Data Sheet

XI-2017, www.findernet.com
27
E
7P
SERIA
7P SERIA
Moduł przeciwprzepięciowy (SPD)
OCHRONNIKI NAPIĘCIOWE
Ochronniki przeciwprzepięciowe czyli SPD (Surge Protection Devices)
instalowane są w sieciach prądu dla ochrony osób, instalacji i urządzeń
przed niepożądanymi, krótkimi i impulsowymi przepięciami. Przepięcia
te, będące stanami nieustalonymi i przejściowymi, powodowane są przez:
bliskie lub odległe wyładowania atmosferyczne do sieci zasilającej lub w
podłoże, napięcia indukowane przez sąsiednie przewody przy sterowaniu
fazowym, przebiegi przełączeniowe indukcyjności, pola magnetyczne
znacznych prądów rozruchowych przy włączaniu dużych silników czy
przy włączaniu kondensatorów kompensacyjnych. SPD można opisać
jako przełącznik, który jest podłączony równolegle do linii zasilającej
ochranianego systemu. Przy nominalnym napięciu sieciowym (np.
230V) SPD jest jak otwarty styk, posiadający bardzo wysoką impedancję
(prawie nieskończoną). Jednak w warunkach przekroczenia napięcia
impedancja gwałtownie spada niemal do 0 Ω. Faktycznie dotyczy to
zwarć występujących w linii zasilania i bezpośredniego odprowadzania
przepięcia do ziemi. W ten sposób obwód zasilający jest chroniony kiedy
zainstalowane jest SPD. Kiedy napięcie powróci do poziomu nominalnego,
impedancja SPD gwałtownie wzrasta i powraca do stanu rozwartego styku.
Rysunek 1: Idealne zadziałanie SPD
Technologie SPD
Ochronniki przepięciowe Finder wykorzystują warystory lub iskierniki.
Warystor: warystor funkcjonuje do napięcia znamionowego jak
wysokoomowy opór. Po przekroczeniu napięcia znamionowego i
po krótkim czasie zadziałania (czas formatowania) warystor staje się
niskoomowy. W ten sposób warystor ma zastosowanie w obwodzie
zwarciowym z przepięciem na zaciskach. Warystor ulega zużyciu ze
względu na nieduży prąd upływu przy napięciu znamionowym oraz
wraz z ilością zadziałań. Z każdym pojawiającym się przepięciem prąd
upływu wzrasta i przyspiesza zużycie urządzenia - co w końcu zostaje
zasygnalizowane zmianą koloru wskaźnika z zielonego na czerwony.
Iskiernik: składa się z dwóch elektrod umieszczonych naprzeciw
siebie oddzielonych powietrzem lub innym gazem. Kiedy wystąpi
przepięcie, pomiędzy elektrodami powstaje łuk elektryczny i ogranicza
prąd przepięcia do niskiego i stałego poziomu. Łuk wygasa tylko
jeśli prąd przepięcia spadnie poniżej poziomu ok. 10 A. Wypełnienie
gazem gwarantuje stały poziom gaszenia łuku dzięki kontrolowanemu
środowisku, niezależnemu od ciśnienia atmosferycznego, wilgotności
czy zanieczyszczeń występujących w powietrzu. Jednakże występuje
opóźnienie zanim pojawi się łuk przy przepięciu. Zależy to od wielkości
przepięcia i szybkości narastania. Dlatego poziomy ochrony mogą się
różnić, jednak gwarantowany jest poziom poniżej Up.
Komponent Symbol
Prąd
upływu
Rozpra-
szanie
energii
Czas
zadziałania
Charakterystyka
napięcie/prąd
Stan idealny
Iskiernik
Warystor
Bardzo
niski
Średni Szybki
0 Wysokie Średni
0 Wysokie Szybki
Rysunek 2: Charakterystyka elementów SPD.
Kategorie przepięciowe
Dokonując wyboru SPD musimy zwrócić szczególną uwagę na Nominalną
Wartość Impulsu Napięcia dla SPD w odniesieniu do sprzętu podlegającego
ochronie. To z kolei wiąże się z instalacją odpowiedniej kategorii (kategoria
przepięciowa). Kategorie instalacyjne opisane są w IEC 60664-1, które dla
instalacji 230/400 V zalecane są jak poniżej:
- Kategoria przepięciowa I: 1.5 kV dla urządzeń “szczególnie wrażliwych”
(np. urządzenia elektroniczne jak komputery, zestawy telewizyjne);
- Kategoria przepięciowa II: 2.5 kV dla urządzeń użytkowych odpornych
na “zwyczajne” impulsy napięciowe (np. domowe urządzenia elektryczne,
sprzęt przenośny);
- Kategoria przepięciowa III: 4 kV dla elementów stanowiących część
instalacji elektrycznej (np. rozdzielnice, przełączniki);
- Kategoria przepięciowa IV: 6 kV dla urządzeń zainstalowanych
bezpośrednio na lub w pobliżu przyłącza elektrycznego (np. liczniki
energii).
Strefy ochrony przed wyładowaniami atmosferycznymi i zalecenia
instalacyjne
Międzynarodowe standardy określają kilka stopni stref ochrony przed
wyładowaniami (Lightning Protection Zones) LPZ.
LPZ0A: Obszar (strefa) zagrożony przez bezpośrednie wyładowania i
pełne pola magnetyczne błyskawicy oraz jej pełny prąd.
LPZ0B: Obszar (strefa) zabezpieczony przed bezpośrednimi
wyładowaniami, ale narażony na pełne pole elektromagnetyczne
wyładowania i jego przynależnego prądu.
LPZ1: Obszar (strefa) wewnątrz budynku dlatego nienarażony na
bezpośrednie wyładowanie atmosferyczne, w którym prądy
udarowe poprzez podział prądu i przez SPD są ograniczone do
właściwych dla strefy. Obszar ten na przejściu ze strefy LPZ 0A i
LPZ 0B jest chroniony przez ochronniki przepięciowe (SPD) typ 1.
LPZ2: Obszar (strefa), zazwyczaj pojedyncze pomieszczenie, w którym
prądy udarowe są dalej ograniczane na jego granicy przez podział
prądu i dodatkowe SPD. Obszar na przejściu od LPZ 1 jest chroniony
przez ochronniki (SPD) typ 2.
LPZ3: Obszar (strefa) wewnątrz pomieszczenia, w którym prądy udarowe
poprzez podział prądu i dodatkowe dalsze SPD na krótkich
przewodach i w bezpośredniej bliskości zagrożonych urządzeń są
dalej ograniczane.
Obszar ten na przejściu z LPZ 2 jest chroniony przez ochronniki (SPD) typ 3.
Poniższa ilustracja (Schemat 3, nie dotyczy każdego przypadku) pokazuje
to jak następuje przejście z jednej strefy ochrony do kolejnych poprzez
instalację SPD. SPD Typ 1 musi być połączony powyżej systemu, w miejscu
przyłączy zasilających. Jako alternatywę możemy zastosować ochronę SPD
Typ 1+2. Uziom powinien mieć minimalny przekrój 6 mm
2
dla SPD Typ 1,
4 mm
2
dla SPD Typ 2 i 1.5 mm
2
dla SPD Typ 3 (jeśli budynek posiada LPS -
system ochrony odgromowej - należy odnieść się do normy CEI 81-10/4 w
celu właściwego dobrania wymiaru przewodów).
KATEGORIE PRZEPIĘCIOWE
(ZNAMIONOWE NAPIĘCIE IZOLACJI)
LPZ
SPD typ 1
SPD typ 2
SPD typ 3
LPZ0
LPZ1
LPZ2
LPZ3
IV
(6kV)
III
(4kV)
II
(2.5kV)
I
(1.5kV)
np. urządzenia
elektroniczne jak PC
czy zestawy TV
np. domowy sprzęt
elektryczny, urządzenia
przenośne
np. tablice rozdzielcze,
wyłączniki
np. liczniki energii
Rysunek 3: Typowe zależności pomiędzy Strefami ochrony przed wyładowaniami,
kategoriami przepięciowymi a typami SPD