Jak řadit jednotlivé stupně přepěťové ochrany?

[Jiří Schwarz]

Je mi jasné základní provedení třístupňové ochrany, první stupeň dokáže eliminovat největší energii, ale aktivuje se při největším napětí, druhý ochrání i před menším přepětí, třetí je nejcitlivější, ale energeticky "nejméně výkonný".
Ale co v případě, že je nějaké zařízení napájeno z chráněného rozvodu, ale vlastní zařízení je situováno tak, že musí být spojeno s hromosvodovou soustavou?
Jak by na tu špičku, která přišla "z druhé strany",  reagovala ochrana stupně D? V místě vstupu do objektu  dát C? Nebo dokonce i B?

[Fuk Tomáš]

Jak by na tu špičku, která přišla "z druhé strany",  reagovala ochrana stupně D?

Nejspíš jako takový malý granát - záleží na vlastnostech kabelu, kolik je schopen přivést proudu.

Právě kvůli takovýmto situacím byl vymyšlen oddálený jímač, aby se nemuselo spojovat s hromosvodem a pak u kabelu na vstupu do objektu začínat zase se svodičem tř. I (nemluvě o ochraně toho zařízení na střeše - to je bez dalších opatření "obětované").

[Rozmahel Vladimír]

Tomu se právě zdráhám uvěřit. Pokud se na HOP objeví skokem velmi vysoké napětí vlivem úderu blesku, tak než spustí svodič typ 1, typy 2 nebo 3 budou zničeny protože jsou galvanicky spojeny. Počítat s útlumem vedení k nim je myslím alibistické. Napřed napětí, potom proud.

[Lubomír Jindra]

Ale co v případě, že je nějaké zařízení napájeno z chráněného rozvodu, ale vlastní zařízení je situováno tak, že musí být spojeno s hromosvodovou soustavou?

Na otázku už bylo odpovězeno, jen doplním, že právě proto existují projektanti, kteří by toto měli vyřešit před realizací. (projekt není papír pro stavební úřad ale komplexní řešení z mnoha hledisek)

[Fuk Tomáš]

Pokud se na HOP objeví skokem velmi vysoké napětí vlivem úderu blesku, tak než spustí svodič typ 1, typy 2 nebo 3 budou zničeny protože jsou galvanicky spojeny. Počítat s útlumem vedení k nim je myslím alibistické. Napřed napětí, potom proud.

Ale ono se tam to plné napětí neobjeví skokem. Má nějak dlouhou náběhovou hranu. Myslíte, že blesková vlna 10/350 mikrosekund je vycucaná z prstu?
Také to napětí není všude stejné. Jakmile začnou otvírat stupně 3, začne téct proud a začne se tudíž uplatňovat vlastní indukčnost vodičů (a taky odpor - viz skin efekt) - a tudíž v místě, kde je instalován stupeň 2, je vyšší napětí, než v místě, kde je stupeň 3. To není o víře nebo nevíře v útlum vedení, ale o tzv. koordinaci přepěťových ochran.
Nedávno jsem měl příležitost vidět nejen demolici špatně udělaného rozvaděče bleskovou vlnou, ale také rozdíl mezi špatně a dobře zkoordinovaným i svodiči tř. 1 a 2. (Kol. Horský byl u toho taky.)
Byl to stejný rozdíl, jako mezi vybuchlým a nevybuchlým granátem.

[Rozmahel Vladimír]

... Myslíte, že blesková vlna 10/350 mikrosekund je vycucaná z prstu?...

Nevím jak to kdo změřil. Udává se jako dogma. Nárůst napětí na HOP po spojení vztřícného výboje se sestupným si představuji rychlostí světla. Kdo viděl účinky blesku např. na velkém stromě nebo natavené vodiče v trafostanici nebo zažil blízký úder, tak si těžko představí, že takové účinky jsou vyvolány ve zkušebně. To by po každém pokusu stavěli zkušebnu znovu.
Definice 10/350 mluví o čase a proudu. Neříká nic o velikosti napětí, u nás spíše přepětí.

[Fuk Tomáš]

Nevím jak to kdo změřil. Udává se jako dogma.

Ne jako dogma, ale jako průměr z nějakých provedených měření, a pro účely standardizace zkoušek zaneseno jako normovaný průběh.

Nárůst napětí na HOP po spojení vztřícného výboje se sestupným si představuji rychlostí světla.

Ne, není to rychlostí světla. I na videozáznamech pořízených vysokorychlost ní kamerou je vidět, jak se nejprve dráha blesku vytvoří, a pak se postupně rozsvítí tím, jak postupně naroste proud. On totiž i ten bleskový kanál má nějakou indukčnost - a tedy jak říkáte, nejdřív napětí, potom proud.

Definice 10/350 mluví o čase a proudu. Neříká nic o velikosti napětí, u nás spíše přepětí.

Napětí (přepětí) mezi HOP a vzdálenou zemí se vytvoří průchodem bleskového proudu skrz impedanci zemniče (blesk se chová jako zdroj proudu). Tvar této napěťové rázové vlny není identický s tvarem proudové vlny (impedance zemniče není čistě ohmická a navíc je proudově závislá),  ale je jí podobný - jen má vrchol o něco dříve.

[Rozmahel Vladimír]

Právě ta provedená měření by mne zajímala. Myslím, že to bude spíše odborný odhad nebo simulace.
Jako vyučenci Metry mi to nejde po fousy.
Vysokorychlost ní kamera je technické zařízení, které nemá nárok stíhat rychlost světla.
Jestliže na koncovém spotřebiči otevřením svodiče typ 3 vzroste napětí nad 2,5kV je zničen, do té doby svodič typ 1 a 2 spí. Svodič typ 3 je otevřen, je tam velký rozdíl potenciálu proti vzdálenému zdroji a proteče proud. Není důležité jak moc velký, zkázu provede velikost napětí.

[Jan Hájek]

Právě ta provedená měření by mne zajímala.

Vše začalo kolem roku 1920 v tehdy koloniální Africe. Podrobnosti měření bleskového proudu popisuje dost publikací např. Atmosferická přepětí v rozvodu el.energie 1966 Jirků,J.,Popolanský,F.
Dá se říci, že , ,průměrný blesk byl definován v skoro současné podobě v průběhu 50-60 let minulého století.

[Jiří Schwarz]

Jen bych upřesnil jednu důležitou drobnost - proč "někdy" je problém s oddáleným hromosvodem.

Představte si trakční stožár u trati. Trakce se nechrání oddáleným hromosvodem, jednak i ČSN EN 62305 v první části tvrdí, že neplatí pro železniční systémy a pak si neumím představit co by se muselo nad trakčním vedením postavit, jak by to vypadalo, co by to stálo...

A pak se rozhodneme, že na trakční stožár umístíme kameru. Signál pošleme po optice, ale napájení je problém, aby se něco z blesku nedostalo do rozvodů v budově...

[Fuk Tomáš]

...Svodič typ 3 je otevřen, je tam velký rozdíl potenciálu proti vzdálenému zdroji a proteče proud. Není důležité jak moc velký,  zkázu provede velikost napětí.

Je extrémně důležité, jak velký proud proteče tím svodičem. Pokud nepřekročí meze jeho výdrže, je to v pohodě. A aby se pokud možno tyto meze nepřekročily, o to se stará předřazený svodič typ 2 a impedance vedení mezi nimi. Úbytek napětí na tom vedení (mluvíme o kiloampérech a o stovkách A za mikrosekundu) je právě to, co přiměje svodič typ 2 k reakci.

[Rozmahel Vladimír]

Já jsem to myslel tak, že na svorkách spotřebiče se objeví otevřením svodiče vysoké napětí, které ten spotřebič zničí. Pustí mu ho tam ten otevřený svodič protože s nárůstem napětí "odspodu" zareaguje jako první a pustí tam určitě více než 1,5kV. Samozřejmě záleží na topologii celého rozvodu v např. uvažovaném RD.

[Fuk Tomáš]

Nějak nerozumím.
Ten svodič otevře a tím omezí přepětí mezi vodiči, které by se tam, pokud by svodič nebyl instalován, objevilo mnohem větší.
(svodič je zapojen paralelně se spotřebičem).

[Michal Martiňák]

Já jsem to myslel tak, že na svorkách spotřebiče se objeví otevřením svodiče vysoké napětí, které ten spotřebič zničí. Pustí mu ho tam ten otevřený svodič protože s nárůstem napětí "odspodu" zareaguje jako první a pustí tam určitě více než 1,5kV. Samozřejmě záleží na topologii celého rozvodu v např. uvažovaném RD.

 Vysoké napětí na spotřebiči vznikne přepětím. A to buď spínacím nebo atmosferickým. Ale myslím že rozhodně ne tím že se při přepětí otevře svodič. Ba naopak, pokud je svodič správně instalován, tak plní funkci vyrovnání potenciálů mezi všemi pracovními vodiči a zemí.

Úplně k prvotnímu dotazu: Řekl bych, že pokud mám jakékoliv el.zařízení spojené s jímací soustavou, je nutné napájecí vedení tohoto zařízení opatřit svodičem T1 na úrovní vstupu do objektu. Samozřejmostí je vodič dostatečného průřezu na vyrovnání potenciálů mezi T1 a HOP. A to bez ohledu na to, jestli jsou v objektu instalovány svodiče z napájecí strany.
Vyjímku bych jako revizák snad akceptoval, kdyby to el.zařízení bylo napájené z hlavního rozvaděče, kde je právě instalován na přívodu SPD T1, a vedení k tomuto zařízení by bylo uloženo v dostatečné vzdálenosti od všech ostaních vedeních a zařízeních  v objektu.









 

[Michal Martiňák]

Než jsem dopsal příspěvek, pan Fuk byl rychlejší. Jsem rád že to není jen můj názor.

[Rozmahel Vladimír]

Nějak nerozumím.
Ten svodič otevře a tím omezí přepětí, které by se tam, pokud by nebyl instalován, objevilo mnohem větší.
(svodič je zapojen paralelně se spotřebičem).

Pánové já chápu Vaše argumenty.
Už jsem to psal výše:
V okamžiku úderu blesku do objektu je na HOP vysoké napětí blesku proti síti. Nejnižší zapalovací napětí mají svodiče typ3 a proto se otevřou dříve než typ 2 a 1.
Otevřením svodiče typ 3 je do blízkosti citlivého spotřebiče zavedeno napětí blesku, které je na HOP v okamžiku úderu. / síť proti blesku / Ten svodič přeci nezvládne toto utlumit na 1,5 kV tak, aby ochránil spotřebiče. Okamžik zpoždění silnějších svodičů může být pro spotřebiče příliš dlouho.
Půjde li vlna po síti od přívodu, svodiče mají šanci zareagovat tam není problém. To je případ přepětí na vedení a nuly na zemniči. U toho blesku je opačně. Síť má své napětí a HOP má ještě vyšší. Kam jde ten rozdíl? Do připojených spotřebičů.

[Fuk Tomáš]

Aha, teď mi to došlo, jak to myslíte. Na jednom vodiči se objeví přepětí proti vzdálené zemi, a svodič svým sepnutím způsobí, že se prakticky totéž přepětí (proti vzdálené zemi) objeví na ostatních vodičích. Jenže v tu chvíli to pro ten spotřebič přestane být nebezpečné přepětí, protože ho zajímá jen rozdíl mezi potenciály jednotlivých vodičů. A jsme zase u té vlaštovky sedící na vedení vn.
A je přitom úplně jedno, jestli bleskový proud po síti přichází (úder do vedení) nebo odchází (úder do chráněného objektu).

Co se týče Vaší nevíry, že koordinace přepěťových ochran funguje - chápu, asi jste se potkal se špatně vyprojektovano u či realizovanou instalací. Zmršit se dá cokoli.
To nic nemění na tom, že se to dá také udělat dobře, aby to fungovalo. Jak jsem už psal - viděl jsem to naživo, teorie neteorie.

[Milan Hudec]

Jsem obecně nikdy nepochopil nezávislost koordinačních vzdáleností at již mezi Ia II, či IIa III na průřezu vedení.
Totéž platí pro ochranný vodič u třídy I (norma říká max 1m při "V" zapojení Lvodičů),  u něho také nezáleží na průřezu? (samozřejmě od nej.dovoleného výš).