Přepětí: co dělat, příčiny, ochrana
Nikdo si nedokáže představit moderní svět bez elektřiny, alespoň ti, kteří žijí ve městech nebo vyspělých zemích. Pokud čtete tento článek, pak určitě máte elektřinu. Na našem webu jsme již mluvili o různých ochranných zařízeních, která se používají v elektrických sítích, a v tomto, jednoduchým jazykem, budeme mluvit o obecných věcech. Jakási asi nutná hygiena elektřiny, kterou je nutné dodržovat. Pokud máte drahé elektrospotřebiče (a dnes je má téměř každý), pak se vám tento článek bude jistě hodit. Zde se budeme zabývat všemi hlavními body a budeme mluvit o některých nuancích, které rozhodně potřebujete vědět. Nezáleží na tom, zda žijete v bytě, ve venkovském domě nebo v soukromém domě, to vše je univerzální.
Má cenu přemýšlet o ochraně?
Nejprve však stojí za to zjistit, zda vůbec stojí za to přemýšlet o další ochraně? V ideálním světě mohou existovat dva stavy: buď je elektřina, nebo není elektřina, ale v praxi její parametry často vybočují z normálu. Pokud se jedná o drobné odchylky, pak nejde o nic velkého, existují dokonce tzv. směrodatné odchylky, na které je většina elektrospotřebičů konstruována. Existují však také extrémní hodnoty z různých důvodů, o kterých budeme diskutovat níže, a to jsou ty, které představují vážnou hrozbu.
Nebo možná budou stačit běžné stroje (mnoho lidí zná jejich zastaralý typ – „dopravní zácpy“)? V mnoha bytech nebo domech jsou jedinou ochranou proti odchylkám v elektrické síti, ale neměli byste si myslet, že jsou stoprocentní ochranou. Ve skutečnosti může mít elektrický impuls čas projít jím, než se spustí ochrana, nebo dokonce vyřadí stroj z provozu. Ano, v mnoha případech bude stačit jistič, proto je toto elektrické zařízení povinné, ale je mnoho případů, kdy stačit nebude.
Proto je v každém případě třeba myslet na dodatečnou ochranu. Problémy mohou bohužel nastat v jakékoli elektrické síti a co je nejhorší, vždy vznikají náhle. V důsledku toho získáte nefunkční elektrické spotřebiče, což není tak vzácné. Nebude moc příjemné přijít například o drahý počítač. Ano, je jasné, že lidé jen zřídka chtějí utrácet peníze za implicitní hrozbu, to je naše slavné „možná“, ale v tomto případě bude další ochrana stát mnohem méně než potenciální ztráty.
Typy problémů s napětím
Než se ale podíváme na ochranná zařízení, pojďme si krátce říci, jaké problémy mohou v elektrické síti nastat. Zde se omezíme na popis samotných problémů, ale o důvodech si můžete přečíst v jiných materiálech na našem webu.
pod napětím
Většinou jde o přepětí, ale za zmínku stojí i podpětí. V zásadě, pokud máte moderní domácí spotřebič, bude mít spínaný zdroj, takže podpětí nebude činit žádný problém. Moderní elektrospotřebiče jsou navíc často univerzální pro použití v jakékoli zemi, takže mohou pracovat stabilně v rozsahu napětí od 100 do 240 voltů. Problémy budou pouze u těch elektrických spotřebičů, které nemají spínané zdroje, to znamená, že se obvykle jedná o zastaralé modely. Neprodukují potřebný výkon a v některých případech dokonce přestanou fungovat. To se však stává velmi zřídka.
Přepětí
Zde je již mnoho možností, existuje jak konstantní zvýšené napětí (nad určité normy), které může nakonec vést k poruše elektrických spotřebičů, tak krátkodobé přepětí, které představuje zvláštní nebezpečí. Rozlišují se následující typy přepětí v elektrické síti:
Spínání – dochází při náhlých změnách parametrů nebo schématu zapojení. Důvodů pro ně může být mnoho; Mohou být buď jednorázové, nebo trvalé.
Bouřky. Vyskytují se po úderu blesku do elektrického vedení, to se nestává příliš často, ale je to nejnebezpečnější možnost, od které konvenční způsoby ochrany (jako automatické stroje) vůbec nepomohou. Mimořádně nebezpečné pro všechny elektrické spotřebiče, které jsou připojeny k elektrické síti.
Kvazistacionární. Mají několik příčin, mohou trvat několik sekund až několik minut a velikost přepětí může být také různá. Proto jsou v některých případech nebezpečné pro všechny elektrospotřebiče, jinde nepředstavují vážnou hrozbu.
Toto jsou hlavní typy, ale někdo si může všimnout, že jsme neoznačili všechny (nouzové, pulzní, indukční), ale musíte pochopit, že tento článek nepíšeme pro elektrikáře, kteří to již vědí, a existují poměrně hodně možností pro klasifikaci přepětí. Zde jde především o to, že příčiny, parametry přepětí a jejich důsledky mohou být zcela odlišné. Například nemá smysl porovnávat přepětí v elektrické síti kvůli zahrnutí velkého množství elektrických spotřebičů s úderem blesku v prvním případě bude stroj fungovat, ve druhém to nijak nepomůže; .
Metody přepěťové ochrany
Chcete-li tedy chránit své domácí elektrické spotřebiče, musíte se vypořádat s přepětím. Dodává se v různých parametrech, takže existuje několik možných možností ochrany. Níže budeme hovořit o všech, ale poznamenáváme, že nejlepší ochranou je kombinace prostředků, ale neměli byste vůbec upadnout do paranoie. To znamená, že není třeba zakrývat celý byt nebo dům ochrannými zařízeními, to bude zjevně zbytečné. O těchto ochranných zařízeních máme samostatné články, takže zde budeme hovořit docela stručně o hlavních bodech.
Síťové filtry
Jedna z nejjednodušších a cenově nejdostupnějších možností, mnoho lidí si je plete s dvojitými, odpališti atd., Ale v podstatě se jedná o monoblok se zásuvkami vybavený spínači. Tento design se vyznačuje přítomností induktorů a kondenzátorů a je levný, i když dražší než běžné tričko nebo prodlužovací kabel. Přepěťové filtry jsou schopné ochránit elektrospotřebiče před nepříliš závažnými přepětími, do 400 nebo 500 voltů a s proudem do 15 A. Dokážou ochránit i před závažnějšími hodnotami, zde je třeba se podívat na vlastnosti konkrétního zařízení , ale obecně se jedná o jednoduchou a cenově dostupnou variantu, která ochrání před drobnými přepětími.
Bezvýznamné – to je přirovnáno k úderu blesku nebo vážnému přepětí v důsledku nějaké nehody, u některých elektrických spotřebičů mohou být takové přepětí velmi významné. Stojí však za zmínku, že mnoho moderních elektrických spotřebičů je vybaveno napájecími zdroji, které již proti takovým přepětím chrání. Ale i kdyby ano, místo běžné prodlužovací šňůry je stále lepší pořídit si přepěťovou ochranu. Není to všelék, ale je to velmi, velmi užitečná věc. Navíc filtrují vysokofrekvenční rušení a mají pojistku, která při dosažení určité zátěže vypne napájení.
Napěťové relé
Jedná se o RKN nebo UZM. Jejich význam spočívá v tom, že vypnou napájení, pokud napětí překročí stanovené limity. Tato relé v obvodu se připojují za vstupní jistič, to znamená, že chrání před tím, co jistič nezvládne. Jejich výhodou je, že fungují během několika milisekund (tento parametr se může lišit), jsou kompaktní, dokážou zobrazit aktuální indikátory elektrického proudu a jejich rozsah je mnohem širší než u přepěťových ochran. Odolává zatížení až 60 A.
Docela účinně chrání před napěťovými rázy až do určitých limitů (uvedených ve specifikacích), ale nechrání před vážnými přepětími a také žádným způsobem neposkytují stabilní napětí. Jednoduše řečeno, pokud napětí vyskočí, ale nepřekročí přípustné hodnoty, zařízení nebude fungovat. Pravda je většinou nastavena na hodnotu, která umožňuje vypnout napájení dříve, než se napětí stane pro elektrospotřebiče osudným.
Zařízení na ochranu proti přepětí
Přepěťová ochranná zařízení (SPD) jsou navržena tak, aby chránila před přepětím, jak napovídá jejich název. Může to být varistor nebo pojistka plynu nebo kombinace těchto dvou typů. O SPD jsme napsali samostatný a podrobný článek, kde jsme podrobně prozkoumali princip fungování tohoto zařízení, jeho konstrukci a přišli na to, jak je vybrat. Jejich výhodou je, že chrání proti jakémukoli přepětí, dokonce i před úderem blesku, fungují velmi rychle a do sítě jsou připojeny paralelně.
Existují však také nevýhody, jako je ochranné relé, SPD nechrání před konstantním zvýšeným napětím, jeho úkolem je pracovat v případě vážných impulsů. Vyžaduje také úplné uzemnění a po vypnutí se automaticky neobnoví napájení. SPD jsou navíc poměrně drahé (pokud vezmeme v úvahu spolehlivé a kvalitní modely) a mají také určitou životnost. Zajímavé je, že neustále zvýšené napětí může poškodit samotný SPD. Ale obecně je to nejspolehlivější způsob, jak se chránit před nejnebezpečnějším typem přepětí pro domácí elektrospotřebiče.
Uvolnění
Spoušť je kompaktní zařízení, které vypne elektrický spotřebič (může to být i vstupní jistič), pokud napětí překročí přípustnou mez. Existují modely, které budou fungovat, pokud napětí klesne pod přípustný limit. Jsou docela spolehlivé, mají dlouhou životnost, jsou levné, ale nechrání před přepětím a také nemohou automaticky obnovit napájení. Nejúčinnější je, pokud dojde k nevyváženosti fází (v třífázové síti) nebo k přerušení nulového vodiče.
Regulátor napětí
Stabilizátor upravuje parametry napětí a vrací je do normálu. Přísně vzato to není ochranné zařízení, pouze stabilizuje napětí, ale pouze v přípustných mezích. Samotný stabilizátor musí být chráněn před přepětím. Jejich nevýhodou je, že jsou drahé (uvažujeme-li normální modely s dobrou životností) a zabírají místo. Má smysl koupit stabilizátor napětí, pokud jsou v elektrické síti neustálé problémy, ale jsou v mezích, se kterými je toto zařízení schopno pracovat. Pokud jsou parametry vždy normální, pak nemá smysl používat stabilizátor, připomeňme, že se nejedná o ochranu.
Jak zajistit kompletní ochranu
Takže jsme přišli na to, jaká ochranná zařízení v zásadě existují. To nejsou všechny možnosti, podívali jsme se na ty hlavní, které se používají nejčastěji. Hned na začátku jsme ale psali, že není potřeba používat všechny a to je pravda. Co si tedy vybrat? Ve skutečnosti jsou ve většině případů potřeba dvě ochranná zařízení. Ve všech případech je vyžadován SPD, který bude chránit před nejnebezpečnějšími a nejzávažnějšími přepětími. Jeho třída závisí na místě instalace, ale o tom jsme mluvili v samostatném článku, takže to zde nebudeme opakovat, odkaz na něj najdete výše.
V bytě se k SPD přidává přepěťová spoušť, což je poměrně účinná kombinace. Pokud mluvíme o venkovském domě nebo dacha, pak je lepší zvolit SPD a napěťové relé může takový obvod chránit před všemi problémy. Při použití dvou ochranných zařízení nejsou přepěťové ochrany nutné, zvláště pokud máte moderní zařízení, ale nebudou v zásadě nadbytečné, můžete si je koupit, rozdíl v ceně oproti klasickým prodlužovacím kabelům nebude příliš výrazný.
Samozřejmě je potřeba nejen zakoupit ochranná zařízení, ale také je správně připojit. Pokud si s tím nevíte rady sami, budete muset zavolat elektrikáře. V každém případě budou náklady na to vše zcela nesrovnatelné s potenciálními ztrátami v průměrném bytě, kde je poměrně hodně elektrospotřebičů. Samozřejmě, pokud máte chatu pouze s osvětlovacími tělesy a starou televizi, pak v tomto případě nemusíte utrácet peníze za další ochranu, i když stále doporučujeme nainstalovat stejný SPD.
Přepětí je normální provozní režim, který se v elektrických sítích vyskytuje poměrně často. Jeho vzhled je usnadněn výrazným zvýšením úrovně napětí v určitých úsecích elektrické sítě.
Izolace zařízení je nezbytná pro normální provoz celého systému při výskytu určitých úrovní napětí. Při přepětí se izolace stává nepoužitelnou, což má za následek narušení provozu systému a vyžaduje vybudování venkovního vedení. Taková porušení mohou ohrozit zdraví nejen specializovaných zaměstnanců, ale i okolních lidí, kteří se nacházejí pár kroků od místa přepětí. Proto je nutné provádět kompetentní výstavbu a údržbu elektrických sítí.
Existují dva hlavní typy přepětí: přirozené a spínací. Přirozená přepětí jsou vnější a řadí se mezi atmosférické jevy. Spínací jsou vnitřní, etiologií jejich vzhledu jsou výrazné změny elektrického zatížení, negramotná konstrukce kabelových vedení a mnoho dalšího.
Jaké existují způsoby přepěťové ochrany?
Pro zajištění vysoké úrovně ochrany elektrických instalací se v současnosti aktivně používají svodiče nebo nelineární supresory přepětí (OSS). Jejich hlavním znakem je změna vlastního odporu, jehož regulace je dána hodnotou efektivního napětí. Pro lepší pochopení je nutné stručně zvážit vlastnosti fungování takových prvků.
Při výstavbě a údržbě elektrických sítí se svodič přepětí připevňuje na sběrnici provozního napětí a na zemní smyčku elektroinstalace. Během normálního provozu má tato instalace značnou úroveň odporu, takže neumožňuje průchod napětí.
Když dojde v elektrické síti k velkému napěťovému rázu, odpor přepěťové ochrany výrazně klesne, což způsobí, že přepěťová ochrana projde napětím. Dochází k úniku přepětí, které vzniklo v elektrické síti, a jeho dalšímu vstupu do uzemněného obvodu. Když se tedy v elektrické síti objeví přepětí, tlumič přepětí vytvoří uzemnění vodiče. Taková konstrukce kabelových vedení je spolehlivá a bezpečná jak pro systém, tak pro lidi, kteří jej obklopují.
Omezovač napětí se používá jako prvek, který pomáhá zajistit ochranu elektrických instalací. Instaluje se na obou stranách silových přenosových vedení, která mají napětí pouze 6-10 kV a nemají speciální kabely na ochranu před bleskem.
Jako ochrana před vnějšími přepětími při instalaci elektrických sítí se používá i instalace hromosvodů. Obvykle se umisťují na speciální konstrukce otevřených rozvaděčů ze železa nebo železobetonu. Na vedení vysokého napětí, které má napětí 35 kV, musí být instalován kabel ochrany před bleskem. Je umístěn v horní části podpěry. Bleskosvody jsou schopny k sobě přitahovat náboje, které jim brání ve vstupu do elektroinstalace.
Pro zajištění vysoké úrovně spolehlivosti při ochraně prvků elektroinstalace před přepětím je nutné pravidelně instalovat elektrické sítě, jejich svodiče a další prvky, které napomáhají ochraně systému. Je nutné provést kvalifikovanou výstavbu elektrického vedení.
Přepětí v sítích 220-380V
S fenoménem přepětí se můžeme poměrně často setkat také v sítích nízkého napětí, jejichž napětí je přibližně 220-380 V. Vznik přepětí může vést k narušení provozu elektrických spotřebičů připojených k síti.
K zajištění přepěťové ochrany v domácí elektroinstalaci se používají speciální stabilizátory napětí a modulární zařízení. Modulární zařízení jsou schopna chránit před přepětím. Tento prvek se instaluje při instalaci elektrického vedení do domovního rozvodného panelu.
Aby se dosáhlo vysoké úrovně ochrany pro konstrukci venkovních vedení na nízkonapěťových rozvaděčích nebo elektrických vedeních, používají se určité omezovače. Ve své práci se podobají (OPN).