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
Top Related