Sieci elektroenergetyczne AC – ograniczniki przepięć – przegląd techniczny
Ograniczniki przepięć typu DS mogą wielokrotnie odprowadzać prądy przepięciowe i nie wymagają specjalnej konserwacji. Podczas przeciążenia ogranicznik zostaje odłączony przez urządzenia odłączające. Taki stan wymaga przeglądu technicznego.
Moduł wymienny
Niektóre typy DS (DS10, DS40, DS240, DS70R, DS130R) występują w wykonaniu wtykowym, co znacznie ułatwia wymianę uszkodzonych modułów bez wpływu na funkcję ochronną. Szczególnie w przypadku ograniczników wielobiegunowych, gdzie można wymienić tylko uszkodzoną wkładkę. Poszczególne moduły są oznaczone odpowiednimi kolorami w zależności od typu (czarny – typ 1, czerwony – typ 2, niebieski – typ 2 w wykonaniu lub typ 3) i opisane właściwym napięciem roboczym celem uniknięcia pomyłki montażowej.
Sygnalizacja
Ograniczniki przepięć serii DS są wyposażone w sygnalizację zadziałania (wskaźnik mechaniczny lub świetlny), która jest połączona z wewnętrznym zabezpieczeniem termicznym. W momencie zadziałania, wskaźnik uruchamia się dając informację o konieczności wymiany uszkodzonego modułu.
W modułach N/P oraz w sumarycznych iskiernikach gazowych nie ma sygnalizacji zadziałania.
Zdalna sygnalizacja
Większość ograniczników typu DS wyposażonych jest w moduł zdalnej sygnalizacji. Pozwala on monitorować stan aparatu, szczególnie w miejscach, gdzie ogranicznik jest trudno dostępny, pozbawiony stałego nadzoru. Moduł taki składa się ze styku pomocniczego, który aktywuje się w momencie, gdy ogranicznik zmienia swój stan pracy. Dzięki temu użytkownik może nadzorować:
- zgodną z instrukcją użytkowania funkcjonowanie SPD;
- obecność modułu wtykowego;
- zużycie się SPD.
Wersja ze zdalną sygnalizacją pozwala dopasować system sygnalizacji do urządzenia (sygnał świetlny, sygnał dźwiękowy, transmisja modemowa).
Ogranicznik przepięć typu DS41S
Dobór z uwagi na prąd udarowy Iimp
Prąd udarowy Iimp dla ograniczników przepięć typu 1 jest zdefiniowany. Wg normy IEC 60364-5-534 wartość minimalna prądu udarowego wynosi Iimp 12,5kA na biegun.
Firma CITEL oferuje ograniczniki przepięć typu 1 o następujących wartościach prądu udarowego na 1 biegun: 50kA (wyjątkowy), 25kA i 12,5kA (najbardziej typowe) oraz 15kA i 8kA (zastosowanie SPD o wartości 8kA na biegun musi być poprzedzone dokładną analizą).
Warunki |
Iimp |
CITEL |
Najwyższy możliwy poziom zabezpieczenia |
50kA |
DS500 |
Częste występowanie piorunów i słabe uziemienie |
25kA |
DS250VG DUT250VG DS250E |
Średnie lub rzadkie występowanie uderzeń pioruna |
12,5kA |
DS130VGS DS130RS |
Dobór z uwagi na prąd wyładowczy In i Imax
Przy wyborze właściwego znamionowego prądu wyładowczego należy kierować się oceną ryzyka wystąpienia piorunów.
Wartość minimalna prądu wyładowczego In wynosi wg normy 5kA (prąd dla fali o kształcie 8/20 µs). Przy częstszym występowaniu uderzeń piorunów zalecane jest stosowanie SPD o wyższych wartościach prądu wyładowczego. Ponadto wyższe wartości In wpływają na dłuższą żywotność ogranicznika przepięć.
Warunki |
In |
CITEL |
Bardzo częste występowanie piorunów |
>20kA |
DS70RS |
Częsta i średnia częstotliwość wystąpienia piorunów |
10-20kA |
DS40S, DS40VGS DS240S, DS440S |
Niskie ryzyko wystąpienia piorunów oraz SPD jako dodatkowa ochrona |
5kA |
DS10S DS215S, DS415S |
Dobór z uwagi na poziom ochrony (Up)
Użytkownik wybiera ogranicznik przepięć z odpowiednim poziomem ochrony Up w zależności od wytrzymałości na przepięcia chronionych urządzeń. W każdym przypadku obowiązuje zasada: im niższy napięciowy poziom ochrony tym lepsza ochrona urządzeń.
Norma IEC 60364 przewiduje poziom ochrony minimum 2,5kV na wejściu sieci 230/400V, ta wartość odpowiada wytrzymałości urządzeń elektromechanicznych na przepięcia.
Warunki |
Zalecana wartość Up |
|
230/400V AC |
120/208V AC |
|
SPD na wejściu sieci |
2,5kV max. |
1,5kV max. |
Ochrona urządzeń elektromechanicznych |
2,5kV |
1,5kV |
Ochrona urządzeń elektronicznych |
1,5kV |
0,8kV |
Różne typy ograniczników przepięć zgodnie z normami IEC
Prąd udarowy po uderzeniu pioruna w przewody napowietrzne wnika do instalacji elektrycznej przez te przewody, dlatego ogranicznik przepięć typu 1+2 jest instalowany w rozdzielnicy głównej jako jeden z pierwszych elementów od strony sieci zasilającej.
Jeżeli piorun uderzy w istniejącą instalację odgromową, to odprowadza ona ten prąd udarowy do ziemi i prąd ten rozchodzi się w ziemi we wszystkich kierunkach. Ziemia ma zwykle impedancję 4-10 Ohm i gdy ten prąd napotka instalację uziemiającą budynku, wniknie przez nią do instalacji elektrycznej. Jeżeli nie będzie zainstalowanego ogranicznika przepięć, to w gniazdku elektrycznym w przewodzie N może się pojawić przepięcie o wartości wielu kA i kV – przepięcie uszkodzi zwykle wszystkie urządzenia podłączone do sieci zasilającej, nawet gdy są one wyłączone. Ograniczniki odprowadzają przepięcia w obu kierunkach tj. od linii fazowej do ziemi i od ziemi do sieci zasilającej (w tym 2 przypadku wyrównują napięcie pomiędzy linią fazową i N).
Dobór z uwagi na najwyższe napięcie pracy Uc
Napięcie pracy ogranicznika przepięć Uc (najwyższe napięcie trwałej pracy) zależy od układu i napięcia znamionowego sieci.
Napięcie sieci |
230/400V |
120/208V |
||
Układ sieci |
TT |
TN |
IT |
TN |
Napięcie max. Uc |
255 V |
255 V |
440 V |
135 V |
Przepięcie dor. UT |
335/440 V |
335/440 V |
– |
230/175 V |
TOV N/PE |
1200 V |
|
|
|
Na przykładzie DS42 |
DS42-230/G |
DS42-230 |
DS43-400 |
DS42-120 |