p r e z e n t a c j a

p r e z e n t a c j a

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l n r 4 / 2 0 1 3�

p r e z e n t a c j a

Aby móc sprostać wytycznym normy produktowej DIN EN 61643-11 [1] i normy insta-lacyjnej VDE 0100-534 [2] dotyczącej urządzeń ochrony przepięciowej, ograniczniki przepięć wyposaża się w zewnętrzne zabezpieczenia przetężeniowe. Producenci po-winni publikować dane i przygotowywać karty informacyjne o wartościach tych zabez-pieczeń. Oprócz zwiększonego zapotrzebowania na miejsce w szafie rozdzielczej po-jawia się także oczywiście problem rozmieszczenia dodatkowego okablowania zabez-pieczeń. Aby usunąć te niedogodnośc, powstała nowa seria urządzeń, zawierająca we-wnętrzne zabezpieczenia wewnątrz modułu ogranicznika przepięć, co daje użytkow-nikowi wiele korzyści.

ogranicznik przepięć z wbudowanym zabezpieczeniem wstępnymBernd Leibig – DEHN+SÖHNE

odporność zwarciowa

Norma produktowa dla urządzeń ochrony przepięciowej DIN EN

61643-11 [1] reguluje kwestię proce-dur testowych, którym musi podle-gać dane urządzenie ochrony przepię-ciowej. Między innymi muszą być przeprowadzone testy na odporność

zwarciową urządzenia. W ramach tych testów zamienia się warystory w ogranicznikach typu 2 na atrapy miedziane i przeprowadza dwie pró-by testowe: 1. kontrola wykazywanej odpor-

ności zwarciowej: obiekt testowy przyłączany jest do źródła napięcia o częstotliwości sieci, której spo-dziewany prąd zwarciowy odpo-wiada wykazanej przez producen-ta odporności zwarciowej przy zde-finiowanym współczynniku mocy,

2. testy dla niższego prądu zwarcio-wego: obiekt testowy jest przyłą-czany do źródła napięcia o często-tliwości sieci. Spodziewany prąd zwarcia źródła napięcia powinien

być równy pięciokrot-nej wartości znamiono-wego prądu maksymal-nej ochrony nadprądo-wej deklarowanej przez producenta.Uznaje się, że urządzenie

przeszło pomyślnie testy, je-śli zwarciowy prąd sieciowy zostanie przerwany przez wewnętrzne lub zewnętrz-ne urządzenie odłączające, przy czym nie odnotuje się żadnego niebezpiecznego efektu (np. powstania pło-mienia), a SPD nie powin-no wykazywać dostępu do części pod napięciem. Aby spełnić te kryteria, producenci wyka-zują w kartach informacyjnych pro-duktu maksymalne wartości zabez-pieczenia nadprądowego. Jako przy-kład może tu służyć instrukcja mon-tażu ogranicznika DEHNguard® mo-dular (rys. 2.). Wykazuje ona, że za-bezpieczenie nadprądowe nie może być większe niż 125 A gL/gG.

odporność na prąd zwarciowy

Podczas wymiarowania zabez-pieczenia nadprądowego ogra -

nicznika przepięć należy uwzględ-nić kolejny ważny aspekt. Oczywi-ście, zabezpieczenie nie może mieć większej wartości niż ta deklarowa-na przez producenta. Nie może być ono jednak dowolnie niskie, ponie-waż wtedy nie zostanie zapewnio-na pożądana odporność na prąd zwarciowy. Zgodnie z normą DIN EN 61643-11 [1] w trakcie testów pracy ogranicznika należy przete-stować także urządzenia odłącza-jące (wewnętrzne i zewnętrzne). Oznacza to, że wykazane przez producenta zabezpieczenie nad-

Rys. 2.  Wymiarowanie zabezpieczenia nadprądo-wego dla ogranicznika DEHNguard® mo-dular

Rys. 1.  Wyraźnie mniejsze zapotrzebowanie na miejsce – porównanie warunków montażu tradycyjnego ogranicznika typu 2 i ogranicznika DEHNGUARD® M/S Ci

DEHN.indd 2 13-03-26 14:47:08

w w w. e l e k t r o . i n f o . p ln r 4 / 2 0 1 3�

prądowe musi być także odporne na deklarowany prąd udarowy, któ-ry nie powinien wyzwalać wspo-mnianego zabezpieczenia. Maksy-malne wartości prądu udarowego Imax dla powszechnie stosowanych ograniczników przepięć typu 2 leżą w obszarze pomiędzy 25 kA a 40 kA znormalizowanego prądu udarowe-go 8/20 [µs]. W tabeli 1. przedsta-wione zostały wartości zadziałania zabezpieczeń nadprądowych typu NH (zabezpieczeniem niskiego na-pięcia dużej mocy) dla takich prą-dów udarowych. Zawarte w niej dane ukazują, że przy maksymal-nym prądzie udarowym ogranicz-nika o wartości Imax 35 kA zabezpie-czenie nadprądpwe powinno mieć wartość przynajmniej 100 A gL/gG, aby wytrzymać prąd udarowy, któ-ry jest w stanie odprowadzić ogra-nicznik. W przeciwnym razie za-bezpieczenie nadprądowe ograni-czałoby zdolności pracy ograniczni-ka. Skutkiem tego zabezpieczenie nadprądowe uzyskiwałoby punkt zadziałania przy mniejszych prą-dach udarowych, co zmniejszało-by dostępność instalacji.

Uwzględniając wszystkie wymie-nione powyżej aspekty, idealnym zabezpieczeniem nadprądowym dla ogranicznika typu 2 jest bezpiecznik 125 A gL/gG. Typową dla tego układu instalację pokazuje rysunek 1. Można z niego łatwo wywnioskować, że nale-

ży zaplanować znacznie więcej miej-sca dla zabezpieczenia nadprądowe-go (3×NHOO 125 A gL/gG) niż dla sa-mego ogranicznika przepięć.

Ponadto trzeba uwzględnić także okablowanie, które oczywiście jest wliczane do ogólnej długości przy-łącza ochrony przepięciowej, a ta – zgodnie z normą DIN VDE 0100-534 [2] – powinna być krótsza niż 0,5 m, a w żadnym wypadku nie przekra-czać 1 m [3].

dobór i wymiarowanie zabezpieczeń nadprądowych

Kolejnym aspektem mogącym przysporzyć problemów w codziennej praktyce jest prawidłowy dobór i wy-miarowanie rozłączników instalacyj-nych jako ochrony dodatkowej. Karty informacyjne sporządzane przez pro-ducentów wykazują zazwyczaj war-tości maksymalne dla zabezpieczeń nadprądowych – bezpieczniki o cha-rakterystyce gL/gG. Wynika to z fak-tu, że dla takich zabezpieczeń charak-terystyka ochrony w dalszych zakre-sach jest zestandaryzowana i nieza-leżna od producenta. Nie ma to miej-sca w przypadku rozłączników insta-lacyjnych, co prowadzi do sytuacji, w której zastosowanie rozłączników in-stalacyjnych musi być rozpatrywane za każdym razem jako odrębny przy-padek. Należy przy tym zapewnić,

aby rozłącznik instalacyjny – obejmując cały obszar swe-go działania (do maksymal-nej wartości prądu zwarcio-wego w instalacji) – zadzia-łał i przerwał prąd zwarcio-wy równie szybko lub szyb-ciej niż zalecane przez produ-centa zabezpieczenie gL/gG. Jak widać na rysunek 3., krzy-wa Q1 (rozłącznik instalacyj-ny) musi leżeć przy maksy-malnym prądzie zwarciowym w danej instalacji zawsze po-niżej krzywej F1 (zabezpiecze-nie gL/gG).

Podsumowując można stwierdzić, że aby dobór zabezpiecze-nia nadprądowego ograniczników był prawidłowy, należy wziąć pod uwagę kilka podstawowych aspektów, które wymagają od użytkownika gruntow-nej wiedzy fachowej z tej dziedziny. Poza tym planując instalację zabez-pieczeń nadprądowych ogranicznika, należy wziąć pod uwagę następujące zagadnienia: zapotrzebowanie na miejsce w

szafie rozdzielczej, większy nakład pracy przy monta-

żu zabezpieczeń nadprądowych, dodatkowe okablowanie – zwięk-

szenie długości przewodów.

ogranicznik typu 2 z wbudowanym zabezpieczeniem wstępnym

W celu rozwiązania wymienionych problemów firma DEHN + SÖHNE

skonstruowała nowy typ ogranicz-nika typu 2 [4], w którym zabezpie-czenie wstępne jest zintegrowane w zaledwie jednej jednostce modułu ochronnego urządzenia ochrony prze-pięciowej. Przykładem takiego ogra-nicznika jest DEHNguard® M/S…CI (rys. 4.).

Ten rodzaj ogranicznika typu 2 przeznaczony do instalacji na szynie montażowej TH 35 mm, oferuje użyt-kownikom wiele zalet: brak potrzeby montowania dodat-

kowego zabezpieczenia nadprądo-wego – jest ono zintegrowane w module ochronnym, wyraźnie zmniejszone zapotrze-

bowanie na miejsce w rozdzielni-cy (patrz rys. 6.), wyraźnie mniejszy nakład pracy

przy montażu, kontrola zintegrowanego zabez-

pieczenia nadprądowego za po-

Rys. 3.  Porównanie charakterystyki zabezpieczenia gL/gG (F1) i rozłącznika insta-lacyjnego (Q1)

Rys. 4.  Ogranicznik przepięć DEHNguard® M TNC CI 275 FM

Wartości znamionowe zabezpieczenia typu NH

Wartość zadziałania obliczona dla prądu udarowego (8/20 µs),

w [kA]InA

I2tminA2S

35 3030 14,763 9000 25,4

100 21 200 38,9125 36 000 50,7160 64 000 67,6200 104 000 86,2250 185 000 115,0

Tab. 1.  Tabela wartości zadziałania zabezpieczeń nadprądowych typu NH przy prądzie udarowym o kształcie 8/20 µs

DEHN.indd 3 13-03-26 14:47:10

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l n r 4 / 2 0 1 3�

p r e z e n t a c j a

mocą wskaźnika optycznego oraz zdalnie poprzez zestyki, możliwość zastosowania krót-

kich przewodów przyłączenio-wych, zgodnie z normą DIN VDE 0100-534 [2], DEHNguard® jest do-stosowany do wszystkich syste-mów (TNC, TNS, TT, jedno- i wie-lopolowe).Podwójny system nadzoru „Ther-

mo-Dynamik-Control” kontroluje nie tylko temperaturę powierzchniową warystora tlenkowo-cynkowego, ale także wysokość przepływającego prą-du, oraz wykorzystuje obie te dane do analizy. Ponadto optyczny wskaźnik funkcji (zielony sprawny – czerwony uszkodzony) i połączony z nim moduł zdalnej sygnalizacji sygnalizują fakt zadziałania zintegrowanego zabezpie-czenia wstępnego. Dzięki temu zabez-pieczenie pozostaje pod kontrolą mo-dułu zdalnej sygnalizacji. Jest to wiel-ka zaleta w przypadku zastosowania

w układach, w których zabezpiecza-nie nadprądowe musi bezwzględnie pozostawać pod kontrolą.

zastosowanie ogranicznika typu 2 z wbudowanym zabezpieczeniem wstępnym

Podstawowe przypadki zastoso-wania ogranicznika DEHNguard® M/S…CI są następujące: w instalacjach, których główne

zabezpieczenia nadprądowe in-stalacji elektrycznej są wyższe niż 125 A gL/gG (w przemyśle, w większych budynkach funkcjo-nalnych), w instalacjach za granicą, ze spe-

cyficznymi wytycznymi krajowy-mi, które preferują oddzielne za-bezpieczenia nadprądowe, lub też w krajach, gdzie jest to przyję-tą praktyką instalacyjną (Francja, Włochy, częściowo Hiszpania), i

przede wszystkim w instala-cjach, dla których osoby odpo-wiedzialne za utrzymanie insta-lacji traktują wytyczną „Priory-tet ciągłosci zasilania” zgodnie z normą DIN VDE 0100-534 [2] jako wartość nadrzędną.Jako zastosowanie wytycznej

