Microsoft Word - Krizani_260204_LM1.doc

Prepis

1 EMC = elektromagnetická kompatibilita je schopnosť zariadení alebo systémov pracovať vyhovujúcim spôsobom vo svojom elektromagnetickom prostredí TECHPROGRES s. r. o. Sekurisova 14/103, Bratislava tel./fax PONÚKA Poradenskú činnosť v rámci elektromagnetickej kompatibility, Meranie úrovne rušenia (diagnostika) elektrických sietí, Analýzu odolnosti Vášho elektrického zariadenia a systémov vrátane návrhu na vhodné opatrenie, Realizáciu zaistenia odolnosti el. zariadenia a systémov proti elektromagnetickému rušeniu (t.j. projektovanie, montáž, revízia, dodávka a uvedenie zariadenia do prevádzky Zvlášť u zariadení a systémov zaisťuje: dátový prenos (siete Ethernet, Twinax, štrukturovaná kabeláž a iné), telefónne hovory a dáta (telefón, fax, modemová karta a iné), zabezpečovacie informácie (EZS), protipožiarne informácie (EPS), riadiaca, automatizačná a regulačná technika (ASRTP), meranie a regulácia (vrátane napájacích sietí nn). Individuálny predaj zariadenia zaisťujúceho hodnoty EMC prepäťové ochrany HAKEL (komplexnú sadu), záložné zdroje POWERWARE (od výkonu 250 VA do 750 k VA. Kvalita a spoľahlivosť Vašich elektrických a elektronických zariadení a systémov znamená rešpektovanie zásad EMC 83

2 KOMPLEXNÁ OCHRANA PROTI NEŽIADÚCEMU PREPÄTIU Ing. Stanislav Križáni Techprogres, s.r.o., Bratislava ÚVOD Elektromagnetická kompatibilita (EMC) alebo tiež zlúčiteľnosť je odbor, ktorý sa zaoberá zabezpečením maximálnej spoľahlivosti funkcie jednotlivých elektrických a elektronických zariadení. V podstate sú to vzťahy medzi jednotlivými prvkami alebo systémami, ktoré musia byt' vopred určene tak, aby sa tieto systémy navzájom negatívne neovplyvňovali. Nežiaduce ovplyvňovanie elektrických a elektronických obvodov rušivými signálmi a prepätím sa stali pre každého elektrotechnika pojmom. Jedným z hlavných problémov, ktoré súvisia s problematikou EMC je otázka prepätia. V krajinách Európskej únie od nadobudla platnosť direktíva č.89/336/eec, ktorej cieľom je presadiť podmienky EMC vo všetkých členských štátoch EÚ ale aj v štátoch medzi ktoré patri aj Slovenská republika a majú s úniou podpísanú asociačnú dohodu. Z tohto dôvodu sa na SR vzťahujú všetky podmienky tejto direktívy. Legislatívne požiadavky EMC sú stanovené nariadením vlády SR č.394/1999 Z. z. zo dňa Z toho vyplýva, že všetky súvisiace normy a predpisy sú záväzné. Výskyt prepätí je náhodný jav. Prepätím je akékoľvek napätie, ktoré svojou hodnotou presahuje zodpovedajúcu vrcholovú hodnotu najväčšieho nominálneho napätia. So stupňom elektronizácie a v jej súvislosti s integráciou polovodičových obvodov a so znižovaním ich energetickej náročnosti sa toto nebezpečie zvyšuje, lebo tento trend vedie k znižovaniu medznej zaťažiteľnosti jednotlivých obvodov. Súčasne s tým pribúdajú s postupujúcou technickou vybavenosťou aplikácie, ktoré si vyžadujú prevádzkovú bezpečnosť a spoľahlivosť (napr. atomové elektrárne, nemocnice, bankové inštitúcie atď.). Každá závada spôsobená prepätím, vf. rušením alebo výpadkom sa na elektronike a elektronickom zariadení zákonite prejaví aj veľa krát vyčísliteľnými škodami (výpadok, nespoľahlivosť, strata údajov, morálna ujma, atď.) a nielen fyzickým poškodením a zničením zariadenia. Preto sa ukazuje stále naliehavejšia nutnosť prepäťovej ochrany používaných elektrických a elektronických zariadení. Každý odklad pri rozhodovaní o použití prepäťových ochrán proti elektromagnetickému (EM) rušeniu a impulznému prepätiu v napájacích, dátových, telekomunikačných zariadeniach a sieťach sa môže stať osudným. Zdroje, prejavy rušenia a porúch impulzným prepätím a elektromagnetickým poľom Medzi najčastejšie typy rušenia v sieťach patrí vysokofrekvenčné (vf) a impulzné prepätie. Vf rušenie má svoj pôvod predovšetkým v činnosti vysielačov, mobilných telefónov a z nedostatočne odrušených spotrebičov rôznych výkonov. Toto rušenie môže znemožniť prenos údajov a v extrémnych prípadoch spôsobiť aj výpadok Činnosti mikroprocesorových a 84

3 iných citlivých systémov. Na rozdiel od toho impulzné prepätie môže mať ako rušivé, tak degradujúce ničivé následky. Impulzným prepätím sú časovo krátke impulzy šíriace sa po vedení s trvaním niekoľko nanosekúnd, alebo milisekúnd, ktorých amplitúda prekročí menovité napätie o desiatky až stovky percent. Existuje množstvo zdrojov impulzného prepätia (činnosť vypínačov každého druhu, vyvolá 1,45 až 3-násobok menovitého napätia, relé až 20 násobok U m. Vonkajšie priemyselné zdroje rušenia sú najmä prepínacie javy vo vn a vvn rozvodoch vyvolávajúce impulzy v absolútnych amplitúdach a dosahujú až stovky kv. Tieto impulzy s charakteristickou dĺžkou nábežnej hrany 10 ns sa šíria po vedení a prenášajú sa do rozvodov nn a mn cez transformátory najmä kapacitnou väzbou. Nezanedbateľné sú zvlášť aj atmosférické výboje. Podľa úrovne rušenia impulzným prepätím, podľa ich amplitúdy a dĺžky trvania sa líšia aj prejavy. Následky tohto rušenia už pri najnižších úrovniach môžu znamenať poruchu v prenose údajov, ústredňa EZS, EPS vyhlási falošný poplach iniciovaný indukovaným napätím - impulzom. Pri vyšších úrovniach rušenia môže dôjsť k poškodeniu údajov v pamäti počítačov (PC), ústredni EZS, EPS alebo k samovoľnému resetovaniu procesorov. Následky tejto situácie závisia na type programového vybavenia a na type procesu riadeného procesorom. Pri najväčších úrovniach prepätia môže dôjsť k zničeniu zdroja alebo dátového vstupu. Pri blízkom, alebo priamom zásahu blesku dôjde k úplnému zničeniu systému, dokonca k zničeniu nn spotrebičov. Pri zásahu blesku podľa empirických údajov a meraní približne 50% energie sa zvedie bleskozvodom, 50% vyžiarenej energie pohltia vnútorné zvody, rozvody a siete ( z toho 5% sa naindukuje do dátových a telekomunikačných sieti). Pre uvedené dôvody je nutné otázkam EMC odolnosti zariadení a systémov venovať zvýšenú pozornosť, a to už v čase projektovej prípravy a samotnom projektovom riešení. Odstránenie chyb po realizácii a prípadne už za prevádzky zariadení si vyžaduje veľké úsilie a režim inštalácie prepäťových ochrán. Firmy vyrábajúce prepäťové ochrany ponúkajú veľký sortiment typov prepäťových ochrán podľa toho, či sú zamerané na čiastočné alebo komplexné riešenie problematiky ochrany elektrických zariadení pred prepätím resp. rušením v zmysle EMC. Pri výbere prepäťových ochrán na konkrétnu aplikáciu je žiadúce vychádzať z parametrov pre konkrétne použitie: menovité pracovné napätie U N, maximálne pracovné napätie U C, menovitý zvodový prúd In, maximálny zvodový prúd I max, ochrannú úroveň pri I n, doba odozvy Z a, skratovú odolnosť I p, pracovnú teplotu C, hodnoty vf filtra, rýchlosť prenosu, konštrukčné vyhotovenie. 85

4 Klasifikácia úsekov siete Porovnanie klasifikácií jednotlivých úsekov rozvodov siete nn vo vzťahu k ochranným stupňom kaskády prepäťových ochrán a k zónovému členeniu podľa IEC IEC (STN ) Jedna z firiem, ktoré vyrábajú komplexný typový sortiment prepäťových ochrán (zvodičov prepätia) je firma HAKEL, s r. o. Jej aplikácie sú v obrazovej prílohe. Firma HAKEL, s r. o. vyrába viac ako 500 typov prepäťových ochrán. Z uvedeného vyplýva, že komplexnosť ochrany znamená: ochranu napájacích obvodov a sieti, ochranu meracích riadiacich a regulačných obvodov, ochranu obvodov v zariadeniach pre prenos údajov, ochranu telekomunikačných zariadení, ochranu systémov EZS a EPS. Problematiku EMC a ochranu proti prepätiam rieši súbor noriem IEC, EN a STN, v ktorých sú tieto medzinárodné alebo európske normy zavedené. Dôležitou normou určujúcou prostriedky zaisťujúce, aby prepätia v jednotlivých častiach rozvodu neprekročili určité hraničné napätia a na druhej strane, aby všetky zariadenia v akejkoľvek časti rozvodu mali odolnosť proti prepätiu až do určitej hladiny, je norma STN , v ktorej sú zapracovane údaje z medzinárodnej normy IEC a normy STN , ktorá v zmysle skôr zavedenej legislatívy je záväzná v celom rozsahu (osoby, zvieratá a majetok musia byť chránené pred poškodením v dôsledku nadmerného prepätia, ktoré môže vzniknúť' z iných príčin napr. atmosférickými javmi, spínacími prepätiami, statickou elektrinou). Spoľahlivé riešenie všetkých problémov spojených s prepätím a EMC v najrôznejších elektrických a elektronických obvodoch ako i zabezpečenie náhradných zdrojov UPS, na zaistenie kvalitného neprerušeného napájania zabezpečí firma TECHPROGRES s r. o., Sekurisova 14/103, Bratislava, ktorá je výhradným dodávateľom prepäťových ochrán HAKEL v SR, ktoré sú vyrábané podľa ISO 9001, ISO a sú v SR certifikované. 86

5 Aplikácia pre kancelárie a domácnosti HR hlavný rozvádzač C zabezpečovací systém R podružný rozvádzač D snímač TU telefónna ústredňa S počítačový server RP riadiaci počítač UPS záložný zdroj Použitie HS45 HR pred elektromer Medzi L/N systém TN-S, L/PEN systém TN-C PIV HR za elektromer Medzi L/N systém TN-S, L/PEN systém TN-C B80 HR medzi N/PE SPC3 HR PIII každý R medzi B20/C každý R len medzi N/PE Medzi L/N systém TN-S, L/PEN systém TN-C ZS-1.1 zásuvkové okruhy (každá 4 zásuvka) PI-L oddeľovacia impedancia medzi druhý a tretí stupeň, pokiaľ sú od seba vzdialené do 10 km PI-k16 PI-k18 podružný rozvádzač napájací okruh pre domáce spotrebiče riadené elektronikou H-FAX fax, modem, TU HAKELNET1-2RJ vstup do sieťovej karty v PC PI-p16 prenosné elektrické zariadenia KO-3GN, KO-9P anténny zvod H30, H40 zabezpečovacie a protipožiarne systémy DTB, DTE, DTNVE dátové a komunikačné linky pri meraní a regulácii DT 4/T prívodné telefónne vedenie 87

6 Aplikácia v priemysle 88