Prepätia sú prepätia, ktoré prekračujú maximálne prípustné limity pre konkrétnu sieťovú sústavu. Prepätie je náhly skok napätia medzi fázou a zemou, ktorý trvá zlomok sekundy. Takýto pokles napätia je nebezpečný nielen pre vedenie, ale aj pre spotrebiče, ktoré sú k nemu pripojené. Aby sa tomu zabránilo, používa sa prepäťová ochrana.
Obsah
Čo je prepäťová ochrana a na čo slúži?
Prepäťová ochrana je zariadenie na ochranu pred prepätím, ktoré chráni elektrické inštalácie do 1 kV. Zariadenie chráni pred prepätím v sieti a úderom blesku odvedením prúdových impulzov do zeme.
Prepäťová ochrana sa používa len v nízkonapäťových rozvodoch. Zariadenie je vhodné pre priemyselné podniky aj obytné budovy.
Prepäťová ochrana je dvojakého typu:
- OPS - sieťový tlmič prepätia;
- OIN - tlmič prepätia.
Princíp fungovania a konštrukcia
Princípom SPD je použitie varistorov - nelineárneho prvku v podobe polovodičového rezistora, ktorý kladie odpor privádzanému napätiu.
SPD má dva typy ochrany:
- Nesymetrické (vo fáze) - pri výskyte prepätia zariadenie smeruje impulzy do zeme (fáza-zem a neutrál-zem);
- Symetrické (diferenciálne) - pri prepätí je energia smerovaná do iného aktívneho vodiča (fáza - fáza alebo fáza - nulový vodič).
Aby ste lepšie pochopili ochranu proti prepätiu, tu je krátky príklad.
Normálne napätie v obvode je 220 V, ale keď sa v samotnom obvode vyskytne impulz, napätie prudko stúpne, napr. pri údere blesku. V prípade náhlej napäťová špičkaPrepätie v SPD znižuje jeho odpor, čo vedie ku skratu, ktorý následne spustí istič a následne vedie k vypnutiu samotného obvodu. To chráni elektrickú inštaláciu pred náhlymi výkyvmi napätia tým, že zabraňuje priechodu vysokonapäťového impulzu.
Typy prepäťových ochrán
Prepäťové ochrany sa dodávajú vo verziách s jedným a dvoma otvormi a delia sa na rozdelené na:
- Prepínanie;
- Obmedzenie;
- Kombinované.
Spínanie prepäťových ochrán
Charakteristickým znakom spínacích zariadení je ich vysoký odpor, ktorý pri silnom napäťovom impulze okamžite klesne na nulu. Princíp činnosti spínacích zariadení je založený na zvodičoch prepätia.
Sieťové prepäťové odrušovače (tlmiče prepätia)
Zvodič prepätia sa vyznačuje aj vysokým odporom. Od spínacieho zariadenia sa líši len tým, že odpor sa znižuje postupne. Zvodič prepätia je založený na činnosti varistora (rezistora), ktorý sa používa v jeho konštrukcii. Odpor varistora je v nelineárnom vzťahu k napätiu, ktoré sa naň privádza. Náhle zvýšenie napätia spôsobí aj prudký nárast prúdu, ktorý tečie priamo cez varistor. varistor a teda Tým sa vyhladia elektrické impulzy, po ktorých sa obmedzovač sieťového napätia vráti do pôvodného stavu.
Kombinované prepäťové ochrany
Kombinované SPD kombinujú zvodiče prepätia aj varistory, a tak môžu plniť funkciu zvodiča aj tlmiča prepätia.
Triedy prepäťových ochrán
Existujú len tri triedy zariadení podľa stupňa ochrany:
- Zariadenie triedy I (kategória prepätia IV) - chráni systém pred priamymi údermi blesku a je nainštalované v hlavnom rozvádzači alebo v rozvodnej jednotke (PDU). Toto zariadenie je povinné používať, ak sa budova nachádza na otvorenom priestranstve a je obklopená mnohými vysokými stromami, čo zvyšuje riziko úderu blesku.
