Dimenzování vodičů a kabelů

Dimenzováním se snažíme určit optimální průřez vodiče nebo kabelu, který bude splňovat všechny požadavky – bezpečnost, spolehlivost a hospodárnost .

Použití nedostatečného průřezu je nepřípustné, protože může způsobit vážné poruchy, požár nebo zranění. Na druhou stranu použití příliš velkého průřezu je zase nehospodárné a vede k vyšším investičním nákladům. Aby mohly být vodiče a kabely dimenzovány podle daných provozních podmínek a požadavků , musí být v dokumentaci (katalogu) pro každý vodič nebo kabel uvedeny následující parametry:

– jmenovitý proud In [A]

– časová konstanta oteplování τ [s]

– povrchová teplota při jmenovitém proudu υ [ºC]

– nejvyšší činný odpor jádra R [Ωkm-1]

– nejvyšší induktivní reaktance jádra pro dvojité a vícežilové vodiče a XL kabely [Ωkm-1].

– minimální izolační odpor vodiče nebo kabelu při nejvyšší přípustné provozní teplotě Riz [Ωkm-1].

Úkol dimenzování není snadný, ale nyní jsou k dispozici softwarové pomůcky , které jej řeší .

Kritéria pro určení velikosti

Při navrhování rozvodu elektrické energie musíme dodržovat základní požadavky, které jsou základem pro kritéria dimenzování vodičů a kabelů , mezi něž patří:

– dimenzování podle přípustné provozní teploty žil vodičů a kabelů,

– dimenzování podle přípustné proudové zatížitelnosti,

– dimenzování podle přípustného úbytku napětí,

– dimenzování podle úspornosti,

– dimenzování podle mechanické pevnosti,

– dimenzování podle tepelných a dynamických účinků zkratových proudů,

– dimenzování podle správné funkce ochrany před nebezpečným dotykovým napětím (před úrazem elektrickým proudem).

Při dimenzování je třeba vždy zohlednit všechna kritéria a průřez musí být vhodný pro každý jednotlivý případ. V praxi lze tedy postupovat dvěma základními způsoby:

1. Dimenzování podle všech kritérií – pro všechna kritéria se vypočítá průřez vodiče a jako výsledek se vybere největší průřez.

2. Dimenzování podle základního kritéria – průřez se vypočítá pouze pro základní kritérium a provede se kontrola ostatních kritérií. citáty o lásce

Rozdíl mezi nastavením velikosti a kontrolou 

Rozdíl mezi dimenzováním a kontrolou spočívá v tom, že pro dimenzování se používá vzorec, kde průřez S je neznámá veličina. Při kontrole se do vzorce dosadí průřez určený již základním kritériem a výpočtem se ověří, zda sledovaná veličina spadá do definovaného rozsahu. Základní kritérium se liší v závislosti na typu elektroinstalace. Například. ve vnitřních instalacích budov je nejdůležitějším kritériem přípustná proudová zatížitelnost. V distribučních sítích je vzhledem k větší délce vedení důležité kritérium podle přípustného úbytku napětí.

Dimenzování podle správné funkce ochrany před nebezpečným dotykovým napětím (před úrazem elektrickým proudem)

Průřezy ochranných vodičů v v závislosti na druhu ochranného opatření a způsobu instalace jsou stanoveny v STN 332000-4-41:2007.

V systémech TN musí být průřezy vodičů dostatečně velké, aby impedance vypínací smyčky byla dostatečně nízká pro dosažení vypínacích časů jistících prvků při přímém zkratu na konci smyčky (u spotřebiče).

 Vodiče a kabely musí být v systémech TN dimenzovány tak, aby mezi krajním a ochranným vodičem vznikl proud, který při průchodu jistícím prvkem (pojistkou, jističem) způsobí odpojení poruchového obvodu dříve, než dojde k poškození lidského zdraví nebo poškození jištěného elektrického zařízení nebo instalace.

Rozhodujícím prvkem při výpočtu přípustné impedance vypínací smyčky je doba, po kterou musí být poruchový obvod odpojen. To závisí na provozním napětí a způsobu kontaktu s vadným elektrickým zařízením.

Platí následující podmínky:

 – Pro fázové napětí 230 V a zásuvkové obvody do 63 A, z které jsou přímo nebo pomocí zástrčky připojeny elektrické spotřebiče třídy ochrany I (ruční nebo přenosné), může být doba do odpojení maximálně 0,4 s,

– u pevně připojených elektrických spotřebičů může být doba odpojení maximálně 5 s,

– pokud tyto podmínky nelze splnit použitím nadproudových ochranných přístrojů, je třeba použít doplňkovou ochranu pomocí spojky nebo přepěťové ochrany.

V systémech TT je rozhodující veličinou zemní odpor.