Prenapetosti so kratkotrajni napetostni sunki, ki lahko poškodujejo električne in elektronske naprave ter inštalacijske vodnike. Najpogosteje nastanejo zaradi udara strele, lahko pa jih povzročijo tudi preklopi v električnem omrežju in drugi prehodni pojavi.
Prenapetostni odvodniki omejijo previsoko napetost in odvedejo prenapetostni tok proti ozemljitvi. S pravilno izbrano in nameščeno prenapetostno zaščito lahko zato bistveno zmanjšamo tveganje za poškodbe naprav in električne inštalacije.
Tipi prenapetostnih odvodnikov
Prenapetostne odvodnike lahko ločimo glede na vrsto zaščitenega voda in glede na stopnjo zaščite, ki jo zagotavljajo.
Pri izbiri je zato najprej pomembno, ali želimo zaščititi:
- močnostne vode, kjer ščitimo napajanje električnih naprav in inštalacij,
- signalne vode, kjer ščitimo merilne, krmilne in podatkovne signale,
- komunikacijske povezave, kjer je zaščita prilagojena konkretnemu komunikacijskemu sistemu.
Pri močnostnih vodih se prenapetostni odvodniki najpogosteje delijo na tipe T1, T2 in T3. Ti tipi se razlikujejo glede na mesto vgradnje, stopnjo zaščite in obremenitev, ki jo mora odvodnik prenesti.
Prenapetostni odvodniki T1, T2 in T3
Pri zaščiti močnostnih vodov se uporabljajo prenapetostni odvodniki tipa T1, T2 in T3. Posamezni tipi imajo različne naloge in se praviloma uporabljajo v večstopenjskem konceptu zaščite.
Prenapetostni odvodniki tipa T1 so namenjeni odvajanju zelo visokih prenapetostnih tokov, ki lahko nastanejo ob neposrednem ali bližnjem udaru strele. Običajno se namestijo na začetku električne inštalacije, kjer predstavljajo prvo stopnjo zaščite.
Prenapetostni odvodniki tipa T2 ščitijo električno inštalacijo pred preostalimi prenapetostmi ter prenapetostnimi pojavi, ki nastanejo zaradi preklopov v omrežju. Pogosto se uporabljajo v glavnih in podrazdelilnih omarah.
Prenapetostni odvodniki tipa T3 zagotavljajo dodatno zaščito občutljive električne in elektronske opreme. Nameščajo se bližje končnim porabnikom in predstavljajo zadnjo stopnjo prenapetostne zaščite.
V praksi se odvodniki T1, T2 in T3 pogosto uporabljajo usklajeno kot večstopenjska prenapetostna zaščita. Posamezne stopnje postopoma zmanjšujejo prenapetost in s tem zagotavljajo učinkovitejšo zaščito električne in elektronske opreme.
Stopnje zaščite prenapetostnih odvodnikov
Prenapetostna zaščita je praviloma zasnovana večstopenjsko. Posamezni tipi prenapetostnih odvodnikov se razlikujejo glede na mesto vgradnje, zmogljivost odvajanja prenapetostnih tokov in raven zaščite, ki jo zagotavljajo.
Po standardu IEC 61643-11 ločimo odvodnike tipa 1, tipa 2 in tipa 3. V praksi se še vedno uporabljajo tudi starejše oznake B, C in D.
Razred I (B)
Prenapetostni odvodniki tipa 1 so namenjeni odvajanju visokih tokov, ki lahko nastanejo ob delnem toku strele. Praviloma predstavljajo prvo stopnjo zaščite in se namestijo na začetku električne inštalacije oziroma v glavnem razdelilniku.
Razred II (C)
Prenapetostni odvodniki tipa 2 omejujejo prenapetosti, ki nastanejo zaradi stikalnih pojavov ali kot preostala prenapetost po predhodni stopnji zaščite. Običajno se vgrajujejo v glavne in podrazdelilne omare.
Razred III (D)
Prenapetostni odvodniki tipa 3 zagotavljajo dodatno fino zaščito občutljive električne in elektronske opreme. Namestijo se čim bližje končnemu porabniku, na primer pri vtičnici ali neposredno pred napravo.
Za učinkovito zaščito morajo biti posamezne stopnje med seboj ustrezno usklajene. Tip 3 je zato praviloma del širšega koncepta prenapetostne zaščite in ne nadomešča zaščite tipa 1 ali tipa 2.
Vezava prenapetostnega odvodnika
Učinkovitost prenapetostnega odvodnika ni odvisna samo od njegovega tipa, ampak tudi od pravilne vgradnje in vezave. Pomembni so predvsem mesto vgradnje, omrežni sistem ter dolžina in pot povezovalnih vodnikov.
Pri močnostnih vodih se prenapetostni odvodniki praviloma vgrajujejo v razdelilne omare ter povežejo med aktivne vodnike in zaščitni oziroma ozemljitveni sistem, skladno z zasnovo električne inštalacije in navodili proizvajalca.
Povezovalni vodniki naj bodo čim krajši in speljani čim bolj neposredno. Predolge ali neustrezno speljane povezave lahko zaradi dodatnih induktivnih padcev zmanjšajo učinkovitost zaščite.
Način vezave je odvisen tudi od omrežnega sistema, na primer TN, TT ali IT, zato je treba izbrati odvodnik in način priključitve, ki ustrezata konkretni inštalaciji.
Ena od možnosti priključitve je V-vezava, pri kateri je mogoče zmanjšati skupno dolžino povezovalnih vodnikov in s tem izboljšati učinkovitost zaščite.
Primer uporabe prenapetostnega odvodnika
Predstavljajmo si stanovanjsko hišo s sistemom TN-C-S, kjer želimo električno in elektronsko opremo zaščititi pred prenapetostmi.
Na začetku električne inštalacije oziroma v glavnem razdelilniku se glede na zasnovo objekta in izvedeno zaščito pred strelo namesti ustrezen prenapetostni odvodnik tipa 1 oziroma kombinirani odvodnik tipa 1 + 2.
Če je ustrezna zaščita tipa 1 že nameščena na vhodu v objekt, se lahko v nadaljnjem razdelilniku uporabi odvodnik tipa 2.
Če je razdalja med prenapetostnim odvodnikom in naslednjim razdelilnikom oziroma napravo, ki jo želimo zaščititi, večja od približno 10 m, je praviloma smiselna dodatna stopnja prenapetostne zaščite čim bližje zaščiteni opremi.
Za dodatno zaščito občutljivih končnih naprav se lahko uporabi tudi odvodnik tipa 3, nameščen v bližini porabnika.
Pri signalnih in komunikacijskih povezavah je treba zagotoviti ustrezno prenapetostno zaščito tudi na teh vodih, saj zaščita napajalnega dela sama po sebi ne ščiti podatkovnih in signalnih priključkov.
