2.9
Omezování účinků zkratových proudů
2.9.1
Správné dimenzování vodičů
Ze vztahu pro výpočet síly působící na vodiče je vidět, že tato síla závisí nejenom na velikosti nárazového zkratového proudu ip, ale též na osové vzdálenosti podpěr l a na účinné vzdálenosti vodičů am. Pokud zmenšíme vzdálenost podpěr, zmenší se síla, a tudíž i namáhání vodičů. Síla bude menší také při větší vzdálenosti mezi fázovými vodiči.
Další možností, jak ovlivnit namáhání tuhých vodičů (přípojnic), je jejich tvar (obdélníkový, kruhový, či trubkový). V případě obdélníkového průřezu je to i vertikální, či horizontální uspořádání, jak bylo demonstrováno v příkladu 3.
Tepelné účinky by bylo možné zmenšit zvětšením průřezu vodiče, tím se zmenší i hustota ekvivalentního oteplovacího proudu.
Např. v elektrické stanici patří k základním parametrům kromě jmenovitého proudu přípojnic i jmenovitá zkratová odolnost tepelná a dynamická.
2.9.2
Správné dimenzování spínacích a jisticích přístrojů
Vypínací a jisticí přístroje mají vždy určitou zkratovou odolnost. Přístroje musí být dimenzovány tak, aby vzniklý zkrat bezpečně odpojily. Jmenovitá zkratová vypínací a zapínací schopnost jističe byly popsány u příkladu 1.
2.9.3
Rychlé vypínání zkratů
Vypínače, jističe i pojistky mají omezovací schopnost, díky které dojde k vypnutí zkratu dříve, než se zkratový proud dostane do hodnoty prvního maxima, které představuje nárazový zkratový proud ip. Proto se nemusí ani plně rozvinout neblahé dynamické účinky zkratu.
V soustavách nn a vn se používají vypínače, pojistky a jističe. V soustavách vvn se používají vypínače. V elektrických stanicích jsou instalovány zkratové ochrany.
V animaci 1 si lze prohlédnout průběh zkratového proudu při použití jističe s omezovací schopností.
Zdroj: Autor Ing. Bc. Anna Mudruňková, Tomáš Stejskal, VOV T285/02 – Omezovací schopnost jističe, licence Creative Commons BY 3.0.
Animace 1. Omezovací schopnost jističe
2.9.4
Omezení velikosti zkratových proudů
Další možností je zmenšit samotné zkratové proudy. To se v soustavě zajišťuje následujícími způsoby:
  • Zvětšením zkratové impedance:
    • V elektrických stanicích se zapojují tlumivky (tzv. reaktory), což jsou tlumivky bez Fe jádra. Zapojují se buď v přívodech, nebo vývodech, nebo přímo v přípojnicích, což je z hlediska zkratových proudů nejvýhodnější.
    • Používají se transformátory s větší impedancí.
    • Alternátory v elektrárnách se zapojují do bloků s transformátory.
    • Transformátory se umísťují též v hraničních rozvodnách, aby se omezily přeshraniční toky zkratových proudů.
  • Zmenšením výkonu zdrojů, což je možné zajistit např. podélným či příčným dělením přípojnic v elektrických stanicích.
2.9.5
Zamezení vzniku zkratu
Zkratu můžeme v některých případech zamezit např. používáním tzv. zapouzdřených rozvoden, kdy jsou všechny živé části umístěny v pouzdrech. Tím je provedeno dokonalé oddělení částí pod napětím a ke zkratu prakticky nemůže dojít. Na obr. 19 je pohled do zapouzdřené rozvodny v Praze Holešovicích.
+
19. Část zapouzdřené rozvodny
Obr. 19. Část zapouzdřené rozvodny
Souhrn
Zkrat je porucha, při které dojde ke spojení vodičů navzájem, nebo spojení vodiče se zemí v soustavě s přímo uzemněným uzlem zdroje. Zkratový proud má jednu stejnosměrnou a tři střídavé složky.
Při zkratu dojde k prudkému nárustu proudu, což může mít řadu neblahých následků, které ovšem je možné různými způsoby omezit.
Výpočet zkratových proudů a jejich účinků podrobně popisují normy [1] a [5].