Proč používat 3 fáze: můžete použít 2 nebo 4

Tuto otázku často kladou začínající domácí řemeslníci, než začnou studovat algoritmus pro elektroinstalační práce v bytě nebo soukromém domě. Až donedávna však na tuto otázku neexistovala jasná odpověď, a když si přečteme dnešní článek, čtenář pochopí proč. Zkusme přijít na to, proč se používají právě 3 fáze, zda jsou 2 nebo 4, jaké napětí je pro ten či onen typ zapojení, jak přesně se spínají elektrické spotřebiče.

Obecné informace o hodnotách napětí

Pokud mluvíme o elektroinstalaci v soukromém domě, pak se nejčastěji používá třífázové síťové napětí, jehož hodnota je 380 V. Tento parametr se však používá pouze pro elektromotory a jiná zařízení průmyslového typu. Jedinou výjimkou jsou některé varné desky staršího stylu. Proto, i když jsou pro vstupní rozvodný panel domu vhodné 3 fáze, jsou rozděleny do skupin. Faktem je, že pokud je při dělení s každým z nich spárován neutrál (nula), napětí klesne na obvyklých 220 V.

Podobné systémy lze pozorovat ve většině bytových domů. Každý z nich má totiž 3 fáze, které jsou již ve vstupních panelech rozmístěny mezi byty. Výsledkem je, že do každého je dodávána pouze jedna fáze, nula a zem. Pouze s takovým připojením budou domácí spotřebiče známé všem (lednička, pračka, myčka, mikrovlnná trouba) fungovat normálně.

Je možné připojit na 2 nebo 4 fáze

Profesionální elektrikáři, kteří byli vzděláni za posledních 10-12 let, s plnou důvěrou řeknou, že to není možné. A to by byla chyba. Můžeme si například vzít svařovací transformátory vyrobené v sovětských dobách, které se ještě relativně nedávno nacházely v továrnách. Jejich provozní napětí bylo 380 V, ale pro připojení měly pouze dva vodiče. A pokud je taková jednotka zapojena podle logiky, bude to „nula“ a „fáze“. Háček je ale v tom, že při takovém přepínání přístroj vařit nebude. Měly být připojeny ke 2 fázím, bez použití třetí a nulové fáze.

Proč si třífázová síť získala popularitu

Ve skutečnosti je možné použít 4, 5 nebo dokonce 10 fází, ale to bude iracionální a zvýší náklady na již tak drahou elektřinu. Z hlediska rozumnosti je elektromagnetické pole třífázové soustavy zcela dostatečné k otáčení elektromotoru. Nyní si představme, že bude 5 fází V tomto případě se počet vinutí motoru zvyšuje, což vede ke zbytečným výrobním nákladům, a proto zvyšuje konečné náklady na jednotku. Nedojde však k žádnému viditelnému zlepšení výkonu.

Pokud mluvíme o dvou fázích, pak nebudou stačit ke spuštění asynchronního elektromotoru, budete muset nainstalovat systém včetně kondenzátoru v obvodu, který zajistí potřebný posun. V tomto případě je zaručen pokles výkonu.

Trochu fyziky: vysvětlení racionality použití tří fází

Řečeno v číslech, lze poznamenat, že celý cyklus rotace rotoru elektromotoru je 360º a fázový posun v systému s napětím 380 V je 120º. Pomocí jednoduchých výpočtů můžeme dojít k závěru, že 3·120º=360. Zde je odpověď na otázku, proč se používají 3 fáze.

Shrnout

Dnes už prakticky utichly debaty o tom, kolik fází je potřeba pro větší účinnost. Všem bylo jasné, že třífázové sítě jsou nejvhodnější pro elektroinstalace jak při výstavbě obytných budov, tak v průmyslu. Ostatně právě přes třívodičový systém se vysokonapěťové napětí přenáší po elektrických vedeních, a to také o mnohém vypovídá. To znamená, že byste se neměli obtěžovat přemýšlením o tom, co by se stalo, kdyby existovaly fáze 4, 5 nebo 6. Nikdo nepotřebuje dodatečné náklady.

