Prenapetost je presežek največje nazivne napetosti za določeno omrežje. Prenapetost se nanaša na nenaden skok napetosti med fazo in zemljo, ki traja delček sekunde. Takšen padec napetosti je nevaren ne le za vod, temveč tudi za električne naprave, ki so nanj priključene. Da bi preprečili to situacijo, se uporablja naprava za zaščito pred prenapetostjo.
Vsebina
Kaj je SPD in zakaj je potreben?
SPD je naprava za zaščito pred prenapetostjo, ki zagotavlja zaščito električnih inštalacij do 1 kV.Naprava ščiti pred prenapetostmi v omrežju, pa tudi pred vplivi strele s preusmeritvijo tokovnih impulzov na tla.
SPD se uporabljajo samo v nizkonapetostnih sistemih za distribucijo električne energije. Ta naprava je primerna tako za industrijska podjetja kot za stanovanjske zgradbe.
Obstajata dve vrsti SPD:
- OPS - omrežni odvodnik prenapetosti;
- SPE - omejevalnik prenapetosti.
Načelo delovanja in naprava
Načelo delovanja SPD je uporaba varistorjev - nelinearnega elementa v obliki polprevodniškega upornega upora proti uporabljeni napetosti.
SPD ima dve vrsti zaščite:
- Neuravnotežen (skupni način) - v primeru prenapetosti naprava pošilja impulze na tla (faza - zemlja in nevtralna - zemlja);
- Simetrično (diferencialno) - v primeru prenapetosti se energija usmeri v drug aktivni vodnik (faza - faza ali faza - nevtralno).
Za boljše razumevanje načela delovanja SPD vam predstavljamo majhno primer.
Običajna napetost vezja je 220 V, in ko se v tem vezju pojavi impulz, napetost močno naraste, na primer med udarom strele. Z ostrim prenapetost, se upor v SPD zmanjša, kar vodi do kratkega stika, kar posledično vodi do delovanja odklopnika in posledično do izklopa samega vezja. Tako je zagotovljena zaščita električne opreme pred nenadnimi padci napetosti, ki preprečuje pretok visokonapetostnega impulza skozi njo.
Sorte SPD
Naprave za prenapetostno zaščito imajo en in dva vhoda in razdeljen na:
- Vožnja na delo;
- omejevanje;
- Kombinirano.
Preklopne zaščitne naprave
Značilnost stikalnih naprav je visoka upornost, ki, ko pride do močnega impulza v napetosti, v trenutku pade na nič. Načelo delovanja stikalnih naprav temelji na odvodnikih.
Omejevalniki prenapetosti v omrežju (SPD)
Za omejevalnik omrežne napetosti je značilna tudi visoka odpornost. Njegova razlika od preklopne naprave je le v tem, da se upor zmanjša postopoma. Odvodnik prenapetosti temelji na delovanju varistorja (upora), ki se uporablja pri njegovi zasnovi. Upornost varistorja je v nelinearni odvisnosti od napetosti, ki deluje nanj. Z močnim povečanjem napetosti pride tudi do močnega povečanja tokovne jakosti, ki poteka neposredno skozi varistor in tako električni impulzi se na ta način zgladijo, po tem pa se omejevalnik omrežne napetosti vrne v prvotno stanje.
Kombinirani SPD
SPD kombiniranega tipa združujejo odvodnike in varistorje in lahko opravljajo tako funkcijo odvodnika kot omejevalnika.
SPD razredi
Glede na stopnjo zaščite obstajajo le trije razredi naprav:
- Naprava razreda I (prenapetostna kategorija IV) - ščiti sistem pred neposrednim udarom strele in se vgradi v glavno stikalno ploščo ali v vhodno razdelilno napravo (ASU). Ne pozabite uporabiti te naprave, če se stavba nahaja na odprtem območju in je obkrožena s številnimi visokimi drevesi, kar poveča tveganje za izpostavljenost streli.
- Naprava razreda II (prenapetostna kategorija III) - uporablja se kot dodatek napravi razreda I za zaščito omrežja pred stikalnimi učinki, t.j. zaradi prenapetosti notranjega omrežja. Nameščen v stikalni plošči.
- Naprava razreda III (prenapetostna kategorija II) - uporablja se za zaščito pred preostalimi atmosferskimi in stikalnimi prenapetostmi, pa tudi za odpravo visokofrekvenčnih motenj, ki so prešle skozi napravo razreda II. Namestitev se izvaja tako v navadnih vtičnicah ali razvodnih omaricah kot v samih električnih napravah, ki morajo biti zavarovane.
Razvrstitev glede na stopnjo tokovne razelektritve:
- Razred B - zračne ali plinske razelektritve z izpustnim tokom od 45 do 60 kA. Namestijo se na vhodu v stavbo v glavni ščit ali v vhodno stikalno napravo.
- Razred C - varistorski moduli z izpustnimi tokovi reda 40 kA. Vzpostavljeni so v dodatnih ploščah.
- Razreda C in D se uporabljata v tandemu, kadar je potreben podzemni kabelski vhod.
POMEMBNO! Razdalja med SPD mora biti najmanj 10 metrov vzdolž dolžine ožičenja.
Kako izbrati SPD?
Prva stvar pri izbiri SPD je določiti sistem ozemljitve, ki se uporablja v stavbi.
Obstajajo tri vrste ozemljitvenega sistema:
- enofazni TN-S;
- TN-S s tremi fazami;
- TN-C ali TN-C-S s tremi fazami.
Enako pomembno je, da ste pri nakupu naprave pozorni na vzdrževano temperaturo. Večina SPD je zasnovanih za delovanje pri temperaturah do -25. Če ima vaše območje zelo hladno podnebje in so zime ostre, električna plošča ne sme biti nameščena zunaj, sicer naprava ne bo uspela.
Pri izbiri SPD je treba upoštevati tudi naslednje dejavnike:
- Pomen zaščitene opreme;
- Nevarnost udarca na objekt: teren (mesto ali predmestje, ravna odprta površina), cona s posebnim tveganjem (drevesa, gore, akumulacija), cona posebnih vplivov (strelovod na oddaljenosti manj kot 50 metrov od objekta, ki je nevarno).
V zvezi s situacijo, v kateri je bilo potrebno namestiti SPD, je izbran ustrezen razred (I, II, III).
Prav tako je pomembno upoštevati napetostno odpornost naprave. Za naprave razreda I ta indikator ne presega 4 kV. Naprava razreda II vzdrži napetostne nivoje do 2,5 kV, naprava razreda III pa do 1,5 kV.
Drug pomemben parameter pri izbiri SPD je največja stalna delovna napetost - efektivna vrednost izmeničnega ali enosmernega toka, ki se neprekinjeno nanaša na SPD. Ta parameter mora biti enak nazivni napetosti v omrežju. Podrobnosti najdete v informacijah v IEC 61643 - 1, Dodatek 1.
Pri priključitvi SPD za zaščito opreme je pomembno upoštevati njegov nazivni enosmerni ali izmenični tok, ki ga je mogoče obremeniti.
Kako povezati SPD v zasebni hiši?
SPD je nameščen glede na indikator napetosti: 220V (ena faza) in 380V (tri faze).
Shema ožičenja je lahko usmerjena v kontinuiteto ali varnost, morate dati prednost. V prvem primeru se zaščita pred strelo lahko začasno onemogoči, da se prepreči prekinitev oskrbe odjemalcev. V drugem primeru je nesprejemljivo izklop zaščite pred strelo, tudi za nekaj sekund, možna pa je popolna zaustavitev napajanja.
Priključni diagram v enofazno omrežje ozemljitvenega sistema TN-S
Pri uporabi enofaznega omrežja TN-S je treba na SPD priključiti fazni, ničelni delovni in ničelni zaščitni vodnik. Faza in nič sta najprej povezana z ustreznimi sponkami, nato pa z zanko na linijo opreme. Na zaščitni vodnik je priključen ozemljitveni vodnik. SPD se namesti takoj za uvodnim strojem. Za lažji postopek povezave so vsi kontakti na napravi označeni, tako da ne bi smelo biti težav.
Razlaga sheme: A, B, C - faze električnega omrežja, N - delovni nevtralni vodnik, PE - zaščitni nevtralni vodnik.
REFERENCA. Za dodatno zaščito SPD je priporočljivo uporabiti varovalke, ki so nameščene neposredno na sami napravi.
Shema ožičenja v trifaznem omrežju ozemljitvenega sistema TN-S
Posebnost trifaznega TN-S omrežja od enofaznega je, da pet vodnikov prihaja iz vira napajanja, tri faze, delovni nevtralni in zaščitni nevtralni vodnik. Na sponke so priključene tri faze in nevtralna žica. Peti zaščitni vodnik je povezan s telesom električnega aparata in tlemi, torej služi kot nekakšen skakalec.
Priključni diagram v trifazno omrežje ozemljitvenega sistema TN-C
V ozemljitvenem sistemu TN-C so delovni in zaščitni vodniki združeni v eno žico (PEN), to je glavna razlika od ozemljitve TN-S.
Sistem TN-C je enostavnejši in že precej zastarel ter je pogost v zastarelem stanovanjskem fondu. Po sodobnih standardih se uporablja ozemljitveni sistem TN-C-S, v katerem sta ločeno nič delovni in nič zaščitni vodniki.
Prehod na novejši sistem je potreben, da bi se izognili električnim udarom serviserja in požarnim situacijam. In seveda, v sistemu TN-C-S je zaščita pred nenadnimi prenapetostmi boljša.
Pri vseh treh možnostih priključitve se v primeru prenapetosti tok usmeri v zemljo preko ozemljitvenega kabla ali preko skupnega zaščitnega vodnika, kar preprečuje, da bi impulz poškodoval celotno linijo in opremo.
Napake povezave
1. Vgradnja SPD v stikalno ploščo s slabo ozemljitveno zanko.
Če naredite takšno napako, lahko ob prvem udaru strele izgubite ne le vse električne naprave, temveč tudi samo stikalno ploščo, saj ne bo smisla zaščite s slabo ozemljitveno zanko in s tem tudi zaščite.
2. Napačno izbran SPD, ki ne ustreza uporabljenemu ozemljitvenemu sistemu.
Pred nakupom naprave se obvezno pozanimajte, kateri ozemljitveni sistem se uporablja v vašem domu, pri nakupu pa natančno preberite njeno tehnično dokumentacijo, da se izognete napakam.
3. Uporaba SPD napačnega razreda.
Kot smo že omenili, obstajajo 3 razredi naprav za zaščito pred prenapetostjo. Vsak razred ustreza določeni stikalni plošči in mora biti nameščen v skladu s pravili in predpisi.
4. Vgradnja SPD-jev samo enega razreda.
Za zanesljivo zaščito pogosto ni dovolj namestiti SPD enega razreda.
5. Razred naprave in njen cilj sta zmedena.
Dogaja se tudi, da so naprave razreda B nameščene v stikalni omarici stanovanja, naprave razreda C v ASU stavbe, naprave razreda D pa pred elektronsko opremo.
SPD je vsekakor dobra in nujna stvar, vendar njegova uporaba pri napajanju doma ni obvezna.V primeru priključitve te naprave je vredno zapomniti, da je izbrana posamezno za vsak ozemljitveni sistem. Prav zaradi tega je tik pred nakupom priporočljivo uporabiti storitve izkušenega električarja, da se izognete težavam.
Podobni članki:
