Přepětí a svodiče přepětí

Transkript

1 Přepětí a svodiče přepětí Přepětí Přepětí je napětí, které je vyšší než jmenovité napětí. Je-li však napětí v povelené toleranci (+5 % nn a +10 % vn, vvn a zvn) hovoříme o nadpětí. O přepětí hovoříme tedy tehdy, platí-li U > 1,1 U N Přepětí rozdělujeme na: - atmosférické (blesk, indukovaný náboj, kosmické sluneční bouře) - provozní (např. Ferrantiův jev, zemní spojení) - zotavené napětí (na el. přístrojích při přerušení proudu) Ochrana proti přepětí Ochranu proti přepětí rozdělujeme na vnější a vnitřní. vnější zabraňují škodám, které mohou způsobit požár nebo mechanické poškození (hromosvod) vnitřní omezují účinky elektromagnetického pole na vnitřní elektrická zařízení (svodiče přepětí) Na ochranu před přepětím používáme následující prostředky : - tyčové hromosvody (vnější, ochrana objektů) - zemnící a výběhová lana (vnější, ochrana vedení před úderem blesku) - ochranná jiskřiště (vnější, ochrana izolátorů a přístrojů, bleskojistky vn, vvn a zvn) - svodiče přepětí = bleskojistky (vnitřní, ochrana spotřebičů) Svodiče přepětí Schématická značka: Svodiče přepětí se do obvodu zapojují paralelně. Při jmenovitém napětí mají velký vnitřní odpor (MΩ). Vnitřní ochrana před bleskem se musí realizovat pomocí tří stupňů. 1

2 Druhy svodičů přepětí: - polovodičové (pro nn: Zenerova dioda, varistory) - ochranná jiskřiště (viz obrázek) - růžková bleskojistka - ventilová bleskojistka Koncepce stupňů ochrany před bleskem Stupeň 0 (třída A nebo také E - externí) možnost přímého úderu blesku, je řešena distribučním podnikem na úrovni distribuční soustavy bleskojistky na vedení Stupeň 1 (třída B) svodič přepětí v elektroměrovém rozváděči Stupeň 2 (třída C) svodič přepětí je v bytové rozvodnici Stupeň 3 (třída D) svodič přepětí je umístěn co nejblíže chráněnému spotřebiči svodič v krabici před zásuvkami, zásuvka vybavená svodičem, prodlužovací přívod, speciální adaptéry pro datové a telekomunikační zásuvky Zásady pro správnou funkci systému přepěťové ochrany ochrana musí být řešena ve třech stupních vzdálenost mezi svodičem třídy B a C musí být minimálně 10 m vzdálenost mezi svodičem typu C a D musí být minimálně 5 m v bytové rozvodnici se může instalovat kombinovaný svodič B+C svodiče se připojují slaněnými vodiči nebo pásky maximální délky 0,5 m (u plného vodiče se nepříznivě projevuje skinefekt), vlastní průřez připojovacích vodičů má být co největší maximálně do průřezu svorky svodiče v rozváděči se svodič instaluje co nejblíže k vstupním napájecím kabelům v soustavě TN-C se přes svodič připojují všechny fázové vodiče, v síti TN-S se připojuje také střední vodič 2

3 Zapojení svodičů B, C a D Třída B Elektroměrový Třída C Bytová rozvodnice Třída D Zásuvka L1 L2 PEN L3 PE N 10m 5 m Bleskojistka Bleskojistky umožňují nejúčinnější ochranu před atmosférickým přepětím, a to zejména automatickým zhášením následného proudu. Jinými slovy můžeme říct, že jsou to jiskřiště, která sama uhasí elektrický oblouk. Odpor bleskojistky má být při vysokém napětí (přepětí) malý a naopak při nízkém napětí (slabé přepětí, jmenovité napětí, podpětí) velký. Růžková bleskojistka Nejjednodušší bleskojistka tzv. růžková bleskojistka; je tvořena dvěma kovovými růžky tvaru V uchycenými na podpěrných izolátorech. Jeden růžek je připojen na vedení, které chráníme, a druhý je uzemněn. Zhášení oblouku vytvořeného následným proudem je realizováno prodlužováním oblouku na oddalujících se V-růžcích, které vyplývá z teplotního vztlaku a 3

4 elektrodynamických sil. Pro lepší uhašení následného oblouku se růžek uzemňuje přes odpor. Použití: nejčastěji jako záložní ochrana dokonalejším bleskojistkám Ventilová bleskojistka Ventilová bleskojistka se skládá z jiskřišť zapojených do série a z nelineárních, do série zapojených rezistorů. Nelineární rezistory jsou vyrobeny z SiC (karbid křemíku). Jiskřiště i rezistory se vkládají buď do porcelánového pouzdra keramický izolátor nebo do pouzdra opatřeného gumovou izolací gumový izolátor. bleskojistka 22 kv délka: cca 40 cm izolátor: gumový foto: Kostka Nelineární rezistor z SiC splňuje základní požadavek pro správnou funkci bleskojistky. Při vysokém napětí má malý odpor, při sníženém napětí naopak odpor vzrůstá na vysokou hodnotu. Tím je zajištěno uhašení oblouku a tedy omezení následného proudu. SiC jiskřiště 4

5 Při normálním jmenovitém napětí UN nebo při nadpětí je elektrické pole E mezi hroty jiskřiště menší než průrazná elektrická pevnost vzduchu Ep. Jiskřiště má tedy mezi hroty izolační odpor řádově stovky MΩ. Při přepětí překročí intenzita elektrického pole elektrickou pevnost vzduchu, který je mezi hroty a vznikne el. oblouk. Vedení postižené přepětím tedy uzemníme způsobíme zkrat. Přepětí (šíří se po vedení jako přepěťová vlna) svedeme do země způsobíme tak na nezbytně nutnou dobu úmyslný zkrat. Nevýhodu je tzv. následný proud tedy proud, který teče do země (zkratový) po odeznění přepětí. Jinými slovy po odeznění přepětí se oblouk mezi jiskřištěm okamžitě sám neuhasí a než se tak stane, teče do země následný proud. Ten je potřeba omezit na minimum a proto se někdy jiskřiště a bleskojistky neuzemňují natvrdo, ale přes odpor. VA charakteristika ventilové bleskojistky VA-charakteristika bleskojistky: Uzap zapalovací napětí UN jmenovité napětí Inásl následný proud Im maximální (zkratový) proud bleskojistkou Uzbmax maximální zbytkové napětí (přepětí) 5