DOBEZPIECZANIE OGRANICZNIKÓW PRZEPIĘĆ

5/17/2018 DOBEZPIECZANIE OGRANICZNIKÓW PRZEPIĘĆ - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/dobezpieczanie-ogranicznikow-przepiec 1/26

Edward MUSIAŁ Oddział Gdański SEP

DOBEZPIECZANIE OGRANICZNIKÓW PRZEPIĘĆ

1. Wprowadzenie

Dla poprawnego funkcjonowania sieci, instalacji i urzą dzeń elektrycznych ważne jest skoor-dynowanie rozmaitych systemów zabezpieczeń i ochron. Dotyczy to również koordynacji mię dzyurzą dzeniami zabezpieczają cymi i ochronnymi działają cymi na różnej zasadzie i wykorzystują cymiodmienne kryteria działania, w tym współdziałania zabezpieczeń nadpr ą dowych z zabezpieczenia-mi podnapię ciowymi i z zabezpieczeniami różnicowopr ą dowymi oraz z ogranicznikami przepięć.Ograniczniki przepięć, zwłaszcza klasy I (odgromniki), mogą wymagać dobezpieczenia za pomocą

bezpieczników, wyłą czników bą dź innych urzą dzeń zabezpieczają cych, w tym termicznych i nadci-śnieniowych. Dobór tych zabezpieczeń i ich usytuowania powinien uwzglę dniać nie tylko skutecz-

ność dobezpieczenia, ale również eliminację niepożą danych przerw w zasilaniu w razie ich zbę dnejinterwencji. Gdzie stawia się wysokie wymagania co do cią głości zasilania, tam wypada zapewnić koordynację całkowitą zabezpieczeń nadpr ą dowych z odgromnikami, aż do przepisowej granicyspodziewanych obciążeń o rozk ładzie losowym. W innych wypadkach można poprzestać na koor-dynacji częściowej, tylko przy narażeniach o znaczą cym prawdopodobieństwie wystę powania. Jestto podejście analogiczne do usankcjonowanego w normach rozróżnienia mię dzy przetężeniową wybiorczością całkowitą i wybiorczością częściową mię dzy zabezpieczeniami nadpr ą dowymi.

Termin dobezpieczenie, wprowadzony pół wieku temu przez prof. Jana Piaseckiego, oznaczadodatkowe, uzupełniają ce zabezpieczenie, logistyczne wzmocnienie przyrzą du zabezpieczają cegolub ochronnego, którego skuteczność była niepełna, niewystarczają ca w niektórych sytuacjach ru-chowych. Dobezpieczenie jest jedynym poprawnym polskim odpowiednikiem angielskiego back-up

protection i niemieckiego Vorsicherung , terminów przez wielu dziwacznie tłumaczonych sylaba posylabie. Dobezpiecza się urzą dzenie zabezpieczają ce (wyłą cznik nadpr ą dowy, bezpiecznik, wyłą cz-nik różnicowopr ą dowy, stycznik i przekaźnik termobimetalowy) bą dź urzą dzenie ochronne (ogra-nicznik przepięć), a nie obiekt zabezpieczany (linię , silnik, transformator lub pr ą dnicę ).

W dziedzinie ochrony instalacji i sieci elektrycznych niskiego napię cia od przepięć atmosfe-rycznych i łą czeniowych nastą pił w cią gu ostatnich kilkunastu lat znaczny postę p w teoretycznymrozpoznaniu narażeń, w opracowywaniu różnych koncepcji uk ładów ochrony i w konstrukcji urzą -dzeń ochronnych. Towarzyszyły temu na poziomie mię dzynarodowym (IEC) i regionalnym (CE-

NELEC) wielokrotne nowelizacje dawniejszych dokumentów normalizacyjnych i wprowadzanie donich nowych tematów, przedtem pozostają cych poza zakresem właściwości norm. Proces ten trwanadal, wiele tematów czeka na głę bsze opracowanie bą dź na zgrabniejsze uję cie.

Racjonalnym bodźcem tego postę pu jest rosną ce upowszechnienie wrażliwego na przepię ciasprzę tu elektronicznego, zwłaszcza komputerów i sieci komputerowych oraz cyfrowego sprzę tuautomatyki, pomiarów, zabezpieczeń i łą czności. Trudno jednak oprzeć się wrażeniu, że są też po-wody irracjonalne: zawodowy astygmatyzm (niezborność widzenia) ekspertów sk łonnych do prze-sady w eksponowaniu rangi problemów własnej dyscypliny oraz lobbing producentów natarczywiekreują cych zwię kszony popyt na sprzę t ochronny. Efektem są niektóre podejrzane postanowienianorm oraz przebiegłe sformułowania w rozporzą dzeniu Min. Infrastruktury [24], mają ce sugerować wymóg powszechnego stosowania ograniczników przepięć (§ 183.1.10), a pomijają ce naturalne,

bezinwestycyjne środki ochrony. Pomija się milczeniem albo wspomina półgę bkiem te postanowie-nia norm IEC, które przeszkadzają w wyłudzaniu pienię dzy.

Podstawowa norma dotyczą ca ochrony przeciwprzepię ciowej w instalacjach, PN-IEC 60364-4-443 [15], ma niewygodny dla astygmatyków i autorów rozporzą dzenia [24] rozdział 443.3.1Ograniczanie naturalne przepięć. Stanowi on, że nie jest potrzebna ochrona od przepięć atmosfe-rycznych, jeśli obiekt jest zasilany z sieci kablowej albo napowietrznymi przewodami izolowanymi

1



i ekranowanymi. Nie jest też wymagana taka ochrona przy zasilaniu z sieci napowietrznej na tere-nach o rocznej liczbie dni burzowych nieprzekraczają cej 25, czyli na przeważają cym obszarze Pol-ski.

Zasada SEP Single-Entry-Point jest wyraźnie zapisana aż w dwóch normach: w punkcie444.3.14 normy PN-IEC 60364-4-444:2001 [16] oraz w punkcie 5.3 normy PN-IEC/TS 61312-3:2004 [21]. Aż w dwóch normach, bo jest tak ważna! Zaleca ona wprowadzanie do budynku

wszelkich przewodzą cych przyłą czy (rurocią gów i kabli) w tym samym miejscu. Przestrzeganie jejdaje korzyści [12, 13] w każdej sytuacji (krótkie połą czenia wyrównawcze, brak metalowych pę tli,w których mogą indukować się niebezpieczne napię cia), a nabiera szczególnej wagi w budynkach,których konstrukcja nie daje wyraźnego ekranowania (brak metalowych konstrukcji nośnych i/lubzbrojenia, brak metalowych osłon). Dlaczego nie ma o tym ani słowa w miejscu najwłaściwszym,w rozporzą dzeniu Min. Infrastruktury [24], adresowanym również do architektów, inżynierów bu-downictwa i techniki sanitarnej? Ten sam ośrodek szerzenia ignorancji wśród elektryków, któryzdominował Komitet Techniczny nr 55 ds. Instalacji Elektrycznych i Ochrony Odgromowej Obiek-tów Budowlanych manipulował przy redagowaniu postanowień z zakresu elektryki w rozporzą dze-niu Min. Infrastruktury [24]. Dlaczego wzorem innych krajów nie wprowadzono wymagania

pomieszczenia przyłą czowego [6], co załatwiłoby definitywnie tę sprawę ? Dlaczego wzorem

innych krajów nie wprowadzono wymagania sztucznego uziomu fundamentowego? Czyż bydlatego, że wprowadzenie takich wymagań nie napę dza popytu na żadne kosztowne aparaty i urzą -dzenia?

„Osoby wykonują ce samodzielne funkcje techniczne w budownictwie są odpowiedzialne zawykonywanie tych funkcji zgodnie z przepisami, obowią zują cymi Polskimi Normami i zasadamiwiedzy technicznej oraz za należytą staranność w wykonywaniu pracy…” (ustawa Prawo Bu-dowlane, art. 12.6). Podobnie, jak nie należy używać słów powszechnie uważanych za nieprzyzwo-ite, tak nie wolno wsłuchiwać się w porady techniczne osób powszechnie uważanych za nieprzy-zwoicie nierozumne. I to niezależnie od formalnych stopni, tytułów i uprawnień, jakimi się legity-mują .

Ujednolicanie norm w skali światowej i regionalnej bynajmniej nie oznacza upowszechniania jednakowych rozwią zań uk ładów ochrony instalacji niskonapię ciowych od przepięć atmosferycz-nych. Nawet zaprojektowane w oparciu o te same normy, bę dą one rozmaite w różnych krajach,a nawet w różnych regionach wię kszych krajów, chociaż by ze wzglę du na inny poziom keraunicz-ny, czyli inną roczną liczbę dni burzowych (w wię kszości zamieszkałych regionów świata od nie-spełna 10 do nawet ponad 200). W dodatku poza normami do dobrowolnego stosowania są w nie-których krajach obligatoryjne przepisy prawa precyzują ce wymagania uwzglę dniają ce specyficznewarunki lokalne. Wymagania są łagodniejsze przy zasilaniu instalacji z sieci rozdzielczej TN,zwłaszcza kablowej, a surowsze przy zasilaniu z sieci rozdzielczej TT, zwłaszcza napowietrznej.Uk ład TN ma tę wyższość, że uziemienia przewodów ochronnych PEN i PE całej sieci są liczne i są ze sobą równolegle połą czone. Można wskazać tytułem przyk ładu [11] trzy dominują ce koncepcje

ochrony w instalacjach budynków mieszkalnych i użyteczności publicznej bez piorunochronu:1) Koncepcja północnoamerykańska. Sieci wysoko- i niskonapię ciowe mają punkty neutralneuziemione, sieć rozdzielcza niskonapię ciowa o uk ładzie TN ma linie o bardzo małej długości, na

przyk ład od transformatora słupowego małej mocy do pobliskich budynków. Uważa się , że małe jest prawdopodobieństwo przepięć, którym towarzyszy duży pr ą d. Stosuje się ograniczniki przepięć w odbiornikach i w gniazdach wtyczkowych, a ograniczniki przy złą czu tylko w instalacjach bar-dziej wrażliwych bą dź szczególnie narażonych.

2) Koncepcja niemiecka. Sieci rozdzielcze o uk ładzie TN przy małym udziale linii napowietrz-nych. Odgromniki instaluje się przede wszystkim w obr ę bie sieci rozdzielczych, natomiast w insta-lacjach tylko w rejonach o rocznej liczbie dni burzowych zbliżonej do 30 (zwłaszcza w Bawarii)i/lub w obiektach szczególnie wrażliwych. Stosuje się odgromniki o wię kszym znamionowym pr ą -

dzie wyładowczym niż w wielu innych krajach.3) Koncepcja francuska. Sieci rozdzielcze o uk ładzie TT z dużym udziałem linii napowietrz-

nych. Przy złą czu ogranicznik (o znamionowym pr ą dzie wyładowczym 5 kA) jest wymagany, jeżeli

2



budynek jest zasilany linią napowietrzną na terenie o poziomie keraunicznym wyższym niż 25,a jest zalecany, jeśli budynek jest zasilany przewodami napowietrznymi prowadzonymi po fasadach

budynków, a instalacja zasila odbiorniki wrażliwe na przepię cia. Z takiego ogranicznika rezygnujesię , jeśli budynek jest zasilany z sieci w całości wykonanej jako kablowa.

Piszą cy te słowa spę dził lata 1974-1978 na wzgórzu Mont Amba w Kinshasie, w strefie rów-nikowej z roczną liczbą dni burzowych blisk ą 100, w jednym z około stu parterowych domów czę -ści mieszkalnej kampusu uniwersyteckiego. Instalacje domowe zasilane z sieci kablowej o uk ładzieTT nie miały żadnych ograniczników przepięć. Wszyscy przeżyli te cztery lata i nie odnotowaliżadnych materialnych szkód piorunowych; co prawda komputerów osobistych wtedy nie było. Nie

było też doniesień o takich szkodach w zaopatrzonych w piorunochrony kilkupię trowych budyn-kach administracyjnych i dydaktycznych oraz w klinikach uniwersyteckich dysponują cych różno-rodnym sprzę tem elektromedycznym ówczesnej generacji. Te wspomnienia sprzed lat szefa depar-tamentu elektrycznego uniwersytetu, do którego dochodziły informacje o poważniejszych uszko-dzeniach, sk łaniają do traktowania z rezerwą rozrzutnej taktyki tworzenia reguł technicznych po-

przez przejmowanie z każdego obszaru kultury technicznej wymagań najostrzejszych. I to w Polsce,kraju nienajbogatszym, którego ponad 90% powierzchni ma roczną liczbę dni burzowych nieprze-

kraczają cą 25. Inna sprawa, że publikowanie takich obrazoburczych stwierdzeń może wywołać re- plik ę sprawiają cą wrażenie dodatkowych dni burzowych.Zanim zacznie ktoś w Polsce histerycznie straszyć piorunami, niech się zastanowi i odpowie,

jak sobie z nimi radzą w krajach o rocznej liczbie dni burzowych kilkakrotnie wię kszej. I niech niewydyma pogardliwie ust, że najwyższe wskaźniki kerauniczne dotyczą biednych rejonów Afrykii Azji, pozbawionych elektroniki. Nic bardziej błę dnego. Wszę dzie tam są komputery, jest automa-tyka, jest łą czność, w tym telefonia komórkowa, są wieże kontroli lotów i są bazy wojskowe na-szpikowane elektronik ą .

2. Odgromniki – ograniczniki przepięć klasy I pierwszego stopnia ochrony

W instalacjach narażonych na wnikanie pr ą du piorunowego z zasilają cej sieci napowietrzneji/lub z piorunochronu, pierwszy stopień ochrony, na granicy stref ochronnych 0 i 1, wymaga od-gromników, czyli ograniczników przepięć klasy I. Są to ograniczniki iskiernikowe o niecią głej cha-rakterystyce napię ciowo-pr ą dowej, ucinają ce przepię cie, zdolne odprowadzać pr ą dy piorunoweo kształcie udaru 10/350 μs. Instaluje się je w złą czu lub w głównej rozdzielnicy i zarazem w pobli-żu głównej szyny wyrównawczej obiektu, co jest możliwe, jeśli przestrzega się wspomnianej wyżejzasady SEP. Ze wzglę du na skuteczność ochrony powinny być instalowane jak najbliżej miejscawprowadzenia przewodów do budynku [1], nawet przed rozliczeniowym pomiarem energii. Możnawyróżnić trzy stany ich działania:

1. Stan izolowania przy napię ciu roboczym, nieprzekraczają cym najwię kszego dopuszczalne-

go napię cia pracy cią głej odgromnika U c, kiedy rezystancja mię dzy jego zaciskami jest rzę du giga-oma (109 Ω). W instalacjach o napię ciu fazowym U o odgromniki włą czone pomię dzy fazę a ziemię (L-E, L-PE) powinny mieć najwię ksze dopuszczalne napię cie pracy cią głej U c co najmniej 1,5⋅U o w uk ładzie TN i TT oraz 3 ⋅U o w uk ładzie IT. Natomiast odgromniki włą czone pomię dzy przewód

fazowy a przewód neutralny (L-N) w uk ładzie TT i TN-S – napię cie co najmniej 1,1⋅U o.2. Przewodzenie prądu wyładowczego po zapłonie odgromnika. Mię dzy zaciskami odgrom-

nika przepię cie narasta do poziomu udarowego napię cia zapłonu, wywołuje zapłon, po czym napię -cie maleje do wartości napię cia obniżonego U res (spadku napię cia na łuku, na ogół 10÷50 V). Od-

prowadzany przez odgromnik pr ą d piorunowy pochodzi z fikcyjnego źródła o właściwościach zbli-żonych do idealnego źródła pr ą du. Jest zatem wymuszeniem pr ą dowym, którego wartość szczytowai przebieg w czasie nie zależą od zjawisk zachodzą cych w odgromniku, w bezpieczniku, wyłą czni-ku i w innych elementach znajdują cych się na drodze jego przepływu. Co najwyżej, stwarzają crównoległe drogi przepływu i odpowiednio dobierają c ich impedancje (impedancje udarowe, impe-dancje falowe) można wpływać na wartość czą stkowego pr ą du płyną cego określonym torem. Zdol-

3



ność przewodzenia przez odgromnik określoną liczbę razy pr ą du wyładowczego charakteryzujeznamionowy pr ą d wyładowczy I n oraz maksymalny pr ą d wyładowczy I max o umownym kształcieudaru T 1 /T 2 (czas czoła/czas grzbietu). W instalacjach narażonych na wnikanie pr ą du piorunowegowymaga się odgromników o pr ą dzie I n ≥ 5 kA, a odgromniki I n = 25 kA praktycznie wystarczają nawet w warunkach najwię kszych narażeń [1].

3. Wyłączanie prądu następczego, który w przestrzeni mię dzyelektrodowej, uprzednio zjoni-

zowanej przez pr ą d wyładowczy, płynie pod działaniem napię cia roboczego. Pr ą d nastę pczy jest w przybliżeniu równy spodziewanemu pr ą dowi zwarciowemu w miejscu zainstalowania zwyk łegoodgromnika (przy rodzaju zwarcia odpowiadają cym zwarciu biegunów, mię dzy którymi są włą czo-ne pobudzone odgromniki). Pr ą d nastę pczy powinien być wyłą czony przez sam odgromnik najpóź-niej przy pierwszym naturalnym przejściu przez zero, zatem czas jego przepływu w sieci 50 Hz nie

powinien przekraczać 10 ms. Zdolność wyłą czania pr ą du nastę pczego I f jest zwią zana z określonym przebiegiem spodziewanego napię cia powrotnego TRV, podobnie jak to jest w łą cznikach przy wy-łą czaniu pr ą dów roboczych i zwarciowych.

Zwyk łe odgromniki, nieograniczają ce pr ą du nastę pczego, wtr ą cają c do obwodu rezystancję łuku w niewielkim stopniu zmniejszają wartość pr ą du nastę pczego i jego skutek cieplny I

2t w po-

równaniu z wartościami spodziewanymi. Ich zdolność wyłą czania pr ą du nastę pczego I f jest niedu-ża, wynosi od 1,5 kA do 4 kA. Jeśli spodziewany pr ą d nastę pczy jest od niej wię kszy, to odgromnik wymaga dobezpieczenia, a tę rolę zwykle spełnia bezpiecznik klasy gG. Jego rolą jest przetrzymać

pr ą d nastę pczy przynajmniej do chwili pierwszego naturalnego przejścia przez zero, by mógł gowyłą czyć odgromnik, a gdyby to się nie stało – samemu go wyłą czyć. W tym celu bezpiecznik po-winien przetrzymywać bez nadwer ężenia topika sumaryczną całk ę Joule’a (sumaryczny skutek cieplny) najpierw pr ą du piorunowego, a zaraz potem – pr ą du nastę pczego I f przepuszczaną przezodgromnik w przecią gu 10 ms. Sumowanie obu całek Joule’a (skutków cieplnych pr ą du) wynikaz założenia adiabatycznego nagrzewania topika, tzn. bez wymiany ciepła z otoczeniem. Wytwórcaodgromników podaje najwię kszy dopuszczalny pr ą d znamionowy I nmax bezpiecznika klasy gG, któ-ry jest w stanie dobezpieczyć odgromnik i zarazem podaje pr ą d zwarciowy wytrzymywany przez

odgromnik wespół z tym bezpiecznikiem. Odgromniki nie mają wbudowanych bezpieczników, za-tem rolę dobezpieczenia spełnia bezpiecznik zewnę trzny, poprzedzają cy w instalacji odgromnik,najbliższy od strony zasilania. Zatem pierwszym zadaniem bezpiecznika poprzedzają cego odgrom-nik może być wyłą czanie pr ą du nastę pczego przekraczają cego zdolność wyłą czania odgromnika,aby nie dopuścić do jego zniszczenia, do trwałego zwarcia elektrod i/lub rozerwania obudowy.

Tuż przed rokiem 2000 pojawiły się nowe konstrukcje odgromników coraz silniej ogranicza- ją cych pr ą d nastę pczy oraz jego skutek cieplny i wykazują ce tak dużą zdolność wyłą czania spo-dziewanego pr ą du nastę pczego I f = 25÷50 kA, że ich dobezpieczanie nie jest potrzebne (rozdz. 6).

Tablica 1. Obliczeniowe parametry pierwszego udaru pr ą du piorunowego 10/350 μs w zależności od

poziomu ochrony [19, 21]

Poziom ochrony I II III i IV

Wartość szczytowa pr ą du I G kA 200 150 100

Całka Joule’a W G kA2s 10000 5600 2500

Znamionowy i maksymalny pr ą d wyładowczy odgromnika tak się dobiera, zależnie od po-ziomu ochrony (tabl. 1), aby prawdopodobieństwo ich przekroczenia było dostatecznie małe. Jed-nak ze wzglę du na losowy rozk ład parametrów piorunów i znikome, ale niezerowe prawdopodo-

bieństwo wystą pienia wartości wię kszych, ryzyka przekroczenia wykluczyć nie można. Trzeba się

liczyć z możliwością uszkodzenia odgromnika, również ze zwarciem elektrod, co zresztą może się zdarzyć również w nastę pstwie stopniowego ich zużywania się po wielokrotnym przepływie pr ą duwyładowczego o wartości zbliżonej do znamionowej. Zwarcie elektrod odgromnika jest zwarciem

4



L-PE, uszkodzeniem izolacji doziemnej instalacji, w nastę pstwie którego w uk ładach TN i TT po- przedzają ce zabezpieczenie (nadpr ą dowe lub różnicowopr ą dowe) powinno dokonać samoczynnegowyłą czenia zasilania ze wzglę du na zagrożenie porażeniowe. Zatem drugim zadaniem bezpiecznika

poprzedzają cego odgromnik może być samoczynne wyłą czanie zasilania w razie trwałego zwarciaw odgromniku lub w innym miejscu poprzecznej gałę zi ochrony.

3. Wzajemne usytuowanie odgromników i bezpieczników

Na rys. 1 przedstawiono klasyczne przypadki usytuowania bezpieczników wzglę dem od-gromników włą czonych w wyodr ę bnionej poprzecznej gałę zi ochrony. Jeśli bezpiecznik dobezpie-czają cy jest wymagany, nie musi być on umieszczony w gałę zi ochrony (rys. 1a, b); równie dobrzerolę dobezpieczenia może pełnić bezpiecznik w torze zasilania (rys. 1c), np. bezpiecznik w złą czu,

jeśli jego pr ą d znamionowy nie jest wię kszy niż wskazana przez producenta najwię ksza dopusz-czalna wartość I nmax. Zadziałanie bezpiecznika w gałę zi ochrony (rys. 1a, b) odcina odgromnik odchronionej instalacji, a bezpiecznika w torze zasilania (rys. 1c) – zak łóca zasilanie instalacji. Oby-dwa zdarzenia są niepożą dane i dlatego bezpiecznik powinien zadziaływać tylko w razie koniecz-

ności, jeśli odgromnik nie jest w stanie sam poprawnie wyłą czyć pr ą du nastę pczego. Zatem bezpiecznik powinien z zasady mieć pr ą d znamionowy równy najwię kszemu dopuszczalnemu I nmax, podanemu przez wytwórcę . Jest to sytuacja szczególna, odmienna niż w wielu innych przypadkachdoboru bezpieczników, kiedy zastosowanie bezpiecznika o pr ą dzie mniejszym niż najwię kszy do-

puszczalny poprawia skuteczność zabezpieczenia, a nie powoduje żadnych nastę pstw niepożą da-nych.

Bywa, że poprzedzają cy bezpiecznik w gałę zi wzdłużnej (rys. 1c) ma pr ą d znamionowywię kszy niż dopuszczalny i wtedy trzeba odgromnik dobrać do bezpiecznika, trzeba przewymiaro-wać odgromnik. Zdarzyć się to może zwłaszcza wtedy, gdy bezpiecznikiem poprzedzają cym jestzabezpieczenie na począ tku przyłą cza (rys. 1d).

3

3

3 4 4

4

a)

3

3

34 4

4

b)

3

3 4 4

4

c)

3

34 4

4

d)

F1...F3 F1...F3 F1...F3 F1...F3

F4...F6 F4...F6

Rys. 1. Usytuowanie odgromników wzglę dem bezpieczników złą cza (F1…F3) i ewentualnych bez- pieczników gałę zi poprzecznej (F4…F6) przy zasilaniu z sieci o uk ładzie TN: a) gałąź odgromników z bezpiecznikami przyłą czona za bezpiecznikami złą cza; b) gałąź odgromników z bezpiecznikami przyłą -czona przed bezpiecznikami złą cza; c) gałąź odgromników bez bezpieczników przyłą czona za bez-

piecznikami złą cza; d) gałąź odgromników bez bezpieczników przyłą czona przed bezpiecznikami złą -cza

Rozważają c zalety i wady czterech przedstawionych uk ładów zauważa się , co nastę puje. Bez- pieczniki w gałę zi poprzecznej (rys. 1a, b) są niepożą dane, jeżeli podstawowym imperatywem jestniezawodność ochrony przeciwprzepię ciowej, bo zadziałanie bezpiecznika i odłą czenie odgromnikamogą pozostać niezauważone, a jeżeli nie działa pierwszy stopień ochrony, to nieskuteczne są dal-sze stopnie. Są zaś pożą dane, jeżeli cią głości zasilania instalacji przypisuje się wię ksze znaczenieniż niezawodności ochrony przeciwprzepię ciowej.

Umiejscowienie odgromników w instalacji obiektu budowlanego bywa przedmiotem kontro-wersji przy uzgadnianiu dokumentacji technicznej. Dostawca energii nie chce ich widzieć po swojej

5



stronie granicy eksploatacji, przed rozliczeniowym pomiarem energii, aby uniknąć jakiejkolwiek odpowiedzialności za ich stan techniczny, problemów eksploatacyjnych i ryzyka trwałego przepły-wu pr ą du upływowego, które zresztą jest znikome w przypadku odgromników (ogranicznikówiskiernikowych), a mogłoby być istotne w przypadku ograniczników warystorowych. Jako zasadę ogólną takie rozumowanie można przyjąć, jako zasadę bez wyją tków – trudniej.

W Polsce nie ma na ten temat jednoznacznych przepisów, a postanowienia normy [17] są

ogólnikowe i niejasne: odgromniki powinny być zainstalowane w pobliżu złą cza instalacji lubw głównej rozdzielnicy, możliwie najbliżej złą cza, a jeśli są zainstalowane w (?) złą czu instalacjielektrycznej, zasilanej z publicznej sieci rozdzielczej, to powinny mieć znamionowy pr ą d wyła-dowczy niemniejszy niż 5 kA.

Warto przytoczyć ważniejsze postanowienia przepisów energetyki niemieckiej [25] na oma-wiany temat. Przyłą czanie odgromników, czyli ograniczników przepięć klasy I (B), przed rozlicze-niowym pomiarem energii jest dopuszczalne tylko w przypadkach, kiedy jest to nieodzownie po-trzebne dla wprowadzenia strefowej koncepcji ochrony, na przyk ład w instalacjach typu przemy-słowego z wrażliwym na przepię cia sprzę tem informatyki i/lub automatyki oraz w wielopię trowych

biurowcach ze zdecentralizowanym (na pię trach) pomiarem rozliczeniowym. Obowią zują wszak żenastę pują ce wymagania: W razie zwarcia wewnę trznego odgromnik powinien być samoczynnie i trwale odłą czony od

sieci. Znamionowy pr ą d wyładowczy powinien być dobrany do warunków zainstalowania. Jeśli nie są

one określone, powinien być dobrany do poziomu ochrony I. Dopuszczalne są tylko ograniczniki iskiernikowe. Nie dopuszcza się równolegle przyłą czonych

ograniczników beziskiernikowych (warystorowych). Wynikają ca z technicznych warunków przyłą czenia wymagana obciążalność zwarciowa od-

gromnika (zdolność wyłą czania pr ą du nastę pczego) jest gwarantowana przez wytwórcę . Odgromnik razem z zabezpieczeniem nadpr ą dowym powinien być zainstalowany w osobnej,

przystosowanej do tego celu i plombowanej obudowie o izolacji ochronnej i stopniu ochrony

co najmniej IP 54. Stan techniczny odgromnika powinien być sprawdzany w odstę pach czasu niewię kszych niż cztery lata. Na żą danie dostawca energii powinien otrzymać protokół badania.

u 1

u 2

u 3

u 1

+ u 2

+u 3

GSW

L

B C

PE

Rys. 2. Narażenie napię ciowe ogranicznika warystorowego klasy C na drugim stopniu ochrony

podczas wyłą czania pr ą du nastę pczego przez bezpiecznik przy ograniczniku iskiernikowym klasyB na pierwszym stopniuL – indukcyjność odsprzę gają ca przy przebiegach udarowych, GSW – główna szyna wyrównawcza

Niezależnie od podobnych wymagań i zaleceń dok ładnie trzeba rozważyć nie tylko usy-tuowanie odgromnika na schemacie instalacji, ale również sposób jego mocowania i przyłą czeniaw urzą dzeniu, łą cznie ze szczegółami montażowymi: wystarczają cy przekrój przewodów, jak naj-mniejsza długość przewodów poprzecznej gałę zi ochrony (w zasadzie nieprzekraczają ca 0,5 m

6



z każdej strony), unikanie pę tli i ostrych łuków [10]. Przewody uziemiają ce nie powinny być uk ła-dane w osłonach metalowych, chyba że są z nimi połą czone na obu końcach. Pamię tać też należy onarażeniach cieplnych przewodów w razie zwarcia, o unikaniu konfiguracji połą czeń sprzyjają cychdużym siłom elektrodynamicznym i o sumarycznym spadku napię cia w całej gałę zi poprzecznej,stanowią cym narażenie napię ciowe izolacji urzą dzeń i kolejnego ogranicznika przepięć znajdują ce-go się głę biej w instalacji. Na rys. 2 przedstawiono tak ą sytuację , przy czym nienajlepiej wykonane

połą czenia przewodów ochronnych PE niepotrzebnie zwię kszają narażenia napię ciowe warystora.Można mu ująć sk ładową u3 spadku napię cia łą czą c bezpośrednio dolne zaciski odgromnika i ogra-nicznika warystorowego.

L1

L2

L3

N

PE

L1

L2

L3

PEN

GSW

Rys. 3. Uk ład V przyłą czenia odgromników (trzy odgromniki jednobiegunowe lub zespół trzybie-gunowy)

Wspomniane problemy, a zwłaszcza dążenie do ograniczenia narażeń napię ciowych instalacji,spowodowały stopniową ewolucję klasycznych uk ładów połą czeń bez bezpieczników w poprzecz-

nej gałę zi ochrony (rys. 1c, d). Pierwszym krokiem był uk ład V eliminują cy spadek napię cia na przewodach poprzecznej gałę zi ochrony (rys. 3), bo właściwie eliminuje on tę gałąź. Od strony przewodów czynnych w każdym biegunie przyłą cza się dwa przewody, a zatem są potrzebne po-dwójne zaciski i to zaciski do przewodów o przekroju na ogół znacznie wię kszym niż w przypadku

przyłą czania odgromników w wyodr ę bnionej gałę zi poprzecznej. Chodzi o główne przewody zasi-lają ce instalację , w stanie normalnej pracy przewodzą ce pr ą d roboczy i wymagają ce zabezpieczenianie tylko od skutków zwar ć, ale i od przeciążeń. Tymczasem przewody gałę zi poprzecznej w stanienormalnej pracy nie przewodzą żadnego pr ą du, a wymagają zabezpieczenia tylko od skutkówzwar ć. Podobnie można ograniczyć bą dź wyeliminować spadek napię cia w przewodach uziemiają -cych mię dzy odgromnikami a uziemieniem wprowadzają c uk ład V i po tej stronie oraz dodatkową szynę wyrównawczą [10] do bezpośredniego wyprowadzenia przewodu ochronnego PE instalacji.Odgromniki o podwójnych zaciskach, przeznaczone do uk ładu V, pozwalają przyłą czać przewodyo przekroju nieprzekraczają cym 35 lub 50 mm2, co może wystarczać za bezpiecznikami o pr ą dzieznamionowym nie wię kszym niż 125 A. Przyłą czanie przewodów o przekroju wię kszym, do120 mm2 (za bezpiecznikami o pr ą dzie znamionowym do 250 A), jest możliwe za pośrednictwem

przejściowej listwy zaciskowej (niem. Vorbau-Klemmenleiste ).Kolejnym krokiem w tym samym kierunku jest blok odgromnikowy nak ładany na szyny roz-

dzielnicy (niem. Aufrasten auf die Sammelschienen), przedstawiony na rys. 4. Z punktu widzeniauk ładu połą czeń sytuacja jest analogiczna, jak w uk ładzie V, ale żaden element bloku odgromniko-wego nie jest narażony na przewodzenie pr ą du roboczego, odpada problem zacisków przejścio-wych, zdemontowanie odgromników nie przerywa zasilania, zak ładanie i zdejmowanie może od-

bywać się pod napię ciem. Są dostę pne wykonania dla dowolnego uk ładu instalacji, również uk ład3+1 odgromników do instalacji TT.

7



Rys. 4. Sposób przyłą czenia bloku odgromnikowego nak ładanego na szyny rozdzielnicy głównejSH – wyłą cznik selektywny przedlicznikowy

4. Rozpływ prądu piorunowego Najwię ksze narażenia odgromników w budowlach z piorunochronem wystę pują przy bezpo-

średnim uderzeniu pioruna (rys. 5), ale trafna ich ocena nie jest łatwa i akceptuje się duże uprosz-czenia. Od chwili zapoczą tkowania wyładowania narastają cy (na czole udaru) pr ą d piorunowy od-

pływa przez uziemienie piorunochronu i, powią zane z nim połą czeniami wyrównawczymi bezpo-średnimi, inne uziemienia sztuczne i naturalne, jeśli wystę pują , oraz przewód PEN zasilają cej liniielektroenergetycznej wchodzą cej w sk ład sieci rozdzielczej o uk ładzie TN. Jednocześnie narastaudarowe napię cie uziomowe uk ładu uziemień rozpatrywanego obiektu wzglę dem ziemi odniesieniaoraz wzglę dem wszelkich wprowadzonych z zewną trz przewodów (elektroenergetycznych, infor-matycznych) nieobję tych w obiekcie połą czeniami wyrównawczymi bezpośrednimi. Kiedy to na-

pię cie przekracza napię cie zapłonu odgromników, nastę puje ich zapłon, powstają chwilowe połą -czenia wyrównawcze wspomnianych przewodów z główną szyną wyrównawczą (GSW) i pr ą d pio-runowy zaczyna odpływać również tymi przewodami poza rozpatrywany obiekt.

Na ogół brakuje danych o impedancji udarowej bą dź impedancji falowej poszczególnychrównoległych dróg przepływu pr ą du piorunowego i dok ładna ocena rozpływu pr ą du nie jest możli-wa. Wobec tego norma PN-IEC 61312-1:2001 [20] dopuszcza nastę pują ce założenie: połowa cał-kowitego pr ą du pioruna I G wpływa do uziomu urzą dzenia piorunochronnego rozpatrywanegoobiektu ( I ES), a druga połowa rozk łada się równomiernie na metalowe instalacje wchodzą ce doobiektu (rozległe uziomy naturalne, przewody linii elektroenergetycznych, metalowe osłony bą dź żyły zewnę trzne przewodów telekomunikacyjnych itp.). Takie założenie, wywodzą ce się ze znanejod dawna w teorii podejmowania decyzji zasady braku dostatecznej racji (kryterium Bayesa-

Laplace’a), jest przejawem bezradności. Wykpiwają c tę zasadę przypomina się czasem, że kierował się nią osiołek, któremu w żłobie dano w jednym owies, w drugim siano, i wiadomo, jak się toskończyło.

Najtrudniej obronić założenie, że akurat połowa całkowitego pr ą du pioruna I G wpływa domiejscowego uziomu urzą dzenia piorunochronnego niezależnie od parametrów tego uziomu i nieza-leżnie od liczby i rodzaju uziemionych metalowych instalacji wprowadzonych do obiektu. Możnateż wą tpić, czy słusznie czą stkowy pr ą d piorunowy I LV odpływają cy zasilają cą linią elektroenerge-tyczną dzieli się na wszystkie m przewodów przyłą cza. W przypadku napowietrznych sieci i przyłą -czy o przewodach gołych wszystkie przewody przyłą cza i linii są sprawne, nieprzerwane w normal-nych warunkach pracy, ale jeszcze przed uderzeniem pioruna w obiekt burza może zerwać niektóre

przewody w jego pobliżu.

8



L1

L2L3

N

PEPEN

I Z

I Z

I Z

I Z

I LV

I Z

I LV = ν .I G

I ES

= I G

- I LV

= (1-ν ).I G

I G

I G

GSW

Rys. 5. Rozpływ pr ą du piorunowego przy bezpośrednim uderzeniu pioruna w chroniony budynek z instalacją o uk ładzie TN, zasilaną z sieci kablowej, z piorunochronem i uziomem fundamento-wym, bez przyłą czonych rozległych uziomów naturalnych

Prosty przyk ład rozpływu pr ą du piorunowego przy uderzeniu pioruna w rozpatrywany obiekt przedstawiono na rys. 5. Pr ą d piorunowy I G dzieli się na część I ES = (1 – ν )⋅ I G odpływają cą bezpo-średnio do ziemi przez miejscowe uziemienie piorunochronu i część I LV =ν⋅ I G odprowadzaną prze-wodami przyłą cza i zasilają cej sieci elektroenergetycznej. Do obiektu nie wchodzą inne przyłą czazdolne odprowadzać pr ą d piorunowy, wobec czego I ES + I LV = I G. Według zasady braku dostatecz-nej racji współczynnik podziału pr ą du piorunowego ν = 0,5. Wartość inną , z przedziału 0,35÷0,65,

projektant może uzasadnić [4] wartością rezystancji udarowej uziemienia piorunochronu, liczbą i właściwościami wprowadzonych do obiektu części przewodzą cych obcych oraz rodzajem zasila-

ją cej sieci elektroenergetycznej (kablowa czy napowietrzna), liczbą przewodów przyłą cza (jedno-czy trójfazowe) i rozk ładem uziemień przewodu ochronnego (PEN, PE) sieci.

Zak łada się , że wszystkie przewody doprowadzone do złą cza w liczbie m w jednakowymstopniu uczestniczą w odprowadzaniu pr ą du, a wię c każdy przewodzi czą stkowy pr ą d piorunowy:

GLV

Z I m

ν

m

I I ⋅==

Jego wartość jest na ogół zawarta w przedziale I z = 10÷25 kA. Jest to zarazem najwię kszy ob-liczeniowy pr ą d piorunowy, jaki może przepływać przez pojedynczy odgromnik i pojedynczy bez-

piecznik. Widać tu dodatkowy argument za stosowaniem przyłą czy trójfazowych (m = 4). Korzyst-na jest też mała wartość współczynnika podziału pr ą du piorunowego (ν < 0,5), czemu sprzyja małaudarowa rezystancja uziemienia uziomu piorunochronnego.

W taki bą dź podobny sposób rozpływ pr ą du piorunowego wyjaśnia się i uwzglę dnia się w normach mię dzynarodowych IEC oraz europejskich EN, a tak że w innych dokumentach norma-tywnych bą dź zaleceniach projektowych we wszystkich krajach świata. We wszystkich z wyją tkiemPolski, gdzie dla uzasadnienia kretyńskiego pomysłu obejmowania połą czeniami wyrównawczymimetalowej armatury instalacji wodocią gowych z tworzyw sztucznych [24] wymyślono, że znaczny

pr ą d piorunowy płynie również przez słup wody w izolacyjnych rurocią gach. Urojenie zalę głew paru ptasich móżdżkach zyskało wsparcie przewodniczą cego Polskiego Komitetu Ochrony Od-gromowej, warszawskiego profesora, i jest lansowane przez Biuro Zarzą du Głównego branżowego

9



stowarzyszenia uchodzą cego za naukowo-techniczne. Nie tylko w Polsce rodzą się absurdalne po-mysły, ale polski klimat sprzyja ich rozkwitaniu.

Każdy projektant, wykonawca lub inspektor nadzoru, który wprowadza w życie rozwią zanianiedorzeczne, w sposób oczywisty sprzeczne z zasadami wiedzy technicznej, łamie art. 12.6 ustawyPrawo Budowlane i czyni to na własną odpowiedzialność. Jeżeli stanie za to przed są dem i przed-stawi uprawnienia do wykonywania samodzielnych funkcji technicznych w budownictwie, bę dzie

przez są d – zgodnie z terminologią prawniczą – traktowany jako osoba posiadająca wystarczająceu ż ywanie rozumu. A taka osoba, nawet w warunkach wojskowej dyscypliny, odpowiada za to, coczyni, a zwłaszcza za podejmowane decyzje i działania, od których zależy bezpieczeństwo ludzi,mienia i środowiska, i nie może się usprawiedliwiać poleceniem przełożonego albo przepisem ewi-dentnie nonsensownym. Dowiódł tego wyrok sę dziego Puczyłowskiego w sprawie trzech oficerówlotnictwa po katastrofie Iskry w zwią zku z defiladą 11 listopada 1998 r.

Jak pisze prof. Hanna Świda-Ziemba (GW, 29.03.2005): W funkcjonalnym społ eczeń stwie

ogromną rol ę odgrywa zasada, któr ą pamiętam z dzieciń stwa, a tak ż e z książ ek – osoby, które

sprzeciwiają się etosowi zawodowemu, są pot ę piane przez wł asne środowisko. Obawa przed margi-nalizacją w najbli ż szym środowisku, przed odrzuceniem przez swoich, powodował a, ż e wojskowy

albo lekarz, albo adwokat bał się z wyprzedzeniem. Nie przychodził o mu do g ł owy post ą pić nieho-

norowo, bo pojawiał mu się przed oczyma obraz zniewag, których dozna w swoim otoczeniu. A niema wię kszej hań by dla honoru specjalisty niż schlebianie zawodowemu debilizmowi.

5. Zachowanie się bezpieczników przy przepływie prądu piorunowego

Wcześniejsze doniesienia o skutkach przepływu pr ą du piorunowego przez bezpieczniki byłyfragmentaryczne i nieścisłe, bo pochodziły z powierzchownych obserwacji powypadkowych. Ob-szerne badania na ten temat podję to dość późno, dopiero w latach 90. ubiegłego wieku, a były onemotywowane potrzebami techniki ochrony przeciwprzepię ciowej instalacji niskonapię ciowych.Badania przyniosły nie tylko pogłę bione rozpoznanie zjawisk, ale również liczne użyteczne wyniki

pomiarów. Stwierdzono przy okazji duże rozbieżności „parametrów udarowych” mię dzy na pozór jednakowymi wk ładkami różnych wytwórców [9], co można usprawiedliwić tym, że do tej porynormalizacja nie stawia żadnych wymagań odnośnie do zachowania się wk ładek bezpiecznikowych

poddanych przepływowi pr ą dów udarowych o dużej stromości, w tym pr ą dów piorunowych. Naj-wyraźniej oczekuje się zaawansowania badań w stopniu dają cym jednoznaczne wnioski dla norma-lizacji.

0 20 40 60 80

250 A / 1

200 A / 1

160 A / 00

100 A / C00

63 A / C00

35 A / C00

20 A / C00

100

e k s p l o z j a

rozpad topika

i zapłon łuku p r z e

t r z y m

y w a n i e

kA

I z

Rys. 6. Zachowanie się wk ładek bezpiecznikowych gG o napię ciu znamionowym 500 V poddanych przepływowi pr ą du piorunowego 10/350 μs o różnej wartości [2]

Zachowanie się wk ładek bezpiecznikowych klasy gG, przez które przepływa pr ą d piorunowy10/350 μs, przedstawiono na rys. 6. Wk ładka przetrzymuje pr ą dy mniejsze niż udarowy pr ą d za-działania (tabl. 2). Jego wartości podane na rysunku w oparciu o wstę pne oszacowania są niecozawyżone. Uwzglę dniają one wprawdzie, że przy dużej stromości pr ą du piorunowego efekt naskór-kowości wyraźnie zmniejsza całk ę Joule’a przedłukową I 2t p (w porównaniu z wartością przy pr ą -

10



dzie 50 Hz, przepisaną w normie i przytoczoną w tabl. 2), ale nie uwzglę dniają marginesu na wie-lokrotne przetrzymywanie impulsów pr ą dowych. Nie uwzglę dniają też skutku cieplnego pr ą du na-stę pczego [9] zależnego od wartości spodziewanego pr ą du zwarciowego w miejscu zainstalowaniaodgromników. Komu zależy na wyeliminowaniu zbę dnych interwencji bezpieczników, ten być mo-że upewni się złudnie, że przy spodziewanym czą stkowym pr ą dzie piorunowym 20 kA wk ładkigG 200A nie zadziałają (rys. 6). Nie znaczy to jednak, że nie zadziałają niepotrzebnie chwilę póź-

niej przy przepływie pr ą du nastę pczego.

Tablica 2. Udarowy pr ą d zadziałania wk ładek bezpiecznikowych klasy gG [7]

Pr ą d zadziałania [kA] przy udarze o kształciePr ą d znamionowywk ładki I n

Całka Joule’a przedłukowa I

2t p

przy pr ą dzie 50 Hz 10/350 μs 8/20 μs

A A2s kA kA

25 1210 2,2 9,3

32 2500 3,2 13,4

40 4000 4,0 16,950 5750 4,8 20,3

63 9000 6,0 25,4

80 13700 7,5 31,3

100 21200 9,3 38,9

125 36000 12,1 50,7

160 64000 16,1 67,6

200 104000 20,6 86,2

250 185000 27,5 115,0

Kiedy wyeliminowanie zbę dnych zadziałań jest sprawą ważną , wtedy bardziej miarodajną in-formacją jest podana w tabl. 3 całka Joule’a wielokrotnie przetrzymywana przez wk ładki bezpiecz-nikowe, któr ą należy porównywać z łą czną całk ą Joule’a (skutkiem cieplnym) pr ą du piorunowegoi pr ą du nastę pczego płyną cego przez pół okresu. Wartości te odnoszą się do wk ładek usytuowanychw poprzecznej gałę zi ochrony, które przed pojawieniem się pr ą du piorunowego były nienagrzane.W przypadku bezpieczników w torze głównym (rys. 1c, d, rys. 3, rys. 4) można by uwzglę dnić nie-znaczne zmniejszenie ich piorunowej całki Joule’a w nastę pstwie wstę pnego nagrzania pr ą demroboczym.

Tablica 3. Całka Joule’a pr ą du piorunowego wielokrotnie przetrzymywana przez zabezpieczenianadpr ą dowe o różnym pr ą dzie znamionowym [3, 5]

Pr ą d znamionowy A 40 50 63 80 100 125 160 200 250

I 2t bezpiecznika kA2s 1,3 2,0 3,2 5 8 12 22 39 69

I 2t wyłą cznika SHU kA2s 33 38 50 50 55

W razie przekroczenia udarowego pr ą du zadziałania dochodzi do rozpadu topika i zapłonułuku, co jednak nie wpływa na przebieg pr ą du piorunowego (rys. 7), wymuszenia pr ą dowego po-chodzą cego z fikcyjnego idealnego źródła pr ą du. Bezpiecznik nie jest w stanie przerwać przepływu

tego pr ą du ani ograniczyć jego wartości szczytowej; zresztą topik na ogół rozpada się już po jej przeminię ciu, nie na czole, lecz na grzbiecie udaru pr ą du piorunowego.

11



Rys. 7. Przebieg pr ą du i napię cia mię dzy zaciskami bezpiecznika gG 25 A poddanego prze- pływowi pr ą du piorunowego [7]

Nie ma mowy o wybiorczym działaniu bezpieczników poddanych przepływowi pr ą du pioru-nowego, skoro bezpiecznik takiego pr ą du nie wyłą cza. Wymaga się wprawdzie, aby bezpieczniki

poprzedzają ce w torze zasilania F1…F3 (rys. 1a) miały pr ą d znamionowy co najmniej 1,6-krotniewię kszy niż bezpieczniki F4…F6 w gałę zi poprzecznej odgromników, ale chodzi tylko o wybior-czość podczas przepływu pr ą du nastę pczego, gdyby bezpieczniki miały go wyłą czać lub w razietrwałego zwarcia w gałę zi poprzecznej.

Przy poziomie ochrony I przez wk ładki bezpiecznikowe może popłynąć pr ą d piorunowy nie-co wię kszy niż 20 kA sprawiają cy, że wk ładki gG o pr ą dzie znamionowym nieprzekraczają cym200 A mogą zadziałać, a wk ładki o pr ą dzie znamionowym nieprzekraczają cym 100 A mogą naweteksplodować. Mianowicie przy pr ą dzie piorunowym kilkakrotnie wię kszym niż udarowy pr ą d za-działania wk ładki dochodzi do wybuchowego rozpadu topika i wzrostu ciśnienia we wk ładce po-wodują cego pę kanie korpusu, a nawet jego eksplozyjne rozerwanie. Progowa wartość pr ą du pioru-nowego zagrażają cego eksplozją wk ładki bezpiecznikowej jest tym wię ksza, im wię kszy jest jej

pr ą d znamionowy (rys. 6). To kolejny powód, aby odgromniki dobezpieczać bezpiecznikami o pr ą -dzie znamionowym równym najwię kszemu dopuszczalnemu przez wytwórcę I nmax [1].

Zadziałania bezpieczników przy przepływie pr ą du piorunowego, a tym bardziej ich eksplozja,są zdarzeniami szkodliwymi. Niepożą dane są też zadziałania bezpieczników – zwłaszcza bezpiecz-ników w torze głównym (rys. 1a, b, rys. 3, rys. 4) – przy przepływie pr ą du nastę pczego. Jeżeli naetapie projektowania zarysowuje się ich wyraźne ryzyko, to wchodzą w rachubę nastę pują ce środkizapobiegawcze: zmniejszenie współczynnika podziału pr ą du ν przez zmniejszenie wypadkowej rezystancji uk ła-

du uziomowego piorunochronu, zastą pienie bezpieczników selektywnym odskokowym wyłą cznikiem przyłą czowym o niepo-

równanie wię kszej przetrzymywanej całce Joule’a (tabl. 3), zastosowanie odgromników o silnym ograniczaniu pr ą du nastę pczego.

6. Odgromniki ograniczające prąd następczy

Nie można wyeliminować obciążeń cieplnych, jakim odgromniki i bezpieczniki podlegają przy przepływie pr ą dów piorunowych ani znacznie ich zmniejszyć, ale można zmniejszać równieważne obciążenia, które są wynikiem przepływu pr ą dów nastę pczych. Umożliwiają to odgromnikiwnę trzowe, przeznaczone do instalacji elektrycznych, ograniczają ce pr ą d nastę pczy, wykorzystują -ce technik ę wymuszonego gaszenia łuku stosowaną w wyłą cznikach ograniczają cych, co pozwalauzyskać silny efekt ograniczają cy i dużą zdolność wyłą czania (rys. 8, 9, 10).

12



Rys. 8. DEHNport® Maxi – odgromnik o napię ciutrwałej pracy 255 V, o znamionowym pr ą dzie wy-ładowczym 50 kA (10/350 μs), silnie ograniczają cy

pr ą d nastę pczy (cena netto 484 PLN)

Odgromniki o łuku dzielonym wyłą czają samodzielnie pr ą dy nastę pcze o wartości do 25 kA,a odgromniki samowydmuchowe o łuku chłodzonym promieniowo i osiowo – do 50 kA. Jeżelispodziewany pr ą d zwarciowy w miejscu ich zainstalowania nie przekracza podanej wartości,a prawie nigdy nie przekracza 50 kA, to nie wymagają dobezpieczania.

