Ochrona przed przepiciami w instalacjach elektrycznych niskiego

napicia na wejciu do obiektu

Przykady zastosowania ogranicznikw przepi firmy DEHN jako spenienie wymogw dyrektyw VDN i VdS

Warszawa, maj 2006

Niniejsza publikacja zostaa opracowana w oparciu o dyrektywy :

Ograniczniki przepi typ 1 Dyrektywa zastosowania ogranicznikw przepi typ 1 (poprzednio klasy B) w systemie zasilania obiektu VDN, wydanie 2, sierpie 2004 VDN (Verband der Netzbetreiber) e.V. (stowarzyszenie zarejestrowane) beim VDEW (Der Verband der Elektrizittswirtschaft) http://www.vdn-berlin.de

Ochrona odgromowa i przepiciowa urzdze elektrycznych Dyrektywa dotyczca zapobieganiu szkodom. druk nr 2031, VdS (Vertrauen durch Sicherheit) Schadenverhtung GmbH, padziernik 2005 http://www.vds.de

Zakadowa norma energetyki czeskiej PNE 33 0000-5 (PNE 33 0000-5 Umstn zazen ochrany ped peptm t. poadavk B v el. instalacch odbrnch zazen - innost od 1.6.2002)

2

Szanowni Pastwo,

Firma DEHN Polska oddaje do Pastwa rk opracowanie powicone warunkom stosowania

ogranicznikw przepi typ 1 na wejciu instalacji elektrycznej do budynku, a cilej mwic

powicone ochronie systemw pomiarowych w obiektach budowlanych.

Nasuwa si pytanie, dlaczego przedstawiamy akurat takie opracowanie i dlaczego jest w nim

mowa o ukadach pomiarowych? Genez powstania krtkiego, ale z naszego punktu widzenia

niezbdnego i poytecznego opracowania, s zmiany, ktre nieuchronnie czekaj zakady

Energetyczne w perspektywie najbliszych lat. Najwaniejszym bodcem z naszego punktu

widzenia jest zmieniajce si prawo, ktre ma swoje rdo w dyrektywach unijnych,

wymuszajcych w najbliszym roku otwarcie rynkw energii elektrycznej pastw czonkowskich i

wprowadzenie konkurencji midzy spkami dystrybucyjnymi. Oczywicie, otwarcie ryku nie

spowoduje natychmiast na naszym rynku walki o klienta, i to za wszelk cen. Natomiast w

perspektywie trzech, czterech lat te spki dystrybucyjne same lub ju ramach holdingu z

producentami energii elektrycznej ktre potrafi wyranie obniy koszty wasnej dziaalnoci,

bd w stanie przedstawi bardziej interesujc ofert.

Jak wiemy z oficjalnych rde (np. raport NIK z roku 2004 o stratach w spkach

dystrybucyjnych, liczne opracowania PTPiREE), we wszystkich spkach dystrybucyjnych mamy

do czynienia z wikszymi lub mniejszymi stratami, ktrych czciowe zmniejszenie nie tylko

poprawi bilans energetyczny kraju, ale moe stanowi fundamentalne zwikszenie przychodw

firmy i wzrost jej konkurencyjnoci. Dyrektywa europejska wprowadza zasad, e w perspektywie

roku 2015 zlikwidowane bd prognozy zuycia energii elektrycznej klientw, a odczyt ma

odbywa si dla wszystkich na koniec ostatniego dnia kadego miesica. Wymusza to

wprowadzenie powszechnego zdalnego 15-minutowego odczytu energii elektrycznej. Mona

spyta, czy takie systemy, ktre umoliwiaj zdalny odczyt zuycia energii elektrycznej, s ju

dostpne i wprowadzone np. w Europie. Oczywicie odpowied jest twierdzca! W Skandynawii,

na przykad, systemy zdalnego odczytu ju funkcjonuj, a w Polsce trwaj prby systemw

pilotaowych lub podjte s decyzje o wprowadzaniu systemw w ramach caego zakadu

energetycznego.

Wracajc do genezy powstania poniszego opracowania, musimy wspomnie o jeszcze jednej

dyrektywie unijnej MID, czyli wymaganiach stawianych licznikom energii elektrycznej. Na stronie

internetowej Gwnego Urzdu Miar (www.gum.gov.pl) zaprezentowane jest jej polskie

tumaczenie, ktre mwi o warunkach stawianych producentom i uytkownikom licznikw (czytaj:

ZE). W polskim tumaczeniu na stronie 94 czytamy: Gdy istnieje dajce przewidzie si ryzyko

spowodowane wyadowaniami atmosferycznymi lub gdy dominujce s napowietrzne linie

3

zasilajce, licznik powinien by zabezpieczony przed zmianami jego charakterystyk

metrologicznych. To tyle, co mwi dyrektywa na temat likwidacji dyskryminacji w

opomiarowaniu i wprowadzeniu m.in. jednakowej klasy dokadnoci pomiaru dla wszystkich

odbiorcw w tej samej taryfie, nawet jeeli wystpuje ryzyko wyadowania atmosferycznego.

Oczywicie, nie bd pisa o korzyciach dla ZE, jakie pyn z wprowadzenia systemw

zdalnego pomiaru i elektronicznych ukadw pomiarowych, bo nie jest to moim zamiarem.

Skoncentruj si natomiast na tym, co zmiany te mog oznacza dla pracownikw zakadw

energetycznych odpowiedzialnych za ukady pomiarowe.

Ostatnia przywoana dyrektywa MID jasno mwi o ochronie metrologii liczenia ukadu

pomiarowego w zwizku z zagroeniem wyadowania atmosferycznego. Pytanie brzmi: kto winien

zadba o ochron metrologii liczenia tak jak to chce ustawodawca? Czy powinien to by producent

ukadw pomiarowych, czy te ten, kto wykorzystuje licznik jako narzdzie do ustalania zuycia

energii elektrycznej? Odpowied jest prosta i klarowna: to ZE powinien chroni ukad pomiarowy

przed wyadowaniem atmosferycznym! Ale czy z ekonomicznego punktu widzenia jest sens

chroni wszystkie ukady pomiarowe? Nasza odpowied brzmi: nie! Wic jak ocenia, e dany

ukad pomiarowy jest szczeglnie zagroony? Jakie przyj kryteria i czy s przepisy lub wytyczne,

ktre speniaj wymagania unijnego prawa? Czy Gwny Urzd Miar, ktry bdzie do dyrektywy

wprowadza wytyczne jest wstanie to zrobi, czy pracownicy GUM posiadaj potrzebn wiedz z

zakresu ochrony odgromowej, a jeeli tak to czy dysponuj laboratorium, w ktrym mona

generowa prdy o parametrach wyadowania atmosferycznego i przeprowadza odpowiednie

badania? Czy obowizujce przepisy VDE, producentw i dystrybutorw energii elektrycznej w

Niemczech oraz wytyczne zakadw energetycznych w Republice Czeskiej, dotyczce ochrony

systemw pomiarowych, speniaj kryteria nowego prawa wprowadzanego przez Bruksel? Jeeli

tak, to czy te sprawdzone rozwizania mona wprowadza w Polsce?

Wrc jeszcze raz do systemw zdalnego pomiaru energii elektrycznej. Osoby odpowiedzialne

w ZE za systemy pomiarowe rwnie te ze zdalnym pomiarem energii elektrycznej oraz

parametrw sieci powinny zwrci uwag nie tylko na zagroenie samych ukadw

pomiarowych, czyli miejsca wejcia instalacji elektrycznej do obiektu, ale na koncentratory!

Oczywicie, nasze opracowanie nie dotyczy problemu ochrony koncentratorw, ale chciabym w

tym miejscu zasygnalizowa ten istotny problem. Oferowane systemy zdalnego pomiaru skadaj

si z licznikw elektronicznych z moduem komunikacyjnym oraz koncentratorw, do ktrych

przypisana liczba x licznikw przesya biece informacje. Koncentrator wyposaony w anten

(GSM, UMTS, Wi-Fi) przesya zebrane informacje do centrali w zakadzie energetycznym.

Problemem jest miejsce, w ktrym nadrzdna jednostka jest umieszczona, czyli okolica

transformatora z SN/nn. Podobnie jak urzdzenia na stacjach bazowych telefonii komrkowej

4

GSM, urzdzenia systemu SZOR (System Zarzdzania Odbiorem Rozproszonym) s ze wzgldu na

miejsce montau bardzo naraone na bezporednie wyadowania atmosferyczne. Koncentrator to

nic innego jak komputer ze specjalnym oprogramowaniem umieszczony w pobliu transformatora,

absolutnie nieodporny na wyadowania. W tym miejscu nie pytamy, czy chroni te urzdzenia, ale

jak to zrobi. Nasza firma zna odpowied i chtnie przedstawi Pastwu gotowe rozwizania.

Podobne obiekty, jak wspomniane stacje bazowe operatorw telefonii komrkowej, s wyposaone

w ochron naszej firmy i wspaniale zdaj egzamin na kilku tysicach obiektw.

Do Pastwa dyspozycji w Neumarkt, w siedzibie naszej firmy, jest laboratorium, w ktrym

moemy przeprowadza badanie systemw SZOR, poczynajc od licznikw energii elektrycznej,

gotowych zczy z ukadami pomiarowymi, tablic wielolicznikowych lub koncentratorw.

Zapraszamy do wsppracy zakady energetyczne, liczc, e skorzystacie Pastwo z naszego

dowiadczenia, infrastruktury laboratoryjnej i sprawdzonych rozwiza.

ycz Pastwu ciekawej lektury, majc nadziej, e opracowanie wzbudzi Wasze

zainteresowanie i stanie si impulsem do przyszej wsppracy.

