Ochrana elektroniky internetu věcí před bleskem a přepětím

Logickým řešením je maximalizovat pracovní čas jednotlivých výrobních prostředků a zajistit, aby žádný stroj neměl zbytečné přestávky. Takovéto plány nelze realizovat pouze s pomocí tužky a papíru, vše je třeba nejenom virtuálně vyladit, ale také on-line provozovat. Veškerá komunikace a řízení, které se odehrává po vodičích, jsou ze své podstaty ohroženy přepětím způsobeným nejen bleskem, ale i různými spínacími jevy, zkraty a poruchami v systému. Zaměřme se nyní na to, jak by měla vypadat ochrana výrobní linky před přepětím, které může přijít jak z distribuční soustavy, tak se může vytvořit v těchto zařízeních a ohrozit funkci celého systému.

Normativní požadavky
V České republice by jedním z prvních kroků mělo být posouzení rizik postupem popsaným v ČSN N 62 305-21.

Jestliže by z nějakého důvodu riziko nebylo analyzováno, je třeba při vypracovávání návrhu ochrany před přepětím respektovat požadavky ČSN 33 2000-4-4432 a následně, ať už je ochrana realizována podle souboru norem ČSN 62 305, nebo podle ČSN 33 2004-4-443, splnit požadavky na instalaci svodičů přepětí, které dopodrobna popisuje ČSN 33 2000-5-5343).

Postup ochrany
Jako první je vždy potřeba vyrovnat potenciál bleskového proudu, a to ihned na vstupu v hlavním rozvaděči objektu nebo na primáru a sekundáru napájecího transformátoru. S ohledem na větší zkratové proudy, které se v průmyslových aplikacích zcela běžně vyskytují, je ideálním řešením v tomto místě instalovat svodiče bleskových proudů DEHNvenCI. Tento svodič má kromě jiskřiště v sobě integrovanou i pojistku, a tak je možné ho jednoduše instalovat, bez toho, že by bylo nutné řešit, které pojistky vybrat a zda se do rozvaděče vůbec vejdou.

DEHNven CI, obj. č. 961 200, je jednopólový kombinovaný svodič s integrovaným předjištěním. Chrání zařízení a spotřebiče připojené k napájecí síti nízkého napětí v občanských i průmyslových objektech před přepětími vzniklými při spínání a při bouřkách. Jde o kombinovaný svodič bleskových proudů a přepětí, typ 1 podle ČSN EN 61643-11, který se instaluje na rozhraních zón LPZ 0 A až 2.

Jádrem svodiče DEHNven CI je jiskřiště s technologií RADAX-Flow, které účinně zháší následné síťové proudy a zajišťuje vysokou provozní pohotovost chráněných zařízení. Díky konstrukci jiskřiště je energeticky zkoordinovaný kombinovaný svodič s funkcí vlnolamu (WBF) schopen odvést bleskový proud až 25kA (10/350μs). Tento kombinonávaný svodič je schopen chránit koncová zařízení díky nízké ochranné úrovni Up ≤ 1,5kV.

Pro zajištění co největší spolehlivosti jsou funkční stav nebo porucha signalizovány v signalizačním poli mechanickým terčíkem. U provedení FM, obj. č. 961 205, se vodiče dálkové signalizace funkčnosti připojují k bezpotenciálovému přepínači třípólovou svorkovnicí. Tento svodič bleskových proudů vyhovuje podmínkám normy PNE 33 0000-5 pro instalaci svodičů SPD v neměřené části rozvodů nn.

Podružné rozvaděče, které se nacházejí dále v instalaci, je také třeba vybavit svodiči přepětí a i na tomto místě lze využít jedinečnou konstrukci DEHNguard ACI.

Jádrem svodiče je kromě klasického varistoru i nové, speciální jiskřiště, které plní funkci spínače. Díky této kombinaci získává svodič přepětí oproti klasickému řešení jak se svodičem ryze varistorovým, tak se svodičem s integrovanou pojistkou dále popsané, velmi zajímavé výhody.

Jistota při dimenzování
Není třeba se starat o to, zda jsou svodiči předřazeny pojistky, jaká je jejich hodnota a charakteristika. Bezproblémově je splněn požadavek ČSN 33 2000-5-534 ed. 2, nejsou použity pojistky a tak i připojovací vodiče jsou kratší.

Úspora při instalaci
Výhodou nové konstrukce je i to, že na připojení fázových vodičů stačí připojovací průřez 6mm2.

Velká odolnost vůči TOV a nulové unikající proudy
Jestliže se v síti vlivem něčí chyby objeví sdružené napětí, svodič je dokáže svádět tak dlouho, než vybaví předřazené jištění, a tudíž svodič 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 rozvaděči – asi 60% úspory místa v rozvaděči, protože nejsou třeba dodatečné pojistky.
– Úspora nákladů – méně materiálu a kratší montážní čas.

Další výhody této konstrukce
Svodiče díky galvanickému oddělení varistoru pomaleji stárnou, a tak ani nevznikají unikající proudy. Při častých výkyvech napětí v síti není varistor zbytečně přetěžován, čímž 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 230V i ve variantě pro napěťovou úroveň 385V.

Svodiče DEHN s technologií ACI poskytují elektrotechnikům a jejich zákazníkům velký komfort nejenom při instalaci, ale i při navrhování řešení a jeho bezproblémové integraci do nového, ale i existujícího zařízení.


Ochrana řídicích systémů
Pro bezproblémové řízení a komunikaci je stejně jako v případě napájení potřeba nasadit svodiče bleskových proudů a přepětí i na telekomunikační a signalizační sítě. Pro datové rozvody po RS-485 je vhodné použít univerzální svodič přepětí BLITZDUCTOR XTU, který se díky své vnitřní konstrukci přizpůsobí provozním napětím na signálních vodičích až do 180V, mezi jeho zajímavé schopnosti patří i možnost, že v jeho variantě pro čtyři vodiče může mít každý pár jiné napětí. Svodič BLITZDUCTOR XTU je možné použít jako svodič bleskových proudů na vstupu linek ADSL/ISDN do objektu. Svodiče s parametry pro jednotlivé komunikační a signalizační systémy jsou pak z řady BLITZDUCTOR XT.

Tyto svodiče jsou k dispozici jak pro symetrické, tak pro nesymetrické linky a poskytují ochranu pro dva páry či jeden pár vodičů v jednom modulu. Svodiče obou řad mají funkci LifeCheck, která kromě včasného predikování konce doby života konkrétního svodiče dokáže o tomto stavu on-line informovat pomocí RFID. Tuto funkci je možné hladce integrovat do kontroly stavu celého zařízení, a vše lze tedy vyřešit dříve, než problém nastane, a navíc technik zná předem i konkrétní svodič v rozvaděči předtím, než k němu vyrazí.

Pro datové rozvody využívající konektory RJ-45 je určen svodič přepětí DEHNpatch, který je tzv. patch kabelem pro Cat.6 a poskytuje ochranu všem běžně používaným počítačovým sítím. Chrání všechny páry žil prostřednictvím výkonných plynových bleskojistek a maticí filtrů nastavenou pro každý pár žil. Ideální je pro ochranu pracovních stanic nebo v provedení se zásuvkami pro instalaci do datových rozvaděčů. Další zajímavou variantou je svodič DEHNpatch IP s krytím IP66 pro ochranu před vniknutím prachu a vody. Díky kovovému krytu je plně stíněnou ochranou před přepětím s konektory RJ-45. Univerzální úchytka dovoluje montáž na stožár nebo na stěnu. Chytře provedené těsnění kabelů umožňuje instalovat vodiče vybavené konektory z výroby, a není proto třeba je složitě osazovat při instalaci třeba na stožár.

---

Svodiče přepětí se značkou DEHN drží krok se změnami v elektrotechnice nejenom tak, aby jejich instalace byla co nejjednodušší pro daný systém a montážní firmu, a aby jejich použití rovněž přineslo uživateli ekonomický zisk a konkurenční výhodu.