kapacitní zátěže • Rezonanční jevy ve spojení se spínacími prvky (mechanické, tyristory) • Zkraty a zemní spojení způsobující oblouk na uzemňovací systém • Spínání a přepínání v síti vn a vvn přenáší se kapacitními vazbami do sítě nn Příčinou je rezonance parazitních kapacit a indukčností Rozepnutí 1 f asynchronního motoru

Přepěťové ochrany Možnosti: odpojit zařízení, zkratovat vstup (jednodušší, nezpůsobí přerušení provozu, proto se používá v praxi) Principem je pospojování na stejný potenciál • Neživé části pospojujeme přímo • Živé části přes svodiče (svodič má při normálním napětí velmi velký odpor, při přepětí prudce klesne = krátkodobý řízený zkrat) Základem je kvalitně provedené pospojování ČSN 33 2000 -5 -54 = potenciál, kam se odvádí bleskový proud

Relé a sytkač <- malé výkony velké výkony-> Kontakty • • • spínací rozpínací přepínací Ovládání • • DC AC Problémy • zapínací proudy • uhašení oblouku při vypnutí

Signalizace a ovládání El. proud není vidět – signalizace je velmi důležitá (bezpečnost) Ovládání – hlavní je přehlednost a ergonomie • Spínač – zůstává v určité poloze (zapnuto/vypnuto) • Tlačítko – po uvolnění se vrací do výchozí polohy

Liniová schémata přehlednost zakreslení složitých obvodů každá větev má svoji linii – číslování Cívky a kontakty jednoho stykače mohou být v různých liliích vyznáme se v tom díky číslování

Shrnutí Už nikdy nebudeme používat příliš tenké vodiče a vodiče s nedostatečnou izolací! Umíme zvolit vhodný jistič nebo pojistku – nezapomeneme na ni! Víme co je proudový chránič Tušíme jak chráníme instalaci před bleskem Víme co je relé a stykač Známe hlavní zásady ergonomie ovládání Víme co je liniové schéma

Literatura TKOTZ, Klaus a kol. Příručka pro elektrotechnika. Europa-Sobotáles, Praha, 2006. 2. dopl. vyd. 623 s. ISBN 80 -86706 -13 -3 [UKN] FENCL, František. Elektrický rozvod a rozvodná zařízení. Skriptum FEL-ČVUT v Praze. Česká technika – nakladatelství ČVUT. 2006. ISBN 80 -01 -02771 -6 [UKN] KŘÍŽ, Michal. Dimenzování a jištění elektrických zařízení – tabulky a příklady. IN-EL. Praha, 2001. ISBN 80 -86230 -21 -X [UKN] Lapp. Group – výrobce kabelů: http: //www. lappgroup. cz/10/cz/katalog/technicke_tabulky/index. html http: //www. saltek. cz http: //www. hakel. cz výrobci svodičů přepětí UKN – Univerzitní knihovna TU v Liberci Spousty materiálů na webu