Ograniczniki przepięć PHOENIX CONTACT dla domu

 Ochrona przed zagrożeniami Ograniczniki przepięć
PHOENIX CONTACT dla domu
Opinie co do zmieniającego się klimatu są podzielone. Jedni widzą w tym naturalne
zjawisko cykliczne, drudzy niefrasobliwą ingerencję człowieka w naturę. Tak czy
inaczej podział na cztery pory roku już uległ w naszym kraju zachwianiu, a wiele
zjawisk typowych dla pory letniej może zdarzyć się też zimą. Przykładem mogą
być burze z wyładowaniami piorunowymi, które mogą być groźne w skutkach,
zwłaszcza gdy wyładowania występują w sąsiedztwie naszego domu.
PHOENIX CONTACT od wielu lat zajmuje się projektowaniem
i produkcją profesjonalnej aparatury do ochrony instalacji elektrycznych oraz zasilania i sygnałów przed skutkami przepięć i wyładowań atmosferycznych – potocznie zwanych przepięciówką czy też
ochronnikami. Wiele lat własnych obserwacji potwierdziło, że stosowanie ograniczników przepięć we wszelkich instalacjach elektrycznych zdecydowanie zmniejsza prawdopodobieństwo awarii urządzeń w nich pracujących.
Produkty PHOENIX CON­TACT przeznaczone są przede wszystkim do zastosowań tam, gdzie ciągłość pracy systemów jest koniecznością, a więc w przemyśle, energetyce czy telekomunikacji, dlatego
odpowiadają one najwyższym wymaganiom technicznym. Oferta zawiera również ograniczniki przepięć dla zastosowań w gospodarstwach
66
Elektroinstalator 11/2011
domowych i w małych biurach. Nie są to najtańsze produkty na rynku, lecz wykonania sprawdzone praktycznie, z gwarancją zastosowania najnowocześniejszych technologii i optymalnego poziomu ochrony. PHOENIX CONTACT, jako jeden z nielicznych producentów tego
typu wyposażenia na świecie, korzysta z własnych rozwiązań, sprawdzanych regularnie w laboratoriach badawczych.
Jeżeli piorun uderzy bezpośrednio w budynek mieszkalny lub bardzo blisko niego, nie należy się łudzić – istnieje prawdopodobieństwo,
że część sprzętu elektronicznego, zainstalowanego w takim domu,
ulegnie zniszczeniu. Energia wyładowania jest olbrzymia i rozprzestrzenia się kilkoma drogami, dlatego też nawet w normach nie zakłada się
obecnie rozwiązań w 100% skutecznych. Nie ulega jednak wątpliwości, że nawet w tak ekstremalnej sytuacji stosowanie ochrony zdecy-
Rys. 1. Kolejne poziomy redukcji przepięć w instalacjach domowych
dowanie poprawia szanse przetrwania urządzeń. Tym bardziej
że jej stosowanie, tak jak stosowanie wyłączników różnicowoprądowych, jest nakazane prawem budowlanym.
Jeśli wyładowanie następuje w większej odległości, rzędu setek metrów, sytuacja jest
inna – brak jest bezpośredniego wpływu prądu piorunowego.
Powstające w trakcie wyładowania pole elektromagnetyczne indukuje we wszystkich przewodach elektrycznych napięcie, które
może osiągnąć bardzo dużą wartość, rzędu kilku tysięcy woltów.
Zjawisko takie trwa bardzo krótko
(ułamki sekund), ale jest wystarczające, aby zniszczyć urządzenie podłączone do takiego przewodu. Takie krótkotrwałe skoki
napięcia, podobne do ostrych
pików, do poziomu kilowoltów
nazywane są przepięciami. Są
to jednak zjawiska, które niosą
zdecydowanie mniej energii i łatwiej mogą być opanowane niż
w przypadku bezpośredniego
wyładowania w obiekt.
Zwykle w każdym domu lub
mieszkaniu są trzy rodzaje prze-
wodów elektrycznych, które są
doprowadzone z zewnątrz: zasilające linie elektryczne, linie telefoniczne oraz przewody od anten
zewnętrznych (telewizji tradycyjnej
i satelitarnej). Każdy z nich może
być źródłem wysokiego napięcia,
indukowanego w wyniku pobliskiego wyładowania atmosferycznego. W przypadku rozważania
instalowania ochrony przed przepięciami trzeba zachować się tro-
chę jak żeglarz na łodzi. Powinno
się uszczelniać wszelkie przecieki w poszyciu, nawet te powyżej
linii wody. Wspomniane rodzaje
przewodów są źródłem takich
przecieków. Innymi słowy, aby
w pełni ochronić zainstalowany
w domu sprzęt, powinno się zastosować właściwe aparaty chroniące dla każdego z tych przewodów – na tym w praktyce polega
wspomniane „uszczelnianie”.
Rys. 2. Przykład ogranicznika typu T1 do sieci TN-S do złącza
kablowego
W istotny sposób może w tym
pomóc oferta PHOENIX CONTACT, obejmująca swym zakresem ochronę przed przepięciami
dla wszystkich wymienionych rodzajów obwodów. Warto zwrócić uwagę, że zastosowanie ochrony jedynie na liniach zasilających nie
zapewnia przetrwania elementów
instalacji, jednak wyraźnie zmniejsza
szanse na ich uszkodzenie.
Obecnie wiele komputerów
ma wbudowane modemy i podłączone są na stałe do linii telefonicznych – stąd, choć od strony
zasilania urządzenie jest bezpiecznie, źródłem uszkodzenia może
być linia telefoniczna. Inny przykład: dekoder satelitarny ma stale
podłączoną antenę – tu również
w przewodzie antenowym mogą
indukować się groźne dla urządzenia przepięcia, które − jeśli
nie będą obniżone do bezpiecznego poziomu − mogą uszkodzić
nie tylko dekoder.
Przykłady rozwiązań
W zastosowaniach przemysłowych dla obwodów zasilania
wyróżnia się trzy podstawowe
poziomy ochrony przed przepięciami i częściowymi prądami
piorunowymi, dla których stosuje się określone typy ograniczników przepięć (typ T1, T2 i T3),
dające w rezultacie przed waż-
Rys. 3. Przykład ogranicznika
typu T2 do sieci TN-S wewnątrz
instalacji
www.elektroinstalator.com.pl
67
OchrOna przed zagrOżeniami nym dla nas urządzeniem bezpieczny poziom przepięć. Można
to zobrazować jako kolejne „obcinania pików” wysokiego napięcia do coraz niższej wysokości, aż do osiągnięcia właściwej
w miejscu podłączenia odbiornika (rys. 1).
Porównanie dopuszczalnych
normami poziomów przepięć
trwających mikrosekundy na złączu naszego domu (6 kV) do wytrzymywanych przez nasz sprzęt
w domu (1,5 kV) pokazuje konieczność zastosowania dodatkowych urządzeń ochronnych.
Rys. 5. Ograniczniki T2 typu VAL-CP-1S-350 i VAL-CP-3S-350
na, która też jest często instalowana w domach jednorodzinnych. W dalszej części artykułu
przedstawiono kilka wybranych
produktów z oferty PHOENIX
CONTACT, dobranych pod katem ochrony podstawowej przed
przepięciami, a przeznaczonych
dla domu, obejmujących zastosowanie ograniczników przepięć
typu T2 i T3.
Rys. 4. Przykład ogranicznika
typu T3 do sieci TN-S, dostępne
wykonania w wersji SCHUKO
jak i z tzw. „bolcem” przed
urządzeniem chronionym
Można to też porównać do układu trzech naczyń przelewowych,
gdzie każde umożliwia odprowadzenie do innego kanału nadmiaru wody w głównym kanale, tak
aby na końcu utrzymany był stały
poziom bez szansy przelania. Bez
ochrony za każdym razem maksymalne przepięcia dopuszczalne
na wejściu w złączu kablowym naszego domu (do 6 kV) będą penetrowały całą instalację.
W praktyce domowej najczęściej spotyka się ograniczniki typu
T2 i T3. Typ T1 przeznaczony jest
do tablic rozdzielczych tam, gdzie
zasilanie prowadzone jest linią napowietrzną, lub gdy na budynku
istnieje instalacja piorunochron68
Elektroinstalator 11/2011
Ograniczniki przepięć T2
typu VALVETRAB
W jednofazowych sieciach typu
TN-S, gdzie pomieszczenia zasilane są trzema przewodami:
żółtozielonym, niebieskim i brązowym, zastosowanie znajduje
ogranicznik typu: VAL-CP-1S-350.
Podłączane są do niego przewody: fazowy (L1 – brązowy), neutralny (N – niebieski) i ochronny
(PE – żółtozielony). Taki rodzaj
sieci występuje w większości domów i mieszkań.
Dla sieci trójfazowej TN-S (potocznie mówiąc tzw. „siły” ), wykorzystującej przewody fazowe:
L1, L2, L3, przewód neutralny (N)
i ochronny (PE), właściwym ogranicznikiem jest VAL-CP-3S-350.
W większości zastosowań domowych lub biurowych dwa powyższe ograniczniki przepięć są
wystarczające.
Rozwiązania dla innych układów sieci zasilania można znaleźć
w katalogu TRABTECH lub w katalogu elektronicznym na stronie www.phoenixcontact.pl.
Wskazane aparaty montuje się
na szynie DIN, a więc w rozdzielnicy zasilającej dom, mieszkanie lub biuro. Warto uwzględnić je w projekcie już na etapie
budowy i od razu przewidzieć
dla nich miejsce w rozdzielnicy.
Również w istniejących instalacjach można znaleźć rozdzielnice,
gdzie taki aparat się zmieści i można go podłączyć, a z jej modernizacją powinien poradzić sobie
każdy wykwalifikowany elektryk,
posługując się załączoną instrukcją montażową. Należy tylko pamiętać, że przewody podłączające
powinny być tak krótkie, jak tylko
jest to możliwe oraz ich przekro-
je nie mniejsze niż zastosowane
w chronionych obwodach.
Ochrona dla gniazd
wtyczkowych i korytek
kablowych
BT-1S-230AC/A i BT-SKT
230/A (typ T3)
Kolejne ograniczniki przepięć są
ciekawą propozycją, zwłaszcza
dla istniejących instalacji. Ich podłączenie nie wymaga przeróbki
instalacji, a jedynie wyjęcia istniejącego gniazda sieciowego,
podłączenia równolegle ochronnika i ponownego zmontowania
gniazda. Małe wymiary ogranicznika przepięć umożliwiają umieszczenie go w tej samej puszce instalacyjnej co gniazdo. Ponieważ
opisywana procedura wymaga
Rys. 6. Ogranicznik T3 typu BT-1S-230AC/A
miętać, że te ograniczniki przepięć powinny być poprzedzone
w instalacji opisywanym wcześniej ogranicznikiem T2, np. VALCP-1S-350. Omawiane aparaty
występują tylko w wykonaniu
SCHUKO.
Rys. 7. Widok zainstalowanego ogranicznika BT-1S-230AC/A wokół
gniazda instalacyjnego
Ograniczniki C-SAT-BOX,
C-TV-SAT i C-TV/HIFI
do ochrony instalacji
telewizji satelitarnej
i naziemnej
Kolejne ograniczniki są również
proste oraz szybkie w montażu
i zapewniają skuteczną ochronę domowych instalacji antenowych. Nie wymagają żadnych
przeróbek w instalacjach antenowych czy zmiany gniazdek.
Podłącza się je do istniejących instalacji antenowych, stosując się
do załączonych prostych instrukcji
obrazkowych. Wszystkie części są
w komplecie. Warto je stosować
zwłaszcza wtedy, gdy od strony
zasilania instalacja jest już chroniona, a brakuje „uszczelnienia”
od strony przewodów antenowych. Parametry elektryczne
urządzeń umożliwiają ich pracę
w instalacjach telewizji kablowych,
a urządzenia z opisem „TV-SAT”
mają zastosowanie w obwodach
telewizji satelitarnej.
Adapter MNT-TV-SAT
i listwa z gniazdami CBTTV-SAT dla instalacji
telewizji satelitarnej
(typ T3)
Ograniczniki, podobnie jak opisana
powyżej listwa i adapter, zapewniają ochronę od strony zasilania
i dodatkowo ochronę przewodu
anteny satelitarnej. Również nie
wymagają one żadnych przeróbek w instalacji. W przypadku
zastosowania ogranicznika typu
MNT-TV-SAT warto pamiętać,
aby był on włączony w instalację
zasilania tak blisko przewodu, jak
jest to możliwe. Jeśli stosowane
są przedłużacze z listwami zawierającymi kilka gniazd, należy
umieścić go w pierwszym gnieździe listwy od strony przewodu,
a także należy unikać stosowania
go do gniazd na ścianie przed
wtyczką przedłużacza. Listwy
CBT-TV-SAT występują tylko
w wykonaniu SCHUKO.
Inne obwody
Wiele autonomicznych obiektów,
jak domy wolno stojące, jest wyposażonych w systemy grzewcze
oparte o piece ze sterującymi modułami elektronicznymi. Znane
są przypadki, kiedy brak ochrony
w obwodzie sterownika powo-
Rys. 8. Ogranicznik T3 typu BT-SKT-230/A
jednak demontażu gniazda sieciowego, powinien wykonać ją wykwalifikowany elektryk.
Zastosowanie np. aparatów BT1S-230AC/A można także przewidzieć w nowych instalacjach
i od razu montować je w korytkach zasilających.
Listwa z gniazdami
CBT-ISDN i adapter
MNT-ISDN
Najprostszymi ogranicznikami
typu T3 do zastosowania dla każdego użytkownika są rozwiąza-
nia nie wymagające ingerencji
w instalację elektryczną. W zależności od potrzeb może to być
listwa z pięcioma gniazdami sieciowymi lub pojedynczy adapter
(np. do zastosowania ze zwykłą
listwą rozgałęziającą). Dodatkowo
każde z nich zapewnia ochronę linii telefonicznej – czyli np. ochronę modemu w komputerze lub
telefonu stacjonarnego. Jednym
aparatem zapewnia się ochronę
od strony zasilania i od strony linii telefonicznej, co jest proste
i wygodne. Warto jednak pa-
Rys. 9. Przykład zainstalowanego ogranicznika BT-SKT-230/A w kanale
kablowym
www.elektroinstalator.com.pl
69
OchrOna przed zagrOżeniami Rys. 10. Listwa CBT-ISDN
Rys. 11. Przykład zastosowania listwy CBT-ISDN w rzeczywistym układzie
Rys. 12. Rozwiązaniem dla gniazd z tzw. „bolcem” jest ogranicznik T3 typu MNT-ISDN
dował wyłączenia i awarie pieca. Powodowało to dyskomfort
mieszkańców z powodu zimna
oraz znaczne wydatki na nowy sterownik. Jeśli zastosowano na wejściu zasilania do budynku ogranicznik typu T2, to bezpośrednio
przed sterownikiem pieca warto
zainstalować typ T3 w wykonaniu stosownym do możliwości
przyłączeniowych, np. adapter
do gniazda sieciowego.
Które rozwiązanie
wybrać?
Dążenie do oszczędności i minimalizacji wydatków sprawia,
że klienci zadają często pytania:
– „A co się stanie, gdy zainstaluję w domu tylko ochronniki typu
T2 i T3, albo wręcz tylko typu
T3? Czy instalacja będzie chroniona? Czy jest to bezpieczne?”.
Nie ma prostej i jednoznacznej
70
Elektroinstalator 11/2011
odpowiedzi na tak postawione
pytania.
Dużo zależy od konfiguracji
konkretnej instalacji, od odległości budynku od najbliższej stacji
transformatorowej, sposobu prowadzenia zasilania, od długości
kabli zasilających, kubatury obiektu, jego wysokości, etc. – chodzi
w tym wszystkim o poziom energii, która po uderzeniu pioruna
dotrze do domu lub mieszkania.
Zawsze energia ulegnie częściowemu stłumieniu i rozprzestrzenieniu „po drodze”, pozostaje pytanie do jakiego poziomu?
Istnieją pewne przybliżone warunki, które pomagają oszacować
zagrożenie, jak np. obecność instalacji piorunochronnej czy prowadzenie instalacji zasilającej napowietrznie. W takich sytuacjach
zaleca się tworzenie kompletnej
ochrony instalacji, w miarę moż-
liwości stosując wszystkie trzy
stopnie ochrony wraz z ochroną
obwodu komunikacyjnego (instalacja telefoniczna). Zastosowanie
ochronników w sposób wybiórczy przy takich warunkach znacznie
zmniejsza prawdopodobieństwo
przetrwania podłączonego sprzętu
Rys. 13. Rodzina rozwiązań do ochrony instalacji telewizji satelitarnej
nych przypadkach (np. jego palność). Wydatek kilku, a zwłaszcza
kilkunastu tysięcy złotych na dobry
sprzęt i wyposażenie domu oznacza, że być może warto rozważyć
jego ochronę na równie wysokim
poziomie, tak jak zwykle chroni się
dobrą inwestycję. Inaczej przypomina to trochę sytuację, gdy kupując elegancką limuzynę wyposażamy ją w bieżnikowane opony. ■
Mieczysław Ludwików
PHOENIX CONTACT
Rys. 14. Przykład zastosowania ogranicznika MNT–TV-SAT w instalacji do odbioru sygnałów telewizyjnych
w systemach satelitarnych
– ogranicznik może zadziałać tylko
raz i ulec uszkodzeniu (sam typ T3),
co przy bezpośrednim sąsiedztwie
sprzętu TV/SAT nie jest wskazane. Ogranicznik może też nie być
dostatecznie skuteczny przy zbyt
dużej odległości od chronionego
urządzenia, przez co sprzęt czasem ulega uszkodzeniu ( „samotny” odległy typ T2).
Jako minimum rozważane do
ochrony w domu czy mieszkaniu
powinno się instalować dwa poziomy ochrony – ochronniki typu
T2 i T3. Należy jednak podkreślić,
że zastosowanie ogranicznika T2
w instalacji zdecydowanie poprawia jej szanse przetrwania.
Podsumowanie
Kilka słów o kosztach. Na rynku można znaleźć różne oferty:
bardzo tanią, średnią i droższą.
Należy tutaj zachować ostrożność
w wyborze. Tanie lub niewiadomego pochodzenia ochronniki mają
w praktyce nieprzewidywalne parametry elektryczne (o ile w ogóle działają). Ich niski koszt sugeruje również brak testów wyrobów
gotowych w laboratorium wysokich napięć. Testy takie zapewniają optymalizację każdego produktu
nie tylko pod kątem odprowadzanej energii, ale również sprawdzą
zachowanie się wyrobu w skraj-
Literatura
[1] katalog: Ochrona przed przepięciami TRABTECH firmy PHOENIX
CONTACT
[2] www.phoenixcontact.pl
Rys. 15. Przykład zastosowania ogranicznika MNT–TV-SAT w instalacji do odbioru sygnałów telewizyjnych
w naziemnych systemach tradycyjnych
Rys. 16. Przykład zastosowania listwy CBT–TV-SAT w instalacji do odbioru sygnałów telewizyjnych
w systemach kablowych
www.elektroinstalator.com.pl
71