Dlaczego ograniczniki przepięć są niezbędne w instalacjach
Przepięcia w instalacjach elektrycznych stanowią poważne zagrożenie dla urządzeń. One powstają najczęściej podczas burz, włączania dużych odbiorników lub awarii w sieci energetycznej. Statystyki pokazują, że 80% uszkodzeń sprzętu elektronicznego wynika właśnie z przepięć atmosferycznych.
Ograniczniki przepięć chronią instalacje przed szkodliwymi skokami napięcia. Ich zadaniem jest przekierowanie nadmiernej energii do ziemi w czasie krótszym niż 25 nanosekund. To urządzenia, które mogą zaoszczędzić tysiące złotych na naprawach czy wymianie uszkodzonego sprzętu.
Nowoczesne instalacje wymagają wielopoziomowej ochrony przeciwprzepięciowej. Pierwszy poziom stanowią ograniczniki klasy T1, drugi to urządzenia T2, a trzeci – T3. Każdy z nich pełni określoną funkcję w systemie zabezpieczeń i ma swoje konkretne zastosowanie.
Ograniczniki T1 i T2 w praktyce
Ograniczniki klasy T1 instaluje się w głównych rozdzielnicach budynków. Są one przeznaczone do ochrony przed bezpośrednimi uderzeniami pioruna o prądzie udarowym do 100 kA. Te urządzenia charakteryzują się czasem odpowiedzi poniżej 100 nanosekund i napięciem ochronnym około 4 kV.
Urządzenia typu T2 montuje się w rozdzielnicach podrzędnych oraz przy wrażliwych odbiornikach. Ich prąd znamionowy wynosi zazwyczaj od 5 do 40 kA, a napięcie ochronne nie przekracza 1,5 kV. Ogranicznik przepięć t1 t2 łączy funkcje obu typów w jednym urządzeniu.
Kombinowane ograniczniki T1+T2 oferują kompleksową ochronę w pojedynczym module. Są one szczególnie praktyczne w małych instalacjach, gdzie brak miejsca na oddzielne urządzenia. Ich zastosowanie zmniejsza koszty montażu o około 30% w porównaniu z osobnymi ogranicznikami.
Zabezpieczenia instalacji fotowoltaicznych
Instalacje fotowoltaiczne wymagają specjalnych ograniczników przystosowanych do pracy z napięciem stałym. Standardowe urządzenia AC nie nadają się do ochrony paneli słonecznych ze względu na różnice w charakterystykach łuku elektrycznego. Ograniczniki DC mają napięcie pracy od 600 V do 1500 V w zależności od konfiguracji systemu.
Farmy fotowoltaiczne o mocy powyżej 40 kW wymagają wielostopniowej ochrony przeciwprzepięciowej. Na poziomie stringów montuje się ograniczniki o prądzie znamionowym 15-20 kA, w falownikach stosuje się urządzenia 40 kA, a w głównej skrzynce DC – 60 kA. Ograniczniki przepięć do farm pv muszą być certyfikowane zgodnie z normą IEC 61643-31.
Prawidłowy dobór ograniczników DC wymaga analizy napięcia obwodu otwartego całego systemu. Przy temperaturze -10°C napięcie to może wzrosnąć o 12-15% powyżej wartości nominalnej. Dlatego ważne jest pozostawienie odpowiedniego marginesu bezpieczeństwa przy wyborze napięcia pracy ogranicznika.
Ochrona sieci średniego napięcia
Instalacje średniego napięcia od 1 kV do 52 kV wymagają specjalistycznych ograniczników przystosowanych do większych mocy. Te urządzenia muszą wytrzymać prądy zwarciowe rzędu 25-63 kA oraz napięcia robocze do 42 kV. Ich konstrukcja opiera się na zaworach wyładowczych z tlenkiem cynku lub iskiernikach wieloelektrodowych.
Ograniczniki SN instaluje się w stacjach transformatorowych, rozdzielniach kablowych oraz przy liniach napowietrznych. Ograniczniki przepięć sn wyposażone są w systemy monitoringu stanu technicznego umożliwiające zdalną kontrolę parametrów pracy. Ich żywotność wynosi średnio 25-30 lat przy normalnych warunkach eksploatacji.
Dobór ograniczników średniego napięcia wymaga uwzględnienia typu uziemienia punktu neutralnego sieci. W sieciach z punktem neutralnym izolowanym stosuje się urządzenia o napięciu znamionowym równym napięciu fazowemu. W systemach z uziemionym punktem neutralnym przez impedancję – ograniczniki o napięciu 1,73 raza większym.
