AB-397 Odpojení zkratu v řídicím obvodu

Obracím se na Vás s dotazem ohledně dimenzování obvodů DC a jejich ověřování v praxi. Jde mi zejména o ovládací a řídicí obvody napájené napětím 24 V DC ze zdroje PELV.

Na rozsáhlé výrobní technologii jsou instalovány transformátory s usměrňovačem, které poskytují řídicím obvodům napětí 24 V DC v nevyhlazené formě. Jde o zdroj, který obsahuje třífázový transformátor, jehož napětí nakrátko je 3 % a výkon 960 W a napětí na zdroji je 24,4 V. Jde tedy o celkem tvrdý zdroj. Obvody pro řízení jednotlivých agregátů jsou napájeny z tohoto zdroje a jsou jištěny jističi (LTN 16 A s charakteristikou C). Z jističe je veden kabel s PVC izolací o průřezu 2,5 mm² k jednotlivým agregátům a tyto agregáty jsou zapojovány do smyček.

Měřením jsem zjistil, že řídicími obvody je odebírán proud maximálně 6,6 A v závislosti na tom, kolik snímačů a jiných zařízení je v dané okamžiku aktivních. Při tomto proudu je na nejvzdálenějším agregátu napětí přibližně 19,45 V. To odpovídá přibližně i délce kabelu (ověřeno výpočtem odporu vedení R = 0,75 Ohm). Problém je v tom, že při této délce vedení a napětí na nejvzdálenějším agregátu je v případě zkratu dle výpočtu I = U/R = 19,45/0,75 = 26 A. Tento proud nedokáže vybavit zkratovou spoušť jističe 16 A s charakteristikou C. Jistič vypne až po 3,8 minutách (odečteno z charakteristiky jističe). To znamená, že se kabel bude zahřívat vlivem poruchy ještě necelé 4 minuty. Jaký je správný postup ověření dimenzování? Je lepší počítat přímo oteplení kabelu, nebo je lepší porovnat propuštěnou energii dle vzorce I² × t < k² × S² i když tento vzorec je určen pro proudy AC, neboť se v něm počítá s efektivním proudem?

Podle výpočtu, který je uveden v TNI 33 2000-6 by se v případě ověřování na základě oteplení kabelu postupovalo tak, že by se vypočetla provozní teplota kabelu bez poruchy, poté se vlivem oteplení přepočte odpor vedení a vypočte se skutečný poruchový proud a na jeho základě se vypočte oteplení kabelu během poruchy. Pokud jsem správně počítal, tak se kabel neohřeje nad dovolenou teplotu pro přetížení. Naproti tomu ověřením dle propuštěné energie mi vychází, že propuštěná energie za dobu trvání poruchy je větší než energie, kterou je kabel schopen pojmout. Co je tedy správně? Jde mi o to, že potřebuji argumenty proti montážní organizaci.

Samozřejmě, že nejlepší řešení by bylo snížit hodnotu jištění a použít moderní elektronické pojistky (jističe), které nabízejí výhodnou vypínací charakteristiku a mnoho dalších funkcí.

Jiří Buben