Προστασία από κρουστικές υπερτάσεις

Τι είναι οι κρουστικές υπερτάσεις

Με τον όρο κρουστικές υπερτάσεις, εννούμε τις απότομες αυξήσεις που συμβαίνουν στην τιμή του δυναμικού των γειώσεων, οι οποίες οδηγούν στη δημιουργία επαγωγικών ρευμάτων.

Οι αυξήσεις αυτές διαρκούν από εκατομμυριοστά έως και χιλιοστά του δευτερολέπτου και κυμαίνονται από μερικά έως χιλιάδες Volts!

Αίτια δημιουργίας κρουστικών υπερτάσεων

Τα αίτια δημιουργίας των κρουστικών υπερτάσεων μπορεί να είναι φυσικά ή τεχνητά.

Ως φυσικά αίτια λογίζονται οι κεραυνοί. Πρόκειται για ένα ιδιαίτερα έντονο και απρόβλεπτο φυσικό φαινόμενο, το οποίο μπορεί να προκαλέσει την ανάπτυξη κρουστικών υπερτάσεων που μεταδίδονται στο εσωτερικό δίκτυο μίας εγκατάστασης μέσω των δικτύων μεταφοράς και διανομής ηλεκτρικής ενέργειας. 

Ακόμα και στην περίπτωση που ένας κεραυνός πέσει σε μεγάλη απόσταση από μία κατασκευή, έχει τη δυνατότητα να την προσβάλλει και να προκαλέσει δυσλειτουργίες στα ηλεκτρικά της μέρη εφόσον η έντασή του είναι αρκετά μεγάλη. Αυτό συμβαίνει λόγω της υψηλής ιδιοσυχνότητας του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου που παράγεται. 

Τεχνητά αίτια για την ανάπτυξη κρουστικών υπερτάσεων, αποτελούν τα βραχυκυκλώματα, η λειτουργία ασφαλειοδιακοπτών κ.α.

Λόγω των κρουστικών υπερτάσεων, αναπτύσσονται στους αγωγούς ηλεκτρικής τροφοδοσίας μίας εγκατάστασης επαγωγικά ρεύματα. Τα ρεύματα αυτά είναι μεγάλης έντασης και μπορούν να καταστρέψουν κάθε μορφής ηλεκτρική εγκατάσταση, αλλά και να προκαλέσουν σοβαρά προβλήματα στην ανθρώπινη ζωή.

Τα συγκεκριμένα ρεύματα μπορούν να περάσουν μέσα σε μία ηλεκτρική εγκατάσταση διαμέσου των καλωδίων ισχύος, των τηλεφωνικών καλωδίων, των κεραιών, των γειώσεων, των δικτύων ύδρευσης και θέρμανσης κλπ.

Προβλήματα από κρουστικές υπερτάσεις

Τα προβλήματα που μπορεί να δημιουργηθούν εξαιτίας των κρουστικών υπερτάσεων συνοψίζονται στα παρακάτω:

  • Δυσλειτουργίες χωρίς μόνιμη ζημία: Παρατηρούνται φαινόμενα όπως "πάγωμα" οθονών, απώλειες μνήμης, αδικαιολόγητη επανακίνηση ηλεκτρονικών και ηλεκτρικών συσκευών κλπ χωρίς μόνιμες ή σοβαρές βλάβες.
  • Σταδιακή φθορά: Η μακροπρόθεσμη ανάπτυξη κρουστικών υπερτάσεων μικρής έντασης, μπορεί να προκαλέσει τη σταδιακή φθορά των ηλεκτρικών και ηλεκτρονικών κυκλωμάτων μίας εγκατάστασης, η οποία οδηγεί στον περιορισμό της διάρκειας ζωής τους.  
  • Ανεπανόρθωτη καταστροφή: Εξαιτίας των κρουστικών υπερτάσεων μπορούν να προκληθούν καταστροφές κρίσιμου ηλεκτρονικού και ηλεκτρολογικού εξοπλισμού, που θα καθιστούν αδύνατη την επισκευή τους.  
  • Έμμεσες συνέπειες: Όλα τα παραπάνω οδηγούν σε περαιτέρω προβλήματα όπως: υψηλό κόστος επισκευής και αντικατάστασης συσκευών, απώλεια χρόνου, αδυναμία εργασίας, καθυστερήσεις, απώλεια πελατών και εσόδων, απώλεια εργατοωρών, περιβαλλοντικές επιβαρύνσεις κ.α. 

Απαγωγείς κρουστικών υπερτάσεων

Για την αντιμετώπιση των δυσάρεστων συνεπειών που προκαλούνται από τις κρουστικές υπερτάσεις και την προστασία του πολύτιμου ηλεκτρονικού και ηλεκτρολογικού εξοπλισμού, απαιτείται η εγκατάσταση συστημάτων απαγωγής κρουστικών υπερτάσεων και ρευμάτων, γνωστά ως Surge Protective Devices (SPD).

Οι απαγωγείς αυτοί είναι συσκευές που τοποθετούνται πριν από τα μηχανήματα που θέλουμε να προστατεύσουμε ή σε συγκεκριμένα σημεία μέσα στο δίκτυο, με στόχο την άμεση μείωση των κρουστικών υπερτάσεων σε ακίνδυνα μεγέθη.

Η αρχή της λειτουργίας τους βασίζεται στα εξής: Ο κάθε απαγωγέας παρουσιάζει μία υψηλή αντίσταση μεταξύ των άκρων του. Όταν δημιουργηθεί μία κρουστική υπέρταση στο δίκτυο που είναι συνδεδεμένος, βραχυκυκλώνει τα άκρα του μειώνοντας έτσι τις διαφορές δυναμικού μεταξύ των ηλεκτρικά μονωμένων αγωγών και μεταξύ των γειωμένων μερών.

Η συγκεκριμένη τάση που προκύπτει ονομάζεται τάση προστασίας και είναι το πιο βασικό κριτήριο επιλογής ενός απαγωγέα (SPD).

Όταν η τάση του δικτύου επανέλθει σε κανονικά επίπεδα, ο απαγωγέας επανέρχεται στη φυσιολογική του θέση χωρίς να χρειάζεται να γίνει διακοπή στην παροχή του ηλεκτρικού δικτύου, αντικατάσταση ασφαλειών ή επανοπλισμός αυτόματων διακοπτών.   

Εφαρμογές απαγωγέων κρουστικών υπερτάσεων

Οι απαγωγείς κρουστικών υπερτάσεων (SPD) εκτός από χώρους κατοικιών, χρησιμοποιούνται παγκοσμίως για την προστασία σημαντικών ηλεκτρονικών και ηλεκτρικών υποδομών σε ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών.

Τέτοιες εφαρμογές είναι, μεταξύ άλλων, οι ακόλουθες:

  • Βιομηχανικές εγκαταστάσεις
  • Νοσοκομεία
  • Τράπεζες
  • Τηλεπικοινωνίες
  • Μηχανογραφικά κέντρα
  • Εμπορικά καταστήματα
  • Κτίρια γραφείων
  • Ξενοδοχεία
  • Αιολικά και φωτοβολταϊκά πάρκα 
  • Αμυντικές εγκαταστάσεις
  • Αεροδρόμια και πολιτική αεροπορία