ElektroPrůmysl.cz, červen 2013

74 ElektroPrůmysl.cz, červen 2013 ° Následující příspěvek je v rovině teoreticko- -praktické. S takovou nebo obdobnou situací se mo- hou setkat nejen projektanti a revizní technici, ale i pracovníci provádějící montáže, údržbu či opravy. Úbytek napětí na kabelu Mohli byste mi poradit, jak nejjednodušeji vypočí- tat úbytek napětí na kabelu při jeho délce 3 km, je-li použit kabel AYKY 4 × 10 mm 2 uložený v zemi? ODPOVĚĎ: Vámi uvedený případ je typický z hle- diska dimenzování vedení nikoliv s ohledem na jeho možné maximální proudové zatížení, ale právě s ohle- dem na úbytky napětí. Kdybychom totiž uvažovali s úbytkem napětí při maximálním dovoleném proudo- vém zatížení, došli bychom k absurdním výsledkům, jak ukážeme níže. Chápeme, že ve Vašem případě chcete znát jedno- duché řešení a jednoduchý výsledek. Výsledek Vámi uvedeného dotazu ovšem závisí na řadě parametrů. (Těmito parametry jsou především předpokládané proudové zatížení kabelu odpovídající předřazenému jištění, které může odpovídat dovolenému proudové- mu zatížení kabelu v závislosti na měrném tepelném odporu půdy, v níž je kabel uložen. Nezanedbatelný může být i způsob zatížení jednotlivých žil kabelu – budeme předpokládat, že v kabelu jsou tři fázové žíly zatíženy stejně a žíla nulového, resp. PEN vodiče, že je bez zatížení. Podstatný vliv může mít též charakter zatížení – tzn., zda proud v kabelu se zpožďuje za na- pětím, či zda je s napětím na začátku kabelu ve fázi – budeme uvažovat tento běžnější případ.) Na podrob- nější rozbor samozřejmě nemusíte být zvědavý, takže se budeme snažit naše úvahy co nejvíce zjednodušit. S ohledem na výše uvedená zjednodušení bude- me úbytek napětí ΔU na trojfázovém vedení počítat podle tohoto vzorce: kde: ρ je rezistivita vodičů v normálním provozu (je možno počítat 1,2násobek rezistivity při 20 °C, tj. 0,035 Ω mm 2 /m), L je jednoduché délka vedení v [m]- ve Vámi uve- deném případě L = 3 000 m, I B je proud použitý ve vedení [A]. Proud I B budeme volit podle těchto předpokladů. Ve Vašem případě můžete mít zřejmě na mysli maxi- mální úbytek napětí při maximálním možném prou- dovém zatížení kabelu AYKY 4 × 10 mm 2 . Uvedené za- tížení je dáno v tab. B.52.4 v ČSN 33 2000-5-52 ed. 2. Podle ní je maximální proud, který může kabelem se třemi zatíženými hliníkovými žilami 10 mm 2 s izolací PVC uloženým v zemi o teplotě 20 °C a o měrném te- pelném odporu půdy 2,5 K× m/W protékat, 39 A. To je ovšem hodnota uvažovaná při uložení kabelu v měst- ské zástavbě, v níž se uvažuje výše uvedený (poměrně vysoký) měrný tepelný odporem vysušené zeminy. Pokud bychom však uvažovali volný terén, byť se su- chou zeminou, bylo by možno počítat s měrným tepel- nýmodporempůdy 1,0 K× m/W. Pro ten by bylomožno maximální dovolené zatížení uvedeného kabelu zvýšit až o 50 % (tj. podle tab. B.52.16 uvedené normy na 1,5násobek proudu udaného v tab. B.52.4 uvedené normy), tzn. 58,5 A. V prvém případě (dovolené prou- dové zatížení 39 A) bychom předpokládali předřazené jištění třípólovými jističem s In = 32 A, v druhém přípa- dě (dovolené proudové zatížení 58,5 A) bychom před- pokládali předřazené jištění třípólovými jističem 50 A. Takže v prvém případě (kabel uložený v půdě v městské zástavbě) uvažujeme I B = 32 A, v druhém případě (kabel uložený v půdě ve volném terénu) uva- žujeme I B = 50 A. V prvém případě vychází úbytek napětí ve druhém případě dokonce To je ovšem pro praxi nesmyslný výsledek. Vždyť pokud uvažujeme fázové napětí 230 V, které bychom chtěli mít na konci vedení, tak na začátku vedení by v prvém případě mělo být napětí 536 V, v druhém pří- padě 755 V (nehledě na ohromné kolísání napětí při změnách odběru). Takže v daném případě se budeme ptát spíš na to, jakým proudem můžeme maximálně daný kabel zatě- žovat, aby napětí na jeho konci bylo v přijatelných me- zích – prakticky to znamená, aby úbytek napětí nebyl větší než 10 % napětí na jeho začátku, které předpo- kládáme, že bude 250 V. To znamená, že předpokládá- me, že ΔU bude maximálně 25 V. Pro výpočet použije- me tentýž vzoreček, jak je ten uvedený výše, který upravíme do tvaru: (V uvedeném výpočtu jsme již pro velmi malý proud nepočítali s oteplením vedení, takže jsme uva- žovali s rezistivitou hliníku 0,029 Ω × mm 2 /m při 20 °C, což je maximální teplota okolní půdy.) DISKUSNÍ FÓRUM