Ochrona przed przepięciami w instalacjach elektrycznych niskiego napięcia.

Przepięcia w instalacjach elektrycznych niskiego napięcia (określenie dotyczy napięcia w sieci energetycznej do 1kV) mogą powodować uszkodzenia lub zniszczenia urządzeń i obwodów elektrycznych i stanowić zagrożenie dla ludzi i zwierząt. Wartości napięć jakie pojawiają się w obwodach są wielokrotnie większe od napięcia znamionowego i mogą przekraczać wytrzymałość elektryczną izolacji obwodów i urządzeń. Przyczyną tego zjawiska mogą być wyładowania atmosferyczne (przepięcia zewnętrzne) lub stany spowodowane włączaniem i wyłączaniem urządzeń, a zwłaszcza silników dużej mocy np: śrutowników podczas przełączania gwiazda-trójkąt (przepięcia wewnętrzne).

Do ochrony przed przepięciami w instalacjach elektrycznych stosuje się ograniczniki przepięć.
Dobór ograniczników przepięć zależy od kategorii odcinków instalacji oraz wytrzymałości udarowej izolacji przewodów i zamontowanych urządzeń:

• Kategoria IV dotyczy złącza instalacji elektrycznej rozdzielni głównej w budynku lub w pobliżu złącza przed główną rozdzielnią i jest adresowana do zakładów energetycznych oraz dozoru technicznego.
• Kategoria III obejmuje stałą instalację narażoną na zredukowane już przepięcia atmosferyczne oraz przepięcia łączeniowe.
  Wymagane napięcie udarowe dla zainstalowanych tu przewodów i urządzeń powinno wynosić:
  - 2,5 kV dla sieci jednofazowej 230V;
  - 4 kV dla sieci trójfazowej 4x400V.
• Kategoria II dotyczy instalacji stałej budynku narażonej na zredukowane napięcie atmosferyczne oraz napięcia łączeniowe.
  Obejmuje urządzenia przyłączone do instalacji stałej budynku takich jak:
  - urządzenia gospodarstwa domowego;
  - elektryczne narzędzia prznośne;
  - komputery i urządzenia do regulacji mikroklimatu;
  - systemy komputerowe utrzymania zwierząt.
  Wymagane napięcie udarowe dla zainstalowanych tu przewodów i urządzeń powinno wynosić:
  - 1,5 kV dla sieci jednofazowej 230V;
  - 2,5 kV dla sieci trójfazowej 4x400V.
• Kategoria I określa urządzenia i elementy stosowane w częściach instalacji, w zestawach lub wewnątrz urządzeń. Wymagane napięcie udarowe dla zainstalowanych tu przewodów i urządzeń powinno wynosić:
  - 0,8 kV dla sieci jednofazowej 230V; - 1,5 kV dla sieci trójfazowej 4x400V.

Podział ograniczników przepięć stosowanych w sieci elektroenergetycznej niskiego napięcia:

• Klasa A - odgromniki. Stosowane m.in na słupach linii elektroenergetycznej niskiego napięcia.
• Klasa B (Klasa I) odgromniki przy instalacji i urządzeń w IV grupie przepięciowej.
  Ochrona odgromowa (przeciwprzepięciowa) oraz ochrona przed przepięciami łączeniowymi instalacji i urządzeń elektrycznych w IV kategori przepięciowej posiadających złącze instalacji odgromowej.
• Klasa C (Klasa II) ochronnik przeciwprzepięciowy dla III kategorii przepięciowej.
  Zapewnia ochronę przed przepięciami atmosferycznymi indukowanymi i przepięciami łączeniowymi.
  Montuję się w instalacjach elektrycznych w obiektach budowlanych, rozdzielnicach głównych, rozdzielnicach oddziałowych i tablicach rozdzielczych.
• Klasa D (Klasa III) ochronnik przeciwprzepięciowy dla drugiej kategorii przepięciowej.
  Montuje się w gniazdach wtykowych lub puszkach instalacyjnych lub bezpośrednio w urządzeniach.

W budynkach, w których istnieje ryzyko narażenia instalacji elektrycznej i odbiorników, do niej przyłączonych, na skutki bezpośredniego uderzenia pioruna (również w budynkach inwentarskich) zasilanych z linii napowietrznej, można stosować ochronniki przepięciowe podwójnej klasy B+C.

Zaletą wynikającą z zastosowania tych ochronników jest:
- kompaktowa budowa i łatwy montaż;
- brak ograniczeń zachowania odległości pomiędzy stopniami;
- zajmuje niewiele miejsca w rozdzielni.

Powyższe metody zapewniają ochronę przed podwyższonym napięciem powstałym na wskutek uderzenia pioruna w sieć energetyczną lub z powodu przepięć łączeniowych urządzeń podłączonych do tej sieci.
Stosowanie ochrony przepięciowej jest zalecane ze względu na straty jakie może ponieść użytkownik, który zamontował wiele urządzeń komputerowych, falowników itp. w swoich budynkach.
Musimy jednak pamiętać, że większość uszkodzeń urządzeń, dołączonych do sieci elektroenergetrycznej, jest spowodowana wystąpieniem w linii krótkotrwałych przepięć.

Chciałbym zwrócić uwagę na jescze jedno zjawisko występujące w trakcie uderzenia pioruna.
Wyładowanie atmosferyczne w metalowy zbiornik paszy - lub podobny, który znajduje się w pobliżu budynku, powoduje powstanie ogromnego pola elektromagnetycznego.
W tym przypadku szkody powstają w urządzeniach, nie ze strony zasilania, lecz z dołączonych obwodów antenowych, transmisyjnych lub przewodów czujników temperatury.

Do takich należy zaliczyć:

- odbiorniki telewizyjne i radiowe;
- telefony, faksy, modemy telefoniczne i internetowe;
- stacje komputerowego żywienia zwierząt Porcode;
- systemy do regulacji mikroklimatu.

Jak w takim razie zabezpieczyć się przed szkodą spowodowaną tym zjawiskiem ?

Trudno jest dobrać odpowiednie środki zabezpieczające.
W systemie regulacji mikroklimatu z komputerem farmerskim należy przewody transmisyjne montować wewnątrz pomieszczeń.
Podobnie jest w systemie elektronicznego żywienia zwierząt Porcode. Tu narażone są przewody transmisyjne komputerów a także obwody antenowe rozpoznawania zwierząt.
Jednym ze środków zapobiegawczych jest także połączenie ze sobą wszystkich części metalowych znajdujących się w budynku inwentarskim i połączenie ich do głównej szyny uziemiającej.

Można zastosować najstarszy, znany środek zapobiegawczy w czasie burzy. Rozłączyć obwody antenowe telewizyjne, wyłączyc systemy komputerowe żywienia zwierząt, rozłączyć linię telefoniczną itp.