Koncepcja ochrony

Dzięki urządzeniom ograniczającym przepięcia firmy Phoenix Contact można utworzyć wokół urządzeń i instalacji skuteczne obwody ochronne. Pozwala to na skuteczne wyeliminowanie ryzyka wniknięcia przepięć z zewnątrz. W tym celu na wszystkich złączach pomiędzy przewodami a obwodem ochronnym konieczne jest zainstalowanie odpowiednich urządzeń zabezpieczających.

W czterech kategoriach głównych można znaleźć odpowiednią ochronę przed przepięciami zasilaczy, AKPiA, systemów informatycznych oraz urządzeń nadawczych i odbiorczych.

Strefy ochrony

Położenie poszczególnych stref ochronnych na przykładzie typowego domu jednorodzinnego  

Położenie poszczególnych stref ochronnych na przykładzie typowego domu jednorodzinnego

Dla zapewnienia skutecznej ochrony konieczne jest określenie, gdzie znajdują się zagrożone urządzenia i jakie czynniki im zagrażają. Na poniższym rysunku przedstawiono typowy dom jednorodzinny, na którego przykładzie zaprezentowano położenie poszczególnych stref ochronnych.

Skrót LPZ oznacza „Lightning Protection Zone” i określa poszczególne obszary zagrożenia. Rozróżnia się następujące strefy:

  • LPZ 0A (bezpośrednie oddziaływanie prądu piorunowego): oznacza obszar zagrożenia poza budynkiem.
  • LPZ 0B (bezpośrednie oddziaływanie prądu piorunowego): oznacza strefę chronioną poza budynkiem.
  • LPZ 1: oznacza strefę wewnątrz budynku, zagrożoną przez przepięcia o wysokiej energii.
  • LPZ 2: oznacza strefę wewnątrz budynku, zagrożoną przez przepięcia o niskiej energii.
  • LPZ 3: strefa zagrożona przepięciami i innymi czynnikami, wywołanymi przez urządzenia i same przewody.

Skutki prądów udarowych w przewodach

Indukowanie napięć w przewodach  

Indukowanie napięć w przewodach

Ograniczanie przepięć polega na odprowadzeniu prądów o wysokiej częstotliwości oraz krótkotrwałych zjawisk przejściowych. Oznacza to, że nie jest istotna rezystancja, lecz opór indukcyjny przewodu.

Podczas odprowadzania tego typu prądów udarowych do potencjału masy, zgodnie z prawem indukcji ponownie powstają przepięcia pomiędzy punktem wprowadzenia a ziemią.

u0 = L x di/dt
u0 = napięcie indukowane w V
L = indukcyjność w Vs/A w H
di = zmiana prądu w A
dt = czas w s

Opór indukcyjny można zmniejszyć wyłącznie poprzez skrócenie długości przewodów lub połączenie równoległe torów odprowadzających. Dlatego najlepszym sposobem utrzymania impedancji łącznej toru, a tym samym napięcia resztkowego na niskim poziomie jest siatkowy układ wyrównania potencjałów o możliwie jak najdrobniejszych oczkach.

Wyrównanie potencjałów

Układy wyrównania potencjałów  

Układy wyrównania potencjałów

Kompleksowa ochrona jest możliwa wyłącznie poprzez kompleksową izolację lub kompleksowe wyrównanie potencjałów. Jednak z uwagi na to, że w wielu aplikacjach nie jest możliwa kompleksowa izolacja, jedyną opcją pozostaje kompleksowe wyrównanie potencjałów.

W tym celu wszystkie elementy przewodzące trzeba połączyć z układem wyrównania potencjałów. Połączenie elementów przewodzących z główną szyną wyrównania potencjałów wykonuje się za pomocą urządzeń zabezpieczających. W przypadku przepięcia urządzenia te stają się przewodzące i zwierają przepięcie. Zapewnia to skuteczną ochronę przed szkodami wskutek przepięcia.

Układy wyrównania potencjałów mogą mieć różną budowę:

  • Liniowy układ wyrównania potencjałów
  • Gwiazdowy układ wyrównania potencjałów
  • Siatkowy układ wyrównania potencjałów

Najbardziej skuteczną metodą jest siatkowy układ wyrównania potencjałów, ponieważ w tym przypadku wszystkie elementy przewodzące posiadają osobny przewód, a dodatkowe przewody łączą najkrótszą drogą wszystkie punkty końcowe. Ten sposób wyrównania potencjałów jest zalecany do aplikacji szczególnie wrażliwych, np. centrów obliczeniowych.

Wielostopniowa koncepcja ochrony zasilacza

Niezbędne środki ochrony urządzeń i instalacji dzielą się na dwa lub trzy stopnie w zależności od zastosowanych ograniczników i spodziewanych czynników środowiskowych. Urządzenia zabezpieczające poszczególnych stopni różnią się wysokością odprowadzanego prądu i poziomem ochrony zgodnie z klasyfikacją stopnia ochrony.

Trzystopniowa koncepcja ochrony z zainstalowanymi osobno stopniami ochrony:

  • Typ 1: odgromnik
    poziom ochrony < 4 kV, typowe miejsce montażu: rozdzielnia główna
  • Typ 2: urządzenie zabezpieczające
    poziom ochrony < 2,5 kV, typowe miejsce montażu: rozdzielnica
  • Typ 3: zabezpieczenie aparatowe
    poziom ochrony < 1,5 kV, typowe miejsce montażu: przed urządzeniem terminującym

Stopnie ochrony 1 i 2 można wykonać także w połączeniu urządzeń zabezpieczających. To urządzenie zabezpieczające spełnia wymogi stawiane urządzeniu zabezpieczającemu typu 1 i 2. Istotną zaletą jest prosta instalacja. Nie ma również konieczności uwzględnienia specjalnych warunków instalacyjnych. Szczególnie wydajne okazały się połączenia urządzeń zabezpieczających, które pracują zgodnie z zasadą AEC. AEC oznacza aktywną kontrolę energii. Na bazie elektroniki przerzutnikowej zasada AEC pozwala zapewnić, że energia z przepięcia zostanie odpowiednio rozdzielona na poszczególne stopnie ochrony. Zapobiega to przeciążeniu poszczególnych stopni ochrony i zapewnia niezbędnie niski poziom ochrony.

Trzystopniowa koncepcja ochrony z łączonym urządzeniem zabezpieczającym typu 1/2 i osobnym urządzeniem zabezpieczającym typu 3:

  • Typ 1/2: kombinacja odgromnika i urządzenia zabezpieczającego
    poziom ochrony < 2,5 kV, typowe miejsce montażu: rozdzielnia główna
  • Typ 3: zabezpieczenie aparatowe
    poziom ochrony < 1,5 kV, typowe miejsce montażu: przed urządzeniem terminującym

PHOENIX CONTACT Sp. z o.o

ul. Bierutowska 57-59
Budynek nr 3/A
51-317 Wrocław
071/ 39 80 410

W naszej witrynie stosujemy pliki cookies w celu świadczenia Państwu usług na najwyższym poziomie. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień dotyczących cookies oznacza, że będą one zamieszczane w Państwa urządzeniu końcowym. Możecie Państwo dokonać w każdym czasie zmiany ustawień dotyczących cookies. Więcej szczegółów w naszej Polityce Prywatności.

Zamknij