Proč nemusí být dobrý nápad zapojovat do sebe prodlužovačky...

18.2.2024 - Ing. Aleš Smeták

Určitě jste to už zažili sami. Potřebujete posekat elektrickou sekačkou nejzazší roh zahrady a jako nejjednodušší řešení zapojíte do sebe více prodlužovaček.

Určitě není problém, pokud zapojíme do sebe dvě pár metrové prodlužky. To sice není úplně optimální řešení, ale není to nic proti ničemu.

V tomto článku si však ukážeme, jaká úskalí mohou mít propojené bubny do kolikrát obludných délek, které na stavbách  potkáváme. Hlavními problémy totiž jsou:

• Příliš vysoká impedance
• Příliš vysoký úbytek napětí

Co to vlastně impedance je?

Impedance je jakýsi odpor nebo překážka, která brání elektrickému proudu v plynulém pohybu. Když dojde ke zkratu v elektrickém obvodu, dostatečně nízká impedance poruchové smyčky nebo sítě umožní jističům včas zareagovat. Tím pomáhá chránit zařízení a lidi před škodlivými účinky elektrického proudu.

Z tohoto důvodu je součástí revize i měření impedance za účelem ověření, že impedance je dostatečně nízká. Pouze dostatečně nízká impedance zajistí, aby případný zkratový proud byl dostatečně vysoký k vybavení zkratové spouště předřazeného jističe.

No a jak vlastně takový proud musí být velký, aby jistič bezpečně vybavil? To záleží na jmenovitém proudu jističe a jeho charakteristice.

Impedanci, stejně jako odpor, měříme v ohmech a podle Ohmova zákona ji snadno spočítáme jako podíl napětí a proudu. Maximální velikost impedance je pak podíl napětí v síti a proudu, který aktivuje zkratovou spoušť jističe.

Maximální velikost impedance při napětí 230V pro jednotlivé jističe je uvedena v následující tabulce. Pokud by impedance byla vyšší než uvedené hodnoty, proud procházející jističem během zkratu by nedokázal aktivovat zkratovou spoušť jističe.

Zvýšení impedance pomocí prodlužovačky

Tím, že do koncové zásuvky zapojíme prodlužku, zvýšíme celkovou impedanci právě o impedanci prodlužovačky. O impedanci v koncových zásuvkách nemusíte mít strach, protože ta byla ověřena revizním technikem minimálně při výchozí revizi a revizní technik by instalaci s nebezpečně vysokou hodnotou impedance nikdy nepustil do provozu. Standardně v takové zásuvce naměříme okolo 0,5 Ω.

Projektant, elektromontér ani revizní technik však nemůže očekávat, že někdo do zásuvky připne další dva padesátimetrové bubny...

Pojďme se nejprve podívat, jaký vliv na výši impedance má délka a průřez vodiče. Impedance vedení se pak teoreticky spočítá podle vzorce:

Z tabulky výše je zřejmé, že zapojení dvou padesátimetrových bubnů o průřezu 1,5 mm2 zvýší stávající impedanci zásuvky na konci prodlužky o další impedanci ve výši 2,373 Ω.

Pokud by obvod by jištěn 16A jističem s charakteristikou B, tak zkratová spoušť bude reagovat při proudu 80 A. Maximální impedance pro bezpečné vypnutí je tedy 230 V / 80 A = 2,88 Ω.

Součet stávající impedance zásuvky 0,5 Ω a vypočítané impedance prodlužky 2,37 Ω může snadno překročit minimální požadovanou impedanci 2,88 Ω. Zkratový proud pak nebude schopný způsobit vybavení jističe.

Vysoký úbytek napětí

Dalším problémem při zapojení příliš mnoha prodlužek do sebe je úbytek napětí na konci poslední prodlužky.

Doporučené a přípustné úbytky napětí mezi přípojkovou skříní a vývodem jsou uvedeny v normě ČSN 33 2130 ed.3.

Pokud bychom tedy na konci dvou padesátimetrových bubnů připojili sekačku s příkonem 2.000 W, tak proud procházející sekačkou bude 2.000 W / 230 V = 8,70 A.

Impedanci (odpor) prodlužek už známe z předchozí tabulky a je rovna 2,37 Ω.

Pomocí Ohmova zákona pak už snadno zjistíme úbytek napětí jen na prodlužkách...
8,70 A x 2,37 Ω  = 20,6 V... tj. úbytek skoro 10%.
a celkový 8,70 A x (2,37 Ω + 0,5 Ω)  = 24,9 V... tj. úbytek přes 10%.

Pokud bychom k úbytku napětí na prodlužkách ještě připočítali úbytek napětí v zásuvce, tak celkový úbytek napětí bude okolo 25 V. Pokud bychom tam zapojili ještě silnější spotřebič, tak pokles napětí bude ještě vyšší.

Na konci prodlužek pak bude napětí jen 230 V - 25 V = 205 V. To je opravdu málo a sekačka už nemusí správně fungovat nebo může dojít dokonce k jejímu zničení.

Příklad z praxe...

Nyní si to zkusme prakticky. Naměřená impedance obvodu ve venkovní zásuvce, která je jištěna jističem se jmenovitým proudem 16A a charakteristikou B, je 0,44 Ω a úbytek napětí 2,7%. Takové hodnoty zajistí správnou funkci zařízení a vybavení jističe v případě zkratu.

Po zapojení několika prodlužovaček o celkové délce 100 metrů došlo ke zvýšení celkové impedance obvodu na 4,11 Ω a úbytek napětí bude 24,2%. Část nárůstu impedance a úbytku napětí byla způsobena odporem vodičů a část ještě přechodovými odpory v zásuvkách.

Zkratový proud v takovém případě bude maximálně 230 V / 4,11 Ω = 56 A, a to rozhodně k aktivaci zkratové spouště jističe B16 nestačí. Potřebný proud je nejméně 80 A.