Koordinace stupňů ochrany proti přepětí (část 2)
 | |
| Koordinace stupňů ochrany proti přepětí (část 2) RNDr. Jozef Dudáš, CSc., SALTEK TRADE s. r. o. V minulém čísle ELEKTRO byl uveřejněn první ze série článků zabývajících se třístupňovou ochranou rozvodů nn proti přepětí a vzájemnou koordinací mezi jednotlivými stupni ochrany. Tento příspěvek navazuje na předcházející informace a uvedenou problematiku dále roršiřuje. Varistorové svodiče U varistorových svodičů jsou následné proudy (tj. de facto zkratové proudy po odeznění impulsu) nulové – varistor se „uzavře„ okamžitě po odeznění pulsu. U jiskřiště však může následný proud trvat delší dobu – u napětí 230 V/50 Hz do jeho průběhu nulou (to trvá max. 5 ms). U nevhodně konstruovaných jiskřišť následný proud nezhasne, a tudíž se přepálí pojistky (jestliže se tak nestalo už průchodem impulsního bleskového proudu). Proto v aplikacích, kde se předpokládá menší zatížení svodičů svedením bleskových proudů, lze bez rizika jakýchkoliv následných proudů použít varistorové svodiče. Často je diskutováno zatížení předřazených pojistek následným proudem svodičů třídy I (B). Přitom se zapomíná na zatížení pojistek impulsním proudem. Pojistky 125 A gl/gG snesou bez přerušení impuls asi 30 kA (10/350) a pojistky 250 A gl/gG impuls asi 60 kA (10/350). To znamená, že při přímém a blízkém úderu blesku mohou být pojistky přerušeny svedením bleskového proudu bez ohledu na typ konstrukce svodiče. U objektů s nízkými hodnotami pojistek na vstupu tedy nemá smysl požadovat instalaci pojistek na vysoké svedené proudy. V sítích TN-C a TN-S se svodiče třídy I (B) zapojují mezi pracovní vodič a ochranný zemní vodič (PEN, PE), tzv. zapojení 3 + 0 (TN-C), popř. 4 + 0 (TN-S). V sítích TT se zapojují mezi fáze a nulový vodič tři póly a mezi nulový vodič a zemi jeden pól, který bývá osazen jiskřištěm s nulovým svodovým proudem. To je zapojení 3 + 1. Toto zapojení se v některých případech používá i v sítích TN-S (nutno však dodat, že častěji u druhého stupně, tj. u svodičů třídy II (C)). Druhý stupeň ochrany Svodiče třídy II (C) odvádějí energii propuštěnou prvním stupněm ochrany, energii indukovanou do vedení mezi prvním a druhým stupněm a energii spínacích přepětí velkých spotřebičů umístěných v různých obvodech sítě nn. Jsou většinou osazeny varistory, jejichž reakční doba je okolo 25 ns. Jak bylo řečeno v úvodu, na přepětí libovolné velikosti reagují plynule, nikoliv skokově a vykazují v podstatě nulové následné proudy – pouze unikající proud o velikosti řádu desetiny miliaméru. Svodiče třídy II (C) standardně svádějí jmenovitý (svedený) proud 15 kA (8/20), maximálně do 40 kA (8/20) a zajišťují ochranný potenciál asi 1,5 kV. Zapojení svodičů třídy II (C) v sítích TN-C, TN-S a TT je stejné jako u svodičů třídy I (B):
 Ochrana proti přepětí třídy D – typ DA-275 DJ Varistorové svodiče jsou povinně opatřeny tepelným odpojovačem, zabraňujícím požáru a porušení izolace při přetížení varistoru vysokým svedeným proudem nebo po zestárnutí varistoru, způsobeným mnohonásobným opakovaným svedením jmenovitého, popř. i nižšího proudu. Odpojení varistoru je zpravidla signalizováno opticky (SLP-275 V), popř. navíc i pomocí přepínacího kontaktu, který je použit pro dálkovou signalizaci (SLP-274 VS). Třetí stupeň ochrany Svodič třídy III (D) je umísťován přímo na vstup jednotlivých chráněných přístrojů a potlačuje zbytkové přepětí „propuštěné“ druhým stupněm, indukované do příslušného okruhu blízkým a přímým úderem blesku, nebo indukované přepětí mezi souběžnými vedeními, způsobené spínáním spotřebičů v dané větvi nn. Zásadně bývá konstruován jako typ 3 + 1 pro třífázové vedení TN i TT a jako 1 + 1 pro jednofázové rozvody. Tím se dosáhne maximálního omezení příčného přepětí přímo na vstupu chráněného zařízení. Jmenovité svedené proudy In dosahují u této třídy hodnot 1 až 10 kA (8/20) a ochranné potenciály (tj. zbytkové přepětí při svedení jmenovitého proudu) jsou na úrovni 600 V až 1,5 kV. Třetí stupeň svodičů je dodáván v provedení na lištu DIN 35 mm (DA-275 DJ pro jednu fázi – viz obr., popř. DA-275 V/3 + 1 pro tři fáze) nebo přímo zabudován do zásuvek (DA-275 PP), do adaptérů v kombinaci s ochranou antén (TV-OVERDRIVE, SAT-OVERDRIVE) nebo počítačových (NET-OVERDRIVE) a telekomunikačních rozhraní (FAX-OVERDRIVE, ISDN-OVERDRIVE). U chráněných zařízení s mikroprocesorovou jednotkou (stroje s řízením NC, ústředny EZS, EPS i telekomunikační, PC apod.) je vhodné doplnit svodič třídy III (D) vysokofrekvenčním filtrem (DA-275 DF, PA-OVERDRIVE F6) a tím dosáhnout dokonalé ochrany a odrušení daného přístroje proti vlivům energetických pulsů, skupin rychlých pulsů (burst) i proti vlivům vysokofrekvenčního rušení šířícího se po vedení. Tyto vlivy poruch se v praxi vyskytují současně a následky jejich působení jsou podobné: ztráta dat, dočasné výpadky funkce, samovolný reset procesoru až zničení polovodičových struktur uvnitř integrovaných obvodů, popř. jejich zničení až „odpaření“. Vzájemná koordinace jednotlivých stupňů Pro správnou funkci třístupňové ochrany proti přepětí je velmi důležitá vzájemná koordinace jednotlivých stupňů, tj. aby každý stupeň odvedl svoji práci a přitom nebyl přetížen a poškozen. Lze ji dosáhnout různými prostředky:
Revize přepěťových ochran Přepěťové ochrany se revidují podle ČSN 33 1500 a ČSN 33 2000-6-61. Postup při revizi přepěťových ochran SALTEK je podrobně popsán vPříručce pro projektování, montáže a revize přepěťových ochran, SALTEK 2004. Při revizích rozvodů s instalovanými svodiči přepětí:
Třístupňová ochrana rozvodů Při budování třístupňové ochrany rozvodů nn se používají různé typy svodičů a různé způsoby jejich koordinace. Vždy je ale nutné vycházet z konkrétních poměrů, uspořádání sítě, popř. sítí a spotřebičů, a z typů spotřebičů, z pravděpodobnosti úderu blesku a z charakteristiky okolní zástavby či terénu. Nikdy nelze opomenout i adekvátní vnější ochranu proti blesku, uzemnění a pospojování na jednotlivých úrovních a ochranu proti přepětí ve slaboproudých rozvodech a anténních svodech. Třístupňová ochrana proti přepětí je v současné době standardem instalací v průmyslu, ale zejména v administrativních budovách a stále častěji i v bytové výstavbě. Správnou instalací systému ochran lze předejít nejen zničení rozvodů a zařízení, nýbrž i častým poruchám elektrických a elektronických přístrojů. Pouhý výpadek řídicího systému např. na lince nepřetržité výroby skla nebo betonu, popř. i automobilů (s nulovou škodou na elektronice) může způsobit mnohahodinovou odstávku linky nebo i její mechanické poškození. Následná škoda po výpadku výroby může znamenat milionové ztráty. Podobný případ nastane při výpadku běžícího serveru, a tudíž i ztrátou dat např. v bance, pojišťovně nebo komunikačním uzlu záchranného systému, popř. v systému spojení armády (porucha naváděcího systému ve válce o Falklandské ostrovy byla příčinou zničení křižníku Exocet). Použití systému svodičů přepětí je v dnešní době nezbytností, podepřenou množstvím technických norem. SALTEK TRADE s. r. o. | |