Zabezpieczenie zwarciowe i równanie adiabatyczne — §434
§434 — Zabezpieczenie zwarciowe i równanie adiabatyczne
Kabel poprawnie dobrany do swojego normalnego prądu roboczego (§523) nie jest przez to automatycznie odporny również na prąd zwarciowy. §434 wprowadza odrębny, dodatkowy wymóg: kabel musi wytrzymać obciążenie termiczne zwarcia aż do zadziałania zabezpieczenia — jest to inna kontrola niż obliczenie obciążalności prądowej z §523 oraz ocena selektywności z §536.
Równanie adiabatyczne
$$S = \frac{\sqrt{I^2 t}}{k}$$
- S — minimalny wymagany przekrój (mm²)
- I — prąd zwarciowy (A)
- t — czas wyłączenia (s) — równanie obowiązuje dla czasów wyłączenia do 5 sekund; przy krótszych, szybszych zwarciach zakłada się, że wydzielanie ciepła przebiega adiabatycznie (bez odprowadzania ciepła do otoczenia), stąd nazwa.
- k — stała zależna od materiału/izolacji
Współczynniki k
| Przewód/izolacja | Współczynnik k | Temperatura początkowa → maksymalna temperatura końcowa |
|---|---|---|
| Miedź / PVC | 115 | 70°C → 160°C |
| Miedź / XLPE | 143 | 90°C → 250°C |
Wartości te pochodzą z tabeli 43A (IEC 60364-5-54) i są zharmonizowane międzynarodowo — te same współczynniki k stosowane są np. również w BS 7671.
Dwie odrębne kontrole
W praktyce §434 wymaga dwóch niezależnych weryfikacji, z których obie muszą zostać spełnione:
- Kontrola termiczna kabla (powyższe równanie adiabatyczne): czy kabel wytrzyma energię I²t zwarcia bez uszkodzenia izolacji?
- Zdolność łączeniowa zabezpieczenia: czy znamionowa zdolność łączeniowa (Icu/Icn) wyłącznika nadprądowego lub bezpiecznika jest większa lub równa spodziewanemu prądowi zwarciowemu w punkcie instalacji?
Jedna kontrola nic nie mówi o drugiej: zabezpieczenie o wystarczającej zdolności łączeniowej chroni samo siebie, ale nie gwarantuje, że kabel za nim wytrzyma termicznie energię przepuszczaną — i odwrotnie.
Dlaczego jest to istotne obok §523
Kabel może być w pełni poprawnie dobrany zgodnie z tabelami obciążalności prądowej z §523 (Iz ≥ Ib, patrz przewodnik po współczynnikach korekcyjnych) i mimo to być niedostatecznie dobrany pod względem zwarcia, jeśli zabezpieczenie nadrzędne wyłącza zbyt wolno: energia przepuszczana (I²t) rośnie wraz z wydłużeniem czasu wyłączenia. §434 jest więc kontrolą dodatkową, a nie zastępującą, ponad obliczenie obciążalności prądowej.
Częste błędy
- Sprawdzanie wyłącznie §523 (prądu roboczego) i zakładanie, że gwarantuje to również odporność na zwarcie — są to dwa odrębne wymogi doboru.
- Stosowanie niewłaściwego współczynnika k — kable izolowane PVC i XLPE mają różną maksymalną temperaturę końcową, a więc inną wartość k; pomylenie ich prowadzi do zbyt małego lub zbyt dużego przekroju.
- Sprawdzanie wyłącznie zdolności łączeniowej (Icu/Icn) i pominięcie kontroli termicznej kabla — obie kontrole są wymagane, nie tylko jedna z nich.
- Ignorowanie granicy 5 sekund — przy dłuższych czasach wyłączenia założenie adiabatyczne (brak odprowadzania ciepła) przestaje być ważne i należy zastosować inną metodę obliczeniową.
Powiązane
Czytaj więcej
- §411Automatyczne wyłączanie zasilania (AUV)
- §559Doświetlanie asymilacyjne — podział na grupy, typ RCD i zabezpieczenie oświetlenia szklarniowego
- §443Ochrona przepięciowa (SPD)
- §536Rozdzielnice i selektywność między zabezpieczeniami
- NEN-EN 50549Instalacje CHP (WKK) — przyłączenie do sieci, zabezpieczenia i ochrona przeciwwyspowa
- §560Oświetlenie awaryjne i oświetlenie dróg ewakuacyjnych — §560