Tento měsíc byla převzata nová edice normy ČSN EN IEC 61439-1 ed. 3, Rozváděče nízkého napětí - Část 1: Obecná ustanovení, která bude platit souběžně s normou ČSN EN 61439-1 ed. 2 do 21. 5. 2024. Podívali jsme se na ni blíže i spolu s mezinárodní normou IEC 61439-2 ed. 3 a přináší Vám přehled těch nejvýznamnějších změn.
Aplikace a možnosti se stále vyvíjejí ve všech oblastech podnikání a rozváděče nízkého napětí nejsou výjimkou. Potřeba ekologičtější energie, zvýšená bezpečnost, energetická účinnost, to vše ovlivnilo nová vydání norem.
Všechny změny jsou buď uznáním měnících se potřeb trhu, technickým pokrokem, dalšími možnostmi při ověřování konstrukce nebo upřesněním. Tyto změny byly provedeny s jednoduchým cílem zajistit, aby rozváděče nízkého napětí vyhovovaly svému účelu a aby zadavatel a výrobce jasně chápali možnosti sestavování rozváděčů.
Nejvýznamnější změny jsou:
- Příloha zabývající se specifickými požadavky na rozváděče používané ve fotovoltaických aplikacích, kde jsou podmínky prostředí a provozu náročnější než u typických rozváděčů.
- Uznání, že ačkoli je možnost vzniku poruchy způsobené elektrickým obloukem v dobře navrženém a vyrobeném rozváděči velmi malá, někteří uživatelé si z bezpečnostních a provozních důvodů přejí riziko ještě více snížit.
- Větší zaměření na rozváděče pro stejnosměrné sítě, které odráží širší využití stejnosměrného proudu ve fotovoltaických aplikacích, bateriových systémech a rostoucí zájem o používání stejnosměrných distribučních sítí.
- Užší propojení s řadou norem ČSN 33 2000 zavedením nové charakteristiky "skupinový jmenovitý proud obvodu rozváděče". Ta je v úzkém souladu s návrhovým proudem obvodu v rámci elektrické instalace. Jedná se o nejvýznamnější ze všech změn a je třeba ji jasně pochopit, aby se předešlo nedorozuměním. Zadavatelům se doporučuje, aby uváděli návrhový proud každého obvodu a aby výrobce rozváděče nesl plnou odpovědnost za to, že celý rozváděč dokáže dodávat potřebné zatěžovací proudy, aniž by došlo k jeho přehřátí.
- Rozlišení mezi "makro" prostředím vně rozváděče, pro které musí být rozváděče jako celek vhodný, a "mikro" prostředím uvnitř rozváděče, které musí být vhodné pro zařízení uzavřená v rozváděči.
- Požadavky na zajištění, aby izolační materiály během zamýšlené životnosti rozváděče nepřijatelně nestárly.
- Nová ověření oteplení bez zkoušení skutečného uspořádání aktivně chlazených rozváděčů a obvodů uvnitř větších rozváděčů.
- Zavedení pojmu rozváděč skupy třídy I a třídy II, pro elektrické instalace s různým uspořádáním ochrany proti poruchám.
Jmenovitý proud skupiny
Podle ed. 2 souboru norem ČSN EN 61439 je výrobce povinen uvést jmenovitý proud pro každý obvod v rozváděči a jmenovitý součinitel soudobosti pro část v rozváděči nebo pro rozváděč jako celek. To vedlo k znepokojení a kontroverzím na některých trzích, kde výrobci provedli jedinou zkoušku nárůstu teploty s relativně nízkým proudem v každém obvodu a poté prohlásili, že rozváděč má jednotkový činitel diverzity, aniž by však otevřeně deklarovali nízký zkušební proud v každém obvodu rozváděče jako jmenovitý proud každého obvodu.
K překonání těchto problémů s edicí 2 na trhu a přiblížení normy k pravidlům pro elektrické instalace nízkého napětí dle souboru norem ČSN 33 2000, byla zavedena nová charakteristika, "skupinový jmenovitý proud hlavního obvodu".
Zavedení této nové charakteristiky, je nejvýznamnější změnou v rámci ČSN EN IEC 61439-1 ed. 3. Je definována jako: Jmenovitý proud, který může hlavní obvod přenášet s ohledem na vzájemné tepelné vlivy ostatních obvodů, které jsou současně zatíženy ve stejné části rozváděče".
Další rozšíření této definice v rámci normy potvrzuje, že minimálně jeden další obvod v úseku musí být zatížen a že konkrétní uspořádání zatížení úseku definuje výrobce.
To poskytuje větší flexibilitu pro hodnocení obvodů než předchozí nutnost specifikovat jmenovitý proud pro každý typ obvodu a činitel rozmanitosti pro sekci nebo celý rozváděč. Díky nové charakteristice může být konkrétní přístroj začleněn do obvodu v rámci rozváděče a mít mnoho skupinových jmenovitých proudů v závislosti na zatížení sousedních obvodů, účincích přenosu tepla do nebo z přidružené přípojnice a jeho relativní vertikální poloze (nahoře, dole atd.) v rámci sekce.
Charakteristika "jmenovitý proud obvodu" byla zachována i v edici 3. Určuje se stejným způsobem jako v edici 2 a udává mezní hodnotu pro trvalé zatížení jednotlivého obvodu v rámci sestavy. Charakteristický součinitel soudobosti byl rovněž zachován, ale místo toho, aby se jednalo o libovolnou hodnotu, která se obvykle ověřuje zkouškou, je nyní definován jako podíl skupinového jmenovitého proudu obvodu a jmenovitého proudu obvodu.
Rozváděče pro stejnosměrné sítě
V minulosti se stejnosměrný proud používal jen zřídka, s výjimkou některých specializovaných aplikací. Může vést k problémům s korozí, je obtížnější jej spínat než střídavý proud a historicky byl k dispozici pouze omezený počet stejnosměrných jističů a spínačů. To se nyní mění, stále více energie se vyrábí stejnosměrným proudem (fotovoltaika, větrná energie), větší význam má bateriové skladování.
V očekávání poptávky po větším počtu rozváděčů pro stejnosměrné sítě se ČSN EN IEC 61439-1 a 2 v poslední edici více zaměřují na stejnosměrný proud.
- Uznávají, že zkouška odolnosti proti krátkodobému střídavému proudu (nikoliv zkoušky zapínáním a vypínáním) může být použita jako ověření schopnosti krátkodobé výdrže stejnosměrného proudu.
- Často odkazují na efektivní hodnotu střídavého proudu nebo střední hodnotu stejnosměrného proudu.
- Ujasňují, kdy by se měly používat střídavé a kdy stejnosměrné dielektrické zkoušky.
- Při provádění zkoušek DC zkratu navrhují DC špičkový faktor 1,42.
Rozváděče pro fotovoltaické instalace
S přechodem na obnovitelné zdroje energie se stále rozšiřuje výroba fotovoltaických zařízení, v některých případech s napětím až 1500 V DC. To si vyžádalo zařazení přílohy do normy IEC 61439-2 ed. 3, která se zabývá požadavky na sestavy pro fotovoltaické aplikace.
Příloha je sice informativní, a proto není v tomto vydání IEC 61439-2 povinná, ale bere v úvahu předchozí zkušenosti a uznává, že aplikace je náročnější než typická montáž. Jsou zahrnuta dodatečná ověření, aby se zajistilo, že tyto rozváděče jsou vhodné pro daný účel.
Odkazy na řadu norem ČSN 33 2000
Projektanti elektrických instalací obvykle stanoví návrhový proud pro každý obvod v rámci elektrické instalace. V podstatě se jedná o trvalý proud plného zatížení obvodu.
ČSN EN IEC 61439-1 ed. 3 uvádí, že návrhový proud obvodu v rámci instalace by neměl překročit skupinový jmenovitý proud příslušného obvodu v rámci rozváděče. Jedinou výjimkou jsou případy, kdy jsou zatěžovací charakteristiky obvodů dobře známy a dovolují jejich zvýšení. Pokud je jeden obvod v rámci úseku silně zatížen a všechny sousední obvody jsou zatíženy lehce, mohou kombinované tepelné účinky umožnit zvýšení zatížení obvodu, ale návrhový proud obvodu v rámci instalace by nikdy neměl překročit jmenovitý proud obvodu v rámci rozváděče.
S ohledem na výše uvedené se v normě doporučuje, aby projektant elektrické instalace zahrnul do specifikace rozváděče jmenovitý proud každého obvodu v rámci instalace. To umožňuje výrobci rozváděče navrhnout nákladově nejefektivnější uspořádání a zároveň převzít plnou odpovědnost za zajištění vhodně dimenzovaných obvodů.
Prostředí montáže
Většina zařízení, která mají být instalování do rozváděčů, je vhodná pro použití v určitém prostředí definovaném stupněm znečištění, konkrétně stupněm znečištění 1, 2, 3 nebo 4. U sestav rozváděčů a řídicích zařízení se obvykle vyžaduje, aby byly vhodné pro instalaci v prostředí se stupněm znečištění 3, zatímco mnoho součástí, které mají být do rozváděčů instalovány, je vhodných pouze pro prostředí se stupněm znečištění 2.
Dřívější edice normy zvažovala stupeň znečištění, ale nebylo jasné, zda se uvažuje prostředí uvnitř rozváděče, nebo místo, kde má být rozváděč instalována. Ve vydání edice 3 normy ČSN EN IEC 61439-1 to bylo vyjasněno.
Vnitřní obloukové poruchy - zvýšení bezpečnosti
Historicky se na mnoha trzích zastával názor, že možnost vzniku obloukové poruchy v kvalitním a správně provozovaném rozváděči nízkého napětí je velmi malá.
Některá průmyslová odvětví a trhy si nyní přejí velmi malé riziko problému způsobeného obloukovou poruchou ještě více snížit. Požadují rozváděče testované na obloukové poruchy a/nebo začlenění snímání obloukových poruch a v některých případech i prostředky pro zhášení oblouku.
IEC 61439-2 ed. 3 poprvé uznává tuto nově vznikající potřebu trhu a odkazuje na několik dokumentů, které se tímto tématem zabývají.
Izolační materiály
ČSN EN IEC 61439-1 ed. 3 nyní požaduje, aby byla zohledněna životnost izolace. Životnost izolačních materiálů při jejich provozní teplotě v sestavě musí být minimálně stejná jako návrhová životnost rozváděče. Tato charakteristika je naštěstí obvykle k dispozici u výrobce materiálu nebo ve veřejně dostupných databázích.
Ověřování oteplení
Norma od svého vzniku vždy uznávala, že je nepraktické zkoušet všechny myslitelné rozváděče. Tam, kde je to bezpečné, jsou povoleny alternativy k ověření oteplení zkouškou. V souladu s touto filozofií byly zahrnuty další oblasti ověřování oteplení bez zkoušení konkrétního uspořádání rozváděče.
Dřívější vydání normy se nezmiňovala o aktivním chlazení, takže výrobce rozváděčů neměli jinou možnost ověření oteplení než zkoušku. Edice 3 normy IEC 61439-2 nyní zahrnuje ověření s aktivním chlazením výpočtem za předpokladu, že jmenovitá hodnota rozváděče nepřesahuje 1600 A.
Třídy sestav rozváděčů
Vydání edice 3 převzalo systém ochrany používaný v jiných normách a zavedlo třídy I a třídy II.
Sestavy třídy I se používají v elektrických instalací, kde je ochranný obvod pro ochranu před poruchou, který vyžaduje, aby se zemní poruchový proud vracel do zdroje prostřednictvím sestavy. Obvykle jsou sestavy třídy I v kovovém pouzdře, ale mohou být umístěny v izolovaných skříních, které obsahují ochranný (zemnicí) obvod.
Sestavy třídy II se obvykle používají v instalacích IT, kde není ochranný obvod. Obvykle jsou umístěny ve skříních z dvojité nebo zesílené izolace, přičemž je třeba věnovat zvláštní pozornost všemu, co prochází skříní rozváděče.
Vodiče procházející feromagnetickými materiály
Přestože se jedná o velmi snadno prokazatelnou věc zkouškou, vedla se řada diskusí a obav ohledně toho, kdy je přípustný průchod jednoho vodiče otvorem ve feromagnetickém materiálu, typicky v oceli. Protože odpověď závisí na materiálu, jeho tloušťce a množství materiálu obklopujícího otvor, neexistuje jednoduchá a univerzální odpověď, která by se hodila pro všechny situace.
Nicméně, aby bylo jasno, norma nyní stanovuje, že za předpokladu, že proud vedený vodičem nepřekročí 200 A, není problém. Pokud vodič přenáší více než 200 A, měla by být provedena zkouška, aby se zajistila uspokojivá funkčnost.
Závěr
Ekonomické a environmentální tlaky nutí výrobce rozváděčů ke snižování konstrukčních rezerv. Zároveň se uživatelé snaží dosáhnout vyšší efektivity prostřednictvím vyššího využití rozváděčů. V důsledku těchto tlaků je stále důležitější mít dobře definované schopnosti rozváděčů a podrobně znát vlastnosti aplikací. Posun směrem k většímu propojení snormami pro elektrické instalace nízkého napětí, zejména pokud jde o jmenovité hodnoty obvodů, je pozitivním krokem k lepšímu přizpůsobení rozváděče aplikaci. Kromě toho je nezbytné, aby každý rozváděč byl plně ověřen v souladu s normou, aby bylo zajištěno, že splňuje deklarované schopnosti a potřeby aplikace.
Je zřejmé, že změny jsou různorodé, ale všechny jsou nezbytné k zajištění toho, aby požadovaný rozváděč pro konkrétní aplikaci byl právě tím rozváděčem, který je poskytnut.
