Czytaj to jest ciekawe

Ochrona przeciwprzepięciowa w małych obiektach budowlanych

Każdy wznoszony obecnie budynek zawiera wewnątrz nowoczesne urządzenia elektroniczne.
W przypadku budownictwa jednorodzinnego może to być np. komputer, telewizor kino domowe; w przypadku pawilonu usługowo-handlowego np. kasy fiskalne, system alarmowy itd. Ten nowoczesny i drogi sprzęt jest jednak narażony na uszkodzenia spowodowane przepięciami pojawiającymi się w instalacji elektroenergetycznej. średnio w ciągu roku rejestrowano kilkaset przypadków przepięć o amplitudach rzędu 300- 500 V , kilkadziesiąt przypadków przepięć o amplitudach 500-1000 V oraz kilkanaście przypadków w których amplituda przepięcia przekraczała 1000 V.
Zagrożenie od przepięć wchodzących do obiektu od strony sieci zasilającej jest znacznie większe w przypadku obiektów budowlanych położonych na terenach wiejskich i podmiejskich, gdzie przeważają linie i przyłącza napowietrzne. Należy zaznaczyć, że nie dotyczy to przepięć powstających w wyniku bezpośredniego uderzenia piorunu w linie zasilające lub budynki. W takim przypadku amplitudy napięć indukowanych w pętlach przewodów ułożonych wewnątrz budynku mogą nawet osiągnąć wartość kilkudziesięciu kV.



Skuteczną ochronę urządzeń elektrycznych i elektronicznych wewnątrz budynku można uzyskać dzięki stosowaniu odgromników i ograniczników przepięć. Elementy te pozwalają na obniżenie amplitudy szkodliwych impulsów zakłócających ( przepięć ) do wartości bezpiecznej dla chronionych urządzeń. Zapewnienie skutecznej ochrony urządzeń technicznych przed szkodliwymi skutkami przepięć
wymaga zastosowania :
- instalacji piorunochronnej ( zewnętrzna ochrona odgromowa )
- wewnętrznej ochrony przed przepięciami,
Prawidłowo zaprojektowana i wykonana instalacja odgromowa zapewnia przejęcie prądu piorunowego oraz sprowadzenie go do ziemi bez szkody dla chronionego obiektu.
Zmniejszenie wartości przepięć atmosferycznych jakie pojawić mogą się w chronionym obiekcie, osiąga się za pomocą rozprowadzenie prądu piorunowego w możliwe jak największej liczbie przewodów.
Zadaniem wewnętrznej ochrony odgromowej jest ograniczenie do wartości dopuszczalnychszkodliwych impulsów przepięciowych dochodzących do urządzeń elektrycznych i elektronicznych we wnętrzu obiektu. Odgromniki oraz ochronniki przeciwprzepięciowe stanowią ochronę wewnętrzną zabezpieczającą instalację elektryczną przed skutkami działania prądu piorunowego, przepięć atmosferycznych oraz przepięć wewnętrznych.
Uwzględniając występujące zagrożenie piorunowe oraz zasady strefowej koncepcji ochrony odgromowej i przeciwprzepięciowej dla urządzeń elektronicznych w instalacji elektrycznej w obiektach budowlanych należy zastosować: układ jednostopniowy - w niewielkich obiektach bez instalacji piorunochronnej (tylko układ ochronników drugiego stopnia) lub w przypadku ochrony urządzeń o odporności udarowej na poziomie 6 kV instalowanych w obiektach posiadających instalację piorunochronną (tylko układ odgromników tworzących pierwszy stopień ochrony), układ wielostopniowy - typowy układ ochrony stosowany w obiektach posiadających instalacje piorunochronną.
W układach wielostopniowych odgromniki tworzące pierwszy stopień chronią przed udarami prądowymi 10/350 i amplitudzie do 100 kA. Kolejne stopnie ochrony zabezpieczają przed udarami napięciowo-prądowymi 1,2/50 - 8/20.
W przypadku stosowania dwustopniowego układu ochronnego odgromniki i ochronniki
przepięciowe nie mogą być umieszczone bezpośrednio obok siebie - gdyż taki układ nie zapewnia właściwej kolejności ich zadziałania. Brak odległości spowoduje, że w dwustopniowym układzie ochronnym zadziała tylko stopień drugi, który ulega uszkodzeniu jeżeli do układu ochronnego dopływa bezpośrednio część prądu piorunowego. W małych obiektach budowlanych , w których nie jest możliwe zachowanie kilkumetrowej odległości pomiędzy poszczególnymi stopniami należy zastosować dodatkową indukcyjność sprzęgającą. Przykład połączenia odgromnika , ochronnika i elementu sprzęgającego pokazano na rysunku.

Układ TN-C-S

 

 

Układ TN-S


Potrzeba umieszczenia dwustopniowej ochrony w jednej rozdzielnicy ( lub na wejściu instalacji elektrycznej do budynku ) może wystąpić w wolnostojących domach jednorodzinnych i innych małych obiektach budowlanych np. pawilonach handlowych. Dotyczy to zwłaszcza obiektów zasilanych z linii napowietrznej.

W przypadku obiektów o dla których zapotrzebowanie mocy jest mniejsze niż 23 kW stosuje się układy z indukcyjnościami sprzęgającymi o prądzie znamionowym 35A. Dla obiektów o mocy zapotrzebowanej nie większej niż 41 kW stosowane są układy z indukcyjnościami sprzęgającymi o prądzie znamionowym 63 A. Dwustopniowe układy ochrony przeciwprzepięciowej montowane są w szafkach na wejściu instalacji elektrycznej do budynku lub przed rozdzielnicą główną obiektu.

Zastosowanie zbokowanego dwustopniowego systemu ochronnego jest korzystne ponieważ:
- Ograniczniki iskiernikowe klasy I są odporne na działanie prądów udarowych o wartościach szczytowych dochodzących do 75 kA i ładunku 37,5 As.
- Wartości szczytowe udarów prądowych dochodzących do ograniczników warystorowych klasy II wynoszą tylko do kilkaset A do ok. 2 kA, a czasy trwania udarów zawierają się w granicach od ułamków *s do kilku *s.
- Analizowany układ charakteryzuje się również bardzo dobrymi właściwościami w przypadku ochrony przed szybko narastającymi udarami napięciowymi. Przykładowe wartości poziomu ograniczenia napięć w funkcji narastającej wartości udarów napięciowych 1,2/50 doprowadzanych do układu DEHNport - DEHNbridge - DEHNguard przedstawiono na rysunku poniżej.



- W badanym zakresie zmian napięcia doprowadzanego do układu, napięcie na jego wyjściu nie przekroczyło wartości 1200 - 1300 V. Taki poziom gwarantuje zachowanie wybranego marginesu koordynacyjnego.
- W układzie prąd udarowy płyną praktycznie tylko przez ogranicznik iskiernikowy klasy I. W pozostałych ogranicznikach płynęły krótkotrwałe prądy udarowe o niewielkich amplitudach. W celu uproszczenia systemu montażu ograniczników przepięć i uniknięcia błędów montażowych można zastosować gotowe rozwiązania.

Przykładem tego typu rozwiązań mogą być skrzynki ochronne zawierające w sobie dwustopniowy system ochrony produkowane przez firmę A.H w oparciu o omawiane wcześniej ograniczniki przepięć firmy DEHN. Firma A.H zapewnia sprzedaż zestawów do ochrony małych obiektów budowlanych
( budynki jednorodzinne, pawilony, kontenery) w różnych układach konfiguracyjnych :
układ sieci TN-S lub TN-C-S na prądy znamionowe35 lub 63 A

Wszystkie układy ochronne instalowane są w wysokiej jakości skrzynkach metalowych i posiadają akceptację firmy DEHN potwierdzoną stosowanym certyfikatem firmy DEHN.
Badania przeprowadzono ( zgodnie z E DIN VDE 0675/T6/A2 ) udarem piorunowym
( zgodnie z IEC 61312-3) o kształcie 10/350 ms i amplitudzie 50 kA.

Druga wersja dwustopniowego układu ochronnego wykonana jest w oparciu o elementy bezwydmuchowe i zamontowana w obudowach z tworzywa sztucznego. Zastosowany jako pierwszy stopień ochrony ogranicznik przepięć klasy I (B) DEHNbloc zapewnia niski napięciowy poziom ochrony i szybkie zadziałanie nawet przy prądach piorunowych(10/350)
o amplitudach 100 kA.

Podsumowanie

Ochrona przeciwprzepięciowa w małych budynkach zaczyna nabierać coraz większego znaczenia z uwagi na wielkość szkód w urządzeniach elektrycznych i elektronicznych spowodowanych przez przepięcia atmosferyczne i łączeniowe. Skuteczna ochrona odgromowa i przeciwprzepięciowa niewielkich wolnostojących obiektów wymaga zastosowania "skupionych" układów chroniących przed działaniem długotrwałych prądów udarowych o znacznych wartościach szczytowych. Dla tego typu obiektów największą skuteczność ochrony zapewnia układ składający się z ograniczników iskiernikowych klasy I - indukcyjności sprzęgających - warystorowych ograniczników przepięć klasy II. Tak więc budując lub modernizując swój dom warto zastanowić się nad zastosowaniem środków ochrony przepięciowej - mimo iż koszt zainstalowania ochronników może wydawać się w pierwszej chwili dosyć wysoki. Jednak w przypadku wystąpienia przepięcia rzeczywiste koszty związane z usuwanie awarii mogą wielokrotnie przewyższyć koszty ochrony obiektu.

JaCo