Jištění, připojování a měření v průmyslových aplikacích

Článek jsme rozdělili do 3 částí:

• Jištění paralelních kabelů v programu Sichr
• Připojování kompaktních jističů 3VA
• Výběr způsobu měření a zpracování dat

1. Jištění (nejen) paralelních kabelů v programu Sichr

Ochranu před nadproudy řeší ČSN 33 2000-4-43, ed.3. Jistící prvek musí být navržen tak, aby zamezil přetěžování kabelů a aby nedocházelo k jejich poškozování nadměrným teplem. Výrobci kabelů definují tři mezní teploty, které nesmí být překročeny.

První z nich je maximální provozní teplota, která je u nejběžnějších kabelů s PVC izolací zpravidla 70 °C. Aby tato teplota nebyla překročena, nesmí být jmenovitý proud jistícího přístroje In větší, než je dovolený zatěžovací proud kabelu IZ. Hodnoty pro proudy IZ jsou uvedeny v normě ČSN 33 2000-5-52 v Příloze B, Dovolené proudy. Na dovolené proudy mají vliv další okolnosti, včetně uložení vodičů.

Zároveň musí platit, že jmenovitý proud jistícího přístroje In nesmí být menší než návrhový proud daného obvodu IB. Nelze tedy při návrhu zneužívat skutečnost, že je smluvený nevypínací proud ochranného přístroje vyšší než jmenovitý proud.

Druhou mezní teplotou kabelu je maximální teplota při přetížení, která je u kabelů s PVC izolací zpravidla 120 °C. Aby tato teplota nebyla při přetížení překročena, musí být proud I2 (smluvený vypínací proud), který bezpečně zajistí zapůsobení ochranného přístroje ve smluvené době, menší nebo roven 1,45ti násobku dovoleného zatěžovacího proudu kabelu IZ.

Poslední mezní teplotou kabelu je maximální teplota při zkratu. Ta nebude překročena, pokud energie propuštěná ochranným přístrojem nepřesáhne součin k2 x S2, kde S je průřez jádra kabelu a k je materiálová konstanta, která zohledňuje fyzikální vlastnosti jádra a izolace kabelu.

Výpočtový program SICHR všechny uvedené podmínky pro dodržení předepsaných maximálních teplot kontroluje nejen pro uvedené PVC kabely, ale i pro všechny ostatní typy kabelů, a to na základě parametrů uvedených jejich výrobci.

K problémům s jištěním proti zkratu dochází u jednoduchých vedení velice zřídka a většinou se je povede vyřešit nastavením nadproudové spouště. U paralelních kabelů je ovšem běžné, že se nastavením spouště nepodaří odpovídající ochrany kabelů docílit.

V tomto případě SICHR zobrazuje chybovou hlášku přikazující provést jištění jednotlivých kabelů samostatně. Pokud jistíme paralelní kabely, je velice důležité jistit je na začátku i na konci každého kabelu. V případě jištění pouze na začátku kabelu se zkratový proud do místa poruchy dostává ze strany zátěže přes ostatní kabely. To může způsobit poškození celého svazku. Pojistka umístěná na konci kabelu na podobné poruchy včas zareaguje a ušetří nemalé náklady.

Kontrola správného jištění kabelů je jen jednou z mnoha funkcionalit výpočtového programu SICHR. Chcete vědět víc? Připojte se 9. dubna na online školení pořádané agenturou LPE. 

2. Připojování kompaktních jističů 3VA a odpínačů FSD

Kompaktní jističe 3VA lze připojovat měděnými i hliníkovými vodiči. Výjimkou jsou třmenové svorky, které nejsou pro připojení hliníku vhodné. Nicméně blokové svorky je v tomto případě plnohodnotně zastoupí.

Konkrétní informace o možnostech připojení jednotlivých svorek, včetně povolených rozsahů průřezů kabelů, velikosti kabelových ok a pasů, najdete v katalogu jističů 3VA v části „Parametry, připojování a montáž“. Například pro dvojitou blokovou svorku pro jistič velikosti 3VA24 jsou tyto informace uvedeny na straně B138.

Podobně je tomu u pojistkových odpínačů FSD, které jsou uzpůsobeny pro připojení měděných i hliníkových vodičů. Novinkou je k tomu určený V-třmen CS-FS123-AL, který umožňuje připojení vodičů obou materiálů až do průřezu 300 mm2.

Minimální připojovací průřezy

Ohledně průřezů připojených vodičů je nutné dodržet i minimální připojovací průřezy vodičů s ohledem na správné chlazení jistících prvků. Tyto hodnoty definuje soubor přístrojových norem IEC 60947.

Dané průřezy je nutné dodržet minimálně 1 m od jistícího prvku na přívodu i na vývodu.

Jmenovitý proud In
[A]

Minimální průřez Cu vodiče 

[mm2]

Minimální průřez Al vodiče 
[mm2]

Zpevnění a izolace přívodních vodičů

Pozor! Přívodní i vývodní vodiče je nutné do určité vzdálenosti od jističů 3VA upevnit, aby nedošlo při zkratech k přenesení dynamických účinků zkratu na jistič a nedošlo k poškození rozváděče. Pasovinu lze připevnit pomocí podpěrných izolátorů, které máme v sortimentu pod označením PD-QK-PW40M8 (10, 12). Kabely lze zpevňovat například kabelovými příchytkami Sonap, popřípadě pomocí kabelových svorek například od výrobce Dutchclamp.

Neizolované vodiče, typicky pasy, připojené k jističům 3VA je nutné izolovat nahoře i dole. Při vypínání zkratu jističe uvolňují ionizovaný plyn, který je elektricky vodivý. Za určitých kombinací zkratového proudu a napětí by mohlo dojít k přeskoku mezi fázemi nebo na konstrukci rozváděče.

Abychom vám ušetřili finance a čas, identifikovali jsme podmínky, kdy není izolace pasoviny nutná. Vždy si však ověřte tyto podmínky v katalogu pro konkrétní připojovací sadu. Příkladem, kdy lze použít neizolovanou pasovinu, je sada pro přední přívod pro jističe 3VA24. Zde můžeme v katalogu ověřit, že pro napětí maximálně AC 415 V a zkratový proud do 25 kA lze neizolovanou pasovinu použít.

Potřebná izolační opatření a maximální vzdálenosti pro upevnění vodičů najdete také v katalogu „Parametry, připojování a montáž“.

3. Výběr způsobu měření a zpracování dat

Při výběru vhodného přístroje pro měření je nezbytné zvážit nejen počet měřených okruhů, ale i požadavky na další zpracování a využití dat. Můžeme volit buď standardní jistič a doplnit ho analyzátorem sítí, nebo jistič s integrovaným měřením.

Které řešení je vhodnější?

1. Měření pouze na přívody bez nutnosti přenosu dat

• Ekonomicky výhodnější je jistič s integrovaným měřením
• Hodnoty lze odečítat přímo z displeje jističe.

2. Měření s požadavkem  na přenos dat do nadřazeného systému

• Pro jeden měřený okruh je nákladově efektivnější řešení s analyzátorem.
• Analyzátor lze umístit do dveří rozváděče.

3. Měření 6-8 vývodů současně:

• Z hlediska nákladů jsou obě řešení srovnatelná.
• Rozhodujícími faktory se stávají:
  • Dostupný prostor v rozváděči. 
  • Pracnost realizace (instalace 8 analyzátorů a 24 měřicích transformátorů může být prostorově i časově náročná).

Softwarové nástroje pro uvedení do provozu

Nezávisle na zvoleném řešení je třeba počítat s konfigurací zařízení pomocí specializovaných softwarových nástrojů:

Software OEZ PAQ - pro analyzátory sítí PAQ:

• • Nastavení záznamů a archivace měřených veličin
  • Programování podmínek pro alarmy na reléových výstupech

Software Powerconfig - pro jističe s měřením

• • Parametrizace kompaktních jističů 3VA
  • Konfigurace vzduchových jističů 3WA
  • Nastavení komunikačních rozhraní a modulů

Výběr optimálního řešení by měl vždy zohledňovat všechna uvedená kritéria s důrazem na dlouhodobou udržitelnost a rozšiřitelnost systému.