Zabezpieczenie przeciwprzepięciowe - wstęp.

O zabezpieczaniach przeciwprzepięciowych napisano już bardzo wiele, a duża część tego materiału dostępna jest w Internecie. Istnieją też kontrowersje, czy należy takie zabezpieczenia w ogóle stosować.
Nikogo nie zamierzam przekonywać, czy też nawracać. Przedstawię tylko przesłanki, które mnie skłaniają do stosowania zabezpieczeń antyprzepięciowych, co pozwoli również zrozumieć dlaczego wybrałem takie, a nie inne rozwiązania.

Kilka razy w roku stykam się z przypadkami uszkodzeń różnorodnego sprzętu komputerowego i RTV; uszkodzeń, które powstały w wyniku oddziaływania zjawisk atmosferycznych lub przepięć wytworzonych przez inne urządzenia.
- Krytyczne są nagłe wyłączenia zasilania powstałe np.: w wyniku zadziałania bezpiecznika (również dlatego potrzebny jest podział na kilka obwodów instalacji domowej) lub powstałe w wyniku zaniku zasilania. Wtedy wszystkie indukcje próbują przeciwdziałać temu stanowi rzeczy.
- W wyniku bliskiego uderzenia pioruna.
- W wyniku dalszego uderzenia pioruna np.: w sieć SN. Wtedy jako zabezpieczenie przydają się również "przekaźniki napięciowe".
- W wyniku przepięć generowanych przez inne urządzenia.
Nie każdy potrafi zrozumieć, że dane uszkodzenie powstało w wyniku wady zasilania. Przydaje się wiedza o elektronice i doświadczenie w jej naprawach.

Ponieważ mam styczność z uszkodzeniami powstałymi w wyniku przepięć, nie muszę teoretyzować, czy zabezpieczenia są potrzebne. Uważam, że powinienem je stosować.

Na forach chętnie są przytaczane dane z jakiegoś artykułu z portalu elektro.info.pl:
"Wyniki wieloletnich rejestracji wskazują, że w ciągu roku w dowolnym punkcie instalacji elektrycznej niskiego napięcia pojawiają się przepięcia o następującym rozkładzie amplitud: 
- 300 V do 500 V – kilkaset przypadków, 
- 500 V do 1000 V – kilkadziesiąt przypadków, 
- 1000 V do 5000 V – kilkanaście przypadków, 
- ponad 5000 V – kilka przypadków."

***

Zastosowanie ochrony przeciwprzepięciowej w instalacji elektrycznej wynika również z poniższych norm i rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. ze zmianą z dnia 12 marca 2009 r. (Dz. U. nr 56, poz 461) w sprawie warunków technicznych jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie.

  • PN-EN 61643-11 Niskonapięciowe urządzenia do ograniczania przepięć; część 11: Urządzenia do ograniczania przepięć w sieciach rozdzielczych niskiego napięcia – Wymagania i próby. Norma ta, określa podział instalacji elektrycznej budynku na kategorie przepięć przy napięciu znamionowym 230 V i 400 V. 
  • PN-EN 60664-1 Koordynacja izolacji urządzeń elektrycznych w układach niskiego napięcia; część 1: Zasady, wymagania i badania.
  • PN-HD 60364-4-443 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych; część: 4-443: Ochrona dla zapewnienia bezpieczeństwa – Ochrona przed zaburzeniami napięciowymi i zaburzeniami elektromagnetycznymi.
  • PN-HD 60364-4-442 Instalacje elektryczne niskiego napięcia; część 4-442: Ochrona dla zapewnienia bezpieczeństwa Ochrona instalacji niskiego napięcia przed przepięciami dorywczymi powstającymi wskutek zwarć doziemnych w układach po stronie wysokiego i niskiego napięcia
  • PN-EN 62305-1, PN-EN 62305-2, PN-EN 62305-3, PN-EN 62305-4 i PN-EN 62305-5; dotyczy ochrona odgromowej w częściach: Zasady ogólne, Zarządzanie ryzykiem, Uszkodzenia fizyczne obiektów i zagrożenie życia, Urządzenia elektryczne i elektroniczne w obiektach.


***




Tak więc:
-  T1 to dawniej B
-  T2 to dawniej C
-  T3 to dawniej D

Jak widać, wymagana wytrzymałość udarowa izolacji (oraz urządzeń) zależna jest od zapewnionej ochrony.
Jeżeli np.: dom zasilany jest przyłączem napowietrznym i nie ma zapewnionej ochrony przeciwprzepięciowej, to czy dziwne są uszkodzenia urządzeń dostosowanych do 1,5 kV (udaru) podczas burzy?


***

Ochronę przeciwprzepięciową podzielono na kilka etapów, tak by na każdym z nich kolejno zmniejszać szkodliwą energię.

1) Ograniczniki przepięć klasy A są instalowane przez energetykę, na liniach przesyłowych nN.

2) Ogranicznik przepięć  klasy B, lub inaczej klasy I, powinien ograniczyć napięcia udarowe do poziomu poniżej 4000 V. Instalowany zazwyczaj jest w skrzynce przyłączeniowej lub przy licznikach.


3) Ogranicznik przepięć klasy C, lub inaczej klasy II,  powinien ograniczyć napięcia udarowe do poziomu poniżej 1500 V, co jest napięciem, które chwilowo wytrzymuje większość urządzeń domowych. Zainstalowany jest zazwyczaj w skrzynce z bezpiecznikami.
Pomiędzy Ogranicznikami B i C powinna być zachowana odpowiednia długość przewodu, zgodnie z dokumentacją techniczną ogranicznika. Każdy z ograniczników ma określony czas zadziałania i właśnie temu służy określona długość przewodu pomiędzy ogranicznikami. Zazwyczaj musi być więcej niż 8-10 metrów przewodu. Można też zastosować odpowiedni dławik, jeżeli długość  przewodów jest niewystarczająca.


4) Odgromnik klasy D, lub inaczej klasy III. Zainstalowany w bezpośredniej bliskości chronionych urządzeń.


***

Spotkałem się z uszkodzeniami gdy:
- Piorun uderzył w bezpośredniej bliskości budynku w drzewo. Odpadł duży kawałek drzewa, uszkodził się telewizor, magnetowid, dekoder satelitarny polsatu, UPS APC Smart(komputer ocalał), elektroniczny dzwonek do drzwi. Dom był zasilany linią napowietrzną - czyli teoretycznie najgorszym wariantem. Ten wariant przerabiany był kilka razy.
- Nad miastem przeszła burza, transformator zasilający mieszkanie w bloku (wieżowcu) znajdował się dokładnie pod mieszkaniem - mieszkanie na pierwszym piętrze, a transformator w piwnicy z bezpośrednim dostępem z zewnątrz). Teoretycznie najbezpieczniejszy wariant zasilania - bardo krótka linia zasilania z trafo do mieszkania. Uszkodzeniu uległ telewizor (zasilacz telewizora) i router Wi-Fi. Odmiany tego wariantu, tylko z większymi odległościami do transformatora, również widziałem kilka razy.
- Jeden raz miałem zdarzenie gdy w serwerowni zrobiło się jaśniej, część UPS'ów zaczęła piszczeć, światło zaświeciło jaśniej. Chwilę trwało, zanim te informacje przetworzył zmęczony mózg (w nocy to było...). Miernik do ręki i...  napięcie było wyższe niż 230 V. Miernik był kiepski, wiec nie przywiązując wagi do dokładności jego wskazań i konkretnych wartości napięcia, ale bardzo pośpiesznie zaczęliśmy z kolegą wyłączać sprzęt w serwerowni. Na szczęście to była maleńka serwerownia, 6 czy 7 szaf - ale i tak było co robić (szafy były pełne sprzętu, nawet wsadzonego z dwóch stron).

Często przepięcia powodują takie uszkodzenie sprzętu elektronicznego, że awaria następuje po pewnym czasie. Tym trudniej domyśleć się przyczyn uszkodzeń.

Dramatyczne uszkodzenia w firmach jeszcze mi się nie przytrafiły. Pojedyncze urządzenia jak najbardziej ulegały uszkodzeniom. Nawet sprzęt płoną, ale to elektryk się wtedy pomylił. Przepięcia jednak nie stanowiły większego problemu. Serwerownie mam zazwyczaj dobrze zabezpieczone :-), a komputery stacjonarne chronione są co najmniej listwami antyprzepięciowymi, co przy ich dużej ilości w firmach stanowi całkiem przyzwoite zabezpieczenie. Studia audio/video zabezpiecza się już na etapie projektu, również odpowiednimi filtrami, tak by "śmieci" z sieci elektrycznej nie zakłócały nagrań. Dbam też o to, by komputery na stanowiskach roboczych były wyposażone w dobre zasilacze, co likwiduje większość problemów z tymi komputerami.

***

Tak wygląda sprawny wkład ogranicznika klasy C:

Tak wygląda wkład ogranicznika klasy C, który zadziałał ochraniając urządzenia:


Na zdjęciu widać miejsce lutowania, które na skutek przepływającej energii celowo zostało przerwane. Widać też rozrzucone krople roztopionego metalu widoczne w okolicy tego połączenia. Te połączenie zostało tak zaprojektowane, by rozłączyć obwód (starać się rozłączyć obwód) nie doprowadzając do uszkodzeń w okolicy montażu ochronnika.


***

Może warto też pomyśleć o zainstalowaniu:


Powiązane tematy:
Bezprzewodowy licznik energii elektrycznej OWL -rozpakowanie (unboxing)



Update: 2016.04.19
Create: 2013.12.21

Brak komentarzy:

Prześlij komentarz