Hvorfor korrigerer vi for samlet fremføring? #222
Når kabler føres sammen, påvirker de hinanden. Og så skal der korrigeres for samlet fremføring!… men hvordan?
Samlet fremføring begyndte vi for alvor at kigge på i Danmark med Stærkstrømsreglementet af 1962, hvori man introducerede en 3/4-regel; den der senere blev kendt som “75%-reglen”. Tanken var, at kabler der var mindre end 75%-belastede, kunne man se bort fra, når man bundtede dem. Den var ophav til en række tommelfingerregler, som på tværs af landet er anvendt mere eller mindre ukritisk i installationer frem til 2020, hvor 75%-reglen blev afskaffet.
Da én regel forsvandt, var vi – undertegnede inklusive – straks på udkig efter en “afløser”, hvor der umiddelbart kun var en 30%-regel at finde, hvis man vel at mærke skulle undgå de mange tabeller med et hav af forskellige værdier.
Vi måtte jo finde ud af hvilken værdi, der skulle proppes ind i lommeregneren fremadrettet, så vi kunne fortsætte det gode arbejde med at få skruet nogle installationer op på væggene.
Men i takt med at finde “afløseren” rendte vi samtidig ind i en række andre betragtninger i standarden – dels med at tabellerne stopper ved 20 kabler, og dels ved at tabellerne forudsætter, at kablerne er omtrent lige store – de famøse 3 standard tværsnit.
Der opstod en forståelse af, at hvis man bare gik et tværsnit op, behøvede man ikke gøre yderligere… men regnede man efter, holdt matematikken ikke. Og dét havde jeg det stramt med – at trække større kabler har jeg intet imod, så længe der ligger lidt ræson bag. Men at trække større kabler uden egentlig at kunne forklare hvorfor, virker fjollet. Især når man samtidig skeler en smule til landene omkring os. Og det vel at mærke lande der har brugt HD 60364-serien i mange år. Det undrede mig meget, at vi så hurtigt havde fundet de mange stopklodser, når tyskerne, svenskerne, nordmændene, franskmændene og alle de andre lande vi gerne sammenligner os med, ikke havde gennemskuet, hvor svært det egentlig er at dimensionere en el-installation…
Så man skulle næsten tro, de alle havde misforstået noget… eller for at drage en parallel til den gamle vittighed, hvor en bilist ringer op til trafikradioen og gør opmærksom på, at deres melding om én spøgelsesbilist er helt forkert; der er flere hundrede…
I stedet for at kigge efter hvilken faktor vi skulle bruge, burde vi have kigget efter, hvornår vi skulle korrigere – eller om vi skulle korrigere.
I forbindelse med min deltagelse i IEC, hvor jeg er med til at skrive det kommende kapitel 52 for kabeldimensionering, kunne jeg høre på nogle af diskussionerne, at deres udgangspunkt for den samlede fremføring var MEGET forskellig fra, hvad jeg er flasket op med. Så for at komme tvivlen til livs, snuppede jeg ordet og præsenterede “den danske metode” til håndtering af kabelbundter, hvor vi i nogle tilfælde har taget kabelfeltet i tavlen og flyttet op det op – vandret i toppen af tavlen – for at kunne håndtere dels bundter af maksimalt 20 kabler samt springene i standardtværsnittene.
Efter præsentationen blev jeg mødt med et hav af måbende ansigter og én kommentar: “That was not the intention…”.
Der er naturligvis intet til hinder for at udføre installationen på den måde, men det har aldrig været målet bag standarden. Hvorfor kan det så komme bag på os?
75%-reglen var let at håndtere, for det kan godt være, at den i nogle situationer overdimensionerede installationen en smule, men tværsnittene var til at arbejde med, så der var ikke noget behov for at grave synderlig dybt i rammerne. Det virkede!
Udfordringen er, at 30%-reglen til tider resulterer i tværsnit, der slet og ret ikke kan monteres i de gængse materialer, hvilket resulterer i, at vi skal lave flere samlinger, der ikke gør noget godt for installationen som helhed. Tabellerne er bøvlede og kan risikere at begrænse muligheden for senere udvidelse, så de er heller ikke nødvendigvis den bedste løsning til alle installationer.
Dermed risikerer vi at lave ringere installationer, men med et større materialeforbrug og mere bøvl.
Det vi ikke har haft fokus på – og det kollegaerne i IEC var flinke til at nævne, var forudsætningerne for den samlede fremføring. Og vel at mærke en forudsætning vi i Danmark så absolut har været bekendt med. Helt siden 1962.
Paragraffen i SR af 1962 starter som følger: “Reduktionsfaktor for flere end 3 samtidigt fuldt belastede sideløbende ledere”. Og dernæst kom så en betragtning om, at i praksis omhandlede det kabler der var mere end 3/4 belastede.
Jeg ved naturligvis ikke hvad tanken har været tilbage i 1962, men jeg gætter på, at det har været ud fra en betragtning om, at ingen kabler er fuldt belastede, hvilket uden noten i praksis ville betyde, at vi ikke gjorde noget som helst.
Noten fik forenet lovteksten med praktikken, og (stort set) samtlige installationer blev dimensioneret efter 75%-belastning.
Men betragtningen om de fuldt belastede sideløbende ledere er ikke ny. Den blev videreført fra Stærkstrømsreglementet til Stærkstrømsbekendtgørelsen – og det er også en del af HD 60364. Og dét er netop årsagen til, at IEC håndterer samlet fremføring meget forskelligt fra, hvad vi lægger for dagen.
I Danmark kaster vi os over korrektionen, så snart to kabler kommer bare i nærheden af hinanden. Men tanken med standarden har været, at hvis dine kabler er 100% vedvarende belastede, SÅ skal du korrigere.
Vores indgangsvinkel har været at “du ved ikke hvordan installationen er belastet, så du skal regne med 100%”. Tanken med standarden har været, at du ikke nødvendigvis ved præcis hvordan installationen er belastet, men hvis det var i nærheden af 100%, var du ikke i tvivl…
Men hvad siger standarden så?
Jo – hvis du har 100% vedvarende belastede installationer, har du en række korrektionsfaktorer du kan anvende – og de korrektionsfaktorer forudsætter at kablerne ikke springer mere end 3 standardtværsnit, da korrektionsfaktorerne ikke kan håndtere forskellen i varmeudvikling fra eksempelvis en 1,5 mm2 og en 240 mm2.
Hvis du derimod ikke har 100% vedvarende belastede installationer, har standarden ikke en korrektionsfaktor til formålet – tværtimod står der, at du kan vælge korrektionsfaktorer højere end hvad der er angivet i tabellerne. Og det betyder også at betragtningen om de 3 standardtværsnit ikke længere er en nødvendighed.
Men hvis man bare kan vælge noget højere end hvad tabellerne siger, er der så frit slag? Nej – naturligvis ikke. Det overordnede krav til, at ledertemperaturen ikke må overskrides (de typisk 70- eller 90 grader), kan vi ikke komme udenom. Men der må da være lidt mere hjælp at hente?
Det tænkte vi også i den danske nationalkomite for et par år tilbage. Der stillede vi spørgsmålet til IEC, hvad pokker man skulle gøre når standarden gav en mulighed, men ingen løsning!?!
Og svaret vi fik var: træf en beslutning og stå på mål for den!
Det er måske ikke så pragmatisk, men det giver plads til at udføre et stykke håndværk! Ikke “bare” når tingene skal skrues op på væggen, men også når tankerne skal tænkes forud for det praktiske arbejde.
Skal der eksempelvis laves en række strømkredse til “almindelige” bygningsinstallationer med eksempelvis 10 A sikringer foran, er der umiddelbart 3 modeller:
Model 1: Du regner kablingen som værende 100% belastet og tager hånd om de 3 standardtværsnit, korrektionsfaktorer mv.
Model 2: Du regner kablingen, så den er belastet under 30%
Model 3: Du overdimensionerer kablingen, så den kan håndtere varmepåvirkningen fra de andre kabler
Model nr. 1 er tiltænkt installationer hvor du rent faktisk forventer 100% vedvarende belastning. Det kunne eksempelvis være forsyning på en produktionsvirksomhed, hvor hele eller dele af produktionen belastes fuldt ud i flere timer ad gangen.
Og det ved jeg, for jeg præsenterede modellerne på et møde i IEC, hvor jeg forklarede at model nr. 1 typisk var dén model der blev lagt for dagen i Danmark; og det var dér jeg fik kommentaren med: “That was not the intention…”
Model nr. 2 er ikke tiltænkt som værende en egentlig dimensioneringsmodel, men snarere et opmærksomhedspunkt for hvornår man skal være opmærksom på kablers påvirkning af hinanden.
Tanken bag model nr. 3 er, at hvis jeg har behov for en installation sikret med 10 A, vælger jeg et kabel hvor strømværdien i praksis altid er større end 10 A. Lad os for eksemplets skyld sige, at den er 12 A. De 2 A er den overdimensionering, jeg så kan bruge til, at absorbere den varmepåvirkning der måtte komme fra omkringliggende kabler, og dermed sikre, at mine ledere ikke overstiger den maksimale temperatur.
Er 2 A så nok?
Det kommer helt an på hvordan din installation ser ud. Men er der tale om almindelige bygningsinstallationer, er der ingen af installationerne der forventes 100% vedvarende belastet i +2 timer (den tid det tilnærmelsesvis vil tage en leder at nå sluttemperaturen på 70- eller 90 grader). Og selv når vi her snakker 100% belastning, så er det jo ikke af kablets strømværdi på 12 A, men i stedet bryderens mærkestrøm på 10 A. Allerede her er det maksimale effekttab betydeligt reduceret – og det er jo netop varmen vi er interesserede i.
Selvom om hverken tavler eller leveringsomfang vil give mulighed for 100% vedvarende belastning, kan vi alligevel lege med tallene: skulle jeg belaste installationen med 10 A, så vil det samlede effekttab for kablet være (10/12)² = 69%. Det vil sige, at en lille overdimensionering på “kun” 2 A er nok til at reducere effekttabet med 31%. Og det vel at mærke hvis installationen rent faktisk er belastet med 10 A. I praksis er det mere end rigeligt.
Men hvor ved jeg det fra?!? Med risiko for at lyde selvfed; erfaring! Det er som nævnt et stykke håndværk at projektere – ikke bare en opgave i et excel-ark. Dét må vi ikke glemme.
… eller lad mig vende den om: hvis jeg var i tvivl, så havde jeg overdimensioneret udover de 2 A. Hvilket for øvrigt altid har været gængs praksis på tværs af branchen. Har vi været den mindste smule i tvivl, så er vi gået et tværsnit op, for vi skal jo være sikre på, at lederne ikke bliver for varme.
Og det er præcis dét svar vi for et par år siden fik i den danske nationalkomite fra IEC: det er op til den udførende at træffe en fornuftig beslutning – og stå på mål for den. Jeg læste dengang svaret igennem et hav af gange, men det er først nu 10-øren er faldet. Jeg har haft muligheden for at diskutere det igennem og få sat flere ord på tankerne bag. Det har været særdeles kærkomment.
Der er naturligvis intet til hinder for at regne med kabling der kan belastes 100% vedvarende. Der er intet i vejen for at tilgodese de 3 standardtværsnit. Der er intet i vejen for at trække større kabler. Men vær opmærksom på, at det dels ikke gør installationen mere fleksibel at udføre eller efterfølgende at servicere; det gør intet godt for det samlede ressourceforbrug; der er formentlig intet behov for det – og vigtigst af alt; det er ikke et krav i standarden.
Det er en mulighed – som forudsætter omtanke.