dnes je 24.9.2021

Input:

ČSN EN 62305-4 Ochrana před bleskem - Část 4: elektrické a elektronické systémy ve stavbách

17.3.2010, , Zdroj: Verlag Dashöfer

6.3.6.8.4
ČSN EN 62305-4 Ochrana před bleskem – Část 4: elektrické a elektronické systémy ve stavbách

Ing. Vítězslav Šťastný, CSc. a kolektiv

Vnitřní LPS

Vnitřní systém ochrany před bleskem (internal lightning protection system) je část LPS, která se skládá z komplexních systémových ochranných opatření pro vnitřní ochranu před LEMP (elektromagnetický impulz vyvolaný bleskem, lightning electromagnetic impulse).

  • LPMS. Ochrana před LEMP je založena na koncepci zón ochrany před bleskem (LPZ).

Mezi systémová ochranná opatření LPMS patří především:

uzemnění, pospojování, magnetické stínění, návrh vhodných tras vedení a koordinovaných SPD ochran.

Úvod – logika řešení

PRINCIPY

Základem vnitřní LPS je důsledné vyrovnání potenciálu v celém objektu. To reálně znamená pospojení všech neživých vodivých částí stavby, na nichž se za normálních okolností nevyskytuje napětí proti potenciálu ochranného vodiče PE navzájem a k systémům ochranného pospojování, pospojování k vyrovnání potenciálu a všem dalším vyskytujícím se systémům se stejným potenciálem na úrovni ochranného vodiče PE. Čím více propojení, strojených nebo náhodných, tím lépe a účinněji bude potenciál vyrovnán i během jakékoli změny potenciálu na ochranném vodiči PE.

Připojení vodičů s vyšším pracovním potenciálem, například fázových vodičů sítě nn, pracovních žil sdělovacích a datových kabelů apod., je nutné k soustavě vyrovnání potenciálu připojit přes svodiče bleskového proudu nebo svodiče přepětí – SPD. SPD dokáží omezit rozdíl potenciálu mezi pracovními vodiči a vodičem PE na přijatelné svodičem kontrolované úrovni svedením vyrovnávacího proudu do uzemnění. SPD jsou a fungují pouze jako nedílná součást systému vyrovnání potenciálu. SPD samy o sobě nepřipojené k systému vyrovnání potenciálu nejsou schopny zajistit přijatelné rozdíly potenciálů mezi pracovními a ochranným vodičem.

Důležitým pojmem z hlediska funkce SPD i celé vnitřní LPS je vztažný potenciál. ČSN EN 62305-4 tento pojem přímo nedefinuje, pouze u soustavy pospojování v zapojení do hvězdy ( ČSN EN 62305-4 obrázek 9) uvádí ERP – referenční bod uzemnění. Vztažný potenciál, respektive hodnota vztažného potenciálu, je důležitá zejména při řešení vyrovnání potenciálu především v místech s choulostivým zařízením proti přepětí. Je důležité vždy brát při řešení v úvahu skutečnost, že žádné napětí nebo přepětí neexistuje samo o sobě nezávisle na svém okolí. Jakékoli napětí je pouhý rozdíl dvou různých potenciálů. Proto i přepětí je definovatelným způsobem vztaženo alespoň k jednomu potenciálu, obvykle k nižšímu s hodnotou rovnou potenciálu PE, ke kterému bude vztažena funkčnost vnitřního LPS v tomto konkrétním místě.

Dalším důležitým principem v řešení LPS je úbytek napětí na vodiči, kterým protéká proud, a který je přímo úměrný velikosti protékajícího proudu a nepřímo úměrný průřezu vodiče. Tento úbytek napětí na vodičích použitých pro připojení SPD je vždy nutné přičíst k ochranné úrovni samotného SPD. Proto je snaha používat k připojení SPD co nejkratších vodičů s co největším průřezem. To platí zejména pro připojování svodičů bleskového proudu, kde se svodové proudy pohybují v řádu kA.

Analogicky tento princip platí i pro připojování SPD chránících velmi choulostivá elektronická zařízení, kde i úbytek napětí v řádu jednotek V může mít pro elektronické obvody fatální následky. I v těchto případech je nutné provést propojení se vztažným potenciálem buď co nejkratším vodičem, nebo vodičem o velkém průřezu.

Z hlediska způsobu provedení systému vyrovnání potenciálu v celém objektu nebo jeho časti existují dvě principiální řešení:

  • zřízení sběrnice pospojování, která vytváří vztažný potenciál pro celou budovu nebo její část,

  • zřízení soustavy pospojení s vyrovnaným potenciálem.

Pro vyrovnání potenciálu objektu existují dva základní přístupy:

  • objekt s elektricky izolovaným vnějším LPS, kde vnitřní vodivé prvky stavby jsou od vnějšího LPS elektricky izolovány,

  • objekt s elektricky neizolovaným vnějším LPS, kde vodivé prvky stavby jsou elektricky vodivě propojeny s vnějším LPS.

Systém vyrovnání potenciálu založený na místních sběrnicích

Systém potenciálu založený na místních sběrnicích pospojování je vhodný všude, kde není možné vytvořit jednotný potenciál celoplošně. Vztažným potenciálem pro nejbližší okolí jsou pak jednotlivě místní sběrnice pospojování. Například pro celou menší místnost v zapojení do hvězdy S (viz obrázek 9 ČSN EN 62305-4 ), nebo místní sběrnice pospojení přímo u jednotlivého zařízení nebo v rozvaděči. Přitom propojení těchto sběrnic pospojování nemusí být nutně do hvězdy. Naopak je žádoucí vzájemné propojení co nejvíce možným počtem vodivých cest za účelem rovnoměrného vyrovnání potenciálu.

Systém vyrovnání potenciálu založený na soustavě s vyrovnaným potenciálem

Systém potenciálu založený na soustavě s vyrovnaným potenciálem je vhodný všude, kde lze v podlaze zřídit co nejhustší vzájemně elektricky pospojovanou mřížovou soustavu. Příkladem může být výrobní hala, jejíž podlaha je tvořena armovaným železobetonem. Pokud je armování spolehlivě elektricky propojeno, je doplněno zemnící mříží s oky maximálně (10 x 10) m elektricky propojenou s armováním a z této soustavy jsou vyvedeny samostatné zemnící body pro jednotlivá výrobní zařízení, pak je možno konstatovat, že v celé hale je prakticky jednotný potenciál. Obdobně lze postupovat např. u serveroven, kde je pod zvýšenou podlahou zřízena elektricky propojená mříž pro vyrovnání potenciálu s oky maximálně (3 x 3) m (požadavek ČSN EN 50310 Použití společné soustavy pospojování a zemnění v budovách vybavených zařízením informační technologie).

Přitom pro jednotlivá zařízení, u nichž se stýká několik různých vedení například napájecí, datové, MAR atd., je vhodné navíc zřídit např. v rozvaděči místní sběrnici, jejíž potenciál bude vztažným potenciálem pro samotné zařízení i SPD umístěná na vstupu jednotlivých vedení do chráněného zařízení.

Objekt s elektricky izolovaným vnějším LPS

Pro zajištění minimálních rozdílů potenciálu v objektu je nejvhodnější umístění svodičů bleskového proudu pro všechny vstupující sítě co nejblíže hranici objektu a pokud možno v jednom místě. Pokud má objekt hlavní sběrnici pospojování, je třeba, aby byla umístěna co nejblíže vstupu sítě nn a pro ní instalovaného svodiče bleskového proudu. Sběrnice pospojování má být co nejkratší cestou napojena na uzemnění objektu. Veškerá propojení sběrnice a SPD jsou realizována krátkými slaněnými vodiči vhodného většího průřezu nejlépe podle doporučení výrobce SPD.

Tímto uspořádáním se základní vztažný potenciál objektu na hlavní sběrnici pospojování dostává na úroveň potenciálu zemnění objektu. Při svodu bleskového proudu na SPD nedochází k větším úbytkům napětí, než je nezbytně nutné, a potenciál celého objektu se zvyšuje a následně opět klesá jako jednotný celek.

Je doporučeno, pokud je realizace možná, umístit svodič bleskového proudu do samostatného rozvaděče nebo skříně. Pokud bude svodič bleskového proudu umístěn až v hlavním rozvaděči, je nutné učinit taková opatření, aby bylo účinně zabráněno přenosu přepětí elektromagnetickou indukcí na veškeré vodiče za svodičem bleskového proudu. Přitom je nutné brát v úvahu velikost vyrovnávacích svodových proudů tekoucích SPD, přívodními vodiči a zemnicím vodičem soustavy pospojování.

Vyrovnávací svodové proudy od SPD typu 2 v podružných rozvaděčích a SPD typu 3 v zásuvkových obvodech jsou energeticky mnohem méně náročnější. Proto i úbytky napětí na příslušných vodičích nenabudou význačných hodnot. Potom i rozdíl základního vztažného potenciálu na hlavní přípojnici pospojování a potenciálů jednotlivých míst uvnitř objektu budou zanedbatelné. Tyto rozdíly se ještě více sníží, pokud systém vyrovnání potenciálu a vzájemné propojení těchto míst bude provedeno co největším počtem vodivých cest.

Objekt s elektricky neizolovaným vnějším LPS

Při tomto typu přístupu platí, že vnější LPS i všechny vnitřní vodivé prvky stavby se spolu a navzájem vodivě spojí všude, kde je to možné. Čím více spojení, tím lepší výsledek. Ale i zde je třeba jako jedno z kriterií návrhu uvažovat ekonomickou náročnost řešení vzhledem k chráněným hodnotám, možným škodám a účinnosti jednotlivých opatření.

Vodivým spojením všeho se vším se dráha sváděného bleskového proudu rozdělí na mnoho paralelních drah. Důsledkem rozdělení celkového bleskového proudu na mnoho malých sváděných proudů bude značné snížení úbytku napětí v jednotlivých drahách, snížení a vzájemné rušení elektromagnetických polí okolo jednotlivých drah.

Nutností je vytvořit trvale vodivě spojené cesty s dostatečným průřezem nejen ve vertikálním směru, ale podle výšky budovy v určitých vzdálenostech vše důkladně vodivě pospojit i v horizontálním směru tak, aby potenciál v jedné horizontální úrovni budovy byl na stejné výši. U výškových budov je nutné horizontální pospojení provést nejméně každých 20 m výšky budovy.

Společné principy pro elektricky izolované i neizolované vnější LPS

Pro oba typy přístupu platí pro místa uvnitř objektu následující zásada. Místní vztažný potenciál je nutné vytvořit všude, kde:

  • se stýká více různých vedení, například síť nn, datové, MaR apod., v jednom místě, kde jsou vzájemně nějakým způsobem vodivě propojeny, například v rozvaděči přes přístroje, u počítače, v zařízení apod.;

  • vzdálenost od posledního SPD k choulostivému zařízení s elektronikou je natolik velká, že by rozdíl indukovaných napětí od elektromagnetického pole blesku v jednotlivých vodičích mohl nabývat hodnot, které by pro elektronické součástky byly fatální;

  • v místech, kde je více elektronických zařízení navzájem propojeno nejen přes síť nn.

Jednotný vztažný potenciál lze podle situace a možností zřídit buď jako sběrnici pospojování pro určité místo, nebo prostorově omezené plošné vyrovnání potenciálu s přípojnými body pro jednotlivá hnízda omezeného počtu navzájem propojených elektronických zařízení.

Náklady na vytvoření jednotného potenciálu v ploše je vždy nutné porovnávat s náklady na vytvoření sítě jednotlivých přípojnic včetně nutnosti použití SPD. Hlavními kritérii pro rozhodování o vhodnosti řešení vždy musí být funkčnost a spolehlivost systému, a ekonomie nákladů na zřízení a provoz.

Postupy řešení

Prvním krokem řešení vnitřní ochrany proti blesku a přepětí je stanovení jednotlivých LPZ, na základě důkladné a podrobné prohlídky objektu včetně dokumentace skutečného stavu. Je bezpodmínečně nutné identifikovat veškeré elektroinstalační sítě (síť nn, datové, MaR, telekomunikační atd.), veškeré instalace neelektrické ve vodivých trubkách (topení, plyn, voda, odpady) a veškeré vodivé předměty a součásti stavby, které by mohly být příčinou zavlečení přepětí od blesku nebo provozního přepětí do budovy nebo jen mezi jednotlivými LPZ.

Je vhodné o výsledcích prohlídky zpracovat písemný přehled. Pro každé kritické místo uvádět:

  • druh vodivé cesty;

  • směr možného šíření přepětí, důležité zejména pro orientaci SPD určených pro slaboproudé obvody, kde nemusí směr šíření přepětí souhlasit se směrem šíření signálu a SPD jsou konstrukčně orientovány proti směru šíření přepětí;

  • velikost a příčinu vzniku přepětí rozdělit podle energetické náročnosti přepětí na přepětí od blesku, spínací přepětí z energetické soustavy, spínací a provozní přepětí od vlastních spotřebičů.

Výsledky prohlídky kritických míst

                                                           
č. Místo
vedení
typ
vodičů
počet
LPZ
průřez
přepětí
přechod
přepětí
směr velikost SPD poznámka

Dalším krokem je zjištění možných zdrojů přepětí z provozu spotřebičů uvnitř objektu podle stávajícího nebo uvažovaného využití. Jsou to zejména chladničky a mrazničky, zářivky, spotřebiče s řízenými otáčkami, v průmyslu svářečky, stroje s velkým příkonem atd. Je nutné určit místo umístění, obvody nn pro napájení včetně použité fáze.

Dále je nutné zjistit umístění elektronických spotřebičů, zejména výpočetní a audiovizuální techniky. Rovněž včetně obvodu nn pro napájení a určení použité fáze.

Nesmí se opomenout určení a výpočet dostatečné vzdálenosti okolo svodů vnějšího LPS případně jímací soustavy u obvodů a zařízení pod střechou. Mělo by se pamatovat i na určení prostorů s výrazným elektromagnetickým polem od blesku.

Teprve na základě takovéto analýzy celého objektu a jeho vybavení je možné vypracovat rozvržení jednotlivých obvodů silnoproudé i slaboproudé elektroinstalace, systému vyrovnání potenciálu v četně použití a umístění SPD, potřeby provedení stínění a další nutná opatření.

Přitom je důležité neopomenout nebezpečí zpětné indukce přepětí ze souběhu kabelů neošetřených a ošetřených SPD, PE vodičů svádějících vyrovnávací proudy z SPD apod.

Nesmí se ani zapomenout na vnitřní zdroje přepětí, které pravidelně produkují přepěťové špičky, jako jsou například chladničky. Obvody nn pro jejich napájení není vhodné vést v těsné blízkosti obvodů nn pro napájení elektronických spotřebičů a jejich datových linek, ani v jednom rozvaděči bez dalších opatření napájet ze stejné fáze.

Zóny

Zóny ochrany před bleskem LPZ mohou být rozděleny s ohledem na ohrožení způsobené bleskem na základě metod návrhu jímací soustavy (viz ČSN EN 62305-1 ):

Vnější zóny

Vnější zóny se nacházejí vně chráněné stavby.

LPZ 0 Zóna, ve které může způsobit netlumené elektromagnetické pole bleskového proudu ohrožení a ve které mohou být vnitřní instalace namáhány plným nebo dílčím impulzním bleskovým proudem.

Zóna LPZ 0 je dále rozdělena na:

LPZ 0A Zóna, ve které může dojít k přímému úderu blesku a ve které je netlumené elektromagnetické pole bleskového proudu. Je to prostor uvnitř valící se koule. Vnitřní instalace stavby bez hromosvodu mohou být namáhány plným nebo dílčím impulzním bleskovým proudem.
LPZ 0B Zóna, která je chráněná před přímým úderem blesku, ale kde může nastat ohrožení plným eletromagnetickým polem. Vnitřní instalace mohou být namáhány dílčími impulzními bleskovými proudy. Jsou-li instalovány v prostoru této zóny svody, mohou zde vzniknout nebezpečná dotyková nebo kroková napětí (viz článek 8 dle ČSN EN 62305-3 ).
Koncepce zón ochrany před bleskem LPZ

Vnitřní zóny

Vnitřní zóny se nacházejí až za hromosvodní ochranou směrem dovnitř stavby. Jsou tedy uvnitř stavby a jsou chráněné před přímým úderem blesku.

LPZ 1 Zóna LPZ 1 je zóna za vnější zdi objektu, ve které je omezen impulzní proud rozdělením proudu a SPD na rozhraních. Prostorové stínění, je-li použito armování stavby, může zeslabit elektromagnetické pole blesku.
LPZ 2 Zóna LPZ 2 je prostor vnitřní místnosti stavby, jejíž vnitřní stěny nesouvisí z vnější obvodovou konstrukcí stavby. V této zóně může být impulzní proud dále omezen rozdělením proudu a na rozhraních dalším SPD. Další (dodatečné) prostorové stínění může dále zeslabit elektromagnetické pole blesku. Tato zóna může být například technologická místnost, nebo jednotka intenzívní péče v nemocnicích.
LPZ 3 Zóna LPZ 3 může být prostor uvnitř kovového rozváděče nebo kovový kryt koncového zařízení.

Výše uvedené členění do zón LPZ může sloužit jako názorný příklad dané koncepce zón ochrany před bleskem v praxi. Ve složitějších případech může dojít k dalšímu členění těchto zón. Tyto mohou zahrnovat malé místní zóny (například kryty zařízení) nebo rozsáhlé vnitřní zóny (například prostory celé stavby).

Zóny ochrany před bleskem jsou realizovány instalací systému ochranných opatření před LEMP, například instalací koordinovaných SPD ochran a/nebo magnetickým stíněním. V závislosti na počtu, typu a výdržné hladině zařízení, které má být chráněno, může být definována vhodná zóna LPZ. Na počátku projektování ochrany před bleskem by mělo dojít k návrhu koncepce ochrany před bleskem LPZ tak, aby došlo k optimalizaci požadovaných minimálních ochranných opatření LPMS.

Jedno z nejdůležitějších vyrovnání potenciálů je ekvipotenciální pospojování proti blesku na rozhraní zón LPZ 0B a LPZ 1. Toho se dosáhne ekvipotenciálním pospojováním proti blesku pro:

  • kovové instalace;

  • vnější vodivé části;

  • vnitřní systémy;

  • metalické inženýrské sítě, které jsou připojeny k chráněné stavbě.

Pro vnitřní zóny LPZ musí být provedeno ekvipotenciální pospojování na rozhraních pro:

  • kovové části;

  • inženýrské sítě překračující hranice LPZ;

  • magnetické stínění místnosti.

Vodiče ekvipotenciálního pospojování proti blesku musí být pokud možno co nejkratší a bez zbytečných ohybů.

Při revizi by neměl revizní technik pasivně přijímat dané informace týkající se koncepce ochrany před bleskem, ale aktivně vyhledávat „takzvané díry ve Faradayově kleci“ v této koncepci. Jedná se především o části, které vyčnívají ze zóny LPZ 0B a zasahují tedy do zóny LPZ 0A a přitom vedou dovnitř stavby, pomocí níž mohou být zataženy bleskové proudy do stavby. Pak jsou samozřejmě ohroženy nejen elektrické, ale především elektronické systémy nacházející se ve stavbě. To mohou být například anténní systémy, stožáry nebo další kovové konstrukce pro kategorie staveb LPS I nebo II (viz předchozí obrázek).

Uzemnění, pospojování

Uzemnění

Základním předpokladem pro stavby, v nichž se nachází větší množství elektroniky, je instalace jednoho základového zemniče. Tento zemnič je určen k uzemnění všech typů inženýrských sítí, například napájecí síť nn, telefonní sítě, anténních systémů atd.

Zemní odpor základového zemniče by měl být co možná nejmenší. Tím se dosáhne snížení úbytku napětí na zemniči a dojde ke snížení rozdílů potenciálů. Jeho hodnota byla stanovena na 10 Ω. Dojde-li k položení zemnícího drátu po obvodu základu stavby, pak spojením drátu a okolního armování každé 2 m (maximálně každých 5 m) nerezovými svorkami, které jsou zality v asfaltu, se dosáhne technicky kvalitního řešení.

Komplexní uzemňovací systém je založen na spojení zemniče se soustavou pospojování pomocí uzemňovacích přívodů. Pro tyto uzemňovací přívody by měly být dodrženy minimální průřezy dle tabulky 8 ČSN EN 62305-3 a jejich délky by měly být co možná nejkratší a bez zbytečných ohybů.

Jsou-li ve stavbě instalovány dvě uzemňovací soustavy, například v pásových základech stavby základový zemnič a v podlaze systém vyrovnání potenciálů, má vždy pro účely zemniče přednost spodní zemnič, který zajistí rozptýlení bleskového proudu do půdy v okolí základu.

Je-li v jednom areálu více staveb, pak jednotlivé základové zemniče staveb budou vždy spojeny pomocí dvou strojených zemničů do jedné uzemňovací sítě. Tím se dosáhne jedné hodnoty zemního odporu pro jeden areál (viz následující obrázek).

Uzemňovací soustava pro areál několika budov

Stínění

Stíněním je dosaženo snížení velikosti elektromagnetického pole a velikosti indukovaných napětí.

Požadavky na stínění:

Účinnost stínění se musí vyhodnotit pomocí:

  • vrcholové hodnoty bleskového proudu;

  • odpovídající intenzity amplitudy elektromagnetického pole.

Stínění je základním opatřením na zmenšení rušení způsobeného elektromagnetickou indukcí.

Rozlišují se tyto typy stínění:

prostorové stínění – například: fólie, mříže lze však také využít stavební kovové součásti;
stínění vnitřních vedení – například: fólie, opletení.

Je-li nebezpečí zavlečení bleskových proudů – kovový plášť, pancíř;

vedení tras vnitřních vedení – například: kovové kabelové žlaby, podparapetní kovové žlaby;
stínění vnějších vedení – například: kovové trubky, žlaby s ocelovým armováním.

Zásady pro prostorové stínění:

Všechny kovové části relevantní velikosti náležící k budově se musí navzájem pospojovat a připojit na ochrannou soustavu před bleskem, čímž se sníží elektromagnetické pole v budově. Jsou to například kovové střechy a fasády, ocelová výztuž betonu, kovové rámy dveří a oken (viz následující obrázek).

Použijí-li se v chráněném prostoru stíněné kabely, jejich stínění se musí připojit na uzemňovací soustavu minimálně na obou koncích a na rozhraní ochranných zón.

Optimalizace prostorového stínění vede ke zvýšení životnosti přepěťových ochran SPD.

Zásady pro ochranná opatření volbou trasy vedení a stíněním:

  • minimalizace plochy indukční smyčky;

  • vhodná volba souběhu různých vedení;

  • použití stíněných kabelů;

  • použití kovových kabelových kanálů nebo pospojovaných kovových desek (vzájemné vodivé spojení).

Montáž prostorového stínění na stavbě

Minimální tloušťka plechových částí, kovových kanálů, potrubí a kabelových stínění musí vyhovovat tabulce 3 ČSN EN 62305-3 .

Minimální průřez vodičů mřížového prostorového stínění musí vyhovovat tabulce 6.

SPD

SPD (Surge Protective Device) jsou svodiče přepětí. Svodiče se rozdělují podle schopnosti svést energii přepětí. V síti nn se instalují SPD tří typů (viz následující obrázek):

  • SPD typu 1 svodiče bleskových proudů;

  • SPD typu 2 svodič přepětí;

  • SPD typu 3 svodič přepětí.

Přepětí v sítích se rozdělují formálně podle způsobu zpracování na:

  • podélná (přepětí mezi pracovními vodiči a ochranným vodičem);

  • příčná (přepětí mezi pracovními vodiči navzájem).

Některá SPD mají nesouměrné vnitřní zapojení výkonných prvků a proto je jejich montáž závislá od směru působení přepětí. To znamená, může-li se přepětí šířit po vodičích shodným směrem se směrem šíření pracovního signálu, nebo proti němu (obvykle ven nebo dovnitř objektu). To je důležité zejména u SPD pro slaboproudé obvody a zařízení.

Instalace přepěťových ochran SPD

Typy svodičů

SPD typu 1 – svodič bleskových proudů

Na svodič bleskových proudů jsou kladeny zvlášť vysoké požadavky na zvládnutí energeticky náročného bleskového proudu. Proto musí být všechny SPD tohoto typu zkoušeny rázovou přepěťovou vlnou 10/350 µs.

Konstrukčně jsou vyráběny dvě varianty svodičů bleskového proudu:

  • SPD na bázi jiskřiště;

  • SPD na bázi varistoru.

SPD typu 1 zpracovávají podélná přepětí. U těchto SPD nezáleží na orientaci z důvodu směru šíření přepětí.

SPD typu 1 – jiskřiště

SPD typu 1 na bázi jiskřiště převažují. Důvodem je především schopnost svádět energeticky nejnáročnější proudy a velmi stabilní a dlouhodobé parametry.

Výhody:

  • schopnost svádět nejvyšší proudy;

  • dlouhodobě neměnné parametry;

  • po zapálení oblouku rychlé snížení přepětí.

Nevýhody:

  • následný proud;

  • pomalejší reakce – neplatí u řízených jiskřišť.

V současné době se již prakticky nevyskytují nezapouzdřená vyfukující jiskřiště, která po zapálení vyfukovala ionizovaný horký vzduch a měla proto zvýšené nároky na instalaci z hlediska požární bezpečnosti. Uváděna jsou pouze pro úplnost.

Současně vyráběná jiskřiště jsou již zapouzdřená, nevyfukující. Ke zhášení oblouku jsou užívány různé technologie, které jsou velmi účinné.

Většina současných jiskřišť má řízeno i zapalování oblouku, čímž se vyrovnal jejich handicap oproti varistorům v podobě delší reakce na přepětí. Současná řízená jiskřiště již reagují téměř stejně rychle jako varistory. Díky řízení jsou schopná zpracovávat často i mnohem nižší přepětí, které by samo o sobě nebylo schopné zapálit oblouk jiskřiště.

Velkou výhodou jiskřiště je, že po zapálení oblouku dochází k faktickému okamžitému zhroucení přepětí, které se zpracuje v úbytku napětí na hořícím oblouku. Díky tomu rozvody, přístroje a spotřebiče za jiskřištěm nejsou zbytečně namáhány dlouhodobějším přepětím i jen na deklarované maximálně přípustné výši.

Nevýhodou jiskřišť bylo, že po odeznění přepětí díky hořícímu oblouku zůstávalo v podstatě ve zkratu napájeném proudem ze sítě. Tento proud se nazývá následným proudem. Moderní jiskřiště však již využívají pokrokové technologie ke zhášení oblouku po odeznění přepětí. Tím je omezen následný proud na minimum a existují jiskřiště, která se zárukou nevybaví následným proudem pojistky nebo jističe s nominální hodnotou 25 A až 32 A, a samozřejmě všechny vyšší hodnoty. Tím i tato nevýhoda jiskřišť proti varistorům fakticky mizí.

V konstrukci jiskřišť jsou používány materiály, které s časem nepodléhají samovolným změnám vlastností. Jejich vlastnosti jsou stálé i po zpracování přepětí. Díky tomu jsou schopna svádět přepětí opakovaně v krátkém sledu za sebou, samozřejmě v reálných podmínkách, například úder blesku složený z prvního a následných výbojů.

SPD typu 1 – varistor

Někteří výrobci dodávají svodič bleskových proudů na bázi varistorů. Stejně jako jiskřiště i tato konstrukce má své klady a zápory.

Výhody:

  • rychlá reakce na jakékoli přepětí nad ochrannou úroveň varistoru.

Nevýhody:

  • omezená schopnost zvládat energii přepětí;

  • samovolná dlouhodobá změna parametrů;

  • možnost déle trvajícího přepětí ve výši ochranné úrovně SPD.

Vzhledem k omezené schopnosti varistorů zvládat energii se používá u těchto SPD paralelní zapojení více varistorů. To klade značné nároky na dlouhodobou stabilitu a shodnost jejich parametrů. Varistory jsou ale vyrobeny z materiálů, které nemají reálně neomezenou životnost, tak jako materiály používané při výrobě jiskřišť. Rovněž zatěžování varistorů následnými výboji blesku může přinést určité problémy se změnou vlastností. Blíže viz revize varistorů.

Výhodou varistorů je jejich okamžitá reakce, závislá pouze na strmosti čela přepětí. Je na stejné úrovni, jako reakce SPD typů 2 a 3.

Nevýhodou je ale způsob zpracování přepětí. Varistor pouze ořezává vyšší přepětí, než je jeho ochranná úroveň, a to po celou dobu trvání přepětí. Díky tomu mohou být přístroje v instalaci a připojené spotřebiče dlouhodoběji zatěžovány na hranici svého impulzního výdržného napětí. To může být kritické u choulostivých elektronických přístrojů a spotřebičů.

SPD typu 2

Svodiče typu 2 zpracovávají podélná přepětí o mnohem menší energii než je bleskový proud. Jsou určeny zejména na ošetření provozního přepětí od spínání zátěží a provozu spotřebičů. Proto se zkoušejí pouze rázovou vlnou 8/20 µs.

Výkonným prvkem v těchto SPD je varistor. Vlastnosti SPD typu 2 jsou obdobné vlastnostem varistorů v SPD typu 1.

SPD typu 2 zpracovávají podélná přepětí. U těchto SPD nezáleží na orientaci z důvodu směru šíření přepětí.

SPD typu 3

SPD typu 3 slouží k ošetření přepětí přímo v místě u choulostivého zařízení. Jsou rovněž zkoušeny rázovou vlnou 8/20 µs, ale o nižší energii než u

Nejnavštěvovanější semináře
Nahrávám...
Nahrávám...