Prenapetostna zaščita električnih inštalacij (SPD)

Kaj je prenapetost

Prenapetost je kratkotrajen pojav, pri katerem napetost v električnem omrežju preseže normalno nazivno vrednost. Takšni pojavi so lahko zelo kratki (mikrosekunde), vendar imajo velike amplitude in energijo, zato lahko resne poškodujejo električno opremo, inštalacijo in v skrajnem primeru sprožijo tudi požar.

Najpogostejši vzroki prenapetosti so:

• udar strele (direktni ali indirektni – delni),
• inducirane napetosti kot posledica zaradi bližnjih udarov strele,
• preklopi v elektroenergetskem sistemu (vklop/izklop velikih porabnikov, predvsem induktivnih in kapacitivnih),
• delovanje nelinearnih naprav.

Matematično lahko pojav prenapetosti zaradi indukcije opišemo z izrazom:

kjer L predstavlja induktivnost vodnikov, dI/dt pa spremembo toka v času.

To pomeni, da hitre spremembe toka povzročajo visoke napetostne konice.

Vpliv prenapetosti

Prenapetosti lahko povzročijo:

• okvare elektronskih naprav (računalniki, avtomatika, krmilniki),
• poškodbe izolacije kablov,
• trajne okvare električnih strojev,
• povečano tveganje za požar,
• motnje v delovanju sistemov in izpade.

Zaradi vse večje uporabe občutljive elektronike (IT, pametne hiše, fotonapetostni sistemi) je prenapetostna zaščita danes bistveno pomembnejša kot v preteklosti.

Prenapetostni odvodniki (SPD)

Za zaščito se uporabljajo prenapetostni odvodniki (SPD – Surge Protective Devices), katerih naloga je:

• omejiti prenapetost z izenačitvijo potencialov,
• preusmeriti energijo v zemljo,
• zaščititi naprave za njimi.

Osnovni elementi SPD

Glavni in danes najpogosteje uporabljen element v odvodnikih je:

• MOV (kovinsko-oksidni varistor) – hitro spremeni svojo upornost in začne prevajati pri delovni napetosti (U_c).

Poleg MOV se uporabljajo tudi:

• plinski odvodniki,
• iskrišča,
• polprevodniški elementi.

Ko napetost preseže najvišjo delovno napetost (U_c), SPD »preklopi« v prevodno stanje in odvede tok prenapetosti v ozemljitev.

Tipi prenapetostnih odvodnikov

Prenapetostni odvodniki so razdeljeni v tri glavne razrede:

Tip T1 (razred I, B po VDE) – zaščita pred strelo:

• za zaščito pred direktnim udarom strele,
• vgrajuje se v glavno razdelilno omaro, števčno omaro,
• prenese udarni val z impulznim tokom I_imp (10/350 µs).

Tip T2 (razred II, C po VDE) – zaščita pred induciranimi napetostmi:

• za zaščito pred indirektnimi udari in preklopnimi prenapetostmi,
• namešča se v podrazdelilnike in glavne razdelilne omare, kadar ne pričakujemo direktnega udara, npr. objekt brez strelovoda ali drugih izpostavljenih delov,
• prenese udarni val s tokom I_n (8/20 µs).

Tip T3 (razred III, D po VDE) – fina zaščita:

• za zaščito občutljivih naprav (računalniki, elektronika in druge občutljive naprave),
• namešča se tik pred porabnikom,
• dopolnjuje zaščiti T1 in T2.

Kombinacije zaščite

V praksi se uporablja večstopenjska zaščita:

• T1 – na vhodu v objekt,
• T2 – v razdelilnikih,
• T3 – neposredno pri občutljivih napravah, tudi že vgrajeno v samo napravo.

Pogosto se uporabljajo tudi kombinirani odvodniki:

• T1+T2+T3 ali T1+T2

Parametri pri izbiri SPD

Pri izbiri prenapetostnega odvodnika je treba upoštevati več tehničnih parametrov:

• U_c (najvišja dovoljena trajna napetost),
• I_n (nazivni odvodni tok) – T2,
• I_max (največji odvodni tok) – T1,
• U_p (preostala napetost),
• tip omrežja (TN, TT, IT), ki določi število polov in način vezave.

Pravilna izbira teh parametrov zagotavlja učinkovito zaščito in dolgo življenjsko dobo opreme.

Vloga ozemljitve

Delovanje prenapetostne zaščite je tesno povezano s kakovostno ozemljitvijo.
Če ozemljitev ni ustrezna:

• SPD ne more dovolj učinkovito odvajati energije,
• zaščita postane neučinkovita,
• lahko pride do dodatnih poškodb.

Uporaba v sodobnih sistemih (fotonapetostni sistemi, električna vozila)

Pri sodobnih inštalacijah, kot so:

• sončne elektrarne in
• polnilnice za električna vozila,

je prenapetostna zaščita še posebej pomembna.

Posebnosti:

• delovanje v razmerah enosmernega toka,
• združena zaščita fotonapetostnih nizov in vhoda inverterja.

Sklep

Prenapetostna zaščita je ključni del vsake sodobne električne inštalacije.

Pravilno načrtovana zaščita:

• preprečuje poškodbe naprav,
• zmanjšuje stroške popravil,
• povečuje zanesljivost sistema,
• zagotavlja večjo varnost uporabnikov.

Zaradi naraščajoče uporabe občutljive elektronike je njena vloga danes pomembnejša kot kadarkoli prej.

Prenapetostna zaščita je na voljo v Schrack Technik spletni trgovini na www.schrack.si.

→ Celoten članek je objavljen v Elektrotehniški reviji številka 2/2026

Avtor:
Aleksander Cilenšek, Schrack Technik d.o.o.

Ne spreglejte pa tudi strokovnih predstavitev:

Zaščita pred delovanjem strele in prenapetostna zaščita | Pravilnik in Tehnična smernica | Strokovna pojasnila na primerih dobre prakse

Obratovanje in vzdrževanje električnih inštalacij in postrojev – v skladu s predpisi in slovenskim standardom SIST EN-50110 | Obveznosti delodajalca in delojemalca za varno delo na električnih inštalacijah in postrojih ter obvezni INTERNI PRAVILNIKI

Obvladovanje ELEKTROSTATIKE v delovnem okolju | V proizvodnji elektronike kot ESD zaščita, v »EX« področjih, tam, kjer so v prostorih in na izdelkih zahteve po tehnični čistoči, v čistih sobah, v prostorih, kjer potekajo dela s prašnimi materiali in tudi v dejavnostih kot so medicina, optika, finomehanika, telekomunikacije, v dejavnostih kjer se predelujejo termoplasti, plastični izdelki, …

Izredne situacije | Preventiva, ukrepanje in obvladovanje tveganj v podjetjih oz. organizacijah in okolju | Izdelajte načrt za hitri odziv in sprejemanje pravih odločitev ob izrednih dogodkih, nesrečah, naravni ujmi, kriznih situacijah, …