Przepięcia to przebiegi nieustalone o amplitudach rzędu kilkudziesięciu kilowoltów, które występują w instalacji elektrycznej. Mogą one powodować uszkodzenie, a nawet zniszczenie urządzeń elektrycznych znajdujących się w obiektach budowlanych. W celu zapewnienia bezawaryjnej pracy urządzeń elektrycznych i elektronicznych stosuje się ograniczniki przepięć zgodnie ze strefową koncepcją ochrony przeciwprzepięciowej.

Zwody i przewody odprowadzające powinny zapewnić ochronę przed bezpośrednim oddziaływaniem prądu udarowego podczas wyładowania piorunowego w obiekt budowlany. Do ochrony odgromowej można wykorzystać przewodzące elementy konstrukcyjne obiektu, tzw. zwody i przewody odprowadzające naturalne, lub przewody umieszczone tylko w celu ochrony odgromowej, tzw. zwody i przewody odprowadzające sztuczne.

Urządzenie piorunochronne powinno przejąć i odprowadzić do ziemi prąd wyładowania piorunowego w sposób bezpieczny dla ludzi oraz eliminujący możliwość uszkodzenia chronionego obiektu budowlanego oraz urządzeń w nim zainstalowanych. Obecnie wprowadzane są cztery nowe normy serii PN-EN 62305, określające zasady ochrony odgromowej obiektów budowlanych. W normach tych szczególną uwagę zwrócono na ochronę przed piorunowym impulsem elektromagnetycznym, którego oddziaływanie może spowodować uszkodzenie lub błędne działanie urządzeń elektrycznych i elektronicznych wewnątrz chronionych obiektów budowlanych.

Ograniczniki przeciwprzepięciowe (SPD - Surge Protective Devices) są elementami biernymi, które stają się aktywne przy uderzeniu pioruna i przepływie prądu o odpowiedniej wartości. Pojedynczy ogranicznik może okazać się niewystarczający do skutecznego zabezpieczenia całej instalacji w obiekcie budowlanym, ponieważ ogranicza on częściowo przepływ prądu udarowego, który mimo zredukowanego napięcia może spowodować uszkodzenie urządzenia elektrycznego.

W instalacjach zasilających zasilacze UPS należy ograniczać przepięcia do poziomu wytrzymywanego przez te urządzenia oraz urządzenia elektroniczne i elektryczne, które są przez nie zasilane. Podstawą doboru ograniczników przepięć jest odporność udarowa zasilaczy UPS oraz urządzeń przez nie zasilanych. Dobierając ograniczniki przepięć (SPD) należy uwzględnić konieczność pozostawienia marginesu bezpieczeństwa pomiędzy poziomem odporności udarowej zasilacza UPS a poziomem ochronnym układu ograniczników.

Nowym zagadnieniem wprowadzonym przez normę ochrony odgromowej PN-EN 62305-2 jest metodyka analizy ryzyka oraz oceny uszkodzeń powodowanych przez wyładowania piorunowe. Zastosowanie zaleceń zawartych w tej normie umożliwia określenie nie tylko wymaganego poziomu ochrony urządzenia piorunochronnego, ale również potrzeby zastosowania innych środków ochrony, łącznie z oceną ich opłacalności.

W artykule porównano dane o doziemnych wyładowaniach piorunowych zarejestrowanych w Polsce przez system automatycznej detekcji piorunów ze statystycznymi danymi dotyczącymi porażeń ludzi przez pioruny. Jest ono próbą oszacowania zagrożenia piorunowego dla mieszkańców naszego kraju.

Zaburzenia elektromagnetyczne wywołane wyładowaniami atmosferycznymi są często poważnym zagrożeniem w prawidłowej pracy urządzeń elektrycznych i elektronicznych. Stosowanie układów zabezpieczających oraz właściwy ich dobór stały się już koniecznością. W artykule przedstawiono opracowany przez autorkę model generatora udaru kombinowanego do symulacji badań i projektowania modeli elementów układów ochrony przeciwprzepięciowej oraz przykładowe wyniki pomiarów i modelowania dla wybranego rodzaju warystora.

Poprawnie dobrany i zainstalowany układ urządzeń ograniczających przepięcia typu 1 (w dalszej części artykułu urządzenia ograniczające przepięcia SPD – Surge Protective Devices nazywane będą ogranicznikami przepięć typu 1) powinien zapewnić ochronę instalacji elektrycznej i urządzeń przed:

• bezpośrednim oddziaływaniem części prądu piorunowego,
• wszelkiego rodzaju przepięciami łączeniowymi oraz atmosferycznymi dochodzącymi z zewnętrznej sieci elektroenergetycznej.

Każdy obiekt budowlany powinien mieć zapewnioną profesjonalnie zaprojektowaną ochronę odgromową i przeciwprzepięciową, zgodną z wymaganiami stosownych norm. Dotyczy to zarówno budowy instalacji piorunochronnej, jak i odpowiedniego dobrania zwodów, przewodów odprowadzających czy wyznaczenia odstępów bezpiecznych.