Údery blesku sú v podstate obrovské iskrové výboje, ku ktorým dochádza pri nahromadení náboja do určitého bodu medzi búrkovým mrakom a zemou alebo medzi nimi, čím sa naruší izolácia vzduchu. Údery blesku sú spúšťané najmä:
1.Priamy úder blesku
V najhorších prípadoch blesk udrie priamo do budov, zariadení alebo ľudí.
Spúšťacie podmienky: Predmety na zemi (napr. vysoká budova, strom, vysielacia veža, stromy, veže, izolovaní ľudia) tvoria spolu s búrkovými mrakmi najsilnejšie elektrické pole, čo z neho robí najkratšiu cestu pre vybitie náboja.
2. Nepriame bleskové efekty (bežnejšie, širší rozsah)
Aj keď blesk nezasiahne priamo vaše zariadenie, môže spôsobiť deštruktívny ráz (prechodný):
· Indukovaný blesk (rozdelený na elektrostatickú indukciu a elektromagnetickú indukciu):
• Elektrostatická indukcia: Keď nabitý búrkový mrak prechádza nad hlavou, indukuje veľké množstvo opačných nábojov na nadzemných vodičoch pod nimi. Keď sa oblak vybije k inému cieľu, tieto väzbové náboje sa okamžite uvoľnia, čím sa vytvárajú vysokonapäťové rázy, ktoré sa šíria pozdĺž línie.
Elektromagnetická indukcia: Silné a prechodné prúdy v kanáli blesku môžu spôsobiť veľmi vysoké napätie v okolitých kovových slučkách (napr. slučky elektrického vedenia, signálne vedenia).
· Vedenie (nárast zemného potenciálu):
• Keď blesk zasiahne systém ochrany pred bleskom budovy alebo blízku zem, cez odpor uzemnenia prejde obrovský prúd blesku, čo spôsobí, že elektrický potenciál v bode kontaktu v okamihu stúpne na státisíce alebo dokonca milióny voltov. Tento vysoký potenciál sa môže „vrátiť“ do interného zariadenia cez uzemňovací vodič zariadenia, čo spôsobí deštruktívny rozdiel potenciálu v zariadení a zničí ho.
· Vniknutie bleskového prepätia:
• Blesky udierajú do vzdialených drôtov, telefónnych vedení, káblových vedení atď. Obrovské bleskové prúdy sa šíria pozdĺž týchto kovových vodičov vo forme vĺn, ktoré napadajú a poškodzujú pripojené zariadenia.
Časť 2: Ako používať SPD na ochranu
Účelom zariadenia na ochranu proti prepätiu nie je zabrániť úderom blesku, ale poskytnúť bezpečnú cestu blesku s nízkou impedanciou -a nárazovú energiu počas úderu blesku, čím sa obmedzí napätie v zariadení na bezpečnú úroveň.
1. Základný pracovný princíp JPD
Predstavte si to ako „inteligentný spínač“ alebo „ventil citlivý na napätie“:
Počas normálnej prevádzky: SPD vysoká impedancia a je v podstate otvorený obvod s malým vplyvom na obvod.
Keď dôjde k prepätiu/prepätiu: Nastane: SPD sa (veľmi rýchlo) v nanosekundách stane stavom s nízkou impedanciou, pričom rýchlo vedie a nasmeruje veľké rázy prúdu do zeme.
Po odznení rázu: SPD sa automaticky resetuje do stavu vysokej impedancie a obvod sa vráti do normálu.
2. Správny systém ochrany SPD: Viacstupňová-ochrana
S cieľom poskytnúť komplexnú ochranu sa často používa koncept hierarchickej ochrany, ako napríklad viacero línií obrany:
Kategória 1 / I (predtým B trieda):
Miesto inštalácie: hlavný rozvodný panel (servisný vchod).
Funkcia: Uvoľňuje väčšinu bleskov s vysokou energiou z priamych alebo indukovaných úderov blesku (zvyčajne 10/350 μM tvar vlny). SPD s vysokou výbojovou kapacitou sa bežne používa na základe iskrisk.
Cieľ: Ochrániť elektrický systém celej budovy pred najväčšou búrkou.
Kategória 2 / II (predtým trieda C):
Umiestnenie: Rozvádzač (napr. podlahové panely) alebo rozvádzač kľúčových zariadení (napr. serverové miestnosti, klimatizácia, výťah).
Funkcia: Ďalej obmedzuje zvyškové napätie a absorbuje zvyškovú energiu prostredníctvom SPD typu 1. Bežne sa používajú disky SSD (Solid State Drive) založené na Metal Oxide Varistor (MOV).
Cieľ: Ochrana distribučných obvodov a zariadení v špecifických oblastiach.
Kategória 3 / III (predtým D):
Umiestnenie: Predná časť zariadenia, ako sú zásuvkové lišty pre citlivý nástroj alebo modul prepäťovej ochrany vo vnútri zariadenia.
Funkcia: Poskytuje jemnú ochranu fixovaním napätia na úroveň, ktorú môže zariadenie bezpečne odolať (zvyčajne menej ako 1,5 kV).
Cieľ: Poskytnúť poslednú obrannú líniu pre najcitlivejšie a najdrahšie elektronické zariadenia (napr. servery, zdravotnícke zariadenia, priemyselné PLC).
Signálne SPD: linky, ako sú sieťové káble, telefónne linky a monitorovacie video káble, tiež vyžadujú špecializované systémy na spracovanie signálu. Fungujú rovnakým spôsobom, ale sú navrhnuté pre napäťové úrovne a typ rozhrania signálového vedenia.
3. Kľúčové body pre inštaláciu SPD
• Predpokladom je dobré uzemnenie: SPD SPD efektívne prenáša energiu bez systému uzemnenia s nízkou{0}}impedanciou. Uzemnenie je základom ochrany pred bleskom.
• Krátke a hrubé spojovacie vodiče: SPD spojovacie a uzemňovacie vodiče musia byť čo najkratšie a najhrubšie, aby sa minimalizovala indukčnosť elektródy. Príliš dlhé vedenia môžu viesť k výraznému indukčnému napätiu, čo výrazne znižuje účinnosť ochrany.
Koordinácia: rôzne stupne SSD vyžadujú koordináciu energie, aby sa zabezpečilo postupné vybíjanie, ako je navrhnuté tak, aby sa zabránilo preťaženiu akéhokoľvek jednotlivého SPD.