Porovnáváte dva jističe MCCB se shodnými jmenovitými proudy – oba jsou 100A, třípólové. Ale specifikace napětí se liší: jeden uvádí “Ue 400V, Ui 690V, Uimp 8kV”, zatímco druhý uvádí “Ue 690V, Ui 800V, Uimp 6kV”. Který z nich se hodí pro váš 400V třífázový systém? Můžete bezpečně použít první jistič, i když jeho Ue odpovídá napětí vašeho systému, ale Uimp je odlišné?
Tyto tři parametry napětí – Ue, Ui a Uimp – se objevují v každém datovém listu elektrického zařízení od MCCB a stykače na relé a svorkovnice. Ale zmatení ohledně toho, co vlastně znamenají, vede k nedostatečně specifikovanému zařízení, které předčasně selhává, k nadměrně specifikovaným komponentám, které plýtvají rozpočtem, a k problémům s dodržováním předpisů během schvalování projektu.
Problém není jen ve čtení tří čísel. Každá jmenovitá hodnota testuje jiné elektrické namáhání: ustálený provoz, integritu izolace a odolnost proti přechodnému přepětí. Řídí se různými normami IEC, ověřují se různými testovacími postupy a slouží odlišným rolím při výběru zařízení. Považovat je za zaměnitelné – nebo ještě hůře, ignorovat dva z nich – vytváří skutečná bezpečnostní a spolehlivostní rizika.
Tato příručka přesně dekóduje všechny tři jmenovité hodnoty napětí. Dozvíte se přesně, co Ue, Ui a Uimp měří, které testy IEC ověřují každý parametr, jak souvisejí s normami pro koordinaci izolace, a co je nejdůležitější – která jmenovitá hodnota je důležitá pro které rozhodnutí o specifikaci. Na konci budete číst datové listy zařízení s jistotou a vybírat komponenty, které odpovídají jak napětí vašeho systému, tak kompletnímu profilu elektrického namáhání, kterému vaše instalace čelí.
Co je Ue (jmenovité provozní napětí)?
Ue (příliš mnoho zařízení) nebo jmenovité provozní napětí– napětí, při kterém je elektrické zařízení navrženo pro provoz za normálních, nerušených podmínek. Toto je číslo, které při výběru porovnáváte se jmenovitým napětím vašeho systému MCCB, stykačů, relé nebo jiných ovládacích zařízení.
V terminologii IEC 60947 definuje Ue napěťovou doménu aplikace zařízení. Funguje ve spojení se dvěma dalšími kritickými parametry: Ie (jmenovitý provozní proud) a kategorie využití (jako AC-3 pro motory nebo AC-23 pro smíšené zátěže). Společně tyto tři specifikace popisují obálku provozního výkonu zařízení.
Co Ue vlastně testuje
Ue neodpovídá specifickému samostatnému testovacímu napětí. Místo toho stanovuje referenční napětí pro testování výkonu:
- Testy provozní životnosti: Zařízení musí dokončit jmenovité provozní cykly (zapínání a vypínání jmenovitého proudu) při Ue bez selhání
- Ověření nárůstu teploty: Při jmenovitém proudu a provozním napětí musí teploty zařízení zůstat v mezích
- Koordinace výkonu: Výrobci deklarují schopnost spínání proudu, zkratový výkon a koordinační data při specifických hodnotách Ue
Pro stykač se jmenovitým Ue 400V AC-3 s Ie 95A to znamená, že byl testován na spínání indukčních motorových zátěží 95A při 400V pro svou deklarovanou mechanickou a elektrickou životnost.
Typické hodnoty Ue pro průmyslové zařízení
Standardní jmenovité hodnoty Ue se řídí běžnými systémovými napětími:
- 230V / 240V AC: Jednofázové evropské a mezinárodní systémy
- 400V / 415V AC: Třífázové evropské, asijské a mnoho průmyslových systémů
- 480V AC: Severoamerické třífázové průmyslové systémy
- 690 V AC: Vysokonapěťové průmyslové aplikace, důlní zařízení
- 24V / 48V / 110V DC: Řídicí obvody, automatizační systémy, instalace s bateriovým zálohováním
Vybíráte zařízení, kde se deklarované Ue shoduje nebo překračuje jmenovité napětí vašeho systému. Zařízení se jmenovitým Ue 690V může pracovat v 400V systému (je pro napětí předimenzované), ale zařízení se jmenovitým Ue 230V nelze použít v 400V aplikaci – je poddimenzované.
Vztah Ue-Ie-Kategorie
Ue nikdy neexistuje izolovaně. Jistič MCCB může vykazovat Ue 400V s více jmenovitými hodnotami Ie (40A, 63A, 100A) v závislosti na velikosti rámu a nastavení tepelné spouště. Stykač může uvádět různé hodnoty Ie při různých úrovních Ue – například Ie 95A při Ue 400V, ale pouze Ie 80A při Ue 690V, protože vyšší napětí namáhá kontakty během přerušení oblouku.
