Harmonické proudy, zatížení N a úbytek napětí
V moderních rozváděčích plných LED driverů, spínaných zdrojů, UPS a měničů často nestačí běžný výpočet úbytku napětí pro ideální sinus. Tyto zátěže deformují proud, zvyšují RMS a tlačí třetí harmonickou do nulového vodiče.
Praktický postup je nejprve spočítat běžný úbytek napětí a potom ověřit, zda harmonické mění počet proudonosných vodičů, proud v N nebo teplotu kabelu. Pro NEC jsou důležité 220.61, 310.15(C)(1), 215.2(A)(1) a 210.19(A)(1). V praxi IEC zůstává užitečnou referencí IEC 60364-5-52. NEC IEC
Proč Zátěže s Harmonickými Potřebují Samostatnou Kontrolu
Triplen harmonické se v nulovém vodiči sčítají místo toho, aby se rušily.
Vyšší RMS znamená vyšší I2R ztráty, více tepla a větší skutečný úbytek napětí.
LED, kancelářské, UPS a IT zátěže se nechovají jako motory nebo odporové okruhy.
V terénu se často řeší hlavně jistič a ampacity, ale návrh musí chránit i nulový vodič, citlivou elektroniku a budoucí rozšíření.
Normové Body pro Výpočetní List
- NEC 220.61: počítejte zatížení N realisticky.
- NEC 310.15(C)(1): ověřte, kdy se nulový vodič počítá jako proudonosný.
- NEC 215.2(A)(1) a 210.19(A)(1): mnoho projektů stále cílí asi na 3% na úsek a 5% celkem.
- IEC 60364-5-52: potvrďte způsob instalace, seskupení, okolní teplotu a přípustný úbytek dříve, než uzavřete průřez.
Plánovací Případy pro Harmonické a N
Jde o plánovací čísla, ne náhradu za měřený RMS proud, data THDi nebo finální kontrolu.
| Scénář | Vzor zátěže | Kontrola vodiče | Poznámka |
|---|---|---|---|
| LED rozvaděč open office | 120/208V 3f, 45 m, 40A základní proud + asi 30A 3. harmonické na fázi | 1 AWG Cu fáze, 1/0 Cu N; úbytek fáze asi 2,0% | N může vidět asi 90A. |
| UPS nebo IT panel | 120/208V 3f, 30 m, 80A linkový proud s vysokou nelinearitou | 3/0 Cu na fázi i N; úbytek fáze asi 1,4% | I když fáze vypadá dobře, teplota N a derating mohou rozhodnout. |
| Kancelářské patro 400/230V | 50 m, 63A na fázi a asi 25A 3. harmonické na fázi | 25 mm2 Cu fáze, 35 mm2 Cu N; úbytek fáze asi 1,7% | Často je lepší zvětšit jen N. |
| Jednofázový panel elektroniky | 230V, 35 m, 32A s mnoha spínanými zdroji | 10 mm2 Cu; sinusový úbytek asi 1,8% | Při deformovaném průběhu je reálná rezerva menší. |
Praktické Příklady s Čísly
Smíšený panel LED a zásuvek
Jestliže každá fáze nese asi 40A základního proudu a dalších 30A 3. harmonické z LED driverů a elektronických zdrojů, čistý třífázový výpočet může vypadat přijatelně. Přesto se N může přiblížit 90A. Proto je nutné zkontrolovat N, trubku i oteplení samostatně.
Panel 120/208V s UPS, 80A, 30 m
Měděný přívod 3/0 může ukázat jen asi 1,4% úbytek na fázi. To zní pohodlně. Pokud ale harmonické drží N blízko proudu fáze a trasa se hřeje, praktická rezerva se zmenšuje. Zde jsou důležitá měření RMS a data výrobce.
Kancelářské patro 400/230V, 63A, 50 m
S fázemi 25 mm2 Cu je úbytek na fázi kolem 1,7%. Pokud každá fáze nese i asi 25A 3. harmonické, může se N blížit 75A. V takovém případě bývá čistší zvětšit jen N na 35 mm2.
Checklist před Schválením Konečného Kabelu
- Používejte měřený RMS nebo THDi data, když panel napájí LED, UPS, racky nebo mnoho spínaných zdrojů.
- Kontrolujte N samostatně, i když panel vypadá vyváženě.
- Úbytek napětí, derating, seskupení a okolní teplotu berte jako jeden problém.
- Porovnejte výsledek kalkulačky se skutečným průběhem ještě před objednáním materiálu.
- Pokud elektronická zátěž poroste, nechte rezervu v N i v úbytku už teď.
Použijte Kalkulačku a Pak Zkontrolujte Průběh
Spusťte AC kalkulačku se skutečnou délkou, průřezem a RMS proudem a pak porovnejte výsledek s harmonickými, proudem v N a deratingem.
Start Calculating
Ready to apply these concepts to your project? Use our professional voltage drop calculator.
Open Calculator