Przepięcia to przepięcia, które przekraczają maksymalne dopuszczalne limity dla danego systemu sieciowego. Przepięcie to gwałtowny skok napięcia między fazą a ziemią, trwający ułamek sekundy. Taki spadek napięcia jest niebezpieczny nie tylko dla samej linii, ale także dla podłączonych do niej urządzeń. Aby temu zapobiec, stosuje się ochronniki przeciwprzepięciowe.
Spis treści
- 1 Co to jest ochronnik przeciwprzepięciowy i dlaczego jest potrzebny?
- 2 Zasada działania i konstrukcja
- 3 Rodzaje ochronników przeciwprzepięciowych
- 4 Klasy ochronników przeciwprzepięciowych
- 5 Jak wybrać ochronnik przeciwprzepięciowy?
- 6 Jak podłączyć ochronnik przepięciowy w domu prywatnym?
- 7 Błędy w okablowaniu
Co to jest ochronnik przepięciowy i do czego służy?
Ochronnik przeciwprzepięciowy to urządzenie chroniące przed przepięciami, które zabezpiecza instalacje elektryczne do 1kV. Urządzenie chroni przed przepięciami w sieci zasilającej i uderzeniami piorunów, kierując impulsy prądowe do uziemienia.
Ochronę przeciwprzepięciową stosuje się tylko w systemach dystrybucji energii elektrycznej o niskim napięciu. Urządzenie jest odpowiednie zarówno dla zakładów przemysłowych, jak i budynków mieszkalnych.
Istnieją dwa typy ochronników przeciwprzepięciowych:
- OPS - tłumik przepięć sieci zasilającej;
- OIN - tłumik przepięć.
Zasada działania i konstrukcja
Zasada działania SPD polega na wykorzystaniu warystorów - nieliniowego elementu w postaci rezystora półprzewodnikowego, który stawia opór przyłożonemu napięciu.
JDP ma dwa rodzaje ochrony:
- Niesymetryczne (fazowe) - w przypadku wystąpienia przepięcia urządzenie kieruje impulsy do ziemi (faza-ziemia i neutralna-ziemia);
- Symetryczne (różnicowe) - przy przepięciu energia jest kierowana do innego czynnego przewodnika (faza do fazy lub faza do neutralnego).
Aby lepiej zrozumieć zagadnienie ochrony przeciwprzepięciowej, poniżej znajduje się krótka prezentacja przykład.
Normalne napięcie w obwodzie wynosi 220 V, a gdy w obwodzie pojawia się impuls, napięcie gwałtownie wzrasta, np. podczas uderzenia pioruna. W przypadku nagłego skok napięciaPrzepięcie w SPD zmniejsza jego rezystancję, powodując zwarcie, które z kolei wyzwala wyłącznik, a następnie prowadzi do zadziałania samego obwodu. Chroni on instalację elektryczną przed nagłymi wahaniami napięcia, zapobiegając przepływowi przez nią impulsów wysokiego napięcia.
Rodzaje ochronników przeciwprzepięciowych
Ograniczniki przepięć występują w wersji jedno- i dwuotworowej i dzielą się na podzielone na:
- Przełączanie;
- Ograniczenia;
- Połączone.
Łącznikowe ochronniki przepięciowe
Cechą charakterystyczną urządzeń przełączających jest ich duża rezystancja, która natychmiast spada do zera w momencie wystąpienia silnego impulsu napięciowego. Zasada działania urządzeń przełączających jest oparta na ogranicznikach przepięć.
Tłumiki przepięć linii (tłumiki przepięć)
Ogranicznik przepięć charakteryzuje się również wysoką rezystancją. Różni się on od przełącznika tylko tym, że rezystancja jest zmniejszana stopniowo. Ogranicznik bazuje na warystorze (rezystorze) zastosowanym w jego konstrukcji. Rezystancja warystora jest nieliniowo zależna od przyłożonego do niego napięcia. Nagły wzrost napięcia spowoduje również gwałtowny wzrost prądu, który przepływa bezpośrednio przez warystor. warystor a więc Wygładza to impulsy elektryczne, po czym ogranicznik napięcia sieciowego powraca do stanu początkowego.
Kombinowane ochronniki przepięciowe
Kombinowane SPD łączą w sobie zarówno ograniczniki przepięć, jak i warystory, dzięki czemu mogą pełnić funkcję zarówno ogranicznika przepięć, jak i tłumika.
