Menu Zavrieť

Prepätia v elektrických sieťach

Študijný odbor:Elektrotechnika
Študijný program:Elektroenergetika
Rozsah:2/2/1 zs (P/CL/PP)
Počet kreditov:6
Garantuje:doc. Dr. Ing. Bystrík Dolník
Prednáša:doc. Dr. Ing. Bystrík Dolník
Cvičí:doc. Dr. Ing. Bystrík Dolník
Podmieňujúce predmety:–
Hodnotenie a ukončenie:zápočet a skúška.
Priebežné hodnotenie:testy, protokoly z meraní.
Záverečné hodnotenie:skúška (písomná a ústna časť).

Cieľ predmetu: Cieľom predmetu je oboznámiť študentov s problematikou prepätí. Študent získa základné vedomosti o vzniku prepätí, ich dôsledkoch na elektrické zariadenia a spôsoboch eliminácie účinkov prepätí. Študent získa praktické skúsenosti s prácou pomocou špeciálnych zariadení (digitálna prístrojová technika) na laboratórnych cvičeniach.

Stručná osnova predmetu

  1. Klasifikácia prepätí.
  2. Modelovanie prepäťových impulzov.
  3. Rovnice opisujúce šírenie prepäťových impulzov.
  4. Impedančné vlastnosti počítačových sietí, elektronických zariadení, prvkov v mikroelektronike.
  5. Ochrany proti prepätiam. Typy prepäťových ochrán.
  6. Umiestnenie prvkov prepäťových ochrán.
  7. Definícia ochranných zón.
  8. Ekonomická bilancia chránených sietí.

Časový rozvrh výučby

  1. Úvod do problematiky. Študijná literatúra. Etický kódex študenta na FEI TU v Košiciach. Klasifikácia prepätí, definícia prepätia a základné pojmy a definície.
    Cv.: Úvod: podmienky na udelenie zápočtu, bezpečnosť práce a ochrana zdravia (BOZP) pri práci v LTVN.
  2. Príklady prepätí z praxe, spínacie prepätia. Nahradný model napájaný jednosmerným napätím, výpočet prepätia pri spínaní.
    Cv.: Test z BOZP. Numerické cvičenie. Modelovanie prechodných javov, prepätí. Riešenie prechodných javov v jednoduchých obvodoch: klasickou výpočtovou metódou, použitím operátorového počtu a použitím programu ATP.
  3. Zariadenia na ochranu pred prepätiami. Historický prehľad: ochranné iskriská, vyfukovacie bleskoistky, ventilové bleskoistky, obmedzovače prepätia; vlastnosti, charakteristiky.
    Cv.: Numerické cvičenie. Test č. 1 – spínacie prepätia v obvodoch malého napätia.
  4. Väzby. Rovnice opisujúce šírenie prepäťových impulzov.
    Cv.: Numerické cvičenie. Výpočet V-A-CH zvodiča prepätia na báze ZnO. Modelovanie impulzu prúdu pomocou modelu Haidler. Teoretický výklad k laboratórnym cvičeniam.
  5. Prevádzkové prepätia: výskyt, elektrické a fyzikálne vlastnosti, šírenie.Vonkajšia ochrana pred bleskom: zberacie zariadenie, zvod, uzemnenie.
    Cv.: Laboratórne cvičenie. Odozva nelineárnych rezistorov na impulz prúdu.
  6. Vnútorná ochrana pred bleskom: tienenie, pospájanie, ochranné zóny pred bleskom (LPZ), vyrovnanie potenciálov. Impedančné vlastnosti počítačových sietí, elektronických zariadení, prvkov v mikroelektronike.
    Cv.: Laboratórne cvičenie. Modelovanie spínacích prepätí.
  7. Statická elektrina (ESD) – zdroj prepätí v elektronických zariadeniach, ochrana pred ESD a úprava miestností. Detekcia statickej elektriny.
    Cv.: Laboratórne cvičenie. Odozva výbojkovej bleskoistky na impulz napätia.
  8. Ochrany proti prepätiam: klasické, nekonvenčné, základné vlastnosti, charakteristiky.
    Cv.: Teoretický výklad k numerickým cvičeniam. Test č. 2.
  9. Umiestnenie prvkov prepäťových ochrán v počítačových sieťach. Výpočet lokalizácie prepäťovej ochrany.
    Cv.:
  10. Ochrana elektronických prvkov a zariadení pred prepätiami.
    Cv.: Profesionálne prepäťové ochrany: odozva na atmosférický impulz napätia. 
  11. Typy prepäťových ochrán, elektronické prepäťové ochrany a ich vlastnosti.
    Cv.: Polovodičové prvky: odozva na vnútené impulzy napätia. 
  12. Definícia ochranných zón a uzemnenie chráneného systému. Ochrana telekomunikačných sietí a zariadení.
    Cv.: Modelovanie prevádzkových prepätí: prevádzkové prepätia.
  13. Ekonomická bilancia chránených sietí a konkrétna realizácia: bankovníctvo, štátna správa, súkromný sektor.
    Cv.: Kontrola elaborátov. Zápočet.

Odporúčaná literatúra:

  1. Kuffel E., Zaengl W. S., Kuffel J. High Voltage Engineering, Fundamentals. Kapitola 8: Prepätia, testovacie postupy a koordinácia izolácie. 2. vyd., Butterworth-Heinemann, 2000. Newnes, Oxford. ISBN 0-7506-3634-3.
  2. Das J. Transients in Electrical Systems. Analysis, Recognition, and Mitigation. McGraw Hill, 2010. New York. ISBN 0-0716-2248-6.
  3. STN EN 60071-1: 1999, Koordinácia izolácie. Časť 1: Definície, zásady a pravidlá. SÚTN, október 1999.
  4. EC 60071-2: 1996, Insulation co-ordination. Part 2: Application guide. (Koordinácia izolácie. Časť 2: Pokyny na používanie.) december 1996.
  5. Dolník B. Ochrana počítačových sietí. 1. vyd. TU v Košiciach, 2012. [on-line]. Dostupné na internete: https://moodle-esf.tuke.sk/moodle/pluginfile.php/238/course/section/2263/OchranaPocitacovychSieti_CD.pdf. ISBN 978-80-553-1076-3.
  6. Hudec, J. Třístupňová přepěťová ochrana pro elektrické napájecí sítě do 1000 V. Vydání I. Vydalo nakladatelství HAKEL, Hradec Králové, 2001. 204 s. ISBN 80-902201-2-6.
  7. PŘÍRUČKA PRO PROJEKTOVÁNÍ, MONTÁŽE A REVIZE PŘEPĚŤOVÝCH OCHRAN. SALTEK PŘEPĚŤOVÉ OCHRANY. 2004. 156 s.
  8. Hasse, P. Ochrana zařízení nízkého napětí před přepětím: provoz elektronických zařízení i při přímých úderech blesku. Vyd. EMITOR, 1996. Sadzba, tlač: Art Forum, Trutnov. 202 s., 14 tab., 125 výkresov a 190 fotografií.
  9. Hasse, P. Überspannungsschutz von Niederspannungsanlagen. Betrieb elektronischer Geräte auch bei direkten Blitzeinschlägen. 4. úplne prepracované a doplnené vydanie. Köln: TÜV – Verlag, 1998. 320 s., 56 tab., 283 výkresov a 276 fotografií. ISBN 3-8249-0474-8.