Jak se dělá rozváděč pro nízké napětí

Rozváděč nízkého napětí (nn) je místo nacházející se zpravidla na začátku elektrického rozvodu. Z hlediska vnějšího vzhledu či konstrukčního uspořádání je rozváděč vlastně skříň osazená nejméně jedním, ale spíše několika spínacími přístroji nn, popřípadě spolu s přidruženým řídicím, měřicím, signalizačním, ochranným, ovládacím a regulačním zařízením atd. Do rozváděče bývá přivedeno několik kabelů (elektroenergetických, popřípadě datových, od různých snímačů, čidel, ovladačů apod.). Vystupují kabely k dalším rozváděčům, k elektrickým spotřebičům (např. sporák, výrobní stroj) nebo zásuvkovým a světelným okruhům. V rámci rubriky Jak se co dělá jsou popsány procesy, které souvisejí s výrobou rozváděčů z různých materiálů. Jako příklad výrobce redakce zvolila společnost DCK Holoubkov Bohemia, a. s., která má úctyhodnou tradici na českém trhu a velmi dobrou spolupráci se všemi velkými distributory elektrické energie v České republice. Po stručném přehledu se zaměříme na přípravné, projektové a realizační činnosti spojené s výrobou rozváděčů a jejich uváděním na trh.

1. Druhy rozváděčů

Skříň rozváděče může mít různou konstrukci, může být vyrobena z různých materiálů, může být osazena různými elektrickými přístroji – podle zadání a požadavků zákazníka. Požadavky na rozváděče nízkého napětí jsou sjednoceny do řady norem ČSN EN 61439.

Podle účelu použití zpravidla rozlišujeme tyto druhy rozváděčů nn:
– výkonové rozváděče (ČSN EN 61439-2 ed. 2),
– rozvodnice určené k provozování laiky (PENDA) (ČSN EN 61439-5 ed. 2),
– staveništní rozváděče (ACS) (ČSN EN 61439-4),
– rozváděče pro veřejné distribuční sítě (ČSN EN 61439-5 ed. 2),
– rozváděče pro přípojnicové rozvody (ČSN EN 61439-6).

Podniková norma energetiky PNE 35 7000, která vychází z uvedených ČSN a se kterou se ztotožňují všichni významní distributoři v ČR, doplňuje výše uvedenou normu pro distribuční rozváděče.

V tomto článku se soustředíme na distribuční rozváděče a pro přiblížení technologických postupů využijeme mnohaletou zkušenost s výrobou betonových a plastových skříní ve firmě DCK Holoubkov Bohemia, a. s.

Obr. 1. Příklad distribučního rozváděče – přípojková smyčková skříň, typ SS 200 [Technický katalog 2018, DCK Holoubkov]

Distribuční rozváděč pro veřejné distribuční elektrické sítě (kabelová rozvodná skříň) je rozváděč, obvykle určený pro instalování ve veřejné distribuční síti, který při používání dostává elektrickou energii z jednoho nebo několika zdrojů a rozvádí tuto energii jedním nebo několika kabely do jiného zařízení.

Typově lze rozlišit kabelové rozvodné skříně podle účelu v rámci distribuce elektrické energie, přípojkové skříně (obr. 1) nebo rozpojovací jisticí skříně (obr. 2).

Obr. 2. Příklad distribučního rozváděče – rozpojovací jisticí skříň, typ SV 201 [Technický katalog 2018, DCK Holoubkov]

a) Venkovní distribuční rozváděč pro veřejné distribuční elektrické sítě je skříňový distribuční rozváděč, který je vhodný pro venkovní instalaci na místech, která mohou nebo nemusí být přístupná veřejnosti.

b) Vnitřní distribuční rozváděč pro veřejné distribuční elektrické sítě je distribuční rozváděč pro veřejné distribuční elektrické sítě, vhodný pro vnitřní instalaci, obvykle bez krytu.

Skříň rozváděče bývá vyrobena z plastu, z ocelového plechu nebo má betonový skelet a dvířka z plastu nebo z plechu. Příklady materiálového provedení jsou na obr. 3 a obr. 4.

Oceloplechové rozváděče se používají nejčastěji do vnitřního prostředí, popřípadě pro účely měření elektrické energie. Ve standardech všech tří distribučních energetických podniků zůstávají pro venkovní prostředí pouze celoplastové rozváděče, v oblasti Prahy a okolí se stále můžeme setkat s rozváděči s betonovým skeletem a s výhradně plastovými dveřmi; plechové dveře se z bezpečnostních důvodů nepoužívají (při hlubokém promáčknutí dveří je nebezpečí kontaktu s živými částmi rozváděče).

Rozváděče lze instalovat do výklenku zdi (zděného pilíře), na stěnu, na sloup nebo jako samostatně stojící pilíř.

Systémem značení, který vychází z účelu použití a provedení rozváděče, se zabývá norma PNE 35 7040.

Obr. 3. Příklad celoplastového rozváděče z polyesteru (SMC)

2. Návrh rozváděče

Návrh rozváděče bývá iniciován buď zájmem zákazníka, který přeroste v objednávku, nebo jako vlastní obchodní počin výrobce.

2.1 Návrh z iniciativy výrobce

Tato metoda tvorby rozváděče se dá přirovnat např. ke stavbě na zelené louce. V takovém případě uvažujeme např. takto: V budoucnosti bude pravděpodobně zapotřebí doplnit část našeho sortimentu o rozváděče pro širší (specifikované) použití. Je tu volné místo na trhu a my bychom měli pro jeho zaplnění něco vyvinout.

Většinou jde o prodej rozváděčů zákazníkům buď přímo, nebo prostřednictvím velkoobchodu.

Vytváříme-li nový rozváděč pro budoucnost, především se snažíme specifikovat, jaké vlastnosti má výrobek mít. Významné slovo tu dostává oddělení odbytu, které komunikuje se zákazníky a podle získaných informací zpřesňuje zadání, např. pro které oblasti využití je požadován specifický rozváděč. Poté ještě požadavky zákazníků posoudí technici.

Na základě těchto úvah se navrhne přístrojová výzbroj, elektrické zapojení, dimenzování vodičů atd. Z této úvahy vychází minimální potřebný prostor, z kterého se volí nejvhodnější standardně vyráběný plášť rozváděčů. Přitom je snaha co nejvíc využít již konstrukčně zpracované díly, aby se zbytečně nerozšiřovalo portfolio vyráběných dílů. Zjistí-li se, že žádná z již vyráběných skříní nevyhovuje a bylo by zapotřebí navrhnout zcela nový skelet pro tuto aplikaci, přichází ke slovu konstruktér.

Obr. 4. Příklad betonového rozváděče s plastovými dveřmi

Fáze první – velikost skříně (pláště rozváděče) 
Konstruktér začne tvořit tím, že především navrhne rozměry skříně podle požadovaného umístění výzbroje. Už v úvodní fázi návrhu je totiž jedním z důležitých faktorů oteplení rozváděče. Takže už nyní musíme vědět, jaký ztrátový výkon bude mít přístrojové vybavení a jaké bude oteplení za provozu. Podle toho, za použití výpočtu daného normou, dokáže konstruktér stanovit, jak velký prostor potřebuje mít uvnitř skříně, aby se prostor dokázal sám větrat a chladit bez použití aktivního chlazení. Popřípadě může rozhodnout, že bude stačit menší prostor, ale za použití aktivního chlazení pomocí ventilátorů. V této souvislosti je samozřejmě třeba stanovit tloušťku stěn skříně a umístění budoucího rozváděče s ohledem na přestup tepla do okolního prostředí. V případě materiálu skříně SMC většinou uvažujeme standardní používanou tloušťku stěny 4 mm, která je vyhovující z hlediska zkoušek mechanických vlastností předepsaných pro venkovní distribuční rozváděče.

Fáze druhá – posouzení stavu
Druhá fáze návrhu začíná tím, že se nad podobným typem skříní sejde tým konstruktérů a posuzuje, které již hotové části jsou pro danou aplikaci využitelné a které bude třeba upravit nebo nově navrhnout. I když skříň na první pohled nevyhovuje, mají konstruktéři před sebou reálný objekt a mohou nejlépe navrhnout úpravy: např. změnit velikost, doplnit konstrukční profil pro lepší vkládání nebo upevnění dalších dílů a přístrojů, přidat nálitek pro upevnění montážní desky, vytvořit otvor pro umístění plomby atd. V této fázi bývá ještě málo vstupních informací, proto je v některých případech efektivnější ještě před použitím návrhového softwaru vytvořit první skicu s použitím tužky a papíru.

Fáze třetí – trojrozměrný model
Modelování s využitím návrhového softwaru v trojrozměrných pohledech (obr. 5) přináší lepší a přehlednější návrh než obyčejná tužka a dává možnost dodatečné editace návrhu, např. tloušťky stěny, šířky skříně, celkového designu a zároveň detailů atd.

Obr. 5. Použití 3D softwaru v konstrukční kanceláři výrobce

Fáze čtvrtá – brainstorming
Nad 3D návrhem se poté sejde širší tým lidí. Do návrhu zasahují také vedoucí pracovníci a další osoby s různými úhly pohledu, nejen technickými, ale mimo jiné taky např. z pozice odbytu, který tady zastupuje budoucí zákazníky a předkládá jejich možné připomínky. Je to vlastně takový brainstorming směřující k optimalizaci návrhu ze všech hledisek, do všech detailů.

2.2 Návrh podle požadavků zákazníka

Základním principem této metody návrhu je přijmout požadavky zákazníka. Zákazník sám stanoví funkčnost rozváděče, jeho umístění a účel. Například v případě kabelových skříni je to jednoduché; tady jde pouze o jištění přívodů a vývodů. Zákazník, speciálně energetické společnosti, také specifikuje materiál rozváděče a přístrojové vybavení. Tyto specifikace vycházejí z dlouhodobých zkušeností z provozu. Tím jsou vlastně vymezeny možnosti konstruovat něco nového.

Typický rozváděč pro energetiku je na obr. 1.

(pokračování)

Celý článek čtěte ZDE

 

---

 

 Vyšlo v časopise Elektro č. 1/2019 na straně 34. 
Tištěná verze – objednejte si předplatné: pro ČR zde, pro SR zde.
Elektronická verze vyšlých časopisů zde.