Aktuální vydání

celé číslo

12

2021

Automatizace v chemickém a petrochemickém průmyslu

Průtokoměry a regulační ventily

celé číslo

Standardizace – kouzelné slovo pro bezporuchový provoz elektrických zařízení?

Vyskytne-li se porucha řízeného procesu, řídicí systém se to zpravidla prostřednictvím snímačů brzy dozví a buď poruchu sám odstraní, nebo ji ohlásí operátorovi. Akce, která při poruše proběhne, je tedy předem dána. Jestliže však nastane elektrická porucha přímo v řídicím systému umístěném v rozváděči, řídicí systém na to nemusí být schopen zareagovat, mohou vzniknout další škody a může dojít k časově a finančně náročné odstávce řízeného procesu. Pro zlepšení ochrany osob a zařízení je určena norma ČSN EN 61439. Mnoho jejích požadavků přitom lze jednoduše splnit tím, že se použijí již osvědčené a certifikované komponenty.

 
Dne 1. listopadu 2014 vypršela platnost ČSN EN 60439-1 a od té doby už jsou platné výhradně normy ČSN EN 61439-1 ed. 2 Rozváděče nízkého napětí – Část 1: Všeobecná ustanovení a ČSN EN 61439-2 ed. 2 Rozváděče nízkého napětí – Část 2: Výkonové rozváděče. Tyto normy se vztahují na všechny rozváděče obsahující spínací a řídicí prvky, rozváděče vysokého napětí a rozváděče pro distribuci elektřiny v budovách, ale také na rozváděče s technikou určenou k řízení provozu strojů a strojních zařízení, kde je třeba brát v úvahu také normu ČSN EN 60204.
 
Cílem souboru nových norem ČSN EN 61439 je vyrábět spolehlivější a bezpečnější rozváděče. Dalším cílem je jednoznačně popsat přípustné a jmenovité hodnoty každého obvodu rozváděče, a to jak pro uživatele, provozovatele a projektanty, tak také pro výrobce rozváděčů.
 

Novinky v souboru norem ČSN EN 61439

Soubor norem ČSN EN 61439 zavádí místo označení „typově zkoušené rozváděče“ a „částečně typově zkoušené rozváděče“ (TSK a PTSK) a místo protokolu o typové zkoušce pojem ověřování návrhu. Pro potvrzení správné výroby a vyloučení vad materiálů je pro každý vyrobený rozváděč vystavováno místo „kusové zkoušky“ „kusové ověření“. Ověření návrhu je vydáváno jen pro referenční rozváděč a je možné je realizovat zkouškou, hodnocením nebo strukturovaným srovnáním s referenčním návrhem (sériová výroba). Ověření návrhu se skládá z třinácti jednotlivých ověřování. Některá z ověřování prokazují vzájemnou funkci různých částí zařízení. Například ověřování zkratové odolnosti ochranného obvodu je zkouška ochranného obvodu v rozváděčové skříni. Ověření samotného ochranného vodiče je pro toto ověření nedostatečné. Také převzetí zkoušky pro jiné výrobky není možné. Rovněž ověřování zkratové odolnosti přípojnicového systému včetně mechanických upevňovacích konstrukcí lze provést pouze ve spojení s rozváděčovou skříní. Právě při zkratu vzniká magnetické pole, které má velký vliv na skříň rozváděče a na jeho konstrukční části a může vést k poškození samotné konstrukce. Tento vliv, zvláště při velkých zkratových proudech, lze zjistit pouze zkouškou.
 

Ověřování návrhu pro rozváděče s řídicími a spínacími prvky

Jsou-li rozváděče pro řídicí a spínací prvky vyráběny s použitím ověřené stavebnice, např. Rittal Ri4Power, lze využít osvědčené skříně TS 8 a spolehlivé komponenty přípojnicového systému. Stavebnice Rittal Ri4Power má požadovaná ověření, která musí původní výrobce předložit pro ověření návrhu. Avšak mnoho rozváděčů pro řídicí a spínací techniku je naprosto individuálních a není možné je vyrobit pomocí nějaké stavebnice. Ale i pro tato individuální zařízení je vyžadováno ověřování návrhu. Rovněž zde je standardizace kouzelné slovo, které každému výrobci rozváděčů pro řídicí a spínací prvky usnadní plnění požadavků normy. Standardizované a ověřené komponenty usnadňují splnění požadavků normy při zachování vysoké míry flexibility. Avšak je třeba si uvědomit, že požadavky na celý rozváděč nelze ověřovat zkouškami jednotlivých komponent, ale je nutné ověřovat jejich kombinace. Například zkratová odolnost přípojnicového systému musí být ověřována v rozváděčové skříni, tj. včetně mechanických upevňovacích součástí. Také funkce ochranného obvodu musí být ověřována v kombinaci rozváděčové skříně s přípojnicí ochranného vodiče.
 
Při použití rozváděčové stavebnice Rittal lze některá ověření doložit zcela jednoduše. Jednotlivá ověřování pro mechanickou pevnost materiálů a částí byly společností Rittal doloženy a jsou pro výrobce rozváděčů k dispozici. Právě tak ověření stupně krytí, vzdušných vzdáleností, povrchových cest a také ověření funkce ochranného obvodu jsou pro komponenty stavebnice Rittal k dispozici.
 
Výrobce rozváděče musí ověřovat i vestavění spínacích přístrojů, vnitřních elektrických obvodů, spojů a svorek pro vnější vodiče. Společnost Rittal však i pro tato ověřování předem připravila kontrolní seznamy, které jsou pro výrobce rozváděčů průvodci ověřováním a celý proces velmi usnadňují.
 
Dielektrické vlastnosti použitých komponent musí být ověřovány zkouškou výdržného napětí při průmyslovém kmitočtu. Toto ověření je též na bedrech výrobce rozváděče. Pro ověření odolnosti proti impulznímu výdržnému napětí lze převzít zkoušku stavebnicového příslušenství skříní společnosti Rittal.
 
Pro ověření zkratové odolnosti lze také převzít zkoušku provedenu firmou Rittal, a to za předpokladu, že jsou použity přípojnice a skříně Rittal.
 
Elektromagnetickou kompatibilitu lze rovněž ověřit relativně snadno tím, že je zařízení vybaveno odpovídajícími přístroji ověřenými výrobcem. Proto pak nejsou zapotřebí nákladné zkoušky.
 
Ověření mechanické funkce je vyžadováno pouze v případě, mají-li řídicí a spínací prvky v rozváděči určitou zvláštní funkci. Mechanická funkce přístrojů, např. výsuv výkonového jističe, se nezkouší, protože byla již ověřena výrobcem přístroje.
 

Ověřování oteplení

Ověřování meze oteplení je často vzhledem k naprosto individuálním konstrukcím zařízení tím nejnáročnějším procesem. Pro rozváděče se jmenovitým proudem přesahujícím 1 600 A je k dispozici jako přípustná metoda ověřování pouze zkouška nebo odvození jmenovitých hodnot pro podobné varianty rozváděče. Také zde je vhodné použít ověřenou stavebnici Rittal Ri4Power, protože jinak je nutné investovat do vlastní zkoušky. U rozváděčů do 1 600 A jsou použitelné dvě dále uvedené metody ověřování.
 

Metoda výpočtu pro rozváděče s řídicími a spínacími prvky do 630 A

Jednodušší metoda výpočtu je pro rozváděče do 630 A, které jsou umístěny v jedné skříni. Aby bylo možné tuto metodu použít, je nutné již při vypracovávání návrhu zařízení dodržet některé body jmenované normou. Sčítají se výkonové ztráty všech použitých přístrojů, výkonové ztráty přípojnic včetně všech případně použitých adaptérů (RiLine 60) a také výkonové ztráty hlavního vodiče obvodu až ke svorkám. Výbornou pomocí je zde software Power Engineering od společnosti Rittal, s jehož pomocí lze vypočítat ztrátový výkon. Pak je od zjištěného celkového ztrátového výkonu odečten ztrátový výkon odevzdaný prostupem skříně, popř. ztrátový výkon odebraný instalovanou klimatizační jednotkou. Následně je tedy vypočítána skutečná teplota uvnitř skříně a je ověřeno, že žádný přístroj není provozován za nepřípustných tepelných podmínek. Tím je ověření hotovo. Také zde má Rittal nástroj pro zjednodušení výpočtu. Software Rittal Therm umožňuje vybrat odpovídající klimatizační jednotku a rovněž vypočítá teplotu (zvýšení teploty) uvnitř skříně.
 

Metoda výpočtu pro rozváděče se spínacími a řídicími prvky do 1 600 A

Náročnější je metoda výpočtu pro rozváděče se spínacími a řídicími prvky do 1 600 A. V tomto případě je možné zařízení umístit do několika skříní zapojených do řady. I zde je nutné dodržet již při návrhu zařízení body jmenované normou.
 
Také v tomto případě pomůže software Power Engineering od společnosti Rittal. Na rozdíl od metody výpočtu pro proudy do
630 A jsou sledovány teploty v různých částech rozváděče.
 

Kompletní ověření rozváděče

Kompletní ověření se skládá z krycího listu, ověření návrhu a kusového ověření. Krycí list zahrnuje jmenovité hodnoty a podmínky využití příslušného rozváděče nebo řídicího systému v rozváděči. Ověření návrhu musí pro každé dílčí ověřování uvádět zvolenou metodu ověření, ověřovací kritéria, číslo zkušebního protokolu nebo číslo jiné zprávy či výpočtu. Tento dokument se předkládá společně s kusovým ověřením a další dokumentací. Není třeba předávat podrobné protokoly o zkouškách nebo výpočtech, avšak ty mohou být kontrolovány dozorovým orgánem.
 

Obecně k normě ČSN EN 61439

Nová norma ČSN EN 61439 jasněji definuje parametry rozváděče, které byly dohodnuty mezi uživatelem a výrobcem rozváděče. Obě strany tak mají možnost transparentně posoudit a zdokumentovat parametry zařízení. Použití nové normy se co do pracnosti nijak významně neliší od provádění typových a částečných typových zkoušek, které předepisovala předchozí norma. Způsob výpočtu oteplení v systémech do 1 600 A zůstává nezměněn. Pro systémy do 630 A byla metodika dokonce zjednodušena. Norma ČSN EN 61439 provede výrobce strukturovaným způsobem až k vytvoření požadovaného ověření. Výrobce, který správně použije novou normu, může jednoznačně prokázat, že jsou jeho výrobky pro uživatele bezpečné a spolehlivé.
 

Leoš Blažek, Product Manager, Rittal