Rys. 9. Oscylogramy wyłą czania pr ą du nastę pczego przez odgromnik ograniczają cy DEHNport® Maxi [8]

Jak skuteczne jest ograniczanie pr ą du nastę pczego przez odgromniki samowydmuchowe wi-dać na rys. 9 i 10. Wartość szczytowa pr ą du nastę pczego zostaje ograniczona 25-krotnie (50 kA → 2 kA), a czas jego przepływu – niemal 3-krotnie (10 ms → 3,8 ms), wyłą czenie nastę puje na długo(Δt = 6,2 ms) przed naturalnym przejściem pr ą du przez zero. Dzię ki temu całka Joule’a (skutek cieplny) pr ą du nastę pczego zostaje ograniczona ponad 3000-krotnie, od spodziewanej wartości

sA 0005001201,02

50000 2

2

=⋅⎟ ⎠

⎞⎜⎝

⎛

do poziomu 4000 A2s (rys. 10). Wytwórca zapewnia, że przetrzymuje ją bez zbę dnego zadziałania już wk ładka gG 40 A. Zapomina dodać, że tak byłoby, gdyby nie to, że tuż przedtem wk ładka po-chłonęła całk ę Joule’a czą stkowego pr ą du piorunowego. Korzystają c z rys. 10 i oceniają c stopień ograniczania skutku cieplnego pr ą du nastę pczego, trzeba pamię tać, że na obu osiach podziałka jestlogarytmiczna.

13



Rys. 10. Całka Joule’a (skutek cieplny) jednej półfali spodziewanego pr ą du nastę pczego (prosta 1)oraz pr ą du nastę pczego ograniczonego przez odgromnik DEHNport® Maxi w funkcji spodziewane-go pr ą du zwarciowego) [8]

Reasumują c, odgromniki tak silnie ograniczają ce pr ą d nastę pczy prawie nigdy nie wymagają dobezpieczenia, co wię cej – bezpieczników poprzedzają cych, nawet o niedużym pr ą dzie znamio-nowym (≥ 40 A gG), nie narażają na zbę dne zadziałania w wyniku przepływu pr ą du nastę pczego.Poprzedzają ce bezpieczniki bą dź równoważne wyłą czniki oczywiście bę dą , bo są potrzebne z in-nych powodów. W wariancie najoszczę dniejszym wystarczy je tak dobierać, aby nie eksplodowały

przy spodziewanym czą stkowym pr ą dzie piorunowym I z, a nastę pnie – stosownie do ich całkiJoule’a wyłą czania – sprawdzić, czy obciążalność zwarciowa zabezpieczanych przewodów jestwystarczają ca. Odgromniki silnie ograniczają ce pr ą d nastę pczy przydają się zwłaszcza w miej-scach, gdzie spodziewany pr ą d zwarciowy jest bardzo duży, na przyk ład przy złą czach instalacjiodbiorczych zasilanych bezpośrednio ze stacji o dużej mocy.

7. Warystorowe ograniczniki przepięć – problemy koordynacji

Wnę trzowe ograniczniki warystorowe są wykorzystywane przede wszystkim jako

ograniczniki klasy II (C) na drugim stopniu ochrony, a w obiektach bez instalacji piorunochronnej,zasilanych z sieci kablowej – również na pierwszym stopniu ochrony. Elementy warystorowe mogą też wchodzić w sk ład ograniczników klasy III (D) na trzecim stopniu ochrony. Zdolność odprowadzania pr ą du wyładowczego przez ograniczniki warystorowe określa się dla udarów8/20 μs. Przy udarach 10/350 μs jest mała, zależnie od średnicy kr ążków warystorowych(32÷80 mm) wynosi na ogół 1÷5 kA.

W stanie nieuszkodzonym kr ążki warystorowe wykazują pewien pr ą d upływowy, któryz biegiem czasu narasta wskutek procesów starzeniowych i naruszania struktury spieku w nastę p-stwie powtarzają cych się przepięć. Zwię ksza się strata mocy i temperatura kr ążków, aż tracą onestabilność termiczną 1, proces nabiera charakteru lawinowego i zagraża nie tylko zniszczeniem

1 Moc długotrwale wydzielana w ograniczniku pod wpływem przyłożonego napię cia przewyższa zdolność odprowa-dzania ciepła przez obudowę i połą czenia; takiemu stanowi w jednej normie (PN-IEC 99-4:1993) przypisano nazwę termiczna niestabilno ść ogranicznika, a w innej (PN-IEC 61643-1:2001) - rozbieganie cieplne.

14



ogranicznika, ale i pożarem, wtórnymi uszkodzeniami są siednich urzą dzeń. Zapobiega temu wbu-dowany ogranicznik temperatury odłą czają cy ogranicznik warystorowy spod napię cia (niem. ther-

mische Abtrennvorrichtung ).Zabezpieczenie temperaturowe nie w każdej sytuacji jest skuteczne. Już po jednorazowym

przekroczeniu maksymalnego dopuszczalnego pr ą du wyładowczego I max może nastą pić nieodwra-calna degradacja własności spieku i może nastą pić zwarcie kr ążków warystorowych. Bę dą one bez-

powrotnie zniszczone, ale nie powinno dojść do uszkodzenia podstawy bą dź obudowy ogranicznikaani są siednich urzą dzeń. Powinno temu zapobiec zabezpieczenie zwarciowe: bezpiecznik wbudo-wany albo bezpiecznik w gałę zi poprzecznej ogranicznika. W razie ich braku ta rola przypadałabyzabezpieczeniu we wzdłużnej gałę zi zasilania (rys. 1c), którego interwencja przerywałaby działanieinstalacji lub jej części.

Wytwórca podaje „wytrzymałość zwarciową ” ograniczników warystorowych, na ogół 25 kAlub 50 kA, któr ą należy porównywać ze spodziewanym pr ą dem zwarciowym w miejscu zainstalo-wania. Jest ona gwarantowana pod warunkiem, że poprzedzają cy bezpiecznik klasy gG ma pr ą dznamionowy niewię kszy niż określony przez wytwórcę najwię kszy dopuszczalny pr ą d znamionowy

I nmax. Informacja ta brzmi podobnie, jak w przypadku ograniczników iskiernikowych (odgromni-ków), ale ma inny sens fizyczny. Nie chodzi tu o wspomaganie wyłą czania pr ą du nastę pczego, bo

ten problem w ogóle nie wystę puje, lecz o wyeliminowanie zagrożenia dla obsługi i są siednichurzą dzeń ze strony ogranicznika, który utracił stabilność termiczną . W przypadku konstrukcji ze-spolonych ograniczników z wbudowanym bezpiecznikiem nie ma żadnych wymagań co do zabez-

pieczenia poprzedzają cego ogranicznik warystorowy w instalacji.Ograniczniki przepięć pierwszego i drugiego stopnia ochrony są ze sobą połą czone równole-

gle, ale – poza konstrukcjami specjalnymi – oddzielone odsprzę gają cą indukcyjnością odcinka in-stalacji lub specjalnego dławika, jeśli muszą być usytuowane blisko siebie (rys. 2). Warunki koor-dynacji poszczególnych stopni ochrony wymagają m.in., aby napię cie wystę pują ce na całej gałę zi

poprzecznej ogranicznika pierwszego stopnia (odgromnik, przewody i ew. bezpiecznik) nie zagra-żało przeciążeniem ogranicznika warystorowego na drugim stopniu ochrony. Obawiać się tego na-leży nie tyle przy przepływie pr ą du wyładowczego, co przy przepływie pr ą du nastę pczego, a ściślej

– przy jego ewentualnym wyłą czaniu przez bezpiecznik. Przepię cie wyłą czeniowe bezpiecznikałą cznie ze spadkiem napię cia na odgromniku i przewodach gałę zi poprzecznej jest raczej mniejszeniż nieco wcześniej wystę pują ce napię cie zapłonowe odgromnika. Jednak przebiegi napię ciowe

przy wyłą czaniu pr ą du nastę pczego mają tak małą czę stotliwość i stromość, że indukcyjność od-sprzę gają ca nie odgrywa wię kszej roli i przenoszą się one na ogranicznik warystorowy (rys. 2), bar-dzo wrażliwy na przepię cia o czasie trwania przekraczają cym dziesią tki mikrosekund. Można temuzapobiec usuwają c bezpieczniki z gałę zi poprzecznej odgromników albo jeszcze skuteczniej – de-cydują c się na uk ład V (rys. 3). Jeśli to niemożliwe, można te narażenia złagodzić stosują c bez-

pieczniki o jak najwię kszym pr ą dzie znamionowym, tzn. równym najwię kszemu dopuszczalnemu przez wytwórcę I nmax. To kolejny powód, by tak właśnie dobierać bezpieczniki dobezpieczają ce

odgromniki.

8. Ograniczniki przepięć w instalacji a ochrona przeciwporażeniowa

Problem zwarciowego zabezpieczenia poprzecznej gałę zi ochrony z ogranicznikami przepięć jest też istotny z punktu widzenia ochrony przeciwporażeniowej dodatkowej niezależnie od tego,czy są to ograniczniki iskiernikowe, czy beziskiernikowe. Zwarcie w ograniczniku, bez wzglę du na

jego przyczynę , oznacza uszkodzenie izolacji podstawowej i tym samym – zagrożenie porażeniowe.Poprzedzają ce zabezpieczenie powinno dokonać samoczynnego wyłą czenia zasilania przed upły-wem 5 s, bo taki graniczny czas wyłą czania jest wymagany w obwodach rozdzielczych, w którychsą instalowane ograniczniki klasy I i II. Zatem dochodzi kolejne wymaganie ( I n ≤ …), jakie powin-ny spełniać bezpieczniki poprzedzają ce ograniczniki przepięć.

15



L1

L2

L3

N

PEPEN

TN-C TN-S

Rys. 11. Małooporowa pę tla pr ą du zwarciowego w razie zwarcia w ograniczniku przepięć przy-łą czonym w instalacji o uk ładzie TN-C (uk ład ograniczników 3+0) lub TN-S (uk ład ograniczni-ków 4+0)

Wymaganie to nie wnosi niczego nowego w instalacjach o uk ładzie TN, bo i tak musi być spełnione z innych powodów. W uk ładzie TN zwarcie w ograniczniku L-PE tworzy małooporową

pę tlę zwarciową złożoną wyłą cznie z przewodów (rys. 11), pr ą d zwarciowy ma dużą wartość i ła-two zapewnić samoczynne wyłą czanie zasilania w wymaganym czasie.

IΔ>

L1

L2

L3

N

PE

?

Rys. 12. Ograniczniki przepięć w uk ładzie 4+0 w złą czu instalacji o uk ładzie TT; bezpiecznik niewyłą cza uszkodzonego ogranicznika, wystę puje niebezpieczne napię cie na przewodzie ochronnym PE

Inaczej jest w instalacjach o uk ładzie TT. Aby usunąć ryzyko wyłą czania instalacji spod na- pię cia po każdym zadziałaniu ograniczników przepięć, najchę tniej przyłą cza się je przed głównymwyłą cznikiem różnicowopr ą dowym (rys. 12). Odcinek instalacji przed tym wyłą cznikiem powinien

być w wykonaniu odpornym na zwarcia doziemne (L-E, L-PE), bo pę tla przy takim zwarciu zamy-ka się przez ziemię i pr ą d jest za mały, by pobudzić zabezpieczenia nadpr ą dowe. Zatem paradok-salnie na odcinku, który ma być uodporniony na zwarcia doziemne, instaluje się urzą dzenia, któremają wywoływać takie zwarcia krótkotrwałe (przy odprowadzaniu pr ą du wyładowczego), alew razie niesprawności – mogą wywołać zwarcie trwałe. Ograniczniki przepięć w uk ładzie 4+0

przyłą czone do instalacji TT w sposób przedstawiony na rys. 12 mogą wię c stwarzać zagrożenie porażeniowe.

IΔ>

L1

L2

L3

N

PE

Rys. 13. Zak łócenie działania wyłą cznika różnicowopr ą dowego w instalacji TT w nastę pstwieuszkodzenia ogranicznika przepięć (linią przerywaną zaznaczono drogę przepływu tej części pr ą duzwarcia doziemnego, która nie jest pr ą dem różnicowym w miejscu zainstalowania wyłą cznika)

16



Zainstalowanie ograniczników w uk ładzie 4+0 za niskoczułym zwłocznym wyłą cznikiemróżnicowopr ą dowym, odpornym na pr ą dy udarowe co najmniej 3 kA 8/20 μs (534.2..6 [17]), tylko

pozornie rozwią zuje problem. W razie zwarcia w ograniczniku N-PE wraca przezeń do źródła przeważają ca część pr ą du zwarcia doziemnego chronionej instalacji, pr ą d różnicowy jest niewielkii może nie wystarczyć do pobudzenia wyłą cznika różnicowopr ą dowego (rys. 13). Zachodzi swoisteodczulenie wyłą cznika różnicowopr ą dowego, które zresztą zawsze towarzyszy zwarciu z ziemią

przewodu neutralnego obwodu chronionego wyłą cznikiem różnicowopr ą dowym.

IΔ>

L1

L2

L3

N

PE

L - N

N - PE

Rys. 14. Ograniczniki przepięć w uk ładzie 3+1 w złą czu instalacji o uk ładzie TT; bezpiecznik wyłą cza uszkodzony ogranicznik, nie ma zagrożenia porażeniowego

Właściwym rozwią zaniem jest uk ład 3+1 ograniczników przepięć (rys. 14), o trzech ogra-nicznikach włą czonych mię dzy każdy z przewodów fazowych a przewód neutralny oraz czwartymwłą czonym mię dzy przewód neutralny N i przewód ochronny PE. Przy zwarciu w ograniczniku L-

N płynie duży pr ą d w pę tli złożonej z przewodów, wystarczają cy do pobudzenia zabezpieczeniazwarciowego. Zwarcie L-PE w uk ładzie 3+1, bez jednoczesnego zwarcia L-N, nie jest możliwe.

Ogranicznik N-PE specjalnej konstrukcji zapewnia niezawodne oddzielenie przewodów N i PEw każdej sytuacji ruchowej. Ma najwię ksze dopuszczalne napię cie pracy cią głej takie, jak pozostałeograniczniki (U c = 1,1⋅U 0 = 250 V w instalacji 230/400 V), a znamionowy pr ą d wyładowczy wię k-szy niż one (100, 75 lub 50 kA zależnie od poziomu ochrony), bo może przewodzić sumę pr ą dówwyładowczych płyną cych przez dwa, a nawet trzy ograniczniki. Najwię ksze jego narażenie wystę -

puje przy uderzeniu pioruna w budynek i zwrotnym przepływie pr ą du piorunowego przez szynę wyrównawczą i ograniczniki do sieci elektroenergetycznej, tzn. w sytuacji podobnej do przedsta-wionej na rys. 5. Natomiast ogranicznik N-PE w zasadzie nie jest narażony na przepływ pr ą du na-stę pczego i wobec tego ma niewielk ą zdolność wyłą czania pr ą du nastę pczego (np. 100 A).

9. Za pieczenie przewodów przyłączowych ograniczników

ionej poprzecznej gałę zi ochrony(rys. 1

dy poprzecznej gałę zi ochrony z ogranicznikami iskiernikowymi podczas nor-malne

bez

Problem dotyczy przede wszystkim przewodów wyodr ę bn) po obu stronach ograniczników, a w ogóle nie dotyczy bloku odgromnikowego nak ładanego

na szyny (rys. 4).Przez przewo j pracy nie płynie żaden pr ą d i nie są one narażone na przeciążenia. Wymagają tylko zabez-

pieczenia od skutków zwar ć na zwyk łych zasadach. To zadanie przypada poprzedzają cemu, naj- bliższemu od strony zasilania, zabezpieczeniu zwarciowemu (bezpiecznikowi bą dź wyłą cznikowi),znajdują cemu się w samej gałę zi ochrony (rys. 1a, b) bą dź w torze głównym (rys. 1c, d). W iden-tycznej sytuacji są przewody uziemiają ce [18] ograniczników w uk ładzie V (rys. 3). Natomiast zdrugiej strony przyłą cza się do tych ograniczników przewody czynne torów głównych o obciążal-

ności długotrwałej dobranej do szczytowego obciążenia obwodu i do warunków zabezpieczenia od przeciążeń oraz od skutków zwar ć.

17



Tablica 4. Przyrost temperatury przewodów miedzianych wywołany pr ą dem piorunowym

Pr ą d piorunowy 10/350 μs Przyrost temperatury przewodu miedzianego o przekroju

Wartość szczytowa Całka Joule’a 4 mm2 6 mm2 10 mm2 16 mm2

kA kA2s K K K K

5 6,25 2,5 1 0,5 0,2

10 25 10 4 2 115 56 22 10 4 1,5

25 156 62 27 10 4

50 625 248 110 40 15

75 1406 (560) 247 89 35

100 2500 ? (440) 158 62

W tablicach 4 i 5 zestawiono przyrosty temperatury osią gane przez przewody miedziane izo-lowane polwinitem, którym przypisano najwię kszą dopuszczalną jednosekundową gę stość pr ą duk = 146 A/mm2⋅s (nagrzewanie od 25°C do 160°C), w nastę pstwie przepływu przez nie odpowied-nio pr ą du piorunowego 10/350 μs oraz pr ą du nastę pczego w cią gu 10 ms. Są to minimalne naraże-nia, jakie przewody poprzecznej gałę zi ochrony muszą wytrzymywać. Oba narażenia cieplne wy-stę pują bezpośrednio po sobie i razem trwają niewiele ponad 10 ms, wobec czego proces nagrzewa-nia można uważać za adiabatyczny i przyrosty temperatury odczytane z obu tablic można dodawać.Jeżeli na przyk ład przewody miedziane o przekroju 10 mm2 są przy odgromniku nieograniczają cymnarażonym na obliczeniowy czą stkowy pr ą d piorunowy 10 kA (2 K z tabl. 4) przy złą czu o spo-dziewanym pr ą dzie zwarcia z ziemią również 10 kA (63 K z tabl. 5), to ich całkowity przyrost tem-

peratury nie przekroczy 65 K. Może być znacznie mniejszy, jeżeli pr ą d piorunowy przeminie,a pr ą d nastę pczy się pojawi na krótko przed spodziewanym pierwszym przejściem przez zero.

Tablica 4. Przyrost temperatury przewodów miedzianych wywołany w cią gu jednego półokresu (10 ms)

rzekroju

przepływem pr ą du nastę pczego poprawnie wyłą czanego przez odgromnik nieograniczają cy

Pr ą d nastę pczy Przyrost temperatury przewodu miedzianego o p

Wartość sku a Joule’a 4 m m2 teczna Całk m2 6 mm2 10 mm2 16 m

kA kA2s K K K K

1 10 4 2 0,6 0,3

2,5 62,5 25 11 4 1,5

4 160 63 28 10 4

6 360 142 63 22 9

10 1000 (396) 176 63 25

16 2560 ? (450) 162 63

25 6250 ? ? (396) 155

orównanie wyników z tablic 4 i 5 wskazuje, że na ogół nie pr ą d piorunowy, lecz raczej pr ą dnastę p

Pczy wywołuje wię kszy przyrost temperatury przewodów. Jeszcze gorzej bę dzie w razie zwar-

cia w gałę zi poprzecznej, co odpowiada przepływowi pr ą du o wartości zbliżonej do wartości spo-dziewanego pr ą du nastę pczego do chwili zadziałania poprzedzają cego zabezpieczenia nadpr ą dowe-go. Oznacza to, że przekrój przewodów gałę zi poprzecznej musi być dobrany na ogólnych zasadachdo spodziewanych zwarciowych narażeń cieplnych i jest to najostrzejsze kryterium doboru tych

przewodów [18]. Zatem jeżeli przewody gałę zi poprzecznej są – na ogólnych zasadach – poprawnie

zabezpieczone od skutków zwar ć bezpiecznikami, które nie eksplodują przy przepływie pr ą du pio-runowego (rys. 6), to przewody te bezpiecznie znoszą skutek cieplny pr ą du piorunowego i popraw-nie wyłą czanego pr ą du nastę pczego.

18



Jako wymagania minimalne dla poprzecznej gałę zi ochrony można uważać przekrój przewo-dów m

10. Dobezpieczanie ograniczników w liniach napowietrznych

zglę du na bezpośrednie narażeniaizolac

y ograniczników przepięć powinny się znaleźć przy stacji zasilają cej, na tra-sie lin

napowietrznej wskutek przesko-ków m

e dane techniczne napowietrznych ograniczników warystorowych ASA-A firmy Apator

iedzianych 16 mm2 przy nieograniczają cych odgromnikach (ogranicznikach przepięć klasy I pierwszego stopnia ochrony) i 4 mm2 przy innych ogranicznikach na I i II stopniu ochrony).

Linie napowietrzne wymagają ochrony od przepięć ze w ji (zwłaszcza przewodów izolowanych) na przepię cia atmosferyczne. Ochrona jest również

niezbę dna po to, aby ograniczyć poziom przepięć wnikają cych z linii napowietrznych do połą czo-nych z nimi instalacji i urzą dzeń, bardziej wrażliwych na przepię cia niż same linie napowietrzne: doinstalacji odbiorców, do sterownic oświetlenia ulicznego lub aparatury alarmowej bą dź sygnaliza-cyjnej.

Kompletne uk ładii w odstę pach nieprzekraczają cych 500 m i na końcach linii. Są to zarazem miejsca, w któ-

rych wymaga się [23] uziemienia przewodu PEN (PE) sieci o uk ładzie TN, a wię c miejsca, w któ-rych uziemienia i tak być muszą , a co najwyżej wypadnie je poprawić, aby uzyskać rezystancję

uziemienia R ≤ 10 Ω wymaganą dla ograniczników przepięć. Ograniczniki są też pożą dane w miej-scach odgałę zień linii i w miejscach przyłą czenia kabla do linii napowietrznej. Pozostaje ważnasprawa ochrony od przepięć przyłą czy instalacji odbiorczych, ale to wymaga indywidualnego po-dejścia, uwzglę dniają cego wrażliwość odbiorcy, sposób wykonania oraz długość przyłą cza i roz-wią zanie ochrony przeciwprzepię ciowej przy złą czu instalacji.

W razie uderzenia pioruna na trasie niskonapię ciowej liniiię dzy przewodami i/lub przeskoków powierzchniowych na izolatorach pr ą d piorunowy roz-

pływa się wszystkimi m przewodami w obu kierunkach. Wartość pr ą du piorunowego podzielona przez podwojoną liczbę przewodów, zazwyczaj 2⋅m = 8, jest pr ą dem płyną cym pojedynczym prze-wodem. Ocenia się , że w 95% przypadków pr ą d piorunowy nie przekracza 80 kA, wobec czego

pojedynczym przewodem płynie pr ą d niewię kszy niż około 80/8 = 10 kA. Podobnie w 75% przy-

padków pr ą d piorunowy nie przekracza 30 kA, a w pojedynczym przewodzie 30/8 ≈ 4 kA. Pr ą d płyną cy pojedynczym przewodem (przy założonym poziomie ufności zależnym od oczekiwanejniezawodności ochrony) charakteryzuje narażenia pojedynczych ograniczników przepięć i należa-łoby go porównywać ze znamionowym pr ą dem wyładowczym I n. W razie jego przekroczenia pozo-staje pewien margines bezpieczeństwa wyznaczony przez maksymalny pr ą d wyładowczy I max.

Tablica 5. Ważniejsz

Napię cietrwałej pracy

Znamionowy pr ą dwyładowczy 8/20μs

Maksymalny pr ą dwyładowczy 8/20 μs

Napię ciowy poziom U p / Uc

Uc I n I max ochrony U p

Typ

ogranicznika

Vrms kA kA V peak – ASA-A280-5 280 1110 4,0

ASA-A440-5 440 4,01750

ASA-A660-5 660

5 30

2650 4,0

ASA-A280-10 280 1110 4,0

ASA-A440-10 440 1750 4,0

ASA-A660-10 660

10 40

2650 4,0

Za przyk ład mo użyć (tabl. 5) dwa wykonania napowietrznych ograniczników warysto-rowych ASA–A (Apator): standardowe ( I n = 5 kA, I max = 30 kA) oraz wzmocnione ( I n = 10 kA,

I max =

napię ciowego poziomu ochrony U p, czyli najwię kszej możliwej wartości szczytowej napię cia na

gą sł

40 kA). Skuteczność ochrony jest tym lepsza im mniejszą wartość ma podany w ostatniejkolumnie tabl. 5 stosunek dwóch najważniejszych parametrów napię ciowych ogranicznika:

19



zaciskach ogranicznika przy przepływie znamionowego pr ą du wyładowczego I n oraz napię cia trwałej pracy U c, czyli najwię kszej dopuszczalnej wartości skutecznej napię cia o czę -

stotliwości sieciowej, która może być trwale przyłożona mię dzy zaciski ogranicznika.

Beziskiernikowe ograniczniki przepięć na ogół charakteryzują się wartością stosunku U p/U c w granicach 4,0÷5,0.

ys. 15. Warystorowy ogranicznik przepięć

SA-A (firmy APATOR) zainstalowany wnii napowietrznej

Ogranicznikom przepięć napowietrznym w liniach, podobnie jak ogranicznikom wnę trzo-wym w instalacjach, grozi zniszczenie w razie niewyłą czenia pr ą du nastę pczego (przez ogranicznikiiskiernikowe) albo utraty stabilności termicznej (przez ograniczniki beziskiernikowe). Zdarzeniatakie

ezpieczenia ograniczników.

e nadciśnieniowe

Minimalna wartość sk ładowej okresowej

R

Ali

na szczęście nie zagrażają wywołaniem pożaru (rys. 15), jak w budynkach, ale nie powinnyteż zagrażać otoczeniu w inny sposób, na przyk ład w nastę pstwie wybuchowego rozerwania obu-dowy ogranicznika. Ponadto jest pożą dana łatwa identyfikacja uszkodzonego ogranicznika bezwchodzenia na słup.

Te postulaty pozwalają spełnić wbudowane w ograniczniki przepięć zabezpieczenia działają -ce na różnych zasadach, na ogół na zasadzie nadciśnieniowej lub cieplnej (rys. 16, 17). Można jeuważać za rodzaj dob

Tablica 6. Wymagania dla prób wytrzymałości zwarciowej iskiernikowychograniczników przepięć wyposażonych w zabezpieczeni

Klasa zwarciowaogranicznika

spodziewanego pr ą du zwarciowego kArms

80 8063 63

50 50

40 (A) 40

20 (B) 20

10 (C) 10

16 (D) 16

5 (E) 5

Iskiernikowe ograniczniki przepięć wyposaża się w z zpieczenia nadciśnieniowe, które

chronią je przed na ym wzrostem ciśnienia we wnę trzu i zapobiegają wybuchowemu roze-rwaniu obudowy w nastę pstwie przedłużają cego się przepływu pr ą du nastę pczego lub w razie we-wnę trznego przeskoku w ograniczniku. Ogranicznikom wyposażonym w zabezpieczenie nadciśnie-

abe

dmiern

20



niowe przypisuje się [14] tzw. klasę zwarciową określają cą najmniejszy gwarantowany przez wy-twórcę pr ą d zwarciowy okresowy, który płyną c przez uszkodzony ogranicznik nie spowoduje gwał-townego rozerwania jego obudowy (tabl. 6). Parametr ten nie powinien być mniejszy niż spodzie-wany pr ą d zwarciowy począ tkowy w miejscu zainstalowania ogranicznika. Wprowadzenie zabez-

pieczenia nadciśnieniowego pozwala wykonywać ograniczniki o wysokiej klasie zwarciowej.

Rys. 16. Ograniczniki warystorowe ASA-A (In = 5 kA oraz 10 kA) firmy APATOR po zadziałaniuodłą cznika odłą czają cego przewód uziemiają cy; sygnalizatorem jest spodnia pokrywa niebieska po jed-nej i czerwona po drugiej stronie

Badania ograniczników z zabezpieczeniem nadciśnieniowym wykonuje się zarówno dużym pr sieni teczność zabezpieczenia w warunkach skrajnych: duży pr ą dw krótkim czasie oraz mały pr ą d w długim czasie. Wynik prób uważa się za pozytywny, jeżeli obu-dowa

ą dem zwarciowym, odpowiadają cym klasie zwarciowej (z możliwością przepływu pr ą du w cza-co najmniej 0,2 s), jak i małym pr ą dem zwarciowym (800 A, do chwili zadziałania zabezpiecze-

a). Pozwala to zweryfikować sku

pozostanie nienaruszona lub rozpadnie się w sposób niewybuchowy i jeżeli wszystkie jej czę -

ści pozostaną w obr ę bie przepisanego kolistego ogrodzenia.

Rys. 17. Ogranicznik warystorowy ONA (In = 5 kA) firmy EFEN po zadziałaniu odłą cznika odrzucają -cego przewód uziemiają cy zakończony żółtymi sygnalizatorami (tuleją i pier ścieniem)

Odłącznik ogranicznika jest urzą dzeniem służą cym do odłą czania ogranicznika od sieciw cie w miejscu zainstalowania ogranicznika i sy-gnob

dłą cznik powinien wytrzymywać bez zadziałania próbę maksymalnym pr ą dem wyładow-czym,

razie jego uszkodzenia [22]. Likwiduje to zwar alizuje jego uszkodzenie. Sam odłą cznik może jednak nie zapobiec wybuchowemu rozerwaniuudowy.

Opróbę udarem pr ą dowym długotrwałym i próbę działania (przepływu pr ą du nastę pczego).

Powinien natomiast zadziałać przy pr ą dzie wyładowczym wię kszym niż maksymalny pr ą d wyła-

21



dowczy, a tak że w razie przedłużają cego się przepływu pr ą du nastę pczego w ograniczniku iskierni-kowym lub w razie utraty stabilności termicznej przez ogranicznik warystorowy.

ła widoczna.

i kratowym uziomem

fundamentowym jest też przyłą czony uziom otokowy. Obowią zuje poziom ochrony odgromowejh odgromników I n = 25 kA o zdolności wyłą czania pr ą du

Wię kszość odłą czników działa na zasadzie cieplnej. Przegrzewają cy się element roboczyogranicznika (np. warystor) topi połą czenie lutowane, a napię ta spr ężyna odrzuca powią zaną z nią część przerywają cą obwód ogranicznika (rys. 16, 17). W przypadku ograniczników napowietrznychodłą cznik jest zewnę trzny, odrzucony zostaje na przyk ład zacisk przewodu uziemiają cego albo sam

ogranicznik, a odrzucona część ma barwę jaskrawą , zwykle żółtą lub czerwoną , i takie wymiary,aby z daleka by

11. Przyk ład koordynacji (wariant 1)

W sytuacji, jak na rys. 5, w trójfazowym czteroprzewodowym złą czu instalacji TN-Co napię ciu 230/400 V z bezpiecznikami gG 160 A spodziewany pr ą d zwarcia jednofazowego wyno-

si kA2" I . Do głównej szyny wyrównawczej budynku z piorunochronem=k1

III. Przewiduje się zainstalowanie trzec

nastę pczego 3 kA, które w razie przekroczenia tej wartości wymagają dobezpieczenia bezpieczni-kami gG o pr ą dzie znamionowym nieprzekraczają cym 160 A. Odgromniki mają być zainstalowanew gałę zi poprzecznej (rys. 1a) szeregowo z bezpiecznikami gG 100 A. Należy sprawdzić warunkikoordynacji odgromników z bezpiecznikami i dobrać przekrój przewodów poprzecznej gałę ziochrony.

Przy poziomie ochrony III i IV należy liczyć się z całkowitym pr ą dem piorunowym o warto-ści do I G = 100 kA (tabl. 1). Uziom fundamentowy został wzmocniony uziomem otokowym, co

pozwoliło uzyskać rezystancję uziemienia nieprzekraczają cą 15 Ω. Można szacować, że zespolonyuk ład uziomowy piorunochronu odprowadzi ponad połowę (60%) pr ą du piorunowego, a do prze-wodów elektroenergetycznych przedostanie się pr ą d I LV niewię kszy niż 40 % (ν = 0,4) podanejwartości

I LV = ν ⋅ I G = 0,4⋅100 = 40 kA.

Przyłą cze jest czteroprzewodowe (m = 4), wobec czego pojedynczym przewodem popłynieczą stkowy pr ą d piorunowy o wartości nieprzekraczają cej

kA10 4

40 I LV

Z === I .

ze dane liczbowe dotyczą ce koordynacji

odgromników z bezpiecznikami pozwalają sprawdzić dok ładniej, jakie należałoby zastosować bezpieczniki, aby uniknąć ich zbę dnych zadziałań. Pr ą dowi piorunowemu 100 kA 10/350 μs przypisujesię ca k ę Joule’a W = 2500 kA2s (tabl. 1), wobec czego pr ą dowi czą stkowemu odpowiada całkaJoule

m

Jak wynika z rys. 6 i tabl. 2 pr ą d piorunowy 10 kA nie spowoduje eksplozji wk ładek bezpiecznikowych gG 160 A w złą czu ani wk ładek gG 100 A w gałę zi poprzecznej, ale przekraczaudarowy pr ą d zadziałania tych ostatnich (9,3 kA). Nows

ł G

’a W Z mniejsza, proporcjonalnie do kwadratu stosunku wartości pr ą dów

skA25 100

102500 2

22

G

ZGZ =⎟

⎠

⎞⎜⎝

⎛ ⋅=⎟⎟ ⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ ⋅=

I

I W W

Natychmiast po przeminię ciu pr ą du piorunowego wk ładki bezpiecznikowe i przewody są na-rażone na skutek cieplny przepływu spodziewanego pr ą du nastę pczego 2 kA do chwili jego wyłą -czenia przez odgromnik przy pierwszym naturalnym przejściu przez zero (średnio 5 ms, maksymal-

nie 10 ms). Wstę pnie dobrane odgromniki mają małą zdolność wyłą czania spodziewanego pr ą dunastę pczego (3 kA), co świadczy, że nie są to odgromniki ograniczaj ce pr ą d nastę pczy. Tym nie-mniej przy zwarciu łukowym pr ą d zwarciowy nie przekroczy około 80% podanej wartości oblicze-

ą

22



niowe

e dwa skutki ciepln ę du 10 ms, wobecczego nagrzewanie ma cha ążeń można bez zastrzeżeń dodaw

o oceny konsekwencji tych wyników obliczeń trzeba pamię tać o ich losowymcharakterze. Są to wartości o jmowane za podstawę , jeżeliurzą dzenia projektuje się na (ang. worst-case analysis).Prawd

a do 100 kA lub wię ksza. Zdarza się to raz na dziesięć do kilkunastu uderzeń pioruna,

czyli

epuściły one szczególnie duży czą stkowy pr ą d piorunowy (ponad 6 kA). Naj-rozsą

rtości w miar ę nasilania się takich oddziały-wań).

j przy zwarciu metalicznym: I f = 0,8⋅2 = 1,6 kA. Najwię kszy spodziewany skutek cieplny(całk ę Joule’a) pr ą du nastę pczego można zatem obliczyć jako

W f = 16002⋅0,010 = 25 600 A2s = 25,6 kA2s.

Łą czna całka Joule’a pr ą du piorunowego i pr ą du nastę pczego przepuszczona przez odgrom-nik wynosi

W Zf = W Z + W f = 25 + 25,6 = 50,6 kA2s

T e wystę pują jeden tuż po drugim, w łą cznym czasie rzrakter adiabatyczny i skutki cieplne obu obci

ać.Przystę pują c d

bliczeniowe najwię ksze możliwe, przynajgorszy możliwy przypadek obciążeń

opodobieństwo wystą pienia wartości W z zbliżonej do obliczonej (25 kA2s) lub wię kszej moż-na uznać za równe prawdopodobieństwu uderzenia w budynek pioruna o pr ą dzie, którego wartość

jest zbliżon

raz na co najmniej sto lat, jeżeli ten budynek nie jest wysokościowcem górują cym nad otocze-niem i stoi w Polsce, a nie nad Jeziorem Wiktorii, w Kampali, Bukoba lub Kisumu, gdzie rocznaliczba dni burzowych przekracza 200 i w miar ę postę powania globalnych zmian klimatycznych matendencję rosną ca. Prawdopodobieństwo wystą pienia wartości W f bliskiej obliczonej, na przyk ład

przekraczają cej 80% tej wartości (32÷40 kA2s) wynosi mniej niż 20%. Oba zdarzenia można uznać za wzajemnie niezależne i prawdopodobieństwo jednoczesnego ich wystą pienia jest równe iloczy-nowi prawdopodobieństw: w przybliżeniu raz na pięćset lat. Kto ma do czynienia z zagrożeniemchoć by poważnym, ale o tak małym prawdopodobieństwie, ten się ubezpiecza od jego skutkówzamiast topić pienią dze w techniczne środki ochrony, które też przecież działają poprawnie z okre-ślonym prawdopodobieństwem. Przedstawione rozumowanie można by wielokrotnie powtarzać dla

mniejszych obciążeń o wię kszym prawdopodobieństwie wystą pienia dochodzą c do wniosków, jak racjonalnie rozwią zać ochronę przy podejściu probabilistycznym.W rozważanym przypadku na wyniki obliczeń można spojrzeć nastę pują co wykorzystują c

dane z rys. 6 oraz tablic 2 i 3. Nie byłoby zagrożenia eksplozją wk ładek i to jest bardzo ważne. Nie jest potrzebne wspomaganie wyłą czania pr ą du nastę pczego przez bezpieczniki, bo odgromniki mają wystarczają cą zdolność wyłą czania. Czą stkowy pr ą d piorunowy 10 kA wk ładki gG 100 A w gałę zi

poprzecznej przetrzymywałyby z trudem, natomiast wk ładki gG 160 A w złą czu przetrzymywałybywielokrotnie. Znaczne jest prawdopodobieństwo, że pr ą d nastę pczy przepalał by wk ładki gG 100 A,

jeżeli uprzednio przdniej byłoby zrezygnować z wk ładek gG 100 A w gałę zi poprzecznej, godzą c się na spora-

dyczne, raz na wiele lat, zadziałania wk ładek gG 160 A w złą czu w wypadku zwarcia w gałę zi po-

przecznej, np. z powodu uszkodzenia odgromnika.Bezpiecznikom gG 160 A w złą czu przypadłaby wtedy dodatkowa rola zabezpieczenia prze-wodów gałę zi poprzecznej od skutków zwar ć; zabezpieczenia od przeciążeń te przewody nie wy-magają . Do sprawdzenia obciążalności zwarciowej cieplnej przewodów jest potrzebna wartość naj-wię kszej dopuszczalnej jednosekundowej gę stości pr ą du k . Zależy ona od temperatury począ tkowejnagrzewania adiabatycznego, która dla przewodów poprzecznej gałę zi ochrony jest po prostu tem-

peratur ą otoczenia θ o (w polskich warunkach klimatycznych 25°C bez oddziaływań cieplnych zestrony są siadują cego wyposażenia, coraz wyższe wa

Dla przewodów miedzianych o izolacji polwinitowej (dopuszczalne nagrzewanie do 160°C)najwię ksza dopuszczalna jednosekundowa gę stość pr ą du wynosi:

k = 146 A/mm2⋅s przy θ o = 25°Ck = 143 A/mm2⋅s przy θ o = 30°Ck = 136 A/mm2⋅s przy θ o = 40°C

Do dalszych obliczeń przyję to k = 143 A/mm2⋅s, co odpowiada sytuacji, kiedy przedział roz-

23



dzielnicy lub osobna obudowa z elementami poprzecznej gałę zi ochrony są siaduje z innymi umiar-kowanie nagrzewają cymi się przedziałami rozdzielnicy.

Przewody muszą wytrzymywać obliczony wyżej łą czny skut 2ek cieplny W Zf = 50,6 kA s pr ą du piorun pr przy poprawnym jego wyłą czeniu przez odgromnik.Gdyby o iesznie mały przekrój przewodów:

owego, a potem ą du nastę pczegotylko o to chodził wystarczył by śm

2Zf mm 1,57 143

50 ==≥ 600k W s , tzn. przekrój 2,5 mm2.

Gdyby jednak odgromnik nie wyłą czył pr ą du nastę pczego I = 1600 A, wtedy bezpiecznik gG 16

W 0,5s = 1600 ⋅0,5 = 1 280 000 A s.

Bior ą c go za podstawę , otrzymuje się wymagany p

f

0 A wyłą czył by ten pr ą d przed upływem 0,5 s, co wynika z pasm czasowo-pr ą dowych wy-maganych przez normę IEC 60269-2. Skutek cieplny pr ą du nastę pczego wyniósł by wtedy:

2 2

rzekrój przewodów:

20,5sZmm 8,0

143

000280125000 =

+=

+≥

k

W W s , tzn. przekrój 10 mm2.

Jest to w rozpatrywanym wypadku absolutne minimum wynikają ce z cieplnych narażeń przewodów. Warto podkreślić, nia przyjmują cego za podstawę całk ę ą dla celów wy-

biorcz

jak zwodniczy był by wynik obliczeJoule’a wyłą czania (w czasie t << 0,1 s) wk ładek bezpiecznikowych podawaności zwarciowej (185 000 A2⋅s dla wk ładek gG 160 A):

2sel mm 3,0 143

000185 ==≥

k

W s , tzn. p

G 160 A mają dla czasu 5 s pr ą dwyłą czają cy 915 A, co odpowiada skutkowi cieplnemu:

W 5s = 9152⋅5 = 4 186 0

rzekrój 4 mm2.

Kolejny krok w kierunku bezpieczeństwa wynika z nastę pują cego rozumowania. Skoro dopuszcza się w obwodach rozdzielczych samoczynne wyłą czanie zasilania dla celów ochrony prze-

ciwporażeniowej w czasie nieprzekraczają cym 5 s, to przewody niezabezpieczone od przeciążeń powinny to wytrzymywać cieplnie. Wk ładki bezpiecznikowe g

00 A2s.

Ostatecznie przekrój przewodów uwzglę dniają cy wszelkie obliczeniowe narażenia cieplnezwarciowe wynosi:

25s mm 14,3 143

0001864 ==≥

k

W s , tzn. przekrój 16 mm2.

12. P

wariancie 1 z jednym wyją tkiem: spodziewany pr ą d zwarcia jednofazowego

w złą czu wynosi , czyli jest wię kszy niż zdolność wyłą czania pr ą du nastę pczego przez

odgromniki. Jakie byłyby konsekwencje takiej zmiany?Odgromniki wymagają dobezpieczenia, muszą być poprzedzone wk ładkami bezpieczniko-

ymi gG 160 A, które praktycznie bior ą c bę dą przepalały się po każdym zapłonie odgromnikówia pr ą du nastę pczego. Należałoby rozważyć, czy z punktu

ożna to akceptować, gdyby wk ładki gG 160 A miały pozo-

stać w

znikowa gG 160 A wyłą czałaby w czasiełki Joule’a wyłą czania (185 000 A2s).

rzyk ład koordynacji (wariant 2)

Sytuacja, jak wkA5k1 =

" I

wniezdolnych do samodzielnego wyłą czenwidzenia cią głości zasilania instalacji m

złą czu, a w poprzecznej gałę zi ochrony nie byłoby żadnych wk ładek. W razie twierdzą cejodpowiedzi na to pytanie, w toku obliczeń zaszłyby nastę pują ce niewielkie zmiany.Pr ą d nastę pczy I f = 0,8⋅5 = 4 kA wk ładka bezpiec

mniejszym niż 0,02 s, co wynika z wartości jej zwarciowej ca24



Ze wzglę du na skutek cieplny pr ą du wyładowczego i pr ą du nastę pczego paradoksalnie wystarczy-ł by przekrój przewodów gałę zi poprzecznej mniejszy niż obliczony w wariancie 1:

20,02sZmm 3,2

143

00018525000 =

+=

+≥

k

W W s , tzn. przekrój 4 mm2.

Nie ulega natomiast zmianie ostatnie kryterium doboru zwią zane ze skutkiem cieplnym pr ą duwyłą czają cego 5-sekundowego i jego wynik: wymagany przekrój przewodów 16 mm2.Gdyby natomiast na postawione wyżej pytanie o dopuszczalność przepalania się wk ładek

w złą czu po każdorazowym zapłonie odgromników padła odpowiedź zdecydowanie negatywna, tonależałoby szukać innego rozwią zania: Zainstalowanie wk ładek gG 160 A w poprzecznej gałę zi ochrony i – ze wzglę du na wybiorczość

– zwię kszenie pr ą du znamionowego wk ładek złą cza do gG 25 Zainstalowanie odgromników ograniczają cych pr ą d nastę pczy.

13. W

zwarciowej, dokonują samoczynnego wyłą czenia zasilania dla celów ochrony przeciwporażeniowej w razie

łę zi ochrony,ają od skutków zwar ć przewody poprzecznej gałę zi ochrony.

instalacji – ograni-

edzają ce” jest umowne,i się pokrywać z kierun-

kiem

tę powania po sobie dwóch skut-ków c

hutz-Potentialausgleich. Elektropraktiker, 2001,94–397.

0 A, jeżeli jest to możliwe.

nioski

Zabezpieczenia nadpr ą dowe – bezpieczniki oraz rzadko w Polsce stosowane przyłą czowe wy-łą czniki ograniczają ce – poprzedzają ce ograniczniki przepięć mogą spełniać różnorodne funkcje: wspomagają wyłą czanie pr ą du nastę pczego, jeżeli spodziewany pr ą d zwarciowy przekracza

zdolność wyłą czania odgromnika, zabezpieczają ograniczniki przed przekroczeniem obciążalności

trwałego zwarcia L-PE w poprzecznej ga zabezpiecz

Wymienione funkcje bierze się pod uwagę decydują c o umiejscowieniu zabezpieczeń i dobo-rze ich parametrów. Poprawnie przeprowadzony dobór ogranicza do minimum możliwość eksplozji

wk ładek i samych ograniczników przepięć, eliminuje możliwość zniszczenia przewodów, a do roz-są dnego poziomu – uzależnionego od wymagań stawianych cią głości zasilaniacza prawdopodobieństwo wywoływania przerw w zasilaniu w nastę pstwie zbę dnych zadziałań wk ładek bezpiecznikowych w głównym torze zasilania.

Wypada też zdawać sobie sprawę , że określenie „bezpieczniki poprz bo kierunek propagacji pr ą du piorunowego i/lub fali przepię ciowej nie mus

przesyłania energii. Po uderzeniu pioruna w zasilają cą linię napowietrzną część pr ą du pioru-nowego z tej linii wnika do instalacji odbiorcy i jej uziemień. Natomiast po uderzeniu pioruna w

piorunochron budynku, część pr ą du piorunowego poprzez główną szynę wyrównawczą i odgrom-niki wpływa do sieci zasilają cej.

Przed rokiem 2000 koordynację odgromników z bezpiecznikami opierano na rozumowaniu

uproszczonym, nieuwzglę dniają cym należycie bezpośredniego nasieplnych: pr ą du piorunowego i pr ą du nastę pczego. Zatem publikowane wcześniej wskazówki

doboru i zalecenia firmowe należy traktować z rezerwą .

Literatura

1. Birkl J.: Überspannungs-Schutzeinrichtungen – stoßstromgerecht installiert und normenkon-form getestet. VEÖ Journal, 2001, nr 9, s. 37–42.

2. Hasse P., Noack F.: Neue Blitzschutznormen in der Praxis. Elektromeister + DeutschesElektrohandwerk, 1998, nr 1–2, s. 41–47, nr 3, s. 140–142.

3. Hering E.: Blitzstoßstromableiter und Überstrom-Schutzeinrichtungen. Elektropraktiker, 1999,

nr 7, s. 630–634.4. Hering E.: Trennfunkenstrecken für den Blitzsc

nr 5, s. 3

25



5. Hering E.: Blitzstoßstromableiter für Hauptstromversorgungssysteme. Elektropraktiker, 2005,nr 2, s. 123–127.

6. Musiał E.: Znowelizowane warunki techniczne dla instalacji elektrycznych w budynkach. Biul.SEP INPE „Informacje o normach i przepisach elektrycznych”. 2002, nr 48, s. 79–95.

nr 12, s. 1043–1046.

.

004, nr 1, s. 24–27.

.

15. dowlanych. Ochrona dla za-

ę ciami. Ochrona przed zak łóceniami elektro-

17. 34:2003 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Dobór i montaż

19. rona odgromowa obiektów budowlanych. Zasady ogólne. Wybór

20.21. pulsem elektromagnetycznym.

22. ozdzielczych niskiego

23. . Ochrona przeciwporażeniowa.

odpowiadać budynki i ich usytuowanie.

.

7. Raab V.: Blitz- und Überspannungsschutz-Maßnahmen in NS-Anlagen. Elektropraktiker, 1996,nr 11, s. 944–950,

8. Raab V., Zahlmann P.: Kurzschlusschutz von Blitzstromableitern. Sonderdruck Nr. 45, DEHN+ SÖHNE GMBH

9. Schönau J., Noack F.: Blitzstromverhalten von Niederspannungs-Hochleistungs-(NH)-Sicherungen. etz 2

10. Sowa A.: Oddziaływanie ograniczników przepięć na inne urzą dzenia w instalacji elektrycznejw obiekcie budowlanym. Elektroinstalator, 2002, nr 12, s. 34–38.

11. Sultanem F.: Protection contre les surtensions dues à la foudre: la normalisation française – NFC 15-100. REE, 1998, nr 6, s. 85–90.

12. Zitzmann H.: Überspannungsschutz nach dem SEP-Prinzip. Elektro- und Gebäudetechniker,2000, nr 11, s. 32–35

13. Zitzmann H.: SEP-Prinzip und Blitzschutzzonenkonzept kombiniert. Elektropraktiker, 2003,

nr 12, s. 958–960.14. PN-EN 60099-5:1999/A1:2004 Ograniczniki przepięć. Zalecenia wyboru i stosowania

PN-IEC 60364-4-443:1999 Instalacje elektryczne w obiektach bu pewnienia bezpieczeństwa. Ochrona przed przepię ciami. Ochrona przed przepię ciami atmosfe-rycznymi lub łą czeniowymi.

16. PN-IEC 60364-4-444:2001 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Ochrona dla za- pewnienia bezpieczeństwa. Ochrona przed przepimagnetycznymi (EMI) w instalacjach obiektów budowlanych.PN-IEC 60364-5-5wyposażenia elektrycznego. Urzą dzenia do ochrony przed przepię ciami.

18. PN-IEC 60364-5-54:1999: Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Dobór i montaż wyposażenia elektrycznego. Uziemienia i przewody ochronne.PN-IEC 61024-1-1:2001 Och

poziomów ochrony dla urzą dzeń piorunochronnych.PN-IEC 61312-1:2001 Ochrona przed piorunowym impulsem elektromagnetycznym.PN-IEC/TS 61312-3:2004 Ochrona przed piorunowym imCzęść 3: Wymagania dotyczą ce urzą dzeń do ograniczania przepięć (SPD).PN-IEC 61643-1:2001 Urzą dzenia do ograniczania przepięć w sieciach r napię cia. Część 1: Wymagania techniczne i metody badań.

N SEP-E-001:2003 Sieci elektroenergetyczne niskiego napię cia24. Rozporzą dzenie Ministra Infrastruktury z dnia 7 kwietnia 2004 r. zmieniają ce rozporzą dzenie

w sprawie warunków technicznych, jakim powinnyDz.U. 04.109.1156 i wersja poprzednia Dz.U. 02.75.690.25. Überspannungs-Schutzeinrichtungen der Anforderungsklasse B. Richtlinie für den Einsatz in

Hauptstromversorgungssystemen. VWEW-Verlag, Frankfurt am Main, 1998

Dane bibliograficzne:

iał E.: Dobezpieczanie ograniczników przepięć. Biul. SEP INPE „Informacje o normach iMus przepisach elektrycznych”, 2006, nr 76-77, s. 3–37.

26

DOBEZPIECZANIE OGRANICZNIKÓW PRZEPIĘĆ

Documents

Transcript of DOBEZPIECZANIE OGRANICZNIKÓW PRZEPIĘĆ