Klasy ochronników przeciwprzepięciowych
Istnieją tylko trzy klasy urządzeń w zależności od ich stopnia ochrony:
- Urządzenie klasy I (kategoria przepięciowa IV) - chroni system przed bezpośrednim uderzeniem pioruna i jest instalowane w rozdzielnicy głównej lub w jednostce dystrybucji zasilania (PDU). Stosowanie tego urządzenia jest obowiązkowe, jeśli budynek znajduje się na otwartym terenie i jest otoczony wieloma wysokimi drzewami, co zwiększa ryzyko uderzenia pioruna.
- Urządzenie klasy II (kategoria przepięciowa III) - stosowane dodatkowo do urządzenia klasy I w celu ochrony sieci przed efektami łączeniowymi, tj. przed przepięciami wewnątrz sieci. Jest on zainstalowany w rozdzielnicy.
- Urządzenie klasy III (kategoria przepięciowa II) - służy do ochrony przed pozostałymi przepięciami atmosferycznymi i łączeniowymi oraz do eliminacji zakłóceń wysokiej częstotliwości przepuszczanych przez urządzenie klasy II. Instalację wykonuje się zarówno w konwencjonalnych gniazdach lub puszkach przyłączeniowych, jak i w samych urządzeniach elektrycznych, które muszą być zabezpieczone.
Klasyfikacja według stopnia rozładowania prądu:
- Klasa B - wyładowania w powietrzu lub gazie o prądzie wyładowczym od 45 do 60 kA. Są one instalowane na wejściu do budynku w rozdzielnicy głównej lub w rozdzielnicach wejściowych i wyjściowych.
- Moduły warystorowe klasy C o prądach wyładowczych ok. 40 kA. Są one instalowane w panelach pomocniczych.
- Klasa C i D są stosowane łącznie w przypadkach, gdy wymagane jest wprowadzenie kabli do ziemi.
WAŻNE! Odległość między jednostkami SPD musi wynosić co najmniej 10 metrów na całej długości instalacji.
Jak wybrać dokument SPD?
Pierwszym krokiem przy wyborze ochronnika przeciwprzepięciowego jest określenie systemu uziemienia stosowanego w budynku.
Istnieją trzy rodzaje systemów uziemienia:
- TN-S z jedną fazą;
- TN-S z trzema fazami;
- TN-C lub TN-C-S z trzema fazami.
Równie ważne jest, aby przy zakupie urządzenia zwrócić uwagę na tolerancję temperatury. Większość ochronników przeciwprzepięciowych jest przeznaczona do pracy w temperaturach do -25. Jeśli w Twoim regionie panuje bardzo zimny klimat, a zimy bywają srogie, panel rozrusznika nie powinien znajdować się na zewnątrz, gdyż w przeciwnym razie ulegnie awarii.
Przy wyborze ochronnika przeciwprzepięciowego należy również wziąć pod uwagę następujące czynniki:
- Znaczenie sprzętu, który ma być chroniony;
- Zagrożenie dla obiektu: ukształtowanie terenu (miasto lub przedmieście, płaski teren otwarty), obszar szczególnego ryzyka (drzewa, góry, zbiornik wodny), obszar szczególnego oddziaływania (piorunochron w odległości mniejszej niż 50 m od budynku, który stwarza zagrożenie).
Odpowiednią klasę (I, II, III) należy wybrać w zależności od sytuacji, w której ma być zainstalowany ogranicznik przepięć.
Należy również zwrócić uwagę na napięcie, jakie może wytrzymać urządzenie. W przypadku urządzeń klasy I nie przekracza to 4 kV. Urządzenie klasy II wytrzymuje napięcie do 2,5 kV, a urządzenie klasy III - do 1,5 kV.
Innym ważnym parametrem przy wyborze ochronnika przeciwprzepięciowego jest maksymalne ciągłe napięcie robocze, tj. skuteczny prąd przemienny lub stały, który jest stale przyłożony do ochronnika przeciwprzepięciowego. Ten parametr musi być równy nominalnemu napięciu sieciowemu. Szczegóły można znaleźć w normie IEC 61643-1, Dodatek 1.
Podłączając ochronnik przeciwprzepięciowy w celu ochrony sprzętu, należy wziąć pod uwagę jego prąd znamionowy stały lub zmienny, który może być dostosowany do obciążenia.
Jak podłączyć ochronnik przepięciowy w domu prywatnym?
Instalację ogranicznika przepięć wykonuje się zgodnie z napięciem znamionowym: 220 V (jedna faza) i 380 V (trzy fazy).
Schemat połączeń może mieć na celu zapewnienie ciągłości lub bezpieczeństwa, konieczne jest określenie priorytetów. W pierwszym przypadku ochrona odgromowa może zostać tymczasowo wyłączona, aby zapobiec przerwom w dostawie prądu do odbiorców. W drugim przypadku nie wolno jednak odłączać piorunochronu nawet na kilka sekund, ale można całkowicie odłączyć zasilanie.
Schemat połączeń w jednofazowym układzie uziemienia TN-S
W jednofazowej sieci TN-S do SPD należy podłączyć przewód fazowy, przewód neutralny roboczy i przewód neutralny ochronny. Faza i zero są najpierw podłączane do odpowiednich zacisków, a następnie zapętlane do linii zasilającej. Do przewodu ochronnego podłączony jest przewód uziemiający. Ochronnik przeciwprzepięciowy jest instalowany bezpośrednio za głównym wyłącznikiem prądu. Aby ułatwić podłączenie przewodów, wszystkie styki urządzenia są oznaczone, więc nie powinno być żadnych trudności.
Objaśnienie schematu: A, B, C - fazy sieci, N - przewód neutralny roboczy, PE - przewód neutralny ochronny.
WSKAZÓWKA. Zaleca się stosowanie bezpieczników do dodatkowej ochrony SPD, które są umieszczane bezpośrednio na samym urządzeniu.
Schemat połączeń w sieci trójfazowej systemu uziemienia TN-S
Sieć trójfazowa TN-S różni się od sieci jednofazowej tym, że z sieci zasilającej wychodzi pięć przewodów, trzy fazy, przewód neutralny roboczy i przewód neutralny ochronny. Do zacisków podłączone są trzy fazy i przewód neutralny. Piąta żyła ochronna jest połączona z korpusem urządzenia i uziemieniem, tzn. służy jako swego rodzaju zwora.
Schemat połączeń w układzie trójfazowym TN-C
W układzie TN-C przewód ochronny i przewód uziemiający są nierozłącznie związane z układem TN-S (PEN).
System TN-C jest prostszy i raczej przestarzały, występuje w starszych budynkach mieszkalnych. Zgodnie z obowiązującymi przepisami stosuje się układ TN-C-S, w którym neutralny przewód roboczy i neutralny przewód ochronny są umieszczone oddzielnie.
Przejście na nowszy system jest konieczne, aby uniknąć porażenia prądem elektrycznym personelu serwisowego i sytuacji pożarowych. Oczywiście system TN-C-S ma lepszą ochronę przed nagłymi przepięciami.
We wszystkich trzech wariantach prądy przepięciowe są odprowadzane do ziemi za pomocą kabla uziemiającego lub wspólnego przewodu ochronnego, co zapobiega uszkodzeniu całej linii i urządzeń przez impuls.
Błędy w okablowaniu
1. Instalacja ochronnika przeciwprzepięciowego w sterowni ze słabo uziemionym obwodem.
Jeśli popełnisz taki błąd, możesz nie tylko stracić wszystkie urządzenia, ale także samą centralę w przypadku uderzenia pioruna, ponieważ ochrona ze słabą pętlą uziemiającą będzie bezużyteczna, a zatem nie zapewni żadnej ochrony.
2. Niewłaściwy ochronnik przepięciowy, który nie jest odpowiedni do zastosowanego systemu uziemienia.
Przed zakupem urządzenia upewnij się, że wiesz, jaki rodzaj systemu uziemienia jest stosowany w Twoim domu, a po zakupie urządzenia dokładnie przeczytaj dokumentację techniczną, aby uniknąć błędów.
3. stosowanie ochronników przepięciowych niewłaściwej klasy.
Jak wspomniano powyżej, istnieją 3 klasy ochronników przepięć. Każda klasa odpowiada konkretnemu panelowi i musi być zainstalowana zgodnie z zasadami i przepisami.
4. Należy zainstalować tylko jedną klasę ochronników przepięciowych.
Często nie wystarczy zainstalować ogranicznika przepięć jednej klasy, aby uzyskać niezawodną ochronę.
5. Klasa i cel podróży są pomieszane.
Urządzenia klasy B mogą być instalowane w rozdzielnicy mieszkania, urządzenia klasy C w rozdzielnicy budynku, a urządzenia klasy D przed sprzętem elektronicznym.
Ochronnik przeciwprzepięciowy to z pewnością dobra i przydatna rzecz, ale jego użycie w sieci elektrycznej domu nie jest obowiązkowe. Przy podłączaniu tego urządzenia warto pamiętać, że musi być ono dobrane indywidualnie do każdego systemu uziemienia. Z tego powodu, aby uniknąć jakichkolwiek problemów, zaleca się skorzystanie z usług doświadczonego elektryka bezpośrednio przed zakupem.
Powiązane artykuły:
