Fachowy Elektryk 2019/6

aparatura
modułowa
Fot. 4. Jednobiegunowy ogranicznik przepięć typ D.
Dobór ograniczników przepięć
Na etapie wyboru odpowiedniego ogranicznika
bierze się pod uwagę przynajmniej
kilka parametrów technicznych i czynników.
Ważne jest maksymalne napięcie stałej
pracy w zależności od napięcia obecnego
pomiędzy przewodem fazowym i neutralnym.
Istotną rolę odgrywa układ sieci oraz
wytrzymałość udarowa, która jest związana
z prądami udarowymi pochodzącymi
od wyładowań atmosferycznych. Trzeba
również przeanalizować kształt fali pierwszego
prądu udarowego odpowiadający
przebiegowi 10/350, co wynika z normy
PN-IEC 61312. Kluczowe miejsce zajmuje
zdolność wyłączania zwarciowych prądów
następczych o częstotliwości sieciowej.
Ponadto na etapie wyboru ogranicznika
dobiera się odpowiednie akcesoria. Chodzi
tutaj m. in. o styki pomocnicze, dzięki którym
sygnalizowane jest przepalenie wkładek
ograniczników. Przydatne będą również
przepusty łączeniowe ułatwiające łączenie
i oszynowanie ograniczników przepięć.
Warto zadbać o mostki łączeniowe usprawniające
montaż ograniczników.
Specjalne ograniczniki przepięć nabyć
można pod kątem instalacji monitoringu.
To właśnie dzięki zabezpieczeniom tego
typu zyskuje się ochronę przed uszkodzeniem
sprzętu elektronicznego. Jak wiadomo
uszkodzenia takie bardzo często są
efektem działania pola elektromagnetycznego
wytworzonego przez bliskie uderzenie
pioruna. Zastosowanie znajdują zatem
ograniczniki przepięć sygnałów wideo
linii symetrycznej. Urządzenia tego typu
mają napięcie ochrony (żyła/żyła) >2,4 V
oraz napięcie ochrony doziemnej (żyła/
uziom) o wartości 16,4 V. Czas zadziałania
wynosi z kolei 15 ns. Maksymalna wartość
impulsu prądu może osiągnąć 30 A.
Interesujące rozwiązanie stanowią ograniczniki
przepięć zaprojektowane z myślą
o ochronie instalacji fotowoltaicznych.
Za podstawę w tym zakresie można uznać
kombinowane ograniczniki przepięć
typu 1. Typowe urządzenie tego typu jest
w stanie odprowadzić prąd piorunowy
o wartości do 50 kA, poprzez ogranicznik
iskiernikowy z możliwością przerwania
łuku w obwodach stałoprądowych. W ramach
ochrony instalacji fotowoltaicznych
uwzględnić można modułowe ograniczniki
przepięć typu 2 wykonane jako kompletne
urządzenie przeznaczone do ochrony
systemów fotowoltaicznych w układzie
połączeń „Y” z trójstopniowym systemem
zabezpieczeń. W rozwiązaniach tego typu
niejednokrotnie przewiduje się wielofunkcyjny
rozłącznik z rozdzieleniem gałęzi
przeciążeniowej i zwarciowej wewnątrz
modułu ochronnego.
Ograniczniki przepięć dla przemysłu
W kontekście instalacji przemysłowych
warto mieć na uwadze ochronę linii sygnałowych.
Ważne jest bowiem skuteczne
zabezpieczenie przed wpływem napięć indukowanych
na liniach przesyłu informacji.
Wiele rozwiązań wykorzystuje topologię
obwodu składającą się z wielostopniowych
zabezpieczeń. Zapewniają one wspólną
(wzdłużną) ochronę modułów od każdej linii
do uziemienia ochronnego. Istotną rolę
odgrywa przy tym ochrona różnicowa (poprzeczna).
Bardzo często na potrzeby ochrony zgrubnej
przewiduje się trójbiegunowy iskiernik
gazowy. Z kolei ochrona dokładna
może być szybkim krzemowym stopnień.
Kluczową rolę odgrywa koordynacja pomiędzy
tymi stopniami bez występowania
Fot. ETI POLAM
miejsc nieczułych na napięcie lub prąd
udarowy.
Podsumowanie
Ograniczniki są nieodzownym elementem
instalacji elektrycznych. Stanowią one gwarancję
ochrony przed przepięciami urządzeń
elektrycznych i elektronicznych. Za przyczynę
przepięć wymienia się nie tylko wyładowania
atmosferyczne ale również awarie
sieci elektroenergetycznych.
Budowa typowego ogranicznika przepięć
jest prosta. Istotną rolę odgrywają odpowiednie
elektrody mające kształt cylindra.
Elektrody umożliwiają opanowanie prądów
udarowych o znacznej wartości. Jedna elektroda
w ogranicznikach mających konstrukcję
trójelektrodową wymusza przeskok iskry
w przypadku gdy napięcie na ograniczniku
przekroczy wartość zapłonu. Iskra powoduje
łuk elektryczny występujący pomiędzy
elektrodami główny. Jest to równoznaczne
ze stanem zwarcia. Mając odprowadzony
prądu piorunowy przez ogranicznik przepływa
jeszcze prąd zwarciowy. Ważne jest
aby jego przepływ był przerywany przez
ogranicznik lub jego dobezpieczenie.
Damian Żabicki
Fachowy Elektryk
43