Ochrana před přepětím pro rodinný dům
26. 4. 2019 | Jan Hájek | Dehn, s. r. o. | www.dehn.cz
Současné požadavky na vybavení domácnosti elektronickými pomocníky, které zlepšují komfort bydlení, přinášejí i nutnost jejich ochrany před přepětím nejenom atmosférického původu, ale i před přepětím, které vzniká díky vzájemnému rušení i jednotlivých spotřebičů v domě a u sousedů. Kromě těchto vlivů je potřeba počítat do budoucna s tím, že kromě elektrické energie, bude soustavou téci více a více informací, které situaci ještě zhorší. Jak tedy v případě rodinného domu se současnou konvenční instalací postupovat?
Prvním krokem je vždy analýza rizika
Analýza rizika podle ČSN EN 62 305-2 ed. 2 [1] objektivním způsobem pomůže zhodnotit nejenom to, jaké riziko pro daný objekt představuje blesk a jeho přímý či nepřímý úder, ale zároveň pomůže i s návrhem parametrů technických opatření, které je třeba udělat, aby se míra škod na objektu a ohrožení života jeho obyvatel udržely pod tolerovatelnou hranicí. Výsledkem této analýzy je souhrn technických opatření, která je na i v objektu třeba provést, aby bylo dosaženo této minimální úrovně bezpečnosti. Tento článek je zaměřen na svodiče přepětí, a tak se nebudeme věnovat jeho vnější ochraně před bleskem – LPS, tedy hromosvodu. Nicméně je potřeba uvést, že se vychází z izolovaného provedení a hladiny ochrany před bleskem LPL III.
Hlavní rozváděč
V analýze rizika vyšla hladina ochrany před bleskem LPL III, a tak je zde potřeba použít takový svodič bleskových proudů, který je si schopen poradit s očekávanou úrovní bleskového proudu na tomto místě. Tyto požadavky bezezbytku splní kombinovaný svodič bleskových proudů a přepětí DEHNshield.
DEHNshield je prostorově kompaktní svodič bleskových proudů a přepětí, který je založen na principu jiskřiště. Na první pohled zaujme faktem, že šířka jednoho modulu jiskřiště odpovídá šířce jednoho modulu rozváděče. V něm použité jiskřiště není nutné předjišťovat až do hodnoty pojistek 160 A, a tak v případě běžného rodinného domu nevyžaduje separátní předjištění.
Tím, že obsahuje jiskřiště, poskytuje funkci vlnolamu pro bleskový proud (WBF – Wave Breaker Function). Funkce vlnolamu a s tím spojené zkrácení impulzní doby zajišťují, že energie bleskového proudu bude snížena na nejnižší možnou úroveň. Tím je zajištěno, že následující stupně ochrany nebo koncová zařízení budou dále pracovat bez poškození nebo zničení. DEHNshield je samozřejmě energeticky zkoordinován s dalšími produkty řady Red/Line.
Jako kombinovaný svodič s optimalizovaným využitím je schopen vyrovnat potenciál bleskového proudu do 50 kA (10/350 μs) a zároveň funguje jako přepěťová ochrana, a to vše v jednom stupni svodiče.
Nízká ochranná úroveň UP ≤ 1 500 V ho umožňuje jeho použití i pro ochranu koncového spotřebiče při splnění podmínky jeho vzdálenosti do 10 m dle ČSN 33 2000-5-534 ed. 2 [2].
Pro propojení s dalšími řadovými moduly mohou být použity hřebenové lišty a připojovací svorky s kolíkem z produktové řady DEHN + SÖHNE. Podle typu napájecí sítě nízkého napětí pro spotřebiče je volba konkrétního modulu DEHNshield na základě typového označení modulů velice jednoduše proveditelná.
Beznapěťová kontrolka stavu provoz/porucha pro každý pól zajistí okamžitou informaci o provozním stavu svodiče. Vedle svodičů vybavených standardně ukazatelem stavu zeleným/červeným barevným označením jsou k dispozici i varianty modulů DEHNshield… FM opatřených třípólovou svorkovnicí pro dálkovou signalizaci. Vzhledem k provedení s bezpotenciálovým přepínačem je možno zvolit podle systému zapojení dálkové signalizace buď rozepnutý, nebo sepnutý kontakt. Samozřejmostí pro kontrolu stavu svodiče je jeho vybavení mechanickým stavovým terčíkem.
Pro jednoduché připojení dvou vodičů do průřezu 25 mm2 lze použít svorku STAK 25, která je svým tvarem přizpůsobená tělu svodiče DEHNshield.
Varianty provedení jsou přizpůsobeny typu sítí, a to jak v třífázovém provedení, tak i v jednofázovém provedení. Každá z variant má i provedení s kontaktem pro dálkovou signalizaci.
Vodič HDO
Nelze zapomenout na ochranu vodiče, který typicky spojuje elektroměr s hlavním rozváděčem, a je tak jednou z dalších možných cest pro bleskový proud. Standardně se nasazují svodiče bleskových proudů pouze na straně uživatele, a to na vstupu do hlavního rozváděče.
Pro docílení optimálního řešení je odborníky voleno využití malé šířky jiskřiště ve svodiči DEHNshield a pro ochranu je použit v TN-C sítích svodič TN-S, kdy pro ochranu napájení nevyužitý pól se použije pro vodič signálu HDO.
Svodiče přepětí typ 2
Varistorové svodiče přepětí typu 2 mají své místo v dalších rozváděčích, které slouží jako podružné, nebo je v nich umístěna další technologie pro ovládání komfortu v domě. Ať jde o systémovou instalaci a její prvky, rozváděče vzduchotechniky či topení, je třeba tyto citlivé přístroje odpovídajícím způsobem chránit. Pro zabezpečení ochrany je možné využít jak svodiče standardní konstrukce, tak moderní konstrukce, které reprezentuje DEHNguard ACI.
DEHNguard s technologií ACI (Advanced Circuit Interruption) je tvořen sériovým zapojením klasického varistoru a speciálního jiskřiště s jedinečnou funkcí rychlého vypínače. Při svádění přepětí se DEHNguard ACI chová jako klasický svodič se sériovým zapojením jiskřiště a varistoru. V případě delšího hoření obloučku na jiskřišti dojde díky jedinečné konstrukci k jeho rychlému rozpojení. Doba potřebná pro vypínací reakci jiskřiště je natolik krátká, že energie zkratového proudu tekoucího jiskřištěm nestačí svými tepelnými účinky ovlivnit připojovací vodiče, a tak pro paralelní připojení svodiče do elektrické instalace stačí vodič o průřezu 6 mm2.
Obr. 1. DEHNguard ACI – kombinace varistoru s vypínacím jiskřištěm
DEHNguard ACI
Jádrem svodiče je kromě klasického varistoru i nové, speciální jiskřiště, které plní funkci spínače (obr. 1). Díky této kombinaci získává svodič přepětí velmi zajímavé výhody vůči klasickému řešení se svodičem jak ryze varistorovým, tak svodičem s integrovanou pojistkou.
Jistota při dimenzování
Není třeba se starat o to, zda jsou svodiči předřazeny pojistky, jaká je jejich hodnota a charakteristika. Bezproblémové je splnění požadavku ČSN 33 2000-5-534 ed. 2, nejsou tu pojistky, a tak i délka připojovacích vodičů se zkrátí.
Úspora při instalaci
Výhodou nové konstrukce je i to, že stačí na připojení fázových vodičů připojovací průřez 6 mm2 (obr. 2).
Obr. 2. Porovnání svodičů přepětí typ 2: klasická konstrukce svodiče, svodič
s integrovanou pojistkou a svodič s technologií ACI
Vysoká pevnost vůči dočasnému přepětí (TOV) a nulové unikající proudy
Jestliže se v síti objeví díky něčí chybě sdružené napětí, svodič je dokáže svádět tak dlouho, než vybaví předřazené jištění a zůstane nepoškozen. Integrované jiskřiště se postará i o zabránění toku unikajících proudů, které v instalacích s hlídači izolačního stavu způsobují při použití klasické konstrukce svodiče provozní poruchy.
Úspora místa
Více místa v rozváděči – asi 60 % místa se uspoří v rozváděči, protože nejsou potřeba dodatečné pojistky (obr. 3). Úspora nákladů vyplývá z méně materiálu a montážního času.
Obr. 3. DEHNguard ACI ušetří 60 % místa pro instalaci
Jaké jsou další výhody této konstrukce?
Svodiče pomaleji stárnou díky galvanickému oddělení varistoru, nedochází tak ani ke vzniku unikajících proudů. Při častých výkyvech napětí v síti není varistor zbytečně přetěžován a tím se opět prodlouží jeho životnost. Svodič s technologií ACI nezpůsobuje útlum přenosu signálu při komunikaci PLC na síti nn – řídicích signálů, Ethernet přes PLC atd. Svodiče jsou k dispozici pro všechny druhy sítí 230 V a i ve variantě pro napěťovou úroveň 385 V.
Ochrana spotřebičů v domě a na něm
Každý spotřebič, který se nachází více jak 10 m po délce vedení od místa, kde je svodič přepětí, již nemůže počítat s ochrannou úrovní daného svodiče. Pro spotřebiče typu plynového kotle, tepelného čerpadla, spotřebičů v kuchyni nebo mediálního centra je potřeba zajistit ochranu umístěním svodiče přepětí, pokud možno v jejich blízkosti. Zde lze volit jak mezi svodiči typu 3 řady DEHNflex určenými k instalaci za proudovými chrániči pro umístění v instalačních krabicích, tak DEHNrail v provedení na instalační lištu TS 35 do podružných rozváděčů. Osvětlení na fasádě, nebo pohony žaluzií a rolet lze chránit svodičem DEHNcord.
Obr. 4. Svodič přepětí SPD typu 2 DEHNguard M
Přehled hlavních parametrů svodiče DEHNshield:
Objekty a zařízení mimo dům
Nesmí se zapomínat na objekty umístěné mimo dům, ale napájené jeho prostřednictvím z jeho hlavního či podružného rozváděče. Mezi tyto objekty je třeba uvažovat nejenom zahradní domek, garáž nebo sezení pod pergolou, ale i bazén, rozvody energie po zahradě nebo napájení často opomíjeného pohonu brány. Vždy je samozřejmě důležité vybudovat v místě instalace zařízení alespoň nějaké uzemnění a spojit ho se zemnicí soustavou domu. Na všechny tyto vodiče je nutné instalovat svodiče bleskových proudů na vstupu do objektu, aby jejich prostřednictvím nedošlo k zavlečení přepětí. Na tuto ochranu lze opět použít svodiče řady DEHNshield. Pro ochranu zařízení venku, i když předpokládám, že pro většinu bude zvoleno jejich obětování, je dobré použít alespoň typ 2. Ať již má spotřebič svůj rozváděč, nebo je možnost umístit svodič přím do něj, lze pro tento účel použít svodiče řady DEHNcord, který je i ve variantě s krytím IP65.
Literatura:
[1] ČSN EN 62305-2 ed. 2 Ochrana před bleskem – Část 2: Řízení rizika.
[2] ČSN 33 2000-5-534 ed. 2 Elektrické instalace nízkého napětí – Část 5-53: Výběr a stavba elektrických zařízení – Odpojování, spínání a řízení – Oddíl 534: Přepěťová ochranná zařízení.
Vyšlo v časopise Elektro č. 4/2019 na straně 27.
Tištěná verze – objednejte si předplatné: pro ČR zde, pro SR zde.
Elektronická verze vyšlých časopisů zde.