Ochrana před přepětím ve vnitřních instalacích nízkého napětí

V letošním roce bylo léto velice bohaté na bouřky. Dokonce se objevily i bouřky typu supercel. Při bouřkách může docházet jak k mechanickým poškozením (např. pády stromů na objekty a vedení), požárům, ohrožení zdraví lidí i zvířat, výpadkům dodávek elektrické energie a poškození zařízení od atmosférického přepětí. Z toho důvodu se používají různá opatření, aby se rizika uvedených poškození minimalizovala. Protože následky škod jsou nezanedbatelné, tak se ochranou před bleskem a přepětím zabývají jak technické normy, tak vyhlášky a zákony.

Pro ochranu objektů se používá vnější ochrana před bleskem (LPS – hromosvodná soustava) a vnitřní opatření před přepětím (SPM). Ochrana před bleskem se musí zřizovat na obytných budovách a tam, kde může dojít k ohrožení života lidí, kde může dojít k poruchám na veřejných službách (např. elektrárny, nádraží, telefonní ústředny), kde je nebezpečí výbuchu, a také na budovách kulturního dědictví (např. muzea).

Vnější ochranu před bleskem (LPS) tvoří tři části – jímací zařízení, svody a uzemnění. Provedení LPS vychází z vyhodnocení rizika podle ČSN EN 62305-2. Přímo ve Vyhlášce o technických požadavcích na stavbu se požaduje přednostně zřízení základového zemniče, který velmi dobře minimalizuje krokové napětí a vhodně pomáhá vyrovnání potenciálů.

Pokud na objektu je oddálený (izolovaný) hromosvod podle ČSN EN 62305-3, a to i s ohledem na zařízení vně stavby (antény, klimatizace, fotovoltaické panely a další), tak jediný společný bod LPS a SPM je právě uzemnění. Realizace oddáleného (izolovaného) hromosvodu se jeví jako velmi vhodná, protože neizolovaný hromosvod přináší různé komplikace a potřebu dalších opatření uvnitř stavby.

Vnější ochrana před bleskem (LPS) chrání stavbu při přímém úderu blesku. Naproti tomu opatření před přepětím (SPM) chrání zařízení a osoby uvnitř stavby jak před účinky přímého úderu blesku, tak zároveň před účinky vlivem indukce od blízkého úderu blesku, a před účinky přepětí z distribuční sítě způsobené jak bleskem, tak poruchami v distribuční síti.

Obr. 1. Omezení proudových impulzů na vodivých částech objektu

Základem opatření před přepětím (SPM) je v ekvipotenciálním vyrovnání a také použití stínění. Ekvipotenciální vyrovnání omezuje proudové impulzy na vodivých částech tím, že všechny příchozí kovové inženýrské sítě nebo konstrukce se přímo spojí s ochranou zemí, a živé vodiče se s ochranou zemí spojí pomocí ochran před přepětím (SPD) viz obr. 1. Aby taková opatření správně fungovala, musí být dobře provedena společná soustava pospojování (CBN).

Podle normy ČSN 332000-4-443 se požaduje instalovat ochrany před přepětím (SPD) na začátku instalace u stejných budov jako výše uvedených. Volbou a instalací SPD se zabývá norma ČSN 33 2000-5-534. Je třeba poznamenat, že normy z řady ČSN 33 2000, řeší přepětí šířené po vedení. K řešení ochrany také před přepětím způsobeným přímým úderem blesku do stavby nebo v blízkosti stavby je nutné využít i normu ČSN EN 62305-4.

Ochrany před přepětím (SPD) se instalují v několika stupních: SPD typu 1 (svodiče bleskových proudů) – u společnosti SALTEK řada FLP, SPD typu 2 (svodiče přepětí) – řada SLP, a SPD typu 3 (přepěťová ochrana někdy i s vf filtrem) – řada DA. Obr. 2 ukazuje, kde se jednotlivé typy používají, a to včetně minimálních průřezů připojovacích vodičů. Připojovací vodiče k SPD by měly být co nejkratší.

Obr. 2. Umístění SPD a typ SPD (SALTEK)

SPD typu 1 se instaluje nejčastěji do hlavních rozváděčů, ideálně v místě vstupu kabelu do stavby, v blízkosti hlavní ochranné přípojnice (MET, dříve HOP), a v místě rozdělení PEN. Pro přívod v systému TN-C se používá třípólový svodič (např. FLP-B+C MAXI V/3 – obr. 3). SALTEK má ve své nabídce několik SPD typu 1: řízené jiskřiště s impulzním proudem 50 kA (10/350) FLP-SG50 V/1 pro speciální aplikace, kombinované svodiče se sériovým zapojením varistorů s jiskřištěm FLP-25-T1-V a FLP-B+C MAXI V, a varistorový svodič FLP-12,5 V. Typ FLP-B+C MAXI V pro třífázové připojení splňuje nejvyšší požadavek na impulzní proud (100 kA (10/350)) připadající na SPD, z toho důvodu je možné tento výrobek použít i v případech, kdy neznáme třídu LPS. V situacích, kdy se jeví vhodné zapojení SPD před elektroměry a získá se souhlas distribuční společnosti, se mohou použít jiskřiště FLP-SG50 V/1 a zejména kombinované svodiče FLP-25-T1- V a FLP-B+C MAXI V, které:

• mají nulový unikající proud na rozdíl od varistorových svodičů a většiny jiskřišť, u kterých unikající proud prochází zapalovacím obvodem,
• nevzniká u nich následný proud jako u jiskřišť, takže jejich zapůsobení nezatěžuje jistící prvky,
• mají nižší zbytkové napětí na rozdíl od varistorových svodičů,
• a zároveň všechny proudové impulzy od přepětí procházejí hlavním obvodem na rozdíl od většiny jiskřišť se zapalovacím obvodem, kdy impulzní proudy procházejí také zapalovacím obvodem a tím zkracují jeho životnost.

Varistorové svodiče FLP-12,5 V (obr. 3) společnost SALTEK doporučuje v těchto případech:

• pro budovy bez LPS a napájené kabelem (uloženým v zemi), (např. rodinné domy),
• bytové domy – SPD se instaluje pro každý byt a není SPD v hlavním rozváděči,
• budovy a haly (sklady) bez stálé přítomnosti osob a bez vybavení (elektronická zařízení), pouze nn instalace,
• pro ochranu vnitřní instalace se zařízeními na střeše nebo vně budovy,
• budovy napájené z jiné budovy (bez připojení k veřejné distribuční síti).

Obr. 3. SPD typu 1: FLP-B+C MAXI V/3 a FLP-12,5 V/3

Z důvodu vlivu indukce a dalších vedení nestačí použít pouze SPD na začátku instalace. V podružných, patrových rozváděčích a v místech, kde se používá další ekvipotenciální přípojnice, se instalují SPD typu 2. V systémech TN-S je to nejčastěji typ SLP-275 V/4. V případech napájení záložními zdroji (např. diesel generátory) nebo v místech s kolísavým napětím se osvědčuje pro dlouhou životnost SPD použití typu SLP-275 VB/3+1.

Ochrana před přepětím (SPD) by nikdy neměla být od chráněného zařízení dále než 10 m. K chráněnému zařízení se instalují buď SPD typu 2 (např. SLP-275 V/3+1 u PV měničů), SPD typu 3 (např. DA-275 DJ nebo DA-275-A – obr. 4), případně SPD typu 3 s vysokofrekvenčním filtrem (např. DA- -275-DF16-S k řídícím jednotkám). SPD typu 3 by měla být instalována co nejblíže k chráněnému zařízení.

Obr. 4. SPD typu 3: DA-275-A, DA-275-DF16-S

Vždy musí být pracovní uzemnění SPD spojena s ochranným uzemněním zařízení, která jsou pomocí SPD chráněna. Zároveň by se nemělo zapomenout chránit před přepětím i slaboproudé systémy (anténní svody, telefonní a datové linky) a případné fotovoltaické instalace, a to i na stejnosměrné straně. Příklad použití koordinovaného systému SPD v instalaci nn a to i včetně ochrany signálových a datových linek zobrazuje obr. 5.

Obr. 5. Koordinovaný systém SPD (SALTEK)

Při správné instalaci ochran před přepětím můžete zažívat pocity klidu a bezpečí i během bouřek. Pro více informací o ochranách před přepětím a jejich použití mohou zájemci navštívit některé ze školení společnosti SALTEK, případně podle situace webinář. Přihlášení na školení je možné prostřednictvím stránky www.saltek.eu/skoleni