Prenapetostna zaščita

Kaj so prenapetosti?

Prenapetost je kratkotrajno povišanje napetosti od nekaj voltov in vse do 100.000 V in več. V primeru udara strele je to napetostna razlika med deli ali vodniki, ki so v območju udara strele ter niso ozemljeni, in ozemljenimi deli, oziroma zemljo.  Pod prenapetostjo so lahko tudi nevtralni N-, signalni, podatkovni in telekomunikacijski vodniki. Po vodniku prenapetost išče najbližjo pot do zemlje in lahko tudi premosti daljše razdalje. Pot do zemlje najde preko vseh prevodnih delov, tudi preko živih bitij, električnih naprav. V zadnjih 20 letih, z razvojem sodobnih elektronskih naprav, kot so računalniki, se znižuje prag občutljivosti elektronskih naprav na prenapetosti. Če sta nekoč žarnica na žarilno nitko ali elektromotor prestala prenapetosti za več 100 V, pa je danes ta prag pri računalnikih samo še nekaj 10 V. Poleg udarov strel, prenapetosti nastanejo tudi zaradi napak v omrežju, električnih napravah, instalacijah, razlik v potencialu ozemljitve.

prenapetost viriLokacija prenapetostne zaščite na hiši:

  1. Telekomunikacijski priključek (razen optike)
  2. Eternet in druge komunikacijske povezave iz objekta v druge objekte, na kamere
  3. Dvoriščna vrata, zunanje enote toplotne črpalke, LED svetila
  4. Elektro priključek
  5. Sončne elektrarne, senzorji vetra na strehi, klime na strehi

Kaj prenapetosti uničujejo?

Vse današnje naprave vsebujejo elektronske elemente z zelo majhnimi razdaljami med kontakti na vezju. To pomeni, da lahko že 100 V previsoka napetost poškoduje elemente ali pa signalna naprava dobi napačne informacije. Večina elektronskih naprav ima sicer vgrajeno zaščito do največ nekaj 1000 V, kar pa je v primeru tudi zelo oddaljenih strel popolnoma premalo. Poleg tega te zaščite običajno nimajo termične zaščite pred požarom, ki jo prenapetostne zaščite morajo imeti.

Kaj je prenapetostna zaščitna naprava?

Prenapetostna zaščitna naprava ali s kratico SPD (Surge Protection Device) je element, montiran med vodnikom pod napetostjo in ozemljitvijo. Njena funkcija je kot nekakšen varnostni ventil. Med normalnim obratovanjem, ko po vodniku tečejo nazivne vrednosti napetosti in toka, je izolator. V primeru, ko vrednosti presegajo njegove nazivne vrednosti, pa postane prevoden proti zemlji in tako “izravna potencial” proti zemlji. Ker gre za zelo velike tokove in napetosti in lahko pride do požara, so za SPD-je zahtevani zelo visoki standardi.  Na EU trgu so lahko le produkti, ki jih izpolnjujejo.

Prenapetostna zaščita zdrži udarni val strele?

Prenapetostne zaščitne naprave po standardu delimo v tri razrede. Udarni val toka strele zdrži samo prenapetostna zaščita razreda I (B), ki je tudi testirana na obliko udarnega vala 10/350 . Velikost udarnega toka, ki ga prenapetostna zaščita lahko prenese, pove I imp. Prenapetostna zaščita razreda II (C) zdrži samo val oblike 8/20. Pogosto so zaščite razreda I testirane tudi za razred II, torej val 8/20. V tem primeru na prenapetostni zaščiti piše I in II. Razred III je namenjen le za fino zaščito, tik pred samo napravo in na objektu nikakor ne more biti samostojen.

Razlika med velikostjo obliko vala udara strele 10/350 in obliko vala 8/20

 

razredi SPD

Tabela: Razredi prenapetostnih zaščitnih naprav

 

Kje vgradimo prenapetostne zaščitne naprave?

Za celovito prenapetostno zaščito objekta, se najprej vgradi prenapetostna zaščita 1 ( SPD 1)  na vse vodnike, ki vstopajo v objekt iz območja, kjer je možnost udara strele. V vse notranje razdelilne omare, ki so vsaj 20 m oddaljene od vstopa kabla v objekt se vgradi prenapetostna zaščitna naprava razreda 2 ( SPD 2). Pred same zelo pomembne naprave, kot so računalniki, modemi, serverji, pa se vgradi prenapetostna zaščita razreda 3 ( SPD 3).

  1. števčna priključna omara – prenapetostna zaščita razreda 1
  2. notranja razdelilna omara – prenapetostna zaščita razreda 2
  3. vtičnica pred računalnikom, komunikacijskim modemom – prenapetostna zaščita razreda 3
spd v hiši razredi

Lokacije postavitve prenapetostnih zaščitnih naprav

Pri izboru ustreznih SPD- jev je obvezno potrebno upoštevati sistem instalacije ( TT, TN-C, TN-S ali IT).

Prenapetostna zaščita za komunikacijske, podatkovne in telefonske kable.

Ravno preko komunikacijskih, podatkovnih in telefonskih kablov, prihaja do največ uničenj električnih naprav. Običajno imajo ti vodi male napetosti 12V, 24V ali 48V in zato lahko uničijo že zelo majhna povišanja napetosti. Vendar, te zaščite so običajno drugače sestavljene kakor energetska prenapetostna zaščita. Samo napajanje naprave gre namreč skozi samo prenapetostno zaščitno napravo, zato je pred vgradnjo obvezno potrebno poznati nazivno napetost, tok in frekvenco delovanja. Ob nepravi izbiri lahko omejimo hitrost prenosa podatkov ali uničimo prenapetostno zaščitno napravo.