Ako vybrať zvodič prepätia a ako funguje prepäťová ochrana domu a budovy

Prepätie v rozvodnej sieti (či už spôsobené úderom blesku alebo niečím iným) môže u vás doma či v budove napáchať obrovské škody. A tým nemyslím len zničenie elektroniky, ale aj požiar a úrazy elektrinou, ktoré môžu byť aj smrteľné. Ochrániť vás pred tým môžu zvodiče prepätia. Prečítajte si, ako prepätie vzniká, ako sa pred ním chrániť a ako vybrať správne zvodiče prepätia (prepäťovú ochranu do rozvádzača) pre vašu elektroinštaláciu.

Článok pripravil: Michal Toma

Odkiaľ mám informácie? 🔎

Čerpám z mojej praxe s elektroinštaláciami, z noriem (STN), odbornej literatúry vrátane odporúčaní a manuálov od výrobcov zvodičov prepätia, a z praktických skúseností iných elektrikárov. 

⚠️ Zapojenie zvodiča prepätia nechajte na odborníka

Prosím, majte na pamäti, že zasahovať do elektroinštalácie a montovať, demontovať či vymieňať zvodiče prepätia môže iba kvalifikovaný elektrotechnik s osvedčením podľa vyhl. 508/2009 Z. z. Neriskujte zbytočne – nechajte to na odborníka, nech riskuje on. 😀 Okrem toho, správne nainštalovať zvodič prepätia je náročnejšie ako napr. pri ističi. Dostanem sa k tomu na konci článku.

Typy prepäťových ochrán

Existuje viac typov prepäťových ochrán:

• zvodiče prepätia – o nich budem dnes písať,
• zásuvky s prepäťovou ochranou,
• predlžovačky s prepäťovou ochranou,
• prepäťové ochrany pre slaboprúdovú kabeláž (TV, satelit, telefón…). 

No a prepäťové ochrany nájdete aj v mnohých UPS-kách (záložných zdrojoch) či vstavané v rôznych elektrospotrebičoch a zariadeniach… 

…ale v tomto článku sa budem zaoberať iba zvodičmi prepätia, tj. prepäťovou ochranou do rozvádzača. O predlžovačkách či zásuvkách s prepäťovkou bude samostatný článok.

Odporúčam tieto zvodiče prepätia

Prehľad zvodičov prepätia do elektroinštalácie (230 V striedavých)

	Zvodič prepätia KIWA POm I 4 100 kA T1 + T2 + T3	Zvodič prepätia KIWA POm I 3 75 kA T1 + T2 + T3	Zvodič prepätia KIWA PO II 4 40 kA T2 + T3	Zvodič prepätia KIWA PO II 1+1 40 kA T2 + T3	Zvodič prepätia KIWA PO II 1 40 kA T2 + T3	Zvodič prepätia KIWA POD-275S T3	Zvodič prepätia KIWA PODA-275 T3
orientačná cena	412,59 €	338,26 €	59,22 €	33,76 €	33,76 €	13,64 €	16,04 €
moje hodnotenie	⭐⭐⭐⭐⭐	⭐⭐⭐⭐⭐	⭐⭐⭐⭐⭐	⭐⭐⭐⭐⭐	⭐⭐⭐⭐⭐	⭐⭐⭐⭐⭐	⭐⭐⭐⭐⭐
použitie	hlavný rozvádzač domu/budovy, byt bez zvodiča v hl. rozvádzači	hlavný rozvádzač domu/budovy, byt bez zvodiča v hl. rozvádzači	podružný rozvádzač domu/budovy, byt (musí byť T1 v hl. rozvádzači)	podružný rozvádzač domu/budovy, byt (musí byť T1 v hl. rozvádzači)	podružný rozvádzač domu/budovy, byt (musí byť T1 v hl. rozvádzači)	jemná ochrana – zásuvka, inštalačná krabica, lišta, zariadenie	jemná ochrana – zásuvka, inštalačná krabica, lišta, zariadenie
počet fáz a sieť	3-fázový TN-S (L1 + L2 + L3 + N + PE)	3-fázový TN-C (L1 + L2 + L3 + PEN)	3-fázový TN-S (L1 + L2 + L3 + N + PE)	1-fázový TN-S (L1 + N + PE)	1-fázový TN-C (L1 + PEN)	1-fázový TN-S (L1 + N + PE)	1-fázový TN-S (L1 + N + PE)
	Zistiť cenu	Zistiť cenu	Zistiť cenu	Zistiť cenu	Zistiť cenu	Zistiť cenu	Zistiť cenu
výrobca	KIWA (Slovensko)	KIWA (Slovensko)	KIWA (Slovensko)	KIWA (Slovensko)	KIWA (Slovensko)	KIWA (Slovensko)	KIWA (Slovensko)
typ	T1 + T2 + T3 (B + C + D)	T1 + T2 + T3 (B + C + D)	T2 + T3 (C + D)	T2 + T3 (C + D)	T2 + T3 (C + D)	T3 (D)	T3 (D)
umiestnenie	na DIN lištu	na DIN lištu	na DIN lištu	na DIN lištu	na DIN lištu	zásuvka, inštalačná krabica, lišta, zariadenie	zásuvka, inštalačná krabica, lišta, zariadenie
max. impulzný prúd	100 kA/25 kA na modul	75 kA/25 kA na modul	40 kA/20 kA na modul	40 kA/20 kA na modul	40 kA	nešpecifikovaný	nešpecifikovaný
max. pracovné napätie	280 V AC	280 V AC	280 V AC	280 V AC	280 V AC	275 V	275 V
ochranný prvok	varistor + bleskoistka (iskrište)	varistor + bleskoistka (iskrište)	varistor	varistor	varistor	varistor + bleskoistka (iskrište)	varistor + bleskoistka (iskrište)
vymeniteľné moduly	nie	nie	áno	áno	áno	nie	nie
signalizácia poruchy	okienko	okienko	okienko	okienko	okienko	kontrolka na kábliku	iba zvuková
signalizácia poruchy na diaľku	nie	nie	nie	nie	nie	nie	nie
výhody	robustný a spoľahlivý, kombinácia T1+T2+T3, overený slovenský výrobca	robustný a spoľahlivý, kombinácia T1+T2+T3, overený slovenský výrobca	vysoký stupeň ochrany, overený slovenský výrobca, super cena	vysoký stupeň ochrany, overený slovenský výrobca, super cena	vysoký stupeň ochrany, aj do staršieho bytu, overený slovenský výrobca, super cena	kompaktné rozmery, aj za zásuvku, overený slovenský výrobca, žiadna Čína, super cena	kompaktné rozmery, aj za zásuvku, overený slovenský výrobca, žiadna Čína, super cena
nevýhody	nemá vymeniteľné moduly, vyššia cena	nemá vymeniteľné moduly, vyššia cena	musí mať zvodič T1 v hl. rozvádzači	musí mať zvodič T1 v hl. rozvádzači	musí mať zvodič T1 v hl. rozvádzači	iba jemná ochrana, nutné doplniť do budovy zvodiče T2, T1.	iba jemná ochrana, nutné doplniť do budovy zvodiče T2, T1.
	Zistiť cenu	Zistiť cenu	Zistiť cenu	Zistiť cenu	Zistiť cenu	Zistiť cenu	Zistiť cenu

Chýba vám tu nejaká prepäťová ochrana? Pozrite si všetky zvodiče prepätia v overenom e-shope alebo si porovnajte ceny všetkých na Heureke.

Prehľad zvodičov prepätia pre fotovoltiku (jednosmerné)

	Zvodič prepätia KIWA POPV II 2F 600 V DC 40 kA T2	Zvodič prepätia KIWA POPV II 3F 1 000 V DC 40 kA T2
orientačná cena	34,64 €	50,78 €
moje hodnotenie	⭐⭐⭐⭐⭐	⭐⭐⭐⭐⭐
použitie	fotovoltické systémy (výstup zo stringu panelov) nad 0,5 m od bleskozvodu	fotovoltické systémy (výstup zo stringu panelov) nad 0,5 m od bleskozvodu
počet fáz a sieť	jednosmerná – fotovoltika	jednosmerná – fotovoltika
	Zistiť cenu	Zistiť cenu
výrobca	KIWA (Slovensko)	KIWA (Slovensko)
typ	T2 (C)	T2 (C)
umiestnenie	na DIN lištu	na DIN lištu
max. impulzný prúd	40 kA/15 kA na modul	40 kA/15 kA na modul
max. pracovné napätie	600 V DC	1 000 V DC
ochranný prvok	varistor	varistor
vymeniteľné moduly	áno	áno
signalizácia poruchy	okienko	okienko
signalizácia poruchy na diaľku	nie	nie
výhody	vymeniteľné moduly, overený slovenský výrobca, super cena	vymeniteľné moduly, overený slovenský výrobca, super cena
nevýhody	keď sú FV panely blízko bleskozvodu, musíte pridať T1	keď sú FV panely blízko bleskozvodu, musíte pridať T1
	Zistiť cenu	Zistiť cenu

Chýba vám tu nejaká prepäťová ochrana? Pozrite si všetky zvodiče prepätia v overenom e-shope alebo si porovnajte ceny všetkých na Heureke.

Čo je prepätie v sieti, ako a kedy vzniká

Nebudem sem dávať nejaké citáty z noriem, skúsim polopatisticky:

O prepätí v rozvodnej sieti či elektroinštalácii hovoríme, keď je napätie vyššie než obvyklé až natoľko, že by mohlo poškodiť pripojené spotrebiče, elektroinštaláciu či spôsobiť úraz. 

Na Slovensku je tolerancia, hádajte koľko…

…je to až ±10 %. Takže v zásuvke môžete mať pokojne aj 253 V a bude to oficiálne ok. 

Takéto napätie môže takisto spôsobiť problémy, ale je obvykle spôsobené stavom rozvodnej siete. Často je to, keď je dom blízko transformátora a vedenie je dlhé, takže posledný dom môže mať zase príliš nízke napätie… ale to tu nebudem rozoberať. 

Čo sa týka prepätia, to je vždy iba prechodný stav a môže vznikať 3 spôsobmi:

🌩️ 1. Úder blesku či iné pôsobenie atmosférickej elektriny

Prepätie môže vzniknúť, keď blesk udrie priamo do budovy, do jej bleskozvodu, ale aj do vzdušného elektrického vedenia či potrubia, ktoré je s budovou vodivo spojené (prípadne ak udrie do zeme s takýmto potrubím). 

Blesk v sebe nesie obrovské množstvo energie, je to cca 100 000 kV až milióny voltov a pri jeho údere môžu do zeme tiecť desiatky kA (kiloampérov). Áno, to sú desaťtisíce ampérov.

Prepätie môže do budovy preniesť aj nepriamy úder blesku, a to až vo vzdialenosti 2 km. A môže sa naindukovať tiež z blízkeho kábla vzdušného vedenia, do ktorého udrie blesk, prípadne elektrostatickou indukciou z atmosféry – netreba ani blesky, stačí búrková aktivita v oblasti.

🔌 2. Spínanie alebo iné prechodné javy v rozvodnej sieti

Prepätia vznikajú aj zapínaním a vypínaním veľkých spotrebičov, strojov, úsekov rozvodnej siete a pod. Hovorí sa tomu spínacie prepätie. 

Tieto prepäťové špičky nemávajú až takú energiu ako úder blesku, a teda nespôsobujú také škody. Mnohé moderné spotrebiče a stroje si s nimi poradia – napriek tomu môže spínacie prepätie „odpáliť“ elektronické zariadenia.

🛠️ 3. Porucha v prípojke či rozvodnej sieti

Vyššie som písal, že trvale vyššie napätie v sieti môže byť aj prirodzeným stavom. Existujú však aj prípady, kedy ide o poruchu. 

Stať sa môže všeličo – napríklad, ak sa uvoľní nulák alebo kombinovaný PEN vodič v elektroinštalácii alebo po ceste k vám, na jednotlivých fázach začne napätie kolísať podľa ich záťaže. 

V praxi to môže vyzerať nejako takto:

	Štandardný stav	Uvoľnený N alebo PEN
Fáza 1	230 V	160 V
Fáza 2	230 V	300 V
Fáza 3	230 V	230 V

Uvoľnený nulák alebo PEN je častým problémom v starších elektroinštaláciách s hliníkovými vodičmi. Stať sa to môže aj niekde v rozvodnej sieti, ale nie je to časté. 

Takisto sa môžu vyskytnúť iné poruchy, napríklad prehodenie fázového vodiča s nulákom a tam, kde malo byť 230 V, budú zrazu oproti sebe 2 fázy, tj. 400 V. Prípadne niekto omylom prepne odbočku na transformátore v trafostanici a napätie stúpne v celej sieti od trafostanice k vám (o tomto som čítal dávnejšie, tuším to bolo v ČR).

Čo je prepäťová ochrana? Okrem zvodiča prepätia aj bleskozvod a uzemnenie 

Ak si myslíte, že si stačí kúpiť predlžovačku s prepäťovkou za 11 €, tak vás sklamem. Také jednoduché to nie je. Samozrejme, v niečom to môže pomôcť, ale ochrana proti prepätiu (a zároveň aj bleskom) je omnoho komplexnejšia. 

Skladá sa z 3 častí:

1. Uzemnenie

Kvalitné uzemnenie budovy aj elektroinštalácie je nevyhnutné pre správnu funkciu bleskozvodu, prepäťových ochrán, prúdových chráničov a pre bezpečnosť elektroinštalácie a celkovo domu či budovy. Vďaka nemu môžu byť akékoľvek nebezpečné prúdy a prepätia odvedené bezpečne do zeme. 

Dôležité je tiež aj uzemniť potrubia a niektoré kovové konštrukcie (hovorí sa tomu pospájanie neživých častí a privedenie na spoločný potenciál – v tomto prípade potenciál zeme). 

Uzemnenie sa pri novostavbách rieši najčastejšie základovým zemničom, ktorý sa zabetónuje priamo do základov. Ak spoľahlivé uzemnenie nemáte, nezúfajte, dá sa spraviť aj dodatočne.

2. Bleskozvod

Slúži na zachytenie bleskového výboja a jeho bezpečné zvedenie do zeme bezpečnou cestou, ktorá je dostatočne vodivá (má nízky odpor).

Pretože, ak by ste bleskozvod na budove nemali, blesk by si hľadal inú cestu, napríklad cez:

• odkvap,
• kovové časti budovy,
• potrubia,
• káble, od silnoprúdových až po slaboprúd – telefón, TV, satelit, internet…

…a to skrátka nechcete. Tieto cesty totiž na taký prúd nie sú prispôsobené, majú vysoký odpor a pri prechode prúdu by sa prudko zohriali. Väčšinou to teda končí tým, že niečo začne horieť, vplyvom prudkého zohrievania a rozťahovania materiálov i vzduchu však môžu niektoré predmety aj vybuchnúť. 

3. Zvodiče prepätia

Poslednou úrovňou prepäťovej ochrany sú zvodiče prepätia. Tie „odchytia“ akékoľvek prepätie, ktoré sa dostane do vašej elektroinštalácie – napr. pri už spomínanom údere blesku. Prepäťové impulzy spoľahlivo zvedú do zeme cez ochranný vodič (áno, preto je dôležité kvalitné uzemnenie).

Samozrejme, ani zvodiče prepätia nie sú stopercentné, ale len s ich použitím bude vaša ochrana pred bleskom a prepätím kompletná.

Ako funguje zvodič prepätia

Zvodič prepätia je zariadenie, ktoré môže mať rôzne vyhotovenia: 

• ako prepäťová ochrana do rozvádzača – umiestňuje sa väčšinou na DIN lištu a na prvý pohľad vzdialene pripomína istič,
• ako modul – krabička s vodičmi, ktorá sa zapája za zásuvku, do inštalačnej krabice, inštalačného kanála a pod.,
• rôzne ďalšie vyhotovenia, ktoré sa dajú zabudovať priamo do lámp verejného osvetlenia, iných elektrických zariadení či vyhotovenia do prípojkových skríň a veľkých rozvádzačov.

Zvodiče prepätia sa do obvodu zapájajú paralelne, na začiatok chráneného obvodu, avšak až za istič, prípadne poistky. Jedným kontaktom sa zvodič pripojí k chránenému vodiču – fáza 1, 2, 3 alebo nulák – a druhou stranou k ochrannému vodiču (a teda k zemi). Väčšinou sa skladajú z viacerých modulov/častí, pričom každá chráni jeden konkrétny vodič.

Pri normálnej prevádzke elektroinštalácie je zvodič nevodivý. 

Ak napätie na chránenom vodiči prekročí úroveň menovitého napätia zvodiča (najčastejšie 280 V efektívnych v prípade 230 V rozvodov), zvodič vytvorí vodivé spojenie medzi ním a zemou (ochranným vodičom). Vznikne vlastne skrat a energia prepäťového impulzu je zvedená do zeme a obmedzená na nulu alebo na malú úroveň, ktorú zvládne nasledujúci zvodič menšieho stupňa.

A čože sa nachádza v tej zázračnej krabičke menom zvodič prepätia? 

Záleží na type, môže to byť jeden zo základných prvkov prepäťovej ochrany alebo ich kombinácia:

Bleskoistka – iskrište (zvodiče prepätia Typ 1, resp. T1)

Ide o 2 kontakty s presne vymedzenou vzduchovou medzerou. Pre bežných 230 V je vzduch medzi nimi nevodivý, pri prekročení určitej hladiny napätia sa vzduch ionizuje, medzi kontaktmi preskočí výboj a prepäťový impulz putuje do zeme. 

Iskrište sa používa väčšinou vo zvodičoch triedy B, podľa novšieho značenia je to Typ 1 alebo T1, občas aj vo zvodičoch T2 a T3. Nazýva sa aj bleskoistka, keďže zvláda vysoké prúdové impulzy a bleskové prúdy. Nie je však dostatočne citlivé na malé úrovne prepätia.

Varistor (zvodiče prepätia Typ 2 a Typ 3, resp. T2 a T3)

Polovodičová súčiastka, ktorá je za normálnych okolností nevodivá. Pri prekročení určitého napätia sa však polovodičový PN priechod vo varistore otvorí a varistor sa stane vodivým (v podstate ako keby polovodičový spínač, samozrejme, nejaký odpor tam je). 

Výhodou varistoru je rýchly reakčný čas a vyššia citlivosť než má iskrište. Nevýhodou, že varistory sú menej odolné, preto sa používajú v zvodičoch prepätia typu C (nové značenie Typ 2 alebo T2) a zvodičoch typu D (nové značenie Typ 3 alebo T3). Ďalšou nevýhodou je, že varistor má určitý, hoci veľmi malý zvodový prúd, ktorý cezeň uniká do zeme (iskrište nevedie prúd vôbec). 

Varistor časom degraduje a zhoršujú sa jeho parametre, preto sú dôležité pravidelné kontroly zvodičov prepätia pri revíziách elektroinštalácie. Môže vydržať desiatky rokov, dlhé roky aj menej – záleží na kvalite vyhotovenia a podmienkach. Životnosť mu skracujú prepäťové impulzy, vysoká teplota aj vlhkosť.

Transil (zvodiče prepätia Typ 3/T3)

Transily sú veľmi citlivé a veľmi rýchle polovodičové súčiastky. Používajú sa teda vo zvodičoch prepätia triedy D (Typ 3, resp. T3) v zásuvkách, inštalačných krabiciach a na ochranu elektronických zariadení priamo v ich vnútri. Takisto sa používajú na ochranu pred prepätím v automatizácii či telekomunikáciách.

Ďalšie súčasti zvodičov prepätia

V skutočnosti sú zvodiče prepätia o niečo zložitejšie a obsahujú viacero prvkov. Každý výrobca to má inak, niektorí majú obvody jednoduchšie, iní prepracovanejšie, aby vydržali každú situáciu a mali čo najdlhšiu životnosť.

Typickým prvkom je tepelná ochrana, ktorá zvodič vyradí z prevádzky pri poruche varistora. Niektoré varistory totiž degradujú tým spôsobom, že idú do skratu. V niektorých prípadoch predraďujú varistorom aj tavné poistky. Vývojári musia dbať aj na vyhotovenie kontaktov a vnútorných prepojovacích vodičov…

…no a neobvyklá nie je ani kombinácia viacerých prvkov, ktoré chránia pred prepätím a zároveň istia zvodič pred skratom.

Prečo to tak komplikovať? 

⚠️ Pretože ak prepäťová špička zvodič „odpáli“, môže sa prepätie dostať ďalej do elektroinštalácie bez toho, aby ho zvodič zviedol bezpečne do zeme (resp. zmenšil dostatočne na to, aby si s ním poradil zvodič ďalšej úrovne). 

Prepäťová ochrana do rozvádzača – typy zvodičov prepätia

Ochrana proti prepätiu sa v rozvodnej sieti aj v budovách rieši na viacerých úrovniach podľa veľkosti prepätia. Na jej základe rozoznávame 4 kategórie: I, II, III a IV (pozri tabuľku nižšie). 

Podľa týchto kategórií sa potom rozdelí dom či budova na oblasti/zóny, pričom zvodiče prepätia sa umiestňujú na rozhrania dvoch zón. V každej z nich sa používajú zvodiče prepätia rôznych typov, ktoré zvládajú rôzne veľké prepäťové impulzy.

Z pohľadu vstupu do budovy sa inštalujú vždy od „najsilnejšieho“, čiže T1, po „najslabší“, čiže T3. Každý zvodič zníži úroveň prepätia na takú, aby si s ňou poradil nasledujúci „slabší“ zvodič.

Už v tom máte chaos? Skúsil som to usporiadať do tabuľky:

Kategória	Prepätie	Trieda ochrany (staršie značenie)	Typ (novšie značenie)	Ochranný prvok	Určenie	Miesto inštalácie
IV	6 kV				ochrana rozvodnej siete	rozvodná sieť
III	4 kV	B	T1	iskrište (bleskoistka)	bleskový/čiastočný bleskový prúd pri priamych zásahoch	hlavný rozvádzač
II	2,5 kV	C	T2	iskrište (bleskoistka), varistor	prepätie z blízkeho/vzdialeného úderu blesku, spínacie prepätie	hlavný/podružný rozvádzač
I	1 kV	D	T3	iskrište (bleskoistka), varistor, transil	ochrana spotrebiča/skupiny	krabica, zásuvka, podružný rozvádzač

Vyššie som popísal, aké ochranné prvky sa používajú v typoch T1, T2 a T3. Len pre istotu ešte upresním, že toto je novšie značenie, kedysi sa označovali ako B, C a D, pričom platí, že B = T1, C = T2, D = T3.

V praxi sa však do jedného zvodiča často kombinuje viacero typov, napríklad:

• T1 + T2,
• T1 + T2 + T3,
• T2 + T3.

⚠️ Prepäťovú ochranu objektu musí navrhnúť odborník

Ja viem, opakujem sa, ale hneď vysvetlím, prečo. 

Takisto, ako nestačí kúpiť predlžovačku s prepäťovkou, nestačí ani namontovať hocijakú prepäťovú ochranu do rozvádzača. Existujú desiatky rôznych situácií a usporiadaní budov a ich okolia – projektant alebo iný odborník musí navrhnúť prepäťovú ochranu budovy vždy na mieru podľa situácie.

Prečo to nie je jednoduché? 

Pretože pri výbere a zapojení zvodičov prepätia musí brať do úvahy napríklad:

• využitie budovy – rodinný/bytový dom, priemyselný objekt, poľnohospodársky objekt, sklad…,
• kde je umiestnená – či je v hustej zástavbe nízkych alebo výškových budov, či samostatne stojaca,
• či má bleskozvod,
• či je budova pripojená podzemným alebo vzdušným vedením (drôty na stĺpe),
• typ rozvodnej siete a elektroinštalácie – TN-C, TN-S, TT, IT, 1-fázová či 3-fázová prípojka, jednosmerný rozvod fotovoltiky,
• či sú v budove podružné rozvádzače, kde a koľko,
• aké elektronické zariadenia sa budú v budove používať,
• vzdialenosť rozhraní jednotlivých zón, a teda aj zvodičov prepätia od seba,
• či nejde o objekt vyžadujúci zvláštnu ochranu ako vodárne, elektrárne, stanice mobilných operátorov, prostredie s nebezpečenstvom výbuchu atď.

Súbor niektorých z týchto kritérií sa nazýva aj hladina ochrany pred bleskom (anglicky Lightning protection level – skratka LPL), ale pomiešal som tam aj ďalšie kritériá. Nejde o odbornú terminológiu, len vám chcem ukázať, že tých situácií sú naozaj desiatky… ba hádam aj stovky.

Príklady úrovní ochrany pred bleskom budov (Lightning protection level):

• LPL IV – malé ohrozenie, prúdy do 50 kA, patria sem napr. rodinné domy bez bleskozvodu so zemnou prípojkou v hustej zástavbe výškových budov (a iné objekty v takejto zástavbe), sklady a iné objekty, kde sa nevyskytujú ľudia atd. 
• LPL III – stredné ohrozenie, prúdy do 50 kA, napr. bytové domy, malé admin. budovy, poľnohospodárske objekty, rodinné domy so vzdušnou prípojkou bez bleskozvodu…
• LPL II – veľké ohrozenie, prúdy do 75 kA, ide napr. o rodinné domy s bleskozvodom, anténou či klimatizáciou, škody, nemocnice, obchody a ďalšie verejné budovy, admin. budovy, budovy s kovovou strechou či blízko VN vedenia atď.
• LPL I – priemysel a špeciálne prípady, prúdy 100 kA, patria sem objekty s nebezpečenstvom výbuchu, kritická infraštruktúra ako vodárne, elektrárne, budovy riadenia letovej prevádzky, chemické prevádzky, veľké priemyselné objekty a pod.

💡 Nemýľte si úroveň ochrany pred bleskom s kategóriou prepätia. Úroveň ochrany sa vzťahuje na celú budovu. Budova je ďalej rozdelená na časti podľa kategórií (úrovne) prepätia.

A teraz jednotlivé typy a príklady situácií podrobnejšie:

Prepäťová ochrana do rozvádzača T1 

Zvodič prepätia Typ 1 sa nazýva aj zvodič bleskových prúdov alebo bleskoistka (akože spojenie slov blesk + poistka). Nazýva sa tak, pretože má schopnosť odviesť do zeme obrovské prúdy až 100 kA pri priamom údere blesku (ako ktorý zvodič, podľa typu). 

Ako som písal o kus vyššie, využíva na to ochranný prvok nazvaný iskrište. Max. predpokladané prepätie je v tomto bode 6 kV (kategória IV).

Zvodič prepätia T1 sa inštaluje do hlavných rozvádzačov na vstupe budovy – na rozhranie zóny kategórií IV a III. Takisto sa inštaluje do podružných rozvádzačov v bytoch, kanceláriách či iných prevádzkach, ak sa nedá inštalovať do hlavného rozvádzača bytového domu či budovy. 

Často sa kombinuje s T2 či T3 do zvodiča prepätia T1 + T2 alebo do zvodiča prepätia T1 + T2 + T3.

Prepäťová ochrana do rozvádzača T2 

Zvodiče prepätia Typ 2 sa používajú ako druhý stupeň ochrany, na rozhraní zón kategórií III a II. Počíta sa s prepätím 4 kV a impulzným prúdom do cca 40 kA, záleží na modeli zvodiča a na situácii. 

Ako som spomenul, často sa inštalujú ako súčasť zvodičov v T1 + T2 či T1 + T2 + T3 v hlavnom rozvádzači. Typické je aj použitie v podružných rozvádzačoch za hlavným rozvádzačom, najčastejšie v kombinácii T2 + T3.

Sú aj prípady, kedy sa zvodič prepätia T2 vynecháva – napríklad, ak je v dome iba hlavný rozvádzač s kombinovaným zvodičom T1 + T2 + T3 a žiadne podružné rozvádzače. Pre zásuvky, ktoré sú ďalej ako 5 m od rozvádzača, sa inštaluje zvodič T3.

Prepäťová ochrana T3 

Zvodič prepätia Typ 3 patrí na rozhranie zón kategórie II a I, teda tých ďalej v dome s najnižšou úrovňou prepätia. Počíta sa s prepätím na vstupe do 2,5 kV, ktoré by mal zraziť na 1 kV – to by mali bez problémov zvládnuť všetky zariadenia pripájané do zásuviek či napevno k rozvodnej sieti. 

Citlivejšie zariadenia môžu mať vstavanú ešte vlastnú prepäťovú ochranu – či už vo forme varistoru alebo zložitejšieho obvodu. 

Zvodiče Typu 3 môžu byť v kombinácii T2 + T3 v podružných rozvádzačoch. Okrem toho sa s nimi môžete stretnúť aj vo forme:

• zásuviek s prepäťovou ochranou, 
• predlžovačiek s prepäťovou ochranou, 
• krabičiek, z ktorých trčia drôty (tzv. modulové prepäťové ochrany), a ktoré sa pripájajú priamo k jednotlivým zásuvkám či k zásuvkovým obvodom alebo ich vetvám v inštalačných krabiciach či inštalačných kanáloch.

Prepäťová ochrana (zvodiče prepätia) pre fotovoltiku

Fotovoltické systémy na dome či budove musíte takisto chrániť zvodičmi prepätia.

Prečo?

Lebo fotovoltické panely sú umiestnené na streche, vystavené pôsobeniu atmosférickej elektriny vrátane bleskov a kabeláž k nim vedie do budovy a je spojená s elektroinštaláciou domu.

Mohli by tak zavliecť prepätie do elektroinštalácie alebo spôsobiť požiar. 

Na ochranu fotovoltických panelov/systémov sa používajú jednosmerné (DC) zvodiče prepätia, ktoré majú odlišnú konštrukciu ako bežné zvodiče pre striedavých 230 V, pretože:

• 💡 Jednosmerný prúd totiž tečie vždy iba jedným smerom, súčiastky vo zvodiči teda musia byť správne polarizované – otočené správnym smerom. Časť, ktorá chráni zápornú vetvu („mínusový vodič“) je potom polarizovaná opačne ako tá, ktorá chráni kladnú vetvu („plusový vodič“).
• 💡 Fotovoltické systémy a rozvody pracujú s vyššími napätiami, pokojne aj 1 000 či dokonca 1 500 V, zvodič na to musí byť prispôsobený.
• 💡 Elektrický oblúk, ktorý vzniká pri vypínaní alebo poruche v jednosmernom obvode je omnoho stabilnejší ako pri striedavom prúde. Prvky musia byť na jeho zhášanie prispôsobené a zniesť vyššie tepelné namáhanie.

Fotovoltaické prepäťové ochrany sú väčšinou T1 + T2, prípadne samostatné T1 alebo T2. T2 ochrany obvykle stačia v prípade, ak sú panely dostatočne ďaleko od bleskozvodu, toto však musí posúdiť odborník. 

Vyrábajú sa s rôznym menovitým napätím (od ktorého začínajú reagovať): 100, 200, 300, 600, 800, 1 000 či 1 500 V DC. Správne napätie musíte zvoliť podľa pracovného napätia fotovoltického systému. Panely sa v ňom totiž zapájajú do série – takže čím výkonnejšia fotovoltika, tým viac panelov a tým väčšie napätie (záleží aj na type panelov). 

Jednosmerné prepäťové ochrany pre fotovoltiku sa umiestňujú za výstup z fotovoltických panelov v konkrétnom stringu (vetve). Výkonnejšie fotovoltické systémy mávajú týchto stringov (vetiev) viac, obvykle 2. Pre každý string sa zapája samostatný zvodič prepätia, čiže ak budete mať 2 stringy, budete potrebovať 2 jednosmerné zvodiče prepätia pre fotovoltiku. 

Okrem tejto jednosmernej časti sa vo fotovoltickom systéme chráni aj striedavá časť klasickými striedavými zvodičmi prepätia. Umiestňujú sa na výstup z meniča, ktorý vyrába z jednosmerného napätia panelov 230 V/400 V striedavých a posiela ich do elektroinštalácie domu/budovy a do rozvodnej siete.

💡 Prepäťovku pre fotovoltiku bez projektu nerobte

Rovnako ako pri prepäťovej ochrane elektroinštalácie domu, aj pri tej pre fotovoltiku platí, že ju musí navrhnúť odborník… a to platí vlastne pre celý fotovoltický systém. Nestačí tam hodiť nejaké jednosmerné zvodiče prepätia pre fotovoltiku. Odborník musí brať do úvahy aj celkovú situáciu na streche, ochranu pred bleskom a prepätím celej budovy a ďalšie okolnosti.

Parametre a vlastnosti zvodičov prepätia

Počet fáz a pólov

Pre siete TN-S sa používajú 4-pólové zvodiče prepätia, ktoré chránia všetky 3 fázy + neutrálny vodič (nulák). V prípade 1-fázových obvodov sú to 2-pólové zvodiče prepätia (chránia fázu a nulák oproti ochrannému PE vodiču).

Pri sieťach TN-C, kde sú iba 4 vodiče (namiesto nuláka a ochranného je kombinovaný PEN) sa používajú 3-pólové zvodiče prepätia (chránia všetky fázy oproti PEN). V prípade jednofázových obvodov TN-C sú to 1-pólové zvodiče prepätia (chráni fázu oproti PEN).

Menovité napätie

Ide o bežné prevádzkové napätie, na ktoré je zvodič prepätia stavaný. V prípade bežných elektroinštalácií v domoch či administratívnych budovách je to väčšinou klasických 230 V. 

Pri DC (jednosmerných) zvodičoch prepätia pre fotovoltiku sa menovité napätie neudáva, pretože systémy pracujú s rôznymi úrovňami, výrobcovia špecifikujú iba max. pracovné napätie. 

Maximálne pracovné napätie

Napätie, od ktorého začína zvodič prepätia reagovať. V prípade zvodičov pre striedavých 230 V je to obvykle 280 V, ale vyrábajú sa aj zvodiče pre iné napätia. 

Pri jednosmerných zvodičoch prepätia pre fotovoltiku to môže byť 100, 200, 300, 600, 800, 1 000, 1 500 V… prípadne iná hodnota. Každý fotovoltický systém pracuje s iným napätím, záleží na napätí a počte panelov. 

Životnosť zvodičov prepätia a vymeniteľné moduly

Zvodiče prepätia nemajú takú dlhú životnosť ako napríklad ističe. Niektoré síce môžu vydržať teoreticky aj desiatky rokov, v praxi však ich životnosť skracujú prepäťové impulzy, vyššia teplota aj vlhkosť.

Z hľadiska opraviteľnosti existujú 2 typy:

• Zvodiče prepätia typu monoblok – Musíte ich vymeniť ako celok, tj. odpojiť vodiče, vybrať zvodič z DIN lišty, nasadiť nový, pripojiť vodiče… a to aj v prípade, ak prepäťový impulz poškodí iba jednu vetvu (fázu).
• Zvodiče prepätia s vymeniteľnými modulmi – Každý modul chrániaci konkrétny vodič je samostatne vymeniteľný. V tom prípade ostáva spodok zvodiča pripojený k vodičom. Nefunkčný modul stačí odistiť, vytiahnuť a vložiť nový. Výsledok? Menšie náklady na výmenu. A to se vyplatí!

Signalizačné okienko

Stav alebo vyradenie zvodiča prepätia z prevádzky signalizujú väčšinou mechanizmy, ktoré posúvajú farebné políčko. Zvodič má potom okienko, cez ktoré môžete toto políčko vidieť – ak je zelené, zvodič je ok, ak je červené, nefunguje a musíte ho vymeniť. Niektoré zvodiče signalizujú aj ďalšie prevádzkové stavy. 

No a zvodiče prepätia so vstavanou elektronikou často používajú signalizačné LED kontrolky.

Zvuková signalizácia

Niektoré zvodiče prepätia majú okrem optickej aj zvukovú signalizáciu vyradenia z prevádzky pípaním. Ide väčšinou o Typ 3 so zabudovaním pod zásuvku, do inštalačnej krabice alebo inštalačného kanála, kde by vám optická signalizácia nepomohla.

Diaľková signalizácia

Zvodiče prepätia (akýkoľvek typ) môžu mať tiež kontakty na pripojenie signálnych vodičov pre diaľkovú signalizáciu stavu. Najčastejšie ide o beznapäťové kontakty, ktoré signalizujú stav zopnutím či rozopnutím – môžete k nim pripojiť kábel alebo vodič a pomocou externého napätia kontaktmi spínať napr. kontrolku alebo priviesť napätie na nejaký automatizačný vstup.

Značky a výrobcovia zvodičov prepätia

Prepäťová ochrana Kiwa

Kiwa je najvýznamnejší slovenský výrobca prepäťových ochrán. Nejde o žiadneho distribútora alebo predajcu – majú vlastný vývoj a výrobu. Kiwa prepäťová ochrana sa vyrába v rôznych typoch od T1, T2, T3 až po prepäťové ochrany pre použitie v automatizácii a prenose dát. Prepäťové ochrany Kiwa majú super cenu a vysokú spoľahlivosť. Veľká časť produkcie ide na export do celého sveta. 

Prepäťová ochrana Eaton

Ističe, prúdové chrániče a ďalšie modulárne prístroje svetového výrobcu Eaton patria medzi najrozšírenejšie u nás. Nie sú najlacnejšie, sú však veľmi kvalitné a spoľahlivé. Eaton prepäťová ochrana sa vyrába v stovkách vyhotovení pre rôzne aplikácie, aj s vymeniteľnými modulmi.

Prepäťová ochrana DEHN

DEHN je nemecká firma, ktorá sa okrem iných produktových okruhov vyslovene zameriava na ochranu pred bleskom a prepätiami. V ich sortimente nájdete tisícky produktov z tejto kategórie a stovky modelov zvodičov prepätia DEHN. 

Navyše, zvodiče neustále inovujú, prichádzajú s novými funkciami a technológiami. Medzi ne patrí napríklad technológia ACI, ktorá je vylepšením technológie CI s integrovanou poistkou. Prináša úsporu miesta, času pri montáži aj montážneho materiálu.

Prepäťové ochrany Saltek

Medzi prepäťovými ochranami je Saltek známy pojem. Ide o českého výrobcu, ktorý sa špecializuje práve na zvodiče prepätia a ďalšie prvky na ochranu pred prepätím. Majú vlastný vývoj a výrobu, pričom riešenia ponúkajú okrem bežných elektroinštalácií aj pre fotovoltiku, telekomunikácie a trakčné systémy.

Prepäťové ochrany Legrand

Značku Legrand asi nemusím predstavovať, ide o svetového výrobcu elektroinštalačného materiálu a prvkov – od vypínačov cez ističe, prúdové chrániče, zvodiče prepätia až po komplexné riešenia napájania budov, dátových centier či inteligentné elektroinštalácie. Prepäťové ochrany Legrand patria medzi kvalitné s dobrou cenou.

Prepäťová ochrana – zapojenie

Zvodič prepätia vyžaduje odborné zapojenie. Nie je to také jednoduché ako zapojiť istič, pretože pri nesprávnom zapojení, umiestnení zvodiča a vedení vodičov sa môžu prepäťové špičky indukovať z nechránených vodičov pred zvodičom do chránených vodičov. Okrem toho existujú rôzne spôsoby zapojenia.

⚠️ Pre podrobné inštrukcie pre zapojenie zvodiča prepätia sa obráťte na manuály a aplikačné príručky výrobcov. Celý postup tu nebudem rozoberať, ale aby ste mali predstavu, napíšem iba pár základných pravidiel.

Prepäťová ochrana: základné pravidlá pre zapojenie

1. Zvodič prepätia umiestnite čo najbližšie k prívodu a hlavnému vypínaču alebo ističu, určite by prívod nemal byť na druhej strane rozvádzača.
2. Vodiče k zvodiču prepätia by mali mať max. 0,5 m – prívod aj vývod spolu.
3. Chránené a nechránené vodiče nesmú viesť vedľa seba, nesmú sa križovať a nesmú ani vytvárať indukčnú slučku.
4. 2 vodiče zapojené do svorky zvodiča musia tvoriť tvar písmena V.
5. Zvodič prepätia musí byť uzemnený cez ochranný vodič s dostatočným prierezom (hlavné rozvádzače obvykle aspoň 16 mm², podružné aspoň 10 mm²).
6. Musíte zvoliť správne typy zvodičov a správne ich skombinovať v jednotlivých stupňoch. 
7. Medzi stupňami musí byť dostatočne dlhé vedenie, dostatočná impedancia (odpor) totiž pomôže znížiť prepätie na úroveň vhodnú pre nasledujúci zvodič. Ak je vedenie krátke, používa sa prídavná impedancia, väčšinou tlmivka.

Zdroje:

1. Katalóg prepäťových ochrán Kiwa,
2. Aplikačná príručka prepäťových ochrán Kiwa,
3. https://www.kiwa.sk/wp-content/uploads/2017/11/kiwa_POpv.pdf,
4. STN EN 62305-1, 
5. STN EN 62305-2, 
6. STN EN 62305-3,
7. STN EN 62305-4,
8. https://www.elmit.sk/blog/ochrana-pred-bleskom-stn-en-62305-1-az-4/
9. Tkotz, Klaus a kol.: Příručka pro elektrotechnika, Verlag Europa-Lehrmittel, Nourney, Vollmer GmbH & Co. KG, 2006,
10. https://www.sez-kes.sk/assets/files/obsah/59-44ko_meravy.pdf
11. https://www.youtube.com/watch?v=1wD5yWfR6RE
12. https://www.elektroprumysl.cz/elektroinstalace/ochrana-pred-prechodnymi-prepetimi-atmosferickeho-puvodu-nebo-spinacim-prepetim
13. https://www.youtube.com/watch?v=jI1DLror3dg
14. https://www.cbelektro.sk/zvodice-prepatia-c10163