Google+

Do stosowania ochronników przeciwprzepięciowych w instalacji elektrycznej nie trzeba nikogo przekonywać. Należy jednak pamiętać, że ze względu na stopniowanie ochronników przepięciowych konieczne jest zastosowanie urządzeń klasy B oraz klasy C. Stosowanie ochronników klas B i C wymaga dodatkowych dławików odprzęgających zatem jest to rozwiązanie kosztowne i wymaga więcej miejsca w rozdzielnicy. Warto wtedy uwzględnić ochronniki przepięciowe klasy B+C.

Fot. 1. Ograniczniki przepięć firmy Eaton Fot. 1. Ograniczniki przepięć firmy Eaton. Fot.: EATON

W praktyce instalatorskiej zastosowanie znajduje kilka rodzajów ograniczników przepięć. Ograniczniki przepięć typu 1 (klasy B) zabezpieczają przed bezpośrednim i bliskim uderzeniem pioruna, a ograniczniki przepięć typu 2 (klasy C) mają za zadanie zapewnienie ochrony większości odbiorników elektrycznych przed przepięciami komutacyjnymi i przepięciami zredukowanymi przez ograniczniki przepięć typu 1. Ograniczniki przepięć typu 3 (klasy D) dodatkowo zabezpieczają szczególnie czułe urządzenia elektryczne i elektroniczne. Z kolei zestawy ograniczników przepięć typu 1+2 (klasy B+C) montowane w jednej rozdzielnicy są oferowane z myślą o do- mach jednorodzinnych lub obiektach przemysłowych.

Zalety

Zalet ochronników klasy B+C jest przynajmniej kilka. Należy mieć na uwadze przede wszystkim kompaktową obudowę i prosty montaż. Urządzenie zajmuje niewielką liczbę modułów w rozdzielnicy, co jest szczególnie ważne w mniej rozbudowanych instalacjach. Nie ma również konieczności spełniania wymagań względem odległości pomiędzy poszczególnymi stopniami ochrony.

Fot. 2. Ograniczniki przepięć fi rmy Legrand Fot. 2. Ograniczniki przepięć firmy Legrand. Fot.: LEGRAND

Ograniczniki klasy B

Ograniczniki typu 1 (klasy B) mają za zadanie zapewnienie ochrony instalacji elektrycznej i zasilanych odbiorników w przypadku gdy dojdzie do bezpośredniego wyładowania atmosferycznego w linię zasilającą lub w instalację odgromową budynku. W przypadku zastosowania ogranicznika iskiernikowego prąd może przepływać wielokrotnie nie po- wodując jego zniszczenia.
Ograniczniki przepięć tego typu są montowane na początku instalacji zasilanej z linii kablowej lub sieci napowietrznej. Urządzenia odprowadzają do uziomu prąd piorunowy, który powstaje po bezpośrednim uderzeniu w sieć zasilającą. Miejsce montażu to zazwyczaj rozdzielnica główna nn lub złącze kablowe. Dobór ograniczników B zależy od układu sieci (TN, TT IT) oraz wymaganej wytrzymałości udarowej ogranicznika w miejscu jego instalacji.
Należy pamiętać aby połączenia ograniczników klasy B były możliwie najkrótsze. Optymalna długość przewodów połączeniowych to 0,5 m ale nie może przekraczać 1 m. Szczególnie duży spadek napięcia występuje na przewodzie łączącym ogranicznik przepięć z główną szyną uziemiającą. Przez ten przewód w przypadku układu wielofazowego płynie prąd będący sumą prądów płynących w przewodach łączących poszczególne ograniczniki z przewodami fazowymi. Oprócz tego na etapie doboru przewodów do połączenia ograniczników z przewodami fazowymi, neutralnym oraz szyną wyrównania potencjałów trzeba mieć na uwadze zjawiska termiczne i dynamiczne, które pochodzą od przepływu prądów udarowych oraz przepływu prądów zwarciowych.
Na etapie doboru przekrojów przewodów łączących ogranicznik niejednokrotnie dostosowuje się je do wartości bezpieczników, które znajdują się przed ogranicznikami. Minimalne przekroje przewodów stosowanych do połączenia ograniczników w zależności od znamionowych wartości zabezpieczeń nadprądowych najczęściej podaje produ- cent. Zaleca się aby połączenia pomiędzy ogranicznikami były wykonywane za pomocą przewodu miedzianego o przekroju nie mniejszym niż 4 mm2 . Jeżeli obiekt ma instalację odgromową to ograniczniki typu B łączy się przewodami o przekroju nie mniejszym niż 16 mm2 . Chcąc zmniejszyć spadek napięcia występu- jącego na przewodzie łączącym ograniczniki przepięć z główną szyną uziemiającą zaleca się zastosować przewód miedziany o przekroju 25 m2 , a nawet 35 mm2.

Fot. 3. Ograniczniki przepięć firmy Centropol Fot. 3. Ograniczniki przepięć firmy Centropol. Fot.: CENTROPOL

B+C

Należy podkreślić, że ochronniki klasy B+C nie zawsze są konieczne. Na pewno warto je zamontować w instalacjach, w których oprócz klasy C trzeba zastosować również klasę B. Chodzi o miejsca gdzie istnieje ryzyko narażenia instalacji elektrycznej i zasilanych urządzeń na skutki bezpośredniego wyładowania atmosferycznego. Są to przede wszystkim budynki z zewnętrzną instalacją piorunochronną, zasilane z linii napowietrznej lub linii kablowej o krótkich odcinkach oraz obiekty, które nie mają instalacji odgromowej ale znajdują się w pobliżu wysokich budynków i połączonych z nimi wspólnym uziemieniem.
W innych aplikacjach zastosowanie ograniczników klasy B lub B+C nie jest konieczne natomiast w domach jednorodzinnych zasilanych za pomocą linii kablowej z rozdzielnicy głównej jako pierwszy stopień ochrony może być od razu klasa C. Nie ma tutaj ryzyka przepięcia w instalacji w efekcie bezpośrednio wyładowania atmosferycznego.

.
Fot. 4. Ogranicznik przepięć firmy Legrand Fot. 4. Ogranicznik przepięć firmy Legrand

Ochrona sygnałów przed przepięciami

W dobrze zabezpieczonej instalacji nie może zabraknąć odpowiedniej ochrony przewodów sygnałowych. Ważne jest aby przy wyborze odpowiedniego rozwiązania uwzględnić znamionowe i maksymalne warunki pracy instalacji. Istotną rolę odgrywa maks. prąd w liniach przemysłowych, a także rodzaj elementu lub układu ochronnego i częstotliwość graniczna. Uwzględnia się przy tym stopień zagrożenia udarowego urządzeń od strony wejść sygnałowych. Stąd też analizowane są zagrożenia stwarzanego przez przepływ części prądu piorunowego. Trzeba również wziąć pod uwagę zagrożenia jakie mogą pochodzić od wszelkiego rodzaju przepięć. Ponadto wybierając zabezpieczenie linii sygnałowej ważna jest odporność portów sygnałowych na udary przepięciowo-prądowe, powtarzalne szybkie elektryczne zakłócenia impulsowe oraz niepowtarzalne tłumienia przebiegów sinusoidalnych. Analizuje się układ przesyłu sygnałów pod kątem układów niesymetrycznych lub symetrycznych, a także dopuszczalnego tłumienia linii przesyłowych i impedancji falowej linii. Ważna jest analiza układu przesyłu sygnałów z uwzględnieniem dopuszczalnej impedancji jaka może być wstawiona w tor sygnałowy. Kluczową rolę odgrywają złącza jakie są zastosowane w systemie. To właśnie po analizie tych in- formacji są dobierane właściwości ochronne ograniczników przepięć.
Odpowiednie zabezpieczenia warto uwzględnić zarówno w domowych jak i przemysłowych instalacjach monitoringu. Zapewnią one skuteczną ochronę sprzętu elektronicznego w efekcie działania pola elektromagnetycznego, jakie jest wytworzone w przypadku bezpośredniego uderzenia pioruna. Warto mieć na uwadze przede wszystkim ograniczniki przepięć zapewniające ochronę sygnałów wideo linii symetrycznej. Napięcie ochro- ny (żyła/żyła) najczęściej wynosi >2,4 V, natomiast napięcie ochrony doziemnej (żyła/ uziom) ma wartość 16,4 V. Czas zadziałania wynosi z kolei 15 ns. Maksymalna wartość impulsu prądu może osiągnąć 30 A.

Okresowa kontrola ograniczników przepięć

Ograniczniki przepięć poddawane są okresowej kontroli, a dodatkowe sprawdzenie wykonuje się w przypadku wyładowania piorunowego. Rozwiązania konstrukcyjne umożliwiają ich szybkie testowanie. W niektórych aplikacjach przemysłowych gdzie pracuje wiele ograniczników, przy ich sprawdzaniu zastosowanie znajduje technologia RFID. Takie sprawdzanie odbywa się bez- dotykowo przy wykorzystaniu przenośnego przyrządu pomiarowego. Przyrządy takie za pomocą portu USB współpracują z komputerem i oprogramowaniem wspomagającym zarządzanie bazą kontrolowanych zabezpieczeń. Jest przy tym możliwe drukowanie pro- tokołów z testów. Przyrząd samoczynnie do- pisuje datę pomiaru w module ogranicznika. Ponadto rozbudowane instalacje można wzbogacić o systemy pozwalające na stałą kontrolę ograniczników. Jeżeli jest konieczna wymiana któregoś z nich załącza się odpowiedni sygnalizator optyczny. Instalacja sygnalizująca ma również dodatkowy styk bezpotencjałowy.

Damian Żabicki