Přepěťová ochrana, známá také jako přepěťová ochrana nebo SPD, je navržena k ochraně elektrických součástí před přepětím, ke kterému může dojít v elektrickém obvodu.

Kdykoli dojde v elektrickém nebo komunikačním obvodu k náhlému zvýšení proudu nebo napětí v důsledku vnějšího rušení, může přepěťová ochrana ve velmi krátkém časovém úseku vést a přepínat proud, čímž zabrání poškození jiných zařízení v obvodu přepětím.

Přepěťové ochrany (SPD) jsou cenově efektivní metodou pro prevenci výpadků a zvýšení spolehlivosti systému.

Obvykle se instalují v rozvaděčích a hrají důležitou roli při zajišťování plynulého a nepřerušovaného provozu elektronických zařízení v široké škále aplikací tím, že omezují přechodné přepětí.

SPD funguje tak, že odvádí přebytečné napětí z přechodných přepětí od chráněného zařízení. Obvykle se skládá z varistorů na bázi oxidu kovu (MOV) nebo plynových výbojek, které absorbují přebytečné napětí a přesměrují ho do země, čímž chrání připojená zařízení.

K přepětí může docházet z různých důvodů, včetně úderů blesku, přepínání a zapínání elektrické sítě, vadného zapojení a provozu vysoce výkonných elektrických zařízení. Mohou být také způsobeny událostmi uvnitř budovy, jako je spouštění motorů nebo zapínání/vypínání velkých spotřebičů.

Instalace SPD může přinést několik výhod, včetně:

Ochrana citlivých elektronických zařízení před škodlivými přepětími.

Prevence ztráty nebo poškození dat v počítačových systémech.

Prodloužení životnosti spotřebičů a zařízení jejich ochranou před elektrickým rušením.

Snížení rizika elektrických požárů způsobených přepětím.

Klid v duši s vědomím, že vaše cenné vybavení je v bezpečí.

Životnost SPD se může lišit v závislosti na faktorech, jako je jeho kvalita, intenzita přepětí, kterým je vystaven, a postupy údržby. Obecně se životnost SPD pohybuje od 5 do 10 let. Doporučuje se však SPD pravidelně kontrolovat a testovat a v případě potřeby je vyměňovat, aby byla zajištěna optimální ochrana.

Potřeba SPD se může lišit v závislosti na faktorech, jako je geografická poloha, místní předpisy a citlivost připojeného elektronického zařízení. Doporučuje se poradit se s kvalifikovaným elektrikářem nebo elektrotechnikem, aby posoudil vaše specifické potřeby a určil, zda je SPD pro váš elektrický systém nezbytný.

Mezi několik běžných součástí přepěťové ochrany používaných při výrobě SPD patří varistory na bázi oxidu kovu (MOV), lavinové průrazné diody (ABD – dříve známé jako křemíkové lavinové diody nebo SAD) a plynové výbojky (GDT). MOV jsou nejčastěji používanou technologií pro ochranu obvodů střídavého proudu. Jmenovitý přepěťový proud MOV souvisí s plochou průřezu a jejím složením. Obecně platí, že čím větší je plocha průřezu, tím vyšší je jmenovitý přepěťový proud zařízení. MOV mají obecně kulatý nebo obdélníkový tvar, ale dodávají se v široké škále standardních rozměrů od 7 mm (0,28 palce) do 80 mm (3,15 palce). Jmenovité přepěťové proudy těchto součástí přepěťové ochrany se značně liší a závisí na výrobci. Jak již bylo uvedeno v této kapitole, zapojením MOV do paralelního pole lze hodnotu přepěťového proudu vypočítat pouhým sečtením jmenovitých přepěťových proudů jednotlivých MOV, čímž se získá jmenovitý přepěťový proud pole. Přitom je třeba zvážit koordinaci provozu.

Existuje mnoho hypotéz o tom, která komponenta, jaká topologie a nasazení konkrétní technologie vytváří nejlepší SPD pro odvedení přepěťového proudu. Místo prezentace všech možností je nejlepší, aby se diskuse o jmenovitém přepěťovém proudu, jmenovitém jmenovitém vybíjecím proudu nebo schopnostech přepěťového proudu točila kolem dat z výkonnostních testů. Bez ohledu na použité komponenty v návrhu nebo konkrétní použitou mechanickou konstrukci je důležité, aby SPD měl jmenovitý přepěťový proud nebo jmenovitý jmenovitý vybíjecí proud, který je vhodný pro danou aplikaci.

Aktuální vydání předpisů IET pro elektroinstalaci, BS 7671:2018, stanoví, že pokud není provedeno posouzení rizik, musí být zajištěna ochrana proti přechodnému přepětí, pokud by následky způsobené přepětím mohly:

Způsobit vážné zranění nebo ztrátu lidského života; nebo

Mít za následek přerušení veřejných služeb a/nebo poškození kulturního dědictví; nebo

Mít za následek přerušení obchodní nebo průmyslové činnosti; nebo

Ovlivňují velký počet společně žijících osob.

Toto nařízení se vztahuje na všechny typy prostor, včetně obytných, komerčních a průmyslových.

Přestože elektroinstalační předpisy IET nejsou retrospektivní, je nutné zajistit, aby upravený obvod splňoval nejnovější vydání elektroinstalačních předpisů IET a aby byl nainstalován přepěťový chránič (SPD) v případě, že jsou instalovány ochranné prvky (SPD) pro ochranu celé instalace.

Rozhodnutí o zakoupení SPD je v rukou zákazníka, ale měl by mít dostatek informací, aby se mohl informovaně rozhodnout, zda si přeje SPD vynechat. Rozhodnutí by mělo být učiněno na základě bezpečnostních rizikových faktorů a po porovnání nákladů na SPD, které mohou stát i několik stovek liber, s náklady na elektroinstalaci a k ​​ní připojená zařízení, jako jsou počítače, televizory a nezbytné vybavení, například detektory kouře a ovládání kotlů.

Přepěťová ochrana by mohla být instalována do stávající rozvodné skříně, pokud je k dispozici dostatek fyzického prostoru, nebo pokud není k dispozici dostatek místa, mohla by být instalována do externí skříně sousedící se stávající rozvodnou skříní.

Také se vyplatí ověřit si to u své pojišťovny, protože některé pojistky mohou stanovit, že zařízení musí být kryto SPD, jinak v případě pojistné události nebude vyplaceno žádné plnění.

Třídění přepěťové ochrany (běžně známé jako ochrana před bleskem) se posuzuje podle teorie dělení ochrany před bleskem dle norem IEC 61643-31 a EN 50539-11 a instaluje se na spoji přepážky. Technické požadavky a funkce se liší. První stupeň ochrany před bleskem se instaluje mezi zónou 0-1, což je vysoký požadavek na průtok, minimální požadavek norem IEC 61643-31 a EN 50539-11 je Itotal (10/350) 12,5 ka a druhá a třetí úroveň se instalují mezi zónami 1-2 a 2-3, zejména k potlačení přepětí.

Přepěťové ochrany (SPD) jsou nezbytné pro ochranu elektronických zařízení před škodlivými účinky přechodného přepětí, které může způsobit poškození, výpadky systému a ztrátu dat.

V mnoha případech mohou být náklady na výměnu nebo opravu zařízení značné, zejména v kritických aplikacích, jako jsou nemocnice, datová centra a průmyslové závody.

Jističe a pojistky nejsou navrženy tak, aby zvládly tyto události s vysokou energií, a proto je nutná dodatečná přepěťová ochrana.

Zatímco SPD jsou speciálně navrženy tak, aby odváděly přechodné přepětí od zařízení, chrání ho před poškozením a prodlužují jeho životnost.

Závěrem lze říci, že SPD jsou v moderním technologickém prostředí nezbytné.

Princip fungování SPD

Základním principem SPD je, že poskytují nízkoimpedanční cestu do země pro přepětí. Když dojde k napěťovým špičkám nebo přepětím, SPD fungují tak, že odvádějí přebytečné napětí a proud do země.

Tímto způsobem se velikost vstupního napětí sníží na bezpečnou úroveň, která nepoškodí připojené zařízení.

Aby přepěťová ochrana fungovala, musí obsahovat alespoň jednu nelineární složku (varistor nebo jiskřiště), která za různých podmínek přechází mezi stavem s vysokou a nízkou impedancí.

Jejich funkcí je odvést výbojový nebo impulzní proud a omezit přepětí na následně připojeném zařízení.

Zařízení pro ochranu proti přepětí fungují ve třech níže uvedených situacích.

A. Normální stav (nepřítomnost přepětí)

V případě absence přepětí nemá SPD žádný vliv na systém a chová se jako otevřený obvod, zůstává ve stavu s vysokou impedancí.

B. Během přepětí

V případě napěťových špiček a přepětí se SPD přepne do vodivého stavu a jeho impedance se sníží. Tímto způsobem chrání systém odvedením impulzního proudu do země.

C. Návrat k normálnímu provozu

Po odstranění přepětí se SPD přepnul zpět do normálního stavu s vysokou impedancí.

Přepěťové ochrany (SPD) jsou nezbytnými součástmi elektrických sítí. Výběr vhodné přepěťové ochrany pro váš systém však může být obtížný.

Maximální trvalé provozní napětí (UC)

Jmenovité napětí SPD by mělo být kompatibilní s napětím elektrické sítě, aby poskytovalo odpovídající ochranu systému. Nižší jmenovité napětí poškodí zařízení a vyšší jmenovité napětí nebude správně odvádět přechodové jevy.

Doba odezvy

Je to popsáno jako doba, za kterou SPD reaguje na přechodové jevy. Čím rychleji SPD reaguje, tím lepší je ochrana SPD. SPD na bázi Zenerových diod mají obvykle nejrychlejší odezvu. Plynové typy mají relativně pomalou dobu odezvy a pojistky a typy MOV mají nejpomalejší dobu odezvy.

Jmenovitý vybíjecí proud (In)

SPD by měl být testován při vlnovém tvaru 8/20 μs a typická hodnota pro miniaturní SPD pro rezidenční účely je 20 kA.

Maximální impulzní vybíjecí proud (Iimp)

Zařízení musí být schopno zvládnout maximální přepěťový proud, který se v distribuční síti očekává, aby se zajistilo, že nedojde k jeho selhání během přechodového jevu, a zařízení by mělo být testováno s průběhem vlny 10/350 μs.

Upínací napětí

Toto je prahové napětí a nad touto úrovní napětí začne SPD blokovat jakýkoli přechodový jev napětí, který detekuje v elektrické síti.

Výrobce a certifikace

Výběr SPD od známého výrobce, který má certifikaci od nezávislého zkušebního zařízení, jako je UL nebo IEC, je zásadní. Certifikace zaručuje, že produkt byl testován a splňuje všechny výkonnostní a bezpečnostní požadavky.

Pochopení těchto pokynů pro dimenzování vám umožní vybrat nejlepší přepěťovou ochranu pro vaše potřeby a zaručit účinnou přepěťovou ochranu.

Přepěťové ochrany (SPD) jsou navrženy tak, aby poskytovaly spolehlivou ochranu před přechodnými přepětími, ale určité faktory mohou vést k jejich selhání. Následuje několik základních příčin selhání SPD:

1. Nadměrné přepětí

Jednou z hlavních příčin selhání SPD je přepětí. Přepětí může vzniknout v důsledku úderů blesku, přepětí nebo jiných elektrických poruch. Po provedení řádných konstrukčních výpočtů v závislosti na umístění se ujistěte, že jste nainstalovali správný typ SPD.

2. Faktor stárnutí

Vzhledem k okolním podmínkám, včetně teploty a vlhkosti, mají SPD omezenou životnost a mohou se časem zhoršit. SPD mohou být navíc poškozeny častými napěťovými špičkami.

3. Problémy s konfigurací

Nesprávná konfigurace, například když je SPD zapojený do hvězdy připojen k zátěži, která je připojena přes trojúhelník. To může vystavit SPD vyššímu napětí, což by mohlo vést k selhání SPD.

4. Selhání komponenty

SPD obsahují několik součástí, jako například varistory na bázi oxidu kovu (MOV), které mohou selhat v důsledku výrobních vad nebo vlivů prostředí.

5. Nesprávné uzemnění

Pro správnou funkci SPD je nutné uzemnění. Pokud je SPD nesprávně uzemněn, může dojít k poruše nebo se stát bezpečnostním problémem.