Wybór odpowiedniego urządzenia przeciwprzepięciowego i wyłączników ochronnych wymaga rozważenia szerokiego zakresu parametrów związanych z typami ochronników przepięć, układami wyłączników i oceną ryzyka. Jaki ogranicznik przepięć wybrać?
Ochrona przeciwprzepięciowa – trzy ogólne zasady wyboru
Teraz, gdy ustaliliśmy, że ograniczniki przepięciowe powinny być sercem systemu ochrony odgromowej, nadszedł czas, aby zastanowić się, jak wybrać odpowiednią ochronę przeciwprzepięciową. Łatwiej powiedzieć niż zrobić.
Oto kilka praktycznych zasad instalacji urządzenia przeciwprzepięciowego:
1. Zapoznaj się z rodzajami lub kategoriami urządzeń przeciwprzepięciowych.
2. Oceń ryzyko uderzeń piorunów i zdolności rozładowania.
3. Użyj odpowiednich urządzeń, aby chronić same zabezpieczenia przeciwprzepięciowe.
Typ 1 | Instalacja w rozdzielnicy głównej w budynkach z instalacjami odgromowymi. Może rozładowywać bardzo silne prądy piorunowe. | Powinien być stosowany jako element instalacji odgromowej – np. w przypadku montażu piorunochronów lub klatek tłuczonych |
Typ 2 | Instalacja w głównej rozdzielnicy. Rozładowuje prądy z pośrednich uderzeń piorunów, przepięć indukcyjnych i przewodzących oraz tranzystorów przełączających. | Powinien być zawsze używany. |
Typ 3 | Dedykowane do ochrony konkretnych urządzeń. Bardzo niska zdolność rozładowania. | Dodatkowe urządzenia przeciwprzepięciowe: – stosowane w kombinacjach typu 1 + 2 + 3 w obiektach przemysłowych, w których znajduje się instalacja odgromowa – stosowany w kombinacjach typu 2+3, gdy nie ma instalacji odgromowej |
Co to jest ogranicznik przepięć?
Ogranicznik przepięć usiłuje ograniczyć napięcie dostarczane do urządzenia elektrycznego przez blokowanie lub prąd zwarciowy w celu zmniejszenia napięcia poniżej bezpiecznego progu. Blokowanie odbywa się za pomocą cewek indukcyjnych, które hamują nagłą zmianę prądu. Zwarcie jest wykonywane przez iskierniki, lampy wyładowcze, półprzewodniki typu Zenera i warystory z tlenków metali (MOV ang. metal oxide varistor). Wszystkie zaczynają przewodzić prąd po osiągnięciu określonego progu napięcia, lub przez kondensatory, które hamują nagłą zmianę napięcia. Niektóre zabezpieczenia przeciwprzepięciowe wykorzystują wiele elementów.
Ogranicznik przepięć podłączenie
Podłączenie ogranicznika przepięć w instalacji
Rysunek 1 Przykład instalacji, źródło Eaton
Ograniczniki przepięć do domów mogą znajdować się w listwach zasilających używanych wewnątrz lub w urządzeniu na zewnątrz przy panelu zasilania. Gniazda w nowoczesnym domu wykorzystują trzy przewody: liniowy, neutralny i uziemiający. Wiele ograniczników łączy się ze wszystkimi trzema parami (linia-neutralny, linia-ziemia i neutralny-ziemia), ponieważ istnieją warunki, takie jak wyładowania atmosferyczne, w których zarówno linia, jak i neutralny mają skoki wysokiego napięcia, które muszą być zwarte do ziemi.
Ochronnik przepięciowy – oznaczenia
Do tej pory w standardzie oznaczenia ograniczników przepięć sprowadzały się do symboli B+C, C, D.
Pomimo, iż nadal wiele producentów, firm stosuje takie oznaczenia, są one już po prostu nie używane i przestarzałe.
Ogranicznik przepięć B+C, lub C charakteryzują się montażem w rozdzielnicy. Natomiast ochronnik przepięciowy o symbolu D stosuje się na „na” urządzeniu końcowym, takim jak listwa przepięciowa. Ochronniki przepięciowe najczęściej są „wyjmowanymi” wkładkami, bądź monoblokiem (wkładki nie są wyjmowane).
Tabela poniżej przedstawia opis oznaczeń ograniczników przepięciowych, wraz ze starymi symbolami norm.
TYP SPD | Klasa prób | Parametr charakterystyczny | Stare oznaczenie klasy |
TYP1 | Próba klasy I | Iimp | B |
TYP2 | Próba klasy II | In | C |
TYP3 | Próba klasy III | Uoc | D |
TYP1 i TYP2 | – | – | B+C |
Ograniczniki przepięć – klasyfikacja typów
– ogranicznik przepięć Typu 1 – określone próbą klasy I udarami określonej wartości szczytowej Iimp, ładunku Q i energii właściwej W/R (np.: udar Iimp 10/350 µs)
– ochronnik przepięciowy Typu 2 – określone próbą klasy II udarami o kształcie 8/20 µs i wartości szczytowej In (i Imax jeżeli deklarowana)
– bezpiecznik przepięciowy Typu 3 – określona próba klasy III udarami kombinacji napięciowo – prądowymi (napięcie obwodu otwartego generatora Uoc 1,2/50 µs, prąd zwarcia ICW 8/20 µs)
Dokonując wyboru ogranicznika przepięć, zwróć uwagę na jego oznaczenia. Producent przedstawia dane następująco. Kwadratowy znak, zawierający typ np T1. W pobliżu typu, znajdować musi się wartość szczytowa udaru np. T1 Iimp = 25 kA. Oznaczenia T1, T2, T3 obecnie także są stosowane przez wielu producentów w nazwach własnych produktów dla ich łatwiejszej identyfikacji. Nie jest konieczne oznaczenie kształtu, gdyż jest ono określone w normie, oraz związane z wartościami Iimp, In i UOC.
Rodzaje ograniczników przepięć
– Ogranicznik przepięć iskiernikowy
– Ogranicznik przepięć warystorowy
– Ochronniki przepięciowe kombinowane
Ogranicznik przepięć iskiernikowy
Ogranicznik przepięć iskiernikowy dostępny w EBMiA.pl
Symbol iskrownika
Cechą charakterystyczną ogranicznika przepięć iskiernikowego jest budowa, składa się z dwóch oddalonych od siebie elektrod.
W momencie pojawienia się przepięcia w zabezpieczanym obwodzie, prąd udarowy kierowany jest do ziemi. Dzieje się tak, ponieważ powstały łuk elektryczny (zwarcie) na linii przewód fazowy – przewód ochronny, gwałtownie przekracza dopuszczalne wartości. Łuk elektryczny wygasa w momencie spadku przepięcia, następuje powrót do znamionowej wartości. Ograniczniki przepięć iskiernikowe, cechują się dużą ochroną przed bezpośrednim wyładowaniem, nie zużywają się tak szybko, jak inne typy. Niestety minusem jest czas reakcji przepięcia wynoszącym ok. 1 µs
Ogranicznik przepięć warystorowy
Ogranicznik przepięć warystorowy dostępny w EBMiA.pl
Symbol warystora
Ogranicznik przepięć warystorowy produkowany jest do określonych napięć. Warystor (rezystor) może być też traktowany jako izolator, ze względu na brak przewodzenia prądu ponieważ cechuje go duża rezystancja dla małych napięć.
Prawidłowo dobrane warystory, mogą być świetną ochroną przed wysokim napięciem. Przyjęcie dużej energii impulsu w momencie przekroczenia ustalonej wartości, doprowadza do rozłączenia, a nie rzadko przepalenia bezpiecznika. Jeśli w Twojej instalacji zabezpieczeniem przeciwprzepięciowym jest warystor automatycznie wyłączy on urządzenia, jednakże musi on być połączony ze źródłem napięcia równolegle.
Warystory mogą pochłaniać znacznie wyższe energie przejściowe i mogą tłumić dodatnie i ujemne stany przejściowe. Czas reakcji warystora jest zwykle krótszy niż nanosekunda, a urządzenia można zbudować tak, aby wytrzymały przepięcia do 70 000 A. Zapobiega to uszkodzeniom obciążenia, które mogą wystąpić, jeśli awaria obwodu zabezpieczającego nie zostanie wykryta. Niestety warystory koniecznie trzeba wymieniać co kilka lat, ich mankamentem na pewno jest też możliwość wybuchu w momencie przekroczenia prądu znamionowego. Niewątpliwie jednak zaletami zastosowania warystorów jest brak zwarciowego prądu zastępczego, niewielki rozmiar (biorąc pod uwagę odprowadzane prądy), oraz niskie czasy odpowiedzi.
Dlaczego warto zastosować ogranicznik przepięciowy?
Niewątpliwie najistotniejszą kwestią doboru ograniczników przepięć jest, rodzaj spodziewanego zagrożenia. Błędnie dobrane SPD, doprowadzą do uszkodzeń, a te do zagrożeń dla instalacji. Prawidłowo chronioną instalację elektryczne zapewni wyłącznie dobrze pojęta klasyfikacja, oraz cechy charakterystyczne konkretnych typów ograniczników. W przypadku wątpliwości warto skorzystać z porad naszego zespołu [email protected]
Rysunek 3 Ogranicznik przepięciowy z asortymentu EBMiA
Zapraszamy do kolejnych artykułów w których opisujemy:
Wyłącznik krańcowy – co to jest, rodzaje, właściwości
Rozłącznik izolacyjny – co to jest, jak dobrać, budowa, zastosowanie
Wyłącznik różnicowoprądowy – czym jest i w jaki sposób działa?
Wyłącznik silnikowy – skuteczny sposób na zabezpieczenie silnika
Wyłącznik nadprądowy – jak dobrać, podłączenie, charakterystyka
Bezpieczniki, elementy zabezpieczające instalacje elektryczne
Łącznik krzywkowy – jak podłączyć, zasada działania
Przekaźnik czasowy – zasada działania, budowa, rodzaje
Przekaźnik impulsowy – rodzaje, zasada działania, który wybrać?