Co jsou přepětí

Obecně je přepětí přechodná vlna proudu, napětí nebo energie v elektrickém obvodu. Zejména v energetických systémech – a to je pravděpodobně nejběžnější kontext, s nímž souvisí přepětí – je přepětí nebo přechodné přepětí subcyklus s trváním kratším než půl cyklu normálního napěťového průběhu. Náraz může mít buď kladnou nebo zápornou polaritu, může být aditivní nebo subtraktivní od normálního napěťového průběhu a je často oscilační a v průběhu času se rozpadá.

Rázy nebo přechodné jevy jsou krátké přepěťové špičky nebo poruchy na křivka výkonu, která může poškodit, degradovat nebo zničit elektronická zařízení v jakémkoli domě, komerční budově, průmyslovém nebo výrobním zařízení. Přechodné jevy mohou dosáhnout amplitud desítek tisíc voltů. Rázy se obvykle měří v mikrosekundách.

Každé elektrické zařízení je navrženo tak, aby pracovalo při specifikovaném jmenovitém napětí, jako je 120 V st, 240 V st, 480 V st atd. Většina zařízení je navržena tak, aby zvládla drobné odchylky v jejich standardním jmenovitém provozním napětí, avšak přepětí může být velmi škodlivé pro téměř všechna zařízení.

Interní zdroje:

• Přepínání elektrického zatížení

  Zapínání (zapínání a vypínání) a provozování určitých elektrických zátěží – ať už v důsledku úmyslných nebo neúmyslných operací – může být zdrojem rázů v elektrickém systému. Přepínání přepětí není vždy okamžitě rozpoznáno nebo rušivé jako větší externě generované přepětí, ale vyskytují se mnohem častěji. Tyto přepínací rázy mohou být v průběhu času rušivé a škodlivé pro zařízení. Vyskytují se jako součást každodenních operací.

  Zdroje přepínacích a oscilačních rázů zahrnují:

  • stykač, relé a jistič
  • Přepínání kondenzátorových bank a zátěží (například korekce účiníku)
  • Vybíjení indukčních zařízení (motory, transformátory atd.)
  • Spouštění a zastavování zátěží
  • Inicializace poruchy nebo oblouku
  • Poruchy elektrického oblouku
  • Odstranění nebo přerušení poruchy
  • Obnova systému napájení (z výpadku)
  • Volná spojení

• Magnetická a indukční vazba

  Kdykoli protéká elektrický proud, vytváří se magnetické pole. Pokud se toto magnetické pole rozšíří na druhý vodič, indukuje v něm napětí. Toto je základní princip fungování transformátorů. Magnetické pole v primárním indukuje napětí v sekundárním. V případě sousedního nebo blízkého vedení budovy je toto napětí nežádoucí a může mít přechodnou povahu.

  Mezi příklady zařízení, která mohou způsobit indukční vazbu, patří: Výtahy, ventilace vytápění a klimatizace (HVAC s proměnnými frekvenční měniče) a předřadníky zářivkového světla, kopírovací stroje a počítače.

• Statická elektřina

  Elektrostatický výboj (ESD) jevy nebo statické, mohou generovat elektromagnetická pole v širokém rozsahu frekvencí až do nízkého rozsahu gigahertzů. Termín událost ESD zahrnuje nejen výbojový proud, ale také elektromagnetická pole a koronové efekty před a během výboje. Výsledkem ESD je náhlý přenos náboje mezi těly s rozdílnými elektrostatickými potenciály. ESD indukované na elektrický rozvod obsahuje velké množství vysokofrekvenčního šumu.

  Událost elektrostatického výboje může způsobit poruchu zařízení i fyzické poškození. Porucha zařízení může zahrnovat poškození dat a zablokování zařízení. Fyzické poškození může zahrnovat poškození zařízení a dokonce i ztráty na životech. Aby se dosáhlo smysluplné odolnosti proti elektrostatickému výboji, je třeba vzít v úvahu design celého systému, a to jak pro přímé výboje, tak pro pole.

  Minimální napětí nezbytné pro to, aby si člověk mohl být vědom svého účast na elektrostatickém výboji je přibližně 3000 V.Přesto mohou elektrostatické výboje, které se vyskytují pod touto hranicí lidského vnímání, obsahovat dostatek energie, aby způsobily rozrušení nebo poškození elektronických zařízení. Ve skutečnosti rychlejší počáteční svahy proudových vln, které jsou výsledkem událostí ESD při těchto nízkých napěťových úrovních, mohou způsobit, že tyto výboje budou ještě rušivější než události ESD vznikající při vyšších napětí.

  Napětí na lidském těle nebo na mobilní objekt se může v různých prostředích velmi lišit. Může zůstat hluboko pod 5 kV v situacích s řízenou vlhkostí zahrnujících pouze antistatické nebo statické disipativní materiály. Může se pohybovat od 5 kV do 15 kV v prostředí s nízkou vlhkostí se syntetickými materiály. Oběť zařízení je v těsné blízkosti události ESD a může být narušena nebo poškozena elektromagnetickými poli generovanými výbojem mezi vetřelcem a receptorem.

Externí zdroje:

Nejznámějším zdrojem rázů generovaných mimo zařízení je blesk. I když v některých oblastech může být blesk neobvyklý, škody, které může zařízení způsobit, mohou být katastrofické. Jiné oblasti jsou mnohem častěji vystaveny bouřkám a bleskům.

Rázy, které jsou výsledkem blesku, mohou být buď přímým kontaktem blesku s elektrickým systémem zařízení, nebo častěji nepřímým nebo blízkým bleskem který indukuje elektrické rázy na napájecí nebo komunikační systémy. Oba scénáře mohou okamžitě poškodit elektrický systém a / nebo připojené zátěže.

Mezi další externí zdroje rázů patří přepínání rozvodné sítě a kondenzátorové banky. Během provozu elektrické sítě může být nutné, aby společnost přepnula dodávku energie do jiného zdroje nebo dočasně přerušila tok energie svým zákazníkům, aby pomohla odstranit poruchu ze systému. To se často stává v případě, že spadlý úd stromu nebo malé zvíře způsobí poruchu na vedení. Tato přerušení napájení způsobí přepětí, když je napájení odpojeno a poté znovu připojeno k zátěži zákazníka.

Poruchy kvality energie mohou být způsobeny během normálního provozu systému elektrické energie. Elektrické společnosti vyrábějí elektřinu z řady zařízení na výrobu energie a přidělují energii konkrétním sítím uživatelů. Protože zařízení používané k výrobě energie běží nejefektivněji při konstantní rychlosti, obslužné programy upravují přidělování energie, místo aby neustále prováděly úpravy výrobního zařízení energetického zařízení. Když energetické společnosti přepínají napájení z jedné sítě do druhé, dochází k poruchám napájení, včetně přechodových jevů nebo špiček, a podmínek podpětí a přepětí. Tyto činnosti způsobí, že do systému budou zavedeny přechodné jevy, které se mohou šířit do zařízení koncového uživatele a mohou způsobit poškození nebo narušení provozu.

Další informace o těchto a dalších tématech, která je důležité vzít v úvahu pro přepěťovou ochranu zařízení, viz IEEE Std. C62.41.1-2002 a IEEE Std. C62.72-2007, které se zobrazují na stránce Předpisy a normy tohoto webu.