Pokračujeme v díle těch,
kteří byli první.

Aktuální vydání

Číslo 12/2016 vyšlo tiskem
7. 12. 2016. V elektronické verzi na webu od 6. 1. 2017. 

Téma: Měření, měřicí přístroje a měřicí technika; Zkušebnictví a diagnostika

Hlavní článek
Lithiové trakční akumulátory pro elektromobilitu (2. část – dokončení)

Aktuality

Svítící fasáda FEL ČVUT nabídne veřejnosti interaktivní program s názvem Creative Colours of FEL Dne 13. prosince v 16.30 hodin se v pražských Dejvicích veřejnosti představí interaktivní…

Fakulta elektrotechnická je na špici excelentního výzkumu na ČVUT Expertní panely Rady vlády pro výzkum, vývoj, inovace (RVVI) vybraly ve II. pilíři…

Švýcaři v referendu odmítli uzavřít jaderné elektrárny dříve V referendu hlasovalo 45 procent obyvatel, z toho 54,2 procent voličů řeklo návrhu na…

Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze pořádá 25. 11. 2016 den otevřených dveří Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze pořádá 25. listopadu od 8.30 hodin Den otevřených…

Calliope mini – multifunkční deska Calliope mini poskytuje kreativní možnosti pro každého. A nezáleží na tom, zda jde o…

Ocenění v soutěži České hlavičky získal za elektromagnetický urychlovač student FEL ČVUT Student programu Elektronika a komunikace Fakulty elektrotechnické ČVUT v Praze Vojtěch…

Více aktualit

Měření a revize přepěťových ochran

Radek Rieger, Hakel-Trade, s. r. o.
 
V současné době, kdy rostou požadavky na bezpečnost, ochranu zdraví a životů lidí, spolehlivost elektrických a elektronických zařízení, doporučují i normy různá opatření, aby tyto požadavky byly splněny. S nástupem účinnosti normy ČSN EN 62305 (od 1. února 2009) nelze již požádat o stavební povolení objektů bez doložení výpočtu řízení rizik podle ČSN EN 62305-2. Tento požadavek je upraven ve sbírce zákonů č. 268/2009, a to v § 36 – Ochrana před bleskem (doplňuje stavební zákon – technické požadavky na stavby s účinností od 26. srpna 2009).
 
Tento příspěvek se nezabývá V-A charakteristikou varistorů, výpočty, grafy, ale zaměřuje se na praktickou část; přesto je nutné se zmínit i o normách a základních zapojeních SPD, o zásadách měření.
 
Má-li být navržené opatření účinné a bezpečné, musí být nejprve správně nainstalováno, musí být dodrženy podmínky montáže, ale nesmí být opomenuty ani jejich kontroly, měření a revize. Měření a revize přepěťových ochran se vykonávají souběžně s revizemi elektrických zařízení, a to jak u výchozích, tak i periodických revizí v souladu s normami ČSN 33 1500 Revize elektrických zařízení (1990), ČSN 33 2000-6 Elektrické instalace budov – Revize (2007), ČSN 33 2000-6 článek 62.3 – Lhůty revizí (s účinností od 1. října 2007), ČSN 33 2000-4-443 ed. 2 Elektrické instalace budov – část 4-44: Bezpečnost – ochrana před rušivým napětím a elektromagnetickým rušením – Kapitola 443: Ochrana proti atmosférickým a spínacím přepětím a ČSN EN 62 305-4 část 8 – Revize (s účinností od 1. února 2009).
 
Po tomto výčtu legislativy následuje praktický popis toho, co je třeba udělat při revizi a měření SPD, co se nesmí opomenout, na co se zaměřit, ale též i čím a jak SPD měřit.
 
Ještě před popisem revizí je nutné uvést alespoň základní definice. Svodič přepětí (SPD – Surge Protection Device) je zařízení určené pro omezení přechodných přepětí nebo pro svedení impulzních proudových rázů. SPD obsahuje alespoň jednu nelineární součástku. Jestliže SPD obsahují spínací prvky (jiskřiště nebo plynem plněné bleskojistky), jde o SPD spínající napětí, někdy nazývaná crowbar types. V případě, že SPD obsahují omezující prvky (varistory, supresorové diody), jsou to SPD omezující napětí, někdy nazývané clamping type. Obsahuje-li svodič přepětí oba dva prvky, jde o svodič přepětí kombinovaného typu.
 

Postup při revizi SPD

 
  • Odpojit svodič od jmenovitého (provozního) napětí.
  • Prohlédnout celý přístroj; nesmí mít žádné známky vybočení z teplotní stability, nesmí nést známky opálení, přeskoku elektrického výboje, modul SPD nesmí být zaprášený ani mechanicky poškozený.
  • Nesmí být vybavena kontrolka poruchy SPD (optická, mechanická, popř. dálková).
  • Dotáhnout svorky přívodních vodičů.

Měření svodičů přepětí

 
SPD se měří dvojím způsobem:
  • Pulzním napětím; jde o pulzní testery k rychlé diagnostice provozuschopnosti zejména svodičů přepětí typu 3, je možné je použít i k rychlé orientační kontrole stavu svodičů typu 1 a 2 (testery výrobce Hakel, s. r. o., Hradec Králové: tester H1, tester H2).
  • Nárůstem stejnosměrného napětí s vysokým napěťovým zdvihem určeným přednostně ke kontrole V-A charakteristiky varistorových svodičů (tester H3 výrobce Hakel, s. r. o., Hradec Králové, měřicí přístroj Gigatest pro, Fluke 1507, Eurotest a další měřicí přístroje s podmínkou nárůstu měřicího stejnosměrného napětí 50 až 1 000 V DC s proudem 1 mA).
Ideální podmínky pro měření SPD jsou tehdy, když je zcela odpojen od elektrické instalace. Výhodné jsou SPD s výměnnými
moduly, u pevně připojených svodičů zapojení s předjištěním. Před měřením je třeba vypnout odpojovač, popř. jistič (předjištění SPD). Vzhledem k tomu, že každý svodič přepětí není s výměnnými moduly nebo není předjištěn, bude vysvětleno měření SPD bez odpojení všech vodičů v jednotlivých zapojeních, kde bude odpojován pouze jeden vodič, neboť v některých případech může jít o průřezy vodičů až 35 mm2.
 
Pro jednodušší vysvětlení bude popsán postup měření s měřicím přístrojem Gigatest pro. Tento přístroj má nahranou databázi známých výrobců SPD a jejich typů, včetně hodnot a poznámek k měření, tzn. že přístroj automaticky na základě naměřených hodnot vyhodnotí, zda je SPD v pořádku, či nikoliv.
 

Síť TN-C – zapojení 3+0

 
  1. Vypnout předjištění SPD.
  2. Odpojit vodič PEN od svorky SPD.
  3. Měřit mezi L1 a PEN, L2 a PEN, L3 a PEN.
  4. Připojit vodič PEN ke svorce SPD.
  5. Zapnout předjištění.
Pozn.: Bod 2 a bod 4 – odpojení a připojení vodičů pouze v případě, není-li předjištění SPD a je nutné vypnout hlavní jištění.
 

Síť TN-S – zapojení 3+1

(doporučené zapojení, s proudovými chrániči)
 
  1. Vypnout předjištění SPD.
  2. Odpojit vodič N ze svorky SPD.
  3. Měřit mezi svorkami L1 a N, L2 a N, L3 a N.
  4. Mezi N a PE je bleskojistka – neměřit (lze změřit její izolační odpor).
  5. Připojit vodič N na svorku SPD.
  6. Zapnout předjištění.
Pozn.: Bod 2 a bod 5 – odpojení a připojení vodičů pouze v případě, není-li předjištění SPD a je nutné vypnout hlavní jištění.
 

Síť TN-S – zapojení 4+0

(nedoporučenézapojení s proudovými chrániči)
 
  1. Vypnout předjištění SPD.
  2. Odpojit vodič PE ze svorky SPD.
  3. Měřit mezi svorkami L1 a PE, L2 a PE, L3 a PE, N a PE.
  4. Připojit vodič PE na svorku SPD.
  5. Zapnout předjištění.
Pozn.: Bod 2 a bod 4 – odpojení a připojení vodičů pouze v případě, není-li předjištění SPD a je nutné vypnout hlavní jištění.
 

Na co si dát pozor při měření:

U SPD, které mají signalizaci funkčnosti diodou LED, je nutné dodržet správnou polaritu měřicího napětí (na pevném hrotu měřicího přístroje je polarita +). Při vyhodnocení chyby měření je nutné opakovat měření se záměnou přiložených hrotů (změna polarity).
 
Dále je třeba upozornit na skutečnost, že vývoj svodičů přepětí jde neustále vpřed, proto se může stát, že měřicí přístroj vyhodnotí svodič přepětí jako vadný, ačkoliv tomu tak není. V SPD byl v minulosti použit varistor o napěťovou třídu vyšší, tudíž při měření bude hodnota UMAX vyšší, než je předvolená v programovém vybavení měřicího přístroje. Zde je zapotřebí rozumné posouzení a je-li UMAX překročena do 10 % od uvedené horní hranice proudu, lze považovat SPD za dobrý a funkční. V případě, že přístroj vyhodnotí poškození SPD z důvodu nižší hodnoty než uvedené UMIN, je nutné SPD vyměnit za nový. Zde hrozí nebezpečí poškození chráněného zařízení a též i elektroinstalace při selhání tepelné pojistky zabudované v SPD.
 
Vykáže-li měřicí přístroj u zabudovaného svodiče, že je SPD vadný, je třeba opakovat měření na zcela odpojeném SPD, aby bylo jisté, že je skutečně vadný. Z praxe je známo, že v několika případech byl SPD vyhodnocen jako defektní, neboť při měření na svorkách byl povrchově zoxidovaný šroub a vlivem přechodového odporu byl svodič vyhodnocen jako vadný pro překročení UMAX, a to téměř o 100 %.
 
Poslední doporučení je vyhnout se u přístroje Gigatest pro různým měřením prodlužovacích šňůr a adaptérů s SPD, u kterých je funkčnost signalizována doutnavkou, neboť při nárůstu měřicího stejnosměrného napětí nastane krátkodobý zápal doutnavky, tím se zastaví nárůst měřicího napětí a vyhodnocení je neobjektivní – SPD je poškozen. V případě, že je použita dioda LED, lze tento problém vyřešit záměnou měřicích hrotů (změnou polarity). Jednoduše řečeno, při měření (nárůstu měřicího napětí) se nesmí žádná signalizační kontrolka na SPD rozsvítit ani probliknout.
 
Závěrem je třeba se zmínit o tom, že technika přepěťových ochran v posledních několika letech vykazuje dynamické směřování k maximální spolehlivosti a důrazu na minimální požadavky na údržbu. Ani při nejpečlivějším návrhu ochran nelze při jejich zapojení v komplikovaných provozních podmínkách vyloučit chyby, ať už projektového charakteru, nebo chyby způsobené neznalostí či nedbalostí. V těchto případech jsou na místě kontroly stavu přepěťových ochran jak před jejich uvedením do provozu, tak i při zjišťování konkrétních závad v již provozovaných instalacích.
 

Doporučení

 
Kontroly přepěťových ochran je doporučeno vykonávat:
  • před nainstalováním do provozu,
  • po každé větší bouřce, minimálně po skončení bouřkového období (listopad) a po první jarní bouřce,
  • vždy po nahlášené poruše ochrany nebo chráněného zařízení,
  • podle příslušných norem již zmiňovaných, při výchozích a periodických revizích.
Je třeba si uvědomit, že přepěťové ochrany nejsou zatěžovány pouze atmosférickým přepětím, ale tzv. spínacím přepětím, kterým je distribuční síť přesycena, spínacími procesy, zkraty, indukčními zátěžemi a rovněž zářivkami a měniči frekvence (pračky, myčky). Působením těchto zátěží varistor stárne, což je třeba pravidelným měřením kontrolovat a při vybočení z tolerance hodnot uvedených výrobcem je nutné SPD vyřadit a nahradit novým.
 
 
Obr. 1. Síť TN-C – zapojení 3+0
Obr. 2. Síť TN-S – zapojení 3+1
Obr. 3. Měření v síti TN-S
Obr. 4. Síť TN-S – zapojení 4+0
Obr. 5. Měření v síti TN-S, zapojení 4+0