Pokračujeme v díle těch,
kteří byli první.

Aktuální vydání

Číslo 11/2016 vyšlo tiskem
7. 11. 2016. V elektronické verzi na webu od 1. 12. 2016. 

Téma: Rozváděče a rozváděčová technika; Točivé stroje a výkonová elektronika

Hlavní článek
Lithiové trakční akumulátory pro elektromobilitu

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

S přípojnicovými systémy od transformátoru k zásuvce

číslo 1/2005

S přípojnicovými systémy od transformátoru k zásuvce

Ing. Miroslav Trunkát,
Siemens, s. r. o. Praha, výrobkový manažer pro přípojnicové systémy

Společnost Siemens, divize Automatizace a pohony, má ve své nabídce od července 2004 přípojnicové systémy, které převzala od firmy Moeller Energiesysteme GmbH. Přípojnicové systémy se prodávají pod obchodním názvem Sivacon 8PS. Siemens tak poskytuje komplexní řešení přenosu a rozvodu energie – bezpečně a flexibilně – v rozsahu jmenovitých proudů 25 až 6 300 A. Bohatá nabídka firmy Siemens AG v oblasti nízkonapěťové techniky tak byla ještě rozšířena. Pro zákazníky tato skutečnost znamená vysokou úroveň kvality a užitnosti.

Co jsou to přípojnicové systémy?

Přípojnicové systémy jsou prefabrikované proudovodné prvky mezi transformátorem a spotřebičem elektrické energie. Používají se pro přenos a rozvod elektrické energie. Jsou alternativou běžné kabelové instalace – ovšem jednodušší, bezpečnější a flexibilnější. Nahrazují tedy kabelové rozvody, kde především u vysokých proudových hodnot je nutné paralelní spojení kabelů. Pro vysoké zkratové hodnoty je třeba kabely pevně a v krátkých intervalech podpírat nebo ukládat do kabelových lávek. Navíc se rozvody z elektrického hlediska stávají asymetrickými. To vše instalaci kabelů prodražuje. Oproti kabelovým rozvodům jsou systémy přípojnic typově zkoušené přístroje s vynikajícími elektrickými vlastnostmi a současně s vlastní pevnou mechanickou stavbou. Nevyžadují tedy žádné nákladné stavební konstrukce. Jejich vysoká odolnost proti zkratovým proudům je samozřejmostí. Většinou se jedná o vlastnost, která svými parametry převyšuje hodnoty napájecího zdroje. Přípojnicové systémy se po desetiletí osvědčují jako nejlepší řešení pro přenos energie. Jejich instalace není finančně náročná a zaručuje spolehlivý a bezpečný přenos proudu. V současné době jsou ideální volbou a v podstatě nemají rovnocennou alternativu.

Obr. 1.

Obr. 1. Sortiment přípojnicových systémů

Přenos energie

Některá provedení přípojnicových tras jsou určena především pro přenos elektrické energie od výkonového transformátoru vn do hlavního rozváděče, jiná zase slouží jako přenosové trasy k podružným rozváděčům napájejícím jednotlivé velké spotřebiče nebo jako přímé přenosové trasy k takovýmto spotřebičům.

Rozvod energie

Po přivedení energie do hlavního rozváděče pokračují tyto systémy dále přes hlavní ochranné jističe do technologického prostoru jako podružné přípojnicové větvě, zpravidla s nižší proudovou zatížitelností. Spotřebiče jsou pak napájeny přes odbočné skříně, které jsou umístěny na těchto trasách co nejblíže ke spotřebiči a opatřeny ochrannými nebo ovládacími prvky. Toto uspořádání se označuje někdy také jako „lineární rozváděč„ a nejsou u něj zapotřebí podružné rozváděče pro jednotlivé spotřebiče. Odbočné skříně je možné variabilně a podle měnících se technologických požadavků doplňovat, a to bez nutnosti přerušení dodávky energie do sousedních spotřebičů. Toto je ideální vlastnost pro oblast automatizovaných výrobních zařízení, kde se podle požadavků výroby mění potřeby a nároky s ohledem na velikost a polohu spotřebičů. Klasická hvězdicová instalace s pevně umístěnými kabely a vodiči v kabelových kanálech, na stropech a zdech se nyní již nepoužívá.

Teplotní poměry a prostorové požadavky

Chování elektrického přenosového systému při zatěžování a oteplování jsou hlavními rozhodovacími kritérii volby mezi kabelovým a přípojnicovým řešením. Důležitá je změna ohmického odporu proudovodné dráhy při průchodu proudu, na jejíž velikosti závisí velikost výkonových ztrát. Dalším důsledkem nadměrného oteplení je poškození izolace vedení nebo vlastního vodiče.

Obr. 2.

Obr. 2. Komplexní řešení rozvodu energie

Z obr. 3 je patrné, že u kabelů klesá proudová zatížitelnost s rostoucí okolní teplotou (zvýší-li se např. teplota okolí z 30 °C na 40 °C, je nutné zmenšit proud protékající kabelem o 13neměnné hodnoty zatěžovacích proudů je třeba buď zvětšit průřez kabelů, což zvyšuje náklady na instalaci kabelového vedení, nebo naopak při nezměněném průřezu kabelů zmenšit zatěžovací proudy, což zase omezuje možnosti přenosu energie. U instalací, kde jsou kabely položeny těsně vedle sebe, např. v kabelových kanálech nebo šachtách, je nutné počítat s nižší účinností ochlazování, a naopak brát v úvahu vzájemné ohřívání kabelů. Kabely je v tomto případě třeba ukládat ve vhodné vzdálenosti od sebe, a to po celé délce. To podstatně zvyšuje požadavky na prostor. Přípojnice oproti tomu vyžadují podstatně menší instalační prostor a redukce proudu je patrná teprve při teplotách okolí vyšších než 40 °C.

Protipožární zábrana

Často se opakuje situace, kdy při stavbě, opravách nebo i vlastním provozu vznikají požáry, a tím i velké škody na budovách, technologickém vybavení, nebo dokonce na lidském zdraví. Nebezpečí pochází především z chemického složení izolačních materiálů. Většinou se pro kabely používá PVC (polyvinylchlorid) – hořlavý izolant. Při jeho hoření navíc vzniká chlorovodík, který poškozuje zrak a dýchací cesty. Jestliže se spojí s vodou, např. při hašení (stačí rovněž vzdušná vlhkost), vzniká kyselina chlorovodíková. Ta může i ve větších vzdálenostech od místa požáru trvale poškozovat stavební konstrukce. V krajním případě mohou tyto vlivy vést až k pozdější destrukci budovy. Nezávisle na místě a důvodu vzniku požáru je třeba mít na paměti další fenomény, které podporují šíření požáru. Pro minimalizování rizika šíření požáru je nutné omezit výskyt hořlavých látek. Díky tomu mají také bezhalogenové kabely stále ještě vysokou požární zátěž. Pod pojmem „požární zátěž„ se rozumí energie, která vzniká při spalování, např. při spalování kabelových vodičů. Velikost této energie se udává v jednotkách kW·h·m–1 nebo MJ·m–1. Požární zátěž je třeba zohlednit při projektování kabelových tras a kabelových kanálů. Je-li překročena povolená mez, je třeba učinit odpovídající opatření, která povedou k redukci energie vznikající při požáru. Při srovnání přípojnicového systému pro jmenovitý proud 2 000 A s kabelovou instalací pro stejnou proudovou zatížitelnost, přípojnice vykazují sedmkrát menší hodnotu požární energie než instalace kabelová.

Obr. 3.

Obr. 3. Zatěžování kabelů a přípojnic

Další problematikou je zabránění šíření požáru v budovách. Zde přípojnice poskytují ve srovnání s kabelovými průchody naprostou bezpečnost. Pro zabránění šíření požáru se do trasy přípojnic instalují tzv. protipožární zábrany. Jsou to speciální díly, které jsou řešeny tak, aby zabraňovaly prošlehnutí plamene do sousedního prostoru přes požární zeď. Jejich odolnost je 60 nebo 120 minut.

Správné řešení pro každou instalaci – Sivacon 8PS

Systém přípojnic Sivacon 8PS je vyráběn v šesti konstrukčních a velikostních provedeních. Díky tomu jsou možnosti jeho využití velmi rozsáhlé. Přípojnicový systém nabízí i opticky zajímavé řešení (např. v obchodních domech nebo ve velkých prodejních halách). Je jím sortiment pro proudovou oblast 25 až 40 A: systém CD-K.

Další systém, BD01, je koncipován především pro řemeslnické díly a menší průmyslové podniky, kde převládají drobnější spotřebiče. Co se týče odbočných skříní, je k dispozici velký výběr příslušenství, např. pětipólové zásuvky, třípólové zásuvky (s kolíkem pro CZ), jističe, pojistky, chrániče apod. V nabídce je rovněž výbava podle požadavku zákazníka (stykače, podružné měření energie, vypínače atd.).

