Okablowanie w systemach klimatyzacji i wentylacji

Okablowanie w systemach klimatyzacji i wentylacji Jak co roku z nadejściem lata wzrasta zainteresowanie systemami klimatyzacji i wentylacji. Układy instalowane obecnie są skomplikowanymi systemami złożonymi z dużej ilości elementów i wymagającymi zaawansowanych technicznie układów sterowania. o większej elastyczności, lepszych parametrach mechanicznych oraz mniejszej średnicy niż YSTY. Dlatego BiT 500 znalazł szerokie zastosowanie w instalacjach przemysłowych gdzie ilość miejsca przeznaczonego na montaż i instalację kabli jest często ograniczona podobnie jak w systemach klimatyzacji i wentylacji. Dodatkową zaletą kabla BiT 500 jest wysika giętkość żył uodparniająca ten kabel na oddziaływanie drgań mechanicznych. Napięcie pracy Uo/U= 300/500V pozwala zastosować ten kabel nie tylko jako sterowniczy ale również jako kabel zasilający. W przypadku konieczności ochrony sygnału przed zewnętrznym polem elektromagnetycznym należy zastosować kabel BiT 500-CY z ekranem wykonanym z ocynowanych pasemek miedzianych. Pleciony ekran tego kabla przy zastosowaniu odpowiedniego połączenia na obu końcach zapewnia kompatybilność elektromagnetyczną układu (EMC) a wewnętrzna powłoka poprawia własności mechaniczne całego kabla. Zastosowanie transparentnej powłoki zewnętrznej umożliwia optyczna kontrolę ciągłości ekranu ekran jest widoczny pod przezroczystą powloką. Współczesne układy wentylacyjne i klimatyzacyjne coraz częściej są wykonywane jako układy zbiorcze wyniesione na dach budynku Coraz większą rolę odgrywają tu odpowiednie przewody służące do zasilania i sterowania, od których jakości zależy poprawna, bezawaryjna praca układu, jego odporność na zakłócenia oraz wpływ środowiska zewnętrznego. Firma BITNER oferuje szeroka gamę przewodów do zastosowań w układach klimatyzacji i wentylacji. Sterowanie w układach klimatyzacji Układy sterowania stosowane obecnie w technice klimatyzacyjnej bardzo często wymagają użycia przewodów wielożyłowych. Zastosowanie elastycznych kabli sterowniczych pozwala na łatwe i szybkie układanie tych kabli, co znacznie skraca czas montażu, natomiast zastosowanie przewodów wielożyłowych umożliwia na zastąpienie kilku przewodów jednym. Takie rozwiązania są cenione przez monterów ponieważ skracają czas montażu i ograniczają ilość błędów jakie można popełnić. Idealnym kablem do łączenia komponentów systemu klimatyzacji i wentylacji jest kabel BiT 500 produkcji Zakładów Kablowych BITNER. Jest to giętki, wielożyłowy przewód sterowniczy o żyłach numerowanych. Wysoka giętkość kabla BiT 500 pozwala na łatwe jego układanie w korytkach kablowych oraz łatwe podłączanie żył do zacisków instalacyjnych. Żyły kabla są oznaczone numerami co znacznie ułatwia wykonanie połączeń przy użyciu kabli wielożyłowych i zmniejsza ilość pomyłek przy montażu. Kabel BiT 500 jest nowością w ofercie firmy BITNER został wprowadzony do produkcji w roku 2009 i jest przeznaczony do aplikacji w których wcześniej używane były kable YSTY. Zastosowanie nowoczesnych materiałów izolacyjnych na bazie PVC pozwoliło na wyprodukowanie przewodu Zasilanie Kolejnym problemem z jakim muszą zmierzyć się monterzy układów klimatyzacji i wentylacji jest podłączenie zasilania wentylatorów wyciągowych i nadmuchowych. W układach centralnych stosowanych zarówno w dużych obiektach użyteczności publicznej jak i w obiektach przemysłowych są one napędzane silnikami o mocy kilkudziesięciu kilowatów. Połączenia te wymagają zastosowania przewodów o dużych przekrojach żył roboczych pozwalających na przesył dużej mocy. Do tego typu połączeń dedykowane są kable BiT 750 o napięciu pracy Uo/U= 450/750V oraz BiT 1000 o napięciu pracy Uo/U= 600/1000V. Kable te charakteryzują się wysoką giętkością co ułatwia ich montaż oraz uodparnia na drgania mechaniczne. Szeroka gama przekrojów do 240mm2 pozwala na zastosowanie tych kabli do zasilania układów napędowych dużej mocy. Specjalne mieszanki PVC użyte do produkcji nadają tym kablom nie tylko wysoka giętkość ale również właściwe parametry mechaniczne. W przypadku konieczności montażu komponentów układu klimatyzacji i wentylacji na zewnątrz budynków najlepszym rozwiązaniem jest wykonanie połączeń kablem BiT 1000. Dzięki zastosowaniu specjalnego materiału powłokowego BiT 1000 jest uodporniony na działanie promieniowania UV oraz warunków atmosferycznych, można go również układać bezpośrednio w ziemi. Kable BiT 750 i BiT 1000 są również produkowane w wersji ekranowanej jako BiT 750-CY oraz BiT 1000-CY. Dodatkowo kabel BiT 1000 jest produkowany jako kabel jednożyłowy. Podłączenia układów dużej mocy kablami jednożyłowymi są realizowane w przypadku wyjątkowo trudnych warunków montażowych, zapewniają tez lepsze oddawanie ciepła przez tor zasilający w przypadku luźnego rozłożenia kabli na korytkach perforowanych. Jednożyłowe kable BiT 1000 mają podwójna izolację dlatego ich własności elektryczne są lepsze niż np. przewody Lgy, zapewniają lepszy poziom ochrony i nie ulegają uszkodzeniom w skutek zniszczenia powłoki zewnętrznej przy montażu. BiT 500-CY- ekranowany kabel do sterowniczy i zasilający 21

BiTservo 2XSLCY-J kabel do zasilania przekształtnikowego o zwiększonej obciążalności BiTservo 2YSLCY-J BiTservo 2XSLCY-J moc[kw] przekrój [nxmm2] przekrój [nxmm2] 18,5 4x16 4x10 22 4x25 4x16 30 4x25 4x25 37 4x35 4x25 45 4x35 4x35 55 4x50 4x35 75 4x70 4x70 90 4x95 4x70 110 4x120 4x95 132 4x150 4x120 160 4x185 4x150 200 4x240 4x185 Tabela 1. Dobór kabli do mocy przekształtnika, U=400V Zasilanie przekształtnikowe Zasilanie napędów za pomocą przekształtników jest stosowane coraz częściej w aplikacjach przemysłowych, również w układach klimatyzacji i wentylacji. Jest to efekt coraz niższych cen przekształtników, coraz lepszej jakości elementów używanych do ich budowy a także łatwiejszemu sterowaniu i niższemu zużyciu energii przez te układy. Niestety układy przekształtnikowe generują przebiegi odkształcone a co za tym idzie wysoki poziom zaburzeń elektromagnetycznych. Największym źródłem zaburzeń w układzie przekształtnik-kabel-silnik jest połączenie za pomocą kabla, gdyż z reguły stanowi ono najbardziej rozległy pod względem geometrycznym element układu. Praktycznie problem zaburzeń elektromagnetycznych i kompatybilności elektromagnetycznej EMC nie istnieje tylko wtedy, gdy przekształtnik znajduje się bezpośrednio na zasilanym przez siebie silniku, czyli w sytuacji eliminacji połączenia kablowego pomiędzy przekształtnikiem i silnikiem. Jednak takie rozwiązania wymagają zastosowania zdalnego sterowania przekształtnikiem najczęściej za pomocą magistrali BUS. Ze względu na specyfikę układów przekształtnikowych opracowano specjalne kable do tego typu układów, ograniczające emisję zaburzeń elektromagnetycznych. W ofercie Zakładów Kablowych BIT- NER znajdują się kable z BiTservo przeznaczone do tego rodzaju aplikacji. Kabel BiTservo 2YSLCY-J jest kablem o obniżonej pojemności i specjalnej konstrukcji ekranu przeznaczonym do wykonywania połączeń pomiędzy przekształtnikiem częstotliwości (falownikiem) a silnikiem. Obniżona pojemność pozwala na wykonywanie kablem BiTservo 2YSLCY-J dłuższych połączeń niż w przypadku kabli o izolacji polwinitowej daje to możliwość umiejscowienia przekształtnika w większej odległości od napędu, co jest często wymogiem projektowym układu. Specjalna konstrukcja ekranu, który jest połączeniem ekranu foliowego i oplotowego, pozwala na eliminacje zaburzeń elektromagnetycznych emitowanych przez kabel. Dodatkową zaletą jest giętkość kabla BiTservo 2YSLCY-J ułatwiająca jego montaż i uodparniająca na drgania mechaniczne. Do wykonywania długich połączeń pomiędzy przekształtnikiem a silnikiem przeznaczony jest kabel symetryczny BiTservo 3plus2YSLCY-J. Dzięki symetrycznej budowie kabel ten eliminuje zjawisko asymetrii gwiazdy napięć na zaciskach silnika. Oba kable są wykonywane również w wersji czarnej, uodpornionej na UV i zewnętrzne warunki atmosferyczne, jako BiTservo 2YSL- CYK-J oraz BiTservo 3plus2YSLCYK-J. Takie wykonanie jest szczególnie przydatne w układach klimatyzacji i wentylacji gdzie duże napędy są wynoszone w miejsca odległe, w szczególności na dach budynku z uwagi na wysoki poziom hałasu, który emitują. Kable 2YSL- CYK-J oraz BiTservo 3plus2YSLCYK-J oraz wspomniane wcześniej BIT 1000 i BiT 1000-CY mogą być układane na zewnątrz budynków bez konieczności stosowania dodatkowych osłon. Większa moc układów przekształtnikowych Z uwagi na coraz szersze zastosowanie układow przekształtnikowych durzej mocy w 2009 roku Zakłady Kablowe BITNER wprowadziły do swojej oferty kabel przekształtnikowy BiTservo 2XSLCY-J o zwiększonej obciążalności długotrwałej. Kabel ten pozwala na przesył większej mocy przy tym samym przekroju w stosunku do BiTservo 2YSLCY-J, lub na zredukowanie przekroju w stosunku do BiTservo 2YSLCY-J, co skutkuje obniżeniem kosztów inwestycyjnych. Należy zwrócić uwagę na fakt, że kabel, szczególnie w dużych aplikacjach, stanowi poważną pozycje w kosztach całego układu. Poza tym obniżenie przekroju, a co za tym idzie wagi kabla wpływa na obniżenie kosztów całej trasy kablowej oraz na łatwość montażu kabla. W tabeli 1 zostały umieszczone przykładowe możliwości redukcji przekroju kabla w zależności od mocy przekształtnika. Kabel BiTservo 2XSLCY-J jest produkowany przez Zakłady Kablowe BITNER również wersji symetrycznej jako BiTservo 3plus2XSL- CY-J, oraz w wersji przeznaczonej do układania na zewnątrz, uodpornionej na działanie promieniowania UV jako BiTservo 2XSLCYK-J oraz BiTservo 3plus2XSLCYK-J. Czarne kable BiTservo 2XSLCYK-J oraz BiTservo 3plus2XSLCYK-J mogą być również układane bezpośrednio w ziemi. Wpływ środowiska Bardzo często dobór kabli do sterowania i zasilania w systemach klimatyzacji i wentylacji jest podyktowany wymogami środowiska w którym kabel będzie pracował. Wychodząc naprzeciw coraz ostrzejszym wymaganiom klientów Zakłady Kablowe BITNER wprowadzają do swojej oferty coraz nowsze konstrukcje kabli uodporniane na różne wymagania środowiskowe. W tabeli 2 zestawiono kilka przykładowych kabli produkcji Zakładów Kablowych BITNER z określonym zastoso- BiTservo UV 3pus2XSLCYK-J kabel do zasilania przekształtnikowego o zwiększonej obciążalności do zastosowań zewnętrznych 22

Nazwa Dostępne przekroje Napięcie pracy Ekran Zastosowanie Uwagi LiYCY 300/300 0,14-2,5 300/300 tak Pomiary i transmisja danych Zastosowania wnętrzowe LiHCH 300/300 0,14-2,5 300/300 tak Pomiary i transmisja danych Zastosowania wnętrzowe, bezhalogenowy BiT L2 BUS 1 x 2x 0,64 tak Transmisja danych Zastosowanie wnętrzowe BiT L2 BUS outdoor 1 x2 x 0,64 tak Transmisja danych Zastosowanie zewnętrzne BiT 500 0,5-2,5 300/500 nie Sterowanie i zasilanie Zastosowania wnętrzowe BIT 500-CY 0,5-2,5 300/500 tak Sterowanie i zasilanie Zastosowania wnętrzowe BiT 500-PUR 0,5-2,5 300/500 tak Sterowanie i zasilanie Zastosowania zewnętrzne, odpornośc UV, wysoka odporność chemiczna BiT 750 1,5-240 450/750 nie zasilanie Zastosowania wnętrzowe BiT 750-CY 1,5-240 450/750 tak zasilanie Zastosowania wnętrzowe BIT 1000 0,5-240 0,6/1 kv nie Zasilanie i sterowanie Zastosowanie zewnętrzne, odpornośc UV, mozliwiść ułożenia bezpośrednio w ziemi BIT 1000-CY 0,5-240 0,6/1 kv tak Zasilanie i sterowanie Zastosowanie zewnętrzne, odpornośc UV, mozliwiść ułożenia bezpośrednio w ziemi GsLGs 450/750 0,5-16 450/750 nie Zasilanie i sterowanie Praca w temp. Od 60 do 180 st.c GsLGs 0,6/1 0,5-16 0,6/1 kv nie Zasilanie i sterowanie Praca w temp. Od 60 do 180 st.c BiTservo 2YSLCY-J BiTservo 2XSLCY-J BiTservo 3plus2YSLCY-J BiTservo 3pus2XSLCY-J 1,5-240 0,6/1 kv tak Zasilanie przekształtnikowe Zastosowania wnętrzowe BiTservo 2YSLCYK-J BiTservo 2XSLCYK-J BiTservo 3plus2YSLCYK-J BiTservo 3pus2XSLCYK-J 1,5-240 0,6/1 kv tak Zasilanie przekształtnikowe Tabela 2. Przykładowe kable produkcji Zakładów Kablowych BITNER do pracy w układach wentylacji i klimatyzacji Zastosowanie zewnętrzne, odpornośc UV, mozliwiść ułożenia bezpośrednio w ziemi waniem w układach klimatyzacji i wentylacji. Jednak nasza oferta nie zawęża się do podanych przykładów, ponieważ Zakłady Kablowe BIT- NER wykonują również kable o innych niż podane przekrojach na ży- czenie Klienta lub o odporności środowiskowej na narażenia podane przez Klienta w sytuacjach, gdy nie istnieje możliwość dobrania kabli z podstawowego zakresu produkcji. dr inż. Ireneusz Sosnowski Przekroje Kabli Pracujących w Systemach Bezpieczeństwa Kable zasilające pracujące w systemach bezpieczeństwa mają zapewnić dopływ energii do urządzeń elektrycznych podczas pożaru i umożliwić ich działanie przez określony czas. Poza wymogami dotyczącymi samych kabli istnieją również dość rygorystyczne zasady doboru systemów nośnych. Zgodnie z normą DIN 4102 cz.12 systemy nośne oraz kable posiadające certyfikat VDE mogą być badane ze względu na podtrzymanie funkcji elektrycznych, czyli zapewnienie ciągłości zasilania podczas pożaru. Na chwilę obecną zastosowanie właściwego kabla i przebadanego z nim systemu nośnego stanowi spełnienie podstawowych wymagań w systemie bezpieczeństwa. Zasilane urządzenia powinny działać podczas pożaru przez 90 minut, lub 30 minut jeśli przestrzeń jest chroniona urządzeniami tryskaczowymi. W ofercie Zakładów Kablowych BITNER znajdują się kable przebadane zgodne z normą niemiecką DIN 4102 cz.12 posiadające certyfikaty VDE oraz kable przebadane zgodnie z norma PN-EN 50200 spełniające warunek podtrzymania zasilania przez 30 lub 90 minut. Izolacja kabli bezpiecznych Podczas testu pożarowego przeprowadzanego w komorze temperatura w otoczeniu kabla rośnie zgodnie z krzywa z rysunku 1 i po 30 minutach osiąga wartość 830 C a po 90 min 930 C. Krzywa opisująca wzrost temperatury podczas testów palności wykonywanych zgodnie z DIN 4102 cz.12 opisuje wzrost temperatury podczas pożaru w budynkach użyteczności publicznej. Możemy więc przyjąć, że w każdej chwili temperatura w pomieszczeniu objętym pożarem osiąga wartości opisane krzywa z rysunku 1. Są to dość trudne warunki dla kabli mających pracować w systemie bezpieczeństwa i mających zapewnić zasilanie urządzeń. Aby kable mogły prawidłowo pracować muszą spełnić następujące warunki: zachować odstęp izolacyjny pomiędzy żyłami oraz zapewnić ciągłość obwodu czyli nie dopuścić do uszkodzenia żył roboczych. Zapewnienie izolacji pomiędzy żyłami kabla jest realizowane przez Zakłady Kablowe BITNER w dwojaki sposób: przez izolowanie żył kabla taśmą mikową przed nałożeniem izolacji polimerowej albo przez wykonanie izolacji żył z silikonu ceramizującego (rysunek 2), który w warunkach pożaru utlenia się tworząc izolacyjną krzemionkę. Każdy z tych sposobów zapewnia zachowanie funkcji elektrycz- 23

Rys.1. Wzrost temperatury podczas testu na zachowanie funkcji zespołu kablowego zgodnie z DIN 4102 cz.12 nych podczas pożaru, natomiast kable o izolacji z silikonu ceramizującego są bardziej cenione przez monterów ze względu na szybszy i mniej pracochłonny montaż, co związane jest z łatwością odizolowywania żył. Rys.2. Dwa sposoby izolowania kabli dla systemów bezpieczeństwa: (N)HXH o izolacji silikonowej i NHXH o izolacji mikowej Rezystancja żył roboczych W przypadku pożaru trudno mówić o oddawaniu ciepła przez kabel, to żyła kabla zostaje nagrzana do temperatury otoczenia. Kabel ulega zniszczeniu i jedynie specjalna konstrukcja izolacji pozwala na jego działanie przez określony czas. Wysoka temperatura wpływa na rezystancję żyły, która rośnie wraz ze wzrostem temperatury i jest zależna od materiału z którego wykonano żyłę roboczą. (1) Gdzie: T temperatura, RT rezystancja w temperaturze T, R20 rezystancja w temperaturze 20 C, α współczynnik temperaturowy dla miedzi 0,0039 1/K Jeżeli przyjmiemy temperaturę jak przy teście pożarowym zgodnie z DIN 4102 cz.12 to rezystancja żył kabla wzrasta 4,16 razy przy E30 lub 4,74 razy przy E90 w stosunku do rezystancji w temperaturze 20 C, zgodnie ze wzorem 1 i temperaturą przyjęta z wykresu przedstawionego na rysunku 1. Oznacza to, że aby zachować zakładany spadek napięcia na kablu zasilającym powinniśmy zwiększyć jego przekrój aby ograniczyć rezystancję żył. Wielkość spadku napięcia jest wprost proporcjonalna do rezystancji żył, która z kolei maleje proporcjonalnie do wzrostu przekroju. Spadek napięcia na linii zasilającej Przekrój dobranego kabla jest często większy od obliczonego, bo dobrany z szeregu przekrojów kabli. Poza tym bardzo często czynnikiem determinującym dobór przekroju jest obciążalność prądowa długotrwała, a wzrost rezystancji jest dla nas istotny w związku ze spadkiem napięcia. Tak więc współczynniki związane ze wzrostem temperatury należy zastosować dla przekroju obliczonego ze względu na spadek napięcia a nie ze względu na obciążalność długotrwałą. W praktyce projektowej zazwyczaj wyznacza się przekrój żył kabla ze względu na obciążalność długotrwałą a następnie dobrany przekrój sprawdza się ze względu na założony spadek napięcia zgodnie ze wzorem 2. (2) Rys.3. Izolacja z silikonu ceramizującego po teście palności Podstawową funkcją kabla w systemie bezpieczeństwa jest zapewnie zasilania dla urządzeń pracujących podczas pożaru. Problemem istotnym dla pracy każdego kabla energetycznego jest wysoka temperatura otoczenia. Kabel pracujący w podwyższonej temperaturze ma zawsze obniżoną obciążalność długotrwałą do której obliczenia służą współczynniki korekcyjne. Maksymalna temperatura pracy żył jest określona przez parametry termiczne izolacji. W przypadku kabli bezpieczeństwa elementy kabla wykonane z polimerów i tak ulegną zniszczeniu podczas pożaru a konstrukcja kabla ma mimo to zachować własności izolacyjne. Dlatego przekroje żył dobieramy ze względu na obciążalność długotrwałą tak jak w przypadku innych kabli energetycznych nie biorąc pod uwagę warunków pożarowych a jedynie temperaturę dopuszczalną żyły w normalnych warunkach pracy, która dla większości kabli bezpieczeństwa wynosi 90 C (jednak dla pewności sugeruję zawsze sprawdzić ten parametr w karcie wyrobu). 24 Gdzie: ΔU% procentowy spadek napięcia dla lini zasilającej 3-fazowej, R rezystancja żyły kabla, IN prąd znamionowy zasilanego urządzania, UN napięcie znamionowe Aby uwzględnić warunki pożarowe należy jako rezystancję przewodu wstawić do wzoru 2 rezystancję w temperaturze 830 C dla E30 lub 930 C dla E90. Spowoduje to wzrost obliczonego spadku napięcia 4,16 razy przy E30 i odpowiednio 4,74 razy przy E90. Aby utrzymać założony spadek napięcia będziemy musieli odpowiednio zwiększyć przekrój przewodu. Można również bezpośrednio obliczyć przekrój żył roboczych potrzebny dla uzyskania założonego spadku napięcia zgodnie ze wzorem 3, pamiętając jednak, że spadek napięcia ΔU jest tu wyrażony w woltach a nie procentach a konduktywność miedzi Δ należy przyjąć dla temperatury pożarowej. (3) Gdzie: s minimalny przekrój obliczony ze względu na spadek napięcia, ΔU - spadek napięcia wyrażony w woltach, Δ konduktywność miedzi, l - długość odcinka, IN prąd znamionowy zasilanego urządzania Otrzymamy w ten sposób zwiększenie minimalnego przekroju żył kabli o taką samą krotność jak dla spadku napięcia. Możemy więc wy-

znaczyć przekrój dla temperatury 20 C a następnie pomnożyć go przez odpowiedni współczynnik. Jeśli otrzymany w ten sposób przekrój jest większy od przekroju dobranego ze względu na obciążalność prądową to przyjmujemy go jako przekrój żył kabla. Strefy pożarowe Ponieważ otrzymany z obliczeń przekrój żył kabla pracującego w systemie bezpieczeństwa pożarowego jest często kilkakrotnie wyższy od przekrojów kabli pracujących w normalnych warunkach, pojawiło się pytanie, czy można zredukować obliczony przekrój (oraz koszty) kabla jednocześnie zapewniając poprawne działanie urządzeń podczas pożaru. Sposobem na redukcję przekrojów kabli okazał się podział budynku przez który przebiega linia kablowa na strefy. Zgodnie z 226 Rozporządzenia Ministra Infrastruktury z 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz.U. 2002 r., Nr 75, poz. 690) budynki użyteczności publicznej są dzielone na strefy pożarowe, rozdzielone tzw. elementami oddzielenia pożarowego [4], dzięki czemu można ograniczyć rozprzestrzenianie się pożaru w budynku. Oznacza to, że jeśli instalacja kablowa przebiega przez więcej niż jedną strefę pożarową, jest narażona na działanie skutków pożaru tylko na części swej długości. Skoro więc warunki pożarowe zostaną zastosowane tylko do części trasy kabla rezystancja całej linii kablowej nie wzrośnie tak jak przy dotychczasowych założeniach. Mniejszy wzrost rezystancji pozwoli natomiast na redukcje przekroju kabli do systemów bezpieczeństwa. Wyznaczanie współczynników korekcyjnych Rys.4. Podział linii zasilającej na rezystancje w zależności od liczby przyjętych stref pożarowych Rys.5. Obliczanie rezystancji linii zasilającej E90 w przypadku całości linii w jednej strefie pożarowej oraz przy podziale linii na dwie i trzy części. Część linii objęta pożarem E 30 E90 0 1 1 1/3 2,05 2,25 ½ 2,58 2,87 2/3 3,10 3,49 1 4,16 4,74 Tablica 1. Współczynniki wzrostu rezystancji żył kabla w zależności od części instalacji objętej pożarem Jeżeli tylko część linii kablowej jest zagrożona pożarem możemy przyjąć, że jedynie na tej części linii wrośnie rezystancja żył. Aby obliczyć o ile wzrośnie rezystancja całej linii należy więc określić jaka największa część linii znajduje się w jednej strefie pożarowej. Najprostszym przykładem będzie instalacja przebiegająca przez dwie strefy pożarowe, przy czym połowa długości linii kablowej znajduje się w jednej strefie pożarowej. Współczynnik wzrostu rezystancji żył dla funkcjonalności E90 wynosi 4,74 zatem w przypadku linii w całości znajdującej się w jednej strefie pożarowej rezystancja żył wzrośnie 4,74 krotnie a kabel zasilający dobrany ze względu na spadek napięcia powinien mieć przekrój 4,74 razy większy. Jeżeli połowa trasy kablowej przebiega przez strefę pożarową dzielimy linię na dwie części z czego jedna pozostaje w temperaturze otoczenia (dla obliczeń przyjęto 20 C, co jest założeniem słusznym jedynie w przypadku, gdy linia kablowa zostanie obciążona dopiero przy wystąpieniu pożaru), natomiast druga pracuje w temperaturze jak dla testu na E90 czyli 930 C. Rozpatrując rezystancję całej linii jako dwa połączone szeregowo rezystory otrzymamy dla tego przypadku współczynnik 2,87. Podobnie w przypadku funkcjonalności E30 jeżeli przyjmiemy, że połowa linii znajduje się w jednej strefie pożarowej otrzymujemy współczynnik 2,58 zamiast 4,16. Podobnie możemy podzielić linię zasilającą jeżeli w jednej strefie pożarowej znajduje się jedynie 1/3 długości linii, co ilustruje rysunek 4. Natomiast sposób obliczania współczynników przedstawia rysunek 5. Obliczone zgodnie z tą zasadą współczynniki dla kilku przypadków zebrano w tablicy 1. Można podzielić linię również na większą ilość części, chociaż już ten prosty podział pozwala na zastosowanie w wielu przypadkach a podział linii na dziesięć części powinien wystarczyć praktycznie dla wszystkich przypadków projektowych. Obliczone w ten sposób współczynniki są poprawne dla założenia, że temperatura żył kabla przed pożarem wynosi 20 C. Takie założenie jest prawdziwe dla przypadku, kiedy instalacja bezpieczeństwa zasila urządzenie pracujące tylko w warunkach pożaru np. zasilanie wentylatora oddymiającego. Jednak jeżeli minimalny przekrój ze wzoru 3 został obliczony dla konduktywności miedzi w temperaturze 20 C, to współczynniki będą prawidłowe również w przypadku, gdy żyły kabla w momencie rozpoczęcia pożaru mają temperaturę 90 C (czyli kabel pracuje nie tylko w warunkach pożarowych). Jeżeli minimalny przekrój dobrany ze względu na spadek napięcia został obliczony w temperaturze wyższej niż 20 C zebrane w tabeli współczynniki dadzą nam przekrój wyższy niż potrzebujemy czyli przewymiarujemy kabel. Podsumowanie Dobierając kabel do systemu bezpieczeństwa należy pamiętać, że jego głównym zadaniem jest zapewnienie zasilania urządzeń podczas pożaru przez określony czas. Najbardziej wymagającym testem dla kabli jest badanie na podtrzymanie funkcjonalności systemu kablowego zgodne z normą niemiecką DIN 4102 cz.12. Norma DIN 4102 cz.12 sprawdza przede wszystkim ciągłość zasilania, uwzględniając wszystkie zjawiska jakie występują podczas pożaru. Żaden z testów pożarowych nie sprawdza spadku napięcia na badanym odcinku linii kablowych. Jednak na etapie projektu należy dobrać kabel uwzględniając wzrost rezystancji żył w wysokiej temperaturze. Proponowany w artykule sposób obliczania współczynników korekcyjnych, oraz sposób ich zastosowania może stanowić znaczne ułatwienie w procesie projektowym. Należy przy tym pamiętać, że nie musimy wprowadzać korekty co do obciążalności długotrwałej kabla, gdyż prąd dopuszczalny długotrwale wynika z temperatury pracy izolacji, która to i tak zostanie zniszczona podczas pożaru i ma za zadanie jedynie utrzymać odstęp izolacyjny pomiędzy żyłami przez określony czas. Wynika stąd, że obciążalność długotrwałą wyznacza się tak jak dla innych kabli, biorąc pod uwagę temperaturę pracy izolacji, która dla większości energetycznych kabli do systemów bezpieczeństwa wynosi 90 C. Przedstawiony w artykule sposób doboru kabli ze względu na spadek napięcia nie został opisany w normach, jest natomiast zalecany przez Zakłady Kablowe BITNER do doboru kabli w instalacjach bezpieczeństwa pożarowego. 25