Přepětí

1. Vznik a povaha přepětí

Je to každé napětí, které ohrožuje správně navrženou izolaci zařízení.

Přepětí mohou být:

• provozní (vnitřní)
• atmosférická (vnější)

Provozní přepětí vzniká:

2. Náhlým vypnutím nebo odlehčením sítě. Teče-li vedením proud, je ve vedení nahromaděna elektromagnetická energie 1/LI². Při vypnutí se přestanou náboje pohybovat a energie se změní v energii elektrostatickou. U = IÖ(L/C) = I*Z_V. Zda vznikne při náhlém odlehčení přepětí či ne závisí na okamžiku vypnutí (na velikosti proudu v okamžiku vypnutí).
3. Chod naprázdno. Dorazí-li napěťová vlna nakonec otevřeného vedení (vedení naprázdno) napětí se zdvojnásobí, protože se odrazí se stejnou amplitudou.
4. Rezonanční jevy při spínání.

Atmosférická přepětí vzniká:

1. Přímým úderem blesku do vedení (mega volty).
2. Indukcí při úderu blesku v blízkosti vedení. Ohrožuje vedení s nižší izolační hladinou (vedení do 15 kV).
3. Pohybuje-li se nad vedením nabitý mrak, váže na vedení stejně velký, ale opačný náboj. Dojde-li k vybití náboje mraku, náboj vázaný na vedení se uvolní a postupuje po vedení jako přepěťová vlna. Ta ohrožuje izolaci vedení a dojde-li přepěťová vlna do elektrické stanice přestupuje do prostředí s jinou vlnovou impedancí, takže se napětí zvětší a ohrožuje ve stanici izolaci zařízení, především vstupní závity transformátorů.

1. Přepěťová vlna u vedení naprázdno a nakrátko

1. Ochrany proti přepětí

• Pasivní ochrany

Jsou to ochrany preventivní.

1. Zemnící lana

Jsou umístěna na vrcholu stožáru. Nedávají se u stožáru pro 6 kV a nižší. Jsou z oceli. Jejich účel je chránit vedení proti přímému zásahu blesku.

1. Výběhová lana

Umísťují se nad vedení před vstupem do elektrické stanice. Umísťují se do vzdálenosti 1 km.

1. Dobré uzemnění stožáru

Dojde-li k přeskoku napětí na řetězci izolátoru, začne stožárem protékat proud do země a na odporu stožáru vzniká úbytek napětí. Pokud by byl odpor stožáru velký, vznikne velký úbytek napětí a dojde k zpětnému přeskoku napětí do vedení a po vedení se začne šířit přepěťová vlna. Odpor stožáru by měl mít hodnotu 5, maximálně ve stížených podmínkách 15.

1. Koordinace izolačních hladin

• hladina horní – všechna drahá zařízení. Musí mít velkou elektrickou pevnost. Musí se hodně izolovat
• hladina spodní – všechna levnější zařízení + bleskojistky

• Aktivní ochrany

Jsou to ochrany, které likvidují přepětí již vzniklá. Svodiče přepětí.

Bleskojistka musí při jmenovitém napětí dokonale izolovat od země a při přepětí rychle spojit se zemí.

Torokova trubice: (str. 138, obr. 109)

Je vyrobena z fíbru. Fíbr je papír napuštěný ZnCl – chloridem zinečnatým. Je to pasta a z ní se lisuje trubice. Zhášení oblouku způsobuje uvolňování plynu ze stran trubice (uvolňuje se teplem).

Torokova trubice se hodí také k ochraně malých transformoven.

Ventilové bleskojistky: (str. 138, obr. 110)

Nízkonapěťové se zavěšují na vodiče. Pro VN a VVN se umisťují do dutých izolátorů, které stojí na soklu.

Jsou to nejrozšířenější a nejspolehlivější svodiče přepětí. Skládají se ze 2 aktivních částí. Z jiskřiště a z odporového bloku.

Jiskřiště se skládá z určitého počtu profilovaných plechových kruhů, jejichž výčnělky jsou slídovými mezi vložkami udržovány v předepsaná vzdálenosti od sebe. Počet takto vzniklých jiskřišť závisí na velikosti napětí. (Jedno jiskřiště asi 0.67kV).

Odporový blok je tvořen plným válečkem z pérovitého materiálu, jehož odpor je závislý na napětí. Jeden odporový váleček (odporový blok) má takové rozměry, že vyhovuje zpravidla pro jmenovité napětí 3 kV. Pro vyšší napětí se několik bloků řadí do série. Pro nízká napětí se odporové bloky dělají o menší výšce. Vznikne-li na chráněném zařízení přepětí, zapálí se jiskřiště a odporovými bloky prochází do země proud. Čím je přepětí vyšší, tím je odpor menší, a tím větší proud může jím do země procházet. Po zániku přepětí dochází do země síťový následný proud. Sloupec odporových bloků musí mít tak velký odpor, aby tento proud byl dostatečně malý a dal se v jiskřišti přerušit při nejbližším průchodu proudu nulou. Po přerušení proudu v jiskřišti je série odporových bloků odpojena od napětí a neprochází ji žádný proud. Při mimořádně vysokém napětí prochází ventilovou bleskojistkou velmi značný proud, jímž může být bleskojistka tak přetížena, že se trvale poškodí. Proti tomu je bleskojistka chráněna přídavným zařízením, které proud buď přeruší nebo omezí. U starších typů bleskojistek se dno přetlakem otevřelo a odporové bloky vypadly ven.