Pro velké budovy a napájení průmyslových spotřebičů (do 1 250 A) je určena verze BD2. Zde jsou k dispozici tři konstrukční varianty s hliníkovými (BD2A) a tři s měděnými (BD2C) proudovodnými dráhami. Dále je možné zvolit verzi s polovičním průřezem zemnicího a nulového vodiče. Odbočné skříně opět poskytují bohaté přístrojové vybavení pro nejrůznější potřeby.

Obr. 4.

Obr. 4. Požární energie

V případě vysoké spotřeby energie, např. u svařovacích linek v automobilovém průmyslu nebo u průmyslových pecí, je vhodné použít přípojnici typu LDA(C). Proudovodné lišty jsou zde izolovány vzduchem (tzv. ventilační provedení), proudová zatížitelnost je až 5 000 A.

V silně znečištěném nebo vlhkém prostředí bezpečně přenáší a rozvádí energii do proudové zatížitelnosti až 6 300 A systém LXA(C) se stupněm krytí IP54. Konstrukce proudovodných drah je sendvičová. Odbočné skříně jsou určeny pro proudy do 1 250 A.

Pro velmi nepříznivé podmínky (vlhké a mokré prostředí, zvýšená koncentrace solí či jiných chemikálií nebo prostředí podporující vznik koroze) je určen izolovaný (zalitý) přípojnicový systém typu PEC se stupněm krytí IP68 pro proudy do 6 000 A. Tento systém lze napojit na typ LXA(C) a tím zvolit kompromis mezi dobrým technickým řešením a cenou.

Modifikace a adaptibilita – žádný problém

V moderních a především v automatizovaných provozech je naprosto nevyhnutelnou potřebou možnost flexibilní změny rozmístění technického zařízení. S tím je spojen požadavek na flexibilní rozvod energie. Právě pro tyto případy jsou přímo určeny přípojnicové systémy. Již při projektování lze počítat s plošným energetickým pokrytím. Při změně odběrného místa se jednoduše přesune odbočná skříň ke spotřebiči. I celou novou napájecí trasu lze sestavit s využitím dosavadních systémových prvků. Přípojnicové systémy tak představují zajímavou investici do budoucna. Průběžné a dodatečné přestavby bez přerušení výroby jsou velmi důležitým požadavkem ve vícesměnných provozech. Přerušení dodávky proudu i jen na krátkou dobu je nežádoucí. Jakákoliv změna tedy musí být rychlá a levná. Proto jsou konstruovány odbočné skříně tak, aby je bylo možné instalovat nebo demontovat pod napětím celé trasy. Díky tomu se zabrání nákladným přerušením provozu.

Přípojnicové systémy se sběrnicemi

Vysoké požadavky na hospodárnost, flexibilitu a transparentnost průmyslové výroby podporují trend decentralizovaného napájení a automatizace. Zde se doplňuje sortiment standardních energetických rozvodů systémy umožňujícími dálkové ovládání spotřebičů nebo soustředění informací o stavu ovládacích prvků. K tomu jsou využívány slaboproudé sběrnice a odbočné skříně, které jsou vybaveny adresovatelnými prvky pro spínání a sběr dat. Lze tak navrhovat decentralizovaný systém vybavený ovládacími a ochrannými prvky, který je schopen komunikovat, a to včetně možnosti zasíťování do složitějších celků a vyhodnocování dat v centrální jednotce. Provedení je velmi transparentní a umožňuje zrychlenou identifikaci v případě poruchy na napájecí trase. Využívají se standardní sběrnice, jako jsou Profibus DP, AS-Interface a EIB.

Obr. 5.

Obr. 5. Přípojnice, která umí komunikovat

Systém je otevřený a trasy lze kdykoliv rozšiřovat a doplňovat, či dokonce již existující klasické přípojnicové rozvody aktualizovat přidáním tzv. inteligentní sběrnice a decentralizovaných komunikačních prvků. Příprava a projektování jsou velmi rychlé a mohou snadno vyhovět přání zákazníka. Také uvedení do provozu bývá jednodušší.

Vše od jednoho dodavatele

Přípojnicový systém SIVACON 8PS doplňuje souhrn zařízení pro přenos a rozvod energie v proudovém rozsahu od 25 do 6 300 A a posiluje pozici společnosti Siemens na trzích v Evropě, na Středním východě a v Asii. Siemens tak rozšiřuje nabídku v rámci koncepce kompletně integrované energie TIP (Totally Integrated Power).

Siemens s. r. o.
divize Automatizace a pohony
Evropská 33a
160 00 Praha 6
tel.: 233 032 444
http://www.siemens.cz