Jak funguje přepěťová ochrana
​a záložní zdroje

Pravděpodobnost, že do budovy uhodí blesk a způsobí přepětí, je mizivá. Proč tedy řešit přepěťovou ochranu? Důvod je jednoduchý – nebezpečné přepětí nevzniká jen při bouřce, ale i v důsledku poruchy v rozvodné síti či sepnutí výkonných spotřebičů. I když trvá jen pár mikrosekund, může způsobit nedozírné škody na elektronických zařízeních.

Účelem přepěťové ochrany je chránit elektrická zařízení před vyšším napětím, než jsou schopna vydržet. Jedná se o mezičlánek mezi zásuvkou a koncovým zařízením, který ve chvíli, kdy detekuje neobvyklé či vyšší napětí, odpojí automaticky všechna připojená zařízení.

Co je přepětí a jak vzniká

Termínem přepětí označujeme veškeré napětí, které převyšuje standardní napětí v síti – kromě klasické sítě s napětím 230 V se může objevit také v telefonních či anténních linkách. I když standardně trvá přepěťový stav pouze několik milisekund či mikrosekund a samotná elektrická zařízení jsou koncipována s určitou rezervou, aby výkyvy napětí zvládla, může chvilkové přepětí poškodit či zcela zničit citlivá zařízení.

Přepětím jsou ohrožena všechna zařízení připojená do elektrické sítě, k počítačové síti, telefonním linkám, anténním svodům i k rozvodům kabelové televize. Výraznější napěťové špičky mohou spálit připojovací svorky v zásuvkách, vypínačích, rozvaděčích či instalačních krabicích, nebo poškodit i samotné vodiče.

Co způsobuje přepětí

Na vině přepětí může být několik faktorů:

• Atmosférické přepětí – bývá způsobeno úderem blesku. Blesk může zasáhnout jak samotnou budovu, tak vodiče rozvodné soustavy, ke které je budova připojena. Škody ale může napáchat, i když udeří jen v blízkosti. Než přímé zasažení objektu bleskem je pravděpodobnější tzv. zavlečený bleskový proud, který se dostane do elektrického vedení domu v důsledku blízkých i vzdálenějších úderů blesku.
• Přepětí způsobené vysílači či radiolokátory – pokud se v blízkém okolí nacházejí silné vysílače či radiolokátory, může se z nich do elektrických rozvodů budovy naindukovat napětí, a způsobit tak přepětí.
• Přepětí způsobené poruchou v rozvodné síti – může k němu dojít v důsledku poruchy trafostanice, nebo v důsledku odpojení neutrálního vodiče v třífázové síti.
• Přepětí v důsledku výkonných spotřebičů – na vině výkyvů napětí může být i spuštění některých spotřebičů s vysokým výkonem (příp. zapnutí více spotřebičů najednou), jako jsou např. topné pece, svářečky atd. Ty při zapnutí a vypnutí mohou do rozvodné sítě vyslat krátké přepěťové impulsy, jež mohou poškodit citlivou elektroniku.

Přepěťová ochrana pomůže tyto špičky napětí odfiltrovat, a je tak účinným způsobem, jak ochránit spotřebiče před poškozením, ale i jak prodloužit životnost notebooku, tiskárny, projektoru a další výpočetní techniky, multimediálních zařízení a jiných spotřebičů – i když se totiž dokáže přístroj s přepětím vypořádat, projevují se výkyvy na polovodičových součástkách, což postupně snižuje životnost spotřebičů.

důležité je kvalitní uzemnění

Aby byla přepěťová ochrana účinná, je nezbytné kvalitní uzemnění, jakož i nainstalovaný hromosvod. Následně je třeba vodivé pospojování neživých částí, díky němuž se s uzemněním prostřednictvím vodičů propojí vodivé předměty, a přepětí je pak bezpečně odváděno do země. Není však možné propojit jednotlivé fázové vodiče se zemí, aby nedošlo ke zkratu, proto se používají automaticky fungující elektroinstalační prvky označované jako svodiče přepětí.

Svodičů přepětí existuje mnoho typů, jež mohou mít různou odolnost vůči proudovým impulsům, mohou splňovat požadavky různých kategorií a tříd ochrany, proto je třeba nechat vypracovat návrh ochrany objektu před přepětím od kvalifikovaného projektanta a v souladu s platnými normami.

Hlavní prvky přepěťové ochrany 

Svodiče přepětí využívají dle typu 3 druhy ochranných prvků:

• Jiskřiště – odolný ochranný prvek, který snese vysoké přepětí, skládá se ze dvou elektrod v přesně vymezené vzdálenosti (jedna připojena na chráněném vodiči, druhá na uzemnění), nejčastěji se používá ve svodičích třídy B.
• Varistor – citlivější než jiskřiště, jde o polovodičovou součástku, která se chová jako izolant, nejčastěji se nachází ve svodičích třídy C a D. Nevýhodou je, že jej může extrémní přepěťový impuls zničit.
• Transil – chová se obdobně jako varistor, ale reaguje rychleji, jde též o polovodičovou součástku, ale je ještě méně odolný. Používá se na ochranu citlivé elektroniky ve svodičích třídy D.

Třídy přepěťových ochran používaných v soukromém i komerčním sektoru se dělí na B, C a D (třída A se umisťuje na vysokonapěťové rozvody) – nově se označují jako ochrana typu 1, 2 a 3:

• Třída B / ochrana typu 1 (T1): jde o hrubou ochranu – svodič bleskového proudu, omezuje energii přepěťové vlny způsobené úderem blesku. Instaluje se co nejblíže rozhraní chráněného a nechráněného prostředí, tedy do hlavních přípojných skříní (HPS), nebo do hlavního rozvaděče.
• Třída C / ochrana typu 2 (T2): jde o střední třídu ochrany – svodič přepětí, omezuje přepětí způsobené nepřímým úderem blesku a spínacími pochody v sítích. Instaluje se do podružných rozvaděčů, používá se jako 2. stupeň ochrany.
• Třída D / ochrana typu 3 (T3): jde o jemnou ochranu používanou do okruhů u citlivých zařízení, jako je výpočetní technika. Snižuje napětí a omezuje energii přepěťové vlny způsobené nepřímým úderem blesku, nebo spínacími pochody v síti, zapojuje se co nejblíže chráněnému zařízení, většinou ve formě zásuvek.

Instalaci ochrany T1 a T2 by měl vždy provádět zkušený elektrikář. Nezapomínejte, že při jakékoliv práci na elektronických zařízeních pod napětím je třeba používat dielektrické rukavice s elektroizolačními vlastnostmi, jež ochrání jak pracovníka, tak samotný přístroj před případným poškozením způsobeným nesprávnou manipulací.

Jakou přepěťovou ochranu zvolit

Na trhu dnes lze zakoupit různé typy přepěťové ochrany, přičemž vždy je třeba vybírat dle potřebného zabezpečení. Každá budova by měla být chráněna kompletně kombinovanou ochranou T1 + T2. Jako doplňkovou ochranu byste měli použít T3, kam patří přepěťová ochrana do zásuvky – ta může být na jedno zařízení, příp. disponovat více zásuvkami pro několik připojených zařízení. Pozor si však dejte na délku kabelu – neměla by přesahovat tři metry. Také platí, že obyčejný prodlužovací kabel s vypínačem není přepěťovou ochranou! Přepěťová ochrana musí obsahovat varistor!

Přepěťová ochrana do zásuvky je k dispozici v nejrůznějších provedeních, aby odpovídala většině zařízení. Kromě klasické tak můžete pořídit přepěťovou ochranu s následujícími zásuvkami:

• koaxiální zásuvky pro přepěťovou ochranu koaxiálního kabelu od televize či satelitu;
• USB zásuvky pro ochranu, připojení a nabíjení mobilních telefonů;
• internetové zásuvky pro připojení a jako přepěťová ochrana telefonní linky, internetu či faxu.

Velmi užitečnou přepěťovou ochranou je řídící-řízený, u kterých zařízení, které je připojeno do zásuvky master, ovlivňuje, zda budou ostatní zařízení zapojena, či nikoliv. Ideální je např. pro připojení počítače, který se zapojí do zásuvky master a všechna ostatní zařízení, jako je tiskárna, monitor, reproduktory atd., se zapojí do zásuvky slave. Díky tomu šetříte elektrickou energii, jelikož zařízení připojená do zásuvky slave se chovají jako vypnutá a mají nulový odběr energie, a zároveň je to skvělé řešení, jak můžete bez problémů schovat všechny kabely, jelikož je nebudete muset jednotlivě odpojovat.

nezapomínejte na záložní zdroje

I když je přepěťová ochrana velmi důležitá, opomíjet byste neměli také ochranu citlivých zařízení před výpadky proudu nebo nestabilitou v síti, jako jsou výkyvy napětí či přepětí. Řešením jsou záložní zdroje UPS (Uninterruptible Power Supply), které obsahují baterii a v případě výpadku proudu okamžitě přepnou napájení na ni, a poskytují tak nouzovou energii zařízením pro provoz a zároveň je chrání před poškozením. Uživateli také dávají příležitost, jak zálohovat data z počítače či jiných zařízení v případě výpadku elektřiny, a zabránit tak ztrátě dat.

Na trhu dnes najdete celou řadu záložních zdrojů s vestavěnou baterií UPS, které jsou využitelné jak pro PC a servery, tak pro různá multimediální zařízení, lékařské přístroje atd. Důležité je zvolit takové, které poskytnou výkon odpovídající potřebám a dostatek času na zálohování všech dat (pro větší kanceláře je vhodné volit UPS s výkonem 1000–1500 W, velké firmy by měly zvážit výkon nad 1500 W). Mezi nejčastěji používané záložní zdroje UPS patří:

• offline záložní zdroje UPS – jedná se o nejjednodušší a nejlevnější formu, která je vhodná spíše pro soukromé využití;
• line interactive záložní zdroje UPS – vhodné pro serverové místnosti, firmy či prostředí s nestabilním napájením, jsou schopny absorbovat krátkodobé přepětí a poklesy bez přepnutí na baterii;
• online záložní zdroje UPS s dvojitou konverzí – díky nejvyšší úrovni ochrany jsou vhodné pro servery, lékařské přístroje a další citlivá či drahá zařízení.

Doporučení na závěr

Vzhledem k tomu, že naplánování přepěťové ochrany i pořízení záložních zdrojů UPS mohou být poměrně náročné, doporučujeme vám obrátit se na odborníky. Předejdete tak budoucím problémům v případě nefunkční ochrany, která by vás mohla připravit nejen o data, ale vést i k poškození zařízení.