Vždy ověřte všechny tři specifikace. Zařízení dimenzované pro vaše napětí, ale se špatnou kategorií použití, může selhat, i když se Ue perfektně shoduje.
Co je Ui (jmenovité izolační napětí)?
Ui (příliš mnoho zařízení) nebo jmenovité izolační napětí– napěťová reference použitá k určení úrovní dielektrických zkoušek a minimálních povrchových cest. Na rozdíl od Ue (které popisuje provozní výkon) definuje Ui izolační schopnost zařízení. Není to přípustné provozní napětí; je to návrhová reference, která zajišťuje dostatečnou pevnost izolace.
Základní pravidlo: Ue nikdy nesmí překročit Ui. Datové listy zařízení tento vztah explicitně ukazují – stykač se jmenovitým Ue 400V bude typicky vykazovat Ui 690V nebo 800V, což znamená, že může pracovat při jakémkoli napětí do 400V při zachování izolace navržené pro úrovně namáhání 690V nebo 800V.
Co Ui vlastně testuje: Dielektrická pevnost
Ui určuje dielektrickou zkoušku výdržnosti střídavého napětí o průmyslové frekvenci napětí. Tato zkouška ověřuje, že izolace vydrží trvalé elektrické namáhání bez poruchy:
- Zkušební napětí: Typicky 2 × Ui + 1000V pro zařízení s Ui ≤ 690V (podle IEC 60947-1)
- Doba trvání testu: 60 sekund (1 minuta trvalého střídavého napětí)
- Zkušební frekvence: 50 Hz nebo 60 Hz AC (průmyslová frekvence)
- Kritéria úspěšnosti: Žádný rušivý výboj, žádný průraz, povrchový proud v rámci stanovených limitů
Například svorkovnice se jmenovitým Ui 690V podléhají dielektrické zkoušce přibližně 2 380V AC po dobu jedné minuty. To simuluje roky stárnutí a namáhání izolace zhuštěné do jedné řízené zkoušky.
Proč Ui překračuje Ue: Bezpečnostní rezerva
Elektrické zařízení zažívá napěťové namáhání nad jmenovité úrovně:
- Přechodná přepětí: Spínací přepětí, operace s kondenzátorovými bateriemi
- Kolísání napětí systému: Kolísání sítě, problémy s regulací generátoru
- Stárnutí izolace: Vlhkost, kontaminace, tepelné cyklování časem zhoršují izolaci
- Bezpečnostní rezerva: Normy IEC vyžadují izolaci navrženou pro vyšší namáhání, než je provozní napětí
Systém 400 V zřídka kdy trvale vykazuje přesně 400 V. Napětí se může za normálních podmínek pohybovat v rozmezí ±10 %, a přechodné jevy jej mohou ještě zvýšit. Specifikace zařízení s Ui podstatně vyšším než Ue zajišťuje integritu izolace po celou dobu životnosti zařízení.
Požadavky na Ui a povrchovou vzdálenost
Ui přímo určuje minimální povrchové vzdálenosti—nejkratší vzdálenost mezi vodivými částmi měřená po izolačním povrchu. Tabulky v normě IEC 60664-1 specifikují požadovanou povrchovou vzdálenost na základě:
- Jmenovité izolační napětí (Ui)
- Stupeň znečištění (úrovně znečištění: čisté, normální, vodivé)
- Skupiny izolačního materiálu (odolnost proti plazivým proudům: I, II, IIIa, IIIb)
Vyšší Ui vyžaduje větší povrchovou vzdálenost. Svorkovnice pro Ui 1000 V potřebují výrazně větší rozestupy než svorkovnice s Ui 400 V, i když obě pracují ve stejném systému 400 V. To ovlivňuje fyzickou velikost a hustotu svorek.
Běžné hodnoty Ui
Standardní jmenovité hodnoty Ui pro nízkonapěťová zařízení:
- 300 V: Lehká řídicí zařízení, aplikace s nižším napětím
- 500 V / 690 V: Nejběžnější pro průmyslové MCCB, stykače, relé v systémech 400 V / 480 V
- 800 V / 1000 V: Vyšší izolace pro náročné aplikace, rozšířený rozsah napětí
Vždy ověřte, zda vybrané zařízení vykazuje Ui ≥ vaše maximální očekávané systémové napětí. Pro systém 480 V poskytuje výběr komponent s Ui 500 V minimální rezervu; Ui 690 V nebo 800 V nabízí lepší dlouhodobou spolehlivost.
Co je Uimp (jmenovité impulzní výdržné napětí)?
Uimp (příliš mnoho zařízení) nebo jmenovité impulzní výdržné napětí—špičková hodnota napětí, kterou zařízení vydrží při vystavení standardizovaným přechodným přepěťovým impulsům bez poruchy izolace. Zatímco Ui testuje dielektrickou pevnost při průmyslové frekvenci, Uimp ověřuje schopnost zařízení přežít rychlé, vysoce energetické rázy způsobené údery blesku, spínacími jevy a poruchami v síti.
Uimp se vyjadřuje v kilovoltech (kV) ve špičce a používá standardizovaný impulsní průběh: 1,2/50 μs (1,2 mikrosekundy náběh na špičku, 50 mikrosekund pokles na polovinu hodnoty). Tento průběh simuluje elektrický podpis rázů indukovaných bleskem a spínacích přechodných jevů.
Co Uimp skutečně testuje: Odolnost proti rázům
Test impulzní výdrže vystavuje zařízení vysokonapěťovým přechodným impulsům:
- Testovací průběh: Napěťový impuls 1,2/50 μs (standardní tvar IEC)
- Zkušební napětí: Deklarované Uimp zařízení (6 kV, 8 kV, 12 kV atd.)
- Zkušební postup: Aplikováno více impulsů s oběma polaritami (kladnou a zápornou)
- Interval mezi impulsy: Minimálně 1 sekunda
- Kritéria úspěšnosti: Žádný přeskok, žádný průraz izolace, žádná degradace vzdušných vzdáleností
U jističe s jmenovitým Uimp 8 kV testovací inženýři opakovaně aplikují impulsy o špičkovém napětí 8 000 voltů, aby ověřili, že vnitřní vzdušné vzdálenosti a izolace vydrží tato přechodná namáhání bez poruchy.
Spojení s kategorií přepětí
Hodnoty Uimp nejsou libovolné—jsou koordinovány s kategoriemi přepětí definovanými v IEC 60664-1. Tyto kategorie klasifikují instalace podle jejich vystavení přechodným přepětím:
- Kategorie I: Zařízení se sníženým vystavením přechodným jevům (chráněné elektronické obvody)
- Kategorie II: Spotřebiče a přenosná zařízení (typické rezidenční zátěže)
- Kategorie III: Pevné instalace (rozvodné panely, průmyslové stroje)
- Kategorie IV: Počátek instalace (vstup do budovy, elektroměry, venkovní vedení)
Vyšší kategorie čelí závažnějším přechodným jevům. Tabulky v IEC 60664-1 mapují jmenovitá napětí systému na požadované úrovně impulzní výdrže pro každou kategorii. Pro třífázový systém 400 V:
- Kategorie II: Uimp 2,5 kV typicky
- Kategorie III: Uimp 6 kV typicky
- Kategorie IV: Uimp 8 kV typicky
Průmyslové zařízení instalované v pevných rozvodných systémech (kategorie III) potřebuje vyšší Uimp než spotřebiče zapojené do zásuvek (kategorie II), i když obě pracují při stejném jmenovitém napětí.
Typické hodnoty Uimp pro průmyslové zařízení
Standardní jmenovité hodnoty Uimp pro nízkonapěťové spínací a řídicí zařízení:
- 4 kV: Aplikace nižší kategorie, rezidenční zařízení
- 6 kV: Běžné pro domácí/rezidenční MCCB, zařízení kategorie II/III
- 8 kV: Standard pro průmyslové MCCB, stykače, pevné instalace kategorie III/IV
- 12 kV: Náročné průmyslové aplikace, zařízení pro energetiku, lokality s vysokým vystavením
Datové listy zařízení obvykle uvádějí hodnoty Uimp odpovídající zamýšlené kategorii instalace. Průmyslové komponenty mají standardně 8 kV nebo vyšší, zatímco rezidenční produkty mohou vykazovat 4-6 kV.
Proč záleží na Uimp: Skutečné rázové události
Elektrické systémy pravidelně čelí přechodným přepětím:
- Údery blesku: Přímé nebo blízké údery indukují přepětí vysokého napětí do distribučních sítí
- Spínací operace: Otevírání/zavírání velkých zátěží, kondenzátorových baterií nebo transformátorů vytváří napěťové špičky
- Poruchy v síti: Odstraňování poruch a opětovné zapínání generují přechodné jevy
- Spouštění motoru: Spínání induktivní zátěže vytváří lokalizované napěťové špičky
Zařízení s nedostatečným Uimp selhávají nepředvídatelně – někdy ihned po bouřce, jindy po kumulativním poškození přepětím, které oslabuje izolaci po dobu měsíců. Správná specifikace Uimp zajišťuje, že zařízení přežije přechodné prostředí specifické pro jeho místo instalace a kategorii.
Klíčové rozdíly: Ue vs Ui vs Uimp
Tyto tři jmenovité hodnoty napětí měří zásadně odlišné elektrické namáhání. Pochopení jejich rozdílů zabraňuje chybám ve specifikacích a pomáhá vám sladit zařízení se skutečnými provozními podmínkami.
Provozní vs. Izolační vs. Přepěťové: Různé otázky
Každá jmenovitá hodnota odpovídá na konkrétní konstrukční otázku:
- Ue (Provozní napětí): “V jakém systémovém napětí může toto zařízení pracovat za normálních, trvalých podmínek?”
- Ui (Izolační napětí): “Jaké referenční napětí určuje izolační pevnost a povrchové cesty tohoto zařízení?”
- Uimp (Impulsní výdržné napětí): “Jaké maximální přechodné napětí může toto zařízení přežít bez porušení izolace?”
Jsou doplňkové, nikoli zaměnitelné. Nemůžete nahradit Ui za Ue a vysoké Uimp nekompenzuje nedostatečné Ue. Všechny tři se musí shodovat s požadavky vaší aplikace.
Rozdíly v testovacích metodách
| Hodnocení | Typ testu | Testovací napětí | Trvání | Co ověřuje |
| Ue | Testy provozního výkonu | Jmenovité napětí systému | Tisíce cyklů | Spínací schopnost, životnost, nárůst teploty |
| Ui | Dielektrická výdrž při průmyslovém kmitočtu | ~2 × Ui + 1000 V AC | 60 sekund | Integrita izolace proti trvalému střídavému namáhání |
| Uimp | Impulsní výdržný test | Jmenovitá impulsní kV špička | Mikrosekundy (opakované výstřely) | Dostatečná vzdálenost proti rychlým přechodným přepětím |
Testy Ui používají střídavé napětí 50/60 Hz trvající jednu minutu – pomalé, drtivé namáhání izolace. Testy Uimp používají impulsy 1,2/50 μs – rychlé, ostré napěťové špičky, které odlišně namáhají vzdálenosti a vzduchové mezery. Úspěšné absolvování jednoho testu nezaručuje úspěšné absolvování druhého.
Vztahy velikosti napětí
Typické zařízení vykazuje specifickou hierarchii napětí:
Ue ≤ Ui < Uimp
Příklad: Průmyslový MCCB pro systém 400 V může vykazovat:
- Ue = 400 V (provozní napětí odpovídá systému)
- Ui = 690 V (izolace navržena pro vyšší namáhání)
- Uimp = 8 kV (impulsní výdrž pro instalace kategorie III)
Všimněte si řádu: Ue a Ui jsou ve stovkách voltů, zatímco Uimp skáče do tisíců voltů. To odráží odlišnou povahu přechodných přepětí oproti ustálenému provozu.
Která jmenovitá hodnota řídí které rozhodnutí?
Různá rozhodnutí o specifikacích závisí na různých jmenovitých hodnotách:
Použijte Ue k určení:
- Kompatibilita systému (odpovídá zařízení vašemu jmenovitému napětí?)
- Koordinace jmenovitého proudu (hodnoty Ie deklarované při specifických úrovních Ue)
- Použitelnost kategorie využití (AC-3, AC-23 atd.)
- Paralelní/sériové konfigurace (úvahy o sdílení napětí)
Použijte Ui k ověření:
- Dostatečná bezpečnostní rezerva izolace (Ui by měla výrazně překračovat Ue)
- Soulad s požadavky na povrchové cesty pro stupeň znečištění
- Dlouhodobá spolehlivost izolace ve vašem prostředí
- Vhodnost zařízení v různých rozsazích napětí (jedno zařízení, více aplikací)
Použijte Uimp k zajištění:
- Ochrana proti přechodným přepětím pro kategorii přepětí instalace
- Koordinace s předřazenými přepěťovými ochrannými zařízeními
- Dostatečný návrh vzdáleností pro místa s vysokou expozicí
- Soulad s normami pro koordinaci izolace (IEC 60664-1)
Normy IEC a požadavky na testování
Tyto tři jmenovité hodnoty napětí nejsou libovolná tvrzení výrobce – řídí se přísnými mezinárodními normami IEC, které definují testovací postupy, minimální výkonnostní kritéria a požadavky na dokumentaci.
Řada IEC 60947: Spínací a řídicí přístroje nn
Řada IEC 60947 poskytuje základ pro definice jmenovitého napětí v rámci MCCB, stykače, relé, motorových spouštěčů a řídicích zařízení:
- IEC 60947-1: Obecná pravidla stanovující definice Ue, Ui, Uimp, požadavky na koordinaci izolace a zkušební postupy platné pro všechny nízkonapěťové spínací a řídicí přístroje
- IEC 60947-2: Specifické požadavky pro jističe (MCCB, ACB), včetně vypínací schopnosti při zkratu, kategorií selektivity a aplikace jmenovitého napětí
- IEC 60947-4-1: Stykače a motorové spouštěče, definující kategorie použití (AC-3, AC-4 atd.) a jak Ue souvisí se spínací schopností motoru
- IEC 60947-5-1: Obvody řídicích zařízení a spínací prvky (koncové spínače, přepínače, tlačítka)
Všechny části odkazují na IEC 60947-1 pro základní definice jmenovitého napětí a poté přidávají podrobnosti o zkouškách specifické pro daný produkt.
IEC 60947-7-1: Svorkovnice pro měděné vodiče
Svorkovnice se řídí souvisejícími normami:
- IEC 60947-7-1: Definuje oteplení, dielektrickou pevnost (ověřující Ui), odolnost proti zkratovému proudu a impulzní zkoušky (ověřující Uimp) pro svorkovnice
- Testování zahrnuje: Dielektrická zkouška střídavým napětím (60 sekund při zkušebním napětí odvozeném od Ui) a zkouška impulzním napětím (vlna 1,2/50 μs při jmenovitém Uimp)
Svorkovnice používají stejný základní rámec Ui a Uimp jako MCCB a stykače, což zajišťuje konzistenci koordinace izolace napříč všemi komponentami panelu.
IEC 60664-1: Koordinace izolace v nízkonapěťových systémech
IEC 60664-1 poskytuje inženýrské tabulky, které propojují systémové napětí s požadovaným Uimp a vzdušnými vzdálenostmi:
- Kategorie přepětí (I až IV) klasifikují vystavení instalace přechodným jevům
- Stupně znečištění (1 až 4) klasifikují úrovně znečištění prostředí
- Tabulky jmenovitého impulzního napětí: Mapují jmenovité systémové napětí a kategorii přepětí na minimální požadované Uimp
- Tabulky vzdušných a povrchových vzdáleností: Specifikují minimální vzdálenosti vzduchem a po povrchu na základě Ui, stupně znečištění a skupiny izolačního materiálu
Inženýři používají IEC 60664-1 k určení, jaké Uimp a vzdušné vzdálenosti jejich aplikace vyžaduje, a poté vyberou zařízení s datovými listy, které vykazují odpovídající hodnoty.
IEC 61810-1: Elektromechanická relé
Elektromechanická relé se řídí vlastní normou, ale používají identické koncepty jmenovitého napětí:
- IEC 61810-1: Definuje Ue (spínací napětí), Ui (izolační napětí) a Uimp (odolnost proti impulznímu napětí) pro kontakty a cívky relé
- Zkušební postupy: Dielektrické zkoušky střídavým napětím a impulzní zkoušky zrcadlí metodiku IEC 60947-1
Relé s jmenovitým Ue 400V, Ui 690V, Uimp 6 kV používá stejný interpretační rámec jako MCCB s těmito hodnotami – liší se pouze typ produktu.
Typové zkoušky vs. kusové zkoušky
Validace jmenovitého napětí zahrnuje dvě úrovně zkoušek:
Typové zkoušky (provádí se jednou pro každý návrh):
- Komplexní validace včetně dielektrické pevnosti, impulzních zkoušek, oteplení, cyklů životnosti
- Provádí se na reprezentativních vzorcích v akreditovaných zkušebních laboratořích
- Výsledky jsou dokumentovány v protokolech o typových zkouškách a publikovány v datových listech
- Nákladné, časově náročné – výrobci neopakují pro každou výrobní jednotku
Kusové zkoušky (provádí se na každé jednotce nebo výrobní dávce):
- Základní ověření: vizuální kontrola, rozměrové kontroly, zjednodušená dielektrická zkouška (nižší napětí, kratší trvání)
- Zajišťuje konzistenci výroby bez opakování celé sady typových zkoušek
- Rychlá, nákladově efektivní kontrola kvality
Když si přečtete datový list s údaji Ue, Ui a Uimp, tyto hodnoty představují typově testovaný a certifikovaný výkon. Kusové zkoušky potvrzují, že každá výrobní jednotka splňuje typově testovaný návrh.
Praktický průvodce výběrem: Správné používání jmenovitých napětí
Výběr zařízení s odpovídajícími jmenovitými napětími vyžaduje systematický přístup. Postupujte podle tohoto rozhodovacího rámce, abyste sladili jmenovité hodnoty s požadavky vaší instalace.
Krok 1: Identifikujte jmenovité napětí vašeho systému
Začněte se základními fakty o systému:
- Jednofázové systémy: 120V, 230V, 240V AC
- Třífázové systémy: 208V, 380V, 400V, 415V, 480V, 600V, 690V AC
- DC systémy: 24V, 48V, 110V, 220V DC (běžné v řídicích/bateriových aplikacích)
Toto je váš minimální požadavek na Ue. Zařízení s Ue nižším, než je napětí vašeho systému, nelze použít; zařízení s Ue rovným nebo vyšším, než je napětí systému, je přijatelné z hlediska provozního napětí.
Krok 2: Určete kategorii přepětí instalace
Pro klasifikaci vaší instalace se poraďte s IEC 60664-1 nebo místními elektrotechnickými předpisy:
Kategorie I: Citlivé elektronické zařízení s místní ochranou proti přepětí (vzácné v průmyslových aplikacích)
Kategorie II: Obvody spotřebičů a zásuvek, přenosné zařízení alespoň 10 metrů od zdrojů kategorie III (rezidenční, lehké komerční)
Kategorie III: Pevné zařízení v budovách, rozvodné panely, průmyslové stroje (nejběžnější průmyslová aplikace)
Kategorie IV: Počátek instalace, zařízení vstupního vedení, elektroměry, nadzemní vedení
Kategorie vaší instalace určuje minimální požadované Uimp. Pro systém 400V:
- Kategorie II → Uimp ≥ 2,5 kV
- Kategorie III → Uimp ≥ 6 kV (často specifikováno jako 8 kV pro lepší rezervu)
- Kategorie IV → Uimp ≥ 8 kV
Krok 3: Posouzení stupně znečištění prostředí
Vyhodnoťte úrovně znečištění podle IEC 60664-1:
- Stupeň znečištění 1: Čisté prostředí, uzavřené kryty (vzácné)
- Stupeň znečištění 2: Normální vnitřní podmínky, pouze nevodivé znečištění (většina rozvaděčů)
- Stupeň znečištění 3: Vodivé znečištění nebo suché nevodivé znečištění, které se stává vodivým, když je mokré (průmyslové prostředí, venkovní instalace)
- Stupeň znečištění 4: Trvalé vodivé znečištění deštěm, sněhem nebo silné znečištění
Vyšší stupně znečištění vyžadují zařízení s většími povrchovými cestami, což znamená vyšší jmenovité hodnoty Ui pro stejnou schopnost vzduchové vzdálenosti. Systém 400 V ve stupni znečištění 3 potřebuje větší povrchovou cestu než stejné napětí ve stupni 2.
Krok 4: Vyberte zařízení Ui s dostatečnou rezervou
Obecné pravidlo: Specifikujte zařízení s Ui alespoň 1,5× jmenovité napětí vašeho systému, nejlépe vyšší.
Pro běžné systémy:
- 400V třífázový systém: Specifikujte Ui ≥ 690V (1,73× rezerva)
- 480V třífázový systém: Specifikujte Ui ≥ 690V nebo 800V
- 230V jednofázový systém: Specifikujte Ui ≥ 400V nebo 500V
Tato rezerva zohledňuje kolísání napětí, přechodná přepětí a stárnutí izolace během životnosti zařízení.
Krok 5: Ověřte, zda Uimp odpovídá kategorii instalace
Zkontrolujte datové listy zařízení s vaší kategorií instalace z kroku 2:
- Zajistěte, aby deklarované Uimp ≥ minimum IEC 60664-1 pro napětí a kategorii vašeho systému
- Průmyslové pevné instalace (kategorie III) obvykle potřebují Uimp minimálně 6-8 kV
- Nepodceňujte specifikaci, abyste ušetřili náklady – poruchy způsobené přepětím jsou nepředvídatelné a nákladné
Krok 6: Ověřte jmenovité proudy při zvoleném Ue
Jmenovité proudy zařízení (Ie, In) jsou deklarovány při specifických hodnotách Ue. Ověřte, že:
- Jmenovitý proud je dostatečný pro vaše zatížení při deklarovaném Ue
- Pokud zařízení uvádí více možností Ue, zkontrolujte, zda se proud při zvoleném napětí nesnižuje
- Zejména stykače vykazují snížené Ie při vyšších úrovních Ue – nepředpokládejte, že proud zůstává konstantní
Krok 7: Dokumentujte výběry pro ověření shody
Udržujte záznam specifikací, který ukazuje:
- Jmenovité napětí systému a kategorie instalace
- Zvolené hodnoty Ue, Ui, Uimp zařízení
- Stupeň znečištění a požadované povrchové cesty
- Odůvodnění jakýchkoli odchylek od standardní praxe
Tato dokumentace podporuje schvalovací procesy, inspekční kontroly a budoucí rozhodnutí o údržbě/výměně.
