Podle čeho dimenzovat jednožilové jednožilové kabely?

[Popokatepetl]

Uvažujme situaci, že mám 3 jednožilové kabely na fázi, každý průřezu 500mm2 Al, neboli 3x 1-AYY 500 na každou fázi ve svazku. Dle ČSN 33 2000-5-523 ed. 2, tabulka 52-C10 je dovolený proud pro tyto vodiče, uložení F dovolený proud 610A. Podívám-li se ovšem do katalogu výrobce, např. zde,  pak v katalogu vidím že zatížitelnost jednoho takového kabelu je 775A, což je skoro o 1/4 více.

A teď podle čeho dimenzovat?? Podle normy s tím, že budu mít "vyhozených" 25% nebo podle údajů použitého kabelu, čímž ovšem nebudu odpovídat normě a v ní udanému dovolenému zatížení? Řeším totiž situaci, kdy je potřeba přenést plný výkon trafa 1000kVA na vzdálenost větší jak 100m a ať počítám jak počítám, dle uvedené normy se pod 3 lana průřezu 500 nedostanu (3x 610A x 0,82 = 1500A). Přitom dle uvedeného katalogu kablovky by bohatě stačily lana průřezu 400mm2 (3x 653 x 0,82 = 1606A) ...

[Petr Doležal]

Mám za to, že je to následovně (katalog Kladno a SICHR) :
610 A je proud v těsném trojúhelníku
775 A je proud v rovinném uspořádání s mezerami mezi vodiči rovnými průměru vodičů (pozn.: při sólo příchytkách na lavičkách nutno příchytky z nemagnetického materiálu)
Ověřit u výrobce, zda to tak je !

[Jiří Fuksa]

To: Popokatepetl
Neporovnáváte náhodou proud vodiče uloženého ve vzduchu, zatíženého ss proudem dle Vámi udávaného katalogu se stř.  proudem vodiče uloženého ve svazku s dvěma dalšími plně zatíženými vodiči dle normy?
Vůbec se nedivým, že vám vychází dvě různé hodnoty.
Jen tak pro zajímavost si zkuste vypočítat impedanci smyčky,  jestli ten průřez nebude muset být např. dvojnásobný.

[Ivan Polínek]

Dále je při výpočtu dobré přepočítat ekonomickou návratnost vzhledem ke ztrátám ve vedení, neboť ztrátový výkon jednoho vodiče 500mm2 o délce 100m je při zatížení 400A je téměř 1kW a při 9 vodičích to dělá 9kW a za rok provozu to dělá ca 68MWh!
Na co také nezapomenout, při rovinném uspořádání paralelních vodičů počítat s nerovnoměrným rozložením proudu v jednotlivých vodičích jedné fáze, které může být až 25%. Na toto POZOR!!

[Georgis Fasulis]

Obecně lze říci, že u takových aplikací jít až na dřeň se nevyplácí a nedělá se to. Osobně bych tam dal ten vyšší průřez.

[Popokatepetl]

Ano, máte pravdu, pak mě to večer taky trklo, že vlastně srovnávám nesrovnatelné (zatížitelnost jedné žíly dle katalogu vs. zatížitelnost třech žil ve svazku dle normy). Nicméně ještě k té normě. Mám tedy 3 žíly na fázi, fáze povedu vedle sebe na jednom roštu (budou se dotýkat) - podle čeho se pak určí přepočítací součinitel pro seskupení více než jednoho vícežilového kabelu? mohu to brát tak, že jedna fáze je v tomto případě vlastně vícežilový kabel a tím pádem postupovat dle tabulky 52-E4, 5. obrázek shora a pak tedy pro 3 fáze vedle sebe je součinitel 0,82? Jiná možnost mě nenapadá ...

Ad ekonomická návratnost. Ano, zcela jistě máte pravdu, nicméně v tomto případě se to navrhuje přímo na stávající situaci a uspořádání rozvodů (odběr uprostřed haly, rozvodna na kraji),  navíc na výslovný požadavek investora. Samozřejmě by bylo ideálnější přímo k odběru postavit trafo, ale o tom nechce nikdo ani slyšet, ztráty vznikající na takto dlouhé trase jsme jim vyčíslili, ale zjevně jim to nijak nevadí. Asi mají ve Španělsku (je to pro španělskou firmu) jiné zvyklosti.

Ještě bych se zeptal na ono nerovnoměrné rozložení proudu v jednotlivých vodičích jedné fáze, které může být až 25%? Samozřejmě všechny vodiče musí být stejné délky/průřezu/materiálu, ale i přes to hrozí uvedené? Ještě jsem o tom neslyšel, ani nikde nenarazil v literatuře či normách.

[Ivo Faltus]

U jednožilových kabelů uvádějí kablovky dovolený zatěžovací proud pro jeden zatížený kabel, na který nepůsobí tepelnými účinky žádné jiné vodiče (kabely). Při použití v trojfázové soustavě se tato hodnota dovoleného zatěžovacího proudu přibližně rovná hodnotě dovoleného zatěžovacího proudu odpovídající uložení G tří zatížených vodičů při jejich vodorovném uspořádání (ve vzduchu, teplota okolí 30°C, vzdálenost jednožilových kabelů minimálně jejich průměr).
Při uložení F, kdy se jednotlivé kabely dotýkají dochází skutečně k poměrně výraznému snížení dovoleného zatěžovacího proudu. Konkrétní hodnota záleží na uspořádání kabelů, tj. zda-li jsou kabely ve svazku anebo v rovině. Dovolený zatěžovací proud 610 A odpovídá uspořádání ve svazku a to jednoho trojfázového obvodu. Protože se jedná o tři paralelní kabely v každé fázi, jedná se (podle ČSN 33 2000-5-523) o tři seskupené obvody, které se vzájemně tepelně ovlivňují. Tím dochází k dalšímu snížení dovoleného zatěžovacího proudu. Pokud souběžně nebudou uložena další vedení je dovolený zatěžovací proud pro uvažované uložení (ve vzduchu, teplota okolí 30°C, na perforovaných lávkách, roštech nebo podobně, seskupené obvody – jednotlivé svaky se dotýkají) určen správně.
Pokud použijete k nadproudové ochraně vedení tvořeného třemi paralelními kabely 1-AYY 500 mm2 (také transformátoru proti přetížení) jističe BL1600 s nadproudovou spouští DTV3 In= 1600 A nastavené na Ir= 1375 A  (jmenovitý proud transformátoru),  délka vedení nebude delší než cca 200 m, max. dobu odpojení lze zřejmě uvažovat 5 s,  celkový průřez PEN vodiče 3 x 240 mm2, nebude problém s impedancí smyčky. Při nastavení zkratové spouště na Irm Ł 8 kA může být vedení delší nebo celkový průřez PEN vodiče menší (zvážit možnou nesymetrii zatížení jednotlivých fází).
Uložení G, které poskytuje vyšší hodnotu dovoleného zatěžovacího proudu (možnost použití kabelů 1-AYY 400 mm2) má svá úskalí. Jednak zajistit po celé délce vedení požadovanou vzdálenost kabelů a dále vede k značně rozdílnému proudu tekoucímu jednotlivými paralelními vodiči (rozdílná vlastní indukčnost vodičů a tím reaktance a jejich výsledná impedance) a tím opět ke snížení dovoleného zatěžovacího proudu, pokud nejsou vystřídány polohy jednotlivých paralelních kabelů v jednotlivých fázích. Takže při uložení G, bez vystřídání polohy kabelů, se dostaneme na stejnou nebo dokonce ještě nižší hodnotu zatěžovacího proudu.
Při návrhu takovéhoto vedení, doporučuji, jak uvedl už pan Polínek, zabývat se nejen jednorázovými investičními náklady, ale také provozními náklady (ztráty na vedení). Detailně tuto problematiku řeší ČSN IEC 287-3-2 Ekonomická optimalizace silových kabelů.

[Georgis Fasulis]

A rovněž pozor na uložení! - Jednožilové kabely zásadně ukládat vždy ve svazku L1, L2 a L3! Pak je můžete vázat kovovými příchytkami k roštu.
Pokud budete pokládat kabely vedle sebe, nesmíte je vázat kovovými příchytkami, jinak se vytvoří závit nakrátko a příchytka bude vyvíjet nadměrné teplo. V tom případě se používají příchytky dřevěné či z jiného izolantu.

[Ivo Faltus]

Ještě dovětek k možnému nerovnoměrnému rozdělení proudu v jednotlivých paralelních kabelech a seskupení obvodů.
Výpočtem impedance kabelů se zabývá norma ČSN IEC 60287-1-3.
Při uložení kabelů všech tří fází a PEN do jednoho svazku (svazek tedy tvořen čtyřmi kabely, součet okamžitých hodnot jejich proudů je roven nule),  jak uvádí pan Fasulis v souvislosti s upevněním kabelů, je také nerovnoměrnost rozdělení proudů v paralelních kabelech jednotlivých fází minimální, prakticky ji můžeme zanedbat.
Pro výše uvedený případ platí pro stanovení přepočítacího součinitele pro stanovení výsledného dovoleného zatěžovacího proudu tabulka 52-E-1 položka 4 případně 5 (podle konkrétního uložení),  viz také poznámky 4 a 5 k této tabulce. Hodnota přepočítacího součinitele pro uvedený případ je 0,82.

[H]

Děkuji za odpovědi, aspoň jste mě utvrdili, že to nemám špatně 

PS: Původní dotaz jsem psal já, jen jsem tou dobou ještě zápasil s pamětí, abych si vybavil přihlašovací údaje ...