načítání...


menu
nákupní košík
Košík

je prázdný
a
b

E-kniha: Dimenzování a jištění elektrických zařízení – tabulky a příklady (páté – aktualizované vydání) – Ing. Michal Kříž

Dimenzování a jištění elektrických zařízení – tabulky a příklady (páté – aktualizované vydání)

Elektronická kniha: Dimenzování a jištění elektrických zařízení – tabulky a příklady (páté – aktualizované vydání)
Autor: Ing. Michal Kříž

– Svazek 108, základní edice ELEKTRO. – Správně, a přitom optimálně dimenzovat a jistit elektrická zařízení není snadné. Vždy je totiž nutné sladit celou řadu požadavků. Přitom dva základní, tj. zajištění bezpečnosti provozovaného zařízení ... (celý popis)
Titul je skladem - ke stažení ihned
Médium: e-kniha
Vaše cena s DPH:  220
+
-
7,3
bo za nákup

hodnoceni - 0%hodnoceni - 0%hodnoceni - 0%hodnoceni - 0%hodnoceni - 0%   celkové hodnocení
0 hodnocení + 0 recenzí

Specifikace
Nakladatelství: » IN-EL
Dostupné formáty
ke stažení:
PDF
Upozornění: většina e-knih je zabezpečena proti tisku a kopírování
Médium: e-book
Rok vydání: 2019
Počet stran: 220
Jazyk: česky
ADOBE DRM: bez
ISBN: 999-00-018-4468-4
Ukázka: » zobrazit ukázku
Popis

Svazek 108, základní edice ELEKTRO.

Správně, a přitom optimálně dimenzovat a jistit elektrická zařízení není snadné. Vždy je totiž nutné sladit celou řadu požadavků. Přitom dva základní, tj. zajištění bezpečnosti provozovaného zařízení a zároveň celkovou hospodárnost jeho provedení, jsou z principu protichůdné. Vždy jde o to, aby zařízení a přívodní vedení ani za těch nejnepříznivějších provozních, a dokonce ani poruchových podmínek, neohrožovalo své okolí. Na druhé straně nás finanční možnosti nutí k tomu, aby celé zařízení nebylo předimenzované, zbytečně nákladné ani prostorově náročné.

Elektrotechnické předpisy určují otázku bezpečnosti elektrického zařízení. Zařízení se nesmí při přetížení nadměrně zahřívat, úbytky napětí na přívodu nesmějí za žádných provozních podmínek přesahovat dovolenou mez, ochrana automatickým odpojením od zdroje musí v případě poruchy reagovat v dostatečně krátkém čase.

Zdá se, že pokud zařízení a přívod k němu budou dostatečně dimenzovány, bude těmto požadavkům vyhověno. Nicméně ani u předimenzovaného zařízení nemusí být vždy jistota, že toto zařízení z hlediska bezpečnosti vyhoví. V tomto případě totiž mohou při poruše vznikat nadměrně velké zkratové proudy. Právě možným zkratovým proudům musí zařízení, a to každá jeho součást, vyhovět. Chybná volba zařízení z tohoto hlediska může vážně ohrozit nejen jeho bezpečnost, ale i bezpečnost okolí.

Rovněž není možné, aby při poruše způsobené jednou částí zařízení bylo celé zařízení, celý objekt vyřazen z provozu. Aby se vyhovělo tomuto požadavku, je zapotřebí jisticí prvky přiřadit k jednotlivým částem zařízení vhodným způsobem. Požadavkům, které jsou na tomto místě naznačeny, lze vyhovět správnou volbou zařízení, vedení a jisticích prvků. Těch je v současné době k dispozici poměrně široký sortiment. Každý typ má trochu jinou charakteristiku a hodí se k jinému účelu.

V první části si příručka vzala za úkol ukázat, na čem spočívají zásady jištění. Jedná se v podstatě o základy teorie dimenzování a jištění elektrických zařízení.

Ve druhé – praktické části obsahuje příručka tabulky, z nichž se dá velice rychle a jednoduše zjistit, jak který vodič, za jakých podmínek jistit. Zjednodušení volby jisticích prvků oproti předchozím publikacím obdobného zaměření bylo umožněno tím, že do praxe jsou již zavedeny jisticí prvky odpovídající novým normám. Ty pro většinu případů dobře respektují oteplovací charakteristiky jištěných vedení. Při volbě jiných jisticích prvků (jističů a pojistek starších typů, jisticích relé apod.) je nutno postupovat tak, jak je vysvětleno v první části. Tabulky jsou uvedeny výkladem a vysvětlením zásad, z nichž se při jištění elektrických vedení a zařízení vychází. Čtenář zde nalezne návod, jak v jednotlivých případech postupovat.

Text tohoto pátého vydání je aktualizován podle technických norem platných k 1. 1. 2019.

Přílohy obsahují řadu příkladů, vzorců a praktických tabulek, které se týkají tématu příručky a zatížitelností hliníkových a měděných přípojnic.

Příručka je určena širokému spektru elektrotechniků, od projektantů až po provozní elektrikáře. Velmi užitečná je i pro studenty elektrotechnických oborů všech stupňů škol.

Zařazeno v kategoriích
Ing. Michal Kříž - další tituly autora:
 (e-book)
Značky, barevné a alfanumerické značení v elektrotechnice Značky, barevné a alfanumerické značení v elektrotechnice
 (e-book)
Montáž, připojování, kontroly a revize elektrických spotřebičů -- třetí – aktualizované vydání Montáž, připojování, kontroly a revize elektrických spotřebičů
 (e-book)
Praktické pomůcky a tabulky pro elektrotechniky -- Čtvrté – aktualizované vydání Praktické pomůcky a tabulky pro elektrotechniky
 (e-book)
Příručka pro zkoušky vedoucích elektrotechniků -- (čtvrté – aktualizované vydání) Příručka pro zkoušky vedoucích elektrotechniků
 
Recenze a komentáře k titulu
Zatím žádné recenze.


Ukázka / obsah
Přepis ukázky

SVAZEK 108

Ing. Michal KřížIng. Michal Kříž

Dimenzování a jištění

elektrických zařízení –

tabulky a příklady Dimenzování a jištění elektrických zařízení – tabulky a příklady

(páté – aktualizované vydání)(páté – aktualizované vydání)


Partner všech elektrotechniků

IN-EL, spol. s r. o. | Gorkého 2573 | 530 02 Pardubice | +420 774 079 755 | info@in-el.cz | www.in-el.cz

IN-EL, spol. s r. o. | Gorkého 2573 | 530 02 Pardubice

www.in-el.cz

obchod.in-el.cz

Vydavatelství odborné literatury pro elektrotechniky, Normativních dokumentů ESČ, tiskopisu Protokolu o revizích a kontrolách elektrických spotřebičů a elektrického ručního nářadí. Jako první v České republice vydáváme odborné příručky pro elektrotechniky i v elektronické podobě. Naše e-knihy umožňují standardní funkce, jako interaktivní obsah v levém rámci, přímé odkazy v celém textu na zmiňované kapitoly, obrázky, tabulky, přílohy, literaturu, webové stránky. Více na obchod.in-el.cz. E-knihy si můžete zakoupit jednotlivě, nebo si můžete pořídit roční předplatné, ve kterém máte ke stažení nejen všechny aktuální e-booky našeho vydavatelství, ale i ty, které vyjdou během platnosti vašeho předplatného. Každý rok vydáváme 3 až 5 nových nebo starších – aktualizovaných příruček.

Tištěná literatura elektro

- Odborné příručky

- Dílenské příručky

- Normativní dokumenty

E-knihy

- Elektronické verze tištěných knih

- Předplatné e-knih

Informační systém iiSEL

- Vzdělávací portál

pro elektrotechniky

- Informační servis pro zkoušky

elektrotechniků

- Tříměsíční a roční předplatné

Bezpečnostní tabulky

nejen pro elektrotechniky

- Značky výstrahy

- Příkazové, zákazové a informační

- Sdružené tabulky

Sledujte nás na sociálních sítích

- facebook.com/vydavatelstvi.INEL

- twišer.com/INELsro

- Zaregistrujte se na www.in-el.cz

a získejte kompletní přehled v oboru.

- Literaturu a e-knihy koupíte

na obchod.in-el.cz.

IN-EL, spol. s r. o., Gorkého 2573, 530 02 Pardubice


Ing. Michal Kříž Dimenzování a jištění elektrických zařízení – tabulky a příklady (páté – aktualizované vydání) Text k inzerátu na první straně obálky:

Celosvětově aktivní firma FINDER s více než 60tiletou tradicí výroby elektrotechnic

kých a elektronických přístrojů:

pro spínání: - relé do plošných spojů - průmyslová relé - reléové vazební členy - polovodičová relé pro ovládání a kontrolu: - relé s nuceně vedenými kontakty - časová relé - elektronické elektroměry - kontrolní a měřicí relé - snímače hladiny - spínané napájecí zdroje - přepěťové ochrany - termostaty a hydrostaty

pro instalace budov:

- impulzně ovládané spínače

- soumrakové spínače

- pohybová čidla

- schodišťové automaty

- spínací hodiny

- stmívače

- modulární stykače

pro drážní aplikace

pro fotovoltaické aplikace

Kontakt:

Finder CZ, s. r. o., Radiová 1567/2 b, 102 00 Praha 10

tel.: 286 889 504, fax: 286 889 505

finder.cz@findernet.com, www.findernet.com

IN -EL Pardubice, 2019

IN-EL, spol. s r. o., Gorkého 2573, 530 02 Pardubice


ISBN 978-80-87942-49-9

IN-EL, spol. s r. o., Gorkého 2573, 530 02 Pardubice


Dimenzování a jištění

elektrických zařízení –

tabulky a příklady

(páté – aktualizované vydání)

IN-EL, spol. s r. o., Gorkého 2573, 530 02 Pardubice


elektrotechnika

v praxi

ODBORNÝ ELEKTROTECHNICKÝ ČASOPIS

www .bael. cz

www.elektrotechnikavpraxi.cz 29. ročník

Redakce Elektrotechnika v praxi

Korunní 32, 709 00 Ostrava

tel.: 596 625 421

e-mail: casopis@bael.cz

www.bael.cz

www.elektrotechnikavpraxi.cz

Vaše spojení se světem elektrotechniky

IN-EL, spol. s r. o., Gorkého 2573, 530 02 Pardubice


5

Správně, a přitom optimálně dimenzovat a jistit elektrická zařízení není snadné. Vždy je totiž nutné sladit celou řadu požadavků. Přitom dva základní, tj. zajištění bezpečnosti provozovaného zařízení a zároveň celkovou hospodárnost jeho provedení, jsou z principu protichůdné. Vždy jde o to, aby zařízení a přívodní vedení ani za těch nejnepříznivějších provozních, a dokonce ani poruchových podmínek, neohrožovalo své okolí. Na druhé straně nás finanční možnosti nutí k tomu, aby celé zařízení nebylo předimenzované, zbytečně nákladné ani prostorově náročné.

Elektrotechnické předpisy určují otázku bezpečnosti elektrického zařízení. Zařízení se nesmí při přetížení nadměrně zahřívat, úbytky napětí na přívodu nesmějí za žádných provozních podmínek přesahovat dovolenou mez, ochrana automatickým odpojením od zdroje musí v případě poruchy reagovat v dostatečně krátkém čase.

Zdá se, že pokud zařízení a přívod k němu budou dostatečně dimenzovány, bude těmto požadavkům vyhověno. Nicméně ani u předimenzovaného zařízení nemusí být vždy jistota, že toto zařízení z hlediska bezpečnosti vyhoví. V tomto případě totiž mohou při poruše vznikat nadměrně velké zkratové proudy. Právě možným zkratovým proudům musí zařízení, a to každá jeho součást, vyhovět. Chybná volba zařízení z tohoto hlediska může vážně ohrozit nejen jeho bezpečnost, ale i bezpečnost okolí.

Rovněž není možné, aby při poruše způsobené jednou částí zařízení bylo celé zařízení, celý objekt vyřazen z provozu. Aby se vyhovělo tomuto požadavku, je zapotřebí jisticí prvky přiřadit k jednotlivým částem zařízení vhodným způsobem. Požadavkům, které jsou na tomto místě naznačeny, lze vyhovět správnou volbou zařízení, vedení a jisticích prvků. Těch je v současné době k dispozici poměrně široký sortiment. Každý typ má trochu jinou charakteristiku a hodí se k jinému účelu.

V části I si příručka vzala za úkol ukázat, na čem spočívají zásady jištění. V prvé řadě zde byl podrobně specifikovaný záměr vydavatele, dále pak se autor střetával s přáními představitelů elektrotechnické veřejnosti. Vydavatelský záměr byl plně respektován, vyslechnutá přání byla brána v úvahu jen v rámci vydavatelského záměru.

V části II příručka obsahuje tabulky, z nichž se dá velice rychle a jednoduše zjistit, jak který vodič, za jakých podmínek jistit. Zjednodušení volby jisticích prvků oproti předchozím publikacím obdobného zaměření bylo umožněno tím, že do praxe jsou již zavedeny jisticí prvky odpovídající novým normám. Ty pro většinu případů dobře respektují oteplovací charakteristiky jištěných vedení. Při volbě jiných jisticích prvků (jističů a pojistek starších typů, jisticích relé apod.) je nutno postupovat tak, jak je vysvětleno v části I. Tabulky jsou uvedeny výkladem a vysvětlením zásad, z nichž se při jištění elektrických vedení a zařízení vychází. Čtenář zde nalezne návod, jak v jednotlivých případech postupovat.

Text tohoto pátého vydání je aktualizován podle technických norem platných k 1. 1. 2019.

Přílohy obsahují řadu příkladů, vzorců a praktických tabulek, které se týkají tématu příručky a zatížitelností hliníkových a měděných přípojnic.

Příručka je určena širokému spektru elektrotechniků, od projektantů až po provozní elektrikáře.

© IN-EL, spol. s r. o., Pardubice, 2019

IN-EL, spol. s r. o., Gorkého 2573, 530 02 Pardubice


FCC PUBLIC s. r. o., Pod Vodárenskou věží 4, 182 08 Praha 8, tel.: +420 286 583 011-12, +420 266 052 804, fax: +420 284 683 022, e-mail: elektro@fccgroup.cz

www.eel.cz

časopis

pro elektrotechniku

IN-EL, spol. s r. o., Gorkého 2573, 530 02 Pardubice


7

Obsah

ČÁST I: JIŠTĚNÍ ELEKTRICKÝCH ZAŘÍZENÍ 15

Úvod 15

1. NEJPOUŽÍVANĚJŠÍ JISTICÍ PRVKY 17

1.1 Pojistka 17

1.1.1 Výhody a nevýhody pojistek 19

1.2 Jistič 19

1.2.1 Výhody jističů 20

1.2.2 Nevýhoda jističů 21

2. PRINCIP JIŠTĚNÍ 23

2.1 Charakteristika „čas – proud“ 23

2.2 Charakteristiky jisticích prvků 31

2.3 Zkratová odolnost 40

2.3.1 Zkratová odolnost rozváděčů 43

2.3.2 Podmíněná zkratová odolnost 46

2.3.3 Zkratová odolnost kabelů a vodičů 46

2.4 Maximální zkratový proud a tepelná energie 50

2.5 Selektivita jištění 55

3. JIŠTĚNÍ VEDENÍ A ZAŘÍZENÍ PŘED PŘETÍŽENÍM A ZKRATEM 59

3.1 Jištění vedení 59

3.1.1 Umístění prvků chránících vedení před přetížením a zkratem 59

3.1.2 Jištění nulového vodiče v sítích TN a TT 63

3.2 Jištění zásuvkových a světelných obvodů 64

3.3 Jištění předřazené elektrickým přístrojům

a elektrickým předmětům v elektrické instalaci 64

3.4 Jištění obvodů pro spotřebiče 65

4. JIŠTĚNÍ STROJNÍCH ZAŘÍZENÍ 67

4.1 Obecně 67

4.2 Jištění přívodu a silových obvodů 67

4.3 Jištění řídicích obvodů 67

4.4 Jištění zásuvek, osvětlení a transformátorů 67

4.5 Zásady pro volbu jisticích prvků 68

4.6 Jištění přívodu k pracovnímu stroji 68

4.7 Jištění motorů strojních zařízení před přetížením 74

5. KDY A PROČ NENÍ TŘEBA A KDY SE NESMÍ ZAŘÍZENÍ JISTIT? 77

5.1 Vynechání jištění před přetížením 77

5.2 Vynechání jištění před přetížením i zkratem 77

IN-EL, spol. s r. o., Gorkého 2573, 530 02 Pardubice


8 5.3 Vynechání jištění před zkratem 78 6. JIŠTĚNÍ Z HLEDISKA OCHRANY PŘED ÚRAZEM

ELEKTRICKÝM PROUDEM 79 7. JIŠTĚNÍ SPOTŘEBIČŮ A ZDROJŮ PODLE JEJICH PŘÍKONU

A VÝKONU 83 7.1 Jištění elektromotorů 83 7.2 Jištění transformátorů 83 7.3 Jištění spotřebičů 87 7.4 Jištění tepelných spotřebičů 87 7.5 Jištění svítidel 87 7.6 Jištění kompenzačních kondenzátorů 88 7.7 Jištění akumulátorů a baterií 88 7.8 Jištění UPS (zdrojů nepřerušovaného napájení) 89 7.9 Jištění pohonů 89 7.10 Jištění polovodičových zařízení 89 8. DIMENZOVÁNÍ VEDENÍ Z HLEDISKA JEHO OTEPLENÍ 91 9. JIŠTĚNÍ VEDENÍ Z HLEDISKA JEHO OTEPLENÍ 94 9.1 Časová oteplovací konstanta 96 9.2 Využití časové oteplovací konstanty pro jištění vedení před přetížením 98 9.3 Kontrola oteplení vedení 102 9.3.1 Optimální charakteristika 103 9.3.2 Charakteristika jisticího prvku a optimální charakteristika vedení 104 9.4 Rozdíl mezi jmenovitou a skutečnou proudovou zatížitelností vodičů

a kabelů 105 9.5 Krátkodobý chod nebo přerušované zatížení 105 ČÁST II: DIMENZOVÁNÍ A JIŠTĚNÍ VEDENÍ 113 10. ZÁSADY, PODLE KTERÝCH SE POSTUPUJE PŘI URČOVÁNÍ

PRŮŘEZŮ VODIČŮ A VOLBĚ JISTICÍCH PRVKŮ 113

10.1 Hlavní zásady 113 10.2 Metody výpočtu zkratových a poruchových proudů 114 10.3 Volba ochranných přístrojů 114 11. URČENÍ MAXIMÁLNÍHO PROUDU UVAŽOVANÉHO

VE VEDENÍ 116

12. URČENÍ DOVOLENÉHO PROUDOVÉHO ZATÍŽENÍ A VOLBA

PRVKU JISTÍCÍHO PŘED PŘETÍŽENÍM 119 12.1 Koordinace mezi průřezy vodičů a přístroji jistí cími před nadproudy (ČSN

33 2000-4-43 ed. 2) 119

IN-EL, spol. s r. o., Gorkého 2573, 530 02 Pardubice


9

12.2 Vedení chráněná před přetíženími 120

12.3 Vedení, které není chráněno před nadproudy 121

12.4 Uplatnění přepočítacího součinitele pro seskupení kabelů nebo obvodů 122

12.5 Paralelní vodiče 123

12.6 Dovolené proudy ohebných kabelů 124

12.7 Doplňující podmínky 133

13. ZKRATOVÉ PROUDY 139

13.1 Všeobecně 139

13.2 Výpočet zkratového proudu 139

13.2.1 Impedanční metoda 140

13.2.2 Kompoziční metoda 141

13.2.3 Konvenční metoda 145

13.2.4 Uplatnění metody trojúhelníku 146

13.3 Vypínací schopnost 151

13.3.1 Ověření vypínací schopnosti 151

13.3.2 Vypínací schopnost v síti IT 152

13.3.3 Vypínací schopnost malých jističů 152

14. OCHRANA PŘED ÚRAZEM ELEKTRICKÝM PROUDEM

PŘI PORUŠE 153

14.1 Všeobecné požadavky 153

14.2 Odpojení v síti TN 153

14.2.1 Odpojení při ochraně pojistkami (obr. 64) 154

14.2.2 Odpojení při ochraně jističi (obr. 65) 155

14.2.3 Pospojování v síti TN 155

14.2.4 Výpočet poruchového proudu 156

14.3 Odpojení v síti TT 157

14.4 Odpojení v síti IT 157

14.4.1 Bez odpojení při první poruše 157

14.4.2 Odpojení při druhé poruše 158

14.4.3 Výpočet poruchového proudu 160

14.5 Pospojování 160

14.6 Ověření rezistance a spojitosti ochranných vodičů 161

14.7 Délky vedení, při nichž je zajištěna ochrana automa tickým odpojením

(konvenční metoda výpočtu) 165

14.7.1 Jednoduché délky chráněných vedení 165

14.7.2 Délky chráněných odbočujících vedení 172

14.7.3 Přídavná délka pohyblivého přívodu 172

14.7.4 Délky chráněných vedení a vypínací schopnost jističe 173

IN-EL, spol. s r. o., Gorkého 2573, 530 02 Pardubice


10 15. OVĚŘENÍ TEPELNÉHO NAMÁHÁNÍ VODIČŮ 175 15.1 Všeobecně 175 15.2 Ochranný vodič 176 15.3 Pracovní a nulové nebo střední vodiče 176 16. ÚBYTKY NAPĚTÍ VE VEDENÍ 179 17. HODNOTY REZISTIVIT A REAKTANCÍ VODIČŮ 183 17.1 Rezistivity vodičů 183 17.2 Reaktance vodičů 183 18. JEDNODUCHÝ ZPŮSOB URČOVÁNÍ PRŮŘEZU VODIČŮ

A VOLBY JISTICÍCH PŘÍSTROJŮ 185

18.1 Určení maximálního výpočtového proudu I

B

použitého ve vedení 185

18.2 Určení průřezu fázových, nulových a ochranných vodičů s ohledem

na jejich ochranu před přetížením a dovolené proudové zatížení 185 18.3 Ověření úbytků napětí 189 18.4 Určení vypínací schopnosti ochranného přístroje 190 18.5 Ochrana při poruše (tj. před dotykem neživých částí neboli před nepřímým

dotykem) 192 18.6 Minimální průřezy vodičů k vyvedení výkonu

z transformátorů 193 Příloha 1 Příklady určování proudu a jištění 196 P1.1 Příklad ke kapitole 12.2 – první případ 196 P1.2 Příklad ke kapitole 12.2 – druhý případ 196 P1.3 Příklady ke kapitole 12.4 – výpočet přepočítacích součinitelů

pro seskupení kabelů 198 P1.3.1 Příklad k případu, kdy průřezy vodičů jsou podstatně větší než ty,

které odpovídají použitému proudu 198 P1.3.2 Příklad pro seskupení kabelů zatížených i slabě zatížených 198 P1.3.3 Příklad k případu, kdy je soubor kabelů (obvodů) chráněný jako celek 199 P1.4 Příklad ke kapitole 12.5 199 P1.5 Příklad ke kapitole 18.3 200 Příloha 2 Vzorce pro výpočet zkratových a poruchových proudů 201 P2.1 Ochrana před zkratem – výpočty zkratových proudů 201 P2.1.1 Maximální proudy 201 P2.1.1.1 I

k3

třífázový symetrický zkratový proud [kA] 201

P2.1.1.2 I

k2

dvoufázový zkratový proud [kA] 201

P2.1.1.3 I

k1

jednofázový zkratový proud [kA] 201

P2.1.1.4 Zkratový proud mezi fází a nulovým vodičem na svorkách vývodu

z transformátoru je roven 202 P2.1.2 Minimální proudy 202

IN-EL, spol. s r. o., Gorkého 2573, 530 02 Pardubice


11

P2.1.3 Hodnoty různých impedancí 202 P2.1.3.1 Rezistance vodičů – viz tabulka 57a 202 P2.1.3.2 Reaktance vodičů 202 P2.1.3.3 Zdroj napájení 202 P2.1.3.4 Impedance Z transformátoru [mΩ] 203 P2.1.3.5 Instalace je napájena z alternátoru 203 P2.1.3.5.1 Impedance [mΩ], které u alternátoru přicházejí v úvahu 203 P2.1.3.5.2 Zkratové proudy [kA] na svorkách alternátoru se rovnají 204 P2.2 Ochrana automatickým odpojením – výpočet poruchového proudu 204 Příloha 3 Parametry transformátorů (na straně nn) a nízkonapěťových

generátorů (soustrojí) při napětí U = 400 V 206 Příloha 4 Zatížitelnost přípojnic – holých hliníkových a měděných

plochých vodičů 207 Příloha 5 Značení vodičů a kabelů nn podle evropských norem (informativně) 215 Literatura 216

IN-EL, spol. s r. o., Gorkého 2573, 530 02 Pardubice


IN-EL, spol. s r. o., Gorkého 2573, 530 02 Pardubice


Firemní technická školení na míru

UNIT s.r.o. | Gorkého 2573 | 530 02 Pardubice | +420 466 303 032 | unit@unit.cz | www.unit.cz

UNIT s.r.o. | Gorkého 2573 | 530 02 Pardubice

Váš tým UNIT ELEKTRO

• Revizní technik elektrických zařízení. • Školení a přezkoušení dle vyhlášky č. 50/78 Sb., o odborné způsobilosti v elektrotechnice § 4-8 i § 10-11. PLYN • Revizní a zkušební technik plynových zařízení, • montážní pracovník plynových zařízení,

• obsluha tlakových nádob stabilních, tlakových nádob na plyny. ZÁKLADNÍ A OPAKOVANÁ ŠKOLENÍ • Zdvihacích zařízení a ramp,

• jeřábníků a vazačů břemen,

• pohyblivých pracovních plošin,

• manipulačních vozíků. RADIAČNÍ OCHRANA

• Zdravotnická radiologická a průmyslová pracoviště,

• stomatologická a veterinární pracoviště. BOZP • Ve výškách a nad volnou hloubkou,

• v prostředí s nebezpečím výbuchu,

• pravidla při nakládání s vybranými chemickými látkami,

• provozování kontrol skladovacího zařízení.

Pohlídáme za Vás

termíny periodických

školení!

Komplexní řešení zákonného vzdělávání

IN-EL, spol. s r. o., Gorkého 2573, 530 02 Pardubice


IN-EL, spol. s r. o., Gorkého 2573, 530 02 Pardubice


15

ČÁST I: JIŠTĚNÍ ELEKTRICKÝCH ZAŘÍZENÍ Úvod

Každé elektrické zařízení v menší nebo větší míře spotřebovává elektrickou energii. Proto, pokud nemá vlastní zdroj, vyžaduje, aby se do něj elektrická energie přiváděla.

Správně pracující elektrické zařízení je charakterizováno kromě jiného tím, že se jeho spo třeba elektrické energie za jednotku času, tj. jeho příkon, pohybuje v předem daných mezích. Nejjednodušší způsob, jakým se porucha v elektrickém zařízení projeví, je obvykle drama tický, velmi silný, jindy ale postupný, nicméně posléze již nebezpečný nárůst příko nu, tj. nárůst přiváděné elektrické energie. K nárůstu příkonu dochází také v důsledku nadměr ných nároků na zařízení. Zařízení je přetěžováno. Toto přetěžování dále způsobuje nadměr né tepelné namáhání zařízení, především jeho izolace, což může vést k jejímu poškození, průrazu a konečně ke zkratu. Nárůst příkonu se projeví především nárůstem proudu, který zařízení odebírá. Ten pak v druhé řadě způsobí pokles napětí v místě připojení spotřebiče i fázový posun proudu vůči napětí. V případě velkého, déle trvajícího nárůstu proudu, je tře ba zařízení co nejdříve odpojit, aby nedošlo k poškození chráněného zařízení. K odpojení slouží v principu dva prvky, jeden zvýšení příkonu, tj. proudu, zjistí, druhý na základě tohoto zjištění – na základě této informace – zařízení odpojí. Toto rozložení na čidlo a vlastní vý kon né zařízení se uplatňuje zejména u výkonných zařízení vn. (Prvkem, který zvýšení proudu zjistí a vyhodnotí, je tzv. ochrana zařízení či vedení. Prvkem, který na základě popu du z této ochrany zařízení odpojí, je výkonový vypínač.)

V praxi jsou u běžných jisticích zařízení nn uvedené dva prvky obsaženy v jednom přístroji. V jističi jsou obsaženy dokonce dva prvky zjišťující nadproud. Jeden je magnetická spoušť zjišťující zkrat, druhý je bimetal reagující na dlouhodobější přetížení. Oba prvky při poruše zapůsobí na spínací prvek rozpojující přívod. V pojistce je jediný prvek – tavný vodič – slučující funkci obou výše uvedených prvků. Tavný vodič zároveň – tím, že se ohřeje – zjišťuje nadproud a při překročení přípustné hodnoty nadproudu způsobuje odpojení – tím, že se přetaví.

U složitějších a dražších zařízení, jako jsou generátory pro výrobu elektrické energie, vedení vvn a zvn, velké výkonové transformátory nebo jiné velké elektrické stroje pro mohut né pohony, je účelné chránit tato zařízení také citlivějšími a dražšími přístroji. Tyto přístroje, kterých může být celá řada, a to podle složitosti a ceny zařízení, bývají sestaveny do souborů. Jedná se jednak o čidla, která zjišťují různé veličiny charakteristické pro chod elek trického zařízení, tj. nejen proud, napětí, ale i fázový posun proudu a napětí nebo přímo i oteplení vinutí elektrických strojů. Dalším zařízením z uvedeného souboru je zaří zení vyhodnocující údaje jednotlivých čidel. Toto vyhodnocovací zařízení dá nakonec po pud výkonovému vypínači, který zajišťuje např. odpojení chráněného elektrického stroje. Zařízení zjišťující a vyhodnocující stavy elektrického zařízení z hlediska jeho bezpečné a spolehlivé funkce se nazývá ochrana elektrického zařízení. Její jednoduché schéma je na obr. 1 (str. 16).

Je zřejmé, že i pro ochranu jednodušších zařízení je možné uplatnit složitější a přesnější techniku. Ekonomické zákonitosti nás však nutí k tomu, abychom na ochranu jednoduchých zařízení používali jednoduché a poměrně levné přístroje. Proto je tato publikace

IN-EL, spol. s r. o., Gorkého 2573, 530 02 Pardubice


16

věnována především ochranám zajišťovaným těmito přístroji, tj. pojistkami a jističi a také

elektrickými relé. I u těchto prvků přitom neustále pokračuje jejich vývoj. Ten probíhá od

počátku širšího využívání elektřiny. Přitom uplatňované principy se dlouhou dobu nemě

nily. Není však vyloučeno, že při zachování ceny jisticích přístrojů budeme brzy využívat

i dokonalejší techniku. Moderní technika podobná té, která je uplatňována pro zařízení vn,

se značně podílí i na konstrukci výkonových jističů nn.

V dalším si ukážeme, jaký je rozdíl mezi dvěma druhy nejpoužívanějších jisticích prvků,

a to mezi pojistkami a jističi.

VYHODNOCOVACÍ

ZAØÍZENÍ

VYPÍNAÈ

ÈIDLO

ZJIŠT

¡

UJÍCÍ

NADPROUD

NAPÁJENÉ

ELEKTRICKÉ

ZAØÍZENÍ

Smìr

toku

elektrické

energie

Obr. 1 Princip ochrany elektrického zařízení před nadproudy

IN-EL, spol. s r. o., Gorkého 2573, 530 02 Pardubice


17

1. NEJPOUŽÍVANĚJŠÍ JISTICÍ PRVKY 1.1 Pojistka

Pro ochranu elektrických distribučních vedení a domovních rozvodů se vyvinula jedno

duchá a nenáročná technika. Na počátku se zvolilo chráněné místo, ke kterému byl snadný přístup a ve kterém byl krátký vodič se zeslabeným průřezem na jedné straně připojen na napájecí vedení, na druhé straně na něj navazovalo vedení, které bylo třeba chránit. Zeslabený vodič se při přetížení nebo zkratu v chráněném obvodu přerušil, aniž by došlo k poškození navazujícího obvodu. Po poruše pak bylo možné přerušený vodič nahradit jiným obdobným vodičem. To je v podstatě princip pojistky, který se dochoval do dneška. V konstrukci pojistek je využito jevu, kdy proud procházející vodičem způsobuje jeho ohřev. Čím je proud větší, tím je doba, za kterou se vodič ohřeje, kratší. Při velkém proudu se vodič v pojistce ohřeje za tisíciny vteřiny a k jeho přerušení dojde ještě před tím, než proud dosáhne svého maxima. V tom spočívá omezovací schopnost pojistek, která je jednou z jejich nejcennějších vlastností.

Konstrukce současné pojistkové vložky (patrony), která je vyměnitelnou součástí zá

vitové pojistky a která se také po přerušení tavného vodiče uvnitř vložky vyměňuje, je znázorněna na obr. 2.

1 ukazatel stavu pojistky (terèík)

2 pérko

3 kovové kontaktní víèko (vrchní)

4 keramické (porcelánové) pouzdro

5 pøídržný drátek ukazatele stavu

pojistky (po vybavení pojistky

drátek ukazatel uvolní)

6 tavný vodiè

7 køemenný písek

8 kovové kontaktní víèko (spodní) Obr. 2 Konstrukce pojistkové vložky (patrony)

IN-EL, spol. s r. o., Gorkého 2573, 530 02 Pardubice


18

Pojistka malé proudy do velikosti jmenovitého proudu pojistkové vložky nevypíná a ani

nesmí vypnout. Pojistka dokonce podle normy po určitou dobu (do jmenovitého proudu 63 A po dobu 1 hodiny a pro větší jmenovité proudy do 160, do 400 a nad 400 A po dobu 2, 3 a 4 hodin) určitý násobek jmenovitého proudu (bývá to 1,3 až 1,5násobek podle druhu a velikosti pojistky) vypnout nesmí. Není totiž žádoucí přerušovat provoz při malých krátkodobých přetíženích.

Protože větší přetížení již mohou být nebezpečná, určitý větší násobek jmenovitého

proudu (bývá to 1,6 až 2,1násobek) pojistka do uvedené doby naopak vypnout musí. Větší nadproudy (tj. proudy větší než jmenovitá hodnota) musí být vypnuty v čase tím kratším, čím větší je nadproud. Normy předepisují doby, po které určité násobky jmenovitých proudů nesmějí být vypnuty, i vypínací časy, do kdy vyšší násobky naopak vypnuty být musí. Tímto způsobem jsou vymezena pásma, ve kterých mají jednotlivé typy pojistek s ur čitými charakteristikami vypínat. Uvedené závislosti časů vypnutí na proudu protékajícím pojistkami lze vyjádřit graficky tzv. ampérsekundovými charakteristikami (neboli charakteristikami „čas – proud“).

Charakteristika jediné pojistky nemůže být určena spojitou křivkou. U jedné pojistky lze

totiž ověřit vždy pouze jeden bod charakteristiky, protože ověření končí znehodnocením pojistkové vložky. Ověřením řady pojistkových vložek jednoho typu a proudové hodnoty se získá pásmo, ve kterém se charakteristiky těchto pojistkových vložek nachází. Na obr. 3 je příklad takového pásma ampérsekundových charakteristik pojistkových vložek s charakteristikou gG se jmenovitým proudem 10 A a jsou na něm zobrazeny i významné body, kterými je toto pásmo vymezeno. Obr. 3 Pásmo ampérsekundo -

vých charakteristik

pojistkových vložek

s charakteristikou gG

se jmenovitým

proudem 10 A

s významnými body: do 1 h

nevypíná 1,5 I

n

; do 1 h

musí vypnout 1,9 I

n

;

za 0,1 s vypíná

přibližně proud 7 I

n

.

IN-EL, spol. s r. o., Gorkého 2573, 530 02 Pardubice


19

1.1.1 Výhody a nevýhody pojistek

Tavné pojistky jsou jedněmi z nejspolehlivějších elektrických přístrojů určených k zabránění škodám vzniklým v důsledku nadproudů, přetížení zařízení, špatné manipulace nebo poruch izolace. Pojistky, i když jsou známy od počátků elektrotechniky, jsou schopny zajistit a splnit celou řadu náročných úloh i dnes, v době jističů s vysokou technickou úrovní. V některých oblastech jsou i v současné době nenahraditelné, jejich použití má plné opodstatnění a ještě dlouho je bude mít.

Výhodami pojistek jsou: – vysoká kvalita a spolehlivost funkce zaručované již vlastním jednoduchým a spolehli

vým konstrukčním principem, – malé vlastní ztráty zabezpečující hospodárný provoz a malé oteplení, – zaručená vypínací schopnost v celém širokém rozsahu nadproudů od nejmenších nad

proudů až po proudy maximální vypínací schopnosti, – možnost jemného rozlišení jednotlivých stupňů, a tím zajištění selektivity a optimálního

využití vedení, – schopnost omezovat zkratové proudy (ta umožňuje hospodárně dimenzovat celý rozvod

a jeho jednotlivé části), – spolehlivá funkce i po letech nečinnosti, velká odolnost před stárnutím (prvky způsobu

jící vypínání nestárnou), – velká odolnost před provozními poruchami (po vypnutí pojistky při poruše se pojistková

vložka nahradí novou a charakteristika pojistky zůstane beze změny), – dobrá stálost ampérsekundových charakteristik i při změnách teploty.

Nevýhodou pojistek je nutnost vyměnit po každém zapůsobení pojistkovou vložku. To může mít za následek dlouhodobější přerušení provozu zařízení. Kromě toho je nutné poru šenou pojistkovou vložku vyměnit za vložku novou se stejnou nebo podobnou charakteristikou jako měla vložka vyměňovaná, jinak při dalším přetížení nebo zkratu může dojít ke škodám na zařízení i ke vzniku požáru v případě hořlavých předmětů v blízkosti chráněného zařízení. 1.2 Jistič

Prvkem, který byl vyvinut jako náhrada pojistky a který již v mnoha ohledech pojistku nahradil, je jistič. Jistič má oproti pojistce tu výhodu, že po jeho vypnutí jej postačí pouze zapnout a je znovu připraven k použití.

Na obr. 4 (str. 20) je znázorněna konstrukce jističe. Jeho základními součástmi jsou spouš tě nadproudová a zkratová. (Složitější jističe mohou mít nadproudových spouští několik a ještě mohou být vybaveny spouští podpěťovou a dálkovým zapínáním.) Z konstrukce jističe vyplývají jeho ampérsekundové charakteristiky. Při menších nadproudech, které jsou vy pínány nadproudovou (tepelnou, bimetalovou) spouští, se charakteristika podobá do značné míry charakteristice pojistky. Při větších nadproudech zapůsobí zkratová spoušť. Její zapůsobení je oproti tepelné spoušti okamžité (obvykle v čase do 0,1 s, ale zpravidla ještě mnohem dříve). Protože zkratová spoušť působí prakticky okamžitě od určitého nadproudu, který by

IN-EL, spol. s r. o., Gorkého 2573, 530 02 Pardubice


20 tepelná spoušť vypnula v čase až několika sekund, vykazuje charakteristika jističe pro tento nadproud zlom. Vypínací charakteristiky jističe (charakteristiky B a C) jsou znázorněny na obr. 5. Zlom charakteristiky nastává u charakteristiky B mezi 3 a 5násobkem, u cha rakte ris tiky C mezi 5 a 10násobkem, u charakteristiky D mezi 10 a 20násobkem jme novitého prou du jističe. 1.2.1 Výhody jističů

Výhody jističů oproti pojistkám jsou zřejmé. Vyplývají z důvodů, pro které byly vyvinuty.

Původně nahrazovaly pojistky, a dokonce byly (a dodnes některé typy jsou) montovány namísto vložek závitových pojistek.

