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.

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.

Czytaj też: Uproszczony projekt instalacji piorunochronnej wolno stojącego budynku magazynu mps >>

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


Kursy SEP - zobacz terminarz szkoleń »

kurs sep Stowarzyszenie Elektroenergetyków Polskich oferuje szeroki wybór szkoleń, które pozwalają zdobyć między innymi uprawnienia g1. Organizujemy specjalistyczne kursy dla osób, które w dniu przystąpienia do szkolenia ukończyły 18 lat i posiadają minimum podstawowe wykształcenie. Dostępny w naszej ofercie kurs sep 1kv (...) czytam dalej »


Stacja transformatorowa na kółkach - robi wrażenie »

Rozdzielnica na kołach Jest to lekka stacja w obudowie metalowej, na podwoziu jezdnym – DMC 3,5T, z obsługą z zewnątrz, z możliwością łatwe (...) czytam dalej »


Urządzenia przeciwprzepięciowe (SPD) - jakie wybrać ?

urządzenia przeciwprzepięciowe spd Ochronniki przepięciowe odpowiednie do zastosowań w instalacjach 230 V lub 400 V, systemy jedno- lub trójfazowe, wymienny moduł warystora i zamknięty moduł iskiernika, wizualna i zdalna sygnalizacja stanu warystora oraz(...) czytam dalej »


Szynoprzewody w instalacjach elektrycznych - czy warto je wykorzystywać?

Bezpanelowe pozyskiwanie energii słonecznej - jak to zrobić?

szynoprzewody jak podłączyć bezpanelowa energia słoneczna
Przyjazne instalatorom ze względu na ich intuicyjny montaż i nieskomplikowaną budowę oraz szeroki wachlarz możliwości z zakresu wykonania różnego (...) czytam więcej » Innowacje i technologia przeszły długą drogę. Rzeczywiście wkroczyliśmy w nową generację nowoczesnych udogodnień, które nie tylko sprawiają, że nasz styl życia jest bardziej luksusowy i komfortowy, ale... czytam dalej »

Jaki licznik energii elektrycznej wybrać - porównanie 2019 »

Fotowoltaika Mogą być stosowane do rozliczeń z zakładami energetycznymi, do kontroli procesów przemysłowych, do rozliczeń podnajemców oraz jako element systemów zarządzania ... czytam dalej »


Jak mocować przewody instalacji odgromowej?

Czy energii odnawialnej uda się zastąpić węgiel?

Wsporniki ochrony odgromowej energia odnawialna a węgiel
W obudowie wykonanej z wysokiej jakości polietylenu kryje się betonowy rdzeń. Szczelnie zamknięta konstrukcja chroni go przed niekorzystnym wpływem czynników pogodowych i... czytam więcej » Według ostatniego raportu brytyjskiego koncernu BP do 2040 r. odnawialne źródła energii staną się głównym źródłem energii na świecie. Czy rzeczywiście ... czytam dalej »

Sekcja: Instaluj z Legrandem dla profesjonalisty »

System zarządzania energią Jesteś Instalatorem? W tej sekcji w szybki i łatwy sposób znajdziesz niezbędne ... czytam dalej »


Może Cię to zainteresuje ▼

Jaki wybrać uniwersalny, programowalny wyświetlacz cyfrowy?

Kable i przewody - dobierz odpowiednie do swojego projektu »

Sterowniki programowalne kable i przewody - jakie wybrać
Współpracujący z dowolnym nadajnikiem sygnału w standardzie 4-20 mA. Urządzenie nie wymaga dodatkowego zasilania. Do obszaru zastosowań urządzenia wlicza się sterowanie oraz ... czytam więcej » Właściwie wykonana i dostosowana do konkretnych zagrożeń środowiskowych instalacja elektryczna powinna do minimum ograniczać zagrożenia... czytam dalej »


Kable średniego i niskiego napięcia - wymagania standardów międzynarodowych»

Gdzie znajduje zastosowanie współczesna termowizja?

PRzewody i kable standardy Termowizja w elektryce
Szeroki asortyment przewodów i kabli produkowanych zgodnie z wymaganiami restrykcyjnych standardów międzynarodowych(...) czytam dalej » Zadbaj o bezpieczeństwo i uniknij awarii. Za pomocą kamery termowizyjnej możliwe jest bezdotykowe sprawdzenie instalacji elektrycznej przy pełnym obciążeniu. Dzięki temu można(...) czytam dalej »

Stacje ładowania pojazdów od Kolejowych Zakładów Łączności ?

UPS zasilacze Stacja umożliwia szybkie ładowanie prądem zmiennym o mocy do 22 kW (opcjonalnie 44 kW). Wyposażona jest w dwa gniazda osobno opomiarowane (...) czytam dalej »


Jak komunikować urządzenia w środowisku przemysłowym ??

Ograniczniki przepięć (SPD) o udoskonalonych osiągach »

Switche zarządzalne spd ograniczniki
Switche niezarządzalne są to urządzenia, które mają za zadanie przekazywanie danych między urządzeniami w wymagającym środowisku przemysłowym. Ich zadaniem jest zapewnienie przede wszystkim stabilnej, jak również wydajnej komunikacji.(...) czytam dalej » SPD o takim układzie elementów ograniczających przepięcia są stosowane w instalacji elektrycznej, w której nie powinny występować prądy upływu, nawet o niewielkich(...) 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 »
4/2019

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 4/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Projekt instalacji piorunochronnej wolno stojącego budynku magazynu mps
  • - Awarie sieciowe w krajowej sieci dystrybucyjnej
Zobacz szczegóły
Cantoni Motor S.A. Cantoni Motor S.A.
Grupa Cantoni została pionierem w produkcji silników elektrycznych już w XIX wieku i od tego czasu kontynuuje misję wdrażania...
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