Přepěťová ochrana – ochrana nejen před požárem

Jako každý rok, tak i letos začíná období bouřek. A jako je nevyhnutelné, že se vrátí bouřky, je nevyhnutelné, že se vrátí i téma přepěťových ochran do odborných časopisů. A je to v pořádku. Jaro je ideální dobou se zamyslet, jestli je provedeno v tomto ohledu vše pro bezpečnost.

Přepěťové ochrany patří k přístrojům, o kterých většina ani neví, že je v rozváděči má. Zafungují v případě ohrožení. Konkrétně přepěťové ochrany mají za úkol vyrovnání potenciálů. Každý si zajisté ze školy pamatuje, že mezi dvěma místy s rozdílným potenciálem vzniká napětí. Pokud je toto napětí vyšší než provozní, říká se mu přepětí. Od určité meze je toto přepětí nebezpečné, a to nejen pro připojené spotřebiče, ale nepřímo i pro člověka. Spotřebič zničený přepětím může zahořet a zapálit něco ve svém okolí. Požár objektu pak může mít za následek i konec lidského života. Proto je nutné se proti přepětí chránit.

Norma ČSN EN 61643-11 definuje dva typy ochran proti přepětí: Typ spínací napětí (jiskřiště, bleskojistky a tyristory) a Typ omezující napětí (varistory a lavinové průrazné diody). Tyto dvě technologie lze kombinovat v rámci jedné přepěťové ochrany. Takové přepěťové ochrany jsou kombinovaného typu.

Každá z uvedených technologií má své výhody a nevýhody. Jednoduše řečeno, jiskřiště je schopno svádět mnohem vyšší proudy než varistor a je prakticky nesmrtelné – elektrody se jen tak nezničí. Na druhou stranu nezachytí přepětí nižší, než je hodnota jeho zápalného napětí, a je podstatně dražší. Varistor naopak reaguje i na mnohem nižší hodnoty přepětí, ale s každým větším zásahem se jeho struktura poškozuje, a nakonec je zničen a musí se vyměnit. Je těžké stanovit, která technologie je efektivnější. Závisí to na místních podmínkách.

  
Obr. 1. Elektronicky řízené jiskřiště (SJB, SJBC), Obr. 2. Varistor (SVBC, SVC)

Ideální je tyto dvě technologie zkombinovat a jako první stupeň ochrany (T1) použít přístroj s jiskřištěm (SJB) a jako druhý stupeň ochrany (T2) provedení s varistorem (SVC). Docílí se tak ochrany proti úderům blesku do 200 kA (hladina ochrany před bleskem LPL I) a zároveň se zajistí, že dojde k záchytu malých, spínacích přepětí. Spínací přepětí mají podstatně nižší amplitudu, ale zato jsou podstatně četnější. V duchu přísloví „stokrát nic umořilo osla“ může dojít ke zničení elektronických přístrojů, jako jsou televize nebo počítač například přepětím způsobeným spínáním lednice. Varistor umístěný v rozváděči je schopen tato přepětí eliminovat a ochránit tak ostatní obvody.

Pokud lze oba stupně (T1 a T2) od sebe oddělit, například svodič bleskových proudů SJB na vstupu do objektu a svodič přepětí SVC v hlavním rozváděči, tak nedochází k zavlečení bleskového proudu do hlavního rozváděče a ochrana je tak mnohem účinnější.

Obr. 3. Umístění T1 (SJB) a T2 (SVC) odděleně

Obr. 4. Umístění T1 a T2 společně (SJBC)

Rozdělení prvního (T1) a druhého stupně (T2) není ale vždy možné. Pak je zapotřebí umístit oba stupně (T1 i T2) do jednoho rozváděče. Teoreticky lze umístit SJB a SVC vedle sebe, jsou vzájemně koordinovány. Toto řešení je však nevhodné, protože zabírá na šířku devět modulů v rozváděči. Mnohem efektivnější je použít provedení SJBC, které oba stupně (T1 + T2) spojuje do jednoho přístroje v šířce šesti modulů. Jiskřiště a varistor jsou řazeny paralelně. Uplatní se tak výhody obou technologií současně. Když je nutné použít oba stupně ochrany v jednom rozváděči, je potřeba se zaměřit na co nejkratší připojovací vodiče. Jsou totiž připojeny paralelně k další instalaci a tím zvyšují celkové přepětí ohrožující spotřebiče. Více informací lze nalézt v dokumentu Aplikační příručka – Přepěťové ochrany na stránkách www.oez.cz v sekci Ke stažení.

Kombinace technologie jiskřiště a varistoru je sice optimálním, ale ne nejlevnějším řešením. V drtivé většině případů investoři preferují cenu před bezpečností. Řešení s jiskřištěm se tak nemusí podařit prosadit. Pak platí „lepší něco než nic“ a do jisté míry poslouží provedení SVBC na bázi výkonného varistoru, které je také klasifikováno jako první a druhý stupeň (T1 + T2). Pro domovní instalace je možné jej bez problémů použít, protože hladina ochrany před bleskem LPL III (do 100 kA bleskového proudu) je z pohledu norem dostatečná.

Obr. 5: Umístění T1 a T2 společně (SVBC)

Tyto dva stupně lze ještě doplnit stupněm třetím (T3), konkrétně svodičem přepětí SVD, který lze umístit do podružného rozváděče nebo do instalační krabice spolu se zásuvkou. Tento třetí stupeň (T3) je nejcitlivější a měl by být umístěn co nejblíže k chráněnému zařízení. Pozor ale na to, že bez prvního a druhého stupně je tento třetí stupeň pouze potenciální „svařenec“, který odejde při úderu blesku do věčných lovišť spolu stelevizí a dalšími zařízeními. V žádném případě není schopen spotřebiče v případě větších přepětí bez předchozích stupňů ochránit. Pouze nasazení kompletní třístupňové ochrany (T1, T2 a T3) nechá diváka televize klidně spát i při bouřkách.