PROTECTIA IMPOTRIVA SUPRATENSIUNILOR LA JOASA TENSIUNE

Daca peste tensiunea nominala se suprapune o supratensiune sau un impuls de tensiune apare asa numita supratensiune tranzitorie caracterizata prin:
 - frontul de unda (masurat in microsecunde)
 - gradientul (masurat in Kv/microsecunde)

Aceasta supratensiune tranzitorie determina aparitia unor perturbatii in retelele electrice care afecteaza echipamentele electrice, provoaca radiatii electromagnetice si provoaca un impuls de energie care poate distruge echipamentele electrice.
Aceste supratensiuni tranzitorii  pot fi cauzate de:
 - Supratensiuni tranzitorii de origine atmosferica apar daorita trasnetelor. In fiecare an loviturile de trasnet atin pamantul cu orata de 30 pana la 100 de lovituri pe secunda. Trasnetul afecteaza transformatoarele electrice, contoarele de energie electrica, aparatele electrocasnice, si electronice din sectorul rezidential si industrial, retelele de telecomunicatii, calculatoare erori ale automatelor programabile si sistemele de reglare automata.
In tabelul de mai jos se prezinta valorile furnizate de comisia tehnica 81 a CEI referitoare la caracteristicile trasnetului 
Probabilitatea           Curentul de varf       Gradientul         Durata totala         Numar total
de producere[%]          I [kA]                        S [kA/us]              T [s]                 de descarcari
       95                              7                               9,1                        0,001                1
       50                              33                             24                          0,01                 2
        5                               85                             65                          1,1                    6

Efectele trasnetului. Curentul unui trasnet este de inalta frecventa, el provocand urmatoarele efecte:
 - efecte termice: cresterea temperaturii la locul impactului pana la punctul de topire
 - efecte electrodinamice: curentul de trasnet circuland printr-un conductor parale cu alt conductor determinaatragerea sau respingerea (deformari mecanice)
 - efect de combustie:
 - supratensiuni tranzitorii in retelele electrice sau telefonice
 - ridicarea potentialului pamantului la circulatia curentului de trasnet in pamant.

 - Supratensiuni tranzitorii de comutatie
La schimbarea brusca a conditiilor de functionare a unei retele apar unele fenomene tranzitorii care determina unde de tensiune de inalta frecventa sau amortizate, avand un front lent iar frecventa lor variind de la zeci de hert la sute de herz. Cauzele aacestor supratensiuni sunt:
 - impulsurile de tensiune la deconectarea aparaturii de comutatie (sigurante, intreruptoare, etc)
 - impulsurile de tensiune inductive de la pornirea/oprirea unor motoare sau transformatoare mt/jt
 - impulsurile de tensiune de la cuplarea/decuplarea unor baterii de condensatoare

 - Supratensiuni tranzitorii de frecventa industriala sunt datorate unor defecte de izolatie faza/carcasa sau faza/pamant in retelele cu neutru izolat sau tratat prin prin impensanta

 - Supratensiuni tranzitorii cauzate de descarcari electrostatice. Apar atunci cand se acumuleaza sarcini electrice care determina un camp electrostatic insemnat. Daca din anumite cauze o persoana intra inacest camp electrostatic, acumuleaza sarcini electrice si apropiindu-se de un conductoe, va aparea o descarcare electrica de cativa amperi cu un frontr de unda de cateva nanosecunde. Daca aceasta descarcare se produce in aprrierea unor echipamente electronice sau circuite electronice neprotejate acestea vor fi distruse.

Protectia impotriva supratensiunilor

Protectia primara - paratrasnetul, realizeaza o protectie impotriva loviturilor directe a trasnetelor. Ele capteaza si conduc curentul de trasnet la pamant.Principiul de functionare este bazat pe o structura metalica mai inalta decat obiectul (cladirea) de protejat. Exista urmatoarele tipuri de protectie primara:
 - tija Franklin
 - conductoare aeriene orizontale
 - cusca lu Faraday (zabrele metalice)
 - PDA (paratrasnet cu dispozitiv de amorsare)
Dispozitive de protectie primara se completeaza cu conductoarele de coborare, piesa de separatie si priza de pamant a carui rezistenta de dispersie trebuie sa fie de 10 phmi daca este exclusiv pentru instalatia de paratrasnet si  de 1 ohm daca este comuna cu instalatia de protectie impotriva electrocutarii.
Normativul I7/2011, Cap. 6 trateaza principiile generale de care trebuie sa se tina seama la realizarea instalatiilor de protectie impotriva trasnetelor aplicate la proiectarea, instalarea inspectia si mentenanta unei instalatii de protectie impotriva trasnetelor cat si masurile de protectie impotriva vatamarii fiintelor vii datorita tensiunilor de atingere si de pas.
Protecta secundara realizeaza protectia instalatiilor si echipamentelor interioara limpotriva trasnetelor.

Descarcatoarele sunt dispozitive care limiteaza supratensiunile tranzitorii si conduce curentii la pamant pentru a reduce amplitudinea supratensiunilor la o valoare nepericuloasa pentru instalatiile si echipamentele electrice. Ele contine elemente neliniare cum ar fi de exemplu varistoarele.
Datele tehnice ale unui descarcator: Descarcator SPD (Surge Protection Device),
 - In = curentul de descaracre nominal, reprezinta valoarea de varf a impulsului de curent  avand forma de unda de 8/20us care circula prin descarcator
 - Imax = este valoarea de varf a curentului cu o forma de unda de 8/20us
 - Ic = este curentul de scurgere sau curentul de operare permanent, este curentul care circula prin descarcator in mod permanent cand acesta este alimentat la tensiunea operationala de tinere Uc
 - Iimp = curentul de impuls
 - Un = tensiunea nominala
 - Uc = tensiunea de tinere permanenta
 - Up = tensiunea de protectie, este un parametru care caracterizeaza functionarea descarcatoruluiprin limitarea tensiunii la bornele sale la o valoare aleasa. Valorile comune pt reteau de 230/400V sunt:1 - 1,2 - 1,5 - 1,8 - 2 - 2,5kV.

Alegerea unui dispozitiv de protectie se face prin evaluarea riscului supratensiuniulor pentru instalatia de protejat. Ca principiu general la evaluarea riscurilor supratensiunilor trebuie sa se tina seama de:
 - riscul ca zona sa fie lovita de trasnet
 - tipul de retea de distributie
 - topografia zonei
 - prezenta unui conductor de paratrasnet
 - echipamentul ce urmeaza a fi protejat
 - supratensiunile de comutatie
Pentru diagnosticul receptoarelor ce urmeaza a fi protejate se poate folosi formula:
R = S + C + I
unde: R este risul receptoarelor, S sensibilitatea echipamentului, C costul iar I consecintele. S, C si I pot lua valorile de la 1 la 3.
La diagnosticarea locului de montaj al descarcatoarelor se foloseste formula:
E = Ng (1 + LV + MV + d), unde:
Ng = densitatea loviturilor de trasnet
LV = lungimea in km  a retelelor electrice de jt ce alimenteaza instalatia
MV = paramentru care depinde de caracteristicile retelei de medie tensiune.
d = coeficient care ia in calcul locul de amplasare al retelelor de jt si mt.
Alegerea capacitatii de scurgere a unui descarcator  pentru o retea de jt. Se pot realiza doua protectii:
 - Protectia pe sosire
 - Protectia secundara, necesara daca lungimea la care este situat echipamentul sensibil este situat la o distanta mai mare de 30m fata de descarcatorul montat la sosire
Descarcatoarele de supratensiuni se protejeaza printr-un intreruptor magnetotermic automat care va avea capacitatea de rupere compatibila cu curentul de scurtcircuit din instalatie.