ELEMENTY APARATURY ELEKTRYCZNEJ - OGRANICZNIK PRZEPIĘĆ: DLACZEGO JEST TO KLUCZOWY ELEMENT W KAŻDEJ INSTALACJI?

Czym są przepięcia elektryczne?

Przepięcie elektryczne to nagły i krótkotrwały skok napięcia w sieci elektrycznej. Może być spowodowane przez awarię, zwarcie doziemne, przełączenie w obwodzie lub uderzenie pioruna. Straty spowodowane przepięciami mogą być bardzo dotkliwe, zwłaszcza gdy w grę wchodzi elektronika. Jednak można temu zapobiec lub przynajmniej znacząco ograniczyć straty i koszty napraw.

Jak powstaje zjawisko przepięcia?

Przepięcia można zaobserwować na urządzeniach pomiarowych (oscyloskopach) jako skoki napięcia, które mogą różnić się czasem trwania i amplitudą. Takie nagłe skoki napięcia trwają od kilku do kilkuset mikrosekund, a ich amplituda może wynosić od kilku miliwoltów do nawet kilkudziesięciu tysięcy woltów. Wyładowania atmosferyczne mogą skutkować przepływem dużego prądu, co prowadzi do uszkodzeń i zakłóceń w przepływie energii elektrycznej. Urządzenia elektryczne i elektroniczne mają tzw. skończoną wytrzymałość dielektryczną na napięcie udarowe, i gdy przepięcie jest zbyt silne, następuje zakłócenie lub uszkodzenie sieci energetycznej lub jej elementów. Przed wysokimi skokami napięcia chronią ograniczniki przepięć.

Jaka jest rola i działanie ogranicznika przepięć?

Ogranicznik przepięć to urządzenie zabezpieczające, działające podobnie jak przełącznik, który zwiera się na czas trwania przepięcia. Prowadzi to do zwarcia, dzięki któremu prądy udarowe mogą odpłynąć do ziemi lub do sieci elektroenergetycznej, co ogranicza różnicę napięcia w izolacji pomiędzy przewodnikami. Dochodzi wówczas do ochrony urządzenia elektrycznego przed wysokim skokiem napięcia, co umożliwia jego dalszą pracę. Ograniczniki przepięć są również określane skrótem z angielskiego SPD (Surge Protection Device).

Ograniczniki przepięć możemy podzielić na określone typy:

• LEMP – stosowane do ochrony przed prądami piorunowymi, redukują napięcie poniżej 4 kV.

• SEMP – chronią przed impulsami łączeniowymi, przy napięciu poniżej 2,5 kV.

• Ograniczniki chroniące wrażliwe sprzęty elektroniczne – redukują napięcie poniżej 1,5 kV.

Ograniczniki przepięć chronią także przed pożarem. Ochrona przeciwpożarowa jest ich główną i najważniejszą funkcją. Ograniczniki typu LEMP są bardzo skuteczne w tej dziedzinie i oznacza się je symbolami T1, T1/T2, T1+T2.

Ograniczniki przepięć na ogół mają postać modułową i są przystosowane do montażu na szynie w rozdzielnicy głównej. Możemy wyróżnić ograniczniki iskiernikowe oraz warystorowe. Ograniczniki iskiernikowe działają wolniej, ale potrafią przenieść większą energię. Są używane do odprowadzania prądów piorunowych w sieciach o zmiennym napięciu. Modele warystorowe SEMP działają szybciej i stosowane są do ochrony przed przepięciami. Ograniczniki SPD T2 i SPD T3 chronią sprzęt elektroniczny. Posiadają określone funkcje i stosowane są w strukturze kaskadowej.

Instalacja ograniczników przepięć jest bardzo istotna. Każdy budynek dzieli się na strefy ochrony odgromowej LPZ, ustalone w kierunku od zewnątrz do wewnątrz. W strefie zewnętrznej stosuje się niewrażliwe wyposażenie elektryczne, a w strefie wewnętrznej urządzenia czułe.

Strefa niezabezpieczona, narażona na wyładowania piorunowe, określana jest symbolem LPZ 0A. Strefa poza budynkiem, która jest zabezpieczona przed uderzeniem pioruna, to LPZ 0B. Strefa wewnątrz budynku to LPZ 1, w której przepięcia i prądy udarowe mogą być wysokie, a pole elektromagnetyczne silne. LPZ 2 to strefa budynku, w której następuje złagodzenie przepięć i prądów udarowych. LPZ 3 to strefa, w której występuje bardzo niskie przepięcie lub prąd udarowy, a także słabe pole elektromagnetyczne.

Na wszystkich przewodach przecinających strefy stosuje się skoordynowane ograniczniki przepięć. Klasa ochrony odgromowej jest określana wymogami prawa. Dobierając odpowiedni ogranicznik przepięć, należy wziąć pod uwagę ochronę wielostopniową, która musi być zgodna z normą PN-EN 62305.

Jaki ogranicznik wybrać?

• SPD Typ 1 ( T1, T1/T2, T1+T2) stosujemy gdy zasilany jest z linii napowietrznej. Umieszcza się go przy wejściu a budynek musi posiadać odpowiedni system ochrony odgromowej, także gdy budynek znajduje się na wzniesieniu lub gdy w pobliżu obiektu znajdują się górujące budynki i znajdują się blisko siebie.

• SPD Typ 2 sprawdzi się gdy, napięcie udarowe danego urządzenie nie jest niższe 2.5 kV np. pralka, a przewody urządzenia mają długość większą niż 10 m.

• SPD typ 3 polecany jest gdy na napięcie udarowe urządzeń wynosi powyżej 1,5 kV np. komputer, telewizor.

Czy warto zainwestować w dobrej jakości ogranicznik?

Wszystkie ograniczniki przepięć przechodzą testy jakości, jednak najtańsze modele mogą zagrażać instalacji. Warto wybierać sprawdzone i renomowane produkty najlepszej jakości. Do ich czołówki należą ograniczniki marek: VCX, EATON, HAGER, dostępne w naszym sklepie internetowym Elprice.pl. Są testowane laboratoryjnie, wytrzymałe, posiadają mocną konstrukcję i wysoki poziom zabezpieczeń. Dobrej jakości ograniczniki przepięć mogą wielokrotnie odprowadzać przepięcia spowodowane wysokim prądem piorunowym lub przepięciami łączeniowymi, a ich działanie jest potwierdzone certyfikatami jakości. Mimo wszystko, systematyczne przeglądy i kontrola instalacji elektrycznej to podstawa, i należy o nich pamiętać.

Jak zabezpieczyć ogranicznik przepięć?

Zabezpieczenia nadprądowe muszą być skoordynowane z ogranicznikiem przepięć. Chronią one urządzenia w instalacji elektrycznej przed skutkami zwarć w ogranicznikach przepięć. Parametrem określającym jakość ogranicznika jest zdolność włączania prądu następczego. Najczęściej do zabezpieczania ograniczników przepięć używa się bezpieczników topikowych typu gG. Powinny one wytrzymać przepływ prądu następczego do momentu naturalnego przejścia prądu przez zero. Dobezpieczenia są bardzo potrzebne, wręcz konieczne, ponieważ ograniczniki przepięć posiadają określoną zdolność do przenoszenia danej energii udarowej. Jeśli owa energia przekroczy określoną dopuszczalną wartość, dojdzie do nieodwracalnego uszkodzenia ogranicznika przepięć lub jego eksplozji. Ogranicznik przepięć iskiernikowy jest w stanie wytrzymać najwyższe skoki energii. Najważniejszym zadaniem dobezpieczenia ogranicznika przepięć jest ochrona instalacji elektrycznej i utrzymanie ciągłości zasilania. Takie dobezpieczenie jest konieczne, gdy instalacja zaopatrzona jest w ogranicznik iskiernikowy. Powodem dobezpieczenia jest napięcie fazowe, które może spowodować podtrzymanie palenia się łuku elektrycznego pomiędzy elektrodami iskiernika. Zabezpieczenie chroni przed awarią, gdy ogranicznik przepięć jest zużyty. Gdy wartości znamionowe prądów są przekroczone, konieczne jest wsparcie ogranicznika przez jego zabezpieczenie. W przypadku gdy ogranicznik nie spełnia wymaganych parametrów znamionowych (zdarza się to często w tanich i słabo przebadanych wersjach ograniczników warystorowych), konieczne jest jego dobezpieczenie. Dlatego warto wybierać tylko sprawdzone i godne polecenia urządzenia.

Podsumowując temat, przy wyborze ogranicznika przepięć ważne jest, aby odpowiednio dopasować go do rodzaju instalacji elektrycznej. Trzeba wziąć pod uwagę częstotliwość występowania wyładowań atmosferycznych w obrębie terenu danego budynku, a także zwrócić uwagę na typ układu energetycznego zasilającego budynek. Ukształtowanie terenu również ma znaczenie. Tereny górskie są bardziej narażone na wyładowania atmosferyczne. Zalesienie również nie pozostaje obojętne i powinno być brane pod uwagę. Budynek powinien być zaopatrzony w dodatkową ochronę zewnętrzną. Należy także wziąć pod uwagę rodzaj sprzętu, który będzie podlegał ochronie. Magazyn Elprice.pl oferuje szereg produktów renomowanych firm: Apator, VCX, Eaton. Warto zainwestować w sprawdzoną i powszechnie stosowaną markę, zapewniającą niezawodność działania. Zapewniamy ekspresową wysyłkę towarów oraz najwyższą jakość produktów.