Požadavky na elektrický silnoproudý a slaboproudý rozvod

1. 2. Přednáška ESY Požadavky na elektrický silnoproudý a slaboproudý rozvod Ing. Miroslav Novák, Ph.D. Ústav mechatroniky a technické informatiky Fakulta mechatroniky a mezioborových inženýrských studií Technická Univerzita v Liberci ( +420 48 535 3626 e-* miroslav.novak@vslib.cz

2. Obsah • Požadavky na el. rozvod • Rozdělení silnoproudých zařízení • Druhy el. Rozvodů • Legislativní úprava • Silnoproudý rozvod v budovách občanské výstavby

3. Požadavky na el. silnoproudý rozvod • Bezpečnost osob a věcízabránění náhodného a neúmyslného dotyku, požáru, výbuchu ČSN 33 2000-4-41 • Provozní spolehlivostschopnost přenést a předat el. energii v požadovaném množství a kvalitě v daném čase. Požadavky podle stupně důležitosti zařízení. • Přehlednost provozutam kde není přehled se nahrazuje optickou a akustickou signalizací a počítačovým sběrem dat • Přizpůsobitelnost rozvodného zařízeníTam kde se mění zařízení nebo jsou dokonce mobilní = variabilita, univerzálnost a rezervy v rozvodech • Rychlé odstranění poruchPožadujeme rychlé odpojení vadného úseku vedení nebo vadný spotřebič tak, aby nebyla ovlivněna okolní odběrná místa • Hospodárnost provozuÚčinnost spotřebičů, kompenzace účiníku, šetření s energií • Hospodárnost využití opakovaných celkůvýběr a dimenzování prvků rozvodu • Hospodárnost ve využití barevných kovů • Estetické požadavkyZáleží na typu prostor, paří sem i osvětlení

4. Rozdělení silnoproudých zařízení Energie se přivádí od zdrojů (alternátory v elektrátnách) ke spotřebičům elektrizační soustavou, která je tvořena přenosovými cestami – větvemi soustavy a rozvodnými zařízeními – uzly soustav. Uzlové body dělíme na: • RozvodniceMalá uzlová zařízení v rozvodu NN (nástěnná deska, skříňka s dvířky). Obsahuje vypínač na přívodu, jistící prvky, elektroměr, přijímač HDO, stykače, transformátorky pro malé napětí. V malé rozvodnici jsou propojeny přístroje navzájem vodiči na vstupních svorkách, větší obsahují přípojnice. • RozváděčeVětší uzlová zařízení s větším počtem přístrojů (plechové nebo plastové skříně s panelem pro montáž přístrojů, někdy s krycími dvířky), Mají vždy vnitřní přípojnice a propojení na zemnící soustavu ocelovým páskem • RozvodnyVelká až rozsáhlá uzlová zařízení s napěťovou úrovní NN, VN, VVN, ZVN. Elektrické stanice uvnitř budov nebo ve venkovním provedení

5. Druhy rozvodu Jsou tvořeny vodiči a uzlovými zařízeními: spínače, jističe, měřicí přístroje a další zařízení Provedení je jako jeden nebo více rozváděčů napojených na transformovnu, z nich se pak napájí podružné rozváděče či rozvodnice v místě spotřeby Podle napájení jednotlivých míst dělíme rozvody: • Paprskový rozvod • Průběžný rozvod • Okružní rozvod • Hřebenový rozvod • Mřížový rozvod • Dvojpaprskový rozvod

6. Paprskový rozvod • Není určen pro spotřebiče 1. stupně důležitosti • Nejjednodušší a nejlevnější • Porucha způsobí výpadek celé větve

7. Průběžný rozvod • Nízká spolehlivost • Nenáročný a levný • Použití: • Pouliční osvětlení • Propojení maloodběratelů na vesnicích • Rozsáhlejší průmyslové haly s drobnými odběry • Osvětlení velkých prostorů

8. Okružní rozvod • Možnost napájení ze dvou stran • Vyšší cenové náklady • Vyšší spolehlivost • Vhodné pro spotřebiče 2. stupně důležitosti

9. Hřebenový rozvod • Obdoba okružního rozvodu, paprsky spojeny v místě velkého odběru • Vysoká spolehlivost • Vysoké náklady

10. Mřížový rozvod • Vysoká provozní spolehlivost • Provedení kabely stejného průřezu – umožňuje větší množství alternativ provozu, (menší využití průřezu kabelů) • Užití: • Velké plochy s četnými odběry • Husté městské zástavby

11. Dvojpaprskový rozvod • Podélné propojení podružných rozvaděčů • Pro spotřebiče 1. stupně důležitosti • Aby nedošlo k paralelnímu chodu transformátorů jsou všechny podružné rozvaděče podélně rozdvojeny – k propojení dojde v případě výpadku jednoho zdroje • Užití: • Průmyslové podniky s důležitými odběry • Vlastní spotřeba elektráren

12. Soustavy TT • Střední uzel transformátoru uzemněn • Zkratové proudy tečou zemí • Způsob připojený domácností k rozvodu el. energie

13. Soustavy IT • Uzel zdroje není uzemněn, uzemněny neživé části spotřebičů • Při spojení se zemí není uzavřen obvod, neteče zkratový proud • Příkladem je oddělovací transformátor

14. Soustavy NT • Uzel zdroje uzemněn, neživé části spojeny zemničem • Nejčastější v rozvodech budov • Zajištěna „kvalita“ spojení ochranného vodiče

15. Zákon č. 22/1997 Sb. O technických požadavcích na výrobky Způsob stanovení technických požadavků na výrobky, které by mohli ohrozit zdraví nebo bezpečnost osob, majetek nebo přír. prostředí http://www.mvcr.cz/sbirka/1997/sb006-97.pdf Rozlišuje: • Technické předpisyzávazné požadavky na výrobky, postupy a metody • Technické normypravidla a směrnice – není závazná, www.cni.cz • Harmonizované normy pokud je určena ke splnění technického předpisu

16. Nařízení vlády Vymiňují si splnění harmonizovaných norem! • č. 168/1997 Sb. Požadavky na elektrické zařízení nízkého napětí • č. 169/1997 Sb. Požadavky na elektromagnetickou kompatibilitu • č. 170/1997 Sb. Požadavky na strojní zařízení • č. 171/1997 Sb. Požadavky na hračky • č. 178/1997 Sb. Požadavky na stavební výrobkyvše co je součástí staveb – elektroinstalace

17. Elektrotechnické výrobky a instalace Představují zvýšenou míru ohrožení (nejsou-li napájeny malým napětím), zákon č. 22/1997 Sb: • Vyjmenovává o které výrobky se jedná • Uvádí technické požadavky na ně • Označení stanovených výrobků symbolem CE • Osoby oprávněné posuzovat shodu • Podmínky pro uvádění na trh

18. Uvádění výrobku na trh http://www.ezu.cz/ • Určení zda se jedná o výrobek stanovenýPodle nařízení vlády č 168/1997 jsou to všechna zařízení pracující s napětím 50-1000 V AC nebo 75-1500 V DC. • Splnění základních požadavků nařízení vlády Formulace je obecná: výrobky nesmí ohrožovat zdraví osob, majetek a hospodářská zvířata. Jsou-li splněny harmonizované normy tak se má za to, že byly splněny základní požadavky. Normy nemusí být splněny, pokud základní požadavky byly splněny jiným způsobem. • Posouzení shody • Vydání písemného prohlášení o shodě: ident. Údaje o přístroji, o výrobci, popis a určení zařízení, údaj o použitém způsobu posouzení shody (jaké normy splňuje, jakými postupy…), údaje o tom, kdo shodu posuzoval (zkušebna…), potvrzení výrobce o tom, že výrobek splňuje základní požadavky, datum a místo vydání • Uchovávání stanovené dokumentaceDeset let po uvedení posledního výrobku na trh.

19. Postupy posuzování shody Návrh Výroba Postup rozdělen na moduly: • ModulA: vnitřní kontrola výroby • Modul B: typová zkouška, posouzení shody prototypu (zkušebna) • Modul C: shoda s typem, autorizovaná osoba namátkově testuje výrobky porovnává se stanovenými požadavky • Modul D: jakost výroby (ISO 9001, …) • Modul E: jakost výrobků • Modul F: ověřování výrobků, kontrola každého výrobku nebo statistické testy a posouzení shody s požadavky • ModulG: ověřování jednotlivých výrobků, kontrola shody každého výrobku • ModulH: kompletní zajišťování jakosti, kontrola systému řízení jakosti • další

20. Silnoproudý rozvod v budovách občanské výstavby • Připojení objektu • Hlavní domovní vedení • Elektroměrné rozvodnice • Spotřebitelské obvody • Rozvod v koupelnách • Výběr a uložení vodičů v interiérech • Racionalizace ve spotřebě el. energie

21. Připojení objektu • K rozvodné soustavě se připojuje objekt přípojkou • Přípojka je energetickým dílem, které musí být předem schváleno rozvodným podnikem • Začátek přípojky je v místě odbočení s veřejného kabelového nebo venkovního vedeni a končí v hlavní domovní skříni HDS • Hlavní domovní skříň je umístěna na venkovní straně objektu (u kabelového vedení ve výšce 0,6 m nad terénem, u u připojení venkovním vedením ve výšce 2 až 2,5 m nad zemí) • Hlavní domovní skříň obsahuje pojistky, někdy provedena jako rozpojovací (vedení pokračuje) a pak má tři sady pojistek

22. Hlavní domovní vedení • Vedení mezí hlavní domovní skříní HDS a elektroměry • Má být co nejkratší, nepřerušené, vedené po venkovní straně objektu nebo společnými prostory • Má mít stejný průřez po celé délce • Dimenzováno tak, aby při největším zatížení nepřekročil úbytek napětí 2 % Un

23. Elektroměrné rozvodnice • Umisťuje se do snadno přístupných prostor, kvůli odečtům • Připevnění opatřeno plombou, nesmí být přístup zezadu • Vybavena hlavním vypínačem, jističem a elektroměrem, nulovým můstkem, někdy též přijímačem HDO (hromadné dálkové ovládání) a sazbovým stykačem • Osazený jistič min. o dva stupně nižší než v rozvodnici připojení objektu Zapojení jednofázové a trojfázové rozvodnice

24. Spotřebitelské obvody • Jednofázové: světelné obvody, zásuvkové, zásobník teplé vody, pračka, jednofázové topné spotřebiče, infrazářiče, … • Trojfázové: akumulační kamna, el. sporáky, čerpadla domácí vodárny, … • Podle stupně elektrizace dělíme byty do kategorií: • A – k osvětlení, spotřebiče do 3,5 kVA • B – k osvětlení, spotřebiče do 3,5 kVA, vaření nad 3,5 kVA • C – k osvětlení, spotřebiče do 3,5 kVA, vaření nad 3,5 kVA, k vytápění bytu či klimatizaci • Světelné obvody zásadně oddělené od zásuvkových, jištění 6-10 A, vodiče 1,5 mm2 Cu • Zásuvkové obvody mají jištění 10-16 A, vodič 2,5 mm2 Cu. Na jeden obvod lze připojit maximálně 10 zásuvek. Minimální počet zásuvek: • Kuchyň – 3 vývody • Kuchyňský kout – 2 vývody • Obývací pokoj – 3 vývody • Ložnice – 2 vývody • Koupelna – 1 vývod • Předsíň – 1 vývod

25. Rozvod v koupelnách • Zvláštní předpisy, protože jde o prostor se zvýšeným nebezpečím ČSN 33 2000-3 • Používá se doplňková ochrana pospojováním všech kovových částí podle ČSN 33 2000-7-701 • Prostor koupelny členíme na zóny: • Zóna 0 – uvnitř vany nebo sprch. koutu = pouze spotřebiče napájené malým napětím! Žádné spínací přístroje • Zóna 1 – prostor nad vanou do výšky 2,25 m = jen ohřívač vody nebo sprchové čerpadlo, musí mít předřazen proudový chránič 30 mA • Zóna 2 – okolí vany 0,6 m = svítidla, topidla, ventilátory, nutný proudový chránič, pouze zásuvka jištěná proud. chráničem pro holicí strojek • Zóna 3 – okolí vany 3 m = ostatní spotřebiče, zásuvky musí mít třívodičové připojení a proudový chránič

26. Uložení vodičů v interiérech • Nejčastěji měděné vodiče s PVC izolací • Ukládají se do instalačních trubek nebo kabely přímo do omítky • Vodiče se vedou zásadně vodorovně a svisle ve standardních zónách (na obrázku)

27. Racionalizace spotřeby • Úspory na osvětlení – využití zářivek (úsporné žárovky) = 4x nižší spotřeba, regulace osvětlovacích soustav (čidla venkovního sovětlení, přítomnosti osob) • Spotřebiče s nižší energetickou náročností – dělí se do tříd (pračky, ledničky, …) • Úspory ve vytápění – izolace budov, regulace

28. Literatura Rozvody: • FENCL, František. Elektrický rozvod a rozvodná zařízení. Skriptum FEL-ČVUT v Praze. Česká technika – nakladatelství ČVUT. 2006. ISBN 80-01-02771-6 Legislativa: • DVOŘÁČEK, Karel; CSIRIK, Vincent. Projektování elektrických zařízení. IN-EL, Praha, 1999. ISBN 80-86230-10-4 • JAREŠ, Jaromír. Požadavky na elektrotechnické výrobky při jejich uvádění na trh. IN-EL, Praha, 2002. ISBN 80-86230-27-9 • Sbírka zákonů ČR: portál Ministersta vnitra ČR. http://www.mvcr.cz/sbirka/index.html • Český normalizační institut: http://www.cni.cz/

29. Příště • Typy vyráběných vodičů • Dimenzování vodičů • Odolnost vodičů proti účinkům zkratových proudů • Barevné značení vodičů