Przepięcia na liniach zasilających zdarzają się dosyć często. Kto nie ma piorunochronu wie, iż ponosi znaczne ryzyko. Jednakże spora większość nowych budynków wyposażona jest w piorunochron z dedykowanym uziemieniem dając poczucie, że jesteśmy „zabezpieczeni”. Oczywiście pewność zabezpieczenia zależy głównie, od jakości wykonania prac elektro-instalacyjnych, ale to dopiero pierwszy element. Problem jest w tym, że:
1) przepięcia (udary) mogą pojawić się (i pojawiają się) w dowolnym momencie w zewnętrznych liniach zasilających. Źródłami udarów przepięciowych w liniach zasilających są (odległe) błyskawice, ale także różne silniki elektryczne, załączane obciążenia indukcyjne i inne podobne czynniki.
2) wyładowanie uderzającego pioruna jest w stanie wyidukować napięcie nawet w odległych przewodnikach, a także znacząco podnieść napięcie na przewodzie PE(+N). Prąd o wartości kA płynący do ziemi wywołuje napięcia rzędu kV (R*I), nawet przy dobrze wykonanych uziemieniach. Napięcia te przenoszą się przez punkt ekwipotencjalny w skrzynce rozdzielczej do praktycznie wszystkich przewodników PE+N (w najpopularniejszych sieciach typu TN-C-S). W praktyce oznacza to, przy braku zainstalowanej odpowiedniej ochrony przeciwprzepięciowej (Surge Protection Devices (SPD)), że wszystkie gniazdka zasilające podłączone do danej rozdzielni będą narażone na wystąpienie tych wysokich napięć. Część wyładowania płynie też przez przewodniki PE wchodzące do budynku (z budynki do linii zasilających) oraz poprzez inne sieci ekwipotencjalne (sieć wodociągowa, grzewcza, ciepłownicza, klimatyzacyjna, …) . To także powoduje propagację wysokich napięć do różnych miejsc w budynku.
Tyle różnych komponentów tłumiących przepięcia (SPD). dostępnych jest na rynku. Większość wyładowań i występujących udarów napięciowych jest dosyć krótkich – rzędu dziesiątek mikrosekund, dlatego nawet wyładowania w liniach zasilających są „do opanowania”. Najczęstszym zadaniem każdego zabezpieczenia SPD jest wyrównanie potencjałów (w odniesieniu do ziemi, lub przynajmniej między chronionymi przewodami). Podczas bezpośredniego rażenia piorunem zwykle niemożliwe jest uniknięcie sytuacji, kiedy potencjał instalacji względem ziemi wynosi 1000V, ale nie musi to być jeszcze tragiczne dla naszych urządzeń – konieczne jest tylko, aby wszystkie przewody w instalacji miały w tej chwili mniej więcej ten sam potencjał.
Typ 1 - ochrona „zgrubna“. Instalowana przeważnie na zewnątrz budynków lub w pierwszej skrzynce instalacyjnej. Najczęściej zbudowana w oparciu o iskierniki gazowe (wypełnione gazem). Ten typ zabezpieczeń przystosowany jest do rozpraszania dużych ilości energii dzięki małym spadkom napięcia na elemencie podczas jego działania. Jednakże stosowanie tylko takiego zabezpieczenia jest niewystarczające, ponieważ iskierniki są wolne i przy dużych szybkościach narastania (dV/dT) zaczynają działać przy stosunkowo wysokich napięciach. Zaletami są mała pojemność i bardzo niski prąd upływu.
Typ 2 - najpowszechniejsze zabezpieczenie stosowane w skrzynkach rozdzielczych, zazwyczaj zbudowane z wykorzystaniem warystora (z bezpiecznikiem termicznym). Zabezpieczenie to jest szybsze i reprezentuje rozwiązanie wystarczające w większości przypadków (idealne jest połączenie typów 1 i 2). Wadą jest fakt, że warystor posiada pewną pojemność, która powoduje problemy, gdy zainstalujemy go za wyłącznikiem różnicowoprądowym (RCCB) – spowodowane prądem upływu (między L i PE). Dla tego typu przypadków dostępne są kombinacje połączeń szeregowych elementów SPD warystorowych oraz iskienikowych.
Typ 3 - końcowa ochrona. Zbudowana na warystorach w połączeniu z transilami (diodami tłumiącymi). Ten typ ochrony dedykowany jest dla urządzeń elektronicznych szczególnie wrażliwych, zawierających mikroprocesory, komputerów oraz innego „delikatnego” sprzętu. Największa skuteczność tych zabezpieczeń jest osiągana, gdy montowane są w bezpośredniej bliskości chronionych urządzeń lub bezpośrednio w gniazdku elektrycznym.
Firma Phoenix-Contact oferuje kompleksowy i zaawansowany system komponentów SPD pod nazwą Trabtech. W poradniku Surge protection user guide znaleźć można krótki przegląd najczęściej stosowanych komponentów oraz przykłady ich zastosowań. Ważnym faktem dotyczących modułów SPD firmy Phoenix-Contact (Flashtrab, Valvetrab,...) jest to, że posiadają wymienialne elementy, na przykład w przypadku uszkodzenia wymienić należy tylko sam warystor.
Ważny jest dobór odpowiedniego komponentu, nawet pod kątem typu sieci elektrycznej dostępnej w budynku. Bardzo istotny jest tez sposób instalacji w skrzynce rozdzielczej, tak, aby przewody (L-PE)były dostatecznie krótkie, miały odpowiedni przekrój oraz nie tworzyły pętli indukcyjnych wokół innych przewodów.
Więcej informacji na temat tych zagadnień można znaleźć w dokumencie Phoenix Contact Fundamentals for Surge Protection.
Zainteresowanych dowolnymi komponentami SPD firmy Phoenix Contact prosimy o kontakt z nami pod adresem info.pl@soselectronic.com.
- komponenty SPD dostosowane do różnych zastosowań
- dostępne moduły do ochrony linii przesyłu danych i kabli koncentrycznych
- kompleksowy system o szerokich możliwościach konfiguracji
- wymienialne element aktywne
Czy spodobały Ci się nasze artykuły? Nie przegap żadnego! Zajmiemy się wszystkim za Ciebie i chętnie sami Ci je dostarczymy.
