Kako se zaštititi od prenapona

Suvremena električna oprema mora primati električnu energiju s određenim parametrima na pouzdan i siguran način.

Civilizirani razvoj društva čini ljude ovisnijima o raznim električnim i elektroničkim uređajima, čija otpornost na slučajno povećanje napona nije velika.

Prenapon u električnom proizvodu (uređaju) — napon između dviju točaka električnog proizvoda (uređaja), čija vrijednost prelazi najveću vrijednost radnog napona. (GOST 18311-80).

Prenapon može biti uzrokovan:

• uključivanje i isključivanje potrošača velike snage, posebno kapacitivnih ili induktivnih;

• atmosferski izboj neposredno u elektroopskrbnu mrežu objekta ili u blizini objekta (atmosferski prenapon);

• prodiranje udarnih valova iz druge opreme (na primjer, vodovodne cijevi) u električno ožičenje;

• elektrostatičko pražnjenje između uređaja.

U slučaju izravnog udara groma u elektroenergetsku mrežu ili neizravno indukcijom, prenapona u nekim žicama unutar kuće može doseći razinu od nekoliko kV do nekoliko desetaka kV, a prenaponski otpor modernih elektroničkih uređaja ne prelazi 1,5 kV.

Postojeći tehnički standardi obvezuju korištenje sustava zaštite od munje u građevinarstvu. Europska norma 1EC 664A dijeli električno ožičenje u četiri kategorije prenapona: IV, III, II i I (slika 1).

Svaka od ovih kategorija odgovara određenoj razini potrebnog otpora izolacije impulsa (u kV). To se odnosi i na žice i na priključene električne uređaje.

Razdvajanje električnih ožičenja u prenaponske kategorije

Kategorija IV — odnosi se na uređaje koji se nalaze u prvom dijelu ožičenja: energetski vodovi na glavnim pločama, za koje impulsni otpor izolacije mora biti najmanje 6 kV (zbog izravnog rizika od atmosferskog prenapona ili drugih vrsta prenapona ).

Kategorija III — odnosi se na uređaje i dijelove električnog ožičenja (npr. veze) kojima prijeti: atmosferski prenapon smanjen prenaponskim prekidačima (tip A) ugrađenim u prvi dio ožičenja; Zaštićeni potrošači energije ETITEC D — prenapon od uključivanja i isključivanja električnih uređaja velike snage.

Kategorija II - odnosi se na uređaje koji se napajaju preko razvodnih ploča izloženih riziku od atmosferskih udara, smanjenom ozljedama od požara čitača tipa B.

Kategorija I. — odnosi se na one dijelove ožičenja u kojima je razina prenapona određena odvodnicima tipa C.

Vlasnici vrijedne opreme (npr. informacijske opreme) trebaju biti svjesni rizika od prenapona i poduzeti mjere opreza.

ETITEC varistorski limitatori napona su modularni uređaji koji štite električne instalacije od utjecaja prenapona, kako atmosferskih, tako i on-off.

Najvažniji element limitera je varistor. Varistor je tabletni reostat izrađen od cinkovog oksida (ZnO), metalno-keramičke legure čiji je otpor nelinearan i jako ovisi o naponu na njegovim stezaljkama. Ima vrlo visok otpor za nizak (oko 275 V) nazivni napon i vrlo mali za napon reda nekoliko desetaka kV.

Tijekom normalnog rada limitera, varistorski element je stalno pod naponom u mreži. Zbog gore spomenutog velikog otpora za niski napon, struja koja teče kroz varistor (zvana struja curenja) je vrlo mala (ne veća od 0,5 mA). Zaštitna aktivnost ovog elementa sastoji se u propuštanju struje pražnjenja u zemlju nakon postizanja napona na njegovim stezaljkama jednakog njegovom naponu paljenja.

Vrijeme potrebno za djelovanje limitera od trenutka primjene napona paljenja je nekoliko desetaka nanosekundi. Kratko vrijeme odziva varistorskih odvodnika je prednost u odnosu na iskrišta. Nakon okidanja i prolaska pražnjenja, varistor limitatora struje za vrlo kratko vrijeme povratka prelazi u izolacijsko stanje, sprječavajući protok naknadne struje.

Varistorski elementi omogućuju paralelno spajanje u svrhu povećanja strujnog kapaciteta ukupnih limitatora, što je ujedno i njihova velika prednost.Svaki limiter ima toplinski osigurač, koji u slučaju prekoračenja dopuštene struje koja teče tijekom normalnog rada, isključuje varistor, stvarajući prekid u električnom krugu u kojem radi.

Klasifikacija ETITEC odvodnika prenapona

Prema VDE 0675, ETITEC varistorski limitatori napona dijele se u sljedeće skupine, ovisno o funkciji i mjestu ugradnje, kao i potrebnoj razini zaštite:

• A — graničnik sa stezaljkom za vod (kabel) bez izolacije;

• B — graničnik s dvostrukom stezaljkom, slom izolacije s obje strane — do 95 mm2;

• C — graničnik s linearnom stezaljkom u video vodičima s izolacijom AsXSn duljine 16 mm2 — 200 mm;

• D — odvodnik s dvostrukom stezaljkom, proboj izolacije s jedne strane — do 95 mm2;

• E — graničnik bez nosača, vijak s navojem M8.

Grupa A — ETITEC A. Ograničivači ove skupine dizajnirani su za zaštitu niskonaponskih uređaja i mreža od prenapona koji nastaju prodiranjem pražnjenja u objekte koji se nalaze u blizini nadzemnih vodova ili izravno u liniji na velikoj udaljenosti od mjesta postavljanja ovi limiteri.

Ograničivači se postavljaju u skladu s odgovarajućim standardima izvan gradilišta - na stupovima, posebno na mjestima gdje nadzemni vod prelazi u kabelski vod i impulsni napon ne smije biti veći od 6 kV. više od 10 mm2 (Cu) i 16 mm2 (AI), a te dionice trebaju biti što kraće.

Prekidače ugrađene u vodove preporuča se postaviti na točke uzemljenja PE vodiča ili neutralnog uzemljivača — PEN.U drugim slučajevima morate napraviti uzemljenje na koje trebate spojiti PE ili PEN žicu na koju je spojena stezaljka za uzemljenje odvodnika. Električni otpor prenaponi ne smiju biti veći od 10 ohma.

Grupa B — ETITEC B. Ograničivači grupe B su prvi stupanj zaštite unutar zgrade. Osmišljeni su za ograničavanje prenapona koji proizlaze iz:

• struje pražnjenja pri izravnom udaru munje u objekt;

• bliski udar ili izravan udar na električni vod objekta — zrak ili kabel — niski napon;

• indukcija atmosferskog prenapona.

Njihov glavni zadatak je ograničiti prenapone na razinu izolacijskog otpora prijemnika do udarnog napona - 4 kV, kao i ispuštanje električne energije koja se oslobađa tijekom izravnog udara groma u elektroenergetsku mrežu na elektrodu za uzemljenje. Kod upotrebe ETITEC B odvodnika nema potrebe za bilo kakvim zaštitnim intervalima - Varistorski odvodnici pri prolasku velike struje (gašenje udarnog vala) ne dovode do lučnih prenapona kao što je to slučaj kod svjećica.

Grupa C — ETITEC C. Glavna zadaća zaštitnika grupe C (drugi stupanj zaštite) je smanjenje prenapona koji prolazi kroz graničnike grupe B, čija je vrijednost još uvijek visoka za štićene uređaje.

Ograničivači moraju biti spojeni u razvodne ploče na mjestima razvoda električne instalacije. Mogu se spojiti i na spoju ili u glavnoj razvodnoj ploči (kao prvi stupanj zaštite) u instalacijama gdje nije potrebna dvostupanjska zaštita, tj.Dopuštena razina prenapona koju može izdržati izolacija prijemnika u području spajanja ETITEC C limitera ne smije biti veća od 2,5 kV.

Ovaj tip odvodnika prvenstveno je namijenjen za instalacije gdje je potrebna mala struja (oko 0,3 mA) kroz odvodnik pri nazivnom naponu Nepoznata struja curenja.

Grupa D — ETITEC D. Automatski prekidači grupe D dizajnirani su za preciznu zaštitu potrošača koji su posebno osjetljivi na prenapone kratkog spoja i čiji izolacijski otpor ne prelazi 1,5 kV. Također su potrebni za zaštitu uređaja u slučaju da je udaljenost između graničnika grupe C i prijemnika prevelika (preko 15 metara).

Odvodnici grupe D moraju raditi zajedno s odvodnicima grupe B i C zajedno u višerazinskom sustavu zaštite i biti prikladni za montažu na TN35 sabirnicu (DIN sabirnicu).

Varistorski odvodnici prenapona dizajnirani za dugotrajnu upotrebu — bez održavanja. Pod nominalnim uvjetima, trajanje limitera postavljeno je na 200 tisuća sati, a tijekom tog razdoblja mogu se aktivirati bezbroj puta.

Ograničivačima su dodani elementi za daljinsku signalizaciju kvara varistorskog elementa kao posljedice prenapona pri prekoračenju određenih nazivnih vrijednosti. Mogućnost uklanjanja niza varistora s baze odvodnika je prednost ovih odvodnika u odnosu na blokirane.