Elektrotechnické fórum Poznámky k dimenzování kabelů Josef Marek, revizní technik Při vykonávání revizí jsem se setkal s projektem, v němž při návrhu dimenzí kabelů napájejících spotřebiče technologických linek ve výrobních halách (týká se to však i energetických provozů) projektant striktně postupoval podle ČSN IEC 781 (33 3021). V tomto případě šlo o výpočet minimálních jednofázových zkratových proudů na konci napájecích kabelů, na jehož základě je zajištěno jejich včasné odpojení od zdroje při zkratu na neživou vodivou část. Při výpočtu projektant vycházel ze vzorce pro jednofázový zkratový proud z čl. 9.3 ČSN IEC 781 (33 3021), který je odvozen z výpočtů nesouměrné zátěže v trojfázové soustavě metodou souměrných složek. Je to výraz: Ik1˛ = Ö3 c Un/˝2Z1 + Z0˝ kde c je napěťový činitel (v našem případě roven 0,95), Un jmenovité sdružené napětí 400 V, Z1 sousledná složka impedance obvodu (sousledná i zpětná složka zde mají stejnou hodnotu), Z0 netočivá složka impedance. Jelikož zde jde o kabely menších a středních průřezů, kde vodiče PEN a PE mají stejný průřez jako fázové vodiče, bylo možné uvažovat pouze činné odpory vodičů. Výsledný vzorec zkratového proudu: Ik1˛ = Ö3 c Un/2R + 4R = c 3Uf/6R kde Uf je fázové napětí 230 V, R odpor fáze napájecího kabelu při teplotě 20 °C. Na základě výsledků výpočtu byly pro požadované jištění a vypínací časy stanoveny průřezy kabelů. Výsledkem sice bylo použití kabelů s dostatečnými průřezy, ale současně došlo k „prohřešku“ proti požadavku uvedenému v poznámce čl. 132.6 základní ČSN 33 2000-1, že vedení mají být navržena kromě jiného také hospodárně. Kde tedy vznikla chyba? Jde o stanovení velikosti impedance (odporu) netočivé složky proudu. Jak je známo, v trojfázové soustavě tvoří obvod netočivé složky proudu jednotlivé fázové vodiče (každý protékaný netočivou složkou proudu I0) a zpětná cesta, kterou protéká součet těchto proudů 3I0. A právě o tuto zpětnou proudovou cestu jde. V případě použití jednoho samostatného kabelu, jehož vodič PEN/(PE) není na konci přídavně uzemněn, tvoří zpětnou cestu proudu pouze tento vodič. V uvedeném případě však jde o to, že zpětná cesta je tvořena jak paralelními vodiči PEN (PE) ostatních kabelů spotřebičů technologické linky upevněných na vodivých konstrukcích, tak i pospojovanými neživými i cizími vodivými částmi, včetně společné uzemňovací sítě. V důsledku těchto velkých průřezů vodivých částí je možné odpor zpětné cesty zanedbat a uvažovat výsledný odpor cesty netočivé složky tedy R0 = R. Výsledný vzorec pro jednofázový zkratový proud pak je: I1k˛ @ c 3Uf/3R = c Uf/R čili minimální zkratový proud je roven trojfázovému souměrnému zkratu (dvojnásobná hodnota vůči původnímu výpočtu), o čemž se lze měřením přesvědčit. V důsledku toho je možné zmenšit průřezy napájecích kabelů, za předpokladu zachování dalších požadavků – selektivity jištění a úbytků napětí. | 
