Svodič přepětí: typy, vlastnosti, účel.

V dnešní době má téměř každá domácnost nějaké zařízení, a ne jen jedno. Je jich spousta ve většině administrativních budov, nákupních center a dalších provozoven. Jak každý ví, jakákoli odchylka provozního napětí od normy není pro elektrická zařízení dobrá. V lepším případě to povede k opravám, v horším případě k úplnému selhání. Proto je pro zajištění ochrany elektrických zařízení vhodné použít omezovač přepětí (OVL).

Obytné a administrativní budovy jsou v tomto ohledu chráněny s podporou servisních organizací. Vlastníci soukromých nemovitostí se s tímto běžným problémem musí vypořádat sami. Ne každý ale ví, co je OPN, i když o něm s největší pravděpodobností každý často slyšel.

Co je to?

Omezovače napětí (OPN), jak je z názvu patrné, jsou vysokonapěťová zařízení určená k ochraně elektrických zařízení před odchylkami napětí ve směru výrazně přesahujícím jmenovité hodnoty. Tyto silné odchylky mají zpravidla pulzní charakter, proto se taková zařízení nazývají omezovače napětí impulsů (OVL).

Dříve se k tomuto účelu používaly ventilové svodiče přepětí – zařízení založená na technologii jiskřiště. V současné době se technologie výrazně zlepšily a nyní se úspěšně používá svodič přepětí, který lze také nazvat svodičem přepětí. Pouze již nemá jiskřiště.

Abychom získali přesnější představu o celém obrazu, zvažme, jaké by mohly být důvody takových poklesů napětí.

Příčiny přepětí

Důvodů, proč dochází k přepětí, může být několik. V první řadě stojí za zmínku, že k elektrické síti je připojen značný počet spotřebitelů, včetně průmyslových a stavebních zařízení. Zdálo by se, co na tom záleží? Faktem ale je, že pokud například tisíc lidí současně zapne vysoce výkonná zařízení, mezi která patří konvice, mikrovlnné trouby, klimatizace, pračky a řada dalších zařízení, dojde k přepětí.

Někdy večer můžete pozorovat takový jev, který signalizují žárovky. Pro zařízení však nehrozí žádné vážné nebezpečí. Situace je zcela jiná, pokud jsou všechna zařízení v celém závodě nebo na velkém staveništi zapnuta nebo vypnuta současně.

V tomto případě může situaci zachránit pouze přepěťová ochrana. K tomu může dojít, pokud je elektrická síť připojena k nějakému velkému podniku nebo staveniště.

Mezi další důvody patří:

• prudká změna zatížení distribuční soustavy;
• poškození elektráren, které způsobily zkraty;
• lidský faktor;
• průchod výboje blesku v blízkosti elektrického vedení;
• úder blesku přímo do elektrického vedení.

V tomto případě mohou impulsy dosáhnout hodnoty na nadzemním vedení asi 10 kV. Ve vnitřním rozvodu domů se obvykle rovná asi 6 kV. A protože většina elektrických spotřebičů je odolná hodnotě nepřesahující 1,5 kV, je instalace takových ochranných zařízení prostě nezbytná.

Klasifikace OPN

Existují následující typy přepěťových ochran:

• třída A;
• třída B;
• třída C;
• Třída D.

Třída A zahrnuje zařízení, která poskytují ochranu před přepětím způsobeným úderem blesku do elektrického vedení nebo objektu v jeho blízkosti. Jsou schopna odolat napěťovému impulsu až 6 kV a jejich provozní odpor nepřesahuje 10 Ohmů. Ve většině případů se omezovače montují venku na spoji elektrického vedení a kabelu.

Omezovače třídy B se instalují v místě vstupu kabelu přímo do domu. Slouží jako ochrana před impulzy 4 kV. Jsou také jakýmsi 1. stupněm ochrany objektu, protože se předpokládá, že svodič přepětí OPN předchozí kategorie je již instalován, což je výsadou společnosti, která zajišťuje servis přenosového vedení.

Vše, co předchozí ochrana minula, by měly do země spustit omezovače třídy C. Pouze ty vydrží nižší hodnotu – pouze do 2,5 kV. Instalují se uvnitř domu v elektrických rozvaděčích a zpravidla pracují ve dvojicích.

Zařízení třídy C chrání před přepětím napětí nepřesahujícím 1,5 kV. Jsou zvláště důležitá pro citlivé elektrické spotřebiče. Pokud však zařízení neobsahuje elektronické součástky, můžete se bez těchto zařízení obejít. Místem jejich instalace je rozvodná krabice v bytech. Přestože se instalace takových zařízení zdá snadná, je lepší, aby ji provedli kvalifikovaní odborníci.

Nelineární omezovače

Konstrukčně se svodiče přepětí 10 kV skládají ze sloupce varistorů skrytých pod izolačním pláštěm. Zároveň může být takových sloupců v závislosti na požadovaných vlastnostech a provedení zařízení několik. Pláštěnka je obvykle ze skelných vláken, která je schopna odolat téměř jakémukoli typu mechanického zatížení, a tím poskytuje zařízení potřebnou pevnost.

Na tuto trubku je bezešvým lisováním umístěna silikonová pryž odolná proti korozi, která tvoří vnější ochranný plášť s žebry. Sloupek varistoru je z obou stran lisován dvěma přírubovými svorkami, které jsou do trubky z obou stran zašroubovány. Pro jejich výrobu se používá elektrotechnický hliník, který je odolný vůči korozi.

Aby svodiče přepětí OPNP dobře plnily svůj úkol, jsou dobře utěsněny. Toho je dosaženo spolehlivým spojením přírub a také vyplněním vnitřní dutiny potrubí gelovitou organokřemičitou (silikonovou) pryží.

V případě vnitřní poruchy má omezovací trubice otvory umístěné v určité vzdálenosti od sebe a zakryté ochranným pláštěm. To umožňuje uvolnění vnitřního tlaku v zařízení, aniž by se rozbilo na kusy.

Princip činnosti

Činnost omezovače je založena na nelineární voltampérové charakteristice. To znamená, že pokud je do zařízení přivedeno vysoké napětí, elektrický odpor klesne téměř na nulu. V důsledku toho je do uzemňovacího obvodu vyslán přímo vysokonapěťový impuls o jmenovité hodnotě několika kilovoltů.

Doba, za kterou odpor klesne a poté se vrátí na původní hodnotu, je zanedbatelná. Díky tomu je svodič přepětí OPN schopen odolat nikoli jednomu přepětí, ale celé sérii vysokonapěťových impulzů.

Charakteristika OPN

Charakteristickou charakteristikou omezovače je maximální hodnota působení provozního napětí střídavého proudu, který je přiváděn na svorky zařízení, časově neomezená. V tomto případě nedochází k poškození ani tepelné nestabilitě.

Dalším ukazatelem je vodivý proud, který prochází svodičem přepětí. Jeho hodnota se měří za reálných provozních podmínek a obvykle se rovná několika stovkám mikroampérů.

Mezi další charakteristiky patří:

• Hodnota maximálního vybíjecího proudu.
• Proudová únosnost.
• Odolnost proti zkratu.
• Odhadovaný spínací přepěťový proud.
• Jmenovitý vybíjecí proud.

Kromě toho jakýkoli svodič přepětí odolá pomalu se měnícím hodnotám napětí. Jinými slovy, svodič přepětí by se neměl zničit, pokud je napětí po určitou dobu překročeno.