Ogra­nicz­niki prze­pięć
w sezonie burzowym

Przed­miotem opra­co­wania jest wska­zanie możliwie uniwer­sal­nego i ekono­micznie uzasad­nio­nego rozwią­zania w dzie­dzinie SPD w budynku jedno­ro­dzinnym. Bierzemy pod uwagę zasi­lanie budynku z sieci ener­ge­tycznej trój­fa­zowej w ukła­dzie TN-C lub TT. Ze względu na uniwer­sal­ność rozwią­zania nie defi­niu­jemy typu linii zasi­la­jącej (napo­wietrzna albo kablowa) oraz dopusz­czamy istnienie insta­lacji odgro­mowej.

W trakcie procesu doboru rozwiązań SPD należy brać pod uwagę liczne aspekty tech­niczne, co może prowa­dzić do błęd­nych inter­pre­tacji, a co za tym idzie -  niewła­ści­wego doboru rozwiązań. Dosko­nałym uprosz­cze­niem tego procesu jest zasto­so­wanie rozwią­zania możliwie uniwer­sal­nego, a jedno­cze­śnie speł­nia­ją­cego wszystkie wymogi. Takie rozwią­zanie oczy­wi­ście nie wyczer­puje wszyst­kich poten­cjal­nych kombi­nacji, ale w ich znako­mitej więk­szości pozwala na zreali­zo­wanie założeń.

Proces doboru odpo­wied­niego typu SPD rozpo­czy­namy od analizy warunków otoczenia obiektu i jego wypo­sa­żenia tech­nicz­nego np. insta­lacji odgro­mowej (LPS), rodzaju linii zasi­la­jącej, sąsiedztwa (obszar o promieniu ok. 1 km) itd. W więk­szości przy­padków docho­dzimy do wniosku, że należy zasto­sować SPD typu 1 (T1), ze względu na istotne ryzyko wystą­pienia prądu udaro­wego o kształcie fali 10/350 µs.

W innym przy­padku możemy zasto­sować SPD T2 na wejściu insta­lacji do budynku, ale należy pamiętać, że powyższe rozwią­zanie możemy zasto­sować jedynie kiedy zostaną speł­nione wszystkie wymie­nione niżej warunki:

• Brak insta­lacji LPS na obiekcie budow­lanym oraz na obiek­tach sąsia­du­ją­cych w promieniu ok. 1 km.
• Brak sąsia­du­ją­cych (do 1 km)  z chro­nionym budyn­kiem wyso­kich obiektów tj. drzewa, słupy, maszty, kominy.
• Linia zasil­jąca kablowa (co najmniej 30 m od granicy budynku).

W znako­mitej więk­szości przy­padków, nasz budynek miesz­kalny jedno­ro­dzinny będzie zasi­lany siecią w ukła­dzie TN-C lub TT. Typowy układ TN-S z rozdziałem prze­wodów PE i N już od trans­for­ma­tora jest w takim przy­padku niemal niespo­ty­kany.

W przy­padku zasi­lania w ukła­dzie TN-C, zgodnie z obowią­zu­ją­cymi wymo­gami, jesteśmy zobo­wią­zani do rozdziału bieguna PEN na osobne PE i N. Tym samym mamy do czynienia z insta­lacją w ukła­dzie TN-C-S.

Zarówno w tym przy­padku (TN-C-S czy TN-S) jak również TT, z powo­dze­niem możemy zasto­sować ogra­nicznik prze­pięć SPA931. Jest on przy­sto­so­wany do apli­ko­wania zarówno w ukła­dzie TN-S jaki i TT.  Wewnętrzna konstrukcja w ukła­dzie 3+1 jest uniwer­salna i pozwala na apli­kację opisaną, jak wyżej. Niewąt­pliwą zaletą takiej konstrukcji SPD jest istotne obni­żenie poziomu ochrony napię­ciowej, co dodat­kowo podnosi jego funk­cjo­nal­ność.

Zasto­so­wanie SPA931 w rozdziel­nicy głównej budynku jedno­ro­dzin­nego ma rozliczne zalety. Jedną z nich, aczkol­wiek nie jedyną, jest ochrona insta­lacji elek­trycznej w budynku. Oczy­wi­ście należy tu pamiętać, że ze względu na zjawiska fizyczne zacho­dzące w trakcie wyła­dowań atmos­fe­rycz­nych, obszar skutecznej ochrony jest ogra­ni­czony. Jako bezpieczny dystans przyj­muje się długość insta­lacji ok. 10 m.

Jedno­cze­śnie dla bezpo­śred­niego pobliża miejsca insta­lacji, czyli wspo­mnianej rozdziel­nicy głównej, poziom ochrony napię­ciowej wynosi tylko 1,2 kV, co zapewnia bezpie­czeń­stwo nawet dla wraż­li­wych kompo­nentów elek­tro­nicz­nych. Tym samym stanowi to ochronę dla takich elementów infra­struk­tury, jak insta­lacje alar­mowe, insta­lacje smar­thome itp.

Konstrukcja SPA931 pozwala na niesto­so­wanie dodat­ko­wego dobez­pie­czenia do wartości 160A zabez­pie­czenia topi­ko­wego poprze­dza­ją­cego SPD. W prak­tyce oznacza to, że w znako­mitej ilości przy­padków możemy ten aspekt pominąć. Należy zauważyć, że pozwala to na niepo­gor­szenie poziomu ochrony napię­ciowej, co jest celem nadrzędnym w obszarze stoso­wania SPD.

Styk kontrolny pozwala na stałe moni­to­ro­wanie spraw­ności wszyst­kich modułów ogra­nicz­nika prze­pięć SPA931. W połą­czeniu z wyko­rzy­sta­niem elementów sygna­li­za­cyj­nych lub podłą­cze­niem do domo­wego systemu alar­mo­wego, uzysku­jemy ciągły nadzór nad statusem aparatu SPD. Pozwala to na całko­wite unik­nięcie sytu­acji, kiedy który­kol­wiek moduł ulega uszko­dzenia, a my nie mamy tego świa­do­mości. Nadzo­ro­wanie stanu SPD pozwala na utrzy­manie go w stałej goto­wości do pełnienia swojej funkcji.

Jak wspo­mniano wcze­śniej, zasto­so­wanie zinte­gro­wa­nego ogra­nicz­nika SPA931 ma swoje ogra­ni­czenia. Podsta­wowa kwestia, którą należy rozważyć to wyzna­czenie obszaru obję­tego ochroną prze­pię­ciową. Dobrym przy­bli­że­niem jest przy­jęcie odcinka 10mb insta­lacji, jako odle­głości, w której ochrona SPD jest skuteczna i zacho­wany zostaje wyma­gany poziom ochrony napię­ciowej.

Jedną z metod opty­ma­li­zacji tego obszaru jest odpo­wiednie zloka­li­zo­wanie rozdziel­nicy, w której jest zabu­do­wany aparat SPA931.

W przy­padku, kiedy nie zasto­so­wano podroz­dzielnic, należy zasto­sować (zwłaszcza dla ochrony urzą­dzeń wraż­li­wych) SPD T3 insta­lo­wany bezpo­średnio przy chro­nio­nych urzą­dze­niach.