Přepěťové ochrany DEHNmid a DEHNtrack pro zařízení vn

Přepěťové ochrany DEHNmid a DEHNtrack pro zařízení vn

Ing. Wolfgang Marks,
KOMMA MaR, s. r. o.

Nástup moderních technologií se nevyhnul ani zařízením vysokého napětí. Zapouzdřené rozvodny se instalují do výrobních a administrativních budov, tedy se přiblížily k výrobním linkám a koncovým zařízením a spotřebičům. Tím ale vzrostlo riziko ohrožení nebo ovlivnění citlivých elektronických zařízení ve sféře výroby, správy, řídicích systémů a systémů měření a regulace (MaR), jakož i zařízení pro volný čas a zejména osob, které je obsluhují nebo používají.

Obr. 1. Svodič přepětí DEHNmid DMI …, typ L pro vnitřní prostředí
Obr. 2. Svodič přepětí DEHNmid DNI …, typ N pro normální prostředí
Obr. 3. Svodič přepětí DEHNmid DNI …, typ H pro prostředí se zvýšeným stupněm znečištění
Obr. 4. Svodič přepětí DEHNtrack

Podíl poruch způsobených spínáním a změnami zatížení sítě je velmi vysoký. Přepěťové ochrany instalované v sítích nízkého napětí ochranu zařízení vn neřeší a navíc jsou poruchami na straně vysokého napětí zbytečně zatěžovány. Problematika ochrany před přepětím je zaměřena na omezování či vyloučení vlivu jejich zdrojů. Je zde tedy reálná potřeba účinné ochrany před přepětími na vedeních vysokého napětí.

Firma DEHN + SÖHNE, přední výrobce přepěťových ochran, představila novou řadu svodičů přepětí pro sítě vysokého napětí pod názvem DEHNmid a DEHNtrack.

DEHNmid je svodič přepětí určený pro sítě se střídavým jmenovitým sdruženým napětím U_L-L = 6, 10, 15, 20 a 30 kV. Mechanické vlastnosti svodiče DEHNmid jsou přizpůsobeny podmínkám montáže ve venkovním prostředí. Pro použití ve vnitřním prostředí (v budovách, rozvodnách) je určeno provedení svodiče pro nenáročné aplikace bez stříšek, DEHNmid DMI …, typ L Low Duty (obr. 1).

Pro venkovní prostředí s běžným stupněm znečištění je vhodné provedení svodiče pro běžné aplikace s izolačními stříškami vzdálenými 45DNI …, typ N Normal Duty (obr. 2).

Ve venkovním průmyslovém prostředí se zvýšeným stupněm znečištění se uplatní provedení svodiče pro náročné aplikace s izolačními stříškami vzdálenými 30 mm DEHNmid DNI ..., typ H Heavu Duty (obr. 3).

DEHNtrack (obr. 4) je svodič přepětí určený pro stejnosměrné sítě s maximálním přípustným napětím U_m = 1,2; 2,4; 3,6 a 4,8 kV.

Základem svodičů DEHNmid a DEHNtrack jsou výkonné varistory s oxidem zinečnatým (ZnO), jmenovitým impulsním svodovým proudem I_sn = 10 kA (8/20 µs) a třídou výbojů z vedení 1 (energetické namáhání 2,8 kJ/kV U_n), popř. 3 (energetické namáhání 6 kJ/kV U_n). Oba svodiče vykazují vysokou odolnost proti silovému impulsnímu proudu až do 100 kA (4/10 µs).

Obr. 6. Dlouhodobá zatěžovací zkouška svodičů přepětí

Charakteristickou vlastností konstrukce svodičů DEHNmid a DEHNtrack je obzvlášť vysoká flexibilita. Rozměry svodiče jsou stanoveny v závislosti na napětí, povrchových přeskokových vzdálenostech a požadované délce. Výsledkem je kompaktní konstrukce přizpůsobená podmínkám použití (obr. 5). Opletení ze skleněných vláken prosycené epoxidovou pryskyřicí dává svodičům přepětí vysokou mechanickou pevnost a ve spojení s pouzdrem ze silikonového kaučuku vysoké izolační schopnosti.

Ať už jsou svodiče DEHNmid a DEHNtrack instalovány v jakémkoliv prostředí, pouzdro s opletením prosyceným silikonovým kaučukem odolávající vysokým teplotám má stálé vlastnosti a brání vytváření cest pro svod povrchových proudů z plazivých výbojů. Jedinečné hydrofobní vlastnosti tohoto materiálu zabraňují též v extrémních venkovních podmínkách vytváření vodivých filmů z vody a nečistot. Dokonce agresivní solná mlha ve spojení s vysokou okolní teplotou nemůže poškodit pouzdro svodiče ani přívody z korozivzdorné oceli.

Při dlouhodobé zkoušce, trvající 5 000 h, je na svodič přepětí přivedeno trvalé napětí a cyklicky měněn druh zatěžování: déšť, stříkající solná mlha, kolísající teplota a ozařování ultrafialovými paprsky. Po skončení dlouhodobé zkoušky jsou na svodiči DEHNmid patrny ulpěné těžké nánosy soli (obr. 6), nicméně vlastnosti takto zatěžovaného svodiče přepětí jsou obnoveny již po několika hodinách od jejího ukončení (obr. 7).

Obr. 7. Zotavení svodiče přepětí po dlouhodobé zatěžovací zkoušce
Obr. 8. Oddělovací jednotka Disconnector DIC 10
Obr. 9. Počítadlo impulsů IZ(M) 100

Pro výběr svodičů přepětí, které jsou určeny k ochraně v soustavách vn, jsou důležité především tři parametry:

• maximální sdružené napětí U_m,
• způsob uzemnění uzlu soustavy vn,
• podmínky venkovního prostředí (např. stupeň znečištění) v místě instalace svodičů.

Tab. 1a - Výběr svodičů DEHNmid v závislosti na jmenovitém napětí soustavy, způsobu uzemnění uzlu a době odpojení zemního spojení (t_a). Zapojení svodiče je vždy vodič-zem

Tab. 1b - Výběr svodičů DEHNmid v závislosti na jmenovitém napětí soustavy, způsobu uzemnění uzlu a době odpojení zemního spojení (t_a). Zapojení svodiče je vždy vodič-zem.

Základní příslušenství svodičů přepětí DEHNmid a DEHNtrack

Oddělovací jednotka

Oddělovací jednotka Disconnector DIC 10 pro svodiče DEHNmid (obr. 8), pracující na principu nevýbušného jiskřiště. Zajišťuje především oddělení přetíženého svodiče od sítě, zabraňuje vzniku zemního spojení a tím podporuje bezporuchový provoz sítě vn.

Počítadlo impulsů

Počítadlo impulsů IZ(M) 100 (obr. 9) registruje počet svodů přepětí ve svodičích a umožňuje sledovat životnost svodičů pomocí registrace povrchových proudů.