Jak dimenzovat kabel dlouhé délky?

[Milan Hudec]

Školní případ:
Zátěž 1f, 100W s U jm.150 až 240V.
Vzdálenost od zdroje 3km.
Navrhni kabel v zemi a jeho jištění.
Ochranu neuvažujme, třebas to bude ve dvojce nebo TT s místním PCH.
Potřebuji si ověřit svůj pohled na věc zejména kolem vypnutí zkratových proudů.

[Miroslav Revús]

Predpoklady:
- 150V je najmenšie dovolené prevádzkové napätie na začiatku vedenia
- záťaž je konštantná

Potom:
Istič 1A je vhodný pre rozsah 150-240V a záťaž 100W
Istič 1A char. B má horný skratový prúd 5xIn=5A
Odpor slučky v skrate nesmie byť väčší než 30 Ohm (Un=150V, Isc=5A)

Tomuto vyhovie prierez 4mm2 (cca 26 Ohm).
Ale pri záťaži 100W bude na konci vedenia úbytok 17V.

Pre zaistenie použiteľného úbytku napätia je podľa môjho názoru potrebný prierez vedenia 25mm2 (úbytok 2,8V) alebo 35mm2 (úbytok 2V).

Ako školský príklad fajn, v praxi taká dlhá odbočka nemá ekonomické opodstatnenie.
To už radšej solárny panel s veternou turbínou a baterkami.

[Hynek Havliš]

Ako školský príklad fajn, v praxi taká dlhá odbočka nemá ekonomické opodstatnenie.

Dovolil bych si malinko odbočit k oboru, který prakticky neznám, ale asi se ho to v technické rovině také týká.
Jak je řešeno napájení železničních návěstidel/přejezdů? To je přesně případ "malých" spotřebičů na nn daleko od zdrojů. Tam samozřejmě mohou platit speciální normy, mohou být zapojeny v jiné síti (IT?),  ale bezpečnost a spolehlivost, úbytky napětí apod. nějak ošetřené být musí. Podělí se někdo ze SZD? Za mě pouze pro zajímavost.

[Martin Kurka]

Dejte školákům přepočítat tuto úlohu přenosu 100W pro 400V (dvoufázové napájení bez N) a stejné procento poklesu napěti a případně pro 500V IT.
Ať si spočtou roční ztráty ve vedení a porovnají objem mědi nebo hliníku ve vedení pro všechny varianty.

A těm nejlepším dejte spočítat přenos 100 W trojfázově bez N.



 

[Milan Hudec]

Dejte školákům přepočítat tuto úlohu přenosu 100W pro 400V (dvoufázové napájení bez N) a stejné procento poklesu napěti a případně pro 500V IT.
Ať si spočtou roční ztráty ve vedení a porovnají objem mědi nebo hliníku ve vedení pro všechny varianty.

A těm nejlepším dejte spočítat přenos 100 W trojfázově bez N.



 

Jj, aby je naučili řádně sádrovat krabice, to ne, ale příklady řekněme přeci jen na třeťák náročnější chrlí jak na pásu.
Bych rád aby onen učitel dostal třebas zrovna od vás nějaký žertovný příklad, by se potil jak husky na rovníku.

[Juraj Rojko]

Predpoklady:
- 150V je najmenšie dovolené prevádzkové napätie na začiatku vedenia…

Proč na začátku, když je to parametr zátěže? Podle mě je to informace o tom, jaký je přijatelný úbytek na vedení.

[Miroslav Revús]

Odpravedlňujem sa, to mi nedošlo. V tom prípade je môj výpočet chybný. Ja som to vzal ako rozptyl napätia zdroja.
Dík za usmernenie.

S ohľadom na ochranu pred skratom platí výpočet na odpor slučky.

[Milan Hudec]

Na úbytek to vyjde i s 1,5mm, ovšem není zadáno, zdali se mají brát v potaz všeobecné normové hodnoty, nebo se jen dopočítat k oněm 150V.
Zde p.učitel již propadl

[Juraj Rojko]

Nedostatečné zadání je častý problém těchto úloh, ale zejména pro ty, kteří se k tomu dostanou nepřímo. Ve škole už určitě něco takového počítali v nějakém kontextu a předpokládá se, že další úlohy z toho vychází. Neříkám, že je to správně, ale nemusí to být tak, že učitel je úplný pitomec.

A pak je tady ještě nepříliš pravděpodobná možnost, že je to naopak učitel osvícený a nebude hodnotit výsledné číslo, ale postup a myšlenkové pochody a pak je neúplné zadání naopak skvělé. Umožňuje to studentům o problému přemýšlet, oponovat zadání, vymýšlet různé varianty, zdůvodňovat. Podobně jako to udělal na jedničku pan Revús, ačkoli tam hned na začátku udělal chybu. Při přesném zadání stačí bez přemýšlení dosadit čísla do vzorců z učebnice a je hotovo. To je jen ověření toho, že žák ví co znamenají jednotlivá písmenka a zná základy matematiky. Ale pro hlubší pochopení problému je to k vlastně k ničemu.

[Milan Hudec]

Mé váhání kolem zkratového proudu souvisí s poslední ed.5-51 (určen v důležitých bodech instalace),  dříve platilo "v každém místě".
Zkrátka jestli se u kabelu počítá se zratem jen na konci, (pak by nad určitou impedanci nemusel být jištěn vůbec, byl by nepřetížitelný)?

[Juraj Rojko]

Nemyslím, si že by to bylo takto myšleno. Se zkratem na konci lze počítat jen tehdy, když ostatní případy jsou příznivější. Pak to stačí určit v tomto jednom bodě. U kabelu "jištěného" vlastní impedancí to neplatí a důležitým bodem by byl jeho začátek, což je zjevný nesmysl.

[Martin Kurka]

Analogie kabelu jištěného vlastní impedancí je trubkové topné těleso, nebo topný kabel.
I zde je problematický zkrat někde uprostřed a jediná částečná ochrana před takovou poruchou je proudový chránič .

U kabelu jištěného vlastní impedancí často nevyjde odolnost izolace na oteplení, protože topný výkon na 1cm délky je většinou vysoký a nad možnostmi plastu.


S kabelem jištěným vlastní impedancí se často a velmi nechtěně setkávají opraváři špatně navržených či upravených strojů na rozvodu 24V DC z výkonných DC zdrojů ke spotřebičům na dlouhém úseku kabelu - u linek, dopravníků, jeřábů apod.
Tam může být dlouhý přívod i nad 10m.
Pak se rozžhavené žíly 24V DC obvodu prořežou v souběhu do izolace silových kabelů a nastává peklo - zkraty silových kabelů, nebezpečné napětí na obvodech bezpečného napětí, destrukce řídících systémů...

Mimo jiné z těchto důvodů byly vynalezeny elektronické distribuční bloky pro 24V DC, na které se teprve připojují dílčí DC obvody (např. MURR 9000-41034-0100400).



 

[Peter Munka]

U kabla v zemi je typicke riziko poskodenie krompacom, lopatou alebo bagrom a skrat moze nastat kdekolvek, aj ked z hladiska fungovania istenia je najhorsi pripad skrat pri zatazi.

[Radim Strycharski]

Dovolil bych si malinko odbočit k oboru, který prakticky neznám, ale asi se ho to v technické rovině také týká.
Jak je řešeno napájení železničních návěstidel/přejezdů? To je přesně případ "malých" spotřebičů na nn daleko od zdrojů. Tam samozřejmě mohou platit speciální normy, mohou být zapojeny v jiné síti (IT?),   ale bezpečnost a spolehlivost, úbytky napětí apod. nějak ošetřené být musí. Podělí se někdo ze SZD? Za mě pouze pro zajímavost.

Napájení návěstidel neznám, ale například pro napájení a ovládání úsekových odpojovačů trakčního vedení se používá oddělovací transformátor 230/230 V 1000 VA pro síť IT s hlídačem izolačního stavu. Koncové obvody jsou připojené přes trubičkové pojistky F 3,15 A a rozvody jsou tahány stovky metrů nebo přes kilometr kabely CYKY-O 7x4 nebo CYKY-O 12x4. Pohon má obvykle výkon 120 W. Impedance sítě na začátku je od 2 do 4 Ω, na konci může být až 20 Ω, obvykle je 10 až 15. Staré instalace jsou napájeny přímo přes chránič 300 mA v síti TT, ty nejstarší pak přes chrániče z NDR 500 mA.   

[Michal Šenkýř]

Dovolil ..... Za mě pouze pro zajímavost.

V této oblasti musíme rozlišovat mezi napájením zabezpečovací části, tedy návěstidel, kolejových obvodů a pak silovou část pro napájení např. přejezdů (motory pro závory).
Zabezpečovací část se napájí většinou v žst. z několika zdrojů. Tedy z distribučky a trakce přes tzv. UNZ. Potom je kabely rozvedena po celé délce mezistaničního úseku. Např. v úseku Chotoviny - Červený Újezd je část napájena z Chotovin a část z ČÚ a to kabely TCEKPFLEZE, které rozvádí signály k jednotlivým bodům KO (kabelový objekt). Na střídavé trakci jsou do toho zapojeny ještě měniče na 75 nebo 275 Hz, aby se to nemlátilo se zpětnými proudy 50 Hz.
Co se týká silového napájení přejezdů tak se používá buď nejbližší přípojky z distribuční sítě (např. přejezd v Sudoměřicích u Tábora) nebo drážního rozvodu 6 kV (typicky trať Brno - Česká Třebová),   kde u každého přejezdu je TS 6/0,4 kV pro napájení přejezdu. Pokud není ani jedno z toho, dá se použít napájení z trakce. Jink je to jištěno baterkami.
Tato problematika je ovšem velmi obsáhlá a pár větami zde není možné postihnout všechno. Pokud máte zájem doporučuji knihu "Napájecí systémy železničních zabezpečovacíc h zařízení" od Ing. Verzicha. Tam je skutečně vše.