Přepěťová ochrana je klíčovým prvkem pro zajištění bezpečnosti a spolehlivosti elektronických zařízení v moderních elektrických instalacích. Její správné zapojení a umístění je nezbytné pro účinnou ochranu před atmosférickými výboji a jinými přepětími.
Typy přepěťových ochran a jejich určení
Přepěťová ochrana SUG-24VAC/DIN je určena k ochraně elektronických zařízení před atmosférickými výboji, napájených střídavým napětím z transformátorů 24V nebo stejnosměrným napětím 36V. Tato přepěťová ochrana je určena pro montáž na DIN liště 35mm. Může být použita pouze pro přenos střídavého napětí 24V AC 50Hz nebo 60Hz nebo stejnosměrného napětí 36V DC, bez proměnné složky v podobě rychlých datových přenosů.
Vysokokvalitní výkonné svorky snižují riziko poškození při velkých impulzech a krátkodobých přetíženích proudu. Produkt je doporučen pro montáž na hranici zón LPZ0 a LPZ1 nebo vyšších.
Zapojení a koordinace přepěťových ochran
Aby ochrany proti přepětí měly správnou účinnost, je třeba dodržet některé zásady. Přepěťové ochrany musí být instalovány co nejblíže k začátku instalace. Začátek takovéto instalace může být místo, kde napájení vstupuje do budovy, nebo hlavní rozváděč.
Základní myšlenkou při ochraně koncových zařízení je koordinovaná ochrana proti přepětí. Jde o postupné snižování přepětí v několika stupních, viz obr. 8. První stupeň je vhodné umístit co nejblíže hlavní uzemňovací svorce (vstupu vedení do objektu). Jen tak se docílí optimálního vyrovnání potenciálů v objektu. Druhý stupeň se umístí někde mezi nimi. Třetí stupeň je naopak vhodné instalovat co nejblíže u spotřebičů.
Čtěte také: Jak chránit sítě před přepětím
Proč nestačí pouze jedna přepěťová ochrana? Platí, že čím větší bleskový proud je schopna přepěťová ochrana svést, tím vyšší zbytkové přepětí je zaneseno do následné instalace. Toto přepětí není způsobeno pouze ochrannou napěťovou hladinou Up, ale i napětím naindukovaným na přívodních vodičích průchodem bleskového proudu.
Doplňující přepěťové ochrany (SPD) typu 2 nebo typu 3 mohou být zapotřebí, aby dostatečným způsobem chránily instalaci a musí být umístěny v pevné instalaci ve směru toku energie, například podružných rozváděčích nebo v zásuvkách. Tyto přepěťové ochrany (SPD) nesmí být použity, aniž by přepěťové ochrany (SPD) byly instalovány na začátku instalace, a musí být koordinovány s přepěťovými ochranami (SPD) umístěnými před nimi, tj. proti směru toku energie.
Jestliže SPD typu 1 není schopna zajistit ochranu, musí být doplněna koordinovanou SPD typu 2 nebo typu 3, aby byla zajištěna požadovaná napěťová ochranná hladina.
Doplňující přepěťové ochrany (SPD) typu 2 nebo typu 3 mohou být zapotřebí v blízkosti citlivých zařízení, aby toto zařízení dostatečně chránily, a musí být koordinovány s přepěťovými ochranami (SPD) umístěnými před nimi, tj. v jejichž případě je možno uvažovat s instalováním přepěťových ochran (SPD) umístěných co nejblíže ke zdroji takových ohrožení.
Přítomnost přepěťových ochran instalovaných ve směru toku energie, tzn. za rozváděčem (např. v zásuvkách) musí být v tomto rozváděči trvale označena.
Čtěte také: Řešení proti přelezení plotu
Typy rozvodných sítí a jejich vliv na zapojení SPD
Při vypracovávání návrhu přepěťových ochran je nutné vzít v potaz různé druhy rozvodných sítí. Běžně se lze setkat se třemi typy: TN, TT a IT. První písmeno určuje, je-li uzel zdroje uzemněn (T), nebo izolován od země (I).
Síť TN-C
V síti TN-C jsou využity čtyři vodiče (L1, L2, L3 a PEN). Tato konfigurace je nazývána zapojení 3+0. Norma ČSN 33 2000-5-534 ji definuje jako připojení typu CT1. Připojením typu CT1 se zajišťuje především obvyklý mód ochrany. Připojení typu CT1 (např. v konfiguraci 3+0 nebo 4+0): sestava SPD zajišťující mód ochrany SPD mezi každým živým vodičem (vodičem vedení a nulovým vodičem, pokud je) a PE nebo mezi každým vodičem vedení a vodičem PEN.
Typové označení provedení přepěťových ochran OEZ pro tuto konfiguraci obsahuje řetězec „3“, např. SVBC-12,5-3-MZS.
Síť TN-S
V síti TN-S je využito pět vodičů (L1, L2, L3, N a PE). V zapojení 4+0 jsou použity čtyři ochranné prvky, které jsou zapojeny mezi pracovní vodiče a vodič PE. Typové označení provedení přepěťových ochran OEZ pro tuto konfiguraci obsahuje řetězec „4“, např. SVBC-12,5-4-MZ.
V zapojení 3+1 jsou aktivní prvky umístěny mezi fázové vodiče a nulový vodič. Mezi nulovým vodičem a vodičem PE je použito tzv. součtové jiskřiště. Typové označení provedení přepěťových ochran OEZ pro tuto konfiguraci obsahuje řetězec „3N“, např. SVBC-12,5-3N-MZS.
Čtěte také: Materiály pro ochranu betonu
Zapojení 3+1 je vhodné použít v případech, kdy je přepěťová ochrana umístěna v obvodu za proudovým chráničem. Na případná přepětí mezi pracovními vodiči zareagují varistory, impulzní proud tak neodtéká z obvodu chrániče na vodič PE, ale „vrací se“ přes něj ke zdroji. Může vzniknout tak velké přepětí, že část impulzního proudu je nucena protéct i přes součtové jiskřiště.
V sítích TN-S nebo TN-C-S může být SPD mezi nulou a PE vynechána, jestliže vzdálenost mezi bodem rozdělení vodiče PE a vodiče N a umístěním instalovaných přepěťových ochran (SPD) je menší než 0,5 m nebo jestliže bod rozdělení a přepěťové ochrany (SPD) jsou umístěny ve stejné rozvodnici.
Síť TT
Zapojení 3+1 je možné použít i v sítích TT.
Jednofázové obvody
Analogicky i v jednofázových obvodech existují konfigurace pro TN-C (1+0), kde typové označení provedení přepěťových ochran OEZ obsahuje řetězec „1“, např. SVBC-12,5-1-MZ, a pro TN-S (1+1), kde typové označení provedení přepěťových ochran OEZ obsahuje řetězec „1N“, např. SVBC-12,5-1N-MZS. Přepěťové ochrany třetího stupně jsou běžně vyráběny pro síť TN-S.
Parametry přepěťových ochran (SPD)
Typové označení je v případě přepěťových ochran OEZ nositelem všech informací, které jsou k výběru zapotřebí. Zde je stručný rozpis:
- První písmeno „S“ zařazuje přístroj do skupiny modulární přístroje Minia - přepěťové ochrany.
- Na další pozici může být buď písmeno „V“ (varistor), nebo „J“ (jiskřiště).
Varistor
V případě varistoru se při nárůstu napětí nad určitou mez (přepětí) snižuje impedance na tak nízkou hodnotu, že se v daném místě vyrovnají potenciály. Výhodou varistoru je skutečnost, že reaguje podstatně rychleji než jiskřiště (< 25 ns). Naproti tomu každé přepětí, v závislosti na jeho velikosti, poškodí více či méně strukturu varistoru. Vlivem toho varistor postupně ztrácí své vlastnosti a je nakonec zničen.
Jiskřiště
Když je jako hlavní prvek použito jiskřiště, dojde při určité hodnotě přepětí k jeho „zapálení“, ke skokovému snížení impedance a k vyrovnání potenciálů stejně jako u varistoru. Výhodou jiskřiště je schopnost svádět podstatně větší proudy než varistor, a to bez poškození. Elektrody, mezi kterými probíhá výboj, nemohou být zničeny. Signalizační terčík u svodičů s jiskřištěm signalizuje poškození elektroniky, která řídí včasné zapálení hlavního jiskřiště a tím snižuje ochrannou napěťovou hladinu Up. Svodič jako celek tedy stále funguje i s poškozenou elektronikou, ale s horšími parametry.
- Typové označení pokračuje číselným údajem. Zde je již jiná logika pro svodiče bleskových proudů (T1, T1+2) a svodiče přepětí (T2 a T3).
Svodiče bleskových proudů
U svodičů bleskových proudů je uveden impulzní proud Iimp na jeden pól přístroje. Například přístroj SVBC-12,5-3-MZS je schopen svést 12,5 kA bleskového proudu na jeden pól, tedy celkem 37,5 kA. Přičtením proudu 12,5 kA tekoucího vodičem PEN se dostane celkem 50 kA. Dalším navýšením o hodnotu proudu tekoucího přímo do země (50 kA) se získá konečná hodnota impulzního proudu Iimp = 100 kA. Obdobná situace platí pro svodiče bleskových proudů 25 kA (např. SJBC-25E-3-MZS) s tím, že hodnoty proudů jsou dvojnásobné. Přístroje jsou schopny svést 75 kA bleskového proudu + 25 kA (PEN). Svodiče bleskových proudů s hodnotou impulzního proudu 50 kA se používají zejména do jednofázových instalací s požadavkem na hladinu ochrany před bleskem LPL I.
Svodiče přepětí
U svodičů přepětí číselný údaj udává nejvyšší trvalé provozní napětí Uc. Je to napětí, které může být na svodič přepětí trvale připojeno, aniž by ovlivnilo jeho životnost.
- Za dalším oddělovacím znakem (pomlčkou) je uvedena informace o počtu a typu pólů. Číslice udává počet pólů, které lze zapojit mezi pracovní vodiče a vodič PEN (popř. PE nebo N). Jestliže za číslicí následuje písmeno N, je jeden modul určen pro zapojení mezi N a PE.
- Poslední tři znaky udávají, jde-li o kompletní základnu s moduly nebo pouze o náhradní modul.
Příklady zapojení a praktické aspekty
Po instalaci fotovoltaické elektrárny (FVE) často dochází k přepojení svodiče přepětí ve vnitřním rozvaděči. Správné zapojení je obvykle: hlavní přívod → svodič přepětí → hlavní jistič → vnitřní okruh. Funkčně je toto zapojení v pořádku. Pokud je přepěťovka až za vypínačem, je to naopak správně.
Při zapojování je důlež dbát na kvalitu provedení. Použití tvrdého vodiče a propojů s dutinkou do jedné svorky hlavního vypínače není správné s ohledem na správné dotažení obou vodičů ve svorce. Pevný vodič je tvrdší, než dutinka. Nedostatečný průřez ochranného vodiče z přepěťovky je také častým nedostatkem.
| Typ sítě | Počet vodičů | Konfigurace SPD | Typové označení OEZ (příklad) |
|---|---|---|---|
| TN-C (třífázová) | 4 (L1, L2, L3, PEN) | 3+0 | SVBC-12,5-3-MZS |
| TN-S (třífázová) | 5 (L1, L2, L3, N, PE) | 4+0 | SVBC-12,5-4-MZ |
| TN-S (třífázová) | 5 (L1, L2, L3, N, PE) | 3+1 | SVBC-12,5-3N-MZS |
| TT (třífázová) | 5 (L1, L2, L3, N, PE) | 3+1 | SVBC-12,5-3N-MZS |
| TN-C (jednofázová) | 2 (L, PEN) | 1+0 | SVBC-12,5-1-MZ |
| TN-S (jednofázová) | 3 (L, N, PE) | 1+1 | SVBC-12,5-1N-MZS |
Při revizi elektrických instalací je důležité, aby byl rozváděč funkční, přehledný pro servisního technika a aby značení odpovídalo dokumentaci skutečného stavu. Mezi časté nedostatky patří neoznačené jednotlivé vodiče a kabely, příliš odizolované vodiče, které koukají ze svorek, mix žlutozelených a modrých vodičů na jedné svorkovnici, chybějící koncovky na propojovacích lištách a uvolněné N svorkovnice, které nedrží na DIN liště.
V případě zapojení nového rozvaděče s novými jističi je potřeba dbát na správné propojení a volbu komponent. Míchání příliš mnoha různých výrobců v jedné skříni nepůsobí profesionálně.
Pamatujme, že ačkoli není možné zamezit úderu blesku, lze minimalizovat následky tohoto fyzikálního jevu správnou a koordinovanou ochranou proti přepětí.
tags: #přepěťová #ochrana #na #DIN #lištu #zapojení