Souhrn vývojového diagramu rozhodování
- Systémové napětí → Definuje minimální Ue
- Kategorie instalace (IEC 60664-1) → Definuje minimální Uimp
- Stupeň znečištění + Napětí → Definuje požadovanou povrchovou cestu (ověřuje výběr Ui)
- Charakteristiky zatížení + Ue → Definuje požadované Ie a kategorii využití
- Zkontrolujte všechna jmenovitá hodnocení → Zajišťuje Ue ≤ Ui, Uimp adekvátní, proud dostatečný
Pokud je jakékoli jmenovité hodnocení okrajové nebo nejasné, specifikujte další vyšší standardní jmenovité hodnocení. Rozdíl v nákladech je minimální ve srovnání s poruchami v terénu a nouzovými výměnami.
Běžné chyby ve specifikaci, kterým je třeba se vyhnout
I zkušení inženýři dělají chyby v jmenovitém napětí, když pracují pod časovým tlakem nebo se zabývají neznámými typy zařízení. Zde jsou nejčastější chyby a jak se jim vyhnout.
Chyba 1: Používání pouze Ue a ignorování Ui/Uimp
Chyba: Specifikace zařízení pouze na základě Ue odpovídajícího napětí systému, bez kontroly Ui a Uimp.
Proč je to špatně: Ue potvrzuje provozní kompatibilitu, ale neříká nic o pevnosti izolace nebo odolnosti proti přepětí. Zařízení se správným Ue, ale nedostatečným Uimp selže nepředvídatelně po přechodných událostech.
Správný přístup: Vždy ověřte všechna tři jmenovitá hodnocení. Pro systém 400 V zkontrolujte, zda Ue ≥ 400 V a Ui ≥ 690 V a Uimp ≥ 6-8 kV (v závislosti na kategorii instalace).
Chyba 2: Považování Ui za maximální provozní napětí
Chyba: Předpoklad, že zařízení s jmenovitým Ui 690 V může nepřetržitě pracovat při 690 V.
Proč je to špatně: Ui je referenční napětí izolace, nikoli provozní limit. Základní pravidlo je Ue ≤ Ui – provozní napětí nesmí překročit deklarované Ue, bez ohledu na hodnotu Ui.
Správný přístup: Slaďte napětí systému s Ue, nikoli s Ui. Pro systém 690 V vyberte zařízení s jmenovitým Ue 690 V (nebo vyšším) s Ui 800 V nebo 1000 V. Nepoužívejte zařízení s jmenovitým Ue 400 V jen proto, že jeho Ui je 690 V.
Chyba 3: Přehlížení kategorie instalace při výběru Uimp
Chyba: Specifikace zařízení pro obytné budovy (Uimp 4-6 kV) pro průmyslové pevné instalace (kategorie III).
Proč je to špatně: IEC 60664-1 vyžaduje vyšší Uimp pro instalace blíže k počátku elektrického napájení. Průmyslová prostředí kategorie III čelí závažnějším přechodovým jevům než obvody spotřebičů kategorie II. Zařízení s nedostatečným Uimp trpí kumulativní degradací izolace a neočekávanými poruchami.
Správný přístup: Nejprve určete kategorii instalace a poté vyberte zařízení s odpovídajícím Uimp. Pro většinu průmyslových aplikací (kategorie III) specifikujte Uimp ≥ 8 kV. Pro zařízení vstupního vedení (kategorie IV) použijte Uimp ≥ 12 kV.
Chyba 4: Ignorování vlivu stupně znečištění na povrchovou cestu
Chyba: Výběr zařízení pouze na základě jmenovitých hodnot napětí bez zohlednění znečištění prostředí.
Proč je to špatně: Vyšší stupně znečištění vyžadují větší povrchové cesty mezi vodivými částmi. Zařízení vhodné pro stupeň znečištění 2 (čistá ovládací skříň) může mít nedostatečnou povrchovou cestu pro stupeň 3 (průmyslové prostředí s prachem/vlhkostí). To způsobuje selhání v důsledku plazivých proudů a přeskoků.
Správný přístup: Poctivě zhodnoťte prostředí (většina průmyslových provozů je stupeň 3, nikoli stupeň 2), a poté vyberte zařízení s odpovídajícím Ui a ověřenými povrchovými cestami pro váš stupeň znečištění. V případě pochybností specifikujte další vyšší jmenovitou hodnotu Ui, abyste zajistili dostatečnou vzdálenost.
Chyba 5: Předpoklad, že jmenovité hodnoty proudu jsou nezávislé na napětí
Chyba: Výběr stykače se jmenovitým proudem Ie 95 A při Ue 400 V a očekávání stejné kapacity 95 A při Ue 690 V.
Proč je to špatně: Vyšší napětí závažněji namáhají přerušení oblouku kontaktu. Stykače a spínače obvykle vykazují sníženou proudovou zatížitelnost při vyšších napětích. Datové listy uvádějí více kombinací Ue/Ie – hodnota Ie klesá s rostoucím Ue.
Správný přístup: Vždy čtěte jmenovité hodnoty proudu při vašem specifickém provozním napětí. Pokud navrhujete pro provoz při 690 V, použijte hodnotu Ie deklarovanou při Ue 690 V, nikoli (vyšší) hodnotu deklarovanou při Ue 400 V.
Chyba 6: Kombinování zařízení pro obytné a průmyslové použití
Chyba: Specifikování jističů MCCB pro obytné budovy (jmenovité Uimp 6 kV) v průmyslových ovládacích panelech, aby se ušetřily náklady.
Proč je to špatně: Zařízení pro obytné budovy jsou testována a certifikována pro aplikace kategorie II s nižším vystavením přechodovým jevům. Průmyslová prostředí (kategorie III/IV) překračují konstrukční obálku zařízení pro obytné budovy. Kombinování komponent pro obytné a průmyslové použití vytváří mezery v koordinaci a problémy s dodržováním předpisů.
Správný přístup: Slaďte třídu zařízení s typem instalace. Používejte komponenty průmyslové třídy (minimálně Uimp 8 kV) pro továrny, závody a pevné instalace budov. Zařízení pro obytné budovy (Uimp 4-6 kV) si vyhraďte pro skutečné aplikace v obytných budovách.
Chyba 7: Zapomenutí ověřit jmenovité hodnoty náhradního zařízení
Chyba: Nahrazení vadného zařízení “ekvivalentními” zařízeními, která odpovídají jmenovitým hodnotám proudu, ale mají nižší jmenovité hodnoty napětí.
Proč je to špatně: Původní zařízení bylo specifikováno s kompletními jmenovitými hodnotami napětí (Ue, Ui, Uimp) z nějakého důvodu. Náhradní zařízení s nedostatečným Ui nebo Uimp mohou fyzicky pasovat a zpočátku fungovat, ale předčasně selžou při elektrickém namáhání.
Správný přístup: Dokumentujte specifikace původního zařízení včetně všech jmenovitých hodnot napětí. Ověřte, zda náhrady odpovídají nebo překračují všechny tři jmenovité hodnoty (Ue, Ui, Uimp), nejen proudovou zatížitelnost a fyzické rozměry.
Závěr
Ue, Ui a Uimp nejsou tři způsoby, jak říci totéž. Jsou to tři odlišná měření, která se zabývají různými elektrickými namáháními: provozní schopnost (Ue), pevnost izolace (Ui) a odolnost proti přechodovému přepětí (Uimp). Výběr zařízení vyžaduje vyhodnocení všech tří proti napětí vašeho systému, kategorii instalace a podmínkám prostředí.
Úvodní otázka – který jistič MCCB se hodí do systému 400 V, když jeden vykazuje “Ue 400 V, Ui 690 V, Uimp 8 kV” a druhý “Ue 690 V, Ui 800 V, Uimp 6 kV” – má nyní jasnou odpověď. První jistič MCCB odpovídá vašemu provoznímu napětí (Ue 400 V) se správnou izolační rezervou (Ui 690 V) a průmyslovou odolností proti přepětí (Uimp 8 kV) vhodnou pro instalace kategorie III. Druhý je předimenzovaný pro provozní napětí (Ue 690 V překračuje vaši potřebu 400 V) a poddimenzovaný pro ochranu proti přepětí (Uimp 6 kV je hraniční pro průmyslovou kategorii III). První zařízení je správná volba.
Správná specifikace znamená systematické vyhodnocení: identifikujte napětí systému pro určení minimálního Ue, klasifikujte kategorii instalace pro definování požadovaného Uimp, posuďte stupeň znečištění pro ověření Ui a dostatečnosti povrchové cesty a zkontrolujte jmenovité hodnoty proudu při vašem provozním napětí. Pokud jsou jmenovité hodnoty hraniční, specifikujte další vyšší standardní hodnotu – předimenzování jmenovitých hodnot napětí stojí mnohem méně než předčasné poruchy a nouzové výměny.
A co je nejdůležitější, dokumentujte své výběry. Datové listy zařízení zobrazující Ue, Ui a Uimp představují testovaný, certifikovaný výkon. Tato tři čísla vám řeknou, zda zařízení zvládne kompletní profil elektrického namáhání vaší aplikace – nejen dnešní ustálený provoz, ale roky kolísání napětí, znečištění prostředí a přechodových přepětí. Čtěte je správně, specifikujte je pečlivě a vaše elektrické systémy budou poskytovat spolehlivý výkon, který tyto normy slibují.
