12. IMPULZNÍ RUŠENÍ 12.1. Zdroje impulsního rušení Definice impulsního rušení: rušení, které se projevuje v daném zařízení jako posloupnost jednotlivých impulsů nebo přechodných dějů Zdroje: spínání elektrických přístrojů řízené polovodičové měniče elektrostatické výboje atmosférické výboje 12.2. Rušení spínacími pochody Zdroje: Kontaktní spínací mechanismy: sítě vvn, vn: vf oscilace s kmitočty v rozmezí 1 až 10MHz, napětí až tisíce voltů vypínače, odpojovače sítě nn: rušivé impulsy s velkou strmostí stykače, jističe, relé Bezkontaktní spínací prvky: kombinace spojitého a impulsního rušení: strmý napěťový impuls a tlumené vf oscilace výkonové polovodičové měniče vypínání induktivních zátěží vznik přechodných jevů na prvcích obvodu rozpojení obvodu kontakty přístroje jiskrový výboj (=oblouk): silné vf rušení u kapacitní zátěže: proudový skok při zapnutí u induktivní zátěže: napěťový skok při vypnutí amplitudy napěťových špiček při vypínání R-L zátěže 1000 5600 V (při napájecím napětí 120 600 V) poškození spínacího přístroje Omezení rušení způsobí: zvýšení životnosti přístroje snížení úrovní rušivých napětí, proudů a elektromagnetických polí přepěťové RC členy (sériový RC obvod) paralelně ke kontaktům paralelně k vybavovací cívce přístroje k oběma
paralelně k polovodičovým součástkám v měniči varistory napěťově závislý rezistor přepěťové ochrany + vf odrušovací filtry 12.3. Rušení elektrostatickými výboji Definice: výboj statické elektřiny (přírodní zdroj) Původ: třecí pohyb mechanických částí výboj způsobený obsluhou jednotky až stovky kv poškození polovodičových součástek vznik rušivého elektromagnetického pole zápalný účinek výboje výběr vhodného oblečení a materiálů vodivé podlahové krytiny uzemnění zařízení stínění zařízení zvyšování relativní vlhkosti vzduchu chemická úprava povrchů zvyšování povrchové vodivosti snížení otáček nebo rychlosti posunu pohyblivých částí strojů znát hlavní vlivy na velikost výboje vlhkost vzduchu množství použitých syntetických tkanin 12.4. Rušení atmosférickými výboji Vyvolaná především bouřkami s výboji blesku. Blesk je v podstatě elektrický výboj mezi: elektricky nabitým mrakem a zemí mezi dvěma a více mraky navzájem mezi jednotlivými částmi jednoho mraku Příčinou atmosférických přepětí může být: přímý úder blesku: U max stovky kv, I max desítky i více ka blízký úder blesku: U max desítky kv, I max jednotky ka vzdálený úder blesku: U max jednotky kv, I max do 1 ka Přímý úder: do hromosvodu, kovové konstrukce (i blízký) Nepřímý úder: např. do venkovního vedení
Přepěťová vlna Kategorie přepětí zničení zařízení ohrožení zařízení až do c. 4km od místa úderu blesku zrychlené stárnutí zařízení delší přerušení dodávky el. energie indukování nebezpečných elektromagnetických polí do elektrických rozvodů
elektrodynamické a tepelné účinky vnější ochrany vnitřní ochrany 12.5. Ochrana před bleskem Ochrana objektů a elektrických zařízení: vně každého objektu (vnější ochrana) uvnitř každého objektu (vnitřní ochrana) Vnější ochrana: před tepelnými a mechanickými účinky blesku tam, kde blesk může způsobit: ohrožení života nebo zdraví, poruchu s rozsáhlými důsledky, výbuch, škody na kulturních, popř. jiných hodnotách, přenesení požáru na chráněné objekty, ohrožení staveb jako komíny, věže, rozhledny Vnitřní ochrana: vyrovnáním potenciálů (propojení kovových částí) jiskřiště, bleskojistky, varistory, omezovací diody Vnitřní ochrana vyrovnáním potenciálů Ochrana před atmosférickým i neatmosférickým přepětím: přepěťové ochranné zařízení (SPD): omezit přepětí na míru bezpečnou pro chráněné zařízení SPD typ 1: svodiče schopné svádět při přímých úderech blesku (dílčí) bleskové proudy SPD typ 2: svodiče schopné svádět pulzní přepětí SPD typ 3: svodiče sloužící k ochraně jednotlivých spotřebičů nebo skupin spotřebičů před pulzním přepětím a připojované k zásuvkám
SPD typ 1: třída I - hrubá ochrana jiskřiště, varistory. Instalace do rozvodu elektrické sítě v místě napojení venkovního vedení k pevné instalaci objektu (hl. rozvaděč): mezi kategorii přepětí IV a III SPD typ 2: třída II - střední ochrana bleskojistky, varistory. Instalace do rozvodu elektrické sítě v místě napojení pevné instalace objektu a instalaci ke spotřebičům (podružný rozvaděč): mezi kategorii přepětí III a II SPD typ 3: třída III - jemná ochrana varistory, supresorové diody. Pro ochranu citlivých elektronických spotřebičů: mezi kategorii přepětí II a I Příklad účinku: