Čo je elektrický oblúk? (fotovoltaický slovník)

Elektrický oblúk je jav, kedy vznikne elektrický výboj medzi dvoma elektródami, pričom elektrický prúd tečie cez plynné prostredie, ktoré je v normálnych podmienkach nevodivé (napr. vzduch).

Elektrický oblúk vie byť užitočný, napríklad pri zváraní kovov, plazmovom rezaní kovov či ich tavení (oblúkové pece).

Problém však je, že elektrický oblúk vzniká aj na nežiaducich miestach. Je to napríklad pri vypínaní spotrebičov vo vypínačoch alebo pri dotyku a oddialení 2 vodičov s odlišným potenciálom (ak je medzi nimi napätie) – teda napríklad pri preseknutí vodiča.

Prečo je elektrický oblúk nebezpečný

Elektrický oblúk vytvára plazmu a má veľmi vysokú teplotu, preto opaľuje kontakty vypínačov a iných vypínacích zariadení, kvôli čomu sa zvyšuje ich prechodový odpor (povrch uhoľnatie). Tým sa ďalej zvyšuje teplota a častom hrozí ich poškodenie.

Silný elektrický oblúk môže v krátkej dobe roztaviť vypínač alebo jeho okolie a spôsobiť požiar. ?

Ochrana proti elektrickému oblúku

Pri návrhu elektrických zariadení a obvodov teda musia vývojári vyriešiť aj zhášanie elektrického oblúka.

Riešia to napríklad:

• konštrukciou kontaktov – vyrobia ich robustnejšie alebo viacnásobné, aby sa obvod prerušil na viacerých miestach,
• rýchlosťou vypínania – zabezpečia, aby sa kontakty vypli rýchlejšie, než stihne oblúk nabrať intenzitu,
• vyfúknutím oblúka von zo zhášacej komory – pomáha stlačený vzduch alebo elektromag. pole,
• zhášaním pomocou látok – v poistkách sa používa piesok, vo VN aplikáciách olej či fluorid sírový (SF₆), čo je veľmi inertný plyn.

Striedavý vs. jednosmerný elektrický oblúk

Prečo sa oblúku toľko venujem v súvislosti s fotovoltaikou? 

Pretože zhášanie striedavého oblúka je omnoho jednoduchšie, striedavý prúd totiž zosilnie, zoslabne a zmení svoj smer 100-krát za sekundu (ak berieme do úvahy našu rozvodnú sieť s frekvenciou 50 Hz). Striedavý elektrický oblúk sa teda zháša pomerne jednoducho, keďže je nestabilný. 

Vo fotovoltaických systémoch však ide z panelov do meniča jednosmerný prúd. A jednosmerný elektrický oblúk je omnoho stabilnejší a zháša sa ťažšie. 

Preto sa v jednosmerných obvodoch nemôžu používať bežné ističe, poistky či zvodiče prepätia, ale musí ísť o jednosmerné varianty. Riziko požiaru je skrátka kvôli jednosmerným oblúkom omnoho vyššie než pri 230/400 V striedavej elektroinštalácii.