Pokračujeme v díle těch,
kteří byli první.

Aktuální vydání

Číslo 12/2016 vyšlo tiskem
7. 12. 2016. V elektronické verzi na webu od 6. 1. 2017. 

Téma: Měření, měřicí přístroje a měřicí technika; Zkušebnictví a diagnostika

Hlavní článek
Lithiové trakční akumulátory pro elektromobilitu (2. část – dokončení)

Aktuality

Svítící fasáda FEL ČVUT nabídne veřejnosti interaktivní program s názvem Creative Colours of FEL Dne 13. prosince v 16.30 hodin se v pražských Dejvicích veřejnosti představí interaktivní…

Fakulta elektrotechnická je na špici excelentního výzkumu na ČVUT Expertní panely Rady vlády pro výzkum, vývoj, inovace (RVVI) vybraly ve II. pilíři…

Švýcaři v referendu odmítli uzavřít jaderné elektrárny dříve V referendu hlasovalo 45 procent obyvatel, z toho 54,2 procent voličů řeklo návrhu na…

Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze pořádá 25. 11. 2016 den otevřených dveří Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze pořádá 25. listopadu od 8.30 hodin Den otevřených…

Calliope mini – multifunkční deska Calliope mini poskytuje kreativní možnosti pro každého. A nezáleží na tom, zda jde o…

Ocenění v soutěži České hlavičky získal za elektromagnetický urychlovač student FEL ČVUT Student programu Elektronika a komunikace Fakulty elektrotechnické ČVUT v Praze Vojtěch…

Více aktualit

Ohlédnutí za 47. aktivem revizních techniků elektrických zařízení

Miroslav Šnobl, revizní technik,
člen rady Sekce elektrotechniků Středočeského kraje
 
Začátkem února se v prostorách VŠE Praha uskutečnil již 47. aktiv revizních techniků elek­trických zařízení, připravený agenturou UNIT, s. r. o., Pardubice. Osobně jsem měl mož­nost vystoupit s příspěvkem na téma Problematika projektů elektrických zařízení v praxi revizního technika.
 

Zapojení jednofázových zásuvek

 
Část příspěvku byla věnována instala­cím v souladu s ČSN 33 2130 ed. 2. a ČSN 332000-5-52, konkrétně jde o zapojení zásu­vek do společných rámečků a o zapojení do sdruženého obvodu.
 
Zapojení jednofázových zásuvek v soula­du s ČSN 33 2130 ed. 2, čl. 7.7.8., odrážka třetí, si lze vysvětlit více způsoby. Zmíněný článek doslovně zní:
 
Vícenásobná zásuvka se považuje za je­den zásuvkový vývod. Také několik zásuvek zapojených ve společném zásuvkovém obvo­du a umístěných ve společném vícenásobném montážním rámečku se považuje za jeden zá­suvkový vývod. Zásuvky ve společném vícená­sobném rámečku nesmí být zapojeny do více než jednoho obvodu. Ostatní místnosti, jako předsíně, spíže, komory apod., nemusí mít zá­suvku, avšak zásuvka musí být aspoň v jedné sousední místnosti, aby bylo možné v případě potřeby použít pohyblivých spotřebičů (např. vysavače, leštiče parket apod.).
 
Popíši podrobněji, jak si slova zmíněného článku vysvětluji já a drtivá většina kolegů. V textu se bude stále opakovat slovo jedno­fázové, jednofázových apod., pro pochopení podstaty článku je to důležité.
 
Věta první: Vícenásobná zásuvka se pova­žuje za jeden zásuvkový vývod. Jednofázovou vícenásobnou zásuvkou chápu, stejně jako kolegové, např. dvojzásuvku. Dvojzásuvka je konstrukčně, již z výroby, uspořádána tak, že obě jednofázové zásuvky jsou spojeny pevně (propojovací lištou), nelze je oddělit bez pou­žití nástroje, jen narušením konstrukce. Mů­žeme tedy na jeden jednofázový zásuvkový obvod připojit až deset dvojzásuvek. Máme možnost připojit dvacet jednofázových spo­třebičů do hodnoty jištění 16 A jednofázově.
 
Věta druhá: Také několik zásuvek za­pojených ve společném zásuvkovém obvodu a umístěných ve společném vícenásobném montážním rámečku se považuje za jeden zá­suvkový vývod. Z mého pohledu lze tuto větu vysvětlit více způsoby.
 
Způsob první: Jestliže výrobce distribu­uje jednofázové zásuvky konstrukčně pro­pojené jako vícenásobné zásuvky, např. tří- nebo pětizásuvky apod. (dále jen vícená­sobné zásuvky), chápu (i když velice nerad) výklad některých kolegů, že zmíněná více­násobná zásuvka je jeden zásuvkový vývod. Když toto tvrzení převedu do praxe, může elektrikář, který instaluje jednofázové zá­suvky do stavby, použít kabel a deset kusů vícenásobných zásuvek konstrukčně propo­jených z výroby. Dopočítám se minimálně padesáti možností připojení jednofázových spotřebičů. Z výkladu některých kolegů mi dále vychází, že vše mohu zapojit, pomi­nu-li ostatní jednofázové zásuvkové vývo­dy podle ČSN 33 2130 ed. 2, tabulka 6, na jeden jednofázový zásuvkový obvod jištěný jističem 16 A. Jestliže elektrikář instaluje v každé místnosti jeden jednofázový více­násobný zásuvkový vývod zapojený na stej­ný jednofázový obvod, nemusí si již s další­mi jednofázovými zásuvkovými obvody ve stavbě lámat hlavu, vše zapojí na jeden jed­nofázový zásuvkový obvod, na jeden jistič (samozřejmě přes chránič 30 mA, mimo ob­vody chránič nevyžadující), tím pádem ušet­ří i více modulů v rozváděči. Vracíme se tak do doby, kdy na stěně visela dřevěná přístro­jová deska, na které byl jeden jednofázový jisticí prvek, a napájeny byly všechny zásuv­ky ve stavbě. V té době bylo ovšem zásuvek i spotřebičů podstatně méně.
 
Způsob druhý: Sestavím-li vedle sebe in­stalační krabice, do kterých zapojím např. pět jednofázových zásuvek propojených vo­dičem (ne propojovací lištou z výroby), podle některých kolegů zapojím jeden jednofázový zásuvkový vývod, který mohu zapojit na je­den jednofázový zásuvkový obvod. Pozorný čtenář pochopí, že potud jsem popsal úplně stejnou situaci jako u prvního způsobu. Na první pohled to tak vypadá, ale na ten druhý už je zmíněné zapojení o něčem jiném. Jed­nofázové zásuvky zapojené takzvaným smyč­kováním (při montáži, ne ve výrobě) na jeden jednofázový zásuvkový vývod po např. pěti jednotlivých kusech již nejsou konstruovány jako vícenásobné jednofázové zásuvky pev­ně propojené z výroby instalační lištou, ale musíme je propojit vodiči, a tím jsme pouze smyčkováním propojili každou jednu jedno­fázovou zásuvku v sestavě pěti instalačních krabic. Jinými slovy, každá jedna jednofázová zásuvka je jeden jednofázový zásuvkový vý­vod, stejně jako když zapojujeme smyčková­ním několik jednotlivých jednofázových zá­suvek každou samostatně v jedné instalační krabici připojené na jeden jednofázový zásuv­kový obvod. Každá z jednotlivých jednofázo­vých zásuvek může být např. v jiné místnosti. Pokusil jsem se, poměrně složitě, čtenářům nastínit situaci zapojení jednofázového zá­suvkového vývodu tvořeného vícenásobnými, z výroby konstruovanými, zásuvkami a zapo­jení jednofázového zásuvkového vývodu vy­tvořeného smyčkováním jednotlivých jedno­fázových zásuvek do vícenásobné zásuvky. Osobně si myslím, že to není konstrukčně totéž, v prvním případě se jedná o nerozebí­ratelný spoj (rozebíratelný pouze devastací) a ve druhém případě o spoj rozebíratelný. V prvním případě zapojujeme jeden jedno­fázový zásuvkový vývod o např. pěti mož­nostech připojení spotřebičů připojený na je­den jednofázový zásuvkový obvod. V přípa­dě druhém jsme smyčkováním zapojili např. pět jednotlivých jednofázových zásuvek do pěti zásuvkových vývodů zapojených na je­den jednofázový zásuvkový obvod, na kterém je zapojeno maximálně deset jednofázových zásuvek vložených do pětirámečku. Můžeme tedy zapojit maximálně dva pětirámečky na jeden jednofázový zásuvkový obvod. V pří­padě zapojení s vícenásobnými zásuvkami (z výroby) máme nejméně padesát možností připojení spotřebičů. Bylo mi navrženo opo­nujícími kolegy, že mám při práci s normami používat zdravý rozum, myslím, že v konkrét­ním případě byla rozvaha namístě.
 
Věta třetí: Zásuvky ve společném více­násobném rámečku nesmí být zapojeny do více než jednoho obvodu. Klíčovým slovem této věty je slovo obvodu. Znění věty mi ne­říká, do jakého obvodu, zda jednofázového, či třífázového. Zde mám vysvětlení třetího způsobu zapojení. Podle ČSN 33 2000-5-52 čl. 520.N4.3 mohu jednofázové zásuvky spo­jené smyčkováním do vícenásobného mon­tážního rámečku zapojit na obvod třífázový neboli sdružený.
 
Článek 520.N4.3 ČSN 33 2000-5-52 říká:
Dva nebo tři jednofázové obvody stejné­ho charakteru (např. 2 nebo 3 světelné obvo­dy) (pozn. autora: text v závorce je jen pří­klad, mohu použít i pro zapojení zásuvek), s krajními vodiči rozdílných fází lze sloučit do sdružených obvodů se společným střed­ním N a ochranným PE nebo jen s PEN vo­dičem za těchto podmínek:
 
a) střední, ochranný a PEN vodič se dimen­zuje jako fázový nebo krajní vodič; kro­mě toho musí být splněno ustanovení 546.2 ČSN 33 2000-5-54 (pozn. autora: v ČSN 33 2000-5-54 ed. 2. září 2007 člá­nek 546.2. neexistuje, v této ČSN se ho­voří o článku 546.2 příloha NC),
 
b) spotřebiče mají být připojeny tak, aby jed­notlivé fáze sdruženého obvodu byly stej­ně zatíženy,
 
c) pojistky nebo jističe vedení musí být v roz­váděči seskupeny do trojic, které patří té­muž sdruženému obvodu, přičemž je nutno, aby v rozváděči byly jednotlivé obvody (po­jistky, jističe) označeny trvalým a čitelným štítkem, na kterém kromě označení jedno­fázového obvodu je nutno uvést označení sdruženého obvodu,
 
d) všechny vodiče sdruženého obvodu až k roz­bočení na jednofázové odbočky musí být ve společném několikažilovém vodiči nebo ka­belu; jsou-li z jednotlivých vodičů, musí být tyto vodiče ve společném obložení (trubce, dutině apod.),
 
e) do sdruženého obvodu musí být vřazen pří­stroj (spínač, jistič, stykač apod.), jímž lze vázaně vypnout všechny krajní vodiče sdru­ženého obvodu, a teprve za tímto přístrojem je pak možno vypínat jednotlivé fáze,
 
f) odbočování u jednotlivých fází sdruženého obvodu lze provést v jedné krabici (roz­vodce).
 
Po přečtení podmínek třetího způsobu za­pojení si možná čtenář položí otázku:
 
„Jak se v tomto způsobu zapojení vypo­řádáme s tzv. harmonickým znečištěním sítě od jednofázových zátěží?“ (podmínka b). Mám na mysli proudy tekoucí středním vo­dičem při různých typech a kombinacích připojených jednofázových zátěží. Střední vodič plní v síti důležitou funkci, jak u tří­fázových, tak u jednofázových sítí, proud tekoucí přes střední vodič se vrací zpět do středu zdroje elektrické energie, součet oka­mžitých hodnot proudů všech vodičů vedení se rovná nule. Ve skutečnosti středním vodi­čem protéká malý proud z důvodu nemož­nosti výroby absolutně souměrného třífázo­vého spotřebiče.
 

Symetrické a nesymetrické zátěže sítě

 
Třífázové spotřebiče mohou elektrickou síť zatěžovat dvojím způsobem, a to v podo­bě symetrické a nesymetrické zátěže. Syme­trickou zátěží je např. elektrické topení, spo­třebič tvořený stejnými rezistory spojenými tak, aby odebíral stejný proud ve všech fá­zích (efektivní hodnotu proudu, úhlové nato­čení proudů tekoucích jednotlivými fázemi je při odporové zátěži dáno úhlovým natočením fázorů napětí). Nerovnoměrný odběr proudů v jednotlivých fázích způsobuje nesymetric­kou zátěž sítě. Tuto zátěž způsobují jednofá­zové spotřebiče se spínanými zdroji (počíta­če, zářivky), které odebírají nesinusový proud, zamořují elektrickou síť vyššími harmonic­kými, deformují sinusový průběh napájecího napětí. Proud ve středním vodiči může být až 1,73krát větší, než je proud ve fázovém vodiči při maximálním nesymetrickém zatížení sítě. Může se tedy za určitých okolností stát, že se přetíží pouze střední vodič. Výsledný proud tekoucí středním vodičem je ovlivněn cha­rakterem připojených zátěží. Při dimenzování vodičů a kabelů je nutné brát v úvahu sčítání proudů ve středním vodiči a vedení navrhnout tak, aby nedocházelo k přetěžování v důsled­ku přehřívání jednotlivých fázových vodičů, popř. vodiče středního. Jinými slovy, projek­tant by měl mít dobré znalosti a zkušenosti s dimenzováním středních vodičů, s kvalitou elektrické energie v podobě násobků tří, vý­skytem proudů řádu harmonických, které jsou násobky třetí harmonické. Zatížitelnost kabelu je omezena hodnotou tepla vytvořeného průto­kem proudu a hodnotou tepla, které může být vyzářeno kabelovou konvencí (schopností vy­zařovat tepelné záření). Tyto aspekty společně omezují pracovní teplotu kabelu, která nesmí překročit 70 ºC pro izolaci z PVC a 90 ºC pro izolaci z XLPE. V důsledku výskytu harmo­nických ve středním vodiči dochází ke gene­rování většího tepla, proto je nutné při výbě­ru průřezu kabelu s touto skutečností počítat. V případě nesinusového proudu by měl střed­ní vodič mít nejméně stejný průřez jako vodi­če fázové. Při výpočtu zatížitelnosti kabelu se čtyřmi nebo pěti žilami, kde proud ve střed­ním vodiči závisí na harmonických, se násobí standardní proudová zatížitelnost kabelu ko­rekčním faktorem. Pro fázový proud obsahu­jící 15 % nebo méně harmonických norma ne­doporučuje zvětšení průřezu středního vodiče. Lze předpokládat, že ve středním vodiči bude až do 45 % fázového proudu, a vzrůstu tepla o 6 %, srovnatelný s klasicky dimenzovaným kabelem. Vzniklý nárůst lze tolerovat mimo kabely instalované v místě s malou ventilací, v místě s jinými tepelnými zdroji nebo v pří­padě omezeného prostoru. Pro fázový proud sestávající z 15 až 33 % harmonických může­me očekávat, že proud středního vodiče bude podobný fázovému proudu a kabel musí být přepočten s faktorem 0,86, to znamená, že pro proud 20 A by měl být vybrán kabel se zatíži­telností 24 A. Pravděpodobně nejpřímější způ­sob je nezávislé dimenzování středního vodi­če, kde je důležité mít na paměti, že teplotní charakteristika a reaktance v obvodu závise­jí na relativní pozici vodičů. Při dimenzování středního vodiče by se mělo ještě počítat s tě­mito aspekty:
  • je-li kabel ve skupině s dalšími kabely, vět­ší proud v něm tekoucí (harmonický proud ve středním vodiči) produkuje více tepla, a tím působí nepříznivě na ostatní kabely,
  • pokles napětí ve středním vodiči způso­bený všemi harmonickými způsobí har­monické napěťové zkreslení ve všech fá­zích napájecí sítě. V tomto případě je nut­né u kabelů vedoucích na větší vzdálenosti zvětšit průřez vodičů v těchto kabelech.

Závěr

 

Z uvedeného vyplývá, že každý elektro­technik, ať praktik nebo teoretik, si vysvětluje literu norem a předpisů trochu jinak. Kombi­nací článků souvisejících norem jsem popsal svůj náhled na problematiku zapojení jedno­fázových zásuvek a na následné připojení jed­nofázových spotřebičů na síť. Samozřejmos­tí by měla při navrhování elektroinstalace být součinnost investora se schopným, problema­tiky znalým projektantem a montážní firmy, která bude dílo realizovat. Jestliže investor v předprojektovém řízení nezná předpoklá­dané připojení spotřebičů v objektu, nemůže projektant dostatečně objektivně vyhodnotit proudovou zatížitelnost, velikost rozváděčů, průřezy kabelů a mnoho jemu neznámých skutečností. Stavební úřady ve valné většině nerespektují § 121 a jiné stavebního zákona (zákon 183/2006 Sb.), který výslovně nařizu­je s žádostí o kolaudační řízení předložit pro­jektovou dokumentaci skutečného provedení stavby, včetně elektroinstalace a ostatních instalací ve stavbě. Kolaudační řízení proběhne s kladným výsledkem i s nevyhovující projek­tovou dokumentací pro ohlášení stavby. Elek­trotechnika je velmi široký, rozmanitý a krás­ný obor, pro jehož zvládnutí je potřebné se ne­ustále vzdělávat. Elektrotechnik by měl čerpat informace jak praktické, tak i teoretické, na základě získaných informací se snažit sklou­bit praxi s teorií. Z publikovaného článku je patrné, jak je při navrhování i vlastní realiza­ci díla důležitá práce s normami a při jejich výkladu používání zdravého, nebojím se po­užít termín selského rozumu. Revizní tech­nik by si měl uvědomit, že podpisem revizní zprávy má poslední odborné slovo při reali­zaci díla, resp. při jeho uvedení do provozu. Projektant, investor ani montážní firma nene­sou kůži na trh v takovém rozsahu jako reviz­ní technik. Rozšiřovat znalosti by měl každý elektrotechnik hlavně samostudiem. Učit se, učit se, učit se, to již prohlásil jeden nechval­ně proslulý velikán z Východu…