Ako sa chrániť pred prepätím

Moderné elektrické zariadenia musia prijímať elektrickú energiu s určitými parametrami spoľahlivým a bezpečným spôsobom.

Civilizovaný vývoj spoločnosti robí ľudí závislejšími na rôznych elektrických a elektronických zariadeniach, ktorých odolnosť voči náhodnému zvýšeniu napätia nie je veľká.

Prepätie v elektrickom výrobku (zariadení) — napätie medzi dvoma bodmi elektrického výrobku (prístroja), ktorého hodnota presahuje najvyššiu hodnotu prevádzkového napätia. (GOST 18311-80).

Prepätie môže byť spôsobené:

• zapínanie a vypínanie vysokovýkonných spotrebičov, najmä kapacitných alebo indukčných;

• atmosférický výboj priamo do elektrickej napájacej siete objektu alebo v blízkosti objektu (atmosférické prepätie);

• prenikanie nárazových vĺn z iných zariadení (napríklad vodovodných potrubí) do elektrického vedenia;

• elektrostatický výboj medzi zariadeniami.

V prípade priameho úderu blesku do napájacej siete alebo nepriamo cez indukciu, prepätia v niektorých drôtoch vo vnútri domu môže dosiahnuť úroveň niekoľkých kV až niekoľko desiatok kV a prepäťová odolnosť moderných elektronických zariadení nepresahuje 1,5 kV.

Existujúce technické normy ukladajú povinnosť používať systémy ochrany pred bleskom v stavebníctve. Európska norma 1EC 664A rozdeľuje elektrické vedenie do štyroch kategórií prepätia: IV, III, II a I (obr. 1).

Každá z týchto kategórií zodpovedá určitej úrovni požadovaného impulzného izolačného odporu (v kV). To platí pre vodiče aj pre pripojené elektrické zariadenia.

Rozdelenie elektrických rozvodov do kategórií prepätia

Kategória IV — platí pre zariadenia umiestnené v prvej časti elektroinštalácie: elektrické vedenia na hlavných doskách, u ktorých musí byť impulzný odpor izolácie minimálne 6 kV (kvôli priamemu riziku atmosférického prepätia alebo iných typov prepätia ).

Kategória III – vzťahuje sa na zariadenia a časti elektrického vedenia (napr. prípojky) ohrozené: atmosférické prepätie znížené prepäťovými ističmi (typ A) inštalovanými v prvej časti vedenia; Chránené spotrebiče energie ETITEC D — prepätie pri zapínaní a vypínaní vysokovýkonných elektrických zariadení.

Kategória II - vzťahuje sa na zariadenia napájané z rozvádzačov vystavených riziku atmosférických prepätí, zníženému o úrazy požiarom od čítačiek typu B.

Kategória I. — označuje tie časti elektroinštalácie, v ktorých je úroveň prepätia určená zvodičmi typu C.

Majitelia cenných zariadení (napr. informačných zariadení) by si mali byť vedomí rizika prepätia a prijať preventívne opatrenia.

Varistorové obmedzovače napätia ETITEC sú modulárne zariadenia, ktoré chránia elektrické vedenie pred účinkami prepätí, ako atmosférických, tak aj vznikajúcich pri zapínaní a vypínaní.

Najdôležitejším prvkom obmedzovača je varistor. Varistor je tabletový reostat vyrobený z oxidu zinočnatého (ZnO), kovovo-keramickej zliatiny, ktorej odpor je nelineárny a vysoko závislý od napätia na jeho svorkách. Má veľmi vysoký odpor pre nízke (asi 275V) menovité napätie a veľmi malý pre napätie rádovo niekoľko desiatok kV.

Počas normálnej prevádzky obmedzovača je varistorový prvok v sieti neustále pod napätím. V dôsledku vyššie uvedeného vysokého odporu pre nízke napätie je prúd pretekajúci varistorom (nazývaný zvodový prúd) veľmi malý (nie viac ako 0,5 mA). Ochranná činnosť tohto prvku spočíva v prechode výbojového prúdu do zeme po dosiahnutí napätia na jeho svorkách rovného jeho zapaľovaciemu napätiu.

Čas potrebný na pôsobenie obmedzovača od momentu priloženia zapaľovacieho napätia je niekoľko desiatok nanosekúnd. Krátky čas odozvy varistorových zvodičov je výhodou oproti iskriskám. Po spustení a prechode vybitia sa varistor obmedzovača prúdu na veľmi krátky čas návratu dostane do izolačného stavu, čím zabráni toku následného prúdu.

Varistorové prvky umožňujú paralelné zapojenie za účelom zvýšenia prúdovej zaťažiteľnosti celkových obmedzovačov, čo je tiež ich hlavnou výhodou.Každý obmedzovač má tepelnú poistku, ktorá v prípade prekročenia dovoleného prúdu tečúceho pri bežnej prevádzke vypne varistor, čím vznikne otvorený obvod v elektrickom obvode, v ktorom pracuje.

Klasifikácia zvodičov prepätia ETITEC

Varistorové obmedzovače napätia ETITEC sú podľa VDE 0675 rozdelené do nasledujúcich skupín v závislosti od funkcie a miesta inštalácie, ako aj požadovanej úrovne ochrany:

• A — obmedzovač so svorkou pre vedenie (kábel) bez izolácie;

• B — obmedzovač s dvojitou svorkou, prerušenie izolácie na oboch stranách — do 95 mm2;

• C — obmedzovač s lineárnou svorkou vo vodičoch vide s izoláciou AsXSn s dĺžkou 16 mm2 — 200 mm;

• D — zvodič s dvojitou svorkou, prerušenie izolácie na jednej strane — do 95 mm2;

• E — obmedzovač bez konzoly, skrutka so závitom M8.

Skupina A — ETITEC A. Obmedzovače tejto skupiny sú určené na ochranu nízkonapäťových zariadení a sietí pred prepätím vznikajúcim v dôsledku prenikania výbojov do objektov nachádzajúcich sa v blízkosti nadzemného elektrického vedenia alebo priamo vo vedení vo veľkej vzdialenosti od miesta inštalácie. tieto obmedzovače.

Obmedzovače sa inštalujú v súlade s príslušnými normami mimo pracovísk — na stĺpoch, najmä v miestach, kde nadzemné vedenie prechádza do káblového vedenia a impulzné napätie by nemalo presiahnuť 6 kV. viac ako 10 mm2 (Cu) a 16 mm2 (AI), pričom tieto časti by mali byť čo najkratšie.

Ističe inštalované vo vedení sa odporúčajú umiestniť na uzemňovacích bodoch PE vodiča alebo neutrálneho uzemňovacieho vodiča — PEN.V ostatných prípadoch je potrebné vyrobiť uzemňovač, ku ktorému je potrebné pripojiť vodič PE alebo PEN, ku ktorému je pripojená uzemňovacia svorka zvodiča. Elektrický odpor prepätia by nemali byť vyššie ako 10 ohmov.

Skupina B — ETITEC B. Obmedzovače skupiny B sú prvým stupňom ochrany vo vnútri budovy. Sú navrhnuté tak, aby obmedzili prepätia spôsobené:

• výbojové prúdy pri priamom údere blesku do objektu;

• blízkosť nárazu alebo priameho nárazu do elektrického vedenia objektu – vzduchu alebo kábla – nízkeho napätia;

• indukcia atmosférického prepätia.

Ich hlavnou úlohou je obmedziť prepätia na úroveň izolačného odporu prijímačov až po nárazové napätie — 4 kV, ako aj výboj elektrickej energie uvoľnenej pri priamom údere blesku do napájacej siete do uzemňovacej elektródy. Pri použití zvodičov ETITEC B nie sú potrebné žiadne ochranné intervaly - Varistorové zvodiče pri prechode veľkého prúdu (uhasenie rázovej vlny) nevedú k oblúkovým rázom, ako je to pri zapaľovacích sviečkach.

Skupina C — ETITEC C. Hlavnou úlohou chráničov skupiny C (druhý stupeň ochrany) je zníženie prepätia prechádzajúceho cez obmedzovače skupiny B, ktorého hodnota je pre chránené zariadenia stále vysoká.

Obmedzovače musia byť zapojené v rozvádzačoch v miestach rozvodov elektrických rozvodov. Môžu byť pripojené aj na križovatke alebo v hlavnom rozvádzači (ako prvý stupeň ochrany) v inštaláciách, kde nie je potrebná dvojstupňová ochrana, t.j.Prípustná úroveň prepätia, ktorá znesie izoláciu prijímačov v oblasti pripojenia obmedzovača ETITEC C, nesmie byť väčšia ako 2,5 kV.

Tento typ zvodiča je primárne určený pre inštalácie, kde je potrebný nízky prúd (asi 0,3 mA) cez zvodič pri menovitom napätí Neznámy zvodový prúd.

Skupina D — ETITEC D. Ističe skupiny D sú určené na presnú ochranu spotrebiteľov, ktorí sú obzvlášť citliví na skratové prepätia a ktorých izolačný odpor nepresahuje 1,5 kV. Sú tiež potrebné na ochranu zariadení v prípade, že vzdialenosť medzi obmedzovačom skupiny C a prijímačom je príliš veľká (viac ako 15 metrov).

Zvodiče skupiny D musia spolupracovať so zvodičmi skupiny B a C spoločne v systéme viacúrovňovej ochrany a musia byť vhodné pre montáž na zbernicu TN35 (zbernica DIN).

Varistorové zvodiče prepätia určené na dlhodobú prevádzku — bezúdržbové. Pri nominálnych podmienkach je trvanie obmedzovačov nastavené na 200 tisíc hodín a počas tejto doby sa dajú spustiť nespočetne veľakrát.

K obmedzovačom boli pridané prvky pre diaľkovú signalizáciu poruchy varistorového prvku v dôsledku prepätia pri prekročení určitých nominálnych hodnôt. Výhodou týchto zvodičov oproti zablokovaným je možnosť odobrať varistorový zväzok zo základne zvodiča.