Menovitý prúd a hodnoty ističov: aké vybrať a ako sa robí výpočet ističa

Ukážem, čo je menovitý prúd ističa, prečo je dôležitý a aké hodnoty ističov sa používajú v ktorých prípadoch. Vysvetlím, čo všetko musia projektanti a elektrikári brať do úvahy pri výpočte ističa a výbere vhodného kábla okrem prierezu vodičov.

Menovitá hodnota ističa je najdôležitejší parameter

Menovitá hodnota – konkrétnejšie povedané menovitý prúd – je najdôležitejší parameter ističa. Je to hraničná hodnota prúdu obvodom, ktorý istič istí:

1. ak obvodom (napr. do svietidla a cez žiarovku) tečie nižší prúd než menovitá hodnota ističa, nič sa nedeje a všetko funguje ďalej,
2. ak začne obvodom tiecť vyšší prúd než menovitá hodnota ističa, istič zareaguje po nejakom čase.

„Prečo až po nejakom čase? Nezhoria mi dovtedy káble?“ pýtate sa určite.

Istič naozaj nemusí reagovať hneď, záleží na výške prúdu. Ak je prúd len o trochu vyšší, môže zareagovať až po niekoľkých minútach – napríklad pri 1,5-násobku prúdu je to po 1 minúte. Takže ak je menovitá hodnota ističa 10 A, taký istič reaguje na prúd 15 A po 1 minúte. 

Veľa? 

Nemusíte sa báť. Takéto reakčné časy ističov sú presne vypočítané a v súlade s normami. Bližšie to popíšem v článku o charakteristike ističov.

Bežné ističe majú hodnoty menovitého prúdu pevne dané. Myslím také tie, ktoré používame v domoch a v bytoch. Skrátka prídete do obchodu s elektromateriálom alebo otvoríte e-shop a vyberiete si ističe takej hodnoty, aké potrebujete. 

Hodnotu menovitého prúdu nájdete na prednej strane ističa spolu s ďalšími informáciami.

Niektoré ističe – najmä motorové alebo väčšie výkonové - môžu mať menovitý prúd nastaviteľný. Najčastejšie na to používajú otočné koliesko. 

Najčastejšie hodnoty ističov? 10 A a 16 A  

„Sevas Ivan, tu je Milan. Ty si robil s týma eletrikárma, určite budeš vedeť – robím doma eletriku, aké ističe mám dať?“ 

„Šestnástku na zásuvky a desinu na svetlá,“ ozval sa Ivan z telefónneho slúchadla.

„Díky, dojdi potom na poldeci!“ uzavrel konverzáciu Milan.

Klasická situácia zo slovenských domácností. Ale upozorňujem, že realita nie je taká jednoduchá, ako sa hovorí. Vysvetlím. 

Áno, najčastejšie sa používajú hodnoty ističov:

• 16 A istič (charakteristika B) – na zásuvkové a podobné obvody v kombinácii s káblom s vodičmi prierezu 2,5 mm².
• 10 A istič (charakteristika B) – na svetelné obvody v kombinácii s káblom s vodičmi prierezu 1,5 mm².
• 25 A istič (charakteristika B) – ako hlavný istič bytu či domu, v kombinácii s káblom s vodičmi prierezu 4 mm² – buď v jednofázovom alebo trojfázovom prevedení.

Čiže, to sú tie ľudovo povedané, „šestnástky“, „desiny“ a „dvadsaťpäťky“.

V niektorých prípadoch sa používajú aj iné hodnoty – napríklad ako hlavné ističe pre byty sa používajú aj 20 A ističe, pre domy alebo silnejšie prípojky pokojne aj 32 A ističe a silnejšie. 

V moderných elektroinštaláciách niektorí elektrikári používajú na svetelné obvody 6 A istič namiesto 10 A. Väčšina ľudí totiž používa v domoch a bytoch LED žiarovky, LED trubice a ďalšie LED svetelné zdroje, ktoré majú cca pätinovú spotrebu oproti klasickým žiarovkám používaným kedysi.

A existujú ešte menšie hodnoty, napríklad 4 A či 2 A ističe. Tie sa používajú v špecifických prípadoch, keď daný obvod napája iba jedno zariadenie s malým odberom (napr. LED osvetlenie okolo domu) a nepredpokladáme, že by sa to zmenilo.

„No dobre, dobre, takže, kde je problém,“ hovoríte si? 

Toto všetko nemusí platiť vždy. Existujú totiž rôzne situácie a rôzne typy prostredia (napr. príliš dlhý kábel, príliš vysoká teplota prostredia, istič s inou charakteristikou), v ktorých vyššie uvedené kombinácie nemusia byť vhodné. 

Menovitý prúd ističa musí určiť projektant alebo elektrikár

To, aké majú mať v konkrétnom prípade ističe hodnoty, charakteristiku, vypínaciu schopnosť či ďalšie parametre, by mal určiť kvalifikovaný elektrikár alebo projektant. Nie je možné zovšeobecniť, že istič nejakej hodnoty sa dá použiť na nejaký účel za každých okolností. V elektrotechnike to takto nefunguje a potom horia domy, byty, šopy a ďalšie budovy…

Výpočet ističa – záleží na viacerých parametroch

Takže, od čoho závisí, aký menovitý prúd ističa zvoliť?

Tých parametrov je veľa:

• prierez vodičov v použitých kábloch – čím hrubšie drôty, tým majú menší odpor a tým menej sa pri prechode daného prúdu zohrievajú,
• materiál vodičov – meď má menší odpor než hliník, takže na rovnaký prúd môže byť medený vodič tenší ako hliníkový,
• počet zaťažených vodičov v kábli – v jednofázových obvodoch tečie prúd cez fázu a nulák (2 vodiče), v trojfázových cez 3 fázy (a niekedy nulák), viac vodičov pri sebe = viac tepla a horšie chladenie, preto čím viac zaťažených vodičov, tým menší prúd kábel znesie, 
• typ izolácie vodičov – niektoré materiály znesú vyššiu teplotu než iné,
• spôsob uloženia – holý kábel na stene alebo v stene sa chladí lepšie než kábel zateplení, ktoré je tepelným izolantom, takže neodvádza dobre teplo,
• zoskupenie káblov – ak je viac káblov v jednej lište, opäť sa chladia horšie (viac tepla na kope),
• teplota okolia – v kotolniach bude vyššia než v obývačke, v pivnici, naopak, nižšia.

Skrátený postup pri výpočte ističa vyzerá tak, že projektant (alebo elektrikár):

1. najprv zistí, aký prúd bude tiecť obvodom podľa toho, akú spotrebu prúdu má spotrebič (napríklad kotol), 
2. podľa neho potom určí vhodný menovitý prúd ističa,
3. podľa neho potom vyberie vhodný typ kábla/dostatočný prierez vodičov. 

Príklad výpočtu ističa a káblového vedenia

Poďme sa teda pozrieť, ako prebieha výpočet ističa a vhodného kábla pre elektroinštaláciu v praxi. Upozorňujem, že niektoré veci som zjednodušil, lebo aj tak to bolo už dosť dlhé a zložité.

Popis situácie

Edo má v rodinnom dome nezateplenú letnú kuchynku, ktorú chce prerobiť na malú krajčírsku dielňu pre svoju ženu Janu. V lete je tam príjemný chládok a ani v najhorúcejších dňoch teplota nepresiahne 30 °C (toto je dôležitá informácia č. 1). 

Lenže v zime je tam… no… zima. Dosť kosa. 

Aby tam Jana nemusela sedieť zabalená do deky s čiapkou na hlave, chce jej tam Edo namontovať pevne uchytený nástenný elektrický ohrievač – 230 V infražiarič bez vrtule s príkonom 3 200 W a pevným káblovým prívodom. 

Edo bol prezieravý a pripravil si 3 káble, ktoré vedú z rozvodnej skrinky domu chráničkou pod zateplením (toto je dôležitá info číslo 2). Dva sú už zapojené a napájajú osvetlenie a zásuvky v letnej kuchynke. Tretí použije práve na ohrievač. Je to kábel CYKY 3 × 2,5 mm², aký sa bežne používa na zásuvky a istí sa 16 A ističom. 

Bude však v tomto prípade daný kábel a istič vyhovovať?

Určenie maximálneho prúdu obvodom

Najprv vypočítame maximálny prúd, ktorý bude ohrievač spotrebúvať:

I = P / U 

I = 3200 W / 230 V

I = 13,91 A po zaokrúhlení

Teraz potrebujeme vybrať vhodný istič. Bežne sa predávajú ističe s menovitými prúdmi 10 A, 13 A, 16 A… Vidíme, že 13 A je málo istič by mohlo vyhadzovať, ak by sme ohrievač zapli naplno. Najbližší vhodný istič je teda 16 A.

Keďže ohrievač je odporový spotrebič (nie je tam ani ventilátor na rozfuk teplého vzduchu), nemusíme brať do úvahy jalový prúd, ale tým vás teraz nebudem zaťažovať… 

…alebo budem? 

Ok, tak len v skratke – ak nejde o čisto odporovú záťaž (napr. ohrievač, žiarovka…), ale indukčnú (elektromotor, transformátor…) alebo kapacitnú (elektronické zdroje žiariviek, počítačov…) tečie vedením aj nejaký prúd navyše. Tento prúd zariadenie nespotrebúva, ale vedením musí pretiecť, takže drôty takisto zahrieva a museli by sme ho brať pri výpočte do úvahy.

Späť k príkladu. 

Výber vhodného kábla

Máme teda 16 A istič a hľadáme kábel, ktorý trvale zvládne aspoň tých 16 A v daných podmienkach.

Najprv zvolíme spôsob uloženia kábla. Edo chce kábel pridať k ďalším 2 káblom – v letnej kuchynke do plastovej inštalačnej lišty, ale ako som písal, kým sa káble dostanú do kuchynky, vedú chráničkou pod zateplením – kde je chladenie horšie a prúdová zaťažiteľnosť teda nižšia. Toto bola tá dôležitá info č. 2. 

Podľa nižšie uvedenej tabuľky totiž ide o spôsob uloženia A2 (je to skrátená verzia tabuľky B.52.1 prevzatá z STN 33 2000-5-52).

Prúdové zaťažiteľnosti káblov pre 2 zaťažené medené vodiče
Trieda uloženia	A1	A2	B1	B2	C	D1	D2
Prierez vodiča (mm²) / popis uloženia	izolované vodiče / 1-žilové káble v elektroinštalačnej rúrke v tepelne izolačnej stene	viacžilový kábel v elektroinštalačnej rúrke v tepelne izolačnej stene	izolované vodiče / 1-žilové káble v elektroinštalačnej rúrke na drevenej stene	viacžilový kábel v elektroinštalačnej rúrke na drevenej stene	1-žilový / viacžilový kábel priamo na drevenej stene	viacžilový kábel v elektroinštalačných uzavretých žľaboch uložených v zemi	1-žilové alebo viacžilové káble s plášťom uložené priamo v zemi
1,5	14,5 A	14 A	17,5 A	16,5 A	19,5 A	22 A	22 A
2,5	19,5 A	18,5 A	24 A	23 A	27 A	29 A	28 A
4	26 A	25 A	32 A	30 A	36 A	37 A	38 A
6	34 A	32 A	41 A	38 A	46 A	46 A	48 A
10	46 A	43 A	57 A	52 A	63 A	60 A	64 A
16	61 A	57 A	76 A	69 A	85 A	78 A	83 A
25	80 A	75 A	101 A	90 A	112 A	99 A	110 A
35	99 A	92 A	125 A	111 A	138 A	119 A	132 A

Vidíme, že kábel 2,5 mm² má v tomto uložení zaťažiteľnosť max. 18,5 A. 

Spomínate si na tú dôležitú info č. 1, že teplota v letnej kuchynke nepresiahne 30 °C? 

Zaťažiteľnosti v tabuľke sú počítané pre teplotu do 30 °C. Takže sme dobre. Ak by sme predpokladali vyššiu teplotu, museli by sme zaťažiteľnosť vynásobiť koeficientom (napr. pre kábel s PVC izoláciu a max. teplotou 35 °C by to bol koeficient 0,94) a výsledná zaťažiteľnosť by klesla. 

Finálna podmienka je, že zaťažiteľnosť musí byť vyššia než menovitá hodnota ističa – kábel skrátka musí zvládnuť vyšší prúd, než pri ktorom istič vypne. Keďže naša zaťažiteľnosť 18,5 A > 16 A istič, túto podmienku spĺňame a máme hotovo…

…alebo nie?

Zoskupenie káblov znižuje zaťažiteľnosť

No, veru nie je hotovo. 

Do úvahy totiž musíme brať aj teplo zo zvyšných dvoch káblov. V takýchto prípadoch sa pre zoskupovanie káblov opäť používajú koeficienty, ktorými sa prúdová zaťažiteľnosť násobí. Ak máme spolu 2 káble na jednom mieste, je to 0,8. Ak máme 3 káble, je to dokonca 0,7 – a práve to je náš prípad.

Takže si to poďme vynásobiť:

18,5 A × 0,7 = 12,95 A (!!!)

Zaťažiteľnosť kábla v našich podmienkach je teda iba 12,95 A, hoci je to „dva a polka“. Kábel s vodičmi 2,5 mm² teda v tomto prípade nemôžeme istiť 16 A ističom. Nemohli by sme ho istiť ani 13 A ističom, najbližšie by vyhovoval 10 A istič.

Hrubší kábel alebo slabší istič?

Takže, aké možnosti má Edo?

Prvou je vymeniť kábel v chráničke v zateplení. Ak by použil CYKY 3 × 4 mm², mal by prúdovú zaťažiteľnosť:

25 A × 0,7 = 17,5 A

Taký kábel by mohol istiť 16 A ističom a použiť 3200 W ohrievač, ktorý má kúpený.

Druhá možnosť? 

Vrátiť ohrievač do e-shopu a objednať 2000 W model. Ten by potreboval prúd:

2000 W / 230 V = 8,7 A po zaokrúhlení

V tom prípade by stačil 10 A istič a uvedený kábel CYKY 3 × 2,5 mm² so zaťažiteľnosťou 12,95 A.

Vhodný istič a kábel musí vybrať projektant alebo elektrikár

Ja viem, píšem to stále dookola, ale teraz vidíte na príklade z bežného života, že s určením menovitej hodnoty ističa a vhodného kábla to naozaj nie je také jednoduché. Keď už nič iné, skúste si zapamätať nasledujúce 3 pravidlá pre výber hodnoty ističov:

1. Neplatí, že 2,5 mm² kábel sa vždy istí 16 A ističom.
2. Neplatí, že 1,5 mm² kábel sa vždy istí 10 A ističom.
3. Platí že montovať, opravovať alebo inak zasahovať do elektroinštalácie môže iba kvalifikovaný elektrikár.

Nehovorím, že si kvôli jednej zásuvke máte platiť projektanta. Ale zavolajte si na výpočet hodnoty ističa niekoho, kto na to nemá len papiere, ale tomu aj naozaj rozumie.

A ako dopadol Edo z nášho príkladu? 

Ok, je to len príbeh, takže sa budeme tváriť, že mu nezhorel ten kábel a s ním aj polovica domu. Kamarát mu odporučil známeho elektrikára, ten po zhodnotení situácie odporučil Edovi vymeniť ohrievač za slabší a zapoji hol cez 10 A istič. 

A pili šťastne, až kým nepomreli.

Zdroje:

1. STN 33 2000-4-43 – https://normy.normoff.gov.sk/vyhladavanie/?search=on&validity%5B%5D=valid&name=STN+33+2000-4-43 
2. STN 33 2000-5-52 – https://normy.normoff.gov.sk/vyhladavanie/?search=on&validity%5B%5D=valid&name=STN+33+2000-5-52 
3. https://www.sez-kes.sk/assets/files/obsah/55-39ko_kopca_vary-spravneposudzovanie.pdf 
4. https://www.bmelektro.sk/project/prudove-zatazenie-kablov-vyberte-spravny-prierez/