Sposób montażu SPD
w rozdziel­nicy

Para­dok­salnie zasto­so­wanie nawet najlep­szego ogra­nicz­nika prze­pięć nie zapewnia lite­ralnie odpo­wied­niej ochrony prze­pię­ciowej insta­lacji i zasi­la­nych z niej urzą­dzeń. Wpływ na to ma co najmniej kilka istot­nych czyn­ników. Najistot­niejsze z nich postaram się omówić w tym opra­co­waniu. 

Jak zadbać o właściwy poziom ochrony napię­ciowej? 

W tej kwestii uwagę kieruje się głównie na para­metr Up prze­wi­dzia­nego do zasto­so­wania ogra­nicz­nika prze­pięć. Najczę­ściej zachodzi zasada, że poziom ochrony napię­ciowej (Up), zapew­niany przez aparat SPD, jest istotnie niższy niż poziom napięcia wytrzy­my­wa­nego typowy dla zasi­la­nych urzą­dzeń. Niestety ogra­ni­czenie się do tego para­metru może prowa­dzić do błędów zwią­za­nych z brakiem zacho­wania zasad poprawnej insta­lacji. W prak­tyce należy uwzględnić wpływ obec­ności elementów łącze­nio­wych i dobez­pie­cza­ją­cych, które skut­kują pogor­sze­niem (wzro­stem) efek­tyw­nego poziomu ochrony napię­ciowej. 

W tym przy­padku bierzemy pod uwagę spadki napięć wyni­ka­jące głównie z induk­cyj­ności połą­czeń (L1, L2) oraz impul­so­wego charak­teru prze­pły­wa­ją­cego prądu udaro­wego lub wyła­dow­czego. W efekcie napięcie reszt­kowe, które będzie pano­wało krót­ko­trwale pomiędzy prze­wo­dami czyn­nymi a prze­wodem uzie­mienia to suma napięcia ogra­ni­czania zapew­nia­nego przez aparat SPD oraz spadki napięcia odkła­da­jące się na elemen­tach prze­wo­dzą­cych w gałęzi odpro­wa­dzenia ładunku. Dopiero speł­nienie warunku, poziomu efek­tywnej ochrony napię­ciowej, uwzględ­nia­jącej wszystkie jej skła­dowe, niższej od napięcia wytrzy­my­wa­nego, zapewnia właściwe wyma­gane zabez­pie­czenie.

U_Pef < U_w

Dla uprosz­czenia przyj­muje się, że 1 m połą­czenia w tej gałęzi wpro­wadza spadek rzędu 1 kV.

Aby uniknąć i zmini­ma­li­zować paso­żyt­niczy wpływ tego zjawiska, zapis w normie PH-HD 60364-5-34:2016, zaleca ogra­ni­czenie długości wspo­mnia­nych połą­czeń (odcinki a+b) do łącznej wartości 0,5m.

Niestety, ze względu na dostępną prze­strzeń i zastane warunki, bardzo często trudno jest spełnić ten warunek w sposób bezpo­średni. 

Rozwią­zanie 

Można ten problem pokonać stosując kilka rozwiązań, wska­za­nych we wspo­mnianej normie i w oparciu o wiedzę i prak­tykę inży­nierską. 

Pierwsze uprosz­czenie wynika z możli­wości zasto­so­wania połą­czenia aparatu SPD z prze­wo­dami czyn­nymi w ukła­dzie V. W tym przy­padku nie ma koniecz­ności uwzględ­niania długości odcinka „a”, a tym samym wyni­ka­ją­cego z tego spadku napięcia. Dosko­nałym ułatwie­niem insta­la­cyjnym w tym zakresie są podwójne zaciski zasto­so­wane w ogra­nicz­ni­kach prze­pięć firmy Hager. 

Drugim rozwią­za­niem, popra­wia­jącym skutecz­ność ochrony prze­pię­ciowej, które należy stosować wtedy, kiedy niemoż­liwe jest zapew­nienie odpo­wiednio krót­kiego połą­czenia pomiędzy szyną uzie­mia­jącą a odpo­wied­nimi zaci­skami SPD, jest rozbu­dowa połą­czeń uzie­mia­ją­cych. Aby uniknąć wpływu nadmier­nych spadków napięć, należy zasto­sować pośrednią listwę uzie­mia­jącą. Można ją zloka­li­zować w rozdziel­nicy, gdzie plano­wane jest zain­sta­lo­wanie SPD. W takim przy­padku należy bezwzględnie pamiętać o połą­czeniu obwodów ochron­nych PE do wspo­mnianej dodat­kowej pośred­niej listwy uzie­mia­jącej.

W takim przy­padku, pod uwagę należy brać spadek napięcia na wska­zanym odcinku pomiędzy zaci­skami SPD a pośrednią listwą uzie­mia­jącą. Należy pamiętać, że jako elementy stano­wiące uzie­mienie w rozdziel­nicy można użyć prze­wo­dzące elementy konstruk­cyjne rozdziel­nicy. Kluczo­wymi para­me­trami, które należy brać wtedy pod uwagę są ich prze­krój i połą­czenie z główną szyną uzie­mia­jącą.

Dobez­pie­czenie SPD – zło konieczne, czy jednak nieko­niecznie? 

Dodat­kowym utrud­nie­niem i czyn­ni­kiem pogar­sza­jącym poziom ochrony może być koniecz­ność zasto­so­wania dobez­pie­czenia. Dzieje się tak wtedy, kiedy wartość zabez­pie­czenia prze­tę­że­nio­wego F1 poprze­dza­ją­cego SPD jest większa niż graniczna wartość Fmax dla zasto­so­wa­nego SPD. 

Wiąże się to z licz­nymi kompli­ka­cjami. W przy­padku zadzia­łania elementów dobez­pie­cza­ją­cych i braku ciągłego moni­to­ro­wania ich stanu, istnieje istotne ryzyko, że obiekt budow­lany będzie pozba­wiony podsta­wowej ochrony SPD, bez świa­do­mości tego faktu przez osoby zain­te­re­so­wane, np. służby utrzy­mania i konser­wa­tor­skie. Należy nadmienić, że prze­glądy okre­sowe nie są w tym przy­padku rozwią­za­niem problemu. Wyła­do­wania atmos­fe­ryczne są zjawi­skiem powta­rzalnym i często po wyła­do­waniu głównym nastę­pują kolejne udary pioru­nowe, które niejako wyko­rzy­stują zjoni­zo­wany kanał pioru­nowy. Jeśli prąd następczy spowo­duje zadzia­łanie dobez­pie­czenia, w trakcie kolej­nych udarów obiekt jest już pozba­wiony stopnia ochrony SPD. 

Zasto­so­wanie rozłącz­nika bezpiecz­ni­ko­wego wiąże się z dodat­ko­wymi wymo­gami w kwestii prze­strzeni w rozdziel­nicy i odpo­wied­nich akce­so­riów monta­żo­wych (koszt). Próba zasto­so­wania zbyt małych gaba­ry­towo (oszczęd­ność miejsca), a tym samym bardziej podat­nych na eksplozję wkładek, może doce­lowo dopro­wa­dzić do np. zwarć łuko­wych i pożaru, czy też eksplozji rozdziel­nicy. 

Zasto­so­wanie dodat­ko­wych elementów w gałęzi odpro­wa­dza­jącej prąd udarowy pogarsza poziom ochrony napię­ciowej – należy uwzględnić dodat­kowy spadek napięcia na tych elemen­tach i połą­cze­niach pomiędzy SPD i elemen­tami dobez­pie­czenia. 

Wysoka gęstość prądu w elemen­tach topi­ko­wych może spowo­dować rozpad topika i równo­czesny zapłon wielu łuków, co skut­kuje spad­kiem napięcia na bezpiecz­niku.

Z powyż­szych powodów, jeśli to tylko możliwe, należy unikać dobez­pie­czania SPD. Stosując odpo­wiednie rozwią­zania SPD z oferty firmy Hager, można uniknąć w pełnym zakresie wartości zabez­pie­czeń głów­nych.