Nemal by mať N vodič väčší prierez ako fázový vodič?

[ludovit kiss]

Prax nám ukazuje, že najviac namáhaný je N vodič. Mám nejasno v tom, keď na 5 kolíkový vývod dám predlžovacím káblom prenosný rozvádzač po 3-och jednofázových zasuvkách ( každú na inú), dodržím istenie na prierez  a dlžku vodiča, či mi to z hľadiska bezpečnosti udrží? Hlavne hudobné skupiny so sebou vozia takéto predlžovacie súpravy.

[Fuk Tomáš]

Prax nám ukazuje, že najviac namáhaný je N vodič.

Vy jste to měřil?

[Viktor Klemon]

Prax ukazuje akurát to, že prerušenie N má v tomto prípade oveľa horšie následky ako prerušenie niektorej z L. Zadajte to vyhladávania " vektorový součet " - pri rovnakom účinníku vo všetkých fázach a rovnakom prúde vo fázach je prúd cez N rovný 0 A. V prípade rozdielu tečie iba vyrovnávací prúd závislí na rozdielnosti záťaže, v praxi maximálne zhodný s prúdom Najzaťaženejšej L. Nikdy nie väčší. Preto sa v distribučných sieťach bežne používajú káble s o stupeň menším prierezom PEN napr. 3x50 + 35.

[Jaroslav Hasala]

Preto sa v distribučných sieťach bežne používajú káble s o stupeň menším prierezom PEN napr. 3x50 + 35.

Není to jen jeden stupeň, u vyšších průřezů je průřez PEN až poloviční - např. kabel AYKY 3x 240 + 120.
Do určité míry to souvisí i s povinností přizemňování PEN, což situaci kolem možného přetížení PEN trochu vylepšuje.
Předpokladem správné funkce je použítí v soustavách TN, s uzemněným uzlem zdroje.

[Fuk Tomáš]

- pri rovnakom účinníku vo všetkých fázach a rovnakom prúde vo fázach je prúd cez N rovný 0 A. V prípade rozdielu tečie iba vyrovnávací prúd závislí na rozdielnosti záťaže, v praxi maximálne zhodný s prúdom Najzaťaženejšej L.

Toto je v praxi zpravidla pravda (tj. při stejném charakteru zátěže na jednotlivých fázích).
Lze však snadno vytvořit situaci, kdy bude N přetížený:

mezi L1 a N připojíte zátěž se silně induktivním charakterem (účiník = 0,5)
mezi L2 a N připojíte stejně velkou zátěž, ale se silně kapacitním charakterem (účiník = 0,5)
L3 nepřipojíte

a rázem vám vodičem N teče proud dvojnásobné velikosti, než fázovými vodiči.

Možná vám taková situace bude připadat příliš hypotetická. Navodím tedy situaci o něco pravděpodobnější:

mezi L1 a N připojíte zátěž s čistě induktivním charakterem (účiník = 0)
mezi L2 a N připojíte stejně velkou zátěž s čistě odporovým charakterem (účiník = 1)

výsledný proud vodičem N bude 1,93 násobek velikosti proudu fázovými vodiči.

[Viktor Klemon]

To: Futk Tomáš
áno za tohto predpokladu by to bolo možné, v praxi sa zariadenia s tak mizerným účinníkom nevyskytujú - hlavne nie vo výkonoch ktoré by niečo znamenali. Taktiež táto úvaha predpokladá zaťaženie na 100 %, v praxi
zvykne bývať rezerva.
Ale je pravda, že táto situácia môže nastať, nie však v takom rozsahu, ktorý by vodič nevydržal.
Tiež býva zvykom rozfázovať čo sa len dá čo najrovnomernejšie.

[Otakar Dosbaba]

To ludovit kiss: Jak již zde bylo naznačeno, teoreticky to možné je, v praxi k přetížení dojde jen těžko, o to víc v případě rozvodů hudebních skupin.Dalo by se oponovat množstvím nesinusových průběhů vyšších harmonických frekvencí, pocházejících z množství spínaných zdrojů, el. předřadníků výbojek inteligentních světel a z činnosti triakových či tranzistorových PWM stmívačů, avšak zde jde jen o velmi krátkodobá zatížení a velmi rozmanitou soudobost. I volné uložení kabelů má vliv na jejich dobré ochlazování. Jiná je však situace u velmi rozsáhlých osvětlovacích soustav pevných instalací s výhradně el. předřadníky.

[Georgis Fasulis]

Tu Fuk: Z hlediska teorie máte naprostou pravdu. Ale normy se tvoří na základě praxe a ne čistíé teorie. U 3f přívodů se jaksi automaticky předpokládá, že tyto fáze budou do jisté míry rovnoměrně zatěžovány a to i zátěží s podobným účiníkem. Když vememe v úvahu, že se navíc přívody navrhují s jakousi rezervou, je případ, který popisujete v podstatě nemožný.
A pokud někdo takové spotřebiče do instalace už navrhuje, pak je povinen už při návrhu s důsledky zapojení takových spotřebičů počítat a vodiče podle toho dimenzovat.

Proto taky norma povoluje u větších průřezů (u distribučních kabelů) menší, až poloviční průřez PEN. Počítá s tím, že kabel bude 3 fázově zatěžován s jakousi rovnoměrností. Navíc, jak píše pan Hasala, je PEN po určitých délkách přizemňován, takže proud PEN teče částečně i zemí.

[Fuk Tomáš]

Tu Fuk: Z hlediska teorie máte naprostou pravdu. Ale normy se tvoří na základě praxe a ne čistíé teorie. U 3f přívodů se jaksi automaticky předpokládá, že tyto fáze budou do jisté míry rovnoměrně zatěžovány a to i zátěží s podobným účiníkem. Když vememe v úvahu, že se navíc přívody navrhují s jakousi rezervou, je případ, který popisujete v podstatě nemožný.
A pokud někdo takové spotřebiče do instalace už navrhuje, pak je povinen už při návrhu s důsledky zapojení takových spotřebičů počítat a vodiče podle toho dimenzovat.

Proto taky norma povoluje u větších průřezů (u distribučních kabelů) menší, až poloviční průřez PEN. Počítá s tím, že kabel bude 3 fázově zatěžován s jakousi rovnoměrností. Navíc, jak píše pan Hasala, je PEN po určitých délkách přizemňován, takže proud PEN teče částečně i zemí.

Však jsem taky psal, že se jedná spíše o teoreticky možnou, ne moc pravděpodobnou situaci. U rozvodu s více spotřebiči (navíc zapojenými s trochou rozmyslu) to nenastane, ale u jednoho prodlužováku někde na CzechTeku si to představit dovedu  >:D

[Otakar Dosbaba]

Tam je více pravděpodobné přetížení kabelu celkově, než N vodiče. I tam jsou s ohledem na účiník zařízení podobná. Pravděpodobněji se zde narazí na pochybné rozvodnice, čtyřžilové přívody a nedostatečné průřezy kabelů majitelů, které kromě výkonu zesilovačů pro subbasové sekce a v lepším případě i účinnost samotných repro nezajímá nic jiného. Čest stále přibývajícím výjimkám.  ;)

[dolac]

Dovolim si uviesť poznámku, že u nás sa už u nových distribučných vedení používajú káble s prierezom PEN zhodným s krajným vodičom.  Nárast prúdu PEN vodiča nie je spôsobený nevhodným účinníkom, ale najmä výraznejším podielom vyšších harmonických zložiek prúdov, a nakoľko násobky tretej harmonickej zložky sa uzatvárajú iba cez stredný vodič, môže dôjsť v niektorých prípadoch k jeho preťažovaniu.

[Rozmahel Vladimír]

K tomuto tématu doporučuji prostudovat článek Ing.Melena v Elektru č.12/2007 na straně 18. Zajímavé čtení.

[Petr Doležal]

Něco zajímavého máme též v ČSN 33 2000-4-473,  čl.473.3.2.1

[Rozmahel Vladimír]

473.3.2.1 Sítě TT nebo TN
  a) jestliže průřez středního vodiče se alespoň  rovná  nebo  je  rovnocenný průřezu fázových vodičů, není nutno střední vodič  vybavit  detekcí  nadproudu nebo odpojovacím prvkem pro tento vodič.
  b) jestliže průřez středního vodiče je menší než průřez fázových vodičů  je nutno vybavit střední vodič nadproudovou detekcí, přiměřenou k průřezu  tohoto vodiče: tento  nadproudový  prvek  musí  způsobit  odpojení  fázových  vodičů, nikoliv však nezbytně středního vodiče.
Nadproudový prvek u  středního  vodiče  nemusí  být  použit,  jestliže  jsou současně splněny tyto dvě podmínky:
  - střední vodič je chráněn proti zkratovým proudům ochranným prvkem pro fázové vodiče obvodu:
  - maximální proud, který pravděpodobně bude středním vodičem protékat je za normálního provozu zřetelně menší,  než  hodnota  dovoleného  proudu  v tomto vodiči.
POZNÁMKY
1 Této druhé podmínce je vyhověno, jestliže přenášený výkon je pokud možno rovnoměrně rozdělen mezi různé fáze, např. jestliže součet výkonů spotřebovaných ve spotřebičích napájených z každé fáze a středního vodiče (jako jsou svítidla a zásuvky) je mnohem nižší než celkový výkon přenášený tímto obvodem. Průřez středního vodiče by neměl být menší než příslušná hodnot předepsaná v kapitole 52 ČSN 33 2000-5-52 (IEC 364-5-52) (připravuje se)
2 V TN-C sítích, PEN vodič nesmí být nikdy přerušen

To je logické a jasné. Nevím zda jste článek četl, pojednává právě o harmonických a možném přetěžování vodiče PEN v paneláku vlivem 3. harmonické.

[Štefan Beláň]

O průřezu vodiče N a vlivu harmonické složky se píše v ČSN 33 2000-5-523 ed.2 , příloha C.

[Petr Doležal]

Ten článek jsem nečetl, časopis neodebírám. Ale z logiky věci se v něm muselo určitě stavět na tom ustanovení. O těch harmonických je pěkné povídání na:
http://elektro.tzb-info.cz/t.py?t=2&i=2953

[Ing.E. Tesař]

Situace není tak jednoduchá,jak se na první pohled zdá.Vliv 3.harmonické je neoddiskutovatelný.Ale je zde horší problém-většina moderních elektronických spotřebičů užívá napájení ze sítě pomocí tzv.spínaných zdrojů.Ty bez vyjímky obvykle na vstupu užívají můstkový usměrňovač,který je navržen nejen na velikost pracovního proudu a síť.napětí,ale obvykle je i lehce předimenzován-a to je o.k.Ale úhel otevření diod není 90°,to jen teoreticky.Z principu funkce křemíkové diody na ní zůstává úbytek napětí 1,2 až 1,5 V v propustném směru-u můstku pak 2x více,tedy 2,4 až 3 V.A to je stejnosměrná složka,která se ve středním vodiči nesčítá vektorově,ale algebraicky.A ejhle,ss složka pak může převýšit i proud ve dvou fázích i za jinak běžných poměrů při zatěžování jednotlivých fází.No a usměrňovačem jsou také osvětlovací výbojky ať už pro veřejné nebo místní osvětlování...A přizemněním vodiče N (PEN) jen tu stejnosměrnou složku zavlečeme do země,v pak škodí jako tzv.bludný proud (uzavírají se neurčité proudové dráhy jednak mezi uzly distribučních traf,jednak mezi jednotlivými uzemněními např.osvětl.stožárů,skříní,rozvaděčů atd.1Ampér ss proudu rozpustí za rok cca 10 kg železa;u st proudu je to asi jen 1 kg.Když máte v zemi potrubí chráněné proti korozi např.asfaltojutovým obalem,který bude jen "malonko"poškozen na ploše 1 cm2,za jak dlouho se rozpustí kousek oceli z potrubí při 1 A ?A problém úniku plynu,vody,atd.je na světě dříve než se nadějete.Žádná teorie vám nespočítá,jak velké a v jakých směrech budou působit bludné proudy v konkrétním místě,proto naše ŠN zavedly tzv.korozní průzkum už v r.1964 a nyní ho EU objevila a nechala zapracovat do nových norem....což třeba stavaři velkomyslně přehlížejí a brání se "novotám".Praktikuji v této oblasti jen 28 let.

[zubr.z]

Příspěvek k přetěžování středního vodiče vlivem 3.harmonické i vyšších harm.kmitočtů je neoddiskutovatelný.Významným podílem však přispívá i nultá harmonická,tedy DC složka.Kde se v síti bere?Převážná část moderních elektronických spotřebičů používá tzv.spínaných zdrojů (beztransformátorových-to však není přesné,obsahují transformátor s feritovým jádrem a pracují v kmitočtech řádu jednotek až desítek kHz).Takový zdroj má na vstupu můstkový usměrňovač,v něm jsou střídavě otevírány vždy dvě a dvě diody,z hledicka procházejícího proudu řazeny seriově.Křemíková dioda má v propustném směru úbytek napětí 1,1 až 1,5 V.Je tedy celkový úbytek napětí v rozmezí 2,2 až 3 V.Každý takový zdroj tedy generuje DC napětí až 3 V a proud,daný odběrem spotřebiče.Tento DC proud samozřejmě teče i středním vodičem,ale v něm se nesčítá vektorově (to DC proud neumí),ale algebraicky.No a máme proudově přetížený střední vodič na světě.To ovšem dokáže každý usměrňovač,třeba stuťová a sodíková i metalhalogenidová výbojka (vy starší si jistě vzpomenete na svá školní léta,když nás učili o výkonových rtuť.usměrňovačích v měnírnách...)Takže v osvětlovacích rozvodech s výbojkami máme podobný problém.Situace je trochu vylepšena povinným přizemňováním vodičů PEN.Tím zemněním se část DC proudu odvede do země...a je klid.Jenomže není,tyto DC proudy tečou zemí mezi uzly jednotlivých distribučních traf ,rozvodnic,atd. jako tzv.bludné proudy (DC i AC).Taková 1 A DC proudu teče nejen zemí,ale dle Kirchoffova i Ohmova zákona využije sníženého odporu např.uzemnění,kovových (byť izolovaných) potrubí.Tam,kde tento proud do kovového zařízení vstoupí se nec neděje,ale při výstupu každá ampéra dle Faradayových elektrochem.zákonů rozpustí asi 9,8 kg železa.A hned máme problém,který se řeší dle ČSN přes 40 let....Protože však žádná teorie neumí říci,kudy bludný proud v konkrétním místě poteče a jak bude velký,musí se i podle harmonizovaných norem provést tzv.korozní průzkum.Ale to je již jiná kapitola...