„Priorytet ciągłości zasilania” [2] należy rozumieć połączenie szere-gowe składające się z ograniczni-ka i urządzenia ochrony nadprądo-wej (zabezpieczenie nadprądowe ogranicznika) (rys. 6.). W momen-cie zadziałania zabezpieczenia nad-prądowego ogranicznika instalacja jest w dalszym ciągu zasilana na-pięciem, aby zapewnić ciągłość za-silania. Uszkodzony moduł wtyko-wy musi zostać szybko wymieniony, aby przywrócić bezusterkową funk-cjonalność ochrony przepięciowej. Dzięki temu, że urządzenia są wy-posażone w wymienialne moduły ochronne, jest to prosta czynność. Dzięki użyciu ogranicznika z wbu-dowanym bezpiecznikiem można doskonale zastosować ten wariant połączenia bez potrzeby stosowa-nia dalszych zewnętrznych kom-ponentów.

podsumowanie

Nowy ogranicznik typu 2 stano-wi idealną kombinację zabezpie-czenia nadprądowego ograniczni-ka i elementu ochrony przepięcio-wej w jednym module ochronnym, o szerokości jednego standardowe-go modułu TE (18 mm). Oferuje on użytkownikom wiele zalet, wymie-

reklama

DEHN Polska Sp. z o.o.02-822 Warszawa

ul. Poleczki 23Platan Park, wejście F

tel./faks 22 335 246 669dehn@dehn.plwww.dehn.pl

niając chociażby mniejsze zapotrze-bowanie na miejsce w rozdzielnicy i łatwość montażu. Ponadto użytkow-nik nie musi wykazywać się szcze-gółową wiedzą na temat kryteriów wymiarowania zabezpieczeń nad-prądowych ograniczników, ponie-waż wszystkie te aspekty zostały uwzględnione przez producenta i w najlepszy możliwy sposób do siebie zintegrowane.

Autor jest menedżerem produktu w Wydziale Ochrony Przepięciowej w firmie DEHN + SÖHNE.

literatura

1. DIN EN 61643-11 (VDE 0675-6-11): 2007-8: Ochrona przepięcio-wa dla niskich napięć – Część 1: Urządzenia ochrony przepięcio-wej do zastosowania w instala-cjach niskiego napięcia – wymo-gi i kontrola, VDE-VERLAG, Ber-lin; Beuth-Verlag

2. DIN VDE 0100-534 VDE 0100-534:2009-02: Budowa instala-cji niskiego napięcia. Część 5-53: Dobór i montaż urządzeń elek-trycznych. Rozłączanie, przełą-czanie i sterowanie – rozdział 534: Urządzenia ochrony prze-pięciowej (ÜSE) VDE-VERLAG, Berlin; Beuth-Verlag

3. BLITZPLANER® – wydanie 2, zaktualizowane ISBN 978-3-00-021115-7, DEHN + SÖHNE, Neu-markt.

4. Katalog „Ochrona przepięciowa 2010/2011”, DEHN + SÖHNE, Neumarkt.

Rys. 5.  Wnętrze ogranicznika DEHNguard® M/S… CI: a) widok z przodu, b) widok z tyłu

Rys. 6.  Zastosowanie wytycznej „Priorytet ciągłości zasilania” zgodnie z nor-mą DIN VDE 0100-534 [2] w module ochronnym ogranicznika DEHNguard® M/S … CI

OCPD – urządzenie zabezpieczające nadprądowe wymagane przez wytwór-cę SPD

SPD – urządzenie do ograniczania przepięć E/I – urządzenie lub instalacja poddawana ochronie przed przepięciam

a) b)

DEHN.indd 4 13-03-26 14:47:12