by admin

Ochrona przeciwprzepięciowa w instalacjach niskiego napięcia – jak prawidłowo dobrać ograniczniki przepięć?

Dobór ograniczników przepięć (SPD) w instalacjach niskiego napięcia wymaga zgodności z normami, dopasowania do układu sieci (TN/TT/IT), właściwego doboru parametrów (Uc, Up, In/Imax, Iimp, Isccr, Ifi) oraz prawidłowego montażu i koordynacji kaskadowej. W praktyce najpierw określ ryzyko i topologię, następnie wybierz typ SPD (T1/T2/T3 lub T1+T2), sprawdź parametry, dobierz dobezpieczenie i przewody, a na końcu zweryfikuj długości połączeń oraz selektywność z RCD.

Podstawy i normy doboru SPD

Ochrona przeciwprzepięciowa w instalacjach nn opiera się na rodzinie norm: PN-EN 61643-11 (wymagania i metody badań SPD AC), PN-HD 60364-5-534 (dobór i montaż urządzeń do ochrony przed przepięciami w instalacjach), uzupełniająco IEC/PN-EN 62305-4 (koncepcja LPZ) oraz PN-EN 61643-31 dla torów DC (PV, magazyny energii). Projektant powinien rozpocząć od analizy ryzyka i klasy LPS obiektu, a instalator — od weryfikacji parametrów sieci (napięcie, układ, spodziewane prądy zwarciowe).

Typy SPD i ich zastosowanie

Typ 1 (T1) — odporność na prąd udarowy Iimp (10/350 µs); montaż na wejściu instalacji, w obiektach narażonych na bezpośrednie wyładowania lub z zewnętrznym LPS.
Typ 2 (T2) — ochrona przed przepięciami komutacyjnymi/indukowanymi; podstawowy poziom ochrony w rozdzielnicach głównych i piętrowych (próba 8/20 µs, In/Imax).
Typ 3 (T3) — ochrona „blisko odbiornika”; montaż możliwie najbliżej wrażliwych urządzeń (końcowy poziom Up dopasowany do kategorii przepięciowej sprzętu).
Kombinowane T1+T2 — skracają łańcuch ochronny, szczególnie w małych obiektach; kluczowa jest koordynacja energetyczna z kolejnymi stopniami.

Dobór do układu sieci: TN-C, TN-S, TT, IT

TN-C — SPD 3P lub 3P+PEN; uwzględnij ciągłość przewodu PEN i warunki zwarciowe.
TN-S / TN-C-S — najczęściej 3P+N (układ 4P) lub rozwiązanie 3+1 z iskiernikiem N–PE dla ograniczenia prądów następczych i symetryzacji napięć.
TT — rekomendowany układ 3+1 (N–PE iskiernik), aby uniknąć prądów upływu i niepożądanego zadziałania RCD; konieczna zgodność z rezystancją uziomu.
IT — SPD z kontrolą prądów następczych (Ifi) oraz właściwą koordynacją z układem monitorowania izolacji.

Parametry kluczowe przy doborze

Uc (napięcie trwałej pracy): dobierz ≥ 1,1×Un i odpowiednio do układu sieci oraz możliwych TOV (przeciążenia 50 Hz), by uniknąć przedwczesnej degradacji.
Up (poziom ochrony): Up < U_w urządzeń (kategoria przepięciowa) – im niższy, tym lepiej, ale z zachowaniem odporności energetycznej.
Iimp (10/350 µs) dla T1 oraz In/Imax (8/20 µs) dla T2: dopasuj do klasy LPS, zasilania i spodziewanych udarów.
Isccr (zdolność wytrzymania prądu zwarciowego) i Ifi (zdolność wygaszania prądu następczego): parametry muszą odpowiadać warunkom zwarciowym w miejscu instalacji i dobezpieczeniu.
Dobezpieczenie (wkładki gG/gL lub MCB): stosuj zgodnie z kartą katalogową SPD; w wielu rozwiązaniach „withstand” nie wymaga dodatkowej ochrony do określonej wartości prądu zwarciowego.
Sygnalizacja i styk zdalny: wskazane w instalacjach komercyjnych/przemysłowych dla nadzoru stanu wkładów.

Koordynacja kaskadowa i strefy LPZ

Skuteczną ochronę zapewnia kaskadowy łańcuch T1 → T2 → T3, powiązany z koncepcją LPZ: T1 przy złączu/rozdzielnicy głównej, T2 w rozdzielnicach podrzędnych, T3 blisko odbiorników. Zachowaj odstępy energetyczne między stopniami lub używaj dedykowanych dławików/separatorów, jeśli odległości są małe.

Montaż: prowadzenie przewodów, przekroje i RCD

Minimalizuj długość połączeń: suma a+b+c między fazą, SPD i szyną PE powinna być możliwie mała (praktycznie ≤ 0,5 m), prowadź prosto i równolegle, unikaj pętli.
Przekroje przyłączeń: w praktyce Cu ≥ 16 mm² dla T1 i Cu ≥ 6 mm² dla T2 (lub wg wymagań producenta i PN-HD 60364-5-534). Dla T3 akceptowalne są mniejsze przekroje zgodnie z kartą katalogową.
Uziemienie i wyrównanie potencjałów: zapewnij niską impedancję drogi do GSU; łącz elementy metalowe zgodnie z PN-HD 60364-5-54.
RCD: nie instaluj T1 za RCD; preferuj montaż przed RCD lub stosuj RCD selektywne Typ S / odpowiednio dobrane, aby uniknąć niepożądanych zadziałań.

PV i inne źródła DC – wymagania szczególne

Dla fotowoltaiki stosuj SPD zgodne z PN-EN 61643-31 po stronie DC (przy falowniku, a przy długościach przewodów > 10 m również przy generatorze) oraz po stronie AC falownika (zgodnie z PN-EN 61643-11). Dobieraj U_CPV do napięcia łańcucha, kontroluj Up, In/Imax oraz Iimp dla rozwiązań T1+T2, a przewody prowadź krótko i symetrycznie.

Najczęstsze błędy wykonawcze

Zbyt długie przewody i pętle indukcyjne zwiększające Up efektywne.
Błędny układ biegunów (zamiast 3+1 w TT montaż 4+0 z warystorami N–PE).
Niedoszacowane Isccr i/lub niewłaściwe dobezpieczenie SPD.
Umieszczanie T1 za RCD i brak selektywności.
Brak koordynacji T1–T2–T3 i pominięcie oceny TOV.
Niestosowanie PN-EN 61643-31 w torach DC (PV).

Checklist odbiorczy dla instalatora

Potwierdziłem typ SPD do klasy ryzyka i LPS, układu sieci oraz kategorii przepięciowej odbiorów.
Zweryfikowałem Uc, Up, In/Imax, Iimp, Ifi, Isccr oraz dobezpieczenie z kartą katalogową.
Zapewniłem koordynację kaskadową i poprawne lokalizacje T1/T2/T3.
Utrzymałem krótkie połączenia (suma a+b+c możliwie ≤ 0,5 m) i właściwe przekroje.
Zweryfikowałem pracę z RCD (selektywność, brak T1 za RCD).
Dla PV/DC: zastosowałem PN-EN 61643-31, sprawdziłem miejsca montażu (falownik/generator) i długości przewodów.

Potrzebujesz wsparcia w doborze konkretnych ochronników przepięć, złącz, aparatury modułowej i osprzętu? Skontaktuj się z Hurtowni elektroenergetycznej Elbud-Impex z oddziałami w Warszawie i Zgierzu k. Łodzi – doradzimy rozwiązania zgodne z normami i dostępne od ręki.

Źródła: