Rynek obfituje w ograniczniki przepięć. Jak wybrać te sprawdzone i stworzyć pełną oraz skuteczną ochronę antyprzepięciową? Jakich błędów już więcej nie popełniać? Na te i wiele innych pytań odpowiada Dariusz Szymkiewicz, kierownik projektu z firmy Hager.

Jakie są najczęstsze przyczyny występowania przepięć w instalacji elektrycznej?

Dariusz Szymkiewicz: Przyczyny można podzielić na dwie kategorie. Przepięcie atmosferyczne, spowodowane wyładowaniami atmosferycznymi, i przepięcia występujące w sieci energetycznej. Pierwsze możemy podzielić na wyładowania bezpośrednie w chroniony obiekt, w sieci napowietrzne przebiegające w pobliżu, w inne budynki znajdujące się w bezpośrednim sąsiedztwie chronionego obiektu oraz wyładowania doziemne, które wpływają do obiektu przez system uziemień. Drugie to przepięcia „przemysłowe”, które generują urządzenia energoelektroniczne, łączeniowe oraz zwarcia i wyładowania łukowe. Prawidłowo dobrana ochrona powinna nas chronić od obu tych zagrożeń.

Wiadomo, że sama instalacja odgromowa nie jest wystarczająca. Jak można ją wzmocnić?

Po uderzeniu pioruna w obiekt, który posiada instalację odgromową, część pioruna przechodzi do ziemi, natomiast druga część ładunku przechodzi na instalacje, które wchodzą do obiektu. Zgodnie z zasadą ochrony strefowej (LPZ) każde przejście z jednej strefy ochrony do następnej powinno być wyposażone w ograniczniki przepięć, które to zwiększają poziom ochrony. Warto zwrócić szczególna uwagę na połączenia wyrównawcze wszystkich instalacji budynkowych oraz zabezpieczenie linii sygnałowych wchodzących do budynku.

Z czego składa się niezawodny, pełny system ochrony przeciwprzepięciowej wg technologii firmy Hager?

W zależności od rodzaju chronionego obiektu, jego położenia oraz wyposażenia w instalacje (odgromowe, wodne, gazowe, elektryczne i teleinformatyczne) mamy odpowiedniego rodzaju ograniczniki przepięć. Nie ma jednego uniwersalnego sposobu ochrony przepięciowej, dlatego posiadamy w ofercie różnego rodzaju ograniczniki przepięć. Od samej topografii chronionego obiektu zależy rodzaj zastosowanych ograniczników. Ważne jest aby stopień i sposób ochrony był dobrany do chronionych urządzeń.

Czym się charakteryzują ograniczniki przepięć?

Na rynku występują dwa rodzaje ograniczników, iskiernikowe i warystorowe. Iskiernikowe są to urządzenie, które obcinają napięcie, mają większą zdolność odprowadzenia przepięcia do ziemi. Warystorowe są to urządzenia, które ograniczają poziom napięcia, mają mniejszą zdolność odprowadzenia ładunku elektrycznego. Dlatego bardzo ważny jest właściwy dobór ogranicznika. Z jednej strony ze względu na zagrożenie, które może wystąpić w miejscu jego zainstalowania, a z drugiej strony ze względu na dopasowanie do poziomu ochrony chronionego urządzenia (urządzeń).

Jak należy stosować ograniczniki?

Mamy 3 stopnie ochrony. Ograniczniki typu T1, czyli pierwszego stopienia ochrony, instalowane są na wejściu instalacji elektrycznej do obiektu. Dzięki nim impuls przepięciowy, który wchodzi, zostaje odcięty i odprowadzony do ziemi. Typ T2 chroni instalacje i urządzenia zabudowane wewnątrz budynku. Natomiast ograniczniki typu T3 chroni urządzenia elektroniki domowej tj. sprzęt AGD, rtv, komputerowy i pozostałą elektronikę użytkową. Te dwa pierwsze ograniczniki (T1 i T2), wspomniane przeze mnie, najczęściej stosuje się w rozdzielnicy głównej. Natomiast ograniczniki T3 stosuje się najbliżej chronionego urządzenia. Można je umieścić w rozdzielnicy, jeśli mają chronić urządzenia, które są blisko niej. Można je zastosować również w gniazdkach naściennych, wtyczkach do gniazdek, które ograniczają przepięcia, lub w listwach zasilających.

Czy ostatnio pojawiły się jakieś nowinki technologiczne w obszarze przeciwprzepięciowym?

W ostatnich latach został opracowany ogranicznik typu T1 kombinowany. Łączy on wytrzymałość i odporność na udary ogranicznika typu T1 z poziomem ochrony ogranicznika typu T2. Stosując go, zaoszczędzamy miejsce w rozdzielnicy, czas na montaż i pieniądze, i równie skutecznie chronimy instalacje. Daje on bardzo dobrą ochronę i oszczędność jeśli chodzi o budowę sieci przeciwprzepięciową.

Skąd wiemy, że kupione ograniczniki będą wstanie ochronić obiekty przed każdym uderzeniem pioruna?

Przede wszystkim powinniśmy wiedzieć z czym mamy do czynienia, czyli jakie prądy występują przy wyładowaniu piorunowym i jak się chronić przed skutkami jego działania.

Do badań laboratoryjnych przyjmuje się impuls piorunowy o wartości 200kA. Lata badań i doświadczeń pokazują również jakie wyładowania występują w przyrodzie najczęściej.

Kupując odpowiednie ograniczniki firmy Hager, elektryk jest pewien, że ograniczniki poradzą sobie z prądem udarowym o wartości 200 kA. Taką wielkość ma prąd wyładowczy pioruna. I taki prąd jest przyjmowany do testowania ograniczników przepić firmy Hager, konkretnie ograniczników typu SP120, SP320 i SP150. Nasze ograniczniki przepięć są badane i testowane w różnych laboratoriach, aby utrzymać odpowiednio wysoki poziom jakości. Potwierdzeniem tego są wyniki badań prowadzone w Polsce na Politechnice Białostockiej, a jest to laboratorium niezależne.

A co z pozostałymi wyładowaniami? Jaką mają moc?

Z testów wynika, że 90% ilości wyładowań piorunowych ma wartość poniżej 80 kA, a 50% poniżej 30 kA. Przekłada się to na wartości stosunkowe małe, zwłaszcza przy zastosowaniu instalacji odgromowej, gdzie rozpływ prądu udaru dzieli się po połowie na instalację odgromową i na inne instalacje wchodzące do budynku (elektryczna, sygnałowa, gaz, woda). Dlatego „niestety” ochrona nawet źle dobrana spełni swoje zadanie. „Niestety” dlatego, że opiera się na szczęściu, a nie na rzetelnej analizie i doborze urządzeń. Natomiast jeśli wyładowanie będzie miało większą wartość, a patrząc na anomalia pogodowe i gwałtowne burze w naszym kraju w ciągu ostatnich lat, jest to bardzo możliwe, to zniszczony zostanie sprzęt wart kilka lub kilkanaście tysięcy złotych.

Dlaczego ochrona jest źle dobrana? Gdzie leży błąd?

Bardzo często elektrycy kierują się kryterium ceny. Inwestorzy również często naciskają na elektryków na ograniczenie kosztów instalacji elektrycznej. Warunki techniczne jakim powinny odpowiadać budynki nakazują stosowanie urządzeń do ochrony przeciwprzepięciowej i przywołują Polskie Normy, wg których należy je instalować. Często ochrona jest dobierana na podstawie swoich upodobań, przyzwyczajeń, a nie analizie danego obiektu i urządzeń do ochrony. Następnym tematem jest weryfikacja parametrów podawanych przez producentów. A to wymaga chęci i czasu, aby dotrzeć do takich materiałów.

Czy przeprowadzono badania dotyczące jakości ograniczników, które trafiają na rynek?

Tak, w laboratorium na Politechnice Białostockiej i Instytucie Fizyki Plazmy i Laserowej Mikrosyntezy w Warszawie przeprowadzono w latach 2013 - 2014 roku badania ograniczników i wynika z nich, że na 20 przebadanych producentów, tylko 4 trzymało deklarowane parametry. Trzymały te najdroższe, a nie te najtańsze. Oczywiście kryterium ceny nie jest miarodajne. Ale generalnie ograniczniki iskiernikowe (to te droższe) trzymają lepiej parametry, niż warystorowe.

Jak sprawdzić czy dany ogranicznik jest odpowiednio przetestowany?

Na dzień dzisiejszy praktycznie takie możliwości są mocno ograniczone. Polski Komitet Ochrony Odgromowej organizuje różnego rodzaju sympozja i konferencje, na których pokazuje najważniejsze aspekty ochrony odgromowej i przepięciowej oraz kierunki działań w naszym prawie i przepisach wykonawczych. Ważnym kierunkiem działań PKOO jest stworzenie listy preferowanych ograniczników przepięć tych, które spełniają wymagania norm i deklaracji producentów. Na chwilę obecną możemy się posiłkować właśnie badaniami niezależnych laboratoriów.

Zapraszam na Targi ExpoPower do Poznania, gdzie 28 maja będzie wystąpienie, podczas konferencji towarzyszącej targom, omawiające to zagadnienie i ocenę wyników testów przeprowadzonych w niezależnych laboratoriach.

O czym należy pamiętać, stosując ochronę przeciwprzepięciową?

Aby ochrona była pełna i skuteczna należy chronić wszystkie instalacje wchodzące do budynku, oraz pamiętać o odpowiedniej instalacji uziemiającej i ochronnej (połączenia wyrównawcze). Zabudowanie ograniczników w odpowiednich odległościach od szyn uziemiających i chronionych urządzeń to trudne do rozwiązania problemy, jeżeli wykonuje się je w ostatnim cyklu budowy. Odpowiednie wczesne wejście na budowę (początek robót budowlanych) pozwala na odpowiednie ułożenie instalacji uziemiającej i odpowiednią lokalizację rozdzielnicy głównej.

Jakie błędy popełniają elektrycy?

Jest coś, o czym elektrycy nie pamiętają albo nie chcą pamiętać. To ochrona instalacji sygnałowych, antenowych, telefonicznych, kamer na elewacji, oświetlania zewnętrznego, sygnalizatorów alarmowych. Przewody tych wszystkich urządzeń powinny być wprowadzane do budynku poprzez ograniczniki przepięć. Niestety, jest to ochrona kosztowna i bardzo często pomijana w praktyce.

Dlaczego tak się dzieje?

Sądzę, że głównymi powodami jest brak wiedzy, koszty urządzeń do ochrony urządzeń zewnętrznych i mała popularność samych ograniczników sygnałowych.

Czy Hager ma w ofercie jakieś wyjątkowe produkty, które wyróżniają się na tle konkurencji?

Tak. Ogranicznik typu 1 kombinowany. SPN serii 800 jest to ogranicznik iskiernikowy sterowany. Może odprowadzać bardzo duży prąd wyładowczy przy wyładowaniu bezpośrednim. Zapewnia stopień ochrony T2 w instalacji elektrycznej, a w promieniu 5 m (długości przewodu) od zabudowania chroni urządzenia elektroniki jak ogranicznik T3. Stosując taki ogranicznik w rozdzielnicy głównej, możemy zabezpieczać również urządzania, które są w jej pobliżu tzn. centralę alarmową, automatykę kotła centralnego ogrzewania, domofon i inne. W tym przypadku jedno urządzenie chroni wszystkie urządzenia do sterowania domu. Jest to niewątpliwie produkt topowy w ofercie firmy dzięki swej uniwersalności, wielkości i możliwościach technicznych – „wszystko w jednym”.

Firma Hager ma rozwiązania kompleksowe do odpowiedniej ochrony przeciwporażeniowej, przeciwprzepięciowej. Dysponuje odpowiednimi połączeniami instalacji teletechnicznych, elektrycznych i pomiarowych dla budownictwa mieszkaniowego.

O czym należy pamiętać, instalując optymalny system przeciwprzepięciowy?

O odpowiednich połączeniach miedzy stopniami ograniczników. Żeby ochrona była pełna musi być T1, T2 i T3. Wyjątkiem, kiedy możemy pominąć ogranicznik T1 jest instalacja, która nie ma podłączenia napowietrznego, żadnych zewnętrznych sygnałów, które mogły by wprowadzić sygnał, do domu, nie ma też w pobliżu linii energetycznych, budynków z instalacją odgromową. Wtedy można zastosować ogranicznik T2, a potem T3. Jeśli stosujemy kombinowany T1, to możemy zrezygnować z ogranicznika T2. Wtedy dajemy T1 z T3 do urządzeń końcowych. Chrońmy urządzenia nie tylko od strony instalacji elektrycznej ale również od strony instalacji teletechnicznych.

Bardziej szczegółowych informacji o ochronie przeciwprzepięciowej oraz praktycznych wskazówkach montażowych udzielamy na szkoleniach w ramach Akademii Hager, na które serdecznie zapraszam.

Powstawanie przepięć od wyładowań atmosferycznych

SPD, zapewniające ochronę dwustopniową (T1+T2 lub T1 kombinowane),  realizuję ochronę przeciwprzepięciową we wszystkich powyższych przypadkach

Rozpływ prądu piorunowego w budynku wyposażonym instalację odgromową oraz przyłącza wodne i gazowe wykonane z rur metalowych (uziemione) (rys. a) oraz niemetalowych (rys. b)