Διαστασιολόγηση αγωγού προστασίας (PE)

Ο ρόλος του αγωγού προστασίας PE

Ο αγωγός προστασίας συνδέει τα εκτεθειμένα αγώγιμα μέρη και παρέχει διαδρομή στο ρεύμα σφάλματος. Ο σχεδιασμός του πρέπει να ικανοποιεί τη θερμική αντοχή σε σφάλμα, μηχανική ανθεκτικότητα, συνέχεια, ισοδυναμική σύνδεση, αντοχή σε διάβρωση/περιβάλλον και τις συνθήκες αυτόματης διακοπής.

Η σύνθετη αντίστασή του καθορίζει επίσης το ρεύμα σφάλματος προς γη και συνεπώς αν η προστασία θα διακόψει εγκαίρως. Το εργαλείο βραχυκυκλώματος ΧΤ εκτιμά το ρεύμα σφάλματος φάσης προς PE σε κάθε πίνακα (TN-S) και το συγκρίνει με ενδεικτικό κατώφλι στιγμιαίας λειτουργίας MCB. Πρόκειται για προκαταρκτική σύγκριση και όχι πλήρη επαλήθευση του χρόνου διακοπής με βάση ολόκληρη τη χαρακτηριστική και τις ανοχές της συσκευής. Δείτε το κεφάλαιο 7 του αντίστοιχου οδηγού.

Απλοποιημένος πίνακας διατομών

Όταν ισχύουν οι προϋποθέσεις του πίνακα 54.2 του IEC 60364-5-54 για υλικό και εγκατάσταση, η διατομή S_PE ισούται με τη διατομή φάσης έως 16 mm², είναι 16 mm² για διατομή φάσης πάνω από 16 έως 35 mm² και η μισή διατομή φάσης πάνω από 35 mm². Ο πίνακας απαιτεί τις αντίστοιχες προϋποθέσεις ίδιου υλικού και ισοδύναμης εγκατάστασης. Το §543.1.1 επιτρέπει τη χρήση του πίνακα ή αδιαβατικού υπολογισμού. Το KiloVolt απαιτεί συντηρητικά το μεγαλύτερο από τα δύο όπου εφαρμόζονται και εμφανίζει χωριστά και τους δύο ελέγχους. Σε διαφορετικές συνθήκες ελέγξτε την αδιαβατική μέθοδο και την αντίστοιχη ελάχιστη διατομή. Για χωριστό PE αλουμινίου ισχύει ελάχιστο 16 mm², ενώ για χωριστό PE χαλκού τουλάχιστον 2,5 mm² με μηχανική προστασία ή 4 mm² χωρίς αυτήν.

Αδιαβατική μέθοδος

Η θερμική σχέση S ≥ I√t/k συνδέει τη διατομή αγωγού με το υποτιθέμενο ρεύμα σφάλματος και τον ισοδύναμο χρόνο θερμικής καταπόνησης. Ο συντελεστής k εξαρτάται από υλικό, μόνωση, αν ο αγωγός είναι μέσα στο καλώδιο/ομαδοποιημένος ή χωριστός και τις επιτρεπόμενες αρχικές/τελικές θερμοκρασίες. Το KiloVolt επιλέγει αυτόματα k για την εξεταζόμενη διατομή. Για PE μέσα στο καλώδιο ή ομαδοποιημένο με αγωγούς φορτίου, χαλκός PVC: k = 115 έως 300 mm² και 103 πάνω από αυτά (τελική θερμοκρασία 140 αντί 160 °C), χαλκός XLPE/EPR: 143, αλουμίνιο PVC: 76 και 68, αλουμίνιο XLPE: 94. Για χωριστό PE εγκατεστημένο μακριά και χωρίς ομαδοποίηση (ψυχρότερη εκκίνηση στους 30 °C), οι τιμές είναι μεγαλύτερες: χαλκός PVC 143 και 133, χαλκός XLPE 176, αλουμίνιο PVC 95 και 88, αλουμίνιο XLPE 116 (Παράρτημα A του IEC 60364-5-54). Ένας χωριστός αγωγός δεν θεωρείται αυτόματα ψυχρός· αν είναι ομαδοποιημένος ή δεν γνωρίζετε τις συνθήκες, επιλέξτε τις τιμές ομαδοποιημένης εγκατάστασης, που είναι και η προεπιλογή. Υπάρχει χειροκίνητη τιμή k, αλλά εφαρμόζεται σε όλες τις διατομές. Οι τιμές ισχύουν για τις δηλωμένες θερμοκρασιακές παραδοχές και όχι για κάθε προϊόν μόνωσης.

Λυμένο παράδειγμα

Για σφάλμα 10 kA επί 0,2 s και k = 143 A√s/mm², S ≥ 10.000 × √0,2 / 143 ≈ 31,3 mm². Η πρώτη συνήθης τυποποιημένη διατομή πάνω από το θερμικό ελάχιστο είναι 35 mm². Ο έλεγχος πίνακα ή το μηχανικό ελάχιστο μπορεί να απαιτήσει μεγαλύτερη διατομή.

Η ίδια η διατομή επηρεάζει τον συντελεστή. Για 45 kA επί 1 s σε αγωγό προστασίας PVC ομαδοποιημένο με άλλους, 45.000 / 115 = 391 mm² θα υποδείκνυαν 400 mm². Όμως πάνω από 300 mm² ισχύει k = 103, οπότε η διατομή 400 mm² χρειάζεται 45.000 / 103 = 436,9 mm² και δεν αρκεί. Επιλέγεται η επόμενη διατομή, 500 mm².

Πρακτικές παγίδες

Η ύπαρξη RCD δεν καταργεί την ανάγκη ελέγχου διαδρομής PE. Το αναμενόμενο ρεύμα μέσω PE μπορεί να διαφέρει από το τριφασικό ρεύμα βραχυκύκλωσης. Η περιοριστική δράση της διάταξης προστασίας μπορεί να απαιτεί έλεγχο διερχόμενης ενέργειας και όχι απλή προσέγγιση σταθερού ρεύματος. Επιβεβαιώστε όλες τις απαιτήσεις κατασκευαστών και εθνικών κανονισμών.

Βασικές τεχνικές εξισώσεις

Αδιαβατική διατομή

Εφαρμόζεται μόνο με τις παραπάνω τεκμηριωμένες παραδοχές.

Απλοποιημένος έλεγχος ίδιου υλικού κατά πίνακα IEC

Εφαρμόζεται μόνο με τις παραπάνω τεκμηριωμένες παραδοχές.