Zariadenie na pulzovú ochranu

Moderné domáce spotrebiče majú často zabudovanú prepäťovú ochranu vo svojich zdrojoch napájania, avšak zdroje typických riešení varistorov sú obmedzené na maximálne 30 prípadov vypnutia, a to aj vtedy, ak prúd v prípade núdze neprekročí 10 kA. Skôr alebo neskôr môže ochrana zabudovaná v zariadení zlyhať a zariadenia, ktoré nie sú chránené pred prepätím, jednoducho zlyhajú a ich majiteľom prinesú veľa problémov. Medzitým môžu byť príčinou nebezpečného prepätia: búrka, opravy, prepätie počas prepínania silných reaktívnych záťaží a nikdy neviete, čo iného.

Aby sa predišlo takým nepríjemným situáciám, sú navrhnuté zariadenia na ochranu proti prepätiu (skrátene SPD), ktoré prijímajú núdzový prepäťový impulz a bránia tak v deaktivácii elektrických zariadení pripojených k sieti.

Princíp činnosti SPD je pomerne jednoduchý: v normálnom režime prúd vo vnútri zariadenia prúdi vodivým skratom a potom cez záťaž pripojenú v danom okamihu k sieti; ale medzi skratom a zemou je ochranný prvok - varistor alebo zvodič, ktorého odpor v normálnom režime je megaohm, a ak sa náhle objaví prepätie, ochranný prvok okamžite prejde do vodivého stavu a prúd z neho prúdi do zeme.

V okamihu činnosti SPD sa odpor vo fázovej nulovej slučke zníži na kritické a domáce spotrebiče sa ušetria, pretože vedenie sa takmer obchádza cez ochranný prvok SPD. Keď sa napätie v potrubí stabilizuje, ochranný prvok SPD opäť prejde do nevodivého stavu a prúd do záťaže opäť pretečie bočníkom.

Existujú a sú široko distribuované tri triedy zariadení na ochranu proti prepätiu:

• Trieda I SPD

• Trieda II SPD

• Trieda III SPD

Ochranné zariadenia triedy I sú navrhnuté tak, aby chránili pred nárazovými impulzmi s vlnovou charakteristikou 10/350 μs, čo znamená, že maximálny povolený čas nábehu nárazového impulzu na maximum a pokles na nominálnu hodnotu by nemal prekročiť 10 resp. 350 mikrosekúnd; v tomto prípade je prípustný krátkodobý prúd 25 až 100 kA, takéto pulzné prúdy sa vyskytujú počas bleskového výboja, keď vstupuje do elektrického vedenia vo vzdialenosti bližšej ako 1,5 km od spotrebiteľa.

Zariadenia tejto triedy sa vykonávajú na zvodičoch a ich inštalácia sa vykonáva v hlavnom rozvádzači alebo vstupno-distribučnom zariadení pri vstupe do budovy.

SPD triedy II sú navrhnuté tak, aby chránili pred krátkodobým impulzným šumom, a sú inštalované v rozvádzačoch. Sú schopní zabezpečiť ochranu proti prepäťovým impulzom s parametrami 8/20 μs, s prúdovou silou 10 až 40 kA. V tomto type SPD sa používajú varistory.

Pretože zdroj varistora je obmedzený, do konštrukcie SPD bola pridaná mechanická poistka, ktorá na základe neho jednoducho odstránila skrat z varistora, keď jeho odpor prestal byť primeraný bezpečnému ochrannému režimu. V skutočnosti ide o tepelnú ochranu, ktorá chráni prístroj pred prehriatím a ohňom. Na prednej strane modulu je farebný indikátor spojený s poistkou, jej stavom a ak je potrebné vymeniť varistor, potom je to ľahko pochopiteľné.

Podobne sú usporiadané SPD triedy III s tým rozdielom, že maximálny prúd vnútorného varistora by nemal prekročiť 10 kA.

Tradičné obvody na ochranu impulzov zabudované do domácich spotrebičov majú rovnaké parametre, avšak pri ich duplikácii s externým prepäťovým ochranným zariadením triedy III je pravdepodobnosť predčasnej poruchy zariadenia minimalizovaná.

Spravodlivo stojí za zmienku, že pre spoľahlivú ochranu zariadení je dôležité inštalovať SPD tried ochrany I, II a III. Toto musí byť dodržané, pretože výkonný prepäťový ochranný prístroj triedy I nebude pracovať s krátkymi impulzmi nízkeho prepätia jednoducho kvôli svojej nízkej citlivosti a menej výkonný nedokáže zvládnuť vysoký prúd, s ktorým sa prepäťový ochranný prístroj triedy I vyrovná.