Přepětí 3. část přepěťové ochrany a jejich měření Materiály a technická pomoc od firmy Přepětí 3. část přepěťové ochrany a jejich měření

Přehled ochran Jaké jsou základní principy fungování přepěťových ochran ? 1. Při přepětí se zapálí mezi elektrodami výboj 2. Při přepětí se sníží odpor ochrany a náboj se svede 1. Zapalovací (spínací) a) Plynem plněné bleskojistky (GDT) b) Jiskřiště 2.Omezovací a) Varistory (MOV) b) Supresorové diody (TVS) (rychlá Zenerova dioda) c) transily (podobný princip jako Zenerova dioda. Rozdíl je v tom, že při přetížení se zkratuje. Zenerova dioda se může přerušit).

Vlastnosti ochran 1. Zapalovací 2.Omezovací Výhody: - možnost svedení impulsu s velkou energií - dobrý izolační stav v bezporuchovém stavu Nevýhody: - delší doba reakce (<100 ns) - zhášení následných proudů (jištění) - vyšlehnutí plamene (otevřená jiskřiště) 2.Omezovací Výhody: - krátká doba odezvy (MOV<25 ns, TVS <1ns) - strmá závislost R=f(U) - žádné následné proudy Nevýhody: - svede impuls s nižší energií - „průsakový“ proud - stárnutí

Přehled ochran 1. Jiskřiště - nejčastěji používané ochrany TYP 1 (1. stupeň) a) otevřená jiskřiště – velmi vysoké svodové schopnosti (Iimp= 50 kA – 10/350 µs) a vysoký samočinně zhášený proud (If=50kA). Základním nedostatkem je vyšlehování plamene  nutno dodržet předepsané ochranné vzdálenosti b) uzavřená jiskřiště – odstraňují problém s plamenem. Vysoká zhášecí schopnost (Iimp=100kA – 10/350µs), úroveň samočinně zhášeného proudu je nízká ((If=100A). c) uzavřená jiskřiště s řízenou ionizací – urychlují vznik oblouku a snižují ochranou úroveň na 1,5 kV

Přehled ochran 2. Plynem plněné bleskojistky – používají se jako ochrany TYP 1 (1. stupeň) Válcové keramické pouzdro s elektrodami. Pouzdro je naplněno vzácnými plyny. Svodová schopnost je vysoká (až Iimp= 100 kA – 10/350 µs), úroveň samočinně zhášeného proudu je velmi nízká (If=100A)  používají se na pouze N/PE v sítích TNS. Mají vysokou životnost a stabilitu, odolávají vysokým teplotám a tlakům.

Přehled ochran 3. Varistory – používají se jako ochrany TYP 1, 1+2, 2 (2. a 3. stupeň) Varistory jsou napěťově závislé odpory, vyrábějí se na bázi oxidu zinečnatého (ZnO). Omezení je pouze v oblasti vysokých frekvencí. Pozor na tepelné přetížení (jištění)

Přehled ochran 4. Supresorové diody – používají se pro ochranu velmi citlivých datových a informačních kanálů. Je to v podstatě Zenerova dioda. Svádí velmi malé impulsy proudu 8/20 s v extrémně krátké době odezvy (pikosekundy). Nedoporučují se v sítích nízkého napětí. V datových a informačních obvodech jsou zpravidla v sestavě s bleskojistkami a oddělovacími tlumivkami.

Působení varistoru Popište oba průběhy Iimp=25 kA 2. kanál – působení varistoru Ochranná úroveň Up=1,8 kV 1. kanál – vlna proudu 8/20 µs

Působení jiskřiště Popište oba průběhy Iimp=110 kA 2. kanál – působení jiskřiště Ochranná úroveň Up=1,3 kV 1. kanál – vlna proudu (blesk) 10/350 µs

Porovnání omezovacích charakteristik jiskřiště a varistoru HAKEL - TRADE 2008 Porovnání omezovacích charakteristik jiskřiště a varistoru 10

Technické parametry svodičů a) svodiče TYP 1 – svodiče bleskových proudů parametry: impulsní proud (10/350µs)  110 kA (J.);  150 kA (B.)  12,5 kA (V), ochranná úroveň  3,5 kV (J)  2,5 kV (V) doba odezvy  100 ns (J)  25 ns (J) následné proudy  50 kA (J) svodiče: uzavřená nebo otevřená jiskřiště (J), varistory (V), bleskojistky (B) umístění: na vstupu do budovy do hlavních rozvaděčů, u některých typů lze i před elektroměr, na rozhraní zóny LPZ 0 → LPZ 1

Příklady – silové obvody (Hakel) Jiskřiště HS50-50 třída svodiče TYP 1 Vhodný pro: neměřené časti obvodu přímý úder blesku Iimp (10/350µs) = 50 kA If = 3 kA tr < 100 ns Up < 2 kV Jiskřiště HZ 110 třída svodiče TYP 1 Vhodný pro: velká intenzita blesků, trafostanice Iimp (10/350µs) = 110 kA If = 50 kA tr < 100 ns Up < 2,5 kV Varistor PIV 12,5-275 třída svodiče TYP 1 Vhodný pro: objekty LPL III a IV s kabelovou přípojkou Iimp (10/350µs) = 12,5kA In (8/20 µs) = 100 kA tr < 25 ns Up < 1,2 kV

Technické parametry svodičů b) svodiče TYP 1+2 – varistorové svodiče (spojení dvou stupňů do jednoho přístroje) parametry: impulsní proud (10/350µs)  25 kA jmenovitý výbojový proud (8/20µs)  25 kA ochranná úroveň  1,5 kV doba odezvy  25 ns svodiče: varistory umístění: pro nižší nebezpečí velkých impulsních proudů LPL I - IV zpravidla na rozhraní zón LPZ 0 →LPZ 1 provedení: modulové, pevné

Příklady – silové obvody (Hakel) Varistor + bleskojistka SPC 25 1+1 třída svodiče TYP 1+2 Vhodný pro síť TNS: ochranná úroveň LPL I a II Iimp (10/350) = 25kA (platí pro L/N) = 50kA (platí pro L/N) In (8/20µs) = 25 kA Up < 1,2 kV tr < 25ns Varistor SPC 12,5 3+0 třída svodiče TYP 1+2 Vhodný pro síť TNC: ochranná úroveň LPL II - IV Iimp (10/350) = 12,5kA (platí pro L/PEN) In (8/20µs) = 25 kA Up < 1,2 kV tr < 25ns

Příklady – silové obvody c) svodiče TYP 2 – varistorové svodiče parametry: maximální výbojový proud (8/20µs)  50 kA ochranná úroveň  2,5 kV doba odezvy  25 ns svodiče: varistory umístění: do podružných rozvaděčů a na rozhraní zóny LPZ 1 → LPZ 2 provedení: modulové, pevné

Příklady – silové obvody (Hakel) Varistor PIIIM-275/4+0 Vhodný pro síť TNS: Imax (8/20) = 50kA In (8/20µs) = 20 kA Up < 1,35 kV tr < 25ns Varistor+bleskojistka PIII 275 1+1 Vhodný pro TNS: obytné budovy, průmysl Iimp (10/350µs) = 20 kA Imax (8/20µs) = 50 kA In (8/20µs) = 20 kA If = 100 A Up < 1,35 kV tr < 25 ns Varistor PIIIM - 275 Vhodný pro TNS: Imax (8/20µs) = 50 kA In (8/20µs) = 20 kA Up < 1,35 kV tr < 25 ns

Rozdělení svodičů d) svodiče TYP 3 – jemná ochrana, varistorové svodiče parametry: maximální výbojový proud (8/20µs)  10 kA jmenovitý výbojový proud (8/20µs)  5 kA ochranná úroveň  1,5 kV doba odezvy  25 ns svodiče: varistory s vysokofrekvenčním filtrem nebo bez umístění: bytové rozvodnice, zásuvkové moduly, zásuvky

Příklady – silové obvody (Hakel) Varistor PI - 3k16 svodič s vf filtrem Vhodný pro: jmenovitý proud 16 A In (8/20) = 3 kA Up < 850 V tr < 25ns Varistor ZS-1P a ZS-1I Vhodný pro: do lišt a krabic, světelná nebo akustická signalizace In (8/20µs) = 3 kA Up < 1 kV tr < 25 ns Varistor PK 2 Vhodný pro TNS, TNC: běžné spotřebiče proti pulznímu přepětí In (8/20µs) = 3 kA Up < 1,2 V tr < 25 ns

Příklady – silové obvody (Hakel) Varistor & EMC/EMI třída svodiče TYP 3 Vhodný pro: elektronika, ochrana proti přepětí a vf rušení In (8/20µs) = 3 kA impuls = 6 kV Up (pro L/N) < 850 V tr (L/N) < 25 ns Varistor třída svodiče TYP 3 Vhodný pro: obytné budovy, průmysl In (8/20µs) = 3 kA impuls = 6 kV Up < 1 kV tr (L/N) < 25 ns

Měření přepěťových ochran - varistory HAKEL - TRADE 2008 Měření přepěťových ochran - varistory Popis úvodní kontroly: * odpojení svodiče od jmenovité napětí (jednoduché v případě předjištění svodiče nebo výměnných modulů) * vizuální prohlídka svodiče (opálení, hnědá plat, mechanické poškození) * kontrola vnitřní ochrany svodiče (mechanická nebo optická signalizace) * kontrola utažení připojovacích šroubů Princip měření – měření miliampérového bodu * měření se provádí stejnosměrným napětí * měřící přístroj postupně zvyšuje napětí a měří proud, který prochází svodičem. * měřící přístroj vyhodnotí napětí, při kterém svodičem prochází proud 1mA (předpokládá se, že od tohoto okamžiku se varistor otvírá) * tento bod musí ležet v toleranci, který je udávána výrobcem přepěťové ochrany 20 20

Měření přepěťových ochran - varistory HAKEL - TRADE 2008 Měření přepěťových ochran - varistory Příklad: * varistorový svodič přepětí s jmenovitým napětím UC = 275 V AC * hodnota mA bodu je 430V ± 10% * dovolený rozsah napětí je UMIN = 387V, UMAX = 473V 21 21

Měření přepěťových ochran - varistory HAKEL - TRADE 2008 Měření přepěťových ochran - varistory Měření v síti TNC 3+0: * před měřením je třeba odpojit vodič PEN od svorky svodiče * měřit mezi svorkami L-PEN Měření v síti TNS 3+1 * před měřením je třeba odpojit vodič N od svorky svodiče * měřit mezi svorkami L-N 22 22

GIGATEST pro Možnost měření 1. Napětí: 0 ÷ 600 V (DC; AC – 45 ÷ 65 Hz) 2. Izolační odpory: měřící napětí 50; 100; 250; 500; 1 000V DC 3. Přepěťové ochrany: nárůstem napětí 50 ÷ 1 050 V DC a) Dle seznamu výrobků a výrobců b) Dle manuálního nastavení mA bodu

Popis přístroje Měřící hrot na těle přístroje OLED displej LED dioda Ovládací panel Plastové pouzdro Zdířka pro připojení pohyblivého měřícího hrotu Posuvná krytka Zásuvka pro nabíječku akumulátorů Pohyblivý hrot

Síť TN-S; TT (zapojení 3+1) L1 → N L2 → N L3 → N Neměříme: N → PE; L1 → PE; L2 → PE; L3 → PE

Síť TN-S (zapojení 4+0) Neměříme: L1 → N; L2 → N; L3 → N; Měříme: L1 → PE L2 → PE L3 → PE N → PE Neměříme: L1 → N; L2 → N; L3 → N;

NELZE MĚŘIT BLESKOJISTKY

NELZE MĚŘIT PROTECTORY (adaptéry s SPD) PRODLUŽOVACÍ ŠŇŮRY S SPD ODŮVODNĚNÍ: Signalizace funkčnosti – doutnavka, která při měření zapálí měřícím napětím. VYHODNOCENÍ: Mimo rozsah měření PRODLUŽOVACÍ ŠŇŮRY S SPD