Redakce HouseChief opravdu doufá, že problém probíraný v dnešním článku už našeho čtenáře nebude trápit. Pokud vám něco není jasné, neváhejte se na to zeptat v komentářích níže. Určitě vše co nejrychleji vysvětlíme.

Pokud máte na toto téma osobní názor, uveďte jej také. Redakce HouseChief bude mít velký zájem si to přečíst. Na závěr vám dáváme do pozornosti krátké video, které vám pomůže pochopit podstatu fungování třífázového systému.

Kromě obvyklého napětí 230 voltů, které každý z nás najde v elektrické zásuvce, jsou soukromé domy a byty stále častěji napájeny třífázovým napětím 380 voltů, které bylo v minulých desetiletích výsadou veřejných budov, průmyslu a vícepodlažní budovy. Jaké jsou vlastnosti, výhody a nevýhody tohoto napětí a co o něm potřebujete vědět – čtěte dále!

<b>Tři fáze versus jedna – proč je to potřeba?</b>

Nejprve si odpovězme na jednoduchou otázku – proč vše komplikovat a tahat místo obvyklého třížilového kabelu pětižilový kabel a ještě se obtěžovat s označováním různých fází? Nebylo by jednodušší přenášet a distribuovat elektřinu pomocí jedné fáze? Ne – ze dvou důležitých důvodů.

Prvním důvodem jsou asynchronní třífázové elektromotory. Odhaduje se, že většina světové elektřiny se spotřebuje na pohon elektromotorů. Ukázalo se, že jsou tak pohodlným zařízením pro přeměnu elektrické energie na mechanickou energii, že naplnily celý svět. Většina jednofázových motorů pro domácnost, mimochodem, jsou stejné třífázové motory, pouze s „berličkou“ ve formě kondenzátoru.

Aby se rotor elektromotoru otáčel, musí být umístěn v rotujícím magnetickém poli vytvářeném statorem. A nejjednodušší a nejekonomičtější způsob, jak vytvořit takové pole, je rozdělit vinutí statoru na tři části a ke každé z nich připojit střídavé napětí, fázově posunuté o 120 stupňů vzhledem k sousednímu vinutí. Právě toto napětí se používá v třífázovém elektrickém vedení. Napájení jakékoli výroby se tak stává mnohem jednodušší – nepotřebujeme uměle vytvářet točivé magnetické pole, stačí motor zapojit do třífázové sítě pomocí spínače nebo stykače a začne užitečná práce.

Druhým důvodem, proč se tři fáze prosadily, je úspora mědi a hliníku. Při přenosu energie čtyřmi dráty místo dvou bude na rozdíl od naší intuice zapotřebí méně cenného kovu – asi třetina – nebudeme zacházet do důvodu, abychom se nedostali do džungle matematiky, ale je to tak.

Vznikl tak obecně uznávaný systém přenosu a distribuce elektřiny – třífázový. A přechod na domácí napětí 230 voltů přímo v místech spotřeby se provádí jednoduchým připojením zařízení mezi kteroukoli z fází a neutrálem.

<b>Co připojit k domu – jedna fáze nebo tři? Všechna pro a proti!</b>

Pokud máte, stejně jako většina majitelů vašeho webu, otázku: propojit jednu fázi nebo tři, stojí za to zvážit všechny rozdíly mezi těmito systémy, jejich klady a zápory, abyste později nelitovali nesprávné volby.

Výhody jednofázového vstupu:

• vysoký výkon na jedné lince – můžete připojit zařízení až do 7,5 kW, například průtokový ohřívač vody;
• levný a kompaktní elektrický panel, který lze sestavit bez větších potíží;
• náklady na zavedení elektřiny do domu jsou nižší: kabel nebo drát SIP stojí méně a spotřebuje se méně materiálů.

Nevýhody jedné fáze:

• celkový výkon spotřebitelů nesmí přesáhnout 7,5 kW, což ztěžuje instalaci elektrického sporáku nebo elektrického kotle;
• Není možné používat zařízení s třífázovými motory, jako jsou obráběcí stroje.

Abych to shrnul, jednofázový vstup se nejlépe hodí pro malé domy o rozloze do 80-100 m2 nebo venkovské domy, kde budete pouze v teplé sezóně.

U stálých objektů, kde se předpokládá celoroční bydlení, je lepší uvažovat s třífázovým příkonem. Výhody tohoto řešení:

• výchozí maximální celkový výkon spotřebičů je 15 kW;
• můžete použít třífázová zařízení, například stroje pro minimontáž pneumatik nebo dílnu;
• Dům je možné vytápět elektřinou nebo instalovat elektrický přímotop v koupelně.

Existují ale i nevýhody, které jsou odrazem výhod. Za prvé je to samozřejmě vysoká cena vstupu – budete potřebovat třífázový kabel nebo drát. Dále budete muset vypracovat projekt nebo alespoň kompetentní výpočet pro montáž panelu a vedení kabelů po domě – třífázový systém musí být vyvážený tak, aby zatížení bylo rovnoměrně rozloženo do všech fází. V opačném případě může mít jedna z fází zanedbatelné zatížení, zatímco sousední se neustále vypíná kvůli přetížení.

Kromě toho musí být instalace třífázové sítě v domě prováděna se zvláštní péčí a profesionalitou – jinak může dojít k chybám, jako je připojení různých fází v jedné krabici, což povede k silnému zkratu a potřebě předělat poškozenou část elektroinstalace. To samozřejmě nejsou všechny potíže, se kterými se můžete setkat, ale mohou vám poskytnout představu o složitosti úkolu.

<b>Tipy pro instalaci třífázového vedení</b>

Na rozdíl od jednofázového je třífázové zapojení složitější a vyžaduje mnoho zkušeností. Nepředstíráme, že je vyčerpávající seznam všeho, co potřebujete vědět, ale můžeme vám dát pár užitečných tipů, které vám usnadní práci!

1) Vyberte si štít s rezervou pro dané místo. Třífázové zapojení by mělo být logické a fázově oddělené, aby se snížila pravděpodobnost chyb v budoucnu. Optimální je, když má každá fáze svou vlastní DIN lištu a ještě jedna lišta je ponechána v záloze. Volný prostor uvnitř panelu usnadní tepelný režim v horkých dnech a zabrání přehřívání izolace propojek a skříní strojů, takže celý panel vydrží mnohem déle.

2) Pro připojení strojů v panelu použijte speciální hřebenové přípojnice, vyhnete se tak změti vodičů a elektroinstalace bude srozumitelnější a spolehlivější. Nezapomeňte, že pro třífázové stroje musíte použít speciální třípólovou sběrnici.

3) Pro vyvážení zátěže napříč fázemi nainstalujte do panelu křížový modul. Toto zařízení se skládá ze čtyř pneumatik namontovaných na společném držáku a vzájemně izolovaných. Připojením různých skupin strojů z každé fáze nikoli přímo, ale prostřednictvím křížového modulu, budete schopni rychle přenést různá vedení z jedné fáze do druhé a přizpůsobit kabeláž novým potřebám a zatížení.

4) Nainstalujte obecný třífázový proudový chránič se svodovým proudem 100 nebo 300 mA na vstupu. To ochrání elektroinstalaci před požárem v případech, kdy dojde k úniku na vedení, které není chráněno jednofázovým jističem nebo proudovým chráničem, například na světelném vedení. Jeden proudový chránič 300 mA vás samozřejmě nebude schopen ochránit před úrazem elektrickým proudem, takže na vedení, která vyžadují ochranu (koupelna, sklep atd.), budete muset dodatečně nainstalovat proudový chránič nebo jistič s proudem nepřesahujícím než 30 mA.

5) Každý kabel označte elektrickou páskou vhodné barvy, aby nedošlo k záměně různých fází mezi sebou. Nejlepší je použít standardní barvy značení fází – žlutou (fáze A), zelenou (fáze B) a červenou (fáze C). Značení musí být umístěno na začátku a na konci každého segmentu.

Děkuji za přečtení! Úspěšná instalace a spolehlivá elektroinstalace!