Minimální vzdálenosti u vn zařízení jsme kdysi uvažovali universálně X cm/1kV, ale jak je to opravdu? Znáte minimální vzdálenosti rozsahu napětí používané v ČR? A také minimální vzdálenosti mezi částmi při speciálních podmínkách?
Rozsah napětí I a jeho vzdušné vzdálenosti
V rozsahu napětí I (viz tabulka 1) vychází minimální vzdušné vzdálenosti z nepříznivého uspořádání elektrod s malým poloměrem zakřivení, a proto se pro obě izolační vzdálenosti používají jmenovité výdržné napětí atmosférického impulsu (LIWV) stejné pro izolaci fáze-fáze a fáze-zem.
Elektrická pevnost izolace určuje, zda je izolační systém schopen odolat stanovenému napětí bez průrazu, přeskoku nebo nadměrného svodového proudu. Tester elektrické pevnosti sleduje chování izolace po stanovenou dobu. Průrazné napětí označuje úroveň, při které izolace ztrácí své vlastnosti a dochází k elektrickému průrazu.
V dokumentaci zařízení se často uvádí schopnost konkrétního izolačního systému vydržet stanovenou napěťovou zkoušku. Zařízení dostupná u společnosti DACPOL zahrnují přístroje generující střídavé, stejnosměrné nebo oba typy napětí. Důležité je, že není vhodné předpokládat univerzální zkušební napětí jen na základě jednoho čísla, například 1 kV, 2,5 kV či 4 kV.
Napětí se postupně zvyšuje a udržuje po stanovenou dobu; tvar zkušebního napětí bývá sinusový o frekvenci 45-65 Hz.
Rozsah napětí II a jeho vzdušné vzdálenosti
V rozsahu napětí II (viz tabulka 2) jsou minimální vzdušné vzdálenosti stanoveny jmenovitým výdržným napětím při spínacím impulsu (SIWV). Tyto vzdálenosti velmi závisí na uspořádání elektrod.
Chování izolace se posuzuje podle toho, zda došlo k poruše či nikoliv, a při přetržení jednoho dílčího izolátorového řetězce ve vícenásobném řetězci je nutné dodržet alespoň 75 % vzdáleností z tabulek 1 a 2.
Vliv geometrii a konstrukce na zkušební napětí
Elektrická pevnost izolace se v normách často vztahuje ke schopnosti izolačního systému odolat zkušebnímu napětí. Při návrhu rozváděčů a dalších LV/ MV zařízení se berou v úvahu geometrie systému a lokální elektrická namáhání včetně přítomnosti proudových cest a nosné konstrukce.
Při návrhu proudových cest a instalaci rozváděčů je nutné řešit elektrodynamické síly, které vznikají při průtoku zkratových proudů. Tyto síly ovlivňují rozváděče nejen mechanicky, ale i elektricky, a vyžadují vhodný výběr průřezů vodičů, délky rozpětí a upevňovacích prvků.
Přepětí a jejich kategorie
Vznikají různé druhy přepětí: spínací, atmosférické, funkční a impulsní výdržné napětí. Pro zvětšení izolačních mezer lze používat konvexní drážky, které výrazně zlepšují povrchové i vzduchové vzdálenosti. Při konkávních drážkách se zvětšuje jen povrchová vzdálenost.
Zkoušky a měřicí postupy v normách
Dielektrické vlastnosti rozváděčů nízkého napětí se ověřují v souladu s PN-EN 61439-1. Zkoušky zahrnují:
- Zkoušení vzdušných vzdáleností a povrchových cest proti stanoveným přechodným přepětím.
- Zkoušení hlavních obvodů střídavým, zkušebním napětím; hodnoty 1000 V, 1500 V, 1890 V, 2000 V, 2200 V.
- Zkoušení hlavních obvodů stejnosměrným napětím; hodnoty 1415 V, 2120 V, 2670 V, 2830 V, 3110 V, 3820 V.
- Zkoušení řízení a pomocných obvodů s volitelným zkušebním napětím dle jmenovitého izolačního napětí.
- Zkoušení impedance a izolace při provozu při zkratech a testy zaručující, že izolační odpor je nad 1 kΩ/V.
Koordinace izolace a části rozváděče
PN-EN 61439-1 zavádí RDF (koeficient soudobosti) pro vyhodnocení kompatibility rozváděče a jeho zatížení. Rozváděče musí být navrženy pro určitou jmenovitou frekvenci; standardní doporučení uvádí toleranci 98 % až 102 % bez specifikace jinak.
Rozváděče nízkého napětí musí být vyrobeny z materiálů odolných proti mechanickému, tepelnému, elektrickému a povětrnostnímu namáhání. Konstrukce musí umožnit bezpečný servis a údržbu a zároveň zajistit IP ochranu a oddělení aktivních prvků.
Hydro-termické a mechanické zátěže a izolace
Materiály izolačních částí by měly být odolné vůči tepelné a ohňové zátěži, aby nedošlo ke zkratu. Teoretická pevnost izolace se ověřuje prostřednictvím zkoušek žhavé smyčky a dalších testů dle IEC 60695-2-11. Kabely musí odolávat tepelné roztažnosti a chránit izolaci proti stárnutí vlivem provozních podmínek a vibrací.
Praktické náležitosti instalace a bezpečnost
Rozváděče zahrnují ochranné kryty, které umožňují servis a zároveň zajišťují ochranu IP. Hlavní a pomocné obvody musí být izolovány a odděleny tak, aby k nim nebyl bezprostřední přístup při provozu. Přípojnice a kabely musí být voleny tak, aby odolávaly zkratovým expozicím i mechanickým namáháním a aby nebylo narušeno jejich izolační parametry v důsledku teploty a vibrací.
Ve všech rozváděčích je důležité, aby elektricky vodivé části byly vzájemně spojeny a aby uzemnění zůstalo kontinuální i při případném poškození izolace. Pokud je použito PEN vedení, musí splňovat minimální průřezy a bezpečnostní požadavky na rozvodnicích a konstrukcích.
V souvislosti s normami IEC 60664-1 a PN-EN 61439-1 se uvádějí definice základních pojmů: vzdušná vzdálenost, povrchová cesta, jmenovité napětí, přechodná přepětí a znečištění. Tyto definice pomáhají při návrhu a testování izolace rozváděčů a elektrických zařízení, aby byl zajištěn bezpečný provoz v širokém spektru podmínek.
| Parametr | Hodnota/období | Poznámka |
|---|---|---|
| ImpulseLIWV | - | Používá se pro určování minimálních vzdáleností v rozsahu I |
| SIWV | - | Používá se pro rozsah II |
| Střídavé zkušební napětí (HLAVNÍ obvody) | 1000-2200 V | Podle tabulky PN-EN 61439-1 |
| Stejnosměrné zkušební napětí (HLAVNÍ obvody) | 1415-3820 V | Podle tabulky PN-EN 61439-1 |
| Impulseční napětí pro zkoušení | 1,2/50 μs (5x pro polaritu) | Přesný postup dle normy |
tags: #izolacni #vzdalenost #zkusebni #napeti