- Zariadenie triedy II (kategória prepätia III) - používa sa ako doplnok k zariadeniu triedy I na ochranu siete pred spínacími účinkami, t. j. pred vnútornými prepätiami siete. Je nainštalovaný v rozvádzači.
- Zariadenie triedy III (kategória prepätia II) - používa sa na ochranu pred zvyškovým atmosférickým a spínacím prepätím a na elimináciu vysokofrekvenčného rušenia prechádzajúceho cez zariadenie triedy II. Inštalácia sa vykonáva do bežných zásuviek alebo rozvodných krabíc, ako aj do samotných elektrických spotrebičov, ktoré je potrebné zabezpečiť.
Klasifikácia podľa stupňa vybitia prúdu:
- Trieda B - vzduchové alebo plynové výboje s výbojovým prúdom 45 až 60 kA. Inštalujú sa na vstupe do budovy v hlavnom paneli alebo vo vstupnom a výstupnom rozvádzači.
- Varistorové moduly triedy C s vybíjacím prúdom približne 40 kA. Sú nainštalované v pomocných paneloch.
- Triedy C a D sa používajú spoločne v prípadoch, keď sa vyžaduje podzemný káblový vstup.
DÔLEŽITÉ! Vzdialenosť medzi SPD musí byť minimálne 10 metrov po celej dĺžke zariadenia.
Ako si vybrať SPD?
Prvým krokom pri výbere prepäťovej ochrany je určiť systém uzemnenia používaný v budove.
Existujú tri typy uzemňovacích systémov:
- TN-S s jednou fázou;
- TN-S s tromi fázami;
- TN-C alebo TN-C-S s tromi fázami.
Pri kúpe jednotky je rovnako dôležité venovať pozornosť teplotnej tolerancii. Väčšina prepäťových ochrán je navrhnutá na prevádzku pri teplotách do -25. Ak je vo vašom regióne veľmi chladné podnebie a zimy môžu byť kruté, štartovací panel by nemal byť vonku, inak zlyhá.
Pri výbere prepäťovej ochrany je potrebné zohľadniť aj nasledujúce faktory:
- Význam zariadenia, ktoré sa má chrániť;
- Riziko pre objekt: terén (mesto alebo predmestie, rovinatá otvorená krajina), oblasť osobitného rizika (stromy, hory, vodná plocha), oblasť osobitného úderu (bleskozvod vzdialený menej ako 50 metrov od budovy, ktorá predstavuje riziko).
Vhodnú triedu (I, II, III) je potrebné zvoliť podľa situácie, v ktorej má byť prepäťová ochrana nainštalovaná.
Dôležité je tiež zvážiť napätie, ktoré zariadenie znesie. V prípade zariadení triedy I toto napätie nepresahuje 4 kV. Zariadenie triedy II odoláva napätiu do 2,5 kV a zariadenie triedy III do 1,5 kV.
Ďalším dôležitým parametrom pri výbere prepäťovej ochrany je maximálne trvalé prevádzkové napätie, t. j. efektívny striedavý alebo jednosmerný prúd, ktorý je trvalo privádzaný do prepäťovej ochrany. Tento parameter sa musí rovnať menovitému sieťovému napätiu. Podrobnosti nájdete v norme IEC 61643-1, príloha 1.
Pri pripájaní prepäťovej ochrany na ochranu zariadenia je dôležité zohľadniť jej menovitý jednosmerný alebo striedavý prúd, ktorý môže byť pre záťaž vhodný.
Ako pripojiť prepäťovú ochranu v súkromnom dome?
Inštalácia prepäťovej ochrany sa vykonáva podľa menovitého napätia: 220 V (jedna fáza) a 380 V (tri fázy).
Systém pripojenia môže byť zameraný na kontinuitu alebo na bezpečnosť, je potrebné určiť priority. V prvom prípade sa môže ochrana pred bleskom dočasne vypnúť, aby sa zabránilo prerušeniu dodávky spotrebiteľom. V druhom prípade sa však ochrana pred bleskom nesmie odpojiť ani na niekoľko sekúnd, ale je možné úplne odpojiť napájanie.
Schéma zapojenia v jednofázovom uzemňovacom systéme TN-S
V jednofázovej sieti TN-S musí byť k SPD pripojený fázový vodič, pracovný nulový vodič a ochranný nulový vodič. Fáza a nula sa najprv pripojia k príslušným svorkám a potom sa zapoja do vedenia zariadenia. K ochrannému vodiču je pripojený uzemňovací vodič. Prepäťová ochrana je nainštalovaná bezprostredne za hlavným ističom. Na uľahčenie zapojenia sú všetky kontakty na zariadení označené, takže by nemali nastať žiadne ťažkosti.
Vysvetlenie diagramu: A, B, C - fázy siete, N - pracovný nulový vodič, PE - ochranný nulový vodič.
TIP. Na dodatočnú ochranu SPD sa odporúča použiť poistky, ktoré sú umiestnené priamo na samotnom zariadení.
Schéma zapojenia v trojfázovej sieti uzemňovacieho systému TN-S
Trojfázová sieť TN-S sa od jednofázovej siete líši tým, že z elektrickej siete vychádza päť vodičov, tri fázy, pracovný nulový vodič a ochranný nulový vodič. Na svorky sú pripojené tri fázy a nulový vodič. Piaty ochranný vodič je spojený s telom spotrebiča a zemou, t. j. slúži ako akýsi prepojovací vodič.
Schéma zapojenia v trojfázovom systéme TN-C
V sústave TN-C sú ochranný vodič a ochranný vodič neoddeliteľné od sústavy TN-S (PEN).
Systém TN-C je jednoduchší a pomerne zastaraný a je bežný v staršom bytovom fonde. Podľa platných predpisov sa používa systém TN-C-S, v ktorom sú neutrálny pracovný a neutrálny ochranný vodič umiestnené oddelene.
Prechod na novší systém je nevyhnutný, aby sa predišlo úrazu elektrickým prúdom pre obsluhu a požiaru. A samozrejme, systém TN-C-S má lepšiu ochranu proti náhlemu prepätiu.
Pri všetkých troch variantoch sú prepäťové prúdy odvádzané do zeme cez uzemňovací kábel alebo alternatívne cez spoločný ochranný vodič, čím sa zabráni poškodeniu celého vedenia a zariadenia.
Chyby zapojenia
1. Inštalácia prepäťovej ochrany v riadiacej miestnosti so zlým uzemňovacím obvodom.
Ak urobíte takúto chybu, pri údere blesku môžete prísť nielen o všetky spotrebiče, ale aj o samotný panel, pretože ochrana so zlou uzemňovacou slučkou bude nepoužiteľná, a teda bez ochrany.
2. nesprávna prepäťová ochrana, ktorá nie je vhodná pre použitý uzemňovací systém.
Pred kúpou zariadenia sa uistite, že viete, aký druh uzemňovacieho systému sa vo vašej domácnosti používa, a pri kúpe zariadenia si pozorne prečítajte technickú dokumentáciu, aby ste sa vyhli chybám.
3. použitie nesprávnej triedy prepäťovej ochrany.
Ako je uvedené vyššie, existujú 3 triedy prepäťových ochrán. Každá trieda zodpovedá konkrétnemu panelu a musí byť nainštalovaná v súlade s pravidlami a predpismi.
4. Nainštalujte iba jednu triedu prepäťovej ochrany.
Na spoľahlivú ochranu často nestačí nainštalovať prepäťovú ochranu jednej triedy.
5. Trieda a miesto určenia sú pomiešané.
Zariadenia triedy B môžu byť inštalované v rozvádzači bytu, zariadenia triedy C v rozvádzači budovy a zariadenia triedy D pred elektronickými zariadeniami.
Prepäťová ochrana je určite dobrá a užitočná vec, ale jej použitie v napájaní domu nie je povinné. Pri pripájaní tohto zariadenia je potrebné pamätať na to, že sa musí vybrať individuálne pre každý uzemňovací systém. Z tohto dôvodu je vhodné, aby ste si bezprostredne pred kúpou zaobstarali služby skúseného elektrikára, aby ste sa vyhli akýmkoľvek problémom.
Súvisiace články:
