Petranović – Prenaponska zaštita električnih instalacija

Tehničko veleučilište u ZagrebuXIV Seminar stručnog usavršavanja ovlaštenih inženjera elektrotehnike u graditeljstvuZagreb, 8. i 9. veljača 2013.

PRENAPONSKA ZAŠTITA ELEKTRIČNIH INSTALACIJA

Mr.sc. Davor Petranović,dipl.ing.el.

Sadržaj

1. Uvod2. Propisi vezani uz prenaponsku zaštitu3. Vrste prenapona4. Zone zaštite od munje5. Podnosivi udarni napon za opremu6. Prenaponske zaštitne naprave7. Prenaponska zaštita TN, TT i IT mreža8. Prenaponska zaštita solarnih panela9. Prenaponska zaštita komunikacijskih sustava10. Primjeri prenaponske zaštite11. Literatura

1. Uvod

Prenaponska zaštita je zaštita električnih instalacija od prolaznih (kratkotrajnih) prenapona od atmosferskih pojavakoji se prenose kroz distribucijsku mrežu i od sklopnih prenapona koji nastaju u opremi uključenoj u električnoj instalaciji.Efekti nepostojanja kvalitetne prenaponske zaštite su direktni (oštećenja električne opreme) i indirektni (uslijed prestanka pogona).

Havarije uslijed prenapona

2. Propisi vezani uz prenaponsku zaštitu

Tehnički propis za niskonaponske električne instalacije (NN 005/2010)

Tehnički propis za sustave zaštite od djelovanja munje na građevinama (NN 087/2008)

HRN HD 384.4.443 S1:2001: Električne instalacije zgrada -- 4. dio: Sigurnosna zaštita -- 44. poglavlje: Prenaponska zaštita --443. odjeljak: Zaštita od atmosferskih ili sklopnih prenapona (IEC 60364-4-443:1995, modified; HD 384.4.443 S1:2000)

HRN HD 60364-5-534:2008: Niskonaponske električne instalacije -- Dio 5-53: Odabir i ugradba električne opreme --Odvajanje, sklapanje i upravljanje -- Točka 534: Naprave za zaštitu od prenapona (IEC 60364-5-53:2001/am1:2002, MOD; HD 60364-5-534:2008)

HRN EN 61643-11:2008: Prenaponske zaštitne naprave za niski napon -- 11. dio: Prenaponske zaštitne naprave spojene na niskonaponske energetske sustave -- Zahtjevi i ispitivanja (IEC 61643-1:1998, MOD+Corr.:1998, MOD; EN 61643-11:2002+A11:2007)

HRN EN 61643-21:2008/A1:2011: Prenaponske zaštitne naprave za niski napon -- 21. dio: Prenaponske zaštitne naprave spojene na telekomunikacijske i signalne mreže --Zahtjevi za radna svojstva i metode ispitivanja (IEC 61643-21:2000/am1:2008, MOD; EN 61643-21:2001/A1:2009)

3. Vrste prenapona

Uzroci i vrste prenapona:

1. Izravni ili bliski udar munje (LEMP – Lightningelectromagnetic impulse)

2. Sklopni prenaponi (SEMP – Switching electromagneticimpulse)

3. Elektrostatska pražnjenja (ESD – Electrostatic discharges)

4. Nuklearne eksplozije (NEMP – Nuclear electromagneticimpulse)

4. Zone zaštite od munja

Prenaponske zaštitne zone su:

Z0 – predstavlja vanjski prostor oko građevine

Z0A – vanjski slobodni prostor izložen direktnom udaru munje

Z0B – vanjski prostor zaštićen od direktnog udara munje

Z1 – prostor unutar građevine omeđen gromobranskom instalacijom

Z2 – prostorija u koju se smješta oprema (Faradayev kavez)

Z3 – unutrašnjost same opreme

Prikaz prenaponskih zaštitnih zona

Raspodjela struje munje

Gromobranska i prenaponska zaštita

5. Podnosivi udarni napon za opremu

6. Prenaponske zaštitne naprave

Izbor prenaponske zaštitne naprave ovisi o mjestu ugradnje i namjeni, a tehnički se izvode kao ventilski odvodnici prenapona ili kao iskrišta u kućištu.

Napon Uc odvodnika prenapona ovisi o načinu ugradnje (TN, TT ili IT) i nazivnom naponu mreže.

Ispitivanje odvodnika prenapona se vrši prema ranije navedenim normama, tako da se Klasa I ispituje valom 10/350, Klasa II s 8/20, a Klasa III s 1.2/50 i 8/20 mikrosekundi.

7. Prenaponska zaštita TN, TT i IT mreža

Na slijedećim stranicama su prikazane sheme TN, TT i IT sustava.

Legenda:

1. Pojna točka

2. Razdjelnik

3. Glavna stezaljka ili sabirnica za uzemljenje

4. Odvodnici valnog prenapona

5. Priključak odvodniak valnog prenapona

6. Zaštićena oprema

F – zaštitna naprava za odvodnik prenapona

R - uzemljivači

Prenaponska zaštita u TN sustavu

Prenaponska zaštita u TT sustavu

Prenaponska zaštita u TT sustavu

Prenaponska zaštita u IT sustavu

Primjer prenaponske

zaštite TN mreže u zgradi s uredima

Primjer prenaponske

zaštite TN mreže u zgradi s uredima

Primjer prenaponske

zaštite TN mreže u industriji

Primjer prenaponske zaštite u obiteljskoj kući s TT mrežom

Primjer prenaponske zaštite u obiteljskoj kući s TN mrežom

Primjer prenaponske

zaštite TT mreže u zgradi

s uredima

Primjer prenaponske

zaštite TT mreže u industriji

Primjer prenaponske zaštite u TNC mreži u industriji

Primjer prenaponskezaštite u IT mreži (bez N vodiča) u industriji

Primjer prenaponskihzaštita u TN i TT mreži

8. Prenaponska zaštita komunikacijskog sustava

Postoje da osnovna tipa SPD-a za prenaponsku zaštitu komunikacijskog sustava.

Prvi tip SPD-a sadrži najmanje jednu sastavnicu za naponsko ograničavanje i nema u kućištu sastavnicu za strujno ograničavanje.

Drugi tip SPD-a sadrži sastavnice i za naponsko i za strujno ograničavanje.

9. Prenaponska zaštita solarnih panela na krovu zgrade

Zbog izloženosti solarnih panela mora se obratiti pažnja na njihovu prenaponsku zaštitu.

Mjesta za ugradnju odvodnika prenapona su:

1. DC strana2. AC strana (invertor)3. AC izvor napajanja4. Prijenos podataka

Dovoljna udaljenost panela i gromobranske instalacije

Premala udaljenost panela i gromobranske instalacije

Solarni paneli na krovu bez gromobranske instalacije

10. Primjeri

Primjer prenaponske

zaštite stambene zgrade

Primjer prenaponske

zaštite industrijske

zgrade

Primjer prenaponske

zaštite komunikacijske

zgrade

43

11. Literatura

1. Uglešić, V. Milardić: Prenaponi u mrežama, Poslijediplomski doktorski studij, FER, Zagreb

2. D. Praničević: Sustavi zaštite od munja, Kigen, Zagreb, 2003.3. A. Gobov: Prenaponska zaštita električnih niskonaponskih

instalacija prema HRN, 12. Međunarodni simpozij “Električne instalacije”, Šibenik, 2006.

4. Electrical installation guide 2010, Schneider Electric, 2010.5. Katalozi tvrtke DEHN6. Katalozi tvrtke OBS