Pokračujeme v díle těch,
kteří byli první.

Aktuální vydání

Číslo 6/2017 vyšlo
tiskem 7. 6. 2017. V elektronické verzi na webu od 26. 6. 2017. 

Zdůrazněné téma: Točivé el. stroje; Pohony a výkonová elektronika; Měniče frekvence; Elektromobilita

Hlavní článek
Použití programovatelných logických obvodů v elektrických pohonech
Stejnosměrné elektrické stroje s permanentními magnety

Aktuality

Startuje hlasování veřejnosti o vítězích 9. ročníku ekologické soutěže E.ON Energy Globe V Praze byly 20. 6. 2017 slavnostně představeny nominované projekty 9. ročníku prestižní…

Nejnovější monopost týmu ČVUT eForce FEE Prague Formula se představil na Václavském náměstí Dne 16. června se v dolní části Václavského náměstí prezentoval tým Fakulty…

IQRF Summit 2017 svědkem reálných IoT aplikací Akce zaměřená na reálná řešení v oblasti chytrých měst, budov, domácností, transportu,…

Konference Internet a Technologie 17 Sdružení CZ.NIC, správce české národní domény, si Vás dovoluje pozvat na již tradiční…

Alza.cz se chystá revolučně ovlivnit prodej elektromobilů Jako první e-shop je totiž zalistuje do své stálé nabídky. První upoutávkou na tento…

Projekt studentů FEL ČVUT v Praze míří na celosvětové finále Microsoft Imagine Studentský startup XGLU, zabývající se vývojem bezbateriového glukometru, vybojoval…

Více aktualit

Nové řešení přepěťové ochrany Moeller

číslo 5/2005

Nové řešení přepěťové ochrany Moeller

Ing. Lukáš Matějíček, PhD.,
Moeller Elektrotechnika s. r. o.

Většina nebezpečných přepětí v elektrické instalaci, která mohou poškodit nebo narušit činnost zařízení, vzniká v důsledku blízkých nebo vzdálených atmosférických výbojů. Další nejčastější příčinou vzniku přepětí jsou spínací pochody zařízení připojených k elektrické instalaci budov. Mohou dosáhnout hodnoty, která několikanásobně překračuje rázovou odolnost zařízení. K zabránění jejich poškození se uvnitř budovy používá třístupňový systém přepěťové ochrany: třídy B, C, D (podle DIN VDE 0675) nebo třídy I, II, III (podle IEC 61643-1).

Selektivita ochran

Při správném použití třístupňové kaskády ochrany uvnitř budov je možné snížit riziko poškození drahého zařízení na minimum. Přepětím v elektrické síti vznikají bezprostřední ztráty hodnocené z hlediska fyzického poškození zařízení, ale také nepřímé ztráty, jejichž hodnotu lze těžko stanovit (vzniklé např. ztrátou dat nebo následkem výrobních prostojů). Elektrická instalace budovy je rozdělena do čtyř kategorií. Každému úseku je přiřazena odpovídající rázová odolnost izolace instalace a zde nainstalovaných zařízení (obr. 1).

Obr. 1.

Obr. 1. Rozdělení instalace na přepěťové kategorie

Svodiče přepětí redukují přepětí na požadovanou úroveň v určených úsecích instalace budovy. Většina elektrického zařízení v obytných domech je navržena na rázovou odolnost izolace s hodnotou 1,5 kV. Při úderu blesku do objektů se společným uzemněním mohou vzniknout nebezpečná přepětí v elektrické instalaci i u dalších budov!

V instalaci bez svodičů přepětí může rychlý napěťový ráz způsobit průraz izolace elektrické instalace a připojených spotřebičů. Úkolem svodičů přepětí je snížit (omezit) potenciál mezi vodiči.

Použití svodičů

Svodiče třídy B musejí být nainstalovány co nejblíže místu vstupu instalace do budovy, svodiče stupně C obvykle bývají v podružném rozváděči a svodiče stupně D se umísťují co nejblíže chráněnému zařízení. Působení svodiče přepětí třídy D běžně dosahuje do vzdálenosti vedení max. 5 m.

Při vzdálenosti svodičů stupňů B a C menší než 10 m nedostatek oddělovací indukčnosti vedení mezi nimi způsobí, že se nejdříve aktivuje rychlejší svodič přepětí třídy C, je poškozen a napěťový ráz pronikne do chráněných spotřebičů. U dosavadního řešení navrhovaného firmou Moeller byla ke koordinaci činnosti svodičů třídy B a C využívána oddělovací indukčnost SPL, která nahrazovala chybějící indukci vedení. Je-li tato soustava svodičů přepětí zasažena bleskem (napěťovým – proudovým rázem), po překročení mezního napětí se nejprve aktivuje svodič třídy C. Součet napětí, které se soustředí na indukčnosti Uind a na svodiči přepětí třídy C (Uwar), aktivuje jiskřiště svodiče přepětí třídy B (Uspb). Napětí Uind aktivuje jiskřiště (obr. 2).

Obr. 2. Koordinace svodičů přepětí třídy B a C s využitím oddělovací indukčnosti SPL
Obr. 4. Koordinace svodičů přepětí třídy B a C s využitím nového typu SPI bez oddělovací indukčnosti SPL

Obr. 2. Obr. 4.

Dalším možným řešením v případě, kdy oba stupně přepěťové ochrany musejí být nainstalovány ve společném rozváděči, je použití svodiče přepětí třídy B typu SPI (obr. 3). Tato bleskojistka má elektronicky řízené zapalování jiskřiště, které ho aktivuje při určeném napětí. Takové řešení nedovolí přetížení varistoru při souběžném spojení jiskřiště a varistoru. SPI-35/440 je jednopólová zapouzdřená bleskojistka, která chrání před důsledky přímého i nepřímého úderu blesku. Konstrukce bleskojistky vychází z technologie Arc-Chopping. Obsahuje speciální elektrody ve tvaru válce, díky nimž odolává značným rázovým proudům. Kromě malých rozměrů a uzavřené konstrukce, takže nevyfukuje ionizované plyny ven, bleskojistka zvládá impuls rázového proudu Iimp = 35 kA o tvaru 10/350 µs.

SPI je tvarově plně kompatibilní s jinými modulovými svodiči a umožňuje je spojovat se všemi přístroji propojovacím lištovým systémem. Díky elektronickému zažehnutí výboje v bleskojistce při nižším napětí lze k ní paralelně připojit další stupeň ochrany – svodič přepětí třídy C. Ani v tomto případě není nutná instalace indukčního členu SPL, který je možné použít ke jmenovitým proudům hodnoty max. 63 A (obr. 4).

Obr. 3. Svodič přepětí třídy B, typ SPI
Obr. 5. Kombinace svodičů přepětí SP-B+C/3 pro síť TN-C
Obr. 6. Kombinace svodičů přepětí SP-B+C/3+1 pro síť TN-S/TT

Obr. 3. Obr. 5. Obr. 6.

Je-li vzdálenost mezi bleskojistkami SPI a svodiči přepětí SPC menší než 10 m, volí se svodič přepětí třídy C na pracovní napětí menší nebo rovné 460 V (tj. SPC-S-20/460). Pro vzdálenost větší nebo rovnou 10 m je třeba vybrat SPC na pracovní napětí 280 V a vyšší.

Nabídka svodičů

Firma Moeller v současné době nabízí hotové předmontované sady tvořené svodiči obou tříd, tj. B a C (obr. 5, obr. 6).

Obr. 7.

Obr. 7. Kombinovaný svodič přepětí SPB-12/280

Svodiče přepětí třídy B+C pro sítě TN-S a TT jsou navíc v soustavě 3+1 spojeny jedním tzv. sčítacím jiskřištěm SPI-100/NPE. Sčítací jiskřiště v soustavě 3+1 galvanicky odděluje vodiče N a PE. Výhodou takovéto soustavy je nízké zbytkové napětí mezi fází L1, L2, L3 a N. Soustava svodičů zajišťuje ochrannou úroveň menší nebo rovnou 1,5 kV.

Instalace svodičů

Kombinace svodičů přepětí SP-B+C by měly být nainstalovány v objektech:

  • s vnější hromosvodní instalací,

  • s vnějším nadzemním vedením a hromosvodní instalací,

  • napájených kabelovým vedením, když vzdálenost mezi budovou a transformovnou není velká (možnost vzniku velkých zkratových proudů),

  • bez hromosvodní instalace v blízkém sousedství vysokých budov, když zemniče budov jsou spojeny,

  • v chráněném objektu, kde je jako hromosvodní instalace použita vnitřní ocelová konstrukce.

Obr. 8.

Obr. 8. Doporučené varianty zapojení svodičů přepětí

Dalším řešením při nutnosti instalovat svodiče přepětí třídy B a C v jednom rozváděči je použití kombinovaného svodiče přepětí SPB-12/280 (obr. 7). Tento svodič obsahuje pro stupeň B i C společný výkonný varistor, který je schopen ochránit zařízení před proudovými rázy až do velikosti proudu Iimp = 12,5 kA o tvaru 10/350 µs (třída B). Jmenovitý impulsní proud svodiče pro rázové vlny o tvaru 8/50 µs (třída C) je 25 kA (max. 50 kA). Kombinovaný svodič zajišťuje úroveň ochrany menší nebo rovnou 1,5 kV. Šířka svodiče je pouze jeden modul na každý pól; to znamená výraznou úsporu místa v rozváděči.

Kombinované svodiče přepětí SPB-12/280 by měly být nainstalovány v objektech:

  • s vnější hromosvodní instalací,
  • napájených kabelovým vedením,
  • bez hromosvodní instalace v zástavbě bez výskytu výškových budov v sousedství, když zemniče budov jsou spojeny.

Komplety a kombinované svodiče se doporučuje instalovat (z hlediska napájení) před měřicími a diferenciálními zařízeními proudu. Zabraňuje se tak chybné činnosti diferenciálních vypínačů proudu (tzn. proudových chráničů) při průtoku rázového proudu po aktivaci svodičů přepětí. Diferenciální vypínač proudu, který je nainstalován před omezovači přepětí, je vystaven rázovým proudům, které ho mohou zničit nebo poškodit; to může vést k jeho chybné činnosti. Vodiče pro zapojení SP-B+C v elektrické síti musí být proti vyrovnávací přípojnici co nejkratší. Použitím co nejkratších vodičů se zabraňuje vzniku vysokých přídavných napětí při odvodu impulsů do země a vlastnosti bleskojistky jsou optimálně využity. Doporučuje se, aby délka vodičů nebyla větší než 0,5 m, popř. lze použít tzv. spojení typu V, kdy přívodní a výstupní vodiče nevedou rovnoběžně (obr. 8).

Moeller Elektrotechnika s. r. o.
Komárovská 2406
193 00 Praha 9
tel.: 267 990 411
fax: 267 990 419
e-mail: office.praha@moeller-cz.com

Třebovská 480
542 03 Ústí nad Orlicí
tel.: 465 519 611
fax: 465 519 619
e-mail: office.usti@moeller-cz.com
http://www.moeller-cz.com