Jedním z nejdůležitějších způsobů ochrany před nepříznivými účinky elektrického proudu je samočinné odpojení elektrického obvodu od zdroje v případě, kdy se vlivem poruchy izolace dostane nebezpečné napětí na neživé části obvodu.
Tím dojde ke změně v síti, obvykle k průtoku poruchového proudu jinou cestou než pracovními vodiči, což uvede v činnost jistící prvek, který odpojí elektrický obvod od zdroje.
Ověření úbytku napětí v elektrické instalaci
Úbytek napětí v elektrické síti
S měřením impedance obvodů v sítích nízkého napětí také souvisí ověření úbytku napětí v koncových místech elektrické instalace. Při průchodu proudu vodiči elektrické instalace vzniká na odporu vodičů úbytek napětí, o který se snižuje napětí zdroje sloužící pro napájení spotřebičů. Pokud je tedy impedance elektrického vedení velká, potom při zatížení obvodu procházejícím proudem může napětí v odběrném místě klesnout vlivem úbytku napětí natolik, že to může nepříznivě ovlivnit funkci napájeného zařízení. Proto je třeba při projektování elektroinstalace navrhnout takový průřez vodičů, aby při nejvyšším předpokládaném proudovém zatížení nepřesáhl úbytek napětí hodnotu povolenou normou.
Velikost úbytku napětí je dána:
- procházejícím proudem (velikostí a účiníkem)
- parametry vedení (činný odpor a indukční reaktance)
Úbytek napětí se zvyšuje:
- se zvyšujícím se odporem vodiče (menší průřez nebo větší délka)
- se zvyšujícím se proudem tekoucím vodičem
Úbytek napětí v síti se skládá z úbytků napětí na jednotlivých částech elektrické sítě, tedy z úbytku napětí na distribuční síti a z úbytku napětí na elektroinstalaci spotřebitele (viz obr. 21).
Úbytky napětí se vyjadřují v procentech a počítají se ze jmenovité hodnoty napětí sítě.
Úbytek napětí podle ČSN
O ověřování úbytku napětí v elektrické síti hovoří ČSN 33 2000-6 v kap. 61.3.11. Odkazuje se zde na ČSN 33 2000-5-52 a ta se dále odkazuje na ČSN 33 2130 ed. 2. Jednotlivé články norem a odkazy jsou shrnuty níže:
ČSN 33 2000–6, (kap. 61.3.11)
Při ověření shody s čl. 525 z normy ČSN 33 2000-5-52 se úbytek napětí určí měřením impedance obvodu nebo pomocí nomogramu z přílohy D.
↓
ČSN 33 2000–5–52 ed. 2, (kap. 525)
Úbytky napětí mezi začátkem instalace uživatele a jejími koncovými body by neměly být větší, než je uvedeno v tabulce G. 52.1
Poznámka k normě: Podrobně je otázka úbytku napětí v bytových objektech a administrativních budovách řešena v ČSN 33 2130 ed. 2.
↓
ČSN 33 2130 ed. 2, (kap. 7.7.3)
Úbytky napětí v rozvodu bytových domů se rozdělí na úseky mezi přípojkovou skříní a rozvaděčem za elektroměrem a na instalaci za tímto rozvaděčem. V úsecích jsou stanoveny povolené úbytky napětí.
ČSN 33 2000–5–52 ed. 2, kap. 525 (Výběr a stavba elektrických zařízení)
Pokud není třeba brát zřetel na další okolnosti, neměly by být úbytky napětí mezi začátkem instalace uživatele a jakýmkoliv odběrným místem větší, než je uvedeno v tabulce G. 52.1:
- Při větší délce vedení, než 100 m je možno připočíst 0,005 % na každý metr nad 100 m, maximálně však 0,5 %.
- Úbytek napětí se určuje z požadovaného odběru spotřebičů, které budou provozovány současně, nebo se určí z návrhových proudů obvodů.
- Větší úbytek napětí je povolen při průtoku rozběhových proudů motorů a u ostatních zařízení s velkým zapínacím proudem.
ČSN 33 2130 ed. 2, čl. 7.7.3 (Instalace nn - Vnitřní elektrické rozvody)
Úbytky napětí v rozvodu bytových domů a jim podobných objektů se rozdělí na úseky mezi přípojkovou skříní a rozváděčem za elektroměrem a na instalaci za tímto rozvaděčem. V jednotlivých úsecích jsou stanoveny maximální možné úbytky napětí.
Maximální úbytky napětí v rozvodu mezi přípojkovou skříní a rozvaděčem za elektroměrem:
- Světelný a smíšený rozvod 2 %
- Jiný než světelný rozvod 3 %
Maximální úbytky napětí v rozvodu od rozvaděče za elektroměrem ke koncovým místům instalace (ke spotřebičům):
- Světelný rozvod 2 %
- Rozvod pro tepelné spotřebiče 3 %
Pokud úbytek napětí v některé části instalace přesáhne povolenou mez, lze to připustit za předpokladu, že maximální povolené úbytky napětí od přípojkové skříně ke spotřebiči jsou:
- Světelné vývody 4 %
- Vývody pro tepelné spotřebiče 6 %
ČSN 33 0120 (normalizovaná napětí IEC – 8/2001)
V souvislosti s povolenými úbytky napětí v elektrických sítích je nutno ještě upozornit na ČSN 33 0120 (Normalizovaná napětí IEC – 8/2001), která udává maximální povolené úbytky napětí v distribuční síti a v instalaci odběratele s ohledem na minimální napájecí napětí, se kterým bylo počítáno při konstrukci spotřebičů.
Při jmenovitém napětí sítě 230 V / 400 V je povolený úbytek napětí na distribuční síti, tedy v předávacím místě maximálně 10 %. Za tímto místem nesmí dojít v instalacích odběratele k většímu úbytku napětí než 4 %.
U napájeného elektrického zařízení může být maximální úbytek napětí proti jmenovité hodnotě napětí sítě 14 %.
Minimální napájecí napětí, se kterým se musí počítat při konstrukci elektrických spotřebičů, tedy může být: 198 V / 344 V.
Je zřejmé, že pokud elektrická instalace v odběrném místě splňuje požadavky na maximální povolené úbytky napětí uvedené v ČSN 33 2000-5-52 a ČSN 33 2130 ed. 2, potom elektrická zařízení, která jsou konstruovaná s ohledem na minimální napájecí napětí stanovené v ČSN 33 0120, mohou v takovýchto sítích bez problémů pracovat.
Měření úbytku napětí
Jak uvádí ČSN 33 2000-6 v kapitole 61.3.11, lze pro ověření úbytku napětí použít buď nomogram z přílohy D normy, nebo jej lze vypočítat z impedancí sítě změřených pomocí měřiče impedance smyčky.
Obecný postup při ověření úbytku napětí měřením impedancí je následující:
- Změří se impedance sítě v referenčním bodě (počátek elektroinstalace v přípojkové skříni, v rozvaděči apod.).
- Změří se impedance sítě v koncovém odběrném místě (zásuvka, připojovací svorky spotřebiče apod.).
- Z rozdílu změřených impedancí, jmenovitého napětí sítě a maximálního uvažovaného proudu, který může obvodem téci, se vypočítá úbytek napětí, který může při daném nejvyšším proudovém zatížení v odběrném místě vzniknout. Výsledek se vyjádří jako procentuální podíl jmenovitého napětí sítě.
Přístroje EUROTEST firmy METREL již funkci měření úbytku napětí obsahují. Popišme si tedy postup a způsob měření úbytku napětí tak, jak jej provádí přístroj EUROTEST XC. Obdobným způsobem lze pak ověřit úbytek napětí v elektrické síti za použití jakéhokoliv jiného měřiče impedance.
Měření úbytku napětí v síti přístrojem EUROTEST XC:
- V menu přístroje se zvolí funkce měření úbytku napětí a nastaví se maximální uvažovaný proud podle typu jištění obvodu. Jmenovité napětí sítě si přístroj sám určí podle skutečného změřeného napětí v obvodu:
• (93 V ≤ UL-N < 134 V) = 110 V (UN)
• (185 V ≤ UL-N ≤ 266 V) = 230 V (UN)
• (321 V < UL-N ≤ 485 V) = 400 V (UN) - Změří se impedance sítě v referenčním bodě, viz. obr. 22.
- Změří se impedance sítě v koncovém odběrném místě (zásuvka, připojovací svorky spotřebiče apod.), viz. obr. 23.
- Přístroj z naměřených impedancí, viz. obr. 24, vyhodnotí úbytek napětí v obvodu podle vzorce: ∆U [%] = ((Z - Zref) ∙ In)/Un ∙ 100
Legenda:
ΔU [%] úbytek napětí vypočtený v procentech jmenovitého napětí sítě
Zref impedance sítě v referenčním bodu
Z impedance sítě v odběrném místě
In maximální uvažovaný proud stanovený podle jištění obvodu
Un jmenovité napětí sítě
