Sú vaše zariadenia chránené pred bleskom a prepätím?

Prepätia v sieti sú veľmi častou záležitosťou. Kto nemá bleskozvod na budove/ dome, pravdepodobne vie, že podstupuje určité riziko. Drvivá väčšina novších budov však bleskozvod aj vlastné uzemnenie má, čo môže vyvolať dojem, že „sme v bezpečí“. Pochopiteľne, kvalitné uzemnenie a bleskozvod sú základným predpokladom spoľahlivej elektroinštalácie, avšak to je len prvý krok. Problém je, že:

1) prepätie môže prísť kedykoľvek (a prichádza) po napájacom vedení zvonku. Zdrojmi prepätia v sieti sú jednak (vzdialené) blesky ale aj rôzne motory, spínané indukčné záťaže a iné.

2) výboj pri zásahu bleskom dokáže naindukovať napätie aj do vzdialených vodičov a tiež výrazne zvýšiť napätie na PE(+N) vodiči. Prúd v rádovo kA tečúci do zeme vyvolá aj na kvalitnom uzemnení napätie o veľkosti až niekoľko kV (R*I). Toto napätie sa cez ekvipotenciálnu svorkovnicu v rozvodnej skrini dostane prakticky na všetky vodiče PE+N (v najbežnejšej sieti TN-C-S). To v praxi znamená, že ak nemáte inštalovanú vhodnú prepäťovú ochranu (SPD - surge protection devices), tak na všetkých zásuvkách napojených na danú rozvodnicu sa objaví toto vysoké napätie. Časť výboja obyčajne ide aj po prívodnom PE vodiči (od budovy k distribučnej sieti) a tiež po všetkých ekvipotenciálne pospájaných médiách (voda, plyn, kúrenie, vetranie ...). Toto tiež prispieva k šíreniu vysokého napätia do rôznych miest v budove.

Preto sú na trhu dostupné rôzne komponenty pre obmedzenie prepätí (SPD). Väčšina bleskov a následných prepätí má obyčajne krátke trvanie - cca jednotky až desiatky mikrosekúnd, preto aj prepätia v sieti sú obyčajne krátke a tým pádom „zvládnuteľné“. Najbežnejším cieľom každého SPD komponentu je vyrovnanie potenciálu (voči zemi alebo aspoň medzi danými vodičmi). Obyčajne sa pri priamom údere blesku nedá vyhnúť tomu, aby celá inštalácia v budove nemala napríklad 1000V voči zemi, to však nemusí byť pre naše zariadenia smrteľné - podstatné je len to, aby podľa možnosti všetky vodiče mali v tom momente viac-menej rovnaký potenciál.

Obyčajne rozlišujeme 3 základné úrovne SPD:

Typ 1 - „hrubá“ ochrana. Obyčajne sa inštaluje ešte pred budovu alebo do prvej rozvodnej skrine v budove. Je založená väčšinou na použití bleskoistky (plynom plnené iskrište). Táto SPD je schopná eliminovať veľkú energiu vďaka malému napätiu na bleskoistke počas jej zaúčinkovania. Len táto ochrana však nestačí, pretože bleskoistka je pomalá a pri vysokých dV/dT začína účinkovať až pri vysokom napätí. Výhodou je malá kapacita a veľmi malý zvodový prúd v kľudovom stave.

Typ 2 - je najbežnejšou ochranou používanou v rozvodných skriniach. Obyčajne je založená na varistore (s tepelnou poistkou). Táto ochrana je rýchlejšia a predstavuje dostatočné riešenie pre väčšinu prípadov (ideálne v kombinácii typ 1 + typ 2). Nevýhodou je, že varistor má určitú kapacitu, preto môže spôsobiť problémy ak je nainštalovaný za prúdovým chráničom (RCCB) - kvôli zvodovému prúdu (L-PE). Pre tieto prípady sú dostupné kombinované SPD - s varistorom a bleskoistkou v sérii.

Typ 3 - jemná ochrana. Obyčajne založená na varistore, prípadne aj v kombinácii s transilom (suppressor diode). Ochrana je potrebná pre citlivé zariadenia s mikroprocesormi, výpočtovú a inú „jemnú“ techniku. Najúčinnejšia je, ak je nainštalovaná v blízkosti chráneného zariadenia, alebo priamo v danej zásuvke.

V praxi je dobré, aby bol medzi jednotlivými stupňami SPD určitý úsek vedenia, ktorý sa chová ako indukčnosť a tým obmedzuje rýchlosť nábehu prepätia. Ak to nie je možné, používajú sa externé induktory, ktoré sú často integrované do kombinovaných zvodičov prepätia (napr. typ 1+ typ 2 v jednom konštrukčnom celku)

Spoločnosť Phoenix-Contact ponúka ucelený systém prvkov SPD pod názvom Trabtech, prepracovaný do najmenších detailov. V príručke ochrany pred prepätím nájdete krátky prehľad najpoužívanejších prvkov a príklady zapojenia. Dôležitým faktom u SPD komponentov Phoenix Contact (Flashtrab, Valvetrab,...) je, že majú vymeniteľné prvky, t.j. aj v prípade poškodenia bleskom, je možné vymeniť napríklad len samotnú varistorovú časť. Výber vhodného komponentu je dôležitý, aj s ohľadom na typ siete akú máte v budove. Veľmi dôležité je aj umiestnenie v rozvodnej skrini tak aby boli prívodné vodiče (L-PE) čo najkratšie, dostatočne hrubé a aby netvorili slučku okolo iných vedení.
Bližšie sa o tejto problematike môžete dočítať v dokumente Phoenix Contact Fundamentals for Surge Protection.
V prípade záujmu o akýkoľvek SPD komponent Phoenix Contact nás prosím kontaktujte na adrese info.sk@soselectronic.com.