Pełny numer elektro.info 7-8/2017 tylko dla Ciebie [PDF]

wystarczy założyć konto w portalu elektro.info.pl

Ograniczniki typu i ograniczniki kombinowane

klasyfikacja urządzeń do ograniczania przepięć dla sieci elektroenergetycznych niskiego napięcia
dr inż. Tomasz Maksimowicz  |  24.04.2019
Oznaczenie ogranicznika Typu 1+2: oznaczenia symboli T1 T2 z podaniem wartości I<sub>imp</sub> i I<sub>n</sub>
Oznaczenie ogranicznika Typu 1+2: oznaczenia symboli T1 T2 z podaniem wartości Iimp i In
Rys. mat. pras.

Obecna klasyfikacja ograniczników przepięć dla instalacji zasilania elektroenergetycznego niskiego napięcia wynika z zapisów normy PN‑EN 61643-11 Niskonapięciowe urządzenia ograniczające przepięcia. Część 11: Urządzenia ograniczające przepięcia w sieciach elektroenergetycznych niskiego napięcia. Wymagania i próby [1]. Klasyfikacja ta opiera się przede wszystkim na zróżnicowaniu ze względu na wytrzymałość ograniczników przepięć na prądy udarowe. Z uwagi na obecnie stosowaną klasyfikację normatywną mamy do czynienia z ogranicznikami danego typu, które są badane według określonych klas prób. Czytając dostępne publikacje lub materiały reklamowe producentów tego typu urządzeń, można niestety zauważyć, że często mylone są pojęcia „typów” i „klas” ograniczników lub niewłaściwie interpretowane jest pojęcie ogranicznika kombinowanego. Niniejszy artykuł ma na celu ułatwienie zrozumienia prawidłowej klasyfikacji ograniczników, zgodnej z aktualną normą.

W artykule:

• Znormalizowane udary prądowe
• Udar prądu pioruna
• Prąd wyładowczy
•Udar kombinowany
• Typy elementów nieliniowych

Znormalizowane udary prądowe

Aby zrozumieć zasady podziału ograniczników przepięć (SPD ang. surge protecting device) według normy PN-EN 61643-11 [1] niezbędne jest przedstawienie podstawowej wiedzy o udarach elektrycznych, które są stosowane w czasie przeprowadzania prób typu. O wytrzymałości SPD decyduje, przede wszystkim zdolność odprowadzenia prądów udarowych. Wartość maksymalna napięcia udaru, w przypadku ogranicznika przepięć, jest pojęciem względnym. Element nieliniowy, stanowiący podstawowy komponent konstrukcji SPD, pod wpływem udarów elektromagnetycznych ogranicza wartość napięcia na zaciskach ogranicznika do określonego poziomu przechodząc w stan przewodzenia. I właśnie zdolność do przewodzenia prądów impulsowych ma największe znaczenie dla skuteczności działania i wytrzymałości ogranicznika.

Kształt prądu udarowego opisany jest trzema podstawowymi parametrami:

  • Ipk – wartość szczytowa udaru;
  • T1 – czas trwania czoła;
  • T2 – czas do półszczytu.

Przykładowy sposób określania wartości parametrów czasowych impulsów wg PN-EN 62305-1 [2] przedstawiono na rysunku 1.

Rys. 1. Definicja udaru o kształcie Ipk T1/T2
Rys. 1. Definicja udaru o kształcie Ipk T1/T2

Można spotkać się także z innymi definicjami tych parametrów, m.in. w PN-EN 61000-4-5 [3], jednak z praktycznego punktu widzenia, różnice m iędzy nimi nie mają dużego znaczenia, szczególnie gdy weźmiemy pod uwagę fakt, że zawsze dopuszczalne są określone tolerancje co do kształtu impulsu. W przypadku udarów napięciowych parametry określa się w podobny sposób.

Czytaj też: Zalecenia norm dotyczące materiałów stosowanych na uziomy sztuczne łączone z uziomem fundamentowym >>

Parametry czasowe mają praktyczne znaczenie we właściwościach udarów. Wartość szczytowa i czas trwania czoła definiują stromość udaru. Przy udarach prądowych, stromość di/dt ma bardzo duże znaczenie przy analizie wartości napięć indukowanych. Z kolei, w przypadku udarów napięciowych, stromości czoła, czyli wzrostowi szybkości narastania napięcia du/dt towarzyszy zwiększenie wartości napięcia zadziałania elementów ucinających napięcie. Czas do półszczytu przekłada się natomiast na czas trwania udaru – im jest on dłuższy, tym większa energia jest przenoszona przez udar.

Zjawiska atmosferyczne są bardzo zmienne i trudne do przewidzenia, dlatego w celu ujednolicenia parametrów, przyjęto określone znormalizowane typy udarów, które wykorzystywane są do badania elementów ochrony odgromowej i przed przepięciami. W badaniach parametrów SPD wg PN-EN 61643-11 [1] wykorzystuje się obecnie trzy typy udarów:

  • prąd udarowy Iimp;
  • prąd wyładowczy In (Imax);
  • udar kombinowany.

Udar prądu pioruna

Prąd udarowy Iimp symuluje bezpośrednie oddziaływanie całkowitego lub częściowego prądu pioruna. Określony jest on, między innymi w normach dotyczących ochrony odgromowej PN-EN 62305 [2], PN-EN 62561 [4] czy też właśnie w normie PN-EN 61643 [1] odnoszącej się do testowania SPD. Należy zwrócić uwagę na fakt, że udar Iimp nie ma ściśle określonego kształtu. Najczęściej podawany w literaturze i przez producentów SPD impuls o kształcie 10/350 μs dla Iimp stanowi jedynie przykład takiego udaru. Taki impuls spełnia wymagania określone w normie PN-EN 61643-11 [1] i jest on jednocześnie przyjęty jako znormalizowany kształt prądu pierwszego udaru dodatniego doziemnego wyładowania atmosferycznego [2], które przenosi największą energię.

W rzeczywistości, zgodnie z zapisami norm [1, 2, 4], udar prądowy Iimp zdefiniowany jest wartością szczytową prądu, przenoszonym ładunkiem elektrycznym Q oraz energią właściwą W/R, a nie ściśle określonym kształtem. Ponadto, powinien on osiągnąć założoną wartość szczytową w czasie 50 μs, a ładunek oraz energię właściwą w czasie 5 ms (według niektórych standardów 10 ms).Udary spełniające wymagania Iimp mogą mieć zatem bardzo zróżnicowane kształty w stosunku do ogólnie przyjętego impulsu 10/350 μs.

Prąd wyładowczy

Prąd wyładowczy ma przypisany kształt 8/20 μs, a wartość szczytowa określana jest najczęściej jako In lub Imax. Wartość In określa znamionowy prąd wyładowczy, czyli taki, który ogranicznik jest w stanie wytrzymać wielokrotnie. Wartość Imax określa natomiast największy prąd wyładowczy, jaki SPD może odprowadzić bez uszkodzenia przynajmniej jeden raz.

Jest to ogólnie przyjęty kształt prądów udarowych, jakie mogą indukować się na skutek oddziaływania elektromagnetycznego, powodowanego pobliskim przepływem prądu pioruna, w przypadku przebicia izolacji lub zadziałania SPD w pętlach tworzonych przez różnego rodzaju instalacje przewodzące. Zatem, podczas gdy Iimp odpowiada bezpośredniemu oddziaływaniu prądu pioruna lub jego części, to prądy wyładowcze są efektem oddziaływań indukcyjnych, powodowanych przepływem prądu pioruna w pewnej odległości. Prądy wyładowcze mają, co prawda – w stosunku do Iimp – zbliżone stromości di/dt, ale ze względu na dużo krótszy czas do półszczytu, przenoszą znacznie mniejsze energie, niż bezpośrednie udary piorunowe (rys. 2.).

Rys. 2. Porównanie znormalizowanych kształtów udarów prądu pioruna Iimp i prądu
wyładowczego In
Rys. 2. Porównanie znormalizowanych kształtów udarów prądu pioruna Iimp i prądu wyładowczego In

[ochrona odgromowa, ochrona przeciwprzepięciowa, ograniczniki kombinowane, ograniczenie przepięć sieci elektroenergetycznej, sieć elektroenergetyczna, sieć niskiego napięcia, udar prądu pioruna, prąd, piorun]

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie


Zapisz się do Ligi Specjalistów i zdobywaj nagrody!

Liga Specjalistów 2.0

Jesteś profesjonalistą z branży elektrycznej lub teletechnicznej?
Jesteś uczniem lub studentem kierunku technicznego?
czytam dalej »

 


Kompleksowe inspekcje termowizyjne - gdzie szukać pomocy? »

Termowizja inspekcja

Przez ostatnie stulecie zbudowano wiele urządzeń pomiarowych w zakresie podczerwieni, ale największe możliwości i popularność zyskały rozwiązania... czytam dalej »

 


Jaki silnik elektryczny wybrać? »

silnik elektryczny

W działaniu wielu maszyn i urządzeń technicznych wymagany jest ruch postępowy lub postępowo-zwrotny. Zazwyczaj ruch ten wytwarzają (...) czytam więcej »

 


Łączniki elektroinstalacyjne - rodzaje i sposób działania?

Oświetlenie zewnętrzne LED - dobór i zastosowanie»

Ranki łączniki gniazdka oswietlenie zewnętrzen LED
W każdej standardowej instalacji elektrycznej w budynku występują gniazda wtyczkowe oraz łączniki. Ich budowa oraz sposób zamocowania zależą od miejsca zainstalowania oraz metody wykonania (...) czytam więcej » Wymiana opraw oświetlenia zewnętrznego ze źródłami LED przynosi przede wszystkim poprawę efektywności energetycznej oświetlenia ulicznego. Oświetlenie LED posiada również (...) czytam dalej »

 


Przyrządy kontrolne i pomiarowe - zobacz niezawodne rozwiązania»

narzedzia pomiarowe dla elektryka Miernik napięcia, ciągłości i kolejności faz są zaprojekotwane do testowania napięcia, fazy, polaryzacji, kolejności faz i półprzewodników. Cyfrowy multimetr oraz cyfrowy miernik cęgowy oferują idealne rozwiązania dla wszystkich wymagań i możliwych zastosowań. Mierniki wykorzystują standardowe (...) czytam dalej »


Zobacz jakie oprawy zaprezentowano na Energetab 2019  »

Wiele nowych produktów od najlepszych w branży marek »

Samochody elektryczne i  mobilne stacje elektronika
Oświetlenie awaryjne ma zapewnić bezpieczne opuszczenie zajmowanych przestrzeni podczas awarii zasilania opraw oświetlenia podstawowego. Niejednokrotnie zanik oświetlenia podstawowego nie jest spowodowany zwykłą awarią zasilania czy wyłączeniem(...) czytam więcej » Poznaj pierwszy w branży przewodnik elektroniczny po złączach. Internetowe narzędzie referencyjne ułatwiające dobór złączy. (...) chcę zobaczyć »

 


Odpowiednie oświetlenie - prawidłowy dobór oświetlenia w projekcie »

projekt oświetlenia Są takie miejsca w domu, o których nie myśli się w pierwszej kolejności. Zostawia się je na później, dopiero wtedy, gdy zadba się o ważniejsze pomieszczenia. Tak jest często (...) czytam dalej »

 


Jak zapewnić bezprzerwowe zasilanie gwarantowane? »

Kolektor słoneczny – urządzenie do konwersji energii promieniowania słonecznego na ciepło »

zasilanie gwarantowane panele słoneczne
Co rusz znaczenie tego problemu uświadamiają nam przechodzące nad naszym krajem orkany i wichury oraz widmo blackoutu, wynikające z pojawiającego się latem ogromnego zapotrzebowania na ... czytam więcej » Udział energii słonecznej w Polsce jest bardzo niski i według urzędu statystycznego, pozyskanie energii z promieniowania słonecznego w porównaniu do innych źródeł odnawialnych w 2017 roku wyniósł niecałe 1%.... czytam dalej »

Szafy energetyczne, sterowniczne, rozdzielcze - dlaczego nie wiesz co wybrać? »

szafy rozdzielcze i sterownicze Zgrupowanie urządzeń elektroenergetycznych wraz z szynami zbiorczymi, połączeniami elektrycznymi, elementami izolacyjnymi i osłonami, służący do rozdziału energii elektrycznej i łączenia oraz ... czytam dalej »


Bezprzewodowa automatyka domowa - i możesz sterować wszystkim w domu »

Intuicyjne oprogramowanie do projektowania listew ze złączkami !

Automatyka domowa - sterowaniem ze smatfona Projektowanie listew - oprogramowanie
Nowoczesny smartdom powinien być gotów na każde życzenie. Dlatego rozwiązania bezprzewodowej automatyki domowej dają Ci zdalną kontrolę nad funkcjami Twojego domu - oświetleniem, roletami, ogrzewaniem ... czytam więcej » Intuicyjne oprogramowanie do projektowania listew ze złączkami oraz profesjonalnego opisywania oznaczników do złączek szynowych, przewodów, kabli, urządzeń i instalacji. Oprogramowanie dostępne jest bezpłatnie na stronie www ... chcę poznać »

Małe, średnie i duże systemy sterowania »

Sterowniki plc Jeszcze kilka lat temu sterowniki PLC „tylko” wspierały pracowników przy wykonywaniu monotonnych zadań i zwiększaniu szybkości produkcji. Aktualnie każda produkcja ... czytam dalej »


Złącza silnoprądowe - czy silikon sobie poradzi?

Złącza silnopradowe Czy możemy zastosować elastyczne przewody silikonowe i czy są one odporne na uszkodzenie i wysokie temperatury? Przykładowo dla przekroju kabla 240 mm2 ... chcę obejrzeć »


Może Cię to zainteresuje ▼

Wyświetlacz cyfrowy - jaki wybrać?

Technologie robotyczne zgodne z koncepcją Industry 4.0 » »

wyświetlacze cyfrowe robotyka i automatyka
Współpracujący z dowolnym nadajnikiem sygnału w standardzie 4-20 mA. Urządzenia nie wymagające dodatkowego zasilania. Do obszaru zastosowań ... czytam więcej » Nowoczesne urządzenia mechaniczne nic nie znaczyłyby bez ukrytej w nich elektroniki, dizęki której ... czytam dalej »


Odczyty cyfrowe - przyrządy przeznaczone do wyświetlania położenia »

czytniki cyfrowe Współpracują z przetwornikami przemieszczeń liniowych (liniały) i kątowych (enkodery). Wykonywane są w różnych wersjach dostosowanych do (...) czytam dalej »


1-fazowe liczniki energii elektrycznej - widziałeś to?!

Inteligentny system dystrybucji mocy »

Liczniki energii jakie wybrać moc
Wymagania stawiane licznikom energii elektrycznej zawarte są w normach oraz przepisach (...) czytam dalej » Uniwersalne zastosowanie, w pojedynczych szafach sterowniczych, jak też w kompletnych systemach... czytam dalej »

Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »
10/2019

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 10/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Projekt zasilania pompowni pożarowej
  • - Przekładniki niekonwencjonalne wykorzystywane w automatyce elektroenergetycznej
Zobacz szczegóły
COMEX S.A. COMEX S.A.
O firmie COMEX S.A. od początku swojej działalności, tj. od 1987 zajmuje się kompleksową obsługą klientów w zakresie zasilania...

Ciekawe strony

Elektryk na Fixly.pl

EPS System - agregaty prądotwórcze

Producent oświetlenia

Ciekawa Architektura

Instalacje

Literatura fachowa

Rekuperacja

Termomodernizacja

Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright @ 2004-2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa, w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl