O prenapetostni zaščiti

Prenapetost je vsako stanje napetosti v elektroenergetskem omrežju, ki je višje od nazivne napetosti oz. je višje od dovoljenega odstopanja napajalne napetosti. Vzroki za nastanek prenapetosti v elektroenergetskem omrežju pa so lahko različni.

Tako so prenapetosti, ki so lahko nevarne za naprave oz. ljudi, predvsem prehodne prenapetosti. Prehodne prenapetosti se kažejo kot relativno kratkotrajne spremembe napetosti med dvema stacionarnima stanjema. Vzrok za nastanek takšnih prenapetosti je udar strele oz. elektromagnetno polje, ki ga generirajo takšni udari strele, ali pa so posledica stikalnih manipulacij. Pri tem so udarni valovi zelo različni. S statističnimi rezultati so bile tako dobljene tri oblike udarnih valov, in sicer:

  • tokovni udarni val, ki je posledica udara streleoblike oblike 10/350 µs

projektanti in izv. prenapet.zasc. 1

  • tokovni udarni val oblike oblike 8/20 µs

projektanti in izv. prenapet.zasc. 2

  • prenapetostni val oblike oblike 1,2/50 µs

projektanti in izv. prenapet.zasc. 3

Takšni udarni tokovi, ki tečejo v električnih instalacijah, lahko v elektroenergetskem omrežju oz. napravah, ki so priključene na to omrežje, povzročijo veliko škode. Da se povzročeni škodi zaradi prenapetosti izognemo, je tako ustrezna prenapetostna zaščita nujna. 

V skladu s standardi IEC 62305 ter tudi IEC 61643 se tako prenapetostna zaščita deli na več razredov oz. se objekt razdeli na cone. Mesto uporabe ter karakteristike prenapetostnih zaščit so tako določeni s temi conami. 

projektanti in izv. prenapet.zasc. 4

Cona LPZ 0A predstavlja prostor, ki je izpostavljen udaru strele ter lahko prevaja celoten tok strele. Cona LPZ 0B je zaščitena pred neposrednim udarom strele, vendar v njej deluje neoslabljeno magnetno polje. Z zaslanjanjem med cono LPZ 0B in cono LPZ 1 dosežemo, da je vpliv magnetnega polja v coni LPZ 1 oslabljen, prav tako so znižani tokovi v prevodnih delih. V coni LPZ 2 z dodatnim zaslanjanjem oz. izenačevanjem potencialov dosežemo dodatno zmanjšanje vpliva magnetnega polja kot tudi znižanje tokov v prevodnih delih. 

Na prehodu med conama LPZ 0 in LPZ 1 se praviloma uporablja prenapetostna zaščita razreda I. Med conama LPZ 1 in LPZ 2 se praviloma uporablja prenapetostna zaščita razreda II. Na prehodu iz cone LPZ 2 v cono LPZ 3 pa se praviloma uporablja prenapetostna zaščita razreda III.

Za prenapetostne zaščite razreda I se zahteva preizkus s tokovnim valom 10/350. To pomeni, da so prenapetostne zaščite sposobne odvajati tokove, ki so posledica neposrednih ali posrednih udarov strele. Velikost udarnega toka je odvisna od uporabljenega nivoja zaščite v skladu z IEC 62305. 

Za prenapetostne zaščite razreda II ter III pa se zahteva preizkus s tokovnim valom 8/20. Takšen tokovni val je energijsko neprimerno šibkejši od zahtevanega tokovnega vala 10/350, ki se zahteva za razred I. Tako so prenapetostne zaščite sposobne odvajati tokove, ki so posledica stikalnih manipulacij v elektroenergetskem omrežju kot tudi oddaljenih posrednih udarov strele (vpliv elektromagnetnega polja ob udaru strele). Pri tem imajo prenapetostne zaščite razreda III manjše sposobnosti odvajanja toka, imajo pa tudi manjšo preostalo napetost UP. 

S pravilno uporabo prenapetostnih zaščitnih elementov oz. pravilno uporabljeno kombinacijo teh je mogoča izvedba kvalitetne zaščite pred prenapetostmi. To pomeni, da v primeru pojava prenapetosti dejansko ne pride do okvar naprav, ki so priključene na omrežje.

Pravilna uporaba prenapetostnih zaščitnih elementov je odvisna predvsem od sistema elektroenergetskega sistema ter od stopnje zaščite, ki jo želimo doseči.