Jak dwa razy (nie)kupować ograniczniki przepięć: pierwszy raz tanio, drugi raz dobrze? Część 2

Podchodząc do tematu wyboru SPD dla ochrony naszej instalacji i jej aparatów zderzamy się świadomie lub nie z zagadnieniami związanymi z doborem i wyborem. Nie widzieć czemu miast zastosować od razu optymalny czasem droższy ogranicznik doprowadzamy do sytuacji, w której koszt łączny takiego zadania przekracza wręcz wartość znakomitego SPD.

Główny problem jednak tkwi w tym, że ten „drugi raz” dotyczy użytkownika instalacji i to on ponosi większe koszty, niestety.

W części pierwszej wspomnieliśmy o unikaniu tych SPD, o niejasnych parametrach. Dalej rozważane było znaczenie konstrukcji SPD: podstawka plus wkładka. Ograniczniki przenoszą poprzez swoje wnętrze ogromne energie, stąd należy je monitorować, aby zapewnić bezpieczeństwo swojej instalacji. Była mowa zarówno o stykach komunikacji zewnętrznej FM oraz o mobilnym laboratorium CHECKMASTER 2.

W tej części podejmę kolