Nové řešení přepěťové ochrany Moeller
 | ||||||
| Nové řešení přepěťové ochrany Moeller Ing. Lukáš Matějíček, PhD., Většina nebezpečných přepětí v elektrické instalaci, která mohou poškodit nebo narušit činnost zařízení, vzniká v důsledku blízkých nebo vzdálených atmosférických výbojů. Další nejčastější příčinou vzniku přepětí jsou spínací pochody zařízení připojených k elektrické instalaci budov. Mohou dosáhnout hodnoty, která několikanásobně překračuje rázovou odolnost zařízení. K zabránění jejich poškození se uvnitř budovy používá třístupňový systém přepěťové ochrany: třídy B, C, D (podle DIN VDE 0675) nebo třídy I, II, III (podle IEC 61643-1). Selektivita ochran Při správném použití třístupňové kaskády ochrany uvnitř budov je možné snížit riziko poškození drahého zařízení na minimum. Přepětím v elektrické síti vznikají bezprostřední ztráty hodnocené z hlediska fyzického poškození zařízení, ale také nepřímé ztráty, jejichž hodnotu lze těžko stanovit (vzniklé např. ztrátou dat nebo následkem výrobních prostojů). Elektrická instalace budovy je rozdělena do čtyř kategorií. Každému úseku je přiřazena odpovídající rázová odolnost izolace instalace a zde nainstalovaných zařízení (obr. 1).  Obr. 1. Rozdělení instalace na přepěťové kategorie Svodiče přepětí redukují přepětí na požadovanou úroveň v určených úsecích instalace budovy. Většina elektrického zařízení v obytných domech je navržena na rázovou odolnost izolace s hodnotou 1,5 kV. Při úderu blesku do objektů se společným uzemněním mohou vzniknout nebezpečná přepětí v elektrické instalaci i u dalších budov! V instalaci bez svodičů přepětí může rychlý napěťový ráz způsobit průraz izolace elektrické instalace a připojených spotřebičů. Úkolem svodičů přepětí je snížit (omezit) potenciál mezi vodiči. Použití svodičů Svodiče třídy B musejí být nainstalovány co nejblíže místu vstupu instalace do budovy, svodiče stupně C obvykle bývají v podružném rozváděči a svodiče stupně D se umísťují co nejblíže chráněnému zařízení. Působení svodiče přepětí třídy D běžně dosahuje do vzdálenosti vedení max. 5 m. Při vzdálenosti svodičů stupňů B a C menší než 10 m nedostatek oddělovací indukčnosti vedení mezi nimi způsobí, že se nejdříve aktivuje rychlejší svodič přepětí třídy C, je poškozen a napěťový ráz pronikne do chráněných spotřebičů. U dosavadního řešení navrhovaného firmou Moeller byla ke koordinaci činnosti svodičů třídy B a C využívána oddělovací indukčnost SPL, která nahrazovala chybějící indukci vedení. Je-li tato soustava svodičů přepětí zasažena bleskem (napěťovým – proudovým rázem), po překročení mezního napětí se nejprve aktivuje svodič třídy C. Součet napětí, které se soustředí na indukčnosti Uind a na svodiči přepětí třídy C (Uwar), aktivuje jiskřiště svodiče přepětí třídy B (Uspb). Napětí Uind aktivuje jiskřiště (obr. 2). Obr. 2. Koordinace svodičů přepětí třídy B a C s využitím oddělovací indukčnosti SPL
Dalším možným řešením v případě, kdy oba stupně přepěťové ochrany musejí být nainstalovány ve společném rozváděči, je použití svodiče přepětí třídy B typu SPI (obr. 3). Tato bleskojistka má elektronicky řízené zapalování jiskřiště, které ho aktivuje při určeném napětí. Takové řešení nedovolí přetížení varistoru při souběžném spojení jiskřiště a varistoru. SPI-35/440 je jednopólová zapouzdřená bleskojistka, která chrání před důsledky přímého i nepřímého úderu blesku. Konstrukce bleskojistky vychází z technologie Arc-Chopping. Obsahuje speciální elektrody ve tvaru válce, díky nimž odolává značným rázovým proudům. Kromě malých rozměrů a uzavřené konstrukce, takže nevyfukuje ionizované plyny ven, bleskojistka zvládá impuls rázového proudu Iimp = 35 kA o tvaru 10/350 µs. SPI je tvarově plně kompatibilní s jinými modulovými svodiči a umožňuje je spojovat se všemi přístroji propojovacím lištovým systémem. Díky elektronickému zažehnutí výboje v bleskojistce při nižším napětí lze k ní paralelně připojit další stupeň ochrany – svodič přepětí třídy C. Ani v tomto případě není nutná instalace indukčního členu SPL, který je možné použít ke jmenovitým proudům hodnoty max. 63 A (obr. 4). Obr. 3. Svodič přepětí třídy B, typ SPI
Je-li vzdálenost mezi bleskojistkami SPI a svodiči přepětí SPC menší než 10 m, volí se svodič přepětí třídy C na pracovní napětí menší nebo rovné 460 V (tj. SPC-S-20/460). Pro vzdálenost větší nebo rovnou 10 m je třeba vybrat SPC na pracovní napětí 280 V a vyšší. Nabídka svodičů Firma Moeller v současné době nabízí hotové předmontované sady tvořené svodiči obou tříd, tj. B a C (obr. 5, obr. 6).  Obr. 7. Kombinovaný svodič přepětí SPB-12/280 Svodiče přepětí třídy B+C pro sítě TN-S a TT jsou navíc v soustavě 3+1 spojeny jedním tzv. sčítacím jiskřištěm SPI-100/NPE. Sčítací jiskřiště v soustavě 3+1 galvanicky odděluje vodiče N a PE. Výhodou takovéto soustavy je nízké zbytkové napětí mezi fází L1, L2, L3 a N. Soustava svodičů zajišťuje ochrannou úroveň menší nebo rovnou 1,5 kV. Instalace svodičů Kombinace svodičů přepětí SP-B+C by měly být nainstalovány v objektech:
 Obr. 8. Doporučené varianty zapojení svodičů přepětí Dalším řešením při nutnosti instalovat svodiče přepětí třídy B a C v jednom rozváděči je použití kombinovaného svodiče přepětí SPB-12/280 (obr. 7). Tento svodič obsahuje pro stupeň B i C společný výkonný varistor, který je schopen ochránit zařízení před proudovými rázy až do velikosti proudu Iimp = 12,5 kA o tvaru 10/350 µs (třída B). Jmenovitý impulsní proud svodiče pro rázové vlny o tvaru 8/50 µs (třída C) je 25 kA (max. 50 kA). Kombinovaný svodič zajišťuje úroveň ochrany menší nebo rovnou 1,5 kV. Šířka svodiče je pouze jeden modul na každý pól; to znamená výraznou úsporu místa v rozváděči. Kombinované svodiče přepětí SPB-12/280 by měly být nainstalovány v objektech:
Komplety a kombinované svodiče se doporučuje instalovat (z hlediska napájení) před měřicími a diferenciálními zařízeními proudu. Zabraňuje se tak chybné činnosti diferenciálních vypínačů proudu (tzn. proudových chráničů) při průtoku rázového proudu po aktivaci svodičů přepětí. Diferenciální vypínač proudu, který je nainstalován před omezovači přepětí, je vystaven rázovým proudům, které ho mohou zničit nebo poškodit; to může vést k jeho chybné činnosti. Vodiče pro zapojení SP-B+C v elektrické síti musí být proti vyrovnávací přípojnici co nejkratší. Použitím co nejkratších vodičů se zabraňuje vzniku vysokých přídavných napětí při odvodu impulsů do země a vlastnosti bleskojistky jsou optimálně využity. Doporučuje se, aby délka vodičů nebyla větší než 0,5 m, popř. lze použít tzv. spojení typu V, kdy přívodní a výstupní vodiče nevedou rovnoběžně (obr. 8). Moeller Elektrotechnika s. r. o. Třebovská 480 | ||||||