1 magnetická (zkratová) spoušt

2 tepelná (bimetalová, nadproudová) spoušt

Obr. 4 Konstrukce jističe

IN-EL, spol. s r. o., Gorkého 2573, 530 02 Pardubice


21

Základní výhoda a účel jističů spočívá v tom, že při jejich vypnutí není porušen nebo

destruován žádný prvek, jehož výměna je pracná, který je nutno shánět a při jehož záměně hrozí nebezpečí, že nebude vhodně zvolen. Jistič je možné použít okamžitě po jeho vy bavení k obnovené ochraně zařízení prostým zapnutím (tj. natažením jeho vypínacího mechanizmu). Další výhodou je možnost využití mechanizmu jističe k mnoha dalším funk cím tím, že se základní provedení doplní dalšími přídavnými prvky a spouštěmi (pod pěťová spoušť, dálkové ovládání a vypínání). U dražších typů jističů je možné nastavovat jednotlivé tepelné a zkratové spouště, a tím optimálně přizpůsobit celkovou charakteristiku jističe charakteris tice, kterou vy žaduje chráněné zařízení jak z hlediska ochrany před nebez pečnými stavy, tak i z hlediska zachování optimální funkčnosti. 1.2.2 Nevýhoda jističů

Obecně spočívá v jejich men

ší zkratové odolnosti oproti po jist kám. I když je v poslední době tento nedostatek novými konstruk cemi jističů odstraňován, vy ža dují jističe v řadě případů do pl ňující předřazenou pojistku. Obr. 5 Pásma ampér

sekundo vých

charakteristik

jističů typů B a C

IN-EL, spol. s r. o., Gorkého 2573, 530 02 Pardubice


Partner všech elektrotechniků

IN-EL, spol. s r. o. | Gorkého 2573 | 530 02 Pardubice | +420 774 079 755 | info@in-el.cz | www.in-el.cz

IN-EL, spol. s r. o. | Gorkého 2573 | 530 02 Pardubice

www.in-el.cz

obchod.in-el.cz

Vydavatelství odborné literatury pro elektrotechniky, Normativních dokumentů ESČ, tiskopisu Protokolu o revizích a kontrolách elektrických spotřebičů a elektrického ručního nářadí. Jako první v České republice vydáváme odborné příručky pro elektrotechniky i v elektronické podobě. Naše e-knihy umožňují standardní funkce, jako interaktivní obsah v levém rámci, přímé odkazy v celém textu na zmiňované kapitoly, obrázky, tabulky, přílohy, literaturu, webové stránky. Více na obchod.in-el.cz. E-knihy si můžete zakoupit jednotlivě, nebo si můžete pořídit roční předplatné, ve kterém máte ke stažení nejen všechny aktuální e-booky našeho vydavatelství, ale i ty, které vyjdou během platnosti vašeho předplatného. Každý rok vydáváme 3 až 5 nových nebo starších – aktualizovaných příruček.

Tištěná literatura elektro

- Odborné příručky

- Dílenské příručky

- Normativní dokumenty

E-knihy

- Elektronické verze tištěných knih

- Předplatné e-knih

Informační systém iiSEL

- Vzdělávací portál

pro elektrotechniky

- Informační servis pro zkoušky

elektrotechniků

- Tříměsíční a roční předplatné

Bezpečnostní tabulky

nejen pro elektrotechniky

- Značky výstrahy

- Příkazové, zákazové a informační

- Sdružené tabulky

Sledujte nás na sociálních sítích

- facebook.com/vydavatelstvi.INEL

- twitter.com/INELsro

- Zaregistrujte se na www.in-el.cz

a získejte kompletní přehled v oboru.

- Literaturu a e-knihy koupíte

na obchod.in-el.cz.

IN-EL, spol. s r. o., Gorkého 2573, 530 02 Pardubice


23

2. PRINCIP JIŠTĚNÍ

Abychom se lépe vyznali v tom, co od jisticího prvku požadujeme, řekněme si pár slov o principu jištění, o charakteristikách jisticích prvků a o tom, jak by tyto charakteristiky měly vypadat.

Princip jištění spočívá v tom, že jisticí prvek způsobí odpojení přívodu elektrické energie do chráněného elektrického zařízení dříve, než by přiváděná elektrická energie, např. při přetížení zařízení, mohla zařízení poškodit. Protože přiváděná energie je, za předpokladu prakticky konstantního napětí, úměrná odebíranému proudu, musí doba odpojení záviset na tom, jak velký je nadproud, tj. proud větší než jmenovitý. V závislosti na velikosti nadprou du zajišťuje jisticí prvek vypnutí v dostatečně krátkém čase. V zásadě je možné říci, že čím větší je nadproud, tím kratší musí být doba odpojení. Závislost doby odpojení na velikosti nad proudu se nazývá vypínací charakteristika jisticího prvku „čas – proud“.

Charakteristika „čas – proud“ je matematická vzájemná závislost dvou veličin – času a proudu. Pro srozumitelnost, větší názornost a snadnější odečítání veličin se tato závislost obvykle vyjadřuje graficky. Jinak může být samozřejmě vyjádřena i formou tabulky nebo matematického vztahu – funkční závislost doby odpojení na velikosti proudu t = f(I) nebo naopak velikosti proudu na době odpojení I = f(t). 2.1 Charakteristika „čas – proud“

Ještě předtím, než si rozvedeme, jak by měla charakteristika jisticího prvku „čas – proud“ vypadat, si řekneme, co tato charakteristika není. V žádném případě neznázorňuje časový průběh proudového zatížení např. motoru, spotřebiče, vedení nebo i objektu či provozu.

Příklad takového průběhu je uveden na obr. 6. Co má tento průběh společného s charakteristikou jisticího prvku „čas – proud“? Nesmíme se nechat mýlit tím, že na obr. 6 existu je bod o souřadnicích I

1

, t

1

. Bod o těchto souřadnicích pouze vypovídá o tom, že v čase t

1

protékal vodičem proud o velikosti I

1

. I kdyby tyto souřadnice byly větší než souřadnice

na charakteristice „čas – proud“ jisticího prvku, nemuselo by to vůbec znamenat, že proud procházející vedením bude tímto prvkem vypnut. To záleží na předchozím průběhu proudu. Obr. 6 Časový průběh proudového zatížení elektrického zařízení

IN-EL, spol. s r. o., Gorkého 2573, 530 02 Pardubice


24

Bylo by tedy jednoduché říci, že časový průběh proudového zatížení nemá s charakteris

tikou jisticího prvku „čas – proud“ vůbec nic společného. Ale není tomu tak. Souvislost nám

ukazuje obr. 7.

Podle tohoto obrázku trvá průchod proudu o velikosti I

1

po dobu ť

1

= t

2

– t

1

. Tyto hodnoty

již jsou souřadnicemi bodu, které lze vynést do grafického znázornění charakteristiky jis

ticího prvku „čas – proud“, jak je znázorněna na obr. 8. Vidíme, že se jedná o pou hý jeden

bod, a ne tedy o průběh proudového zatížení, jako je tomu na obr. 7. Celý průběh proudu

z obr. 7 se přenese do jednoho bodu na obr. 8.

Co může mít tento bod společného s charakteristikou jisticího prvku, to nám ukáží ná

sledující dva obrázky. Na obr. 9 je znázorněn průběh stejného proudu jako na obr. 7. Probíhal

by až do času t

3

, tj. déle než na obr. 7, kdyby nebyl vypnut v čase t

v

jisticím prvkem, jehož

charakteristika na obr. 10 (str. 26) byla protnuta právě v čase ť

v

. Úsek mezi t

v

a t

3

je,

nebo lépe řečeno by byl, časový úsek průběhu nadproudu, který je větší než jmenovitý

proud jisticího prvku. Tak dlouho ovšem nadproud procházet nebude, protože, jak vyplývá

z cha rakteristiky na obr. 10 (str. 26), je jisticím prvkem v okamžiku t

v

, tj. za dobu ť

v’

od

počátku průchodu nadproudu, vypnut.

Na obr. 11 (str. 26) je znázorněno několik nadproudů s okamžiky vypnutí odvozenými

z charakteristik na obr. 8 a 10. Pro přehlednost jsme počátky průchodu všech nadproudů,

které necháváme procházet jisticím prvkem, přenesli do okamžiku 0, tj. do počátku sou

řadnic. Pro každý nadproud počínaje nadproudem I

1

, který je jen o málo větší než jme

novitý proud jističe I

n

, se změřila doba odpojení. Jisticí prvek se vždy nechal vychladnout

a změřila se doba odpojení pro jiný, obvykle větší nadproud. Na obr. 11 je přerušovanou

čarou vyznačena obalová křivka bodů, ve kterých dochází k vypnutí. To je vlastně ona cha

rakteristika „čas – proud“ jisticího prvku, o které hovoříme, akorát že obvykle se charakte

ristiky čas – proud znázorňují s časovou stupnicí svislou a proudovou stupnicí vodorovnou.

Uvedeným způsobem také výrobce jisticích přístrojů tuto charakteristiku měří.

Obr. 7 Časový průběh proudového zatížení elektrického zařízení konstantním proudem

I

1

po dobu ť

1

= t

2

- t

1

IN-EL, spol. s r. o., Gorkého 2573, 530 02 Pardubice


25

Obr. 8 Grafické znázornění charakteristiky jisticího prvku „čas – proud“

Doba zatížení:

t`

1

= t

2

– t

1

t`

v

= t

v

– t

1

t`

2

= t

3

– t

1

Obr. 9 Časový průběh proudového zatížení elektrického zařízení konstantním proudem

IN-EL, spol. s r. o., Gorkého 2573, 530 02 Pardubice


26

Obr. 10 Grafické znázornění charakteristiky jisticího prvku „čas – proud“ s vyznačenými

body z obr. 9

Velikost

proudu

I

Èas t

Obr. 11 Časový průběh proudového zatížení několika nadproudy s okamžiky, kdy byly vy

pnuty

IN-EL, spol. s r. o., Gorkého 2573, 530 02 Pardubice


27

Obdobně je možné měřit i charakteristiky např. chráněného vedení. V tom případě se pro každý nadproud zjistí, do kdy vedení dosáhne určitou předem určenou teplotu. Takto lze měřit i jiná chráněná zařízení pro určitý stupeň jejich přetěžování. V zásadě se každé za tížení trvající po určitou dobu znázorní v charakteristice „čas – proud“ jako jediný bod, a to i v případě, že se jedná o zatížení proměnné velikosti, jak je znázorněno na obr. 6 (str. 23). Proměnné zatížení přitom musí být převedeno na ekvivalentní stálé proudové zatížení, které způsobí stejné oteplení, jako zatížení proměnné. Pak opět nic nebrání tomu, aby toto zatížení bylo v charakteristice „čas – proud“ znázorněno jediným bodem, stejně jako u zatížení stálého. Z toho vidíme, že časový průběh proudového zatížení za určitou dobu je v charakteristice „čas – proud“ vždy znázorněn pouze tímto jediným bodem. Pokud je tento jediný bod pod charakteristikou jisticího prvku nebo nalevo od ní, což je v podstatě totéž, neděje se nic – jisticí prvek nevypíná. Pokud při tomto zatížení nedojde nikdy k poškození chráněného zařízení (pokud například vedení nepřekročí stanovenou teplotu), je jisticí prvek k jištěnému zařízení přiřazen správně.

Z uvedeného výkladu i na základě dalších zkušeností a poznatků je možné odvodit, jak má charakteristika jisticího prvku „čas – proud“ vypadat. Poznatky o tom je možné uspořádat do pravidel.

Prvé pravidlo pro konstrukci charakteristiky, kterého je vhodné si všimnout, je to, že jmenovitý (přesněji dovolený) proud zařízení se nevypíná. To znamená, že (čistě teoreticky) počáteční bod charakteristiky chráněného zařízení je bod, ve kterém se proud rovná jmenovitému (nebo dovolenému) proudu zařízení I = I

n

a doba odpojení se rovná nekoneč

nu (t = ∞). (Prakticky však asi nikdy nebude vyvinuto zařízení, od kterého by se požadovalo, aby pracovalo navěky.)

Druhým pravidlem je to, že druhým (opět teoretickým) bodem charakteristiky je bod nekonečného nadproudu I = ∞, který musí být okamžitě vypnut, tj. musí být vypnut v čase t = 0. (Prakticky ovšem vzhledem k charakteristikám sítě nemusíme nekonečný nadproud očekávat.)

Uvedené body jsou pouze teoretické. To znamená, že je také, jako body s některou souřadnicí rovnou nekonečnu, nemůžeme do grafického znázornění charakteristiky vynést. Přesto jsou tyto dva body velice užitečné. Je to proto, že si můžeme uvědomit meze, za něž v charakteristice není možné jít. Nemůžeme tedy určit vypínací čas pro proudy menší, než je jme novité nebo dovolené proudové zatížení chráněného zařízení, a z hledisek technických mož ností nelze předepsat okamžité odpojení zařízení ani při velmi velkých zkratových proudech.

Třetím pravidlem je, že napravo od prvého a nahoře od druhého bodu se nachází každá charakteristika pro ochranu kteréhokoliv zařízení.

Čtvrté pravidlo logicky navazuje na první tři: charakteristika nacházející se mezi uvedenými dvěma body je inverzní, tedy klesající. To znamená, že čím větší je proud, tím dříve musí být vypnut.

Na obr. 12 je znázorněno, jak asi má v principu taková charakteristika jisticího prvku vy padat.

Dále je nutné si uvědomit ještě jednu důležitou věc, která možná z předchozího výkladu není příliš zřejmá. Doposud jsme hovořili v podstatě pouze o charakteristikách jisticích prvků. Řekli jsme si, že jisticí prvek musí odpojit chráněné elektrické zařízení dříve, než by přiváděná elektrická energie, např. při přetížení zařízení, mohla zařízení poškodit.

IN-EL, spol. s r. o., Gorkého 2573, 530 02 Pardubice


28

Máme zde tedy kromě charakteristiky jisticího prvku ještě charakteristiku „čas – proud“ chráněného elektrického zařízení. Tato charakteristika je dána body o souřadnicích „čas – proud“, při jejichž překročení je již nebezpečí poškození chráněného zařízení aktuální. Při určitém nadproudu, například trojnásobku jmenovitého proudu, již znamená překročení času daného charakteristikou, např. 10 s, nebezpečí poškození zařízení. Bod 3 I

n

a 10 s je

jedním bodem charakteristiky „čas – proud“ chráněného elektrického předmětu. Existuje tedy, i když se o ní příliš nehovoří, ale spíše se mlčky předpokládá, charakteristika chrá něného elektrického zařízení (pro kabely – viz obr. 56, str. 111), která nesmí být nikdy překročena (pokud se nechceme smířit s poškozením nebo se ztrátou zařízení a souvisejícími škodami). Charakteristika jisticího prvku se proto musí nacházet vždy pod výše uvedenou charakteristikou chráněného elektrického zařízení. Jinak existuje určité riziko, že někdy během života zařízení může dojít k jeho poškození. Uvedené riziko je pro některé výji meč né případy, jak uvidíme dále, přípustné i podle normy.

Na obr. 13 (str. 30) jsou znázorněny dvě charakteristiky. Je to jednak charakteristika chrá něného zařízení, pod ní pak charakteristika jisticího prvku. V tomto případě dochází k odpojení vždy dříve, než proud a doba jeho průchodu dosáhnou maximálních hodnot, které jsou pro za ří zení přípustné.

Na tomto místě může pozorného čtenáře napadnout, proč se vlastně takovými charakteristikami, které nesmějí být překročeny, zabýváme. Vždyť, jak již bylo rovněž výše uvede no, pro správnou funkci elektrického zařízení postačuje, odebírá-li ze sítě jmenovitý proud. Nestačilo by zařízení chránit nenáročným prvkem, který při překročení tohoto jme no vi tého proudu zařízení jednoduše odpojí?

Doba

odpojení

t

I

n

Jmenovitý

proud

Velikost proudu I

Obr. 12 Principiální znázornění charakteristiky „čas – proud“ jisticího prvku

IN-EL, spol. s r. o., Gorkého 2573, 530 02 Pardubice


29

V některých případech je skutečně možné takto postupovat – u zařízení, která mají při svém zapnutí plynulý nárůst proudu a po určité době se tento proud ustálí na hodnotě blízké jmenovité. Většina zařízení však po zapnutí odebírá značně větší proud, než je proud jmenovitý. Zřejmě nikoho nepřekvapí, že rozběhový záběrný proud asynchronního mo toru, a to je téměř každý i jednofázový motor ve kterémkoliv elektrickém spotřebiči, je při připojení motoru na síť roven čtyř až sedminásobku jmenovitého proudu motoru. Ne každý však ví, že rovněž elektrické osvětlení se stále ještě někde používanými žárovkami odebírá při zapnutí osminásobek svého jmenovitého proudu. Tento proud se stejně jako rozběhový proud motorků s lehkým rozběhem po několika desetinách sekundy sníží a ustálí, nicméně při předřazování jištění chráněným zařízením nesmějí být hodnoty charakteristiky jisticího prvku pod hodnotami proudů při rozběhu.

Například zkratová spoušť jističe chránícího pouze jedno silné žárovkové osvětlovací tě leso zapínané celé v jednom okamžiku, by neměla být nastavena níže, než na osminásobek jeho jmenovitého proudu. Obvykle je však v jednom chráněném obvodu zapojeno více za ří zení, která se nespínají všechna najednou. Nicméně k nežádoucímu efektu vypadnutí jištění může dojít při znovuzapínání elektrické sítě, v níž je řada spotřebičů trvale zapnuta. (Tak dochází k tzv. „chladničkovému efektu“ opětného vypnutí distribuční sítě okamžitě po jejím zapnutí, jestliže předtím byla ve vypnutém stavu kvůli poruše nebo z jiného důvodu. K vypnutí sítě po jejím zapnutí dojde vlivem záběrného proudu chladničkových motorků, jejichž výkon celkově není nijak velký. Dnes výrobci tomuto nebezpečí čelí tím, že motorek kompresoru se zapíná až chvíli po obnovení napětí.)

K jinému nepříjemnému jevu – nežádoucímu vybavení jističe – může dojít, jestliže je v chráněném obvodu zařazen silný transformátor. Zde nás může překvapit to, že je obvod ihned po zapnutí jističem odpojen. Je to způsobeno tím, že v okamžiku předchozího odpojení byla magnetizace transformátoru v maximu – transformátor zůstal předmagnetizován až do následujícího zapnutí, a jestliže k zapnutí došlo tak nešťastně, že transformátor je znovu magnetizován, dostane se magnetizační proud za koleno magnetizace, reaktance transformátoru klesne na nepatrnou hodnotu, a to se v obvodu projeví jako zkrat. Ten je okamžitě odpojen předřazeným jisticím prvkem.

Co jsme zde však chtěli říci: stejně jako existuje charakteristika chráněného zařízení, která nesmí nebo nemá být překročena (říkejme jí maximální charakteristika zařízení), exis tuje i charakteristika chráněného zařízení, pod kterou by neměla charakteristika jisticího prvku zasahovat (říkejme jí minimální charakteristika zařízení). Pokud uvedenou zásadu nedodržíme a jisticí prvek bude vypínat v bodech pod minimální charakteristikou, to znamená v kratším čase nebo při menším proudu, než odpovídá uvedené minimální cha rak teristice, nestane se zřejmě nic horšího, než že se chráněné zařízení nerozběhne nebo že bude krátce po svém rozběhu jisticím prvkem vypnuto. Charakteristika jisticího prvku by se tedy správně měla, pokud se chceme vyhnout obtížím spojených s provozem zaří ze ní, nacházet v pásmu mezi oběma charakteristikami, tj. mezi maximální a minimální charakte ristikou chráněného zařízení. To je znázorněno na obr. 14.

Obvykle se však uvedenými dvěma charakteristikami nezabýváme v celé šíři. Většinou z minimální charakteristiky postačí, jestliže: – známe jmenovitý proud chráněného zařízení – pak musí být jmenovitý proud jisticího

přístroje větší než tento proud,

IN-EL, spol. s r. o., Gorkého 2573, 530 02 Pardubice


30

– víme, že proud o velikosti xnásobku jmenovitého proudu nemá být vypínán jako zkrato

vý, to znamená, že do tohoto xnásobku jmenovitého proudu nesmí vypínat např. zkrato

vá spoušť jističe nebo pojistka. Jinak řečeno, uvedený proud nebude vypínán po potřeb

nou dobu (obvykle několik desetin sekundy).

Obr. 13 Znázornění charakteristik „čas – proud“ chráněného zařízení (horní) a jisticího

prvku (dolní)

t

Doba

prùchodu

proudu

o velikosti I

Velikost proudu I

Obr. 14 Charakteristiky chráněného zařízení – maximální a minimální – a charakteristika

jisticího prvku, který je správně přiřazen

IN-EL, spol. s r. o., Gorkého 2573, 530 02 Pardubice


31

Obdobně pro maximální charakteristiky postačí, jestliže: – víme, jak velký trvalý proud by již zařízení poškodil – pak musí být tento proud větší, než

je maximální hodinový nebo dvou či vícehodinový proud jisticího prvku (podle veli kosti

jmenovitého proudu jištění), který tento jisticí prvek musí vypnout, – rovněž víme, jak velký zkratový proud by již zařízení poškodil – pak musejí být zkratová

spoušť jističe nebo maximální proud pojistky pro přípustnou dobu trvání zkratu níže, než

je uvedený poškozující zkratový proud zařízení.

Ještě je třeba upozornit na jednu věc. V charakteristikách „čas – proud“ jsou na osách času t i proudu I velikosti proudu i doby jeho trvání vyneseny v logaritmických souřadnicích. V li neárních souřadnicích by totiž největší hodnoty časů a proudů byly na stupni cích velmi vzdálené od počátku a zajímavá oblast menších nadproudů a kratších časů by za ujímala pouze malou oblast charakteristik. Body z této oblasti by se pak poměrně těžko z charakteristiky odečítaly. 2.2 Charakteristiky jisticích prvků

Různorodost elektrických zařízení vyžaduje, aby jim byly přiřazeny jisticí prvky s různou charakteristikou. Pokud není charakteristika jisticího prvku vhodně zvolena, nemůže být ani chráněné elektrické zařízení optimálně zatěžováno, i když jeho nebezpečným nebo i nepřípustným stavům je zabráněno. Například u elektromotoru sice nedojde k přetížení, což je základní požadavek, ale není využit optimální záběrový moment, protože ještě před jeho dosažením dojde k vypnutí způsobenému jisticím prvkem. Optimální charakteristiky jisticích prvků tedy vyplývají z maximálních přípustných charakteristik zatěžování chrá něného elektrického zařízení.

Následující obrázky ukazují příklady vypínacích charakteristik jisticích prvků slou ží cích k různým účelům. Za povšimnutí stojí to, že čím větší elektrické zařízení se chrání, tím déle může být přetěžováno. Tento poznatek je odůvodněn tím, že většímu, a tedy i hmot nějšímu elektrickému zařízení trvá déle, než se zahřeje. Z toho vyplývají i delší časy odpojení jisticích prvků na větší jmenovité proudy.

Na obr. 15 (str. 33 a 34) vidíme charakteristiky pojistkových vložek typu gG do závitových pojistek a gF1 optimálních pro jištění kabelů s izolací PVC, na obr. 16 (str. 35) mi ni a turních pojistek, na obr. 17 (str. 36) je charakteristika jističe BA51G33 jednak se zkrato vou spouští pro vedení, jednak se zkratovou spouští pro ochranu motoru.

Na obr. 18 (str. 37 a 38) jsou uvedeny dosud používané charakteristiky jističů U (normál ní) a L (rychlá) podle starší normy ČSN 35 4171 a ještě méně obvyklá charakteristika H, a dále pak charakteristiky jističů B, C a D podle souboru ČSN EN 60898.

Charakteristiky B, C a D mají předepsáno shodné nastavení tepelné spouště. Rozdíly mezi těmito charakteristikami spočívají v nastavení zkratové (okamžité) spouště.

Charakteristika B, jejíž zkratová spoušť je nastavena na hodnoty vybavovacích proudů me zi 3 až 5 I

n

je vhodná pro ochranu vedení a sítí tak, aby byla bez problémů zajištěna i ochra na

automatickým odpojením.

Charakteristika C, jejíž zkratová spoušť je nastavena na hodnoty vybavovacích proudů mezi 5 až 10 I

n

(liší se tedy od charakteristiky B pouze vyšší hodnotou tohoto nastavení),

je určena pro ochranu vedení v obvodech s velkými špičkami zapínacího (nebo spouš těcího) proudu (např. u motorů nebo světelných obvodů se žárovkami).

IN-EL, spol. s r. o., Gorkého 2573, 530 02 Pardubice




       
Knihkupectví Knihy.ABZ.cz – online prodej | ABZ Knihy, a.s.