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