Prepätie je prekročenie maximálneho menovitého napätia pre konkrétnu sieť. Nárazové napätie sa vzťahuje na náhly nárast napätia medzi fázou a zemou, ktorý trvá zlomok sekundy. Takýto pokles napätia je nebezpečný nielen pre vedenie, ale aj pre elektrické spotrebiče, ktoré sú k nemu pripojené. Aby sa predišlo tejto situácii, používa sa zariadenie na ochranu proti prepätiu.
Obsah
Čo je SPD a prečo je to potrebné?
SPD je zariadenie na ochranu proti prepätiu, ktoré poskytuje ochranu pre elektrické inštalácie do 1 kV.Zariadenie chráni pred prepätiami v sieti, ako aj pred účinkami blesku odvádzaním prúdových impulzov do zeme.
SPD sa používajú iba v nízkonapäťových rozvodoch elektrickej energie. Toto zariadenie je vhodné pre priemyselné podniky aj obytné budovy.
Existujú dva typy SPD:
- OPS - sieťový zvodič prepätia;
- SPE - obmedzovač prepätia.
Princíp činnosti a zariadenia
Princípom činnosti SPD je použitie varistorov - nelineárneho prvku vo forme polovodičového odporového odporu proti privedenému napätiu.
SPD má dva typy ochrany:
- Nesymetrický (bežný režim) - v prípade prepätia zariadenie vysiela impulzy na zem (fáza - zem a nula - zem);
- Symetrický (diferenciálny) - v prípade prepätia je energia nasmerovaná na iný aktívny vodič (fáza - fáza alebo fáza - nula).
Pre lepšie pochopenie princípu fungovania SPD uvádzame malý príklad.
Normálne napätie obvodu je 220 V a keď dôjde k impulzu práve v tomto obvode, napätie prudko stúpne, napríklad pri údere blesku. S ostrým výpadok prúdu, odpor v SPD klesá, čo vedie ku skratu, ktorý následne vedie k činnosti ističa a následne k odpojeniu samotného obvodu. Je tak zabezpečená ochrana elektrického zariadenia pred náhlymi poklesmi napätia, čím sa zabráni prúdeniu vysokonapäťového impulzu.
Odrody SPD
Prepäťové ochrany sa dodávajú s jedným a dvoma vstupmi a rozdelené na:
- dochádzanie;
- obmedzujúce;
- Kombinované.
Spínacie ochranné zariadenia
Charakteristickým znakom spínacích zariadení je vysoký odpor, ktorý pri výskyte silného impulzu v napätí okamžite klesne na nulu. Princíp činnosti spínacích zariadení je založený na zvodičoch.
Obmedzovače sieťového prepätia (SPD)
Vysokou odolnosťou sa vyznačuje aj obmedzovač sieťového napätia. Jeho rozdiel od spínacieho zariadenia je len v tom, že k poklesu odporu dochádza postupne. Zvodič prepätia je založený na činnosti varistora (rezistora), ktorý je použitý v jeho konštrukcii. Odpor varistora je v nelineárnej závislosti od napätia, ktoré naň pôsobí. S prudkým nárastom napätia dochádza aj k prudkému zvýšeniu sily prúdu, ktorý priamo prechádza varistor a tak elektrické impulzy sú týmto spôsobom vyhladené, po ktorých sa obmedzovač sieťového napätia vráti do pôvodného stavu.
Kombinované SPD
SPD kombinovaného typu kombinujú zvodiče a varistory a môžu vykonávať funkciu zvodiča aj obmedzovača.
triedy SPD
Existujú iba tri triedy zariadení podľa stupňa ochrany:
- Zariadenie triedy I (kategória prepätia IV) - chráni systém pred priamym úderom blesku a inštaluje sa do hlavného rozvádzača alebo do vstupného rozvodného zariadenia (ASU). Toto zariadenie použite, ak sa budova nachádza na otvorenom priestranstve a je obklopená mnohými vysokými stromami, čo zvyšuje riziko zásahu bleskom.
- Zariadenie triedy II (prepäťová kategória III) - používa sa ako doplnok k zariadeniu triedy I na ochranu siete pred spínacími efektmi, t.j. z prepätia vnútornej siete. Inštalované v rozvádzači.
- Zariadenie triedy III (prepäťová kategória II) - používa sa na ochranu pred zvyškovými atmosférickými a spínacími prepätiami, ako aj na elimináciu vysokofrekvenčného rušenia, ktoré prešlo zariadením triedy II. Inštalácia sa vykonáva v bežných zásuvkách alebo spojovacích boxoch a v samotných elektrických spotrebičoch, ktoré musia byť zabezpečené.
Klasifikácia podľa stupňa vybitia prúdu:
- Trieda B - vzduchové alebo plynové výboje s výbojovým prúdom od 45 do 60 kA. Inštalujú sa pri vchode do budovy v hlavnom štíte alebo vo vstupnom rozvádzači.
- Trieda C - varistorové moduly s vybíjacími prúdmi rádovo 40 kA. Sú založené v ďalších radách.
- Triedy C a D sa používajú v tandeme, keď je potrebný podzemný káblový vstup.
DÔLEŽITÉ! Vzdialenosť medzi SPD musí byť aspoň 10 metrov po dĺžke vedenia.
Ako si vybrať SPD?
Prvá vec, ktorú musíte urobiť pri výbere SPD, je určiť uzemňovací systém, ktorý sa používa v budove.
Existujú tri typy uzemňovacích systémov:
- TN-S jednofázový;
- TN-S s tromi fázami;
- TN-C alebo TN-C-S s tromi fázami.
Rovnako dôležité je dbať na udržiavanú teplotu pri kúpe zariadenia. Väčšina SPD je navrhnutá tak, aby fungovala pri teplotách do -25. Ak je vo vašej oblasti veľmi chladné podnebie a zimy sú drsné, potom by elektrický panel nemal byť umiestnený vonku, inak zariadenie zlyhá.
Pri výbere SPD je potrebné vziať do úvahy aj tieto faktory:
- Význam chránených zariadení;
- Riziko nárazu na objekt: terén (mesto alebo predmestie, rovná voľná plocha), zóna so zvláštnym rizikom (stromy, hory, nádrž), zóna špeciálnych nárazov (bleskovod vo vzdialenosti menšej ako 50 metrov od budovy, ktorý je nebezpečný).
V súvislosti so situáciou, v ktorej bolo potrebné inštalovať SPD, sa vyberie vhodná trieda (I, II, III).
Je tiež dôležité zvážiť napäťovú odolnosť zariadenia. Pre zariadenia triedy I tento indikátor nepresahuje 4 kV. Zariadenie triedy II odoláva napäťovým úrovniam do 2,5 kV a zariadenie triedy III do 1,5 kV.
Ďalším dôležitým parametrom pri výbere SPD je maximálne trvalé prevádzkové napätie - efektívna hodnota striedavého alebo jednosmerného prúdu, ktorý je nepretržite privádzaný do SPD. Tento parameter sa musí rovnať menovitému napätiu v sieti. Podrobnosti nájdete v informáciách v IEC 61643 - 1, dodatok 1.
Pri pripájaní SPD na ochranu zariadenia je dôležité vziať do úvahy jeho menovitý jednosmerný alebo striedavý prúd, ktorý je možné zaťažiť.
Ako pripojiť SPD v súkromnom dome?
SPD sa inštaluje v závislosti od indikátora napätia: 220 V (jedna fáza) a 380 V (tri fázy).
Schéma zapojenia môže byť zameraná na kontinuitu alebo bezpečnosť, musíte uprednostniť. V prvom prípade môže byť ochrana pred bleskom dočasne vypnutá, aby sa zabránilo prerušeniu dodávky spotrebičov. V druhom prípade je neprijateľné vypnúť ochranu pred bleskom, a to aj na niekoľko sekúnd, ale úplné vypnutie napájania je možné.
Schéma zapojenia v jednofázovej sieti uzemňovacej sústavy TN-S
Pri použití jednofázovej siete TN-S musí byť k SPD pripojený fázový, nulový pracovný a nulový ochranný vodič. Fáza a nula sú najprv pripojené k príslušným svorkám a potom slučkou k linke zariadenia. K ochrannému vodiču je pripojený uzemňovací vodič. SPD sa inštaluje ihneď po úvodnom stroji. Na uľahčenie procesu pripojenia sú všetky kontakty na zariadení označené, takže by nemali byť žiadne ťažkosti.
Vysvetlenie schémy: A, B, C - fázy elektrickej siete, N - pracovný nulový vodič, PE - ochranný nulový vodič.
REFERENCIA. Na dodatočnú ochranu SPD sa odporúča použiť poistky, ktoré sú inštalované priamo na samotnom zariadení.
Schéma zapojenia v trojfázovej sieti uzemňovacej sústavy TN-S
Charakteristickým znakom trojfázovej siete TN-S od jednofázovej siete je, že zo zdroja energie pochádza päť vodičov, tri fázy, pracovný nulový vodič a ochranný nulový vodič. Na svorky sú pripojené tri fázy a nulový vodič. Piaty ochranný vodič je pripojený k telu elektrického spotrebiča a zemi, to znamená, že slúži ako druh prepojky.
Schéma zapojenia v trojfázovej sieti uzemňovacej sústavy TN-C
V systéme uzemňovacieho spojenia TN-C sú pracovné a ochranné vodiče spojené do jedného drôtu (PEN), to je hlavný rozdiel od uzemnenia TN-S.
Systém TN-C je jednoduchší a už značne zastaraný a v zastaralom bytovom fonde je bežný. Podľa moderných noriem sa používa uzemňovací systém TN-C-S, v ktorom sú oddelene nulové pracovné a nulové ochranné vodiče.
Prechod na novší systém je potrebný, aby sa predišlo zásahu elektrickým prúdom do servisného personálu a požiarom. A samozrejme, v systéme TN-C-S je ochrana proti náhlym prepätiam lepšia.
Pri všetkých troch možnostiach zapojenia je v prípade prepätia prúd smerovaný do zeme cez uzemňovací kábel alebo cez spoločný ochranný vodič, čím sa zabráni poškodeniu celého vedenia a zariadenia impulzom.
Chyby pripojenia
1. Inštalácia SPD v rozvádzači so slabou zemnou slučkou.
Ak urobíte takú chybu, môžete stratiť nielen všetky elektrické spotrebiče, ale aj samotný rozvádzač pri prvom údere blesku, pretože nebude mať žiadny zmysel pre ochranu so zlou zemnou slučkou, a teda bez ochrany.
2. Nesprávne zvolené SPD, ktoré nezodpovedá použitej uzemňovacej sústave.
Pred kúpou zariadenia si určite zistite, ktorý uzemňovací systém sa vo vašej domácnosti používa, a pri kúpe si pozorne prečítajte jeho technickú dokumentáciu, aby ste sa vyhli chybám.
3. Použitie SPD nesprávnej triedy.
Ako už bolo uvedené vyššie, existujú 3 triedy zariadení na ochranu proti prepätiu. Každá trieda zodpovedá konkrétnemu rozvádzaču a musí byť inštalovaná v súlade s pravidlami a predpismi.
4. Inštalácia SPD iba jednej triedy.
Na spoľahlivú ochranu často nestačí nainštalovať SPD jednej triedy.
5. Trieda zariadenia a jeho miesto určenia sú zmätené.
Stáva sa aj to, že zariadenia triedy B sú umiestnené v rozvodnej skrini bytu, zariadenia triedy C v ASU budovy a zariadenia triedy D pred elektronickými zariadeniami.
SPD je určite dobrá a potrebná vec, ale jeho použitie v napájaní doma nie je povinné.V prípade pripojenia tohto zariadenia je potrebné pripomenúť, že sa vyberá individuálne pre každý uzemňovací systém. Z tohto dôvodu sa bezprostredne pred nákupom odporúča využiť služby skúseného elektrikára, aby sa predišlo problémom.
Podobné články:
