Prihláste sa k svojmu účtu, pokiaľ ho máte. Alebo kliknite tu pokiaľ ho ešte nemáte a prajete si ho vytvoriť - je to jednoduché a získate mnoho výhod.

Ochrana proti prepätiam

Ochrana proti prepätiam

Elektromagnetická kompatibilita (EMC)
EMC je disciplína, ktorá rieši zabezpečenie bezchybnej a spoľahlivej činnosti elektrických a elektronických zariadení predovšetkým v oblasti mikroprocesorovej techniky, lekárskej techniky a oznamovacej techniky.

Medzi zdroje elektromagnetických a rušivých prostredí patria:

  • prírodné zdroje - slnko, výboje v atmosfére
  • umelé zdroje - EZ, nukleárne výbuchy

Rušenie sa prenáša:

  • po vedeniach
  • elektromagnetickým poľom

Elektromagnetické zariadenia sa môžu stať príjemncom alebo zdrojom rušení.

Väzby medzi rôznymi objektmi sa vyjadrujú ako:

  • elektromagnetická odolnosť (susceptibilita EMS)
  • elektromagnetické rušenie (interferencia EMI)

Hlavným problémom EMC je prepätie.

Vznik a charakteristika prepätia v sieťach

Prepätie je mimoriadne vysoké prevádzkové alebo krátkodobé zvýšené napätie spôsobené cudzím vplyvom, ktoré môže narušiť správnu funkciu EI alebo poškodenie a zničenie EZ. Sprievodným javom býva ohrozenie zdravia obsluhy.Prepätie je ovplyvnené miestom vzniku, dobou trvania, tvarom vlny, zdrojom, ale aj vlastnosťou elektrických vedení, po ktorých sa šíri.
Priebeh normalizovanej skúšobnej prepäťovej vlny:

Charakteristické údaje prepäťovej vlny:

  • čelo vlny (medzi A a B)
  • doba trvania čela vlny T1
  • vrchol vlny (C)
  • tylo vlny, časť vlny za jej vrcholom
  • doba trvania polvlny T2

Pri skúškach EZ prepäťovou vlnou sa používa:

  • prúdová vlna 10/350 µs (simulácia bleskového prúdu)
  • prúdová vlna 8/20 µs (simulácia nepriamych účinkov blesku a spínacích napätí)
  • napäťová vlna 1,2/50 µs

Podľa príčiny vzniku sú prepätia:

  • atmosférické vyvolané priamym alebo nepriamym zásahom blesku do zariadenia
  • nukleárne spôsobené nukleárnymi výbuchmi
  • spínacie (priemyselné) vznikajú pri spínacích procesoch v elektrických sieťach
  • elektrostatické vznikajú pri uvoľnení viazaných nábojov

Všetky uvedené javy spôsobujú perchodné prepätia s amplitúdou niekoľko kV pri dobe trvania rádovo µs.

Do objektu vniká prepäťová vlna:

  • vedením NN
  • oznamovacím vedením
  • po uzemňovacej sústave
  • indukciou napätia spôsobeného silným elektromagnetickým poľom

Väzby, ktorými vnikajú bleskové prúdy a napätia do objektu:

  • galvanická
  • induktívna
  • kapacitná

    Dochádza k ich kombinácii.

Pri priamom údere blesku do zachytávača bleskozvodu zvedie správne navrhnutý bleskozvod do zeme 50% energie, zvyšných 50% energie pôsobí na EI a rozdelí sa do nej.

Zóny ochrany pred prepätím

Požiadavky na vnútornú ochranu upresňuje IEC 1312 - 1, ktorá stanovuje zóny ochrany pred bleskom.

Ochranné zóny sú smerom zvonka dovnútra definované nasledovným spôsobom:

  • zóna 0 - nechránený priestor mimo budovy bez tienenia pred rušivými elektromagnetickými vplyvmi, v ktorom je možný priamy úder blesku

0a - je priestor v ochrannom pásme bleskozvodu, v ktorom nie sú inštalované žiadne prepäťové chrániče

  • zóna 1 - priestor vo vnútry budovy chránený bleskozvodom, tienením budovy, pospájaním a zvodičmi bleskozvodového prúdu s možnosťou vzniku bleskových prúdov s nízkou energiou

 

  • zóna 2 - priestor vo vnútry budovy chránený bleskozvodom, prídavným tienením náhodným alebo umelo vytvoreným, pospájaním a zvodičmi bleskového prúdu s možnosťou výskytu nízkych prepätí

 

  • zóna 3 - priestor vo vnútry budovy chránený bleskozvodom, účinným tienením proti elektromagnetickým účinkom polí a zvodičmi bleskového prúdu, v ktorom nevznikajú prakticky žiadne rušivé elektromagnetické impulzy ani prepätia od bleskového výboja.

Ochrana EZ pred prepätím

Rieši ju STN 33 0420. Aby bola ochrana proti prepätiam dostatočne účinná, dôrazne sa vyžaduje:

  • vyhotovenie pospájania
  • uvedenie na rovnaký potenciál všetkých vodivých neživých častí
  • použitie prepäťových ochrán
  • správna koordinácia ochrán
Trieda požiadaviek
podľa VDE
Funkcia Druh ochrany Maximálna ochranná
úroveň daná kategóriou
prepätia podľa VDE
B ochranné zariadenia proti prepätiu na vyrovnanie
potenciálov v ochrane ped účinkami bleskov
pri priamych alebo blízkych úderoch
Hrubá ochrana kategória prepätia III
požadovaná úroveň
ochrany 4 kV
C ochranné zariadenie na ochranu proti prepätiam pri
prepätiach vznikajúcich c napäjacej sieti v dôsledku
vzdialených úderov blesku alebo pri spínaní
Stredná ochrana kategória prepätia II
požadovaná úroveň
ochrany 2,5 kV
D ochranné zariadenie určené na prepäťovú
ochranu spotrebičov spravidla zapojených
do zásuviek
Jemná ochrana kategória prepätia I
požadovaná úroveň
ochrany 1,5 kV

 

Uzemnenie a tienenie

Poruchové prúdy, ktoré vznikajú pri prepätiach, sa odvádzajú paralelnými vodivými cestami tak, aby sa znížila ich minimálna veľkosť vo vodičoch inštalácie.

Pri návrhu objektu sa pri príprave projektvej dokumentácie odporúča:

  • zhotovenie tienenia budovy a miestností armovaním uloženým v múroch a podlahách
  • inštalácia ekvipotenciálnych prípojníc
  • uloženie okružného uzemňovacieho vodiča 50 mm2 Cu okolo miestnosti
  • pripojiť tienenie vodičov a káblov na obidvoch koncoch na uzemňovacie prípojnice alebo zásuvky
  • pri prechode rozhraním zón ochrany pred bleskom pripojiť tienenie tiež k prípojnici doplnkového pospájania

Prepätie vstupujúce do objektu EI sa postupne obmedzuje zvodičmi prepätia, ktoré sú kaskádovito usporiadané.

Schopnosť prepäťovej ochrany zviesť určitú hodnotu zvodového prúdu do zeme (opakovane bez poškodenia) určuje miesto a spôsob jej zapojenia v EI.

  • trieda A - zvodiče prepätia určené na inštaláciu na vonkajšie vedenie
  • trieda B - zvodiče prepätia určené na vyrovnanie potenciálu EZ pre kategóriu prepätia III - II (elektromery)
  • trieda C - zvodiče prepätia určené na ochranu EZ pre kategóriu prepätia II (ističe, zásuvky, stýkače)
  • trieda D - zvodiče prepätia určené na ochranu spotrebičov pre kategóriu prepätia I (prenosné elektrické spotrebiče, PC, elektronické prístroje)

Umiestnenie prepäťových ochrán:

  • trieda A - iskrištia, ktoré chránia vonkajšie vedenia pred atmosférickým výbojom na vonkajšom vzdušnom vedení
  • trieda B - dostatočne chránia pred účinkami priamych a nepriamych úderov blesku do domovej inštalácie, zvodový prúd do 100 kA. Umiestnenie je v HDS
  • trieda C - ochrana domovej inštalácie elektrickýcj a elektronických zariadení pred účinkami prepätia a prúdov 5 až 15 kA. Kombinuje sa s vodičmi prepätia triedy B. Umiestnenie v bytových podružných rozvádzačoch, možná je inštalácia v HDS
  • trieda D - zaisťuje citlivú ochranu spotrebičov a elektronických zariadení. Umiestňuje sa bezprostredne v mieste pripojenia spotrebiča, vedenie do 10 m

Zvodiče prepätia sa inštalujú:

  • pred prúdovým chráničom
  • za prúdovým chráničom
  • v sieťach TN - C sa inštalujú 3 zvodiče medz vodiče L1, L2, L3 a vodič PEN
  • v sieťach TT sa inštalújú medzi vodiče L1, L2, L3 a N a medzi vodič N a PE

Ochrana dátových a telekomunikačných systémov proti prepätiu

Nedostatočná ochrana dátových a telekomunikačných systémov môže zapríčiniť stratu údajov a programov so súčasným poškodením alebo zničením drahých zariadení.

Ochrana počítačových sietí proti prepätiu sa sústreďuje na:

  • ochranu napájacej siete NN
  • ochranu dátových vedení
  • ochranu telekomunikačných vedení

Ochrana napájacej siete sa uskutočňuje podľa STN 33 0420 ako dvojstupňová alebo trojstupňová. Ochrana dátových vedení sa uskutočňuje v súlade s topológiou siete.

Druhy topológií:

  • zbernicová
  • kruhová
  • hviezdicová

Pri všetkých topológiách je ochrana na vstupe rovnaká (ochrana III. stupňa - hrubá ochrana). V druhom stupni ochrany sa chránia prístroje a EZ nevyhnutné pre činnosť siete (servery, zosilňovače, modemy). V treťom stupni ochrany sa chránia všetky koncové zariadenia, ktoré doposiaľ chránené neboli.

Ochrana proti prepätiam a nadprúdom sa uskutočňuje:

  • voľbou vhodnej trasy a vhodného druhu oznamovacieho vedenia
  • opatreniami na ochranu oznamovacích vedení a zariadení

Na ochranu telefónneho vedenia, ktoré je zavesené a dlhšie ako 20 m, sa na výstupe a vstupe do budovy inštaluje zvodič prepätia.

Ochrana anténových systémov elektronických zariadení proti prepätiu

Požiadavky na zriďovanie a ochranu antén udáva STN 34 2820.

Zásady riešenia ochrany antén pred atmosférickými výbojmi:

  • anténa je proti priamemu zásahu blesku chránená bleskozvodom (vrcholový uhol 112°)
  • uzemňovacie laná a kovové časti antény sa musia pripojiť na bleskozvod
  • kovové kotvy, ktoré sú ukončené v strešnej konštrukcii, musia byť pripojené na bleskozvod alebo samostatne uzemnené
  • v prípade, že by uzemnenie pasívnej alebo aktívnej časti antény spôsobilo zhoršenie prevádzkových vlastností antény, je možné uzemnenie pomocou iskrišťa
  • izolátory antén sa v osobitných prípadoch chránia paralelnými iskrišťom
  • pomocným vodičom sa musia chrániť nevodivé časti antén. Pomocný vodič musí byť pripojený k bleskozvodu a musí prevyšovať časti antény minimálne o 30 cm
  • vodiče, ktoré spájajú anténu s bleskozvodom, sa realizujú ako zvod bleskozvodu
  • anténa musí mať samostatnú konštrukciu, ktorá môže byť zberačom
  • vonkajší plášť koaxiálnych káblov sa nesmie použiť ako ochrana pred bleskom
  • napájač neuzemnenej antény musí byť vybavený iskrišťom a nemá byť voľne uložený na streche, rovnako nesmie prechádzať strechou s horľavou krytinou
  • pre antény umiestnené na objektoch, ktoré nemajú bleskozvod, sa ochrana antén uskutoční uzemnením alebo zhotovením bleskozvodu podša STN 34 1390


Anténa nemusí byť zabezpečená pred účinkami atmosférických výbojov, keď:

  • je zabudovaná vo vnútri EZ
  • je nainštalovaná vo vnútri budovy a je vzdialená min 2 m od bleskozvodu
  • je umiestnená vonku minimálne 3 m pod odkvapom a maximálne 1,8 m od steny. Vzdialenosť od bleskozvodu je minimálne 2 m

 



     

Komentáre k článku

Zatiaľ nebol pridaný žiadny komentár. Pridáte prvý? Za obsah komentárov je zodpovedný užívateľ, nie prevádzkovateľ týchto stránok.
Pre komentovanie sa musíte prihlásiť.
Webwiki Button Seo servis Diallix.net VN-Experimenty