Elektrika.cz, reportážní portál instalační elektrotechniky, vyhlášky, schémata zapojení .

Ceny energií ...

Jaké se nabízí technické řešení pro dynamické řízení odběrů elektrické ...

Ochrana potrubních ...

Potrubí jsou „žílami“ dnešních průmyslových společností. Na ...
 
Oddíly
reklama
Bleskovky
Důvěryhodnost média
Které čtyři možnosti v přenosu informací označíte za důvěryhodnější?
-
Hlasu ze záznamu
Hlasu přímého přenosu
Videozáznamům
Živým videopřenosům
Zprávám z doslechu
Osobnímu kontaktu
Textu odborných tiskovin a webu
Fotografie časopisu a novin
Výsledky budou zveřejněny později

[ Výsledky | Hlasování ]
Hlasů : 991
Osobní nástroje

Ochrana proti přepětí se svodiči NOARK Electric


Document Actions
Ochrana proti přepětí se svodiči NOARK Electric
Co je zdrojem spínacího přepětí a jak to, že je mnohem menší než to v atmosférických jevech? Jaký je rozdíl mezi obvyklými svodiči a svodiči NOARK? Co zvyšuje podélné přepětí v dílčích pracovních vodičích? S jakými typy svodičů přepětí se můžeme setkat? Jaké jsou základní principy ochrany elektroinstalací proti projevům atmosférického a průmyslového přepětí? Noark uvádí na trh novou řadu svodičů přepětí pro běžné AC instalace Ex9UE.
Komerční sdělení, ze dne: 11.02.2013

Společnost Noark Electric Europe, s. r. o., uvádí na trh novou řadu svodičů přepětí pro běžné AC instalace Ex9UE. V následujícím textu budou uvedeny základní principy ochrany elektroinstalací proti projevům atmosférického a průmyslového přepětí.


Obr. 1 Svodič přepětí Noark řady Ex9UE

Pro vypracování návrhu ochran proti přepětí se již několik let používá soubor norem ČSN EN 62305. Tyto normy i přes svůj zdánlivě odlišný systém značení spadají do souboru  předpisových norem, např. ČSN 33 2000. Tato záležitost byla zakotvena i v ČSN 33 2000-5-534.

Vedle normativních požadavků doprovázených výpočty rizik je nutné nejprve technicky zhodnotit, co, proti čemu a jak je třeba chránit. Následující text řeší ochranu elektroinstalace jako takové, nezaobírá se např. vnější ochranou před účinky blesku.


Atmosférická a spínací přepětí
Prvním důležitým krokem pro efektivní ochranu proti přepětí v elektroinstalaci je zhodnocení zdroje přepětí. To ovlivňuje nejen výběr vhodné třídy svodiče a jeho (zjednodušeně proudových) parametrů, ale i vlastní zapojení těchto prvků. Z tohoto pohledu lze přepětí rozdělit do dvou základních skupin, na atmosférická a spínací.

Atmosférická přepětí jsou způsobena zavlečením části bleskového proudu po přímém či nepřímém úderu blesku do vodivé části spojené s elektroinstalací. Zde je nutné mít na paměti, že takovéto vodivé spojení s elektroinstalací vytváří přes zemnicí soustavu např. i vnější bleskosvod. Prvním důležitým znakem tohoto druhu přepětí je skutečnost, že je obvykle doprovázeno pulzem s velmi velkou energií. Úkolem prvního stupně ochrany elektroinstalace před tímto druhem přepětí, který je reprezentován svodiči přepětí třídy I (B, T1), je právě odvedení podstatné části energie mimo elektroinstalaci. Snížení úrovně přepětí je z tohoto pohledu spíše doprovodný jev. Takto generované přepětí má paradoxně i svůj pozitivní účinek, neboť aktivuje svodiče přepětí. Druhým zásadním znakem atmosférického přepětí je jeho podélný charakter (viz obr. 2).


Obr. 2 Podélné přepětí způsobené zavlečením části bleskového proudu


Obr. 3 Příčné přepětí způsobené rychlým spínacím procesem

Přepětí je vyvoláno průtokem strmého proudového impulzu vodivou částí, v popisovaném případě vodičem v elektroinstalaci. Tento impulz následně způsobí vznik přepětí, kdy podstatná část vzniká na indukční části impedance vodiče (uL = –LdiQ/dt).

Klíčovým faktorem je skutečnost, že proud není primárně vyvolán uzavřeným elektrickým obvodem, ale nerovnoměrným rozložením náboje Q ve vodiči. Tato nehomogenita a přirozený jev jejího vyrovnávání vyvolávají v každém bodě vodiče změnu lokálního náboje v čase, tj. elektrický proud. Jelikož tento proud do doby vyrovnání náboje může "protékat" samotným vodičem v neuzavřeném obvodu, vzniká přepětí v délce tohoto vodiče. Odtud i jeho název podélné přepětí. Tento charakter má zásadní vliv na návrh efektivní ochrany proti tomuto ději.

Jelikož v typické třífázové soustavě TN-C jsou obsaženy čtyři vodiče, stejný jev nastává ve všech těchto vodičích. To ovlivňuje i úroveň příčného přepětí uT (viz obr. 2), které je nezbytné pro aktivaci svodičů přepětí (či v tomto případě výstižněji svodičů bleskového proudu).

Spínací přepětí, někdy též nazývaná průmyslová, jsou způsobena rychlými spínacími procesy v obvodu. Spínací procesy mohou být chtěné a poruchové. Mezi chtěné procesy lze zařadit záměrné zapínání či vypínání obvodů, např. spínáním stykače či vypínače. Poruchovým procesem, který může způsobit významné přepětí, je např. vybavení jističe při zkratu. Při všech těchto jevech se rychle mění proud. Jako v předchozím případě změna proudu generuje na indukční složce impedance obvodu přepětí závislé na rychlosti změny proudu a indukčnosti obvodu podle rovnice u = –Ldi/dt. Důležitým rozdílem je ale skutečnost, že proud protéká uzavřeným obvodem mezi pracovními vodiči, při poruše i mezi fázovým a ochranným vodičem. Situace je znázorněna na obr. 3.

Výsledkem je vznik přepětí mezi oběma částmi obvodu (tj. zjednodušeně na svorkách onoho spínacího prvku). Dominantní charakter přepětí je tudíž příčný. Energie způsobující spínací přepětí je obvykle výrazně menší než v případě atmosférických dějů. Jejím zdrojem je totiž v podstatě pouze samotný obvod, tj. energie akumulovaná v jeho indukčnosti. Primárním úkolem svodičů přepětí je tedy právě pouze potlačit úroveň přepětí.


Zapojení svodičů přepětí
Pro účinnou ochranu proti přepětí je důležitá správná konfigurace svodičů přepětí. V systémech TN-S je podstatné, proti jakým účinkům je tato ochrana používána. Ilustrujme si tuto situaci na příkladu třífázového systému TN-S. Na obr. 4 jsou znázorněna dvě typická zapojení svodičů, která se obvykle používají.

Historicky starším a stále častěji používaným zapojením je tzv. 4 + 0. Jde o symetrický obvod, kdy jsou použity čtyři identické svodiče (podle typu jiskřišťového nebo varistorového provedení). Všechny tyto dílčí prvky jsou zapojeny mezi pracovní vodiče L1, L2, L3, N a ochranný vodič PE. Druhým možným zapojením je tzv. 3 + 1. Zde jsou tři vhodné svodiče (varistory nebo jiskřiště) zapojeny vždy mezi fázový a nulový vodič. Dodatečný prvek "+1" je tvořen tzv. sčítacím jiskřištěm zapojeným mezi vodič N a vodič PE.

V případě ochrany před podélným přepětím v situaci, kdy je dominantním problémem energie (tj. při zavlečení významné části bleskového proudu), je jednoznačně vhodnějším zapojením verze 4 + 0. V něm je bleskový proud z pracovních vodičů nejúčinněji sveden do uzemnění přes ochranný vodič PE. Tímto způsobem lze z instalace nejlépe odvést zavlečenou energii. To je zcela zásadní pro ochranu vlastní instalace, neboť proudový impulz bleskového proudu může mít fatální dopad i na samotné vodiče. Vedle průrazu izolace hrozí např. i fyzické vytržení vodičů ze zdi vlivem dynamických účinků protékajícího proudu.

Uvedené zapojení ale zajišťuje nižší ochranu koncových spotřebičů. Na rozdíl od vodičů vnímajících z hlediska dynamických účinků zejména podélnou složku přepětí jsou koncové spotřebiče vystaveny přepětí příčnému. Z obr. 4 je zřejmé, že zbytkové příčné přepětí mezi pracovními vodiči Up je vždy dáno součtem zbytkových přepětí dvou dílčích svodičů. Pro funkci ochrany koncových zařízení proti přepětí tedy není nejvhodnější. Zejména v rozsáhlých sítích TN-S může být problematická i konečná impedance mezi vodiči N a PE v bodě instalace svodiče. Závažnou nectností je i možné nežádoucí vybavování předřazených proudových chráničů vlivem významného proudu do vodiče PE.

Pro efektivní ochranu koncových zařízení (včetně např. přístrojů v rozváděčích) je mnohem výhodnější zapojení 3 + 1. Jak je patrné z obr. 4, je zbytkové příčné přepětí Up dáno ochrannou úrovní pouze jednoho svodiče. Další výhodou je omezení proudu do ochranného vodiče, což zmenšuje možnost nežádoucího vybavení proudového chrániče. Izolace vodičů N a PE pomocí jiskřiště se pozitivně projeví v rozsáhlých soustavách TN-S.

Uvedené zapojení ale není vhodné, pokud je primárním úkolem odvedení bleskového proudu. Důvodem je nesymetrie fázových vodičů a vodiče N oproti uzemnění (vodič PE) i to, že bleskový proud je primárně sváděn mezi pracovními vodiči a pro odvedení do PE je nutná aktivace dalšího prvku. To může paradoxně i částečně zvýšit rozdílové (příčné) přepětí vyvolané podélnými přepětími v dílčích pracovních vodičích, neboť je narušeno počáteční přirozené rovnoměrné rozdělení proudu mezi všechny vodiče (za obvyklého předpokladu stejného průřezu, a tedy impedance všech pracovních vodičů).


Svodiče přepětí Noark

Novinkou v nabídce přístrojů Noark jsou svodiče přepětí Ex9UE. Svodiče jsou v instalačním provedení a s výměnnými zásuvnými moduly. V souladu s uvedeným konstatováním jsou z důvodu možné volby nejvhodnějšího zapojení k dispozici všechny varianty, tj. zapojení 1 + 0, 2 + 0, 1 + 1, 3 + 0, 4 + 0 a 3 + 1. Svodiče lze zakoupit s dálkovou signalizací stavu svodiče a bez ní.

Řada Ex9UE1+2 12.5 je tvořena varistorovými svodiči pro třídy I a II s impulzním proudem Iimp = 12,5kA při tvaru proudové vlny 10/350μs. Pro zapojení "+1" jsou k dispozici sčítací jiskřiště s impulzním proudem 50kA. Tato hodnota zaručuje svedení celkového impulzního proudu ze všech čtyř pracovních vodičů v soustavě TN-S.


Obr. 4 Možná zapojení svodičů přepětí v soustavě TN-S; zapojení 4 + 0 vlevo, vpravo 3 + 1

Řada Ex9UE2 20 představuje svodiče třídy II (T2, C) se jmenovitým výbojovým proudem In = 20kA a maximálním výbojovým proudem Imax = 40kA. Sčítací jiskřiště s In = 40kA poskytuje více než dostatečnou kapacitu pro případné součtové proudy vzniklé spínacím příčným přepětím. Verze s pracovním napětím 440V umožňuje použití i v soustavách IT s nevypínanou první poruchou.

Milan Hubálek


Článek vyšel také v časopise ELEKTRO 1/2013.
 
 

 

Diskutující k tomuto článku

  ... a další (počet diskutujících: 3)
TEXT Z OBLASTÍ



FIREMNÍ TIPY
Co poskytuje za technickou podporu svých produktů českému trhu největší asijský producent rozvaděčových přístrojů? ... instalační jističe, pojistkové odpojovače, vypínače, proudové chrániče, proudové chrániče s nadproudovou ochranou, chráničové moduly, elektroměry, proudové transformátory, motorové spouštěče, příslušenství pro instalační přístroje, svodiče přepětí ... Jak jsou provedené podrobnosti technických parametrů? Podívejme se na jeden z dostupných technických katalogů této značky ...
Na český a slovenský elektrotechnický trh vstupuje společnost NOARK Electric. Jaké má tato společnost plány a čím si chce získat českého zákazníka? Jakou technickou podporu a kolikaletou záruku na své výrobky nabízí? Kde má regionální centra a jaké je firemní motto této společnosti? ...
Terminolog
Týdenní přehled
Přihlašte si pravidelné zasílání týdenního přehledu
Vyhledávání
Hledaný text zadávejte prosím s diakritikou



Panacek
Autor článku
reklama
Tiráž

Neomezený náklad pro česky a slovensky hovořící elektrotechnickou inteligenci.

ISSN 1212-9933