Jerzy Obuchowicz

dyrektor handlowy DEHN Polska

5

Spis treci:

Wstp ........................................................................................................................................................7

1. Informacje oglne o warunkach stosowania ogranicznikw przepi typ 1 na wejciu instalacji

elektrycznej do obiektu .............................................................................................................................8

2. Warunki stosowania ogranicznikw przepi (SPD) typ 1 w gwnych systemach zasilania

obiektu.......................................................................................................................................................9

3. Dobr ogranicznikw przepi (SPD) typ 1 oraz ukady pocze w rnych systemach sieci nn ...11

3.1. Monta ogranicznikw przepi typu 1 w sieci TNC......................................................................13

3.2. Monta ogranicznikw przepi typu 1 w sieci TNC-S ukad 4+0 ..........................................13

3.3. Monta ogranicznikw przepi typu 1 w sieci TNC-S ukad 3+1 ..........................................14

3.4 Monta ogranicznikw przepi typu 1 w sieci TT ukad 3+1 ..................................................14

3.5. Monta ogranicznikw przepi typu 1 w sieci TNC-S ukad V..............................................15

3.6. Monta ogranicznikw przepi typu 1 w sieci TT ukad V.....................................................16

4. Omwienie dyrektyw VDN komentarz do zalece .........................................................................17

4.1. Wybr ogranicznikw przepi do ochrony instalacji elektrycznej nn na wejciu do obiektu .......23

5. Podsumowanie: celowo wprowadzania ochrony przed przepiciami na wejciu instalacji

elektrycznej do budynku w aspekcie wprowadzania elektronicznych systemw pomiarowo-

rozliczeniowych ......................................................................................................................................30

Wykaz wybranych Polskich Norm, ktrych zapisy s powizane z niniejszym opracowaniem............33

Zacznik 1: Wybrane ograniczniki przepi typu 1 produkcji DEHN speniajce wymagania

dyrektywy VDN posiadajce certyfikaty niezalenych instytucji badawczych .....................................34

Zacznik 2: Parametry pierwszego udaru prdu piorunowego..............................................................35

Zacznik 3: Maksymalne napicie UC trwaej pracy SPD.....................................................................36

Zacznik 4: Ograniczniki przepi firmy DEHN wykorzystujce technologi gaszenia uku Radax

Flow Technology ....................................................................................................................................37

Zacznik 5: Karta katalogowa DEHNventil ..........................................................................................48

Zacznik 6: Karta katalogowa DEHNventil ZP.....................................................................................49

Zacznik 7: Karta katalogowa DEHNbloc Maxi ...................................................................................50

Zacznik 8: Karta katalogowa DEHNbloc H.........................................................................................51

6

Wstp

Stosowane dzisiaj powszechnie urzdzenia oraz instalacje elektryczne i elektroniczne s bardzo

wraliwe na przepicia, mogce rozprzestrzenia si w instalacji elektrycznej znajdujcej si w

budynkach. Przepicia mog powstawa w wyniku przecze zachodzcych w instalacji

elektrycznej klienta lub w publicznej sieci zasilajcej albo na skutek wyadowa atmosferycznych.

[1] [2] [3] Dodatkowy problem stanowi fakt, e systemy i rnorodne instalacje stosowane w

budynkach np. linie transmisyjne elektronicznych urzdze przetwarzania danych, linie sygnaowe

systemw komunikacji i alarmowych oraz instalacje elektryczne zasilajce urzdzenia niskim

napiciem s wsplnie prowadzone i eksploatowane wewntrz pomieszcze o niewielkiej kubaturze

oddziaujc wzajemnie na siebie. Dlatego te kwestia kompatybilnoci elektromagnetycznej

midzy tymi wszystkimi systemami odgrywa zasadnicz rol dla zapewnienia niezawodnego

funkcjonowania instalacji w obiekcie. [4]

W celu opanowania problematyki przepi oraz kompatybilnoci elektromagnetycznej w

ramach kompleksowej instalacji budynku, take w przypadku bezporednich lub bliskich

wyadowa atmosferycznych, opracowana zostaa tak zwana strefowa koncepcja ochrony.

Koncepcja ta jest przedstawiona i opisana w krajowych i midzynarodowych normach z zakresu

ochrony odgromowej i przeciwprzepiciowej.1

W ramach strefowej koncepcji ochrony przed wyadowaniami cay budynek podzielony zostaje

na strefy ochronne o zrnicowanym zakresie wymaga odnonie stopnia zabezpiecze przed

potencjalnym zagroeniem uszkodzenia lub zakcenia pracy instalacji i urzdze. W miejscach

granicznych midzy strefami, przy przejciach do strefy o wyszym stopniu ochrony instalowane s

ograniczniki przepi (SPD), ktrych parametry dobierane s odpowiednio do ustalonych i

oczekiwanych wartoci zagroenia w miejscu ich montau.

Konsekwentne wdroenie koncepcji strefowej ochrony przed wyadowaniami atmosferycznymi

moe wymaga zainstalowania ogranicznikw przepi typ 12, zabezpieczajcych przed

bezporednimi i bliskimi wyadowaniami, w obszarze instalacji elektrycznej budynku przed

ukadem pomiaru energii elektrycznej (w systemie gwnego zasilania obiektu w energi

elektryczn).

W energetyce niemieckiej istnieje dokument Techniczne warunki przyczenia do sieci

niskiego napicia (TAB 2000). [5] W rozdziale 12(5) odwouje si on do wytycznych VDN [6],

regulujcych stosowanie w gwnych systemach zasilania ogranicznikw przepi (SPD) typ 1,

zwanych potocznie odgromnikami. 1 W Polsce strefowa koncepcja ochrony odgromowej zostaje przedstawiona i opisana w normie PN-IEC 61312-1 (2001) Ochrona przed piorunowym impulsem elektromagnetycznym. Zasady oglne. 2 Patrz Zacznik 1.

7

1. Informacje oglne o warunkach stosowania ogranicznikw przepi typ 1 na

wejciu instalacji elektrycznej do obiektu

O koniecznoci zastosowania zabezpieczenia przepiciowego w przypadku bezporedniego lub

pobliskiego wyadowania elektrycznego decyduje projektant techniczny opracowujcy

dokumentacj budynku w uzgodnieniu ze zleceniodawc (inwestorem, wacicielem). Zgodnie z

Rozporzdzeniem Ministra Infrastruktury W sprawie warunkw technicznych, jakim powinny

odpowiada budynki i ich usytuowanie [7] instalacja i urzdzenia elektryczne powinny spenia

wymogi Polskich Norm i odpowiednich przepisw oraz zapewnia ochron przed przepiciami

czeniowymi i atmosferycznymi.

Ograniczniki przepi (SPD) typ 1 w obszarze elektrycznej instalacji budynku przed ukadem

pomiarowym (gwny system zasilania obiektu) powinny by stosowane tylko wtedy, gdy jest to

niezbdne w celu zapewnienia bezpieczestwa osb i instalacji budowlanych. Odpowiedni decyzj

podejmuje projektant (wraz ze zleceniodawc) w uzgodnieniu z waciwym operatorem sieci

rozdzielczej.

W przypadku operatorw na terenie Niemiec (VDN) zgodnie z zapisem TAB 2000 (punkt 1,

ustp 7) oznacza to, e te urzdzenia zabezpieczajce nie s wymagane przez operatora sieci

rozdzielczej VDN. Podobnie jest w przypadku Czech, gdzie zgodnie z Norm Zakadow [8] o

koniecznoci uycia ogranicznika nie decyduje operator (PDS), lecz projektant urzdzenia

odbiorczego na podstawie postulatw inwestora (odbiorcy). Zawsze jest jednak wymagana zgoda

operatora sieci rozdzielczej (PDS) na umieszczenie i podczenie ogranicznika oraz na wybr

okrelonego typu ogranicznika.

Ograniczniki przepi (SPD) typ 1 mog by stosowane w obszarze elektrycznej instalacji

budynku przed ukadem pomiarowym (gwny system zasilania obiektu) wwczas, gdy niezbdne

s one do zrealizowania dziaa przewidzianych w normie dotyczcej ochrony odgromowej obiektu

(w przypadku obszaru Niemiec s to normy DIN V VDE V 0185-1 do 4 oraz norma IEC 623053. W

kadej takiej sytuacji naley speni szczegowe wymagania operatora dotyczce sposobu montau

oraz rodzaju zastosowanego ogranicznika.

Przedstawione w niniejszym opracowaniu zasady dotyczce stosowania ogranicznikw przepi

typ 1 w czci elektrycznej instalacji budynku, znajdujcej si przed ukadem pomiarowym

(gwny system zasilania obiektu) zostay opracowane na podstawie dyrektywy VDN [7] oraz

normy zakadowej [8].

3 Wieloarkuszowa norma serii IEC-62305 dotyczca ochrony odgromowej obiektw zostaa przyjta w padzierniku 2005 (arkusze 1 do 4) w ramach rwnolegego gosowania w IEC i CENELEC. Zastpi ona wszystkie dotychczasowe do normy IEC dotyczce ochrony odgromowej, w tym take obowizujce dotychczas w Polsce normy serii PN-/E-05003 oraz PN-IEC 61024.

8

2. Warunki stosowania ogranicznikw przepi (SPD) typ 1 w gwnych

systemach zasilania obiektu

Ograniczniki przepi typ 1 mog by stosowane w gwnych systemach zasilania energi

elektryczn, jeeli spenione s wszystkie przedstawione poniej warunki:

2.1. Na wejciu instalacji elektrycznej naley stosowa ograniczniki przepi (SPD) typ 1, ktre

zostay poddane badaniu impulsem o parametrach odpowiadajcych parametrom pierwszego

udaru prdu piorunowego (o ksztacie fali 10/350 s).

W przypadku dyrektywy VDN jest to zgodne z norm DIN V VDE V 0185-1, tabela B.1.4

2.2. Ograniczniki przepi (SPD) typ 1 musz spenia wymagania okrelone w normie produktu

PN- EN 61643-11.

Zgodno z tymi wymaganiami naley potwierdzi oznaczeniem przeprowadzonego badania (np.

VDE, KEMA) na obudowie ogranicznika (patrz Zacznik 1).

2.3. Naley zapewni, e w przypadku wystpienia wewntrznego zwarcia ograniczniki przepi

(SPD) typ 1 zostan trwale odczone od sieci.

2.4. Wytrzymao udarowa ogranicznikw przepi (SPD) typ 1 w miejscu jego instalacji winna

by dopasowana do amplitudy prdu piorunowego jaki moe wpyn do instalacji

elektrycznej. Wicej informacji na temat obliczania rozpywu prdu piorunowego zawiera

zacznik B normy PN-IEC/TS 61312-3:2004.

W przypadku braku tych danych naley przyjmowa wielko prdu udaru piorunowego

odpowiadajc I poziomowi ochrony (patrz Zacznik 2).

2.5. W celu zabezpieczenia instalacji elektrycznej na wejciu do obiektu stosowane s wycznie

ograniczniki przepi (SPD) typ 1 wykonane w technologii iskiernikowej. Zastosowane

ograniczniki przepi (SPD) typ 1 nie mog powodowa powstawania prdw upywu,

4 Parametry prdu piorunowego zestawiono w tablicy nr 1 normy PN-IEC/TS 61312-3 Ochrona przed piorunowym impulsem elektromagnetycznym. Cze 3: Wymagania dotyczce urzdze do ograniczania przepi (SPD). Tabela ta zostaa zamieszczona w zaczniku 2. Wszystkie prezentowane w dalszej czci ograniczniki przepi typ 1 firmy DEHN badane s prdami udarowymi o ksztacie zgodnym z zapisem normy.

9

pyncych przez urzdzenia kontrolne ogranicznika, na przykad przez wywietlacze

ciekokrystaliczne, lampki wskanikowe itd.

2.6. Wytrzymao zwarciowa ogranicznika przepi (SPD) typ 1 w miejscu jego zainstalowania

jest zagwarantowana przez producenta. W przypadku zalece niemieckich wytrzymao na

zwarcia, wymagana zgodnie z wytycznymi TAB 2000, rozdzia 6.2.3., nie moe by mniejsza

ni 25 kA.

Wszystkie prezentowane w zaczniku ograniczniki przepi typ 1 firmy DEHN speniaj powysze

wymagania. W przypadku, gdy spenienie powyszych wymaga wie si z koniecznoci

zastosowania dodatkowych urzdze zabezpieczajcych nadmiarowo-prdowych (np.

dobezpieczenie ogranicznika za pomoc bezpiecznikw topikowych), naley je zainstalowa razem

z ogranicznikami przepi (SPD) typ 1 w izolowanej obudowie ochronnej.

2.7. Izolowane obudowy ochronne przeznaczone do umieszczenia ogranicznikw przepi (SPD)

typ 1 musz by zaplombowane zgodnie z wymaganiami odnonie plombowania.

W przepisach czeskich [8] znajduje si zapis, e jeeli ograniczniki zostan umieszczone w

przedlicznikowej czci instalacji, to system ochrony przepiciowej musi zosta zabezpieczony

przed nielegalnymi manipulacjami.

LLPole licznikowe

Domowe przycze energetyczne

LL LL

Rys. 2.1. Przykady montau ogranicznikw przepi typu 1 w instalacji zasilajcej w czci poprzedzajcej ukad pomiarowy: a) monta w wydzielonej czci przycza, b) monta w obudowie obok rozdzielnicy gwnej, c) monta w wydzielonej czci rozdzielnicy gwnej.

10

3. Dobr ogranicznikw przepi (SPD) typ 1 oraz ukady pocze w rnych

systemach sieci nn

Dobr ogranicznika przepi (SPD) typ 1 do montau w gwnym systemie zasilania obiektu

zaley od nastpujcych czynnikw:

systemu sieci (TN, TT, IT)

wymaganej wytrzymaoci udarowej ogranicznika w miejscu jego instalacji

Przy doborze ogranicznika naley posugiwa si wskazwkami zawartymi w normie HD-60364-5-

5345.

Przedstawione poniej schematy pocze ogranicznikw przepi (SPD) typ 1 w gwnym

systemie zasilania na wejciu instalacji do obiektu s schematami dla najczciej wystpujcych

systemw sieci.

Dyrektywy niemieckie wyranie daj, aby zastosowane w schematach pocze symbole

graficzne dla ogranicznikw przepi (SPD) typ 1 powinny by jednoznacznie interpretowane jako

wymaganie stosowania ogranicznikw iskiernikowych.

Wszystkie poczenia ogranicznikw przepi (SPD) typ 1 powinny by jak najkrtsze. Zgodnie

z opracowywan norm prHD60364-5-534 (2005-06) najlepiej by ich cakowita dugo bya

krtsza od 0,5 m , a w adnym przypadku nie powinna przekracza 1 m.

Rys. 3.1. Przykad montau SPD na pocztku instalacji elektrycznej: a) monta w ukadzie klasycznym rwnolegym, b) monta w ukadzie V eliminacja spadku napicia na indukcyjnociach przewodw. OCPD (overcurrent protective device) urzdzenie zabezpieczajce przed przeteniem prdowym wymagane przed producenta SPD, SPD (surge protective device) urzdzenie ochrony przeciwprzepiciowej, E/I urzdzenia lub instalacja chroniona przed przepiciami

5 W chwili obecnej trwaj w CENELEC kocowe prace nad wprowadzeniem w Europie zharmonizowanej normy dotyczcej montau ogranicznikw przepi w instalacjach elektrycznych obiektw budowlanych. W niniejszym opracowaniu korzystano z wersji roboczej normy prHD60364-5-534:2005-06.

11

Wpyw dugoci przewodw na dziaanie ogranicznika pokazano na rys. 3.2. Naley zwrci

uwag na to, e szczeglnie duy spadek napicia wystpuje na przewodzie czcym ogranicznik

przepi z gwn szyn uziemiajc. Przez ten przewd, w przypadku ukadu wielofazowego,

pynie prd bdcy sum prdw pyncych w przewodach czcych poszczeglne ograniczniki z

przewodami fazowymi.

l1

l2

Gwna szyna wyrwnawcza

U1

U2Uca

Uogr

Rys. 3.2. Wpyw dugoci przewodw czeniowych na rzeczywisty poziom ochrony

Dobierajc przekroje przewodw do poczenia ogranicznikw z przewodami fazowymi,

neutralnym oraz szyn wyrwnywania potencjaw naley uwzgldni zjawiska termiczne i

dynamiczne wywoywane przez przepyw prdw udarowych (o wartociach szczytowych

dochodzcych do 100 kA i ksztacie 10/350) oraz przepyw prdw zwarciowych.

Przy doborze przewodw do poczenia ogranicznika mona rwnie dostosowa ich przekroje

do wartoci bezpiecznikw znajdujcych si przed ogranicznikami. Minimalne przekroje przewodw

stosowanych do poczenia ogranicznikw w zalenoci od znamionowych wartoci zabezpiecze

nadprdowych podawane s przez producentw w instrukcjach montaowych.

Norma prHD60364-5-534 (2005-06) zaleca stosowanie do pocze pomidzy ogranicznikami a

gwn szyn uziemiajc przewodu miedzianego o przekroju nie mniejszym ni 4 mm2. W

przypadku obiektu wyposaonego w instalacj piorunochronn ograniczniki przepi typ 1 winny

by poczone z gwn szyn uziemiajc przewodem miedzianym o przekroju minimum 16 mm2.

W celu zmniejszenia spadku napicia wystpujcego na przewodzie czcym ograniczniki przepi

z gwn szyn uziemiajc zaleca si stosowanie przewodu miedzianego o przekroju 25 mm2 lub

nawet 35 mm2. [9]

12

3.1. Monta ogranicznikw przepi typu 1 w sieci TNC

L1

L2 Wh

L3

F1

PEN

F2

1

4b

4a

2

3RARB

1 SPD typu 12 poczenie uziemiajce3 gwny zacisk lub szyna uziemiajca4a poczenie uziemiajce SPD4b poczenie SPD z uziomem odgromowym

F1 urzdzenie zabezpieczajce przycza

F2 urzdzenie zabezpieczajce wskazane przez wytwrc SPD typu 1

RA uziom instalacji, np. fundamentowyRB uziom instalacji zasilajcej

L1

L2 Wh

L3

F1

PEN

F2

1

4b

4a

2

3RARB

1 SPD typu 12 poczenie uziemiajce3 gwny zacisk lub szyna uziemiajca4a poczenie uziemiajce SPD4b poczenie SPD z uziomem odgromowym

F1 urzdzenie zabezpieczajce przycza

F2 urzdzenie zabezpieczajce wskazane przez wytwrc SPD typu 1

RA uziom instalacji, np. fundamentowyRB uziom instalacji zasilajcej

Rys. 3.3. Wymogi Dyrektywy VDN Ograniczniki przepi typu 1 [6]. Monta ogranicznikw przepi (SPD) typ 1 w sieci TNC.

3.2. Monta ogranicznikw przepi typu 1 w sieci TNC-S ukad 4+0

1 SPD typu 12 poczenie uziemiajce3 gwny zacisk lub szyna uziemiajca4a poczenie uziemiajce SPD4b poczenie SPD z uziomem odgromowymF1 urzdzenie zabezpieczajce przyczaF2 urzdzenie zabezpieczajce wskazane

przez wytwrc SPD typu 1

RA uziom instalacji, np. fundamentowyRB uziom instalacji zasilajcej

L1

L2 Wh

L3

F1

PEN

N

PE

F2

1

4b

4a

2

3RARB

*) za bezporedni blisko mona uwaa odlego do 0,5 m

SPD typu 1 pomidzyprzewodem N a PE mona nie stosowa, jeeli w bezporedniej bliskoci przewody te s poczone jakoPEN. *

1 SPD typu 12 poczenie uziemiajce3 gwny zacisk lub szyna uziemiajca4a poczenie uziemiajce SPD4b poczenie SPD z uziomem odgromowymF1 urzdzenie zabezpieczajce przyczaF2 urzdzenie zabezpieczajce wskazane

przez wytwrc SPD typu 1

RA uziom instalacji, np. fundamentowyRB uziom instalacji zasilajcej

L1

L2 Wh

L3

F1

PEN

N

PE

F2

1

4b

4a

2

3RARB

*) za bezporedni blisko mona uwaa odlego do 0,5 m

SPD typu 1 pomidzyprzewodem N a PE mona nie stosowa, jeeli w bezporedniej bliskoci przewody te s poczone jakoPEN. *

Rys. 3.4. Wymogi Dyrektywy VDN Ograniczniki przepi typu 1 [6]. Monta ogranicznikw przepi (SPD) typ 1 w sieci TNC-S w ukadzie 4+0.

13

3.3. Monta ogranicznikw przepi typu 1 w sieci TNC-S ukad 3+1

L1

L2 Wh

L3

F1

PEN

N

PE

F2

11a

4b

4a3

RARB

2 N

1 SPD typu 11a SPD typu 1 wg specjalnych wymaga2 poczenie uziemiajce3 gwny zacisk lub szyna uziemiajca4a poczenie uziemiajce SPD4b poczenie SPD z uziomem odgromowymN Poczenie przewodem N dla

SPD 1 i SPD 1aF1 urzdzenie zabezpieczajce przyczaF2 urzdzenie zabezpieczajce wskazane

przez wytwrc SPD typu 1

RA uziom instalacji, np. fundamentowyRB uziom instalacji zasilajcej

L1

L2 Wh

L3

F1

PEN

N

PE

F2

11a

4b

4a3

RARB

2 N

1 SPD typu 11a SPD typu 1 wg specjalnych wymaga2 poczenie uziemiajce3 gwny zacisk lub szyna uziemiajca4a poczenie uziemiajce SPD4b poczenie SPD z uziomem odgromowymN Poczenie przewodem N dla

SPD 1 i SPD 1aF1 urzdzenie zabezpieczajce przyczaF2 urzdzenie zabezpieczajce wskazane

przez wytwrc SPD typu 1

RA uziom instalacji, np. fundamentowyRB uziom instalacji zasilajcej

Rys. 3.5. Wymogi Dyrektywy VDN Ograniczniki przepi typu 1 [6]. Monta ogranicznikw przepi (SPD) typ 1 w sieci TNC-S w ukadzie 3+1

3.4 Monta ogranicznikw przepi typu 1 w sieci TT ukad 3+1

L1

L2 Wh

L3

F1

N

F2

1

4b

1a

3RA

RB

PE

4a

N

1 SPD typu 11a SPD typu 1 wg specjalnych wymaga3 gwny zacisk lub szyna uziemiajca4a poczenie uziemiajce SPD4b poczenie SPD z uziomem odgromowymN poczenie przewodem N dla

SPD 1 i SPD 1aF1 urzdzenie zabezpieczajce przyczaF2 urzdzenie zabezpieczajce wskazane

przez wytwrc SPD typu 1

RA uziom instalacji, np. fundamentowyRB uziom instalacji zasilajcej

PE

L1

L2 Wh

L3

F1

N

F2

1

4b

1a

3RA

RB

PE

4a

N

1 SPD typu 11a SPD typu 1 wg specjalnych wymaga3 gwny zacisk lub szyna uziemiajca4a poczenie uziemiajce SPD4b poczenie SPD z uziomem odgromowymN poczenie przewodem N dla

SPD 1 i SPD 1aF1 urzdzenie zabezpieczajce przyczaF2 urzdzenie zabezpieczajce wskazane

przez wytwrc SPD typu 1

RA uziom instalacji, np. fundamentowyRB uziom instalacji zasilajcej

PE

Rys. 3.6. Wymogi Dyrektywy VDN Ograniczniki przepi typu 1 [6]. Monta ogranicznikw przepi (SPD) typ 1 w sieci TNC-S w ukadzie 3+1.

14

3.5. Monta ogranicznikw przepi typu 1 w sieci TNC-S ukad V

Rys. 3.7. Wymogi Dyrektywy VdS Ochrona odgromowa i przepiciowa urzdze elektrycznych

[10]. Monta ogranicznikw przepi (SPD) typ 1 w sieci TNC-S poczenie w ukadzie V.

X poczenie moliwe do zrealizowania za pomoc szyn czeniowych 1 SPD typu 1 RA uziom instalacji, np. fundamentowy GSU gwna szyna uziemiajca F1 urzdzenie zabezpieczajce przycza F2 urzdzenie zabezpieczajce wskazane przez wytwrc SPD typu 1

15

3.6. Monta ogranicznikw przepi typu 1 w sieci TT ukad V

Rys. 3.8. Wymogi Dyrektywy VdS Ochrona odgromowa i przepiciowa urzdze elektrycznych [10]. Monta ogranicznikw przepi (SPD) typ 1 w sieci TT poczenie w ukadzie V. X poczenie moliwe do zrealizowania za pomoc szyn czeniowych 1 SPD typu 1 1a SPD typu 1 wg specjalnych wymaga RA uziom instalacji, np. fundamentowy GSU gwna szyna uziemiajca F1 urzdzenie zabezpieczajce przycza F2 urzdzenie zabezpieczajce wskazane przez wytwrc SPD typu 1

16

4. Omwienie dyrektyw VDN komentarz do zalece

Jednym z waniejszych punktw dyrektywy VDN o stosowaniu ogranicznikw przepi SPD

typ 1 w instalacjach elektrycznych s objanienia precyzujce i rozszerzajce zapisy

poszczeglnych punktw dyrektywy. Poniej przedstawimy krtkie omwienie tych zapisw.

Wytyczne niemieckie opisuj moliwoci zastosowania ogranicznikw przepi (SPD) typ 1 w

obszarze elektrycznej instalacji budynku przed ukadem pomiarowym (gwny system zasilania).

Problem ten bdzie si coraz czciej pojawia w zwizku z powszechnym wprowadzaniem

elektronicznych licznikw energii elektrycznej. Nowoczesne systemy pomiarowe pozwalaj na

racjonalizacj gospodarki energetycznej, minimalizacj strat handlowych oraz lepsze dopasowanie

oferty taryfowej dla klienta. Systemy pomiarowe umoliwiaj te zdalny odczyt energii oraz

sterowanie odbiorami lub ograniczanie poboru energii przez konkretnego odbiorc. Powszechne

wprowadzenie tego typu systemw pomiarowych znajduje si w opracowywanych przez zespoy

ekspertw programach energetycznych dla Polski.

Na problem ochrony licznikw zwraca rwnie uwag dyrektywa Unii Europejskiej dotyczca

przyrzdw pomiarowych [11]6. W zaczniku MI-003 dotyczcym licznikw energii elektrycznej

w pkt. 4.1 zapisano: Gdy istnieje dajce si przewidzie ryzyko, spowodowane wyadowaniami

atmosferycznymi lub gdy dominujce s napowietrzne linie zasilajce, licznik powinien by

zabezpieczony przed zmian jego charakterystyk metrologicznych.

Przepyw czci prdu piorunowego przez ukad pomiarowy prowadzi do sytuacji

przedstawionych na rysunkach poniej.

6 Pastwa czonkowskie Unii Europejskiej wprowadz w ycie przepisy ustawowe, wykonawcze i administracyjne niezbdne do wykonania niniejszej dyrektywy Parlamentu Europejskiego i rady Europy 204/22/WE przed dniem 30 kwietnia 2006 r. za poczwszy od dnia 30 padziernika 2006 r. s zobowizane do stosowania jej postanowie

17

Rys. 4.1. Uszkodzenie licznikw pomiarowych energii elektrycznej elektronicznego i indukcyjnego w wyniku oddziaywania prdu piorunowego.

W takim przypadku trudno mwi zmianie charakterystyk metrologicznych licznik po prostu

ulega zniszczeniu. Brak kompleksowej ochrony w przypadku elektronicznych systemw

pomiarowych pracujcych na pewnym obszarze moe spowodowa uszkodzenie kilku jednostek

licznikowych oraz koncentratora, a tym samym stanowi zakcenia w pracy caego systemu.

Konsekwencj tego mog by np. roszczenia klientw zwizane z rozliczaniem pobranej energii

elektrycznej.

W przypadku zastosowania ogranicznikw przepi (SPD) typ 1 w gwnym systemie zasilania

obowizuj zapisane w dyrektywie warunki doboru i montau, jednak za zgod lokalnego operatora

sieci rozdzielczej (VNB) dopuszczalne s odstpstwa od tych warunkw, o ile jest to niezbdne ze

wzgldu na okrelone okolicznoci. Operator sieci rozdzielczej moe przed uruchomieniem

instalacji sprawdzi przestrzeganie wymaga okrelonych w dyrektywie wytycznych i uzaleni

odbir instalacji od spenienia tych wymaga. Podobne zapisy znajduj si w normie czeskiej, gdzie

18

operator ma prawo wymaga regularnych, udokumentowanych kontroli zainstalowanych

ogranicznikw co najmniej raz na 4 lata.

Rys. 4.2. Rozmieszczenie ogranicznikw przepi w instalacji elektrycznej z uwzgldnieniem zalece strefowej koncepcji ochrony

Ograniczniki przepi (SPD) typ 1 nazywane s potocznie odgromnikami. Ich zadaniem jest

ochrona instalacji elektrycznej przed bezporednim oddziaywaniem czci prdu piorunowego,

przepiciami atmosferycznymi oraz wszelkiego rodzaju przepiciami atmosferycznymi

indukowanymi oraz przepiciami czeniowymi dochodzcymi z zewntrz do obiektu. W miejscu

zainstalowania ogranicznikw przepi, dochodzce przepicie powinno by ograniczone do

wartoci odpowiadajcej kategorii przepicia, ktra zostaa przewidziana dla rodkw pracy

objtych zabezpieczeniem (zgodnie z zapisami normy PN-IEC 60364-4-443:1999).

Urzdzenia kategorii przepi IV, ktre stosuje si na pocztku instalacji, naraone s na

przepicia atmosferyczne oraz przepicia czeniowe. Przykadem takich urzdze s liczniki

energii elektrycznej i pierwotne zabezpieczenia nadprdowe. W tej kategorii spodziewany poziom

przepi przejciowych wystpujcy w sieci 230/400 moe wynie 6 kV.

Kategoria przepi III dotyczy obwodw rozdzielczych i odbiorczych instalacji nie naraonych

bezporednio na przepicia atmosferyczne, ale naraonych na przepicia atmosferyczne

zredukowane oraz przepicia czeniowe W tej kategorii spodziewany poziom przepi

przejciowych wystpujcy w sieci 230/400 wynosi 4 kV. Przykadem takich urzdze s np.

czniki w instalacjach staych.

19

Kategoria przepi II dotyczy urzdze odbiorczych zasilanych z instalacji staej. Urzdzenia te

naraone s na przepicia czeniowe oraz atmosferyczne zredukowane. Przykadami takich

urzdze s przyrzdy, narzdzia przenone oraz inne domowe i podobne odbiorniki. W tej

kategorii spodziewany poziom przepi przejciowych wystpujcy w sieci 230/400 wynosi 2,5 kV.

Kategoria przepi I dotyczy urzdze odbiorczych zasilanych z instalacji, w ktrej stosowane

s rodki ograniczajce przepicia przejciowe do odpowiednio niskiego poziomu. Przykadem

takim s zabezpieczone obwody elektroniczne. W tej kategorii spodziewany poziom przepi

przejciowych wystpujcy w sieci 230/400 wynosi 1,5 kV.

Rys. 4.3. Rozmieszczenie ogranicznikw przepi w instalacji elektrycznej z uwzgldnieniem kategorii instalacji elektrycznej

Dyrektywa VDN oraz norma czeska wymagaj, by zastosowanie ogranicznikw przepi (SPD)

typ 1 w obszarze elektrycznej instalacji budynku przed ukadem pomiarowym (gwny system

zasilania w energi elektryczn) nie powodowao podwyszonego poboru prdu przez ograniczniki

(SPD) w normalnych warunkach eksploatacji czyli instalowane urzdzenia nie mog w adnym

wypadku powodowa powstawania prdw upywu. Oznacza to, e dozwolone jest stosowanie

jedynie ogranicznikw iskiernikowych.

Dalsze stopnie ochrony, w postaci ogranicznikw przepi (SPD) typ 2 (speniajce wymogi

klasa bada klasy II) oraz ogranicznikw przepi (SPD) typ 3 (speniajce wymogi klasa bada

klasy III) montowane s w instalacjach klientw tylko za licznikiem (w przypadku energetyki

niemieckiej patrz dokument TAB 2000, punkt 12, ustp 4). Nie s one odporne na dziaanie

udarw prdowych o duej energii, jak np. udary pochodzce od wyadowa atmosferycznych.

20

Tworz jednak one razem z ogranicznikami przepi (SPD) typ 1 wielostopniowy system ochrony

powodujc stopniowe zmniejszanie amplitudy wystpujcego przepicia. Dziki temu do

urzdzenia kocowego uytkownika dochodz udary o wartoci nie stanowicej zagroenia. Taki

system obniania przepi wymaga jednak waciwej koordynacji midzy poszczeglnymi

ogranicznikami przepi zgodnie z zapisami PN-IEC/TS 61312-3:2004 (IEC 62305-5). Producenci

tych urzdze (SPD) przekazuj w swoich materiaach niezbdne informacje na ten temat.

Rys. 4.4. Przykadowe zastosowanie rnych ogranicznikw przepi firmy DEHN typ 1 do ochrony instalacji i urzdze elektrycznych

Wrd ogranicznikw przepi typ 1 firmy DEHN moemy wyrni trzy zasadnicze grupy

ogranicznikw pod wzgldem koordynacji wsppracy z dalszymi stopniami:

a) ograniczniki hybrydowe (typ 1+2) skoordynowane energetycznie z ogranicznikami przepi

typu 3 (zabudowanymi przed lub wewntrz chronionych urzdze),

b) ograniczniki typ 1 bezporednio energetycznie skoordynowane z ogranicznikami przepi typu

2 (moliwo instalowania w bezporedniej bliskoci ogranicznikw stanowicych II stopie

ochrony),

c) ograniczniki typ 1 skoordynowane z ogranicznikami przepi skoordynowane z ogranicznikami

przepi typu 2 poprzez indukcyjno przewodw czcych.

Wszystkie wymienione grupy ogranicznikw przepi typ 1 firmy DEHN wykonane s w

technologii iskiernikowej nie wprowadzaj prdw upywu do instalacji. Jednoczenie szczelna

obudowa iskiernika (bez wydmuchu gazw na zewntrz) pozwala na zabudow ogranicznika

21

bezporednio obok innych aparatw elektrycznych nie s wymagane adne dodatkowe odstpy

bezpieczestwa.

Tab. 4.1. Podzia ogranicznikw przepi stosowanych w sieci elektroenergetycznej niskiego napicia (do 1000 V).

Ogranicznik typ

Poziom ochrony, kategoria przepi

Nazwa ogranicznika Klasaprby* Przeznaczenie Miejsce montau

Brak w ofercie firmy DEHN

wg IEC 99-1 kategoria IV

ogranicznik przepi stosowany w liniach napowietrznych

A ochrona przed przepiciami atmosferycznymi i czeniowymi.

linie elektroenergetyczne niskiego napicia

SPD typ 1 < 4 kV kategoria III

ogranicznik przepi chronicy przed prdami piorunowymi (ang. lightning current arrester, niem. blitzstrom- ableiter)

I (B)

ochrona przed bezporednim oddziaywaniem prdu piorunowego (wyrwnywanie potencjaw w budynkach) przepiciami atmosferycznymi oraz wszelkiego rodzaju przepiciami czeniowymi

miejsce wprowadzania instalacji do obiektu budowlanego posiadajcego instalacj odgromow; zcze, skrzynka obok zcza, rozdzielnica gwna

SPD typ 2 < 2,5 kV kategoria II

ogranicznik przepi (ang. overvoltage arrester, niem. berspannungsableiter)

II (C)

ochrona przed przepiciami at-mosferycznymi indukowanymi, przepiciami czeniowymi wszelkiego rodzaju, przepiciami przepuszczonymi przez ograniczniki przepi typ 1

rozgazienia instalacji elektrycznej w obiekcie budowlanym, rozdzielnica gwna, rozdzielnica oddziaowa, tablica rozdzielcza

SPD typ 3 < 1,5 kV kategoria I

ogranicznik przepi (ang. overvoltage arrester, niem. berspannungsableiter)

III (D)

ochrona przed przepiciami atmosferycznymi indukowanymi i czeniowymi

gniazda wtykowe lub puszki w instalacji oraz bezporednio w urzdzeniach

* urzdzenia do ochrony przed przepiciami badane zgodnie z wymaganiami klasy I, II i III (PN-EN 61643-11:2003 (U) klasy A, B, C i D zgodnie z DIN VDE 0675 Teil 6 SPD (surge protective device) urzdzenie do ochrony przed przepiciami (skrt uywany w normach z zakresu ochrony odgromowej i przepiciowej)

Ograniczniki przepi instalowane na pocztku instalacji elektrycznej musz by wybrane

zgodnie z norm PN-IEC 60364-5-534:2003. Stosowanie zapisw tej normy jest zalecane

projektantom i wykonawcom instalacji elektrycznych wyposaonych w ograniczniki przepi

(SPD) do momentu ukazania si odpowiedniej europejskiej normy zharmonizowanej (CENELEC-

HD 60364-5-534).

22

4.1. Wybr ogranicznikw przepi do ochrony instalacji elektrycznej nn na

wejciu do obiektu

Przy wyborze ogranicznikw przepi (SPD) typ 1 naley uwzgldni nastpujce parametry:

maksymalne napicie trwaej pracy UC uzalenione od napicia Uo miedzy przewodem

fazowym i neutralnym sieci niskiego napicia oraz ukadu sieci (patrz Zacznik 3),

wytrzymao udarow zwizan z udarami prdowymi pochodzcymi od wyadowa

atmosferycznych dobr w zalenoci od klasy ochrony przed wyadowaniami (poziom

zagroenia),

ksztat fali pierwszego prdu udarowego odpowiadajcy przebiegowi 10/350 s (zgodnie z

zapisami normy PN-IEC 61312),

zdolno wyczania zwarciowych prdw nastpczych o czstotliwoci sieciowej.

Parametry te podawane s przez producenta ogranicznikw przepi (SPD) na kartach

katalogowych urzdzenia.

Prd o czstotliwoci sieciowej pyncy w przewodach instalacji po zadziaaniu ogranicznikw

przepi (SPD) typ 1, podczonych midzy przewodami fazowymi (L1, L2, L3) a uziemionymi

przewodami ochronnymi-neutralnymi PEN, musi by odczony bezporednio przez ograniczniki

przepi (SPD) lub przez zainstalowane wczeniej zabezpieczenia nadmiarowo-prdowe. Przy

wyborze zabezpiecze nadmiarowo-prdowych naley uwzgldni odpowiednie dane producenta

ogranicznikw przepi (SPD) typ 1. Naley pamita, e zabezpieczenia nadmiarowo-prdowe

jako urzdzenia zabezpieczajce przed zwarciem, zapewniaj ochron nie tylko ogranicznikw

przepi (SPD), ale take przewodw czcych. Dlatego te naley przewidzie taki wymiar

przekroju tych przewodw, aby spenione zostay wymagania normy w zakresie zabezpieczenia

przed zwarciem. Z instalowania specjalnych zabezpiecze nadmiarowo-prdowych dla

ogranicznikw przepi (SPD) oznaczonych jako F2 mona zrezygnowa, jeeli prd

znamionowy zabezpieczenia przycza domowego (F1) jest rwny lub mniejszy od prdu

znamionowego zabezpieczenia wstpnego dla ogranicznika przepi (SPD), podanego przez

producenta tego urzdzenia.

23

HAKkWh

PEN

50 %50 %50 %

kWh15 / 0,4 kV

100%100%100%

F1 F2

Rys. 4.5. Przepyw prdu zwarciowego w instalacji elektrycznej po zadziaaniu ogranicznika

przepi typ 1

Okrelajc potrzeb stosowania dodatkowego bezpiecznika naley porwna wartoci

znamionowych prdw IF1 zabezpiecze nadprdowych, jakie wystpuj przed ogranicznikami z

dopuszczalnymi wartociami IDOP zalecanymi przez producenta. W zalenoci od wynikw takiego

porwnania naley stosowa ukad:

IF1 IDOP bez dodatkowych zabezpiecze nadprdowych,

IF1 IDOP posiadajcy dodatkowe zabezpieczenia nadprdowe wczone w szereg z

ogranicznikami.

Zainstalowanie dodatkowych bezpiecznikw powoduje, e bd one rwnie naraone na

dziaanie prdu piorunowego i skutki dziaania tego prdu bd analogiczna jak na zabezpiecze

nadprdowych gwnych (zadziaanie lub nawet eksplozja). Dodatkowo przepyw prdu udarowego

o duych wartociach szczytowych (dua gsto prdu w elementach topikowych) spowoduje rozpad

topika i rwnoczesny zapon wielu ukw, co wywoa spadek napicia na bezpieczniku (rys. 4.6.).

24

a) b)

F2

Uogr.

Ubez.

F1

Ogranicznik przepi klasy I

Rys. 4.6. Spadki napi podczas przepywu prdu piorunowego; a) schemat ukadu z

ogranicznikiem, b) przebiegi prdu pyncego przez bezpiecznik i napicia na nim panujcego [15]

Charakter zmian napi na bezpiecznikach uzaleniony jest od wartoci ich prdw

znamionowych oraz wartoci szczytowej pyncych prdw udarowych.

Zgodnie z dokumentem Techniczne Warunki Przyczenia do sieci niskiego napicia (TAB

2000) [5] gwny system zasilania obiektu musi posiada wytrzymao zwarciow na przepyw

prdu o nateniu minimum 25 kA. Z tego wynika, e zabezpieczenie przycza domowego moe

stanowi bezpiecznik o nateniu nominalnym 315 A klasy GL/gG. Sytuacja taka odpowiada

potencjalnemu przepywowi prdu o czstotliwoci sieciowej, na jaki moe by naraony

ogranicznik przepi typ 1.

W przypadku zastosowania bezpiecznikw instalacyjnych dla przycza domowego o wyszej

wartoci prdu nominalnego lub w przypadku kilku przycze naley indywidualnie wyliczy

oczekiwan warto prdu zwarciowego w gwnym systemie zasilania i wynikajcy z tego prd

nastpczy o czstotliwoci sieciowej. Operator sieci rozdzielczej powinien dostarczy niezbdnych

w tym celu danych.

Dodatkowe informacje o dobezpieczaniu ogranicznikw przepi mona znale w

publikacjach [12], [13].

Ograniczniki przepi (SPD) typ 1 o najnowszej konstrukcji mog samodzielnie ogranicza

prdy zwarciowe o czstotliwoci sieciowej. Ograniczniki przepi (SPD) typ 1 wykonane w

technologii Radax Flow zapewniaj selektywn wspprac z bezpiecznikami o nateniu

nominalnym 32 A/35 A klasy GL/gG, przy wystpowaniu spodziewanych prdw zwarcia o

amplitudzie 50 kA. Jest to szczeglnie wane w przypadku zabezpieczenia maych obiektw (np.

kontener bezobsugowy) zasilanych krtkimi odcinkami linii elektrycznej z pooonej w pobliu

stacji transformatorowej. Zastosowanie technologii Radax Flow podnosi pewno zasilania

zadziaanie ogranicznika nie powoduje odczenia obiektu od sieci.

Dodatkowe informacje na temat technologii Radax Flow zawarto w Zaczniku 4.

25

Norma PN-IEC 61024-1 definiuje cztery poziomy skutecznoci ochrony. Skuteczno systemu

zabezpieczenia przed wyadowaniami jest najwiksza przy poziomie zagroenia I (98%) i spada w

kierunku poziomu zagroenia IV (80%). Poziom zagroenia dla danej instalacji elektrycznej naley

wybra na podstawie oceny ryzyka. Odpowiednie wskazwki podaje norma prPN-prEN 62305-2

(IEC 62305-2). W przypadku braku moliwoci przeprowadzenia analizy ryzyka wytyczne VDN

zalecaj przyjcie poziomu zagroenia I co odpowiada zagroeniu prdem piorunowym o

amplitudzie do 100 kA.

Zgodnie z zapisami normy PN-IEC 61312-1 tam, gdzie ocena indywidualne nie jest moliwa,

tam mona przyj, e w ukadzie ogranicznikw klasy I popynie poowa prdu piorunowego.

Warto tego prdu uzaleniona jest od wybranego poziomu ochrony odgromowej obiektu. [9]

Ograniczniki klasy I

Szyna wyrwnywaniapotencjaw

Przewd odprowadzajcy

Cz prdu piorunowego

Otok lub uziom fundamentowy

a) L1 L2 L3 PEN

L1 L2 L3 PEN

Ograniczniki klasy I

Szyna wyrwnywaniapotencjaw

Przewd odprowadzajcy

Cz prdu piorunowego

Otok lub uziom fundamentowy

b)

Rys. 4.7. Rozpyw prdu piorunowego w instalacji elektrycznej podczas bezporedniego uderzenia

pioruna w obiekt: a) do zadziaania ogranicznikw, b) po zadziaaniu ogranicznikw.

W tablicy 4.2. przedstawiono wartoci prdw, jakie mog popyn przez poszczeglne

ograniczniki w zalenoci od poziomu ochrony oraz systemu sieci.

26

Tab. 4.2. Wartoci prdu, jaki moe popyn przez ogranicznik przepi klasy I

Wartoci prdu Poziom ochrony System

sieci TN System sieci TT*

System sieci TT** ograniczniki

System sieci TT** iskiernik

System sieci IT

I 100 kA / m 100 kA / m 100 kA / m 100 kA 100 kA / m

II 75 kA / m 75 kA / m 75 kA / m 75 kA 75 kA / m

III i IV 50 kA / m 50 kA / m 50 kA / m 50 kA 50 kA / m

m: oznacza liczb przewodw w ktrych moe popyn prd piorunowy np. w systemie TN-S s to L1, L2, L3 N oraz PE - m = 5 * - ukad 4 ogranicznikw przepi, ** - ukad tzw. 3+1 trzech ogranicznikw przepi i jednego iskiernika.

Warto jednak zapozna si za zapisami zawartymi w normie PN-IEC/TS 61312-3:2004.

Zacznik B zawiera przykady oraz opisy rnych czynnikw majcych bezporedni wpyw na

rozpyw prdu piorunowego w chronionym ukadzie. Jak pokazuj przykadowe obliczenia podane

w zaczniku przy uwzgldnieniu wpywu rwnolegle przyczonych odbiorcw moe okaza si,

e do sieci niskiego napicia wpynie znacznie wicej ni 50% prdu piorunowego. Jest to wane w

przypadku oceny warunkw pracy bezpiecznikw w instalacji elektrycznej.

W przypadku zagroe stwarzanych przez prd piorunowy, przy ocenie wystpujcego

zagroenia, pomocna mog by wyniki bada oddziaywania prdu udarowego o ksztacie 10/350

na rnorodne wkadki bezpiecznikowe. Przykadowo, na rys. 4.6. przedstawiono skutki przepywu

prdu o takim ksztacie i o rnych wartociach szczytowych przez wkadki bezpiecznikowe o rnych

parametrach.

27

4

45

26

20

9,6

5,5

0,7

1,31,7

77

22

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

630A/3

400A/2

250A/1

200A/1

160A/00

100A/C00

63A/C00

35A/C00

20A/C00

16A/C00

10A/C00

prd

z na

mio

now

y w

kad

ki /

wie

lko

kA Obszar

normalnego dziaania

Obszar zadziaania bezpiecznika

Obszar eksplozji bezpiecznika

Rys. 4.6. Oddziaywania prdu piorunowego 10/350 na wkadki bezpiecznikowe [17]

Porwnanie przedstawione wartoci z wartociami prdw, jakie mog popyn w

bezpieczniku (rys. 4.6. i tab. 4.2.) wskazuje, e wkadki do 200 A mog zadziaa podczas

wyadowania piorunowego (zakadajc I poziom ochrony). W przypadku wkadek o prdach

znamionowych do 100 A przepyw prdu piorunowego moe nawet spowodowa ich eksplozj.

Zgodnie z zaleceniami VDN ograniczniki przepi (SPD) typ 1 wykonane w technice

warystorowej nie s dopuszczone do stosowania w obszarze elektrycznej instalacji przed ukadem

pomiarowym (gwny system zasilania) [6], [8] ze wzgldu na moliwo wzrostu prdu upywu

wraz ze starzeniem si elementw konstrukcyjnych Dotyczy to take ogranicznikw przepi, w

ktrych iskiernik poczony jest rwnolegle z warystorem.

W hybrydowych ogranicznikach przepi typ 1+2 firmy DEHN, w ktrych zastosowano

rwnolege poczenie iskiernika z warystorem, nie ma niebezpieczestwa wystpienia prdw

upywu, poniewa ga z warystorem jest separowana za pomoc iskiernika gazowanego.

Ograniczniki hybrydowe DEHNventil oraz DEHNventil ZP speniaj tym samym wszystkie

wymogi zawarte w dyrektywie VDN z roku 2004 [6].

Wytyczne niemieckie zalecaj, by w przypadku wtpliwoci inwestora (projektanta) producent

urzdzenia zabezpieczajcego musi w formie certyfikatu wydanego przez niezaleny instytut

badawczy potwierdzi, e jest to rzeczywicie ogranicznik przepi SPD na bazie iskiernika.

Na rynku dostpne s standardowe ograniczniki przepi typ 1, ktre wykonane s w wersji

szczelnej i w przypadku zadziaania nie wyprowadzaj gazw na zewntrz. Tego typu ograniczniki

28

mog by stosowane bez specjalnej obudowy ochronnej, jeeli jest to przewidziane i dozwolone w

instrukcji montaowej dostarczonej przez producenta. W takim przypadku ogranicznik przepi

mona zainstalowa w obszarze rozdzielnicy gwnej lub w dolnej czci szafy przycza z

licznikiem. Ograniczniki przepi (SPD) typ 1 firmy DEHN wykonane w technologii Radax

Flow, ktre zostay zaprezentowane w Zaczniku 1 zawieraj wewntrz iskierniki nie

wyprowadzajce gazw na zewntrz.

W przypadku stosowania ogranicznikw przepi (SPD) typ 1, ktre podczas zadziaania

powoduj wyprowadzenie gazw na zewntrz wymagana jest zawsze specjalna obudowa, w ktrej

umieszczany jest ogranicznik przepi (SPD) typ 1 i zwizane z nim urzdzenie zabezpieczajce

nadmiarowo-prdowe. Obudowa musi by tak skonstruowana, aby jonizujce gazy nie mogy

przenika do innych czci obudowy, na przykad do przecznicy gwnej czy szafy z licznikiem.

Te czci obudowy musz by odpowiednio odizolowane. Poza tym konstrukcja obudowy musi

zapewni, aby rozkad cinienia powstajcy w wyniku wydmuchu gazw w przypadku zadziaania

ogranicznikw przepi (SPD) typ 1 nie powodowa pknicia obudowy lub otwarcia jej pokrywy,

na skutek czego elementy znajdujce si pod napiciem nie byyby zabezpieczone przed dotykiem.

Producent wydmuchowych ogranicznikw przepi (SPD) typ 1 musi okreli odpowiednie

typy obudw, przebadane wytrzymaociowo na tego typu obcienia. Podanie w specyfikacji

wycznie objtoci obudowy nie jest wystarczajce, gdy wzrost cinienia powoduje mechaniczne

obcienie obudowy izolacyjnej. Naley przewidzie moliwo umieszczenia w tej samej

obudowie wymaganych ewentualnie zabezpiecze nadmiarowo-prdowych. Obudowy izolacyjne

speniajce te warunki oznaczone s standardowo symbolem stopnia bezpieczestwa IP 54 i

speniaj wymagania stawiane przed izolacj ochronn.

29

5. Podsumowanie: celowo wprowadzania ochrony przed przepiciami na

wejciu instalacji elektrycznej do budynku w aspekcie wprowadzania

elektronicznych systemw pomiarowo-rozliczeniowych

1. Bezpieczestwo i funkcjonalno elektronicznego systemu pomiarowo-rozliczeniowego w

warunkach wyadowa atmosferycznych bezporednich, pobliskich i dla innych rodzajw

przepi. W Polsce, przy aktywnoci burzowej na poziomie ok. 1 miliona wyadowa rocznie,

jest to w ujciu statystycznym kilkanacie zagroe w roku w danym miejscu.

2. Wysoki poziom standaryzacji przyczy przez moliwo zastosowania wybranych typw

ogranicznikw przepi po stronie zakadu energetycznego (monta na szynie DIN lub monta

na szynach rozdzielczych).

3. Zmniejszenie iloci spraw spornych i sdowych dotyczcych szkd przepiciowych u klienta.

Mona si domyla, e koszty z tego tytuu powstaj po stronie zakadu rwnie wtedy, gdy

roszczenia klienta s bezzasadne i oddalane przez sd (koszt opinii i reprezentacji prawnej,

zlece zwizanych, itp.).

4. Gwarantowana jako energii dostarczanej do klienta w zakresie wielkoci dopuszczalnych

przepi czeniowych, atmosferycznych, zwarciowych, dorywczych, rwnie przepi

generowanych w instalacji odbiorczej klienta, a przenoszcych si do ssiednich instalacji

innych klientw.

5. Koordynacja dziaania ogranicznikw przepi z wbudowanymi elementami ochronnymi

licznikw, potwierdzona badaniami laboratoryjnymi z uyciem generatora udarw

piorunowych. Nowoczesne bezwydmuchowe ograniczniki iskiernikowe wykorzystujce

technologi Radax Flow zapewniaj koordynacj energetyczn z elementami ochronnymi

licznikw elektronicznych dostpnych na rynku.

6. Wiksza niezawodno zasilania w dniach burzowych, przez zastosowanie ogranicznika

przepi w technologii Radax-Flow:

- wsppracujcego selektywnie w niewielkimi bezpiecznikami w przyczach, nawet 35 A

gL/gG,

- samodzielnie ograniczajcego i gaszcego, w 100% zadziaa, due prdy zwarciowe a do 50

kA, bez dodatkowych bezpiecznikw,

- dziaajcego bez wydmuchu gazw na zewntrz; wydmuch mgby osabia izolacj kabli w

przyczu.

30

Uwaga: zastosowanie ogranicznikw z dodatkowymi bezpiecznikami w przyczu (zalecenia

innych producentw) podwaa celowo i skuteczno ochrony!

7. Zmniejszenie obcienia sub pogotowia energetycznego, w zwizku z p. 6

31

Literatura 1. IEC TR 62066:2002 Surge overvoltages and surge protection in low-voltage a.c. power systems.

General basic information.

2. Ackerman G., et al., berspannungen in Niederspannungsanlagen, etz 3/1993, s.218

3. Wincencik K., Jako energii elektrycznej w gospodarstwach domowych przepicia w

instalacjach elektrycznych niskiego napicia, praca kocowa, Studium Podyplomowe Jako

Energii Elektrycznej AGH, Krakw, padziernik 2005

4. Hasse P., Wiesinger J., EMC Blitz-Schutzzonen Konzept, Pflaum Verlag 1994

5. TAB 2000 Technische Anschlubedingungen fr den Anschlu an das Niederspannungsnetz,

VWEW, Frankfurt am Main 2000

6. berspannungs-Schutzeinrichtungen Typ 1, Richtlinie fr den Einsatz von berspannungs-

Schutzeinrichtungen (SE) Typ 1 (bisher Anforderungsklasse B) in

Hauptstromversorgungssystemen, 2. Auflage, 2004

7. Rozporzdzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunkw

technicznych, jakim powinny odpowiada budynki i ich usytuowanie (Dz. U. Nr 75/2002, poz.

690) z uwzgldnieniem zmian (Dz. U. Nr 109/2004 , poz. 1156)

8. PNE 33 0000-5 Umstn zazen ochrany ped peptm t. poadavk B v el. instalacch

odbrnch zazen innost od 1.6.2002

9. Sowa A., Kompleksowa ochrona odgromowa i przepiciowa, Biblioteka COSiW SEP,

Warszawa 2005

10. Richtlinien zur Schadenverhtung Blitz- und berspannungsschutz in elektrischen Anlagen,

VdS, druk nr 2031 (10-2005)

11. Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2004/22/WE z dnia 31 marca 2004 r. w sprawie

przyrzdw pomiarowych

12. Musia E., Dobezpieczanie ogranicznikw przepi, Biuletyn INPE 76-77/2006

13. Sowa A., Oddziaywanie ogranicznikw przepi na inne urzdzenia w instalacji elektrycznej w

obiekcie budowlanym, Elektroinstalator 12/2002

14. Wincencik K., Sowa A., Kierunki rozwoju konstrukcji iskiernikw, Elektroinstalator 5/2002

15. Raab V., berspannungsschutz in Verbraucheranlagen. Auswahl, Errichtung, Prfung, Verlag

Technik 1998

16. Sowa A., Oddziaywanie ogranicznikw przepi na inne urzdzenia w instalacji elektrycznej w

obiekcie budowlanym (referat autorski podczas seminarium 2003)

17. Noack F., Schonau J., Reichert F., Lightning pulse current withstand of low-voltage fuses,

International Conference on Lightning Protection, Krakow 2002.

32

Wykaz wybranych Polskich Norm, ktrych zapisy s powizane z niniejszym

opracowaniem 1. PN- IEC 60364- 4- 443: 1999 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Ochrona

dla zapewnienia bezpieczestwa. Ochrona przed przepiciami atmosferycznymi lub

czeniowymi.

2. PN-IEC 61024-1:2001 Ochrona odgromowa obiektw budowlanych. Zasady oglne.

3. PN-IEC 61024-1-1:2001 Ochrona odgromowa obiektw budowlanych. Zasady oglne.

Wybr poziomu ochrony dla urzdze piorunochronnych.

4. PN-IEC 61024-1-2: 2002 Ochrona odgromowa obiektw budowlanych. Cz 1-2:

Zasady oglne. Przewodnik B projektowanie, monta, konserwacja i sprawdzenie

urzdze piorunochronnych.

5. PN-IEC 61312-1:2001 Ochrona przed piorunowym impulsem elektromagnetycznym.

Zasady oglne.

6. PN-IEC/TS 61312-3:2004 Ochrona przed piorunowym impulsem

elektromagnetycznym. Cz 3: Wymagania dotyczce urzdze do ograniczania

przepi (SPD).

7. PN-IEC 60364-5-534:2003 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Dobr i

monta wyposaenia elektrycznego. Urzdzenia do ochrony przed przepiciami.

8. PN-IEC 61643-11:2003(U) Niskonapiciowe urzdzenia ograniczajce przepicia. Cz

11: Urzdzenia do ograniczenia przepi w sieciach rozdzielczych niskiego napicia.

Wymagania i prby.

33

Zacznik 1

Wybrane ograniczniki przepi typu 1 produkcji DEHN speniajce wymagania dyrektywy VDN

posiadajce certyfikaty niezalenych instytucji badawczych:

Urzdzenie Certyfikat

DEHNbloc Maxi KEMA

DEHNbloc H KEMA

DEHNventil ZP TNC VDE

DEHNventil ZP TT VDE

DEHNventil TNC SN 1501 KEMA, VDE

DEHNventil TNS SN 1502 KEMA, VDE

DEHNventil TT SN 1503 KEMA, VDE

Certyfikat KEMA dla ogranicznika przepi DEHNbloc Maxi (nr kat. 900 025)

34

Zacznik 2 Parametry pierwszego udaru prdu piorunowego

Poziom ochrony Parametry prdu

I II III

Warto szczytowa prdu I kA 200 150 100

Czas trwania czoa T1 s 10 10 10

Czas do pszczytu na grzbiecie T2 s 350 350 350

adunek udaru krtkotrwaego Qs 1) C 100 75 50

Energia waciwa W/R 2) MJ/ 10 5,6 2,5

1) Poniewa zasadnicza cz cakowitego adunku Q jest zawarta w pierwszym udarze, to uznaje si, e podane wartoci zawieraj adunek wszystkich udarw krtkotrwaych. 2) Poniewa zasadnicza cz energii waciwej W/R jest zawarta w pierwszym udarze, to uznaje si, e podane wartoci zawieraj energi waciw wszystkich udarw krtkotrwaych.

35

Zacznik 3 Maksymalne napicie UC trwaej pracy SPD

Ukad sieci elektrycznej

Ogranicznik wczony pomidzy system TN lub TT

system IT z przewodem neutralnym

system IT bez przewodu neutralnego

przewd fazowy L1, L2, L3 a przewd neutralny N 1,1 Uo 1,1 Uo NA

przewd fazowy L1, L2, L3 a przewd ochronny PE 1,1 Uo 3 Uo

a U a

przewd neutralny N a przewd ochronny PE Uo

a Uo a NA

przewd fazowy L1, L2, L3 a przewd ochronno-neutralny PEN 1,1 Uo NA NA

przewody fazowe L1, L2, L3 1,1 U 1,1 U 1,1 U

NA niedozwolone Uo napicie midzy przewodem fazowym i neutralnym sieci niskiego napicia U napicie midzyprzewodowe Tabela w oparciu o norm EN-61643-11 a Wartoci w przypadku wystpienia zakce, std te 10-procentowa tolerancja nie jest wzita pod uwag.

36

Zacznik 4

Ograniczniki przepi firmy DEHN wykorzystujce technologi gaszenia uku Radax Flow Technology

Klasyczne zasady ochrony odgromowej oraz zalecenia strefowej koncepcji ochrony wymagaj

wyrwnania potencjaw wszystkich instalacji przewodzcych wprowadzanych do obiektu

budowlanego. Produkowane obecnie iskiernikowe ograniczniki przepi pozwalaj na skuteczn

ochron przed zagroeniem prdami piorunowymi o amplitudach od 100 do 200 kA.

W ograniczniku iskiernikowym poziom obniania przepi zaley od napicia, przy ktrym

nastpuje zadziaanie ogranicznika. Iskiernik ucinajcy napicie skutecznie ogranicza energi i

warto szczytow przepuszczanego udaru prdowego. Wwczas kolejne stopnie ogranicznikw

(ograniczniki warystorowe) lub chronione urzdzenia s zagroone prdem udarowym 8/20 s o

znacznie krtszym czasie trwania impulsu. Konstrukcja nowoczesnych ogranicznikw

iskiernikowych umoliwia ich wielokrotne dziaanie, a znamionowe prdy wyadowcze, ktre mog

przepywa przez pojedynczy aparat, wynosz do kilkudziesiciu kiloamperw.

Prowadzone systematycznie od kilku lat prace badawcze nad dalszym rozwojem opatentowanej

przez firm DEHN technologii gaszenia uku Radax-Flow Technology doprowadziy do

pojawienia si na rynku nowoczesnych iskiernikowych ogranicznikw przepi.

Rys. 1. Ograniczniki wykorzystujce technologi Radax-Flow: DEHNventil, DEHNbloc Maxi,

DEHNbloc H , DEHNventil ZP, DEHNbloc Maxi S

W obiekcie budowlanym ograniczniki przepi rnych klas rozmieszcza si w instalacji elektrycznej w

zalenoci od przyjtej strefy zagroenia piorunowego (LPZ) oraz kategorii wytrzymaoci udarowej

chronionych urzdze. Przykad takiego rozmieszczenia pokazuje rys. 2.

37

Rys. 2. Rozmieszczenie ogranicznikw przepi w instalacji elektrycznej obiektu budowlanego.

Prawidowo dobrane i rozmieszczone w instalacji elektrycznej ograniczniki przepi powinny:

wytrzymywa bez uszkodze nawet najgorsze z moliwych zagroe, jakie mog wystpi w

chronionej instalacji,

ogranicza wartoci pojawiajcych si przepi do wymaganych poziomw,

spenia wymogi waciwej koordynacji energetyczna pomidzy ukadami ogranicznikw

rnych typw,

nie wpywa swoim dziaaniem na prac innych urzdze przyczonych do instalacji

elektrycznej.

Std te przy doborze i stosowaniu ogranicznikw przepi wana jest ocena ich wspdziaania z

innymi urzdzeniami w instalacji elektrycznej. Jednym z takich kryteriw jest np. znamionowa

zdolno gaszenia zwarciowego prdu nastpczego.

Pierwszym ogranicznikiem klasy I (typ 1) wykorzystujcym technologi Radax-Flow do

gaszenia uku by ogranicznik DEHNport Maxi, w ktrym zastosowano iskiernik w wersji otwartej

z wydmuchem gazw na zewntrz. Ogranicznik ten zapewnia jednak odprowadzanie

38

piorunowych prdw udarowych o amplitudzie 50 kA (10/350) oraz gaszenie prdw nastpczych

do 50 kA. DEHNport umoliwia rwnie ograniczenie prdw nastpczych do takiego poziomu,

ktry zapewnia selektywn wspprac z bezpiecznikami topikowymi o prdzie znamionowym 40

A.

Rys. 3. Ogranicznik DEHNport Maxi oraz schemat dziaania iskiernika: 1 elektroda pierwsza, 2

promieniowy i wzduny przepywa gazu, 3 gazujcy materia izolacyjny, 4 elektroda druga

(wydmuchowa), 5 uk elektryczny, 6 obudowa, 7 komora ukowa.

Kolejnym etapem w rozwoju technologii Radax-Flow byo pojawienie si ogranicznika typu

DEHNventil. Zastosowano w nim iskierniki trjelektrodowe bez wydmuchu gazw na zewntrz.

Ogranicznik ten zapewnia odprowadzanie piorunowych prdw piorunowych o amplitudzie 25 kA

(10/350) na 1 pole oraz gaszenie prdw nastpczych do 50 kA. Ograniczenie prdw nastpczych

nastpuje do poziomu zapewniajcego selektywn wspprac z bezpiecznikami topikowymi o

prdzie znamionowym 32 A. Poziom ochronny poniej 1500 V, moliwy monta w ukadzie V,

skoordynowanie energetyczne z ogranicznikami przepi klasy III (typ III) oraz inne zalety

sprawiy, e ogranicznik DEHNventil zosta uznany w plebiscycie czytelnikw miesicznika

Elektrosystemy za Elektroprodukt Roku 2003 w kategorii ochrona przeciwprzepiciowa.

39

Rys. 4. Schemat podczenia ogranicznika DEHNventil TNS w ukadzie V.

W roku 2004 do oferty firmy DEHN wprowadzone zostay dwa nowe ograniczniki

iskiernikowe, ktre przebojem zdobyy rynek, o czym moe wiadczy zdobycie przez ogranicznik

DEHNbloc Maxi tytuu Elektroprodukt Roku 2004 w kategorii ochrona przeciwprzepiciowa w

plebiscycie czytelnikw miesicznika Elektrosystemy.

Rys. 5. Ogranicznik DEHNbloc Maxi i jego zabudowa w zestawie zczowo-pomiarowym

40

Nowe ograniczniki posiadaj nowy ksztat obudowy (o szerokoci 2 moduw TE) i

wyposaone s w 2 pary zaciskw przyczeniowych. Pozwala to na monta w ukadzie V, a tym

samym na ograniczenie dugoci przewodw montaowych, ktrymi podcza si ogranicznik do

instalacji (zgodnie z zaleceniami normy PN-IEC 60364-5-534:2003).

Rwnie wanym faktem jest to, i wszystkie nowe ograniczniki s bezwydmuchowe i podczas

montau nie wymagaj stosowania dodatkowych odstpw izolacyjnych od innej aparatury

moduowej lub szyn zbiorczych.

Podobnie jak przypadku znanego ju ogranicznika DEHNventil, poczenie w ukadzie V jest

moliwe w instalacjach, ktrych zabezpieczenie gwne jest mniejsze rwne 125 A. Schemat

montau ogranicznikw DEHNbloc Maxi w ukadzie V dla systemu sieci TNC i TT pokazano na

rys. 6. W tabeli 1 przedstawiono przekroje przewodw czeniowych.

Rys. 6. Monta ogranicznikw DEHNbloc Maxi w ukadzie V dla systemu sieci: a) TNC i b) TT

Tab. 1. Zalecane przekroje przewodw czeniowych w ukadzie V dla systemu sieci TNC i TT

41

W przypadku ochrony wikszych odbiornikw (warto bezpiecznika przed ogranicznikiem

ponad 125 A) ograniczniki przyczane s do instalacji w sposb klasyczny, tj. rwnolegle. W

tym przypadku o potrzebie dobezpieczenia ogranicznika decyduje warto zastosowanej wkadki

bezpiecznikowej oraz warto i czas wyczenia prdu zwarciowego. Przykadowy sposb

podczenia ogranicznikw przepi typu DEHNbloc Maxi w ukadzie rwnolegym dla systemu

sieci TNS pokazano na rys 7. W tablicy 2 przedstawiono zalecane przekroje przewodw

czeniowych.

Rys. 7. Podczanie ogranicznika DEHNbloc Maxi w ukadzie rwnolegym dla systemu sieci TNS

Tab. 2. Zalecane przekroje przewodw czeniowych w ukadzie rwnolegym dla systemu sieci

TNS

Istotn cech charakteryzujc ogranicznik przepi DEHNbloc Maxi jest koordynacja

energetyczna z warystorowymi ogranicznikami przepi typ II DEHNguard bez stosowania

42

indukcyjnoci sprzgajcej. Pozwala to na optymalne rozmieszczenie poszczeglnych stopni

ochrony wewntrz zabezpieczanego obiektu zgodnie ze Strefow Koncepcj Ochrony Odgromowej

(LPZ). Ogranicznik przepi DEHNbloc Maxi suy do wyrwnywania potencjaw w instalacjach

elektrycznych niskiego napicia przy przejciu ze strefy 0A do strefy 1.

Kolejn wan zalet w ogranicznikw wykorzystujcych technologi Radax Flow jest ich

wysoka selektywno wsppracy z poprzedzajcymi je w instalacji elektrycznej zabezpieczeniami

przeteniowymi. Pozwala to stosowa ogranicznik do ochrony maych obiektw (np. kontenery,

szafy sterownicze), gdzie wymagana jest wysoka niezawodno pracy urzdze, a jednoczenie

maa moc odbiornikw ogranicza warto zabezpiecze gwnych do poziomu kilkunastu

(kilkudziesiciu) amperw.

Rys. 8. Przepyw prdw nastpczego w instalacji elektrycznej spowodowany zadziaaniem

ogranicznika przepi klasy I (typ 1)

Przepyw prdw nastpczych moe spowodowa zadziaanie, a nawet zniszczenie

zabezpiecze nadprdowych [1], dlatego naley dy do ograniczenia przepywu prdw

nastpczych przez zabezpieczenia gwne obiektu. Zastosowanie Radax-Flow-Technology w

DEHNbloc Maxi spowodowao, e przy spodziewanych prdach zwarciowych o amplitudzie do 50

kAeff wsppracuje on selektywnie z bezpiecznikiem topikowym gL/gG o prdzie znamionowym

32/35 A.

43

Rys. 9. Ograniczanie prdw nastpczych przez ograniczniki z iskiernikami w technologii Radax

Flow

Nowoczesne rozwizanie konstrukcyjne ogranicznika pozwala na osignicie napiciowego

poziomu ochrony poniej 2,5 kV przy prdzie piorunowym. Tym samym ju na wejciu instalacji

elektrycznej do budynku uzyskujemy II kategori przepi (zgodnie z PN-IEC 60364-4-443). Jest

to szczeglnie wane przy coraz czstszym stosowaniu elektronicznych licznikw energii

elektrycznej. Monta DEHNbloc Maxi w zestawie przyczeniowym zapewnia ochron ukadu

pomiarowego zarwno przed przepiciami czeniowymi, jak rwnie przed przepiciami

wywoanymi przez prdy piorunowe (np. pobliskie uderzenie w lini energetyczn).

Ogranicznik DEHNbloc Maxi wystpuje w dwch wersjach: DBM 1 225 L (nr kat. 900 026) z

optycznym wskanikiem napicia (zielona kontrolka) i DBM 1 225 (nr kat. 900 025) bez takiego

wskanika. Dla obu wersji informacj o stanie pracy ogranicznika mona przesa korzystajc z

moduu zdalnej sygnalizacji typu DEHNsignal.

Drugim ogranicznikiem wprowadzonym na rynek w roku 2004 jest ogranicznik DEHNbloc H.

Jest to ogranicznik o dobrze znanej na naszym rynku nazwie DEHNbloc jednopolowy,

bezwydmuchowy ogranicznik przepi typ 1.

44

Rys. 10. DEHNbloc H nowy ogranicznik jednopolowy

Jeeli przyjrzymy si bliej jego oznaczeniu katalogowemu, moemy dostrzec, e na kocu

pojawia si dodatkowa litera DB 1 255 H. Oznacza ona zwikszon zdolno ogranicznika do

gaszenia prdw nastpczych. W tej nowej wersji ogranicznik moe samodzielnie zgasi prdy

nastpcze o amplitudzie 50 kAeff. DEHNbloc H zapewnia te selektywn wspprac z

bezpiecznikami o wartoci 35 A (gL/gG), co pozwala na stosowanie go do zabezpieczenia maych

obiektw lub obiektw, w ktrych nie ma staego nadzoru obsugi.

Kolejn modyfikacja, jaka zostaa zastosowana w ograniczniku, to zmiana ksztatu obudowy

wprowadzenie podwjnych zaciskw. To rozwizanie pozwala na ograniczenie spadkw napicia

na przewodach czeniowych poprzez stosowanie tzw. poczenia w ukadzie V. Przykad takiego

poczenia pokazano na rys 11.

Rys.11. Przyczenie ogranicznika DEHNbloc 1 255 H w systemie TT ukad V

Ze wzgldu na szybki rozwj technologii ukadw pomiarowo-rozliczeniowych, liczniki,

ktre dotychczas suyy do pomiaru energii zaczynaj rwnie peni inne istotne funkcje

techniczne. Licznik zainstalowany u odbiorcy energii sta si urzdzeniem magazynujcym

45

informacj, przetwarzajcym dane, przesyajcym dane pomiarowe do systemw nadrzdnych, ale

rwnie urzdzeniem biorcym udzia w bilansowaniu mocy danego obszaru sieci. Do spenienia

nowych funkcji liczniki wyposaone s w elektroniczne moduy umoliwiajce komunikacj z

caym systemem pomiarowym, realizowan za pomoc rnych sposobw transmisji np. GSM,

PLC, GPRS.

Pomimo, e producenci licznikw speniaj normy i przepisy dotyczce odpornoci

udarowej urzdze pomiarowych, to parametry te nie s wystarczajce w przypadku zagroe

spowodowanych wyadowaniami atmosferycznymi pobliskimi i bezporednimi w obiekty

budowlane oraz w linie napowietrzne zasilajce odbiorcw energii. Problematyka zapewnienia

bezpieczestwa ukadw pomiarowych i utrzymania charakterystyki metrologicznej w sytuacji

zagroe prdem piorunowym zostaa zauwaona i przedstawiona w nowej Dyrektywie Parlamenty

Europejskiego i Rady 2004/22/WE z dnia 31 marca 2004 r. w sprawie przyrzdw pomiarowych.

Dopasowujc si do tych wymaga firma DEHN opracowaa ogranicznik z wykorzystaniem

technologii Radax Flow przystosowany bezporednio do ochrony ukadw licznikowych.

Ogranicznik typu DEHNventil ZP jest przeznaczony do montau na szynach przycza

energetycznego w czci przedlicznikowej.

Rys. 12. Ogranicznik DEHNventil ZP

Ogranicznik montowany jest na szynach z rastrem 40 mm. Przykad montau w systemie sieci TN-

S pokazano na rys. 13.

46

Rys. 13. Monta ogranicznika DEHNventil ZP w systemie sieci TN-S

Wicej szczegw na temat sposobu instalowania ogranicznikw tupu 1 mona znale w

instrukcjach montaowych, ktre dostpne s na stronach internetowych DEHN Polska

(www.dehn.pl).

[1] Sowa A., Kompleksowa ochrona odgromowa i przepiciowa, COSiW SEP, Warszawa 2004

[2] Sowa A., Wincencik K., Kierunki rozwoju konstrukcji iskiernikw, Elektroinstalator 5/2002

[3] Materiay katalogowe DEHN Polska

47

Zacznik 5 Karta katalogowa DEHNventil

48

Zacznik 6 Karta katalogowa DEHNventil ZP

49

Zacznik 7 Karta katalogowa DEHNbloc Maxi

50

Zacznik 8 Karta katalogowa DEHNbloc H

51

Wstp1. Informacje oglne o warunkach stosowania ogranicznikw pr2. Warunki stosowania ogranicznikw przepi (SPD) typ 1 w g3. Dobr ogranicznikw przepi (SPD) typ 1 oraz ukady po3.1. Monta ogranicznikw przepi typu 1 w sieci TNC3.2. Monta ogranicznikw przepi typu 1 w sieci TNC-S uk3.3. Monta ogranicznikw przepi typu 1 w sieci TNC-S uk3.4 Monta ogranicznikw przepi typu 1 w sieci TT ukad 3.5. Monta ogranicznikw przepi typu 1 w sieci TNC-S u3.6. Monta ogranicznikw przepi typu 1 w sieci TT uka4. Omwienie dyrektyw VDN komentarz do zaleceAogranicznik przepiogranicznik przepiIII

* urzdzenia do ochrony przed przepicia

4.1. Wybr ogranicznikw przepi do ochrony instalacji elek5. Podsumowanie: celowo wprowadzania ochrony przed przepiWykaz wybranych Polskich Norm, ktrych zapisy s powizane zZacznik 1Zacznik 2Zacznik 3Zacznik 4Zacznik 5Zacznik 6Zacznik 7Zacznik 8