Jaký je rozdíl mezi overvoltage a transient surge?

[Jaromír Táborský]

V komunikaci s jedním Bulharem stále narážím na výrazy overvoltage a transient surge. Celá léta to mám zafixované jako přepětí a hotovo. Ovšem Bulhar se mě ptá overvoltage nebo transient surge? Z toho logicky dovozuji otázku, co jsem špatně pochopil.

[Juraj Rojko]

Chtělo by to znát kontext, ale transient surge je krátkodobé přepětí ve formě napěťové špičky, zatímco overvoltage je obecně přepětí, které může být i dlouhodobé či trvalé.

[GDPR]

Bulhara požádejte, ať vám konkrétní pojmy nalinkuje v Mezinárodním elektrotechnic kém slovníku. Podle čísla hesla si pak najdete v konkrétní české normě český význam. Žádný pojem "transient surge" se v něm nicméně nevyskytuje, tak nechť vám Bulhar upřesní, o čem vlastně mluví.

[Jaromír Táborský]

Chtělo by to znát kontext, ale transient surge je krátkodobé přepětí ve formě napěťové špičky, zatímco overvoltage je obecně přepětí, které může být i dlouhodobé či trvalé.

Řeč je o možném podélné a příčném přepětí na zařízení, které instalujeme. Byla to úvaha které všichni rozuměli nebo to tak alespoň vypadalo.

Bulhara požádejte, ať vám konkrétní pojmy nalinkuje v Mezinárodním elektrotechnic kém slovníku. Podle čísla hesla si pak najdete v konkrétní české normě český význam. Žádný pojem "transient surge" se v něm nicméně nevyskytuje, tak nechť vám Bulhar upřesní, o čem vlastně mluví.

Zajímavá úvaha. Nejsem v pozici, kdy bych ho mohl obtěžovat. Proto se ptám zde.

[M S]

Velmi zaujimava otazka. Stravil som 10+ rokov navrhmi roznej elektroniky, no povedal by som, ze overvoltage / transient surge su vyrazy definovatelne podobne ako jednotlive subzanre metalu.

Urcite by to chcelo kontext a idealne definovanie impulzneho charakteru, urovne prepatia atd atd.

Ako ste urcite vygooglili, overvoltage, transient a surge sa vyskytuju v takmer lubovolnych spojeniach dvoch slov z troch uvedenych a vacsinou oznacuju napatovu spicku v kontexte transilov, varistorov a inych ochran.

Osobne by som to delil nasledovne:
Vyraz overvoltage sam o sebe chranime prepatovym rele >U napr Schneider RM22*,  pricina vzniku napriklad odlahcenie priemyselnej trafostanice vypadkom casti zataze, kedy nasledne popadaju ochrany v dalsich pripojenych zariadeniach.

*surge a *transient chranime v zariadeniach transilmi a varistormi, v instalaciach prepatovymi ochranami, kedze ide o zriedkave spickove javy.

[Petr Fiedler]

Záleží na tom o jakou jde aplikační oblast. Leckde existuje něco jako temporary overvoltage (TOV) a dále pak máte transient surges, které  najdete definované jako součást EMC odolnosti (EMS - Susceptibilita).

TOV mohou trvat od desítek milisekund až po jednotky nebo desítky sekund, někde možná i minut. Záleží na tom podle jaké normy máte zařízení navrhovat a pro jakou napěťovou hladinu.

Např. jedna norma to pro hladinu 24 V DC definuje takto:
Jmenovité napětí Un = 24V, zvlnění do 5%,  DC napětí trvale v rozsahu +16,8V až  +30V, dočasně (max. 1 sekundu) až (14,4V - 33,6V). 

Těch 33,6V je ono "TOV" a zařízení ho musí po stanovenou dobu vydržet.

Klasické transient surges v EMC jsou:
Surge - přepěťové rázy trvající typicky od nízkých desítek mikrosekund až po cca 1 ms
Fast transients - série rychlých pulsů trvajících desítky nanosekund (typicky puls 5/50 ns)
ESD - elektrostatick ý výboj

Jak ty úrovně a časy podle norem vypadají extrémně záleží na tom o jakou aplikační oblast jde - telekomunikace, lékařská zařízení, průmysl,  železnice, automoitive, spotřební elektronika.

[Petr Fiedler]

Rozdíl je také v přístupu, kterým zajistíte, že zařízení přežije transienty (přechodné jevy)  a dočasná přepětí (TOV).

V případě transientů se musíte postarat, že jsou obsaženy elementy, které přebytečnou energii pohltí nebo zadrží.

V případě TOV asi není šance zkoušet něco pohltit - té energie může za tu dobu přitéct opravdu hodně na to, aby se to dalo rozumně pohlit. Zařízení to prostě musí (krátkodobě) vydržet.
Na druhou stranu napětí, kterému čelíte, není tak vysoké oproti nominálnímu a díky tomu máte dost času zareagovat a citlivé části odpojit od napájení.

Terminologicky je to ovšem celé dost matoucí, protože pro návrh ochran proti tranzientním jevům v podstatě vycházíte z "Overvoltage class",  viz např. https://www.cui.com/blog/understanding-iec-overvoltage-categories

V podstatě může nastat toto:
1. Transientní jev - použijete v kaskádě SPD prvky (jiskřiště, varistory, transily),  tyto případnou přepěťovou vlnu oříznou na nějakou napěťovou hladinu.  Tuto hladinu a související proudový ráz pak musí navazující zařízení po nějakou krátkou dobu přežít.
Příkladem vám budiž kaskáda SPD v domě, kde na 230/400V rozvodu máte postupně  SPD tříd T1->T2->T3, kde ta kaskáda omezuje postupně na 4kV->2,5kV->1,5 kV.
Jemná ochrana T3  pustí dál až 1500V a s tím by se spotřebiče určené na 230VAC měly nějakou tu necelou milisekundu měly poprat. Těmto hladinám pak tako odpovídajínáro ky kladené na izolaci vodičů - pro běžné CYKY je zkušební napětí 2,5 kV právě proto, že za ochranou T2 by se vyšší napětí vůbec nemělo.
 
2. Dočasné přepětí (TOV) - například se vám v síti místo očekávaných 230V (230V +10% = tj. max cca 255V) objeví přepětí - třeba 300V na dobu několika (desítek) sekund. Poprat se s tím můžete například tak, že předepíšete takové jištění, že na výsledný nadproud dostatečně rychle zareaguje jistič a obvod odpojí. Pokud reakce tepelné spouště jistících prvků nebude dost rychlá, nebo zvýšené napětí nevyvolá potřebný nadproud, dá se to řešit buď aktivací napěťové vypínací spouště, nebo také  "crowbar" řešením - detekujete přepětí, sepnete obětní element do tvrdého zkratu a na to již reaguje magnetická spoušť jističe. Jsou samozřejmě i další řešení.
 
V ideálním případě by výrobce měl ke každému spotřebiči poskytovat informace  ohledně toho jaké přepětí zařízení snese po jakou dobu.  Například podobně jako to můžete vidět třeba u slušných SPD - zde příklad pro SPD T3 zde oblíbené značky Dehn:
https://www.dehn.cz/pdbRes/DE_CS_Web/3393/31742/Artikelnummer-pdf/31744/924396.pdf

[Jan Yossarian]

Terminologicky je to ovšem celé dost matoucí, protože pro návrh ochran proti tranzientním jevům v podstatě vycházíte z "Overvoltage class",   viz např. https://www.cui.com/blog/understanding-iec-overvoltage-categories

To máte fakt pravdu! Zkoušel jsem se na vyřešení toho vlákna ptát ve svém okolí a výsledek katastrofální. Moji největší guru na přepětí, že prý řeším blbosti. Tuším, že OBO má transientní jevy přímo v názvu katalogu přepěťových ochran. Zkusím tam zavolat a nechat si tento rozdíl vysvětlit.

[Petr Fiedler]

Když to trvá krátkou dobu, tak je to transientní jev.
Když to trvá dlouhou dobu, tak je to Over voltage.

Krátkou dobu znamená že napětí je zvýšené po dobu kratší než cca 2 milisekundy.
Dlouhou dobu znamená, že zvýšené napětí je po dobu výrazně delší než cca 2 milisekundy.

Pokud to trvá krátkou dobu, tak se to ale může mnohokrát za sebou opakovat a stále je to považováno za transientní jev.
Hranici cca 2 milisekundy vádím proto, že nevím o tom, že by se v nějaké oblasti uvažoval puls s větší energií, než puls tvaru 10/1000 µs. I pro údery blesku se většinou uvažuje jen puls tvaru 10/350µs. (První číslo je doba trvání nástupné hrany, druhé číslo charakterizuje sestupnou hranu.)

Jiný úhel pohledu - transientní jevy jsou takové děje, kde je spousta energie i na vysokých frekvencích a tedy byste neměl řešít jen odpor (reálnou část impedance),  ale na vše byste měl hledět jako na impedanci.

[Petr Fiedler]

Moji největší guru na přepětí, že prý řeším blbosti. Tuším, že OBO má transientní jevy přímo v názvu katalogu přepěťových ochran.

Blbosti jsou to přesně do okamžiku, kdy v lepším případě vaše zařízení neprojde normou stanovenou zkouškou, v horším případě vaše zařízení u zákazníka napáchá nějaké škody.

OBO stejně jako Dehn řeší jen instalace a jeho starosti končí tam, kde starosti konstruktera elektroniky začínají. Nicméně pokud vás nezajímá co je uvnitř zařízení, ale pouze rozvody vedoucí k zařízení, tak vynikající studijní materiál je Dehn Lightning Protection Guide.
https://www.dehn-international.com/en/downloads#lightning-protection-guide

[Petr Fiedler]

V komunikaci s jedním Bulharem stále narážím na výrazy overvoltage a transient surge. Celá léta to mám zafixované jako přepětí a hotovo. Ovšem Bulhar se mě ptá overvoltage nebo transient surge? Z toho logicky dovozuji otázku, co jsem špatně pochopil.

Tak mě napadlo, že Bulhar se možná ptá na to jaká "overvoltage category" a  pokud jste se nechytil na tento dotaz, tak to zkusil přes "transient surge",  z čehož se dá zpětně odhadnout o jakou "overvoltage category" se má jednat.

Pokdu si to vybavuji správně, tak z "overvoltage category" vyplývají maximální impulstní napětí, které se v systému mohou vyskytnout a také jaká je zdrojové impedance  případného impulsu.

Ve výsledku vám z toho vyplývají požadavky na dielektrickou pevnost izolace (withstand voltage),  izolační mezery (creepage/clearance),  a energii se kterou se musí ochrany poprat - je dost enormní rozdíl zda uvažujete, že přepětí pochází ze zdroje s impedancí 2 ohmy, 12 ohmů nebo 42 ohmů.

A pokud se má měřit v elektrické instalaci tak by mělo být známo v jaké "overvoltage category" se daná část instalace nachází, protože z toho vyplývá nejen zda máte mít měřák CAT I, CAT II, CATIII, nebo CAT IV, ale také jaké další případné pracovní ochranné pomůcky a postupy jsou potřeba. Nebo aspoň tušit, že jsem v kategorii o které nic nevím a nemám s k tomu přibližovat.