Jak správně zapojit přepěťovou ochranu?

— pár slov o ochraně před bleskem a přírodě
— co je SPD a jak funguje?
— kaskáda tří tříd SPD
– supravodivý varistor

Expert na MyFuseBox

28 2024 сентября

Tento článek je pro ty, kteří si vůbec neuvědomují, co je SPD a chtějí rychle pochopit, jak to funguje a k čemu to všechno je. Nyní si to rozdělíme na části.

Možná jste se dali na elektrikářské práce doma nebo na jeho stavbě, zhlédli spoustu skvělých videí a objevili svět různých zařízení, která také potřebujete. SPD je jedním z nich – zařízení na ochranu proti přepětí. Co je to SPD, proč nám nestačí relé a jističe?

Něco málo o jevech a významech

Vstupním kabelem může do vašeho domova proletět krátký impuls několika kilovoltů. Zdrojem může být přírodní jev (úder blesku) nebo spínací ráz v elektrické síti. A co je nejvíce obávané, je bouřka, která může nastat buď přímým zásahem do kabelu, zvláště když je vstup napájen vzduchem, nebo jako indukované přepětí, pokud v blízkosti kabelu udeří blesk.

Výboj blesku trvá jen několik mikrosekund, ale nese velmi vysoké napětí a způsobí proud blízký zkratu. Žádná jiná ochranná zařízení (kromě SPD) si nemohou poradit jednoduše z hlediska rychlosti. Všemožná relé a stabilizátory napětí mohou obecně myslet déle než sekundu, ale pak kilovolt! I při velké vypínací schopnosti, pokud jistič nevyhoří, prostě nebude mít čas. Zde si mimochodem o reakční době strojů můžete přečíst v tomto článku

Zařízení na ochranu před bleskem

Zejména pro ochranu před bleskem se používají různé kovové stožáry a hromosvody, které by měly smírnou cestou zasáhnout a přepětí okamžitě odvést do země. A i v tomto případě se může v síti objevit indukované přepětí. Je pravda, že takové systémy ochrany před bleskem na obytných budovách často nevidíte. Navíc musíte pochopit, že existují oblasti, které jsou nebezpečnější z hlediska frekvence výskytu blesků. Instalace různých typů hromosvodů je záležitost, která vyžaduje výpočty.

A je tu i takové strašení – pokud je u domu vysoký strom a nic jiného tak vysokého v okruhu není, tak pokud se objeví blesk, s největší pravděpodobností si prorazí cestu tímto stromem. Musíme se tedy bránit.

Systém ochrany před bleskem šetří budovu a nijak nechrání elektrická zařízení. Proto budeme potřebovat SPD.

Provozní diagram SPD

Takže ve vaší síti došlo k přepětí. Úkolem SPD je zachytit ráz a odklonit jej do země dříve, než se ničivý proud dostane k domácím spotřebičům. Napsal jsem „přepěťové ochrany“ z nějakého důvodu, protože by měly být tři a jsou instalovány na různých místech podle zvláštních pravidel!

V ideální teorii jsou do ochranného obvodu postupně zahrnuta 3 zařízení: SPD třídy 1, třídy 2 a třídy 3. Každý z nich je jakýmsi rychle působícím vypouštěcím ventilem, který odvádí proud z fází a pracovní nuly do země a zabraňuje tak jeho dalšímu průchodu. Ale pokud je to velmi hrubé, vysvětlíme níže. Každé další zařízení takové kaskády „sežere“ to, co zbylo z práce předchozí, a doufáme, že třetí stupeň po sobě nezanechá téměř nic.

Tři typy SPD

Zařízení je rozděleno do tříd a je zde také označení písmenem, takto vypadá označení:

• první stupeň — B (I) nebo T1
• druhý — C (II) nebo T2
• a třetí — D (III) nebo T3

Liší se vybíjecím proudem v charakteristikách SPD je uveden jako jmenovitý a maximální, pro všechny tři typy jsou hodnoty: 30-60kA, 20-40kA a 5-10kA.

Stojí za zmínku, že každý výboj blesku je vlastně jedinečný, a to především silou a délkou trvání (je tam průběh, fronta, amplituda, nejrůznější půlcykly, do toho se ani nedostaneme), ale vědci zprůměrovali nashromážděná data a vytvořili takové optimální rozsahy ochranných stupňů pro očekávané blesky.

Mimochodem, je zajímavé, že ochranná kaskáda očekává průměrné hodnoty vzestupu a poklesu jedna vlna (první), ale po prvním výboji může bezprostředně následovat druhé. Z velké části kvůli přirozené nahodilosti neexistuje 100% záruka ochrany proti přepětí.

SPD 1.třída – B

První absorbuje velké množství energie z přímých úderů blesku a napěťových rázů. Zařízení je instalováno na vstupu do objektu, v hlavním rozvaděči, jako součást vstupního distribučního zařízení. Je obzvláště důležité nastavit tuto třídu pro vstup vzduchu, který je nejvíce ohrožen bouřkou.

SPD 2 třída – C

Druhý stupeň ochrany se instaluje do rozvodnic: podlaha, byt, budova. Tato třída uhasí zbytek prvního impulsu po provozu SPD třídy B To je přesně to, co si nainstalujete do svého bytu, protože první třída by už měla být někde nainstalovaná a pokud ne, tak ji nemáš kam dát.

SPD 3 třída – D

Třetí zháší zbytek po dvou stupních kolektorů B a C a chrání koncové spotřebitele před zbytkovým napětím. Třída D je instalována v těsné blízkosti spotřebitelů, takže teorie platí. Takové SPD se připojují přímo do zásuvky, nicméně výrobci mají modulární SPD třídy 3 pro umístění do panelu.

Tak dopadá sekvenční odvod přepětí do země.

Věděl jsi?
Ve všech známých síťových filtrech a rozbočovačích je instalována varistorová ochrana pro stabilizaci proudu a napětí, to je třetí stupeň. Proto jsou to „filtry“. A mnoho zařízení již může mít nainstalované ochranné varistorové moduly.

Tak jsi řekl to slovo „varistor“, čas o tom diskutovat.

Konstrukce SPD, princip činnosti a co je varistor

S největší pravděpodobností jste něco takového někde viděli, tento tablet je varistor.

Funkci vypouštěcího ventilu v SPD může plnit svodič přepětí nebo varistor, druhý je běžnější.

V zásadě, pokud odstraníte pouzdro, svorky, indikátor atd., pak tento polovodič na obrázku je celé SPD.

Varistor je proměnný rezistor (odpor) s nelineární změnou vodivosti. Pokud je na něj aplikováno prahové provozní napětí, pak okamžitě změní svůj odpor z miliard na desítky Ohmů a stane se takříkajíc supravodičem.

Varistor pracuje velmi rychle, ale nebude schopen pracovat donekonečna, takže k tomu musí být obvod přerušen, musí být instalována pojistka v sérii s SPD. Samo o sobě nenahradí SPD z hlediska výkonu, ale bez něj může být nebezpečné. Například pokud po úspěšném provozu SPD selže a zkratuje fáze k zemi. Pokud pojistku instalujete sami, musíte správně sladit jmenovitý výkon s očekávaným zkratovým proudem SPD. Ale moderní zařízení již mají vestavěné potřebné tavné spoje.

SPD může mít různý počet pólů a jeho hlavní charakteristikou je jeho třída. Stačí se při výběru podívat na štítek, to je vše, co potřebujete vědět.

Schéma zapojení SPD v zařízení ochrany před bleskem

Takto vypadá SPD na schématu třífázového štítu v naší službě MyFuseBox:

Obecné schéma připojení SPD je jednoduché: zařízení nedistribuuje energii přes sebe, je připojeno paralelně k výstupním ochranným zařízením a připojuje fáze a nulový vodič k zemi. Elektřina přes SPD v normálním režimu neteče.

SPD třídy 2 se instalují do rozvodné desky bezprostředně za vypínač nebo vstupní jistič. Mimochodem, existují kombinované modely B+C, které jsou okamžitě vzájemně konzistentní.

Přirozeně, že všechny měřiče, proudové chrániče a další automatizace musí být po SPD třídy I a II, aby v hodině X neselhaly. Třetí, jak již bylo zmíněno, je instalováno v těsné blízkosti spotřebitele.

Často ve schématech připojení není první třída instalována mezi pracovní nulou a PE, protože je velmi blízko ochrannému PE, ale zdá se mi, že je lepší chránit všechny vodiče. Druhá třída musí být stanovena jak mezi fázemi a PE, tak mezi pracovní nulou a PE.

Umístění SPD všech tří tříd v domě vypadá asi takto:

Funkce, o kterých stojí za to vědět

Pokud máte soukromý dům, pak je otázka ochrany před bleskem: hromosvod a ochrana před bleskem poměrně složitá. Vstup do budovy může být letecky nebo pod zemí s různou zranitelností vůči blesku, geografická poloha má své vlastní statistiky blesků, důležitá je také krajina a okolí.

Vzdálenost mezi SPD různých tříd musí být několik metrů pro správnou funkci stupňů ve formě malých zpoždění kvůli odporu vedení. Ale délka vodiče od SPD k zemnící sběrnici by měla být co nejkratší.

Kvalitní ochranu zajišťují všechny tři SPD obvody, ale od třetího se můžete obejít. Pokud uděláte jednu konturu, pak pouze první třídu, protože první třída zhasne první (nejsilnější) bleskový impuls. V bytě můžete nainstalovat panel třídy 2 nebo kombinované zařízení třídy 1 a třídy 2.

Správné a funkční uzemnění, bez něj nebude nic fungovat. V bytech se vše dělá za vás a stačí nainstalovat druhý a třetí.

Takže co s tím teď máme dělat?

Doufáme, že jste získali obecné koncepční pochopení toho, z čeho se skládá přepěťová ochrana. Na toto téma bylo napsáno a natočeno mnoho a existuje mnohem více jemných bodů. Pokud si můžete dovolit zkonstruovat ochranu před bleskem a připojit SPD, stojí za to to udělat alespoň do určité míry, aby byla zajištěna rezerva bezpečnosti pro kabeláž a ušetřilo se drahé zařízení, pokud stojí alespoň 5krát více než cena ochrany.

Nechte bouřky projít kolem vás!

MyFuseBlog je sbírka článků ze služby pro vytváření elektrických panelů MyFuseBox

Zde zveřejňujeme články, které naši odborníci píší speciálně pro ty, kteří plánují provést vlastní elektroinstalaci a sestavit elektrický panel.

MyFuseBlog © 2022—2024 | Informační zdroj

Dnes budeme zvažovat takové téma, které mnohým znepokojuje, jako je přepěťová ochrana v bytě. Existuje několik způsobů, jak chránit domácí spotřebiče před přepětím. Může to být stabilizátor napětí nebo zařízení na ochranu proti přepětí. Je třeba poznamenat, že tato zařízení nechrání před přepětím, ke kterému může dojít během bouřky. Pro ochranu před bouřkami je instalováno SPD (přepěťová ochrana).

V jednom z našich článků („Schéma připojení stabilizátoru napětí“) jsme již mluvili o tom, jak připojit stabilizátor napětí. Nutno říci, že stabilizátor napětí je dost drahý. Cenově dostupnější ochranou proti přepětí v síti je instalace napěťového monitorovacího relé. V tomto článku vám řekneme, jak připojit relé řízení napětí.

Připomínáme, že elektroinstalační práce by měly být prováděny pouze v plném souladu s bezpečnostními požadavky.

Síťová přepěťová ochrana 220V

Uvažujme schéma přímého připojení jednofázového napěťového řídicího relé na příkladu UZM-51M. Za tohle budeme potřebovat:

• relé řízení napětí pro jednofázovou síť (například UZM-51M);
• instalační vodiče.

V rozvaděči dle vypracovaného schématu instalujeme vstupní difavtomat na DIN lištu, napěťové regulační relé, jakož i automatické spínače a difavtomaty pro ochranu odchozích skupinových linek.

Dále změříme potřebné délky černých a modrých montážních vodičů, odizolujeme je odizolovačem a přistoupíme k připojení napěťového regulačního relé podle schématu:

• připojte jeden konec vodiče s černou izolací ke spodní svorce difavtomatu označené „2“ a druhý konec ke svorce relé označené „L“;
• připojte jeden konec modrého vodiče ke spodní svorce difavtomatu označené „N“ a druhý konec k horní svorce relé označené „N“.

Poté pomocí instalačních vodičů ze svorky „U“ napěťového regulačního relé připojíme jističe a automatické jističe určené k ochraně odchozích skupinových linek.

Vezměte prosím na vědomí, že připojení difavtomatů z napěťového ovládacího relé by mělo být provedeno na horní svorky a napájení odchozích linek na spodní!

Poté se ze svorky „N“ na výstupu zařízení připojíme na horní svorku difavtomatu s označením „N“ a na nulovou sběrnici rozvodnice.

Po dokončení připojení nainstalujeme hřebenové přípojnice, které budou distribuovat elektřinu a konfigurovat relé řízení napětí.

Doporučuje se nastavit horní mez na 240 V a spodní mez na 210 V.

Připojení třífázového monitorovacího relé napětí s magnetickým spouštěčem

Uvažujme schéma zapojení třífázového napěťového řídicího relé spolu s magnetickým spouštěčem. Pro takové spojení budeme potřebovat:

• napěťové monitorovací relé pro třífázové obvody. Jako příklad používáme relé HRN-43N;
• magnetický startér se čtyřmi normálně otevřenými kontakty;
• instalační vodiče.

Do rozvaděče s DIN lištami a předmontovanou nulovou sběrnicí a zemnicí sběrnicí instalujeme vstupní 4pólový difautomat. Dále na DIN lištu připevníme napěťové kontrolní relé, magnetický startér, stejně jako automatické a diferenciální automatiky, jak to vyžaduje schéma.

Pro připojení napěťového ovládacího relé a silových obvodů změříme potřebné délky černých a modrých montážních vodičů, odizolujeme je odizolovačem a přistoupíme k zapojení ovládacího obvodu podle schématu v následujícím pořadí:

• připojte první vodič s černou izolací na jednom konci ke spodní svorce „2“ difavtomatu a na druhém konci ke svorce relé označené „L1“;
• druhý vodič s černou izolací připojte jedním koncem ke spodní svorce „4“ difavtomatu a druhým koncem ke svorce relé označené „L2“;
• připojte třetí vodič s černou izolací na jednom konci ke spodní svorce „6“ difavtomatu a na druhém konci ke svorce relé označené „L3“;
• připojte vodič s modrou izolací ke spodní svorce „N“ difavtomatu a druhý konec připojte ke svorce relé označené „N“.

Poté přistoupíme k připojení napájecího napětí na svorky cívky napěťového regulačního relé a zajistíme řízení startéru podle schématu v následujícím pořadí:

• připojte jeden konec vodiče s černou izolací ke svorce relé označené „L1“ a druhý konec ke svorce označené „A1“;
• připojte jeden konec vodiče s černou izolací ke svorce „A1“ relé a druhý konec ke svorce „15“;
• připojte jeden konec modrého vodiče ke svorce „N“ napěťového ovládacího relé a druhý konec ke svorce „A2“.

Dále připojíme magnetický startér. Nejprve připojíme napájení ke startovací cívce, která je ovládána napěťovým ovládacím relé, v následujícím pořadí:

• připojte jeden konec prvního černého vodiče ke svorce relé řízení napětí označené „18“ a druhý konec ke svorce startéru „A2“;
• připojte jeden konec vodiče s modrou izolací ke svorce „A1“ a druhý konec k volné svorce „7“ startéru.

Dále provádíme připojení napájecího obvodu startéru:

• připojte jeden konec vodiče s černou izolací ke spodní svorce „2“ automatu a druhý konec ke svorce spouštěče označené „1“;
• připojte jeden konec dalšího černého vodiče ke spodní svorce difavtomatu označené „4“ a druhý konec ke svorce startéru označenému „3“;
• připojte jeden konec třetího černého vodiče ke spodní svorce „6“ automatu a druhý konec ke svorce spouštěče označené „5“;
• připojte jeden konec vodiče s modrou izolací ke spodní svorce difavtomatu označené „N“ a druhý konec ke svorce startéru označenému „7“.

Poté pomocí instalačních vodičů ze svorek magnetického startéru „2“, „4“ a „6“ připojíme jističe a automatické jističe určené k ochraně odchozích skupinových linek.

Je důležité si uvědomit, že připojení difavtomatů z magnetického startéru by mělo být provedeno na horní svorky a napájení odchozích linek na spodní!

Dále se ze svorky „8“ startéru připojíme k horní svorce jednoho z automatů označených „N“ a k nulové sběrnici rozvodné desky.

Po dokončení zapojení instalujeme hřebenové přípojnice, které budou rozvádět elektřinu. Poté nakonfigurujeme horní a dolní limit pro činnost napěťového ovládacího relé a také dobu zpoždění zapnutí.

Je třeba poznamenat, že se doporučuje nastavit horní hranici na 240 V a spodní hranici jako procento horní hranice.

V našem článku jsme se tedy podívali na to, jak se provádí přepěťová ochrana pro síť 220 V, můžete se také podívat na video, které podrobně ukazuje obvod přepěťové ochrany pro jednofázovou a třífázovou síť pomocí relé pro řízení napětí.

Přihlásit se k odběru newsletteru

Přihlášením k odběru budete rychle dostávat novinky z elektrotechnického průmyslu, kabelovny, skladovou dostupnost a speciální nabídky.