přeskočit na hlavní obsah

Lustr zapojený na tři fáze

/up/images/featured/images/0-luster3fazy.jpg

Při rekonstrukci osvětlení sálu a jeviště kulturního domu bylo požadováno ponechat osvětlení sálu centrálním stropním svítidlem –lustrem, přestože z nynějšího hlediska by bylo vhodné zvolit k osvětlení jiné, úspornější zdroje světla. Kulturní dům postavili občané svépomocí koncem padesátých let minulého století. Z té doby pochází i zmíněný lustr s 28 žárovkami. K jeho zapínání byla na jevišti rozvodná skříň o rozměru 50 × 50 cm. Lustr se zapínal vypínačem přes soustavu pojistek a třífázový stykač s využitím jedné fáze. Lustr již prošel rekonstrukcí.

Elektroinstalace lustru

Lustr má jedno středové svítidlo o výkonu 60 W, vnitřní kruh s devíti žárovkami po 100 W a vnější kruh s osmnácti žárovkami také po 100 W. Jeho celkový příkon je 2 760 W. Příkon tohoto lustru byl v době rekonstrukce stejný jako příkon veřejného osvětlení v obci. Velký příkon lustru měl mnohé nedostatky, proto jsem se rozhodl pro třífázové napájení, laik by řekl na 400 V.

Nevýhody jednofázového napájení byly tyto:
- velký proud až 12 A, to je dvakrát více, než je jmenovitý proud běžného instalačního vypínače,
- velký úbytek napětí na vedení, daný velkým příkonem, a tím velký pokles světelného toku,
- možný výpadek světla při zkratu v jedné žárovce, což je častá závada při zapínání žárovek,
- nemožnost řídit světelný tok lustru,
- velký příkon způsoboval nesymetrii v zapojení instalace a velký proud v nulovém vodiči,
- složité zapínací zařízení, ovládání pouze z jeviště.

Přívod k lustru byl veden kabelem Al 4 mm2 v délce 20 m. Změřená impedance proudové smyčky napájející lustr měla hodnotu 0,9 ?, z toho impedance fázového vodiče 0,5 ? a nulového vodiče 0,4 ?. Impedance hliníkového kabelu v délce 20 m o průřezu 4 mm2je 0,285 ?. To znamená, že při proudu 12 A vznikl úbytek napětí v lustru:

?U = (0,9 + 0,285) × 12 = 14 (V; ?, A)

Takový úbytek napětí, popř. i s nevhodně volenými žárovkami, např. při použití žárovek na jmenovité napětí 240 V, způsobí při poklesu napětí na žárovkách o 10 % pokles světelného toku o 30 %. Aby bylo zároveň možné regulovat intenzitu osvětlení, byl lustr nově zapojen tak, že ho lze zapínat po částech (obr.). Bylo zvoleno symetrické zapojení. Vnitřní okruh s 9 + 1 žárovkou tvoří jednu třetinu lustru. Zbývající část, vnější kruh s osmnácti žárovkami, je rozdělena na dvě poloviny (9 + 9 žárovek), a to tak, že žárovky jsou zapojeny ob jednu na stejnou fázi. Lustr je zapojen do pětipólové přívodní svorkovnice: PE, N, L1, L2, L3. Přívod je kabelem CYKY 5× 1,5 mm2. Rozdělení příkonu na třetiny umožňuje zapínání běžným spínačem. Z jeviště se lustr ovládá třemi spínači. Prostředním spínačem, na schématu zapojeným ve fázi L2, se zapne vnitřní okruh, a to buď z jeviště, nebo od vchodových dveří do sálu. Spínač je prosvětlen signalizační doutnavkou, má kryt s průzorem. Přívod pro lustr je jištěn jističi se jmenovitou hodnotou 6 A, s vypínací charakteristikou B. Rozdělením výkonu do tří fází se zmenší proud v každé fázi na třetinu původní hodnoty, tím se sníží i úbytek napětí na třetinu. Je-li zapnuta jedna třetina lustru, úbytek napětí na lustru je:

?U = (0,5 + 0,4 + 0,238 + 0,238) × 4 = 5,5          (V; ?, A)
Je-li zapnutý celý lustr, odpadá úbytek napětí na nulovém vodiči a uplatňuje se pouze ztráta na fázovém vodiči:

?U = (0,5 + 0,238) × 4 = 2,9          (V; ?, A)

Velký počet žárovek v jedné fázi (před rekonstrukcí všech 28 žárovek v celém lustru) způsobuje proudový náraz. Odpor vlákna žárovky má při teplotě 20 oC asi třináctkrát menší hodnotu než při provozní teplotě, což lze změřit ohmmetrem. Proud se na jmenovitou hodnotu ustálí během několika period. Tento náraz může způsobit výpadek jističe, je-li jeho proud shodný s proudem žárovek. Řešením je použít jistič s větší proudovou hodnotou, popř. jistič s charakteristikou C nebo D. Tento postup však není vhodný tam, kde je hlavní jistič svou proudovou hodnotou blízký jističi spotřebiče. Protože v původním zapojení lustru byly použity pojistky s velkou proudovou hodnotou a hlavní jistič měl rovněž velkou hodnotu, neomezoval nárazový proud lustru jeho provoz. Zřejmě by pro jednofázově zapojený lustr musel být použit jistič 16 nebo 20 A, což v běžné instalaci není vhodné.

Je-li uvažován proudový náraz, tento mohl při jednofázovém zapojení dosáhnout hodnoty:

I = 230/(0,5 + 0,4 + 0,285 + 1,47) = 86          (A; V, ?)

Nárazový proud při třífázovém zapojení pak bude:

I = 230/(0,5 + 0,4 + 0,476 + 4,2) = 41          (A; V, ?)

Při zapínání žárovek často dochází vlivem velkého nárůstu proudu k přerušení vlákna žárovky v jeho nejslabším místě a vlivem ionizace ke vzniku oblouku. Tím skokem vzroste proud v obvodu, v důsledku čehož vybaví jistič. V daném případě by tento proud dosáhl hodnoty přibližně 150 A, neboť činný odpor oblouku je jen několik desetin ohmu. Tento proud je blízký proudu zkratovému, který by mohl vzniknout např. v objímce.

Zhodnocení zapojení

Třífázové zapojení, protože využívá všechny fázové vodiče, má vždy menší úbytek napětí, a tím i ztráty. Nemá tedy smysl příliš zvětšovat průřez přívodního vedení. V daném objektu byla po přístavbě předsálí na počátku 70. let dvacátého století zřízena částečně nová elektroinstalace. Od HDS po elektroměr byl použit kabel AYKY 4× 35 mm2, v ulici je vzdušná síť 50 mm2a přípojka je provedena závěsným kabelem AYKYz 4× 16 mm2. Zesílený přívod od HDS po elektroměr je v podstatě o 100 % předimenzován, ale ztráty na vedení tím nepoklesly na polovinu. Třífázovému zapojení dávám vždy přednost.

Obr. Schéma zapojení lustru do tří fází

František Majda, elektrotechnik, Popovice u Kroměříže

převzato s časopisu Elektro­­ 

Líbil se vám článek?

ano: 235     ne: 328

Doporuč


 

Poslat známému


logo © 2007 4-INDUSTRY, s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Ochrana údajů –  Podmínky při poskytování služeb