K běžnému standardu nových i rekonstruovaných rodinných domů patří ochrana proti blesku a ochrana proti atmosférickému i spínacímu přepětí. Při dnešní úrovni elektronizace domácností se investice do těchto ochran rychle vrátí. Pro lepší orientaci v této poměrně málo známé a někdy i složité problematice je připraven přehled vzorových řešení ochrany rozvodů a zařízení rodinných domů proti přepětí.
Blesk
Při blízkém úderu blesku vzniká ve všech vedeních přepětí až několik desítek tisíc voltů. Tímto přepětím jsou ohrožena všechna zařízení připojená do napájecích zásuvek (230 V), k telefonním linkám, počítačové síti, anténním svodům i k rozvodům kabelové televize. Přepěťové pulzy (špičky), dosahující úrovně několika set až tisíců voltů, vznikají také při spínání elektrických spotřebičů běžných v každé domácnosti (jako jsou mrazicí boxy, zářivky, vysavače, mixéry apod.). Tato nebezpečná přepětí mohou způsobit zničení především elektronických zařízení, někdy dokonce i zkrat a následný požár. Skrytým působením napěťových špiček jsou integrované obvody elektroniky trvale namáhány, čímž se dramaticky snižuje jejich životnost. Po vedení se šíří i vysokofrekvenční rušení, které ruší příjem TV, R, SAT - signálu a často i chod počítačů a jiných zařízení. Proti těmto nebezpečným vlivům ochrání citlivé spotřebiče nově vyvinutá řada výrobků - přepěťových ochran.
Jak vzniká přepětí v sítích?
K nejčastějším zdrojům přepětí v rodinném domě patří přípojka nízkého napětí, po které galvanickou cestou přichází impulzy od vzdálených úderů blesku, spínací přepětí ze sítě vysokého i velmi vysokého napětí, ale i od větších spotřebičů na přípojce i ve vlastním domku. Zdrojem je například spínání přímotopů a bojlerů, mrazáků apod. Obdobně energii vzdálených úderů blesku přivede i přípojka telefonu. Elektromagnetickou indukcí se naindukuje v domovních rozvodech nebezpečné přepětí až do vzdálenosti 1,5 km od místa úderu blesku. Při blízkém a přímém úderu blesku se bleskové proudy i v případě kabelové přípojky nízkého napětí dostanou na uzemněný vodič PEN a při vyrovnávání potenciálů vůči fázovým vodičům dochází k velikým škodám v důsledku průrazů izolace a přeskoků jisker na svorkách. Následkem přeskoků a průrazů bývají zkraty a v mnoha případech i požáry. Nedostatečná ochrana proti atmosférickému přepětí tedy ohrožuje nejenom citlivé elektronické přístroje ale i obyvatele domu.
Princip ochrany - třístupňová ochrana proti přepětí
Princip ochrany proti přepětí vychází z koncepce pospojování a je řešen normami ČSN 33 2000-5-54, 332000-4-41, 34 1390. Omezování úrovně přepětí ve třech stupních je popsáno v normě ČSN 33 0420. Norma ČSN 33 2000-1 přímo ukládá povinnost provozovatele chránit zařízení a rozvody proti přepětí. V případě pojištění domu a domácnosti proti živlu má každá pojišťovna pojistné podmínky, ze kterých vyplácí náhrady. U blesku např. hradí pouze škody z přímého úderu blesku. Pokud tedy uhodí blesk mimo pojištěný objekt a přepětí se do objektu dostane vedením nebo zemněním, nebývá takto způsobena škoda považována za důsledek přímého úderu blesku a tudíž se pojistka na ni nevztahuje. Některé pojišťovny poskytují až 20 % slevu z pojištění elektroniky při její komplexní přepěťové ochraně.
Do hlavního rozváděče, popřípadě do přípojkové skříně příslušného objektu se osazuje 1. stupeň ochrany (třída B): svodič bleskových proudů. V případě nedostatku místa v přípojkové skříni můžeme svodiče umístit do samostatné skříně, která se osazuje na vstupu napájecího kabelu nízkého napětí do objektu pod či na omítku. Pro objekty s vlastním hromosvodem se používají svodiče bleskových proudů typu FLP-A35-0,9 - svedou 35 kA/1 fázi a omezí přepětí na 900 V. V případě, že objekt nemá vlastní hromosvod, použije se lacinější FLP-275V (svede 25 kA / 1 fázi (8/20 µs).
Do podružného rozváděče se osazuje 2. stupeň ochrany (třída C) typu SLP-275 (svede 15 kA/1 fázi), který dál omezí zbytkové přepětí za prvním stupněm a potlačí i špičky, vznikající spínáním místních spotřebičů, jako jsou boilery, mrazáky, čerpadla apod. Pro ochranu jednotlivých spotřebičů se používá přepěťová ochrana 3. stupně (třída D), která se osazuje přímo ke spotřebičům, popřípadě do zásuvek, ze kterých jsou napájena jednotlivá zařízení. Pro zlepšení činnosti těchto zařízení jsou přepěťové ochrany opatřeny filtry, které potlačují energetické pulzy i vysokofrekvenční rušení. Tyto ochrany jsou vhodné pro přístroje s procesorem např. ústřednu řízení vytápění, PC, ústřednu EZS a EPS.
Pro ochranu telefonní linky je možné použít též třístupňovou ochranu: svodič bleskových proudů BD-250T na vstupu kabelu do domu, spojený s kombinovanou ochranou napájení a telefonní linky FAX-OVERDRIVE přímo k telefonu, faxu nebo počítači s modemem. Tento přístroj obsahuje dvoustupňovou ochranu telefonní linky, schopnou opakovaně svést až 10 kA (8/20).Anténní svody televize a satelitu ochráníme koaxiálními svodiči bleskových proudů FX při vstupu kabelu do domu. Pro ochranu TV přijímače lze použít i TV-OVERDRIVE - adaptér do zásuvky s ochranou napájení a anténního vstupu. Obdobně pro ochranu napájení a antény satelitního přijímače použijeme SAT-OVERDRIVE.
Komplexní ochrana
Návrh komplexní ochrany popsané v předešlém odstavci je na obr. 1 (viz. časopis). V domě je pouze jeden rozváděč umístěný poblíž vstupu kabelu nn dovnitř. V tomto rozváděči jsou umístěné dva první stupně svodičů nízkého napětí. Jejich činnost je koordinována rázovými tlumivkami RTO. Na ochranu anténního svodu je použit svodič bleskových proudů FX-TV a na ochranu přívodu telefonní linky svodič bleskových proudů BD-250T.
Pro ochranu citlivých elektronických zařízení slouží kombinované ochrany TV-OVERDRIVE a FAX-OVERDRIVE.V případě objektu bez vlastního hromosvodu můžeme místo jiskřišťového svodiče bleskových proudů FLP-A35-0,9 použít varistorový svodič prvního stupně typu FLP-275 V. Umožní nám to snížit náklady.
Částečná ochrana – postupná instalace ochran
V případě, že majitel neplánuje okamžitě investovat do ochrany prostředky dostatečné pro plnou ochranu objektu, může ochranu budovat postupně - ovšem s vědomím určitého rizika poškození zařízení a s vědomím toho, že neplní v celém rozsahu ustanovení výše uvedených norem.
V České republice se výrobou ochranných prvků zabývá firma SALTEK.
V první etapě např. aplikujeme pro ochranu domácí elektroniky adaptéry s kombinovanou ochranou napájení a linky TV-OVERDRIVE X16 a SAT-OVERDRIVE (bez vysokofrekvenčního filtru) pro audio-video techniku chrání napájení i anténní svod, FAX-OVERDRIVE F6 (s vysokofrekvenčním filtrem 6A) chrání PC s modemem s příslušenstvím a pro připojení k internetu přes telefonní linku, ISDN přípojku a modem chrání adaptér ISDN-OVERDRIVE X16. Tyto přístroje potlačí všechny typy spínacího přepětí a indukované přepětí od vzdáleného úderu blesku. Jejich použití značně sníží riziko poškození elektroniky, prodlouží její životnost a prodlouží intervaly mezi nutnými opravami. Provoz elektronických přístrojů (počítačů, televizí) se zlevní a přitom bude spolehlivější, bez poruch. Navíc u PC značně poklesne počet nevysvětlitelných selhání (tzv. zamrznutí, samovolné resetování apod.), která bývají spojena se ztrátou dat. I samotné použití adaptérů SALTEK má tedy svoji logiku i rychlou ekonomickou návratnost. Výhodou adaptérů je i to, že je může instalovat i laik bez použití nářadí. zapojení ochranných adaptérů je zobrazeno na jednotlivých obrázcích. Jeden adaptér může chránit i víc přístrojů.
Doplněním ochrany o 2. stupeň v další etapě podstatně zvýšíme odolnost rozvodů i zařízení i proti relativně blízkým úderům blesku. Trojpólový svodič SLP-275/3 bezpečně omezí spínací i indukované přepětí až do úrovně 40 kA (8/20) na 1 pól tj. celkem cca 120 kA (8/20). Díky použití kvalitních varistorů odolá blok 3 svodičů SLP-275/3 i bleskovým proudům zavlečeným např. od transformátoru až do úrovně cca 7 kA (10/350). Protože montáž bloku svodičů SLP-275/3 je velmi jednoduchá a laciná, je i ekonomika této etapy velmi dobrá. Ve třetí etapě můžeme dobudovat komplexní ochranu domu popsanou výše.
Podmínky funkčnosti vnitřní ochrany proti blesku a přepětí
Při instalaci ochran SALTEK není potřeba přijímat dodatečná opatření z hlediska instalace nízkého napětí a slaboproudu. Plně postačí dodržet příslušná ustanovení norem ČSN týkajících se vnější ochrany proti blesku, uzemnění, hlavního a doplňujícího spojení vodivých (kovových) instalačních a konstrukčních prvků. Při instalaci není třeba svodiče SALTEK proměřovat. Obdobně není potřeba měřit svodiče SALTEK ani při výchozí a periodické revizi. Životnost svodičů SALTEK je běžně 10 - 20 let a je srovnatelná s životností jiných instalačních přístrojů i chráněných zařízení.
Podrobný postup návrhu, montáže a revize svodičů SALTEK je popsán v Příručce pro projektanty, montéry a revizní techniky SALTEK. Navíc specialisti firmy poskytují zdarma konzultace pro vybudování ochrany "na míru".
Správná instalace svodičů SALTEK umožní podstatné potlačení rizika atmosférického i spínacího přepětí a umožní bezpečný a bezporuchový provoz domácí elektroniky i takových prvků jako jsou řízení topné soustavy, ústředna EZS a EPS. Investice do svodičů SALTEK se rychle vrátí v podobě snížení nákladů na údržbu a opravy.