Ogranicznik przepięć: co to jest, jak działa i jaki wybrać?

Ogranicznik przepięć (SPD) chroni instalację elektryczną przed skutkami przepięć wywołanych wyładowaniami atmosferycznymi i procesami łączeniowymi w sieci. Odprowadza nadmiar energii do ziemi, zanim uszkodzi ona urządzenia, i zapewnia ciągłość pracy instalacji. Dobór sprowadza się do trzech decyzji: strona AC czy DC, typ ochrony T1, T2 czy T3 oraz parametry elektryczne dopasowane do sieci i do chronionego urządzenia. Poniżej znajdziesz wszystkie trzy w praktycznym ujęciu.

Jak działa ogranicznik przepięć?

Ogranicznik przepięć w normalnych warunkach pracy pozostaje nieaktywny i nie wpływa na obwód. W chwili, gdy napięcie przekroczy próg zadziałania, element ograniczający (warystor lub iskiernik) gwałtownie przechodzi w stan przewodzenia i odprowadza energię przepięcia do przewodu ochronnego lub uziemienia. Po ustaniu przepięcia i powrocie napięcia do wartości roboczej urządzenie ponownie przestaje przewodzić. Cały proces trwa mikrosekundy, dzięki czemu przepięcie zostaje obniżone do poziomu bezpiecznego dla chronionych odbiorników.

Dlaczego ogranicznik przepięć jest ważny?

Nagłe przepięcia potrafią uszkodzić zarówno instalacje mieszkalne, jak i przemysłowe, powodując kosztowne awarie i przestoje produkcyjne. Ochrona przeciwprzepięciowa ogranicza ryzyko uszkodzeń w telekomunikacji, energetyce, przemyśle i budownictwie mieszkaniowym. Koszt ogranicznika jest nieporównywalnie niższy od wartości sprzętu, który chroni, oraz od strat wynikających z przerwy w pracy instalacji.

Przegląd ograniczników przepięć, jakie produkty są dostępne?

Ograniczniki przepięć AC (prąd przemienny)

Do ochrony instalacji prądu przemiennego stosuje się ograniczniki łączone Typ 1+2, montowane na wejściu instalacji i w rozdzielnicach. W ofercie LOOB dostępne są między innymi:

• Ogranicznik VCX Professional T1+T2 4P L1-B+C 6kA oraz wersja 8kA, do instalacji domowych i przemysłowych.
• Ogranicznik PRO-TEC AC Typ 1+2 BY1-B+C/1, do budynków mieszkalnych i małych firm.
• Ogranicznik EATON AC SPBT12-280 Typ 1+2 4P, do wymagających zastosowań, w tym sieci energetycznych.

Pełną półkę ograniczników do linii napowietrznych i instalacji energetycznych znajdziesz w kategorii Energetyka.

Ograniczniki przepięć DC (prąd stały)

Strona prądu stałego, przede wszystkim instalacje fotowoltaiczne, wymaga ograniczników dobranych do wysokiego napięcia DC. W ofercie znajdują się:

• Ogranicznik VCX T1+T2 3P 1200V B+C 14kA, a także wersje 12,5kA i 7kA, do instalacji fotowoltaicznych, telekomunikacyjnych i przemysłowych.
• Ograniczniki serii ASA z zaciskiem do linii gołej: ASA-A500-5DK i ASA-A660-5DK, do instalacji zewnętrznych.
• Ograniczniki serii ASA z zaciskiem przebijającym: ASA-A500-5F1K, ASA-A660-5F1K i ASA-A660-5F2K, do sieci napowietrznych.

Ograniczniki do części DC instalacji PV zebrane są w kategorii zabezpieczeń instalacji fotowoltaicznej.

Typy ograniczników przepięć T1, T2 i T3, czym się różnią?

Ograniczniki dzieli się na trzy typy według klasy próby i kształtu udaru, jakim są badane. Typ decyduje o tym, gdzie w instalacji montuje się urządzenie i przed czym chroni.

Ograniczniki łączone Typ 1+2 przechodzą próby klasy I i II, dzięki czemu w jednym urządzeniu zapewniają ochronę przed prądem piorunowym i przepięciami indukowanymi. To najczęstszy wybór na wejściu instalacji w budynkach z instalacją odgromową.

Jak dobrać odpowiedni ogranicznik przepięć?

Dobór właściwego ogranicznika opiera się na czterech krokach: określ, czy chronisz stronę AC czy DC, wybierz typ ochrony (T1+T2 na wejście instalacji, T3 przy wrażliwych odbiornikach), dopasuj parametry elektryczne do sieci i do chronionego urządzenia, a na końcu dobierz wersję do rodzaju budynku i poziomu ryzyka.

Parametry ogranicznika, które musisz znać przy doborze

Zasada nadrzędna: ogranicznik ma sens tylko wtedy, gdy jego napięciowy poziom ochrony Up jest niższy od odporności udarowej chronionego urządzenia, a Uc jest dobrane do napięcia sieci. Zbyt niskie Uc powoduje przedwczesne zużycie ogranicznika, zbyt wysokie Up nie chroni odbiornika.

Normy i podstawa prawna doboru ograniczników

Dobór i montaż ograniczników przepięć w instalacjach niskiego napięcia regulują konkretne normy. Warto znać ich oznaczenia, bo przy odbiorze instalacji i audytach są punktem odniesienia.

• PN-EN 61643-11, wymagania i metody badań ograniczników przepięć niskiego napięcia w sieciach rozdzielczych (strona AC).
• PN-HD 60364-5-534, dobór i montaż urządzeń do ograniczania przepięć w instalacjach niskiego napięcia.
• PN-HD 60364-4-443, wskazuje, kiedy ochrona przed przepięciami przejściowymi jest wymagana.
• PN-EN 61643-31, wymagania i badania ograniczników przepięć do instalacji fotowoltaicznych (strona DC).
• PN-HD 60364-7-712, wymagania dla instalacji fotowoltaicznych, w tym ochrony przepięciowej DC.

W praktyce ogranicznik po stronie AC dobiera się według PN-EN 61643-11 i montuje zgodnie z PN-HD 60364-5-534, a do części DC instalacji fotowoltaicznej stosuje się ograniczniki zgodne z PN-EN 61643-31, z osobnym doborem napięcia Ucpv.

Regularna konserwacja i przeglądy

Mimo dużej trwałości ograniczniki zużywają się w wyniku wielokrotnych lub bardzo silnych wyładowań. Zaleca się okresowe przeglądy i wymianę zużytych wkładek. Wiele ograniczników ma wskaźnik stanu, który sygnalizuje konieczność wymiany modułu, oraz styk sygnalizacyjny do zdalnego monitoringu w rozdzielnicy.

FAQ, najczęściej zadawane pytania o ograniczniki przepięć

Czym różni się ogranicznik Typu 1 od Typu 2?

Typ 1 chroni przed skutkami bezpośredniego i częściowego wyładowania piorunowego i montuje się na wejściu instalacji, w rozdzielnicy głównej. Jego parametrem jest prąd udarowy Iimp o kształcie 10/350 µs. Typ 2 chroni przed przepięciami indukowanymi i łączeniowymi, montuje się w rozdzielnicach piętrowych, a jego parametrem jest prąd wyładowczy In i Imax o kształcie 8/20 µs. W budynkach z instalacją odgromową stosuje się zwykle ogranicznik łączony Typ 1+2.

Jak dobrać napięcie Uc ogranicznika?

Najwyższe długotrwałe napięcie robocze Uc powinno wynosić co najmniej 1,1 razy napięcie sieci Un. Dla typowej sieci 230/400 V TN oznacza to Uc na poziomie co najmniej 255 V. Zbyt niskie Uc powoduje przedwczesne zużycie ogranicznika przy dopuszczalnych wahaniach napięcia.

Czy do instalacji fotowoltaicznej potrzebny jest osobny ogranicznik DC?

Tak. Strona DC instalacji fotowoltaicznej pracuje przy wysokim napięciu stałym, którego ograniczniki AC nie obsłużą bezpiecznie. Stosuje się ograniczniki DC zgodne z PN-EN 61643-31, z napięciem Ucpv dobranym do napięcia jałowego łańcucha paneli, z uwzględnieniem najniższej temperatury pracy.

Co oznacza napięciowy poziom ochrony Up?

Up to napięcie, do jakiego ogranicznik obniża przepięcie na swoich zaciskach. Aby ochrona była skuteczna, Up musi być niższe od napięcia udarowego wytrzymywanego przez chronione urządzenie (Uw). Dla instalacji 230/400 V w kategorii przepięciowej II napięcie Uw wynosi 2,5 kV, więc ogranicznik dobiera się tak, by Up było wyraźnie niższe.

Czy ogranicznik przepięć wymaga zabezpieczenia i przeglądów?

Ogranicznik zabezpiecza się przed skutkami zwarcia wewnętrznego, zwykle bezpiecznikiem lub wyłącznikiem dobranym zgodnie z kartą katalogową. Zaleca się okresowe przeglądy, bo po intensywnych wyładowaniach moduły zużywają się i wymagają wymiany. Wiele ograniczników ma wskaźnik stanu wkładki, który sygnalizuje konieczność wymiany.

Jak wybrać ogranicznik przepięć, podsumowanie doboru

Ogranicznik przepięć to podstawowy element ochrony instalacji w budownictwie mieszkaniowym, przemyśle i fotowoltaice. Wybór sprowadza się do dopasowania trzech rzeczy: strony instalacji (AC lub DC), typu ochrony (T1+T2 na wejściu, T3 przy odbiorniku) oraz parametrów Uc, Up i prądu udarowego do sieci i do chronionych urządzeń. Prawidłowo dobrany ogranicznik zapewnia zgodność z normami i realnie zabezpiecza sprzęt przed kosztownymi uszkodzeniami.