Změny norem z hlediska ochrany před bleskem a přepětím

Využívání IT technologií, zabezpečovacích systémů a elektronických zařízení ve velkém měřítku nejen v průmyslu, administrativě, ve zdravotnictví, ale i v kultuře, domácnostech atd. vede ke zvyšování požadavků na kvalitu elektrických instalací a v tomto směru je snaha upravovat normy, které by tyto požadavky zohledňovaly. Někdy zavedení těchto norem má i mnohaleté zpoždění oproti zavádění moderních technologií a uživatelé musejí sami hledat správné řešení do doby, než se potřebná pravidla objeví v zaváděných normách.

Na podzim 2016 vyšly normy v souboru ČSN 33 2000 Elektrické instalace nízkého napětí, a to ČSN 33 2000-4-443 Bezpečnost – Ochrana před rušivým napětím a elektromagnetickým rušením – Kapitola 443 Ochrana před atmosférickým nebo spínacím přepětím již v třetí edici a ČSN 33 2000-5- -534 ve druhé edici, jež se zabývá přístroji pro ochranu před přechodovými přepětími čili ochranou před přepětím (SPD).

Uvedené normy platí hlavně pro objekty a instalace připojené k rozvodné síti bez ohledu na to, zda je použit systém ochrany před bleskem (LPS) neboli hromosvodná soustava.

Norma ČSN 33 2000-4-443 řeší ochranu před přepětím atmosférického původu, která obecně také zabezpečí ochranu před poruchami v rozvodné síti a spínacím přepětím. Známa jsou čtyři rizika poškození od úderu blesku: S1 – úder do objektu, S2 – úder v blízkosti objektu, S3 – úder do připojené rozvodné sítě a S4 – úder v blízkosti připojené rozvodné sítě. Norma ČSN 33 2000-4-443 pokrývá pouze rizika poškození S3 a S4. Ochrana před poškozením od přímého úderu blesku do objektu nebo do jeho blízkosti je řešena v souboru norem ČSN EN 62305, u kterého se v současné době připravuje třetí edice s vydáním pravděpodobně v roce 2019.

Kde použít ochrany před přepětím (SPD)

V normě ČSN 33 2000-4-443 je nyní vyjmenováno, v jakých objektech se musí zajistit ochrana před přepětím, a to tam, kde by byl ohrožen lidský život (např. zařízení pro bezpečnostní účely nebo poskytující zdravotnickou péči), byly by ohroženy veřejné služby a kulturní dědictví (např. výpadek veřejných služeb, datová centra nebo muzea) anebo by byly ohroženy komerční či průmyslové činnosti (např. hotely, banky, průmysl, burza a farmy) anebo objekty, kde se vyskytuje velké množství osob (např. velké budovy, úřady a školy).

Pro ostatní objekty se musí provést vyhodnocení rizika podle této normy. Jestliže není riziko posouzeno, musí být elektrická instalace vybavena SPD. Toto posouzení rizika ale nenahrazuje analýzu rizika podle ČSN EN 62305-2.

Metoda posouzení rizika je v tomto vydání normy odlišná od předchozí edice normy. Také intenzita úderů blesku do země N_g (počet úderů blesku na 1 km² za rok) se odvozuje přísněji od počtu bouřkových dnů za rok T_d, než tomu bylo v předchozí edici, a to: N_g = 0,1 × T_d

Podle Atlasu podnebí ČR, kde jsou vyhodnoceny údaje od roku 1981 do roku 2000, se počet bouřkových dní na území ČR pohybuje mezi 20 a 32 dny.

V centrech měst jako např. Horšovský Týn, Slaný, Žatec, Most, Česká Lípa, Blatná, Písek, Nymburk, Poděbrady, Veselí nad Moravou, Strážnice, Olomouc, Opava, Havířov nebo Karviná (tudíž v místech, kde je asi 21 bouřkových dní za rok) by se za předpokladu, že svodiče přepětí jsou na straně vysokého napětí co nejblíže transformátoru, že jde o objekt, který není vyjmenován výše (tudíž např. rodinný dům nebo malý bytový dům), a že kabel nízkého napětí je v celé délce od transformátoru do objektu uložen v zemi a jeho délka nepřesahuje 400 m, SPD nemusela použít. Toto rozhodnutí je pro vyhodnocení rizika nutné potvrdit detailnější analýzou situace v daném místě. Pro venkovské nebo předměstské prostředí by potřebné délky vedení nebo kabelů byly maximálně desetkrát kratší než v městském prostředí.

Vlastní řízení přepětí založené pouze na koordinaci izolace podle ČSN EN 60664-1 není považováno za dostačující. Zvolená impulzní výdržná napětí jsou stanovena pro umístění zařízení s ohledem na jejich co nejdelší bezporuchový provoz a k prodloužení bezporuchového provozu zařízení a celé instalace napomáhají také ochrany před přepětím (SPD). Uvažují se čtyři kategorie impulzních přepětí a v roce 2015 dostaly jednotlivé kategorie přepětí i své grafické značky a mohly by se nyní začít objevovat na zařízeních.

Jak vybrat a použít ochrany před přepětím (SPD)

Tím, jakou SPD vybrat a jak ji použít a zapojit, se zabývá norma ČSN 33 2000-5-534, která zároveň řeší požadavky norem ČSN 33 2000-4-43 (ochrana před nadproudy), ČSN 33 2000-4-442 (dočasné přepětí způsobené zemní poruchou v soustavách vysokého napětí), ČSN 33 2000-4-443 (ochrana před atmosférickým a spínacím přepětím), ČSN 33 2000-4-444 (ochrana před napěťovým a elektromagnetickým rušením), ČSN EN 60664-1 (koordinace izolace), ČSN EN 62305-4 (ochrana před bleskem elektrických a elektronických systémů v budovách) a ČSN CLC/TS 61643-12 (zásady pro výběr a instalaci SPD v sítích nízkého napětí).

V normě ČSN 33 2000-5-534 je nyní doporučeno, jakou SPD vybrat a kam ji umístit, většinou jde o minimální požadavky, které mohou uvedené normy upřesňovat nebo upravovat.

Na začátek instalace např. v blízkosti hlavního rozváděče nebo v něm se doporučuje SPD typu 1 nebo SPD typu 2 anebo SPD typu1 a SPD typu 2. Pro toto umístění je vhodné sledovat doporučení výrobců, protože o vhodnosti použití SPD v tomto místě instalace může rozhodovat i použitá vnitřní technologie SPD. Rozvodné společnosti mají specifické požadavky na technologii a parametry SPD, jestliže se SPD umisťuje před měření. 

V distribučních obvodech, např. v podružném rozváděči, se doporučuje SPD typu 2 nebo SPD typu 3 a v blízkosti citlivých zařízení SPD typu 2 nebo SPD typu 3.

Předchozí edicí normy se v CENELEC (evropská komise) oproti IEC (mezinárodní komise) prosadila benevolence délky připojovacích vodičů, kdy byla doporučena délka 0,5 m, ale z praktických důvodů možností montáže bylo toto doporučení rozšířeno tak, že v žádném případě nesmí délka překročit 1 m. V současné edici normy se od zmíněné úpravy upustilo a tento požadavek byl sladěn s požadavkem IEC: celková délka připojovacích vodičů nemá být větší než 0,5 m (viz obrázek).

Například v Příručce pro napájecí sítě nn společnosti SALTEK (www.saltek.eu/katalogy-brozury) je možné nalézt několik způsobů, jak tuto délku připojovacích vodičů dodržet.

Norma ovšem řeší i co dělat v situaci, kdy nelze požadavek 0,5 m splnit:
– instaluje se doplňující SPD co nejblíže k chráněnému zařízení,
– použije se SPD s ochrannou úrovní nižší, než je polovina hodnoty impulzního
   napětí chráněného zařízení (zde je ale třeba podotknout, že se uvažuje až
   1 kV přírůstku napětí na 1 m délky připojovacího vodiče), 
– použijí se průchozí SPD, které jsou však v praxi většinou pouze v provedení
   SPD typu 3.

Změnou oproti předchozí edici je také stanovení průřezů přívodních vodičů, a to jak pro SPD typu 1, kde se jedná minimálně o 16 mm² pro připojení SPD k PE a minimálně 6 mm² pro připojení živých vodičů k SPD, tak pro SPD typu 2, kde jsou hodnoty minimálně 6 mm² pro připojení SPD k PE a minimálně 2,5 mm² pro připojení živých vodičů k SPD.

Na větší část zmíněné problematiky byli uživatelé upozorňováni již několik let na školeních společnosti SALTEK. Zatím to byla pouze doporučení, která nebyla podchycena v normách. Přírodní jevy ale nelze ošálit, a tak místo narovnávání přírody je třeba přibližovat normy reálnému světu a úrovni poznání.

V nadcházejícím letním bouřkovém období přeje SALTEK všem klidný spánek s přepětím pod kontrolou.

---

Vyšlo v časopise Elektro č. 5/2017 na straně 32. 
Tištěná verze – objednejte si předplatné: pro ČR zde, pro SR zde.
Elektronická verze vyšlých časopisů zde.