Problema, kuri tapo ypač aktuali pastaraisiais dešimtmečiais pradėjus naudoti mikroschemas, – apsauga nuo viršįtampių, atsirandančių ir tiesioginio žaibo pataikymo į elektros perdavimo linijas metu, ir dėl iškrovos metu susidarančio elektromagnetinio lauko, kuris juntamas net iki 2 km nuo žaibavimo vietos. Žaibavimo metu indukuojasi papildomi elektros impulsai metaliniuose pastatų elementuose, laiduose, vamzdžiuose. Šie viršįtampiai, būdami labai trumpi (milisekundžių trukmės), gali būti labai galingi – iki keliasdešimt tūkstančių voltų.
Pasak įmonės „Obo Bettermann“ atstovo Rimo Lukšio, pagrindinės priežastys, dėl kurių reikia saugotis viršįtampių, yra šios:
1. Dėl viršįtampio gali būti negrįžtamai pažeista elektroninė įranga, be kurios šiais laikais neįsivaizduojamas nė vienas biuras, gamykla, visuomeninis ar gyvenamasis pastatas. Jeigu žaibuojant nustoja dirbęs kompiuteris, sugenda televizorius ar kitas elektrinis preitaisas – tai rodiklis, kad elektros grandinėmis prabėgo viršįtampiai.
2. Elektroninės įrangos praradimas ar jos remontas nėra tiek nuostolingas, kiek nuostolių atneša dėl gedimų sutrikę procesai. Tai ir nukrypimai nuo grafikų, klientų aptarnavimo sutrikimai, sukauptos vertingos informacijos praradimas ir t. t. Vokiečiai, pavyzdžiui, nuo žaibų ir galimų viršįtampių labiausiai saugo bankus ir kitus komercinės reikšmės pastatus. Jų veiklos trikdžiai gali atnešti milžiniškų finansinių nuostolių.
3. Procesorių ir kitų integruotų plokščių matmenys sparčiai mažėja, dėl to jie tampa vis labiau pažeidžiami viršįtampių. Užsienio draudimo kompanijų statistika rodo, kad dažniausia elektros įrangos sugadinimo priežastis yra neleistini viršįtampiai žemos įtampos elektros tinkle. Tai sudaro net iki 35 procentų visų gedimų. Todėl labai svarbu tinkamai parinkti įtampos perteklių ribotuvus. Jų pasirinkimas priklauso ne tik nuo elektros tinklo tipo, įvado (oro ar kabelinis), vietovės, instaliacijos konfigūracijos, nuo saugomų įrenginių ir pan. Norint tinkamai apsaugoti elektros įrangą, būtina naudoti visų klasių ribotuvus. Tik tada nesibaimindami intensyvaus žaibavimo galėsime palikti į elektros tinklą įjugtą imtuvą.
Viršįtampių tipai
Elektros grandinėse atsirandantys viršįtampiai skirstomi į vidinius, atmosferinius ir statinius. Vidiniai viršįtampiai, dar vadinami komutaciniais, atsiranda įjungiant ir išjungiant didelės galios elektros vartotojus, ypač induktyviojo ar talpinio požiūrio. Atmosferiniai viršįtampiai atsiranda, kai žaibo išlydis pataiko į elektros tinklo įrangą arba netoli jos. Statiniai viršįtampiai kyla susikaupus skirtingiems elektros krūviams elektrostatinių išlydžių metu. Pavojingiausiais laikomi atmosferiniai viršįtampiai, plintantys iki 1,5 atstumu nuo pastato.
Tiesioginis arba netolimas žaibo išlydis į elektros maitinimo liniją sukelia iki 100 kA srovę. Jos maitinimo impulso frontas yra trumpesnis nei 10 ms. Žaibo išlydžio srovė sukelia labai stiprų greitai besikeičiantį magnetinį lauką, kuris elektros tinklo laidininkuose indukuoja nuo keleto iki keliolikos dešimčių kV įtampas. Pasak specialisto, svarbu atsiminti, jog šiuolaikinės elektroninės įrangos, t. y. kompiuterių televizijos ir radijo imtuvų, vaizdo aparatūros, valdymo ir apsaugos sistemų atsparumas viršįtampiams yra ne didesnis nei 1,5 kV.
Apsauginiai prietaisai
Nuo realių žaibo išlydžio metu atsirandančių grėsmių padeda apsisaugoti specialios apsaugos nuo viršįtampių, kurios skirstomos pagal galingumus, saugomas zonas ir likutinę įtampą po apsauginio prietaiso.
Vienas iš elektros kokybę apibrėžiančių parametrų yra viršįtampių lygis. Lietuvoje galiojančios EĮĮT taisyklės nurodo, kad gyvenamosios ir visuomeninės paskirties pastatų elektros įrenginiai turi būti apsaugoti nuo viršįtampių, įvadinėje spintoje įrengiant viršįtampių ribotuvus, kai yra orinis įvadas. Pats svarbiausias viršįtampių ribotuvo elementas – varistorius. Tai yra keraminis rezistorius, padarytas iš cinko oksido arba silicio karbonato. Varistorius – bekibirkštis netiesinis elementas, kurio varža priklauso nuo jo gnybtų įtampos. Normalaus darbo metu šis elementas prijungtas prie tinklo. Jo poveikis pasireiškia tada, kai jo gnybtų įtampa staiga pakyla. Tada jis pereina į laidumo būseną, praleisdamas išlydžio srovę į žemę, taip apsaugodamas jautrius viršįtampiams elektros imtuvus.
Pasak Rimo Lukšio, yra sukurtos specialios kombinuotos apsaugos individualių namų savininkams, supaprastinančios nedidelių pastatų apsaugą. Šios apsaugos, vadinamos B+C klasės, atlaiko iškrovos sroves iki 50 kA vienam poliui ir po jų likutinė įtampa tinkle tampa beveik nepavojinga jokiam elektronikos prietaisui. Veikimo principas paremtas jų viduje sumontuotu puslaidininkiu elementu – tuo pačiu varistorium, kuris atsiradus višįtampiui visą iškrovą nukreipia į įžeminimo sistemą. Žinoma, pastate turi būti įrengta kokybiška įžeminimo linija.
Gaminamos ir specialios viršįtampių apsaugos signalinėms linijoms – kompiuterių bei telefonų tinklams, GSM antenoms, vaizdo, signalizacijos ir kitoms žemos įtampos grandinėms.
