Normy ČSN 33 2000-4-443 ed. 3 a ČSN 33 2000-5-534 ed. 2

1. Úvod
Zavedením změny norem ČSN 33 2000-4-443 ed. 3 a ČSN 33 2000-5-534 ed. 2 je s platností od 1. ledna 2017 a v druhém případě od 14. prosince 2018 instalace přepěťových ochran nn pro nové elektroinstalace povinná.

Společnost ELEKTROSTAV KOUDELA, a. s. (EKS, a. s.), má jako výrobce rozváděčů a autorizovaný distributor přepěťových ochran CITEL*) v ČR v oblasti ochrany proti přepětí mnohaleté zkušenosti. Protože její pracovníci stále narážejí na nepřesné či mylné informace o přepěťových ochranách i v profesionálním prostředí, chce tento článek přispět k lepší orientaci jak široké veřejnosti, tak i profesionálů a upřesnit informace o ochraně proti přepětí v silových střídavých sítích nn 230/400 V.

Zavedení povinné instalace přepěťových ochran je logická reakce na neustále rostoucí elektronizaci společnosti a rozšiřování datových a komunikačních sítí, protože jejich důsledkem je výrazné zvýšení citlivosti elektrických zařízení na přepětí. To platí nejen pro průmyslové provozy směřující k robotizaci, kdy je případné přerušení výrobních procesů následkem přepětí nepřijatelné, ale v podobné míře i pro občanský sektor, protože v současnosti pravděpodobně už neexistuje domácí spotřebič, ve kterém by nebyly instalovány elektronické jednotky.

Tento článek je z důvodu omezeného rozsahu věnován výhradně střídavým nn ochranám, tzv. vnitřní ochraně objektu proti přepětí. Ostatních druhů přepěťových ochran (ochrany pro fotovoltaické systémy, stejnosměrné ochrany, ochrany pro LED osvětlení, ochrany datových a telekomunikačních sítí apod.) se netýká.

Obr. 1. Kombinovaná ochrana DS253VG-300

2. Základní konstrukční prvky přepěťových ochran a jejich rozdělení podle ČSN EN 61643-11 ed. 2

Hlavními konstrukčními prvky přepěťových ochran jsou varistory (nelineární polovodičové prvky, zpravidla tvořené oxidy kovů) a jiskřiště. Tyto konstrukční prvky, popř. jejich vzájemná kombinace určují výsledné vlastnosti přepěťových ochran.

Podle ČSN EN 61643-11 jsou přepěťové ochrany rozděleny do tří typů:
Typ 1 (T1, dříve B) je ochrana, která je schopna svést rázové vlny s největší energií. Tvoří hlavní, tzv. hrubou ochranu objektu proti přepětí.
Typ 2 (T2, dříve C) je střední ochrana, která slouží k dalšímu omezení přepětí v chráněné síti.
Typ 3 (T3, dříve D) je jemná ochrana, která dále omezuje přepětí na úroveň, která připojenému zařízení už není nebezpečná.

K uvedeným typům ochran T1, T2 a T3 přistupují tzv. kombinované ochrany, které v jednom přístroji slučují funkci buď dvou, nebo dokonce všech tří typů ochran. V posledních několika letech se místo ochrany T1 nejvíce používají kombinované ochrany T1 + T2 (např. CITEL DS253VG-300 (obr. 1), DS133RS-230 (obr. 2)).

VG technologie společnosti CITEL
Společnost CITEL vyvinula ochrany s tzv. VG technologií, slučující pozitivní vlastnosti varistorů s pozitivními vlastnostmi jiskřišť, přičemž záporné vlastnosti obou konstrukčních prvků jsou zcela potlačeny. Ochrany s VG technologií jsou kombinované ochrany T1 + T2 (např. DS 133RS-230) nebo T1 + T2 + T3 (např. DS253VG-300, která je vhodná i pro instalaci před elektroměr nebo do napájecích rozváděčů antén mobilních operátorů).

Obr. 2. Kombinovaná ochrana DS133RS-230

2.1 Hlavní parametry ochran

Hlavní parametry ochran jsou parametry určující schopnost ochrany svést rázové proudové vlny, tj. I_imp, I_max, popř. I_n. Čím vyšší jsou tyto hodnoty, tím je přepěťová ochrana odolnější, výkonnější. Normovaná hodnota I_imp u ochran T1 je buď 12,5 kA, nebo 25 kA na pól.

Dalšími parametry jsou napětí U_c, které určuje maximální trvalé napětí, na něž může být ochrana trvale připojena (čím vyšší, tím lepší). U^_tov je přepětí, které musí ochrana vydržet po určitou předepsanou dobu (čím vyšší, tím lepší), a U_p je tzv. ochranná úroveň (čím nižší, tím lepší). Parametrů udávaných u přepěťových ochran je však mnohem více.

Dalším kritériem může být provedení ochrany, jde-li o kompaktní přístroj, tzv. monoblok, nebo naopak zda má ochrana výměnné moduly (což je v mnoha případech výhodnější).

2.2 Připojení přepěťových ochran k síti a princip jejich funkce

Střídavé přepěťové ochrany silových sítí nn se připojují paralelně, tj. mezi živé části (fáze) a nulový vodič, popř. mezi pracovní nulový a ochranný vodič (zem). Přepěťové ochrany mají jediný účel – spolehlivě svést nebezpečné energie, popř. nebezpečná přepětí bezpečně, kontrolovaně do země. Je třeba zdůraznit, že přepěťová ochrana musí tato přepětí svádět opakovaně po celou dobu své životnosti.

K ukončení životnosti může dojít ze dvou důvodů – buď byly při přechodném jevu překročeny hodnoty parametrů ochrany (velmi malá pravděpodobnost), nebo zestárnutím konstrukčních prvků (především u varistorových ochran). Udávaná průměrná doba ukončení životnosti varistorových ochran je pět let. U těchto ochran je třeba periodicky vykonávat měření (tzv. měření miliampérového
bodu).

Pří instalaci ochran do rozváděče je nutné dodržet určité zásady, především maximální délky a průřezy připojovacích vodičů, popř. předjištění ochran a jejich vzájemnou koordinaci.

3. Druhy přepětí a jejich důsledky

Zde nebude zmiňováno přepětí mající za původ nukleární výbuch nebo statická přepětí, ale jen přepětí, která jsou daleko běžnější, tj. atmosférická přepětí a spínací přepětí.

Atmosférická přepětí mají původ v atmosférických jevech. Široká veřejnost spojuje přepětí, popř. i ochranu proti němu výhradně s atmosférickým přepětím, protože jak jeho projevy (blesky), tak případné následky jsou viditelné a velmi výrazné.

Naproti tomu spínací přepětí vznikají v rozvodných sítích vlivem spínacích pochodů, nejsou příliš často považována za viníka snížení účinnosti nebo zničení elektronického zařízení, protože jsou běžné veřejnosti skrytá a navíc těžko měřitelná bez speciálního vybavení. Je sice pravda, že spínací přepětí mají ve srovnání s přepětím atmosférického původu podstatně menší energii, ale jejich četnost je ve srovnání s atmosférickými přepětími o mnoho řádů větší. Velmi časté a opakované je tedy působení přepětí na elektronická zařízení připojená do napájecí sítě, následkem čehož bývá podstatné zkrácení životnosti zařízení nebo přímo jeho postupné zničení.

4. Ceny přepěťových ochran a záruční doba

Před několika lety byly ceny přepěťových ochran velmi vysoké, což byl pravděpodobně hlavní důvod, proč se instalovaly jen v omezené míře. Dalším důvodem byla skutečnost, že jejich instalace byla (až na výjimky) pouze doporučená. Přestože za poslední roky ceny přepěťových ochran velmi výrazně poklesly, nelze jejich podíl na ceně hlavního rozváděče pominout. U průmyslových instalací je existence přepěťových ochran zcela zásadní a v porovnání s cenou napájeného zařízení je její cena víceméně zanedbatelná, navíc přerušení napájení výrobních procesů i na krátkou dobu znamená velké finanční ztráty.

Ale i u majitelů bytů nebo rodinných domů stačí spočítat pořizovací ceny přístrojů používaných v běžné domácnosti. Výsledkem je, že za cenu maximálně několik tisíc korun je chráněno zařízení v hodnotě mnoha desítek tisíc korun. V průměru tvoří cena střídavé přepěťové ochrany nejvýše 5 % ceny elektronických přístrojů v běžné domácnosti. Jde např. o nejpoužívanější ochrany CITEL DS 133RS-230 nebo DS133VG-230.

Společnost ELEKTROSTAV KOUDELA, a. s., poskytuje na ochrany CITEL s VG technologií záruku deset let bez vlivu na jejich cenu.

5. Nepřesné informace a mýty o ochraně proti přepětí

V úvodu tohoto článku byly zmíněny nepřesné informace a mýty spojené s ochranou proti přepětí. Mnohdy panuje přesvědčení, že je-li objekt opatřen bleskosvodem, je tím ochrana proti přepětí zajištěna. Pravý opak je ale pravda: vlastní objekt je sice bleskosvodem chráněn (jestliže je bleskosvod správně proveden a periodicky kontrolován), avšak není-li instalována vnitřní ochrana proti přepětí, hrozí při úderu blesku zničení všech připojených zařízení, popř. i následný požár. Zde jsou dostupná dvě řešení – buď dodatečně instalovat vhodnou vnitřní ochranu, nebo v případě blížící se bouřky vytáhnout vidlice všech odpojitelných přístrojů ze zásuvek. Některá zařízení (bojlery, mrazicí boxy, lednice, oběhová čerpadla kotlů) však bude nutné tak jako tak ponechat jejich osudu.

Velmi často se lze také setkat s přesvědčením, že zásuvkové bloky vybavené přepěťovou ochranou přímo výrobcem poskytují dostatečnou ochranu proti přepětí. Zásuvkové bloky od kvalitních výrobců mohou odfiltrovat malá přepětí, ale když není v elektrické instalaci ochrana vyššího typu (zde alespoň T2), dojde při průchodu přepěťové vlny k destrukci zásuvkových bloků a případnému požáru.

Obr. 3. Jemná ochrana MSB6-400

Jestliže je v elektrické síti instalována ochrana T2, lze zvolit levné a účinné řešení – instalovat místo zásuvkového bloku ochranu T3 CITEL MSB6-400 (obr. 3) pod první zásuvku zásuvkového obvodu, která ochrání i ostatní zásuvky okruhu do vzdálenosti 10 m.

Závěrem

V rámci tohoto článku nebylo možné uvést mnoho dalších důležitých informací a faktů o ochraně proti přepětí, avšak společnost ELEKTROSTAV KOUDELA, a. s., poskytuje poradenství v oboru přepěťových ochran všech druhů včetně zpracování projektové dokumentace.

Bližší informace o konkrétních přepěťových ochranách i ostatních službách společnosti ELEKTROSTAV KOUDELA lze nalézt na jejích webových stránkách: www.eks.cz nebo www.citel.cz.

*) Spol. CITEL patří mezi tři nejvýznamnější světové výrobce ochran proti přepětí.

---

Vyšlo v časopise Elektro č. 5/2017 na straně 36. 
Tištěná verze – objednejte si předplatné: pro ČR zde, pro SR zde.
Elektronická verze vyšlých časopisů zde.