Vedení kabelů, ať už se jedná o napájení střídavým proudem (AC) nebo stejnosměrným proudem (DC), s sebou nese řadu výzev, mezi něž patří i elektromagnetická indukce. Tento jev může mít významný dopad na funkčnost a bezpečnost systémů, zejména pokud jsou různé typy kabelů vedeny v těsné blízkosti. Článek se zaměřuje na problematiku indukce v nestíněných vícežilových kabelech, řešení úbytků napětí a bezpečnostní aspekty vedení kabelů v blízkosti hromosvodů.
Vliv indukce v nestíněných vícežilových kabelech
Problém indukce se projevuje například u nestíněného vícežilového kabelu, kde jsou zapojena dvě čidla a termostat spíná jeden okruh (fáze 220V). Při sepnutí termostatu se na panelu řídící jednotky mohou měnit hodnoty skokově o 2-4 °C. V takovém kabelu, který má například 12 žil a je využíváno pouze 6, může docházet k nežádoucímu ovlivňování signálů.
Pokusy o řešení kondenzátorem mezi vodiči se často ukážou jako neúčinné. Základem problému je elektromagnetická indukce mezi AC a DC kabely, a otázka vhodné vzdálenosti pro jejich vedení je klíčová. Často se diskutuje, zda je lepší vést je odděleně. Datařina je jasná, malé proudy, vysoké kmitočty, to musí jinudy.
Úbytky napětí a volba průřezu kabelu
Další důležitou oblastí je minimalizace úbytku napětí, zvláště u 12V DC rozvodů s vysokým proudem, například 25A. Pro dlouhé vzdálenosti je nutné zvolit dostatečně velký průřez kabelu. Zkušenosti ukazují, že i na vzdálenost cca 15m může u průřezu 2,5mm2 dojít k výrazným úbytkům napětí, což se projevuje například podpěťovou signalizací u měniče již při odběru 5-6 ampér. Pro 25A se proto doporučuje průřez minimálně 10 mm2. Obecně se v silnoproudu řeší 6A=1mm2, jenže tam netřeba řešit úbytky.
Diskuze se také věnuje otázce, zda je rozdíl v průřezu lankového a pevného kabelu. Průřez je stejný pro stejný proud, tzn. 10mm2 pro 25A lankového i pevného. Je zřejmé, že s lankovým je snazší manipulace a lépe se ohne, nicméně teoreticky by tam mohlo být te medi při stejném průřezu o něco méně u lankového.
Čtěte také: Jak vybrat pracovní desku pro indukční varnou desku
Problematika úbytku napětí je zvláště kritická u vedení od solárních panelů k regulátoru, zejména pokud je regulátor hodně vzdálen od panelů. V takovém případě mohou ztrátové výkony dosahovat až téměř 30 %. Řešením může být přepojení panelů do série, zvýšení napětí a použití MPPT regulátoru, který si s vyšším napětím poradí. Tím se ztrátový výkon může snížit na pouhá 2 %.
Ztráty jsou hodně vysoké, ale zajímalo by mě, jak je na tom bezpečnostní hledisko? Předpokládám, že se vodič zahřívá, ale doufám, že je to bezpečné. Navíc počítáme s maximálním výkonem, který je jen občas. Cenově bych řekl, že to vyjde nastejno. Problémem je ale výměna vodiče, protože jde přes půl bytu a od dob, kdy jsme jej instaloval, už vznikla řada skříní a nábytku. Z druhé strany vidím výhodu MPPT, která umožní cca o 30 % větší výtěžnost. Přepojit na střeše do série a v bytě osadit MPPT regulátor?
Při velkých úbytcích napětí hrozí, že se vodič bude zahřívat, nicméně míra zahřívání závisí na skutečném proudu, který se často liší od tabulkové hodnoty panelu za laboratorních podmínek.
Kalkulačky jsou fasa, nicméně pokud někdo musí tahat DC od panelů na desítky metrů, musí zkrátka spáchat kompromis a počítat se ztrátami v řádech desítek W. Při 36 metrech a 35mm průřezu je kabel příšerně tlustý, spojovat jej s čímkoliv jakkoliv je práce hodná zámečníka. Taky byl děsně drahý. Až si pořídím MPPT, bude to samozřejmě lepší. Důležité je také vědět, zda délka, kterou zadáte do vstupu té kalkulačky, nemá být krát 2 (délka kladného a záporného pólu), tedy zadávat délku obvodu, ne délku kabelové cesty.
Tabulka: Porovnání sériového a paralelního zapojení solárních panelů
| Zapojení | Napětí (V) | Průřez (mm²) | Výkon (W) | Délka vodiče (m) | Ztrátový výkon (%) |
|---|---|---|---|---|---|
| Paralelní | 18 | 6 | 560 (4x140) | 30 | 29,80 |
| Sériové | 72 | 6 | 560 (4x140) | 30 | 1,86 |
Elektromagnetická indukce a hromosvody
Vedení kabelů od solárních panelů v blízkosti hromosvodu na střeše s betonovými taškami a plechovými lištami představuje další riziko indukce a je důležité zajistit bezpečné vedení kabelů, aby nedošlo k poškození nebo riziku při úderu blesku. Důležitá je vzdálenost kabelů od uzemněného plechu a správná instalace pro úspěšnou revizi a minimalizaci indukovaných přepětí.
Čtěte také: Použití betonových chrániček
Hrozí zde dvě hlavní věci:
- Přímý úder do vedení: Pokud bude vedení nad vodorovným/šikmým svodem LPS, je to méně pravděpodobná varianta, ale je třeba vzít v úvahu, zda je toto riziko reálné (ověřit například metodou valivé koule).
- Indukce: Svedený atmosférický výboj naindukuje velké napětí v tom vedení. To bohužel nemá žádné jednoduché všespásné řešení, takže se používá spousta částečných řešení.
Řešení zahrnují:
- Vedení v bezpečné vzdálenosti od uzemněného plechu.
- Použití speciálních chrániček, kovových trubek.
- Dodatečné zemnící prvky.
- Vedení kritické části vedení v dobře uzemněné kovové trubce.
- Přepěťové ochrany.
- Další svody LPS do země (sníží se proud protékající konkrétním svodem).
- Přidání dalších zemnících tyčí na opačné straně domu, aby se snížil odpor do země tamtudy.
Pokud se kabely vedou poslední 2m po opechované části střechy v železné trubce pevně spojené s LPS, sníží se riziko, ale nebude zcela bezpečné. Důležité je držet se s kabely co nejdále od svodů LPS a nepouštět paralelní trasy. Pri úderu proud pak bude indukovat napětí do vedení. Celé je to o statistice a pravděpodobnosti. To, že se něco vymyslí nebo spočítá, neznamená, že to bude v pořádku. Vždy se počítá s nějakým bleskem určitých parametrů, ale neznamená to, že nepřiletí pořádný macek.
Pro zajištění bezpečnosti je vhodné pozvat si na konzultaci odborníka, který navrhne konkrétní řešení pro danou situaci. Cílem by mělo být minimalizovat riziko požáru a škod, nikoli jen "projít revizí".
Řešení problémů s indukcí
Pokud zdroj (pravděpodobně kapacitní vazbou) propouští do výstupu nepříjemný proud ze sítě a přívod 12V do kliky není od kliky samotné dostatečně izolovaný (na 4 kV), v prostředí občas mokrém, není to právě dobré. Předpokládám, že jste použil ChinaExport zdroje značky LevnějšíNežNejlevnější, a že na nich není označení pro SELV. Existují tři způsoby řešení:
Čtěte také: Spolehlivé upevnění kabelů
- Bastlířský: Existující problém zamaskovat a další problém, o kterém zjevně ještě nevíte, neřešit. Podrobnosti tohoto "řešení" zde nebudou rozváděny.
- Předat problém odborníkovi: Ten posoudí aspekty ochrany před nebezpečným dotykovým napětím v nebezpečných prostorách a kvality použitých zdrojů. Ten navrhne odpovídající opatření (oddělovací bezpečnostní trafa, uzemnění dveří a klik, výměnu zdrojů...).
- Najít si zdroj 12V DC od důvěryhodného výrobce a nesoucí označení SELV (Secure Extra Low Voltage): Vyzkoušet a pak všechny vyměnit.
tags: #indukce #v #kabelu #v #zlabu #problematika