UPS

1 Druhy UPS

1.1 UPS "on-line"

Na začiatku, v 70-tych rokoch, sa bežne používal termín UPS "on-line". Vzťahuje sa na topológiu, ktorá obsahuje najmä (obrázok 1) :

- usmerňovač-nabíjač na vstupe, ktorý odoberá a usmerňuje sieťové napätie na nabíjanie alebo udržiavanie batérie a na napájanie striedača,
- batériu, ktorá zabezpečuje nezávislú prevádzku v prípade výpadku siete,
- striedač, ktorý dodáva výkon so stálou vysokou kvalitou (frenkvencia, napätie… s minimálnymi odchýlkami)
- vo všeobecnosti nazývaný statický obtok (statický bypass), schopný bez výpadku preniesť zaťaženie na sieť, čím umožní « dočasnú » prevádzku záťaže (bez napájania kvalitným výkonom zo striedača).


Normovači zistili, že označenie "on-line", ktoré doslova znamená "na sieti", nie je uspokojivé vzhľadom na túto topológiu. Totiž
zaťaženie je napájané zo striedača, a nie priamo zo siete. Avšak tento názov sa pomerne rýchlo ujal na označovanie UPS, ktorých záťaž má trvalé napájanie zo striedača, sériovo zapojeného k sieti. Týkalo sa to hlavne zdrojov UPS s vysokým výkonom (≥ 10 kVA).

1.2 UPS "off-line"

V 80-tych rokoch sa popri čoraz väčšej rozmanitosti záťaží a výkonov objavili zdroje UPS "off-line", a to v protiklade k "on-line".
Toto označenie vychádza z odlišnej topológie (obrázok 2). Striedač nie je pripojený k sieti sériovo, ale paralelne a v pasívnom čakaní. Už nepracuje sústavne, ale len vtedy, ak je sieť mimo tolerancie. Topológiu dopĺňajú filtre, ktorých funkcia nie je jasne definovaná, pretože sú mylne ponímané ako regulácia napätia. Táto topológia nie je vybavená statickým obtokom, čoho dôsledkom sú príliš dlhé prepínacie časy pre niektoré aplikácie. V skutočnosti je záťaž napájaná priamo zo siete, zatiaľ čo striedač pracuje len sporadicky v prípadoch porúch napájacej siete. Avšak prax potvrdila používanie tejto topológie a jej terminológie, ktorá sa používala najmä pre UPS s nižším výkonom (≤ 2 kVA). Záťaž je napájaná z napájacej siete, všeobecne cez  filter/kompenzátor, ktorý eliminuje určité poruchy a môže zabezpečovať aj reguláciu napätia.

Normy tento filter nešpecifikujú, hovoria len o "prepína i UPS". Upresňujú však, že " na úpravu prívodu energie môžu byť pridané prídavné zariadenia, napríklad ferorezonančný transformátor alebo transformátor s automatickým prepínaním odbočiek".  Strieda je k sieti pripojený paralelne a v pasívnom čakaní. Režim prevádzky z batérie :

- Ak sa striedavé napätie vstupnej siete dostane mimo špecifikovaných odchýlok UPS alebo ak má sieť poruchu, po uplynutí krátkeho okamihu zmeny (spravidla 100 kA (10/350)), úroveň samočinne zhášaného následného prúdu je však nízka (If
= cca 100 Aef), takže ich aplikačné možnosti sú zrovnateľné s bleskoistkami.


3.2 Plynom plnené bleskoistky

V kľudovom stave sa plynom plnené bleskoistky chovajú ako vysokoohmové izolátory vďaka použitiu izolačného puzdra na báze korundovej keramiky. Obvykle sa konštruujú v tvare keramického valca, obojstranne uzavretého kovovými elektródami. Spravidla sú plnené zmesou vzácnych plynov pod slabým tlakom. Vynikajú krátkou dobou reakcie a značnou zvodovou schopnosťou až Iimp = 100 kA (10/350). Majú veľmi malú vlastnú kapacitu (cca 1 pF) a vysoký izolačný odpor (>1000 MOhm). Aplikačné možnosti bleskoistiek sú obmedzené vzhľadom na ich všeobecne nízke hodnoty samočinne zhášaného následného prúdu (If = cca 100 Aef). Garancia vlastností týchto zvodičov pre konkrétne aplikácie sa vykonáva cielenou voľbou použitých materiálov, plynových náplní a geometrie elektród. Pre výrobu moderných výkonových bleskoistiek sa používajú špeciálne dilatačné zliatiny, ktoré zaisťujú ich odolnosť proti vysokým teplotám až 2000 st. C a extrémnym tlakom pri výboji v plyne pri prúdoch až 100 kA v tvare 10/350 µs. Elektrické parametre je možné určovať vopred v širokom rozsahu. Napríklad jednosmerné spúšťacie napätie môže byť nastavené medzi 100 V až 2000 V s typickou toleranciou ± 20%. Plynom plnené bleskoistky sa vyznačujú vysokou životnosťou a stabilitou parametrov. Splňujú tak základné predpoklady pre ich použitie pri konštrukcii bezúdržbových zvodičov bleskových prúdov a prepätí s dlhou životnosťou.

3.3 Varistory

Varistory oxidov kovov sú napäťovo závislé odpory so symetrickou voltampérovou charakteristiku. Vyrábajú sa na báze cca 90% oxidu zinočnatého (ZnO) vo funkcii keramického základu a 10% prísad, ktoré slúžia na rast zŕn a tvorbu hradlovej vrstvy medzi zrnami ZnO. Pri zlisovaní tejto hmoty sa okolo dobre vodivých zŕn ZnO vytvárajú hradlové vrstvy, ktoré sú zrovnateľné so zenerovými diódami. Ich odpor (>1MOhm) sa pri vzniku prepätí znižuje v priebehu niekoľkých nanosekúnd až na hodnoty
niekoľko desatín ohmu. Využitím celého objemu keramiky pre absorpciu energie je daná vysoká zaťažiteľnosť tohto typu zvodičov pri ich zaťažovaní impulznými zvodovými prúdmi. Takmer univerzálne možnosti využitia varistorov sú obmedzené iba v oblasti vysokých frekvencií, kde sa negatívne prejavuje ich relatívne vysoká kapacita (jednotky nF).

3.4 Supresorové diódy

Supresorové diódy sú v podstate Zennerove diódy, dimenzované pre vysoké špičkové hodnoty prúdu a extrémne krátke vybavovacie časy (rádovo ps). Vďaka ich malým rozmerom, krátkym vybavovacím časom a nízkym ochranným úrovniam sa tieto diódy veľmi dobre hodia na ochranu citlivých elektronických obvodov.


4 Revízie el. zariadení

4.1 Rozdelenie elektrických spotrebičov

Elektrické spotrebiče sa z hľadiska revízií a kontrol rozdeľujú do piatich skupín:

– skupina A: spotrebiče poskytované formou prenájmu ďalšiemu užívateľovi,
– skupina B: spotrebiče používané vo vonkajšom priestore (stavby, poľnohospodárske práce a pod.),
– skupina C: spotrebiče používané pri priemyselnej a remeselníckej činnosti vo vnútorných priestoroch,
– skupina D: spotrebiče používané vo verejne prístupných priestoroch (školy, kluby, hotely a pod.),
– skupina E: spotrebiče používané pri administratívnej činnosti.


4.2 Rozsah kontrol

Postup kontrol je stanovený takto:

– vonkajšia prehliadka (kryty, držadlá, ovládacie prvky, prívod, vonkajšia izolácia a pod.),
– skúška chodu (funkcia ovládacích a bezpečnostných prvkov, nadmerné iskrenie motorov a pod.),
– dokladovanie kontroly (vystavenie dokladu o kontrole s dátumom a vyhodnotením stavu: vyhovujúci – nevyhovujúci).

Kontroly sa vykonávajú v lehotách podľa tabuľky 1.


4.3 Lehoty a rozsah revízií

Revízie elektrických spotrebičov sa vykonávajú:

– vždy po ich oprave, rekonštrukcii alebo úprave,
– vždy po každej predpokladanej alebo zistenej závade,
– pravidelne v lehotách podľa tabuľky 1,
– pri použitých spotrebičoch, ktoré sa znova uvádzajú na trh.


Rozsah revízií

Postup revízii je samostatne určený pre spotrebiče triedy ochrany I (príloha A normy) a pre spotrebiče triedy ochrany II a III (príloha B normy).

Jednotlivé kroky pri revízii stanovuje norma. Každý ďalší krok možno uskutočniť, len ak spotrebič vyhovel predchádzajúcemu kroku.

Postup jednotlivých krokov pri revízii:

– Podrobná prehliadka (kontrola dotiahnutia pripojovacích svoriek, styk násuvných spojov, stav spájkovaných spojov, izolácia vnútorných vodičov, stav a funkčnosť spínačov a ďalších ovládacích prvkov, stav a zaprášenie motora a držiakov kief, stav
odrušovacieho kondenzátora, vyhrievacích prvkov, prívodov a pod.),

– meranie odporu ochranného vodiča (meria sa medzi ochrannou zdierkou vidlice a prístupnými neživými časťami spotrebiča pomocou zdroja AC alebo DC s napätím 4 až 24 V a prúdom 0,2 až 10 A; odpor musí byť £ 0,3 W pri prívode do 5 m, na každý
ďalších 7,5 m prívodu sa pripočíta 0,1 W),

– meranie odporu izolácie (meračom izolácie s jednosmerným napätím najmenej 500 V v trvaní 5 až 10 s); hodnoty Riz musia zodpovedať hodnotám v tabuľke 2; izolačný odpor sa nemeria, ak určité (napr. elektronické) časti neumožňujú meranie izolačného odporu celého spotrebiča.