Všechny rozváděče vytvářejí v provozu teplo. Za předpokladu, že schopnost odvádění tepla rozváděče pro lokální zóny v rozváděči a pro rozváděč jako celek, když pracuje při plném zatížení, je větší než celkové vytvářené teplo, bude dosaženo tepelné rovnováhy; teplota se bude stabilizovat při oteplení vyšším než teplota okolí obklopujícího rozváděč.
Cílem ověření oteplení je zajistit stabilizaci teplot při hodnotě, která nebude mít za následek:
- a) významnou degradaci nebo významné stárnutí rozváděče, nebo
- b) přenášení nadměrného tepla na vnější vodiče, takže může být narušena provozní schopnost vnějších vodičů a jakéhokoliv zařízení, k němuž jsou připojeny, nebo
- c) popáleniny osob, pracovníků obsluhy nebo zvířat v blízkosti rozváděče v normálních pracovních podmínkách.
Meze oteplení
Výrobce je odpovědný za zvolení vhodné metody ověřování oteplení.
U všech mezí oteplení uvedených v normě ČSN EN 61439-1 ed. 2 se předpokládá, že rozváděč bude umístěn v prostředí, kde denní průměrné a špičkové teploty okolí nepřekročí 35 °C a 40 °C.
Norma také předpokládá, že všechny vývodní obvody v rozváděči nebudou zatěžovány současně na svůj jmenovitý proud. Tento praktický stav je definován součinitelem soudobosti. Pokud zatížení přívodního obvodu nepřesahuje jeho jmenovitý proud, soudobost (diversity; přesnější překlad by byl nesoudobost, jak je uvedeno ve slovníku) je poměr jednotlivých jmenovitých proudů, které může jakákoliv kombinace vývodních obvodů vést nepřetržitě a současně, aniž by došlo k nadměrnému oteplení rozváděče. Součinitel soudobosti (předpokládané zatížení) je obvykle definována pro rozváděč jako celek, výrobce jej však může specifikovat pro skupiny obvodů, například obvody v poli.
Ověření oteplení potvrzuje dvě následující kritéria:
- a) každý typ obvodu je schopný vést svůj jmenovitý proud, když je vestavěn do rozváděče. Bere se v úvahu způsob, jakým je obvod zapojen a uzavřen v rozváděči, jsou však vyloučeny veškeré vlivy oteplování, které mohou být důsledkem vedlejších obvodů vedoucích proud.
- b) u rozváděče jako celku nedojde k nadměrnému oteplení, když je přívodní obvod zatěžován na svůj jmenovitý proud, a pod vlivem maximálního proudu přívodního obvodu může být jakákoliv kombinace vývodních obvodů současně a nepřetržitě zatěžována na svůj jmenovitý proud násobený součinitelem soudobosti pro rozváděč.
Meze oteplení v rozváděči jsou záležitostí výrobce, jsou v podstatě určeny na základě pracovní teploty, která nepřesahuje dlouhodobou schopnost materiálů použitých v rozváděči. Norma definuje meze oteplení na rozhraních mezi rozváděčem a „vnějším světem", jako jsou například kabelové svorky a ovládací rukojeti.
V rámci mezí definovaných v normě může být ověření oteplení provedeno zkouškou, výpočtem nebo konstrukčními pravidly. Je dovoleno použít jednu metodu ověřování nebo kombinaci metod ověřování stanovených v normě pro ověření charakteristik oteplení rozváděče. To umožňuje výrobci zvolit nejvhodnější metodu pro uvažovaný rozváděč, nebo část rozváděče, přičemž se bere zřetel na objemy, konstrukci, flexibilitu návrhu, jmenovitý proud a velikost rozváděče.
V typických aplikacích vyžadujících určité přizpůsobení standardního návrhu je velmi pravděpodobné, že bude použita více než jedna metoda pro zahrnutí různých prvků návrhu rozváděče.
Zkouška
Aby se zabránilo zbytečnému zkoušení, norma uvádí doporučení pro volbu skupin srovnávacích funkčních jednotek. Potom podrobně popisuje, jak zvolit kritickou variantu ze skupiny pro zkoušku. Poté jsou použita konstrukční pravidla pro přiřazení jmenovitých hodnot jiným obvodům, které jsou „tepelně podobné" zkoušené kritické variantě.
Lze využít tři alternativy pro ověření zkouškou:
Metoda a) - Ověření kompletního rozváděče
Pokud je zatěžováno současně několik obvodů nebo všechny obvody rozváděče, tentýž obvod je schopen pouze přenášet svůj jmenovitý proud násobený součinitelem soudobosti v důsledku tepelného působení ostatních obvodů. Pro ověření jmenovitých proudů všech obvodů je tedy nutná zvláštní zkouška pro každý typ obvodu. Pro ověření součinitele soudobosti musí být provedena jedna doplňující zkouška se současným zatížením na všech obvodech (viz metody b) a c)).
Aby se zabránilo provádění velkého počtu zkoušek, které mohou být nutné, je popsána metoda ověření, kde se provádí pouze jedna zkouška se současným zatížením na všech obvodech. Vzhledem k tomu, že při pouze jedné zkoušce nemohou být ověřeny samostatné jmenovité proudy a součinitel soudobosti obvodů, předpokládá se, že součinitel soudobosti je rovný jedné. V tomto případě jsou zatěžovací proudy rovné jmenovitým proudům.
Toto je rychlý a opatrný přístup umožňující dosažení výsledku pro určité uspořádání rozváděče. Ověřuje jmenovité hodnoty vývodních obvodů a rozváděče v téže zkoušce. Přívodní obvod a přípojnice jsou zatěžovány na svůj jmenovitý proud a tolik vývodních obvodů ve skupině, kolik je nutných pro distribuci přívodního proudu, je zatěžováno na svoje jednotlivé jmenovité proudy, když jsou instalovány v rozváděči. U většiny instalací je to nereálná situace, protože vývodní obvody nejsou normálně zatěžovány se součinitelem soudobosti rovným jedné. Pokud skupina zkoušených funkčních jednotek nezahrnuje každý z různých typů vývodního obvodu vestavěných do rozváděče, provádějí se další zkoušky se zřetelem na různé skupiny vývodních obvodů, dokud není vyzkoušen jeden obvod každého typu.
Zkoušení prováděné tímto způsobem vyžaduje minimální počet zkoušek oteplení, uspořádání zkoušky je však nepříznivější, než je nutné, a výsledek není možné použít pro řadu rozváděčů.
Metoda b) - Samostatné ověřování jednotlivých funkčních jednotek a kompletního rozváděče
Při tomto uspořádání zkoušení je každá kritická varianta vývodního obvodu zkoušena samostatně pro potvrzení jejího jmenovitého proudu a potom je rozváděč jako celek zkoušen s přívodním obvodem zatěžovaným na jeho jmenovitý proud a skupiny vývodních obvodů, které jsou nutné pro distribuci přívodního proudu, jsou zatěžovány na svůj jmenovitý proud násobený součinitelem soudobosti. Zkoušená skupina má zahrnovat jeden vývodní obvod z každé kritické varianty, která má být vestavěna do rozváděče. Pokud to není proveditelné, jsou zkoušeny další skupiny, dokud nejsou vzaty v úvahu všechny kritické varianty vývodního obvodu.
Tento zkušební režim bere v úvahu soudobost (diversity- viz výše) v zatěžování vývodních obvodů, kterou je možné použít ve většině aplikací. Stejně jako ve výše uvedené metodě a) výsledek platí pouze pro specifické uspořádání zkoušeného rozváděče.
Metoda c) - Samostatné ověřování jednotlivých funkčních jednotek, hlavních a distribučních přípojnic a kompletního rozváděče
Tato metoda zkoušky umožňuje ověřování oteplení modulárních systémů, aniž by bylo nutné zkoušet každou myslitelnou kombinaci obvodů. Zkoušky oteplení se provádějí samostatně pro zjištění jmenovitých hodnot:
- a) funkčních jednotek,
- b) hlavních přípojnic,
- c) distribučních přípojnic,
- d) kompletního rozváděče.
Pro ověření funkčních charakteristik rozváděče jako celku jsou tyto zkoušky potom doplněny zkouškou na typickém rozváděči, v němž je přívodní obvod zatěžován na svůj jmenovitý proud a vývodní obvody jsou zatěžovány na svůj jmenovitý proud násobený součinitelem soudobosti.
Zatímco tento přístup vyžaduje více zkoušení než metody a) a b), jeho výhodou je, že je ověřován modulární systém spíše než specifické uspořádání rozváděče.
Výpočet
Norma zahrnuje dvě metody ověřování charakteristik oteplení výpočtem.
Rozváděč s jedním prostorem se jmenovitým proudem nepřesahujícím 630 A
Velmi jednoduchá metoda ověření oteplení vyžadující potvrzení, že celkové výkonové ztráty součástí a vodičů v rozváděči nepřesahují známou schopnost skříně rozptylovat teplo (v angl. výkon). Rozsah tohoto přístupu je velmi omezený, a aby nebyly žádné potíže s horkými místy, všechny součásti musí být redukovány na 80 % jejich jmenovitého proudu na volném vzduchu.
Rozváděč se jmenovitými proudy nepřesahujícími 1 600 A
Ověření oteplení se provádí výpočtem podle IEC 60890 s přídavnými rezervami. Rozsah tohoto přístupu je omezen na 1 600 A, součásti jsou redukovány na 80 % jejich jmenovitého proudu na volném vzduchu nebo méně a všechny vodorovné mezistěny musí mít minimálně 50 % volné plochy.
Konstrukční pravidla
Norma umožňuje za jasně definovaných podmínek odvození jmenovitých hodnot z podobných variant, které byly ověřeny zkouškou. Například, pokud byl zkouškou stanoven jmenovitý proud přípojnice s dvojitou laminační vrstvou, je přijatelné přiřadit jmenovitou hodnotu rovnou 50 % zkoušeného uspořádání přípojnici, která má jednu laminační vrstvu se stejnou šířkou a tloušťkou jako zkoušené laminační vrstvy, pokud jsou všechny ostatní podmínky stejné.
Kromě toho, jmenovitá hodnota všech obvodů ve skupině srovnatelných funkčních jednotek (všechny přístroje musí mít stejnou velikost kostry a musí patřit do stejné série) může být odvozena z jedné zkoušky oteplení provedené na kritické variantě ve skupině. Příkladem může být zkoušení výstupního jističe se jmenovitým proudem 250 A a stanovení jeho jmenovité hodnoty v rozváděči. Potom, za předpokladu, že je uvažován jistič stejné velikosti kostry a že jsou splněny jiné specifikované podmínky, se ověří výpočtem jmenovitá hodnota jističe se jmenovitým proudem 160 A ve stejné skříni.
Nakonec, pokud jde o oteplení, existují velmi přísná konstrukční pravidla, která umožňují nahrazení přístroje podobným přístrojem z jiné série nebo dokonce jiné značky, bez nového zkoušení. V tomto případě kromě toho, že fyzické uspořádání je v podstatě stejné, výkonové ztráty a oteplení svorek náhradního přístroje, pokud je zkoušen podle vlastní normy výrobku, nesmí být vyšší než u původního přístroje.
Uvažujeme-li nahrazení přístroje, je třeba vzít v úvahu a splnit všechna výkonnostní kritéria, zejména ta, která se týkají zkratové schopnosti, v souladu s normou, než je rozváděč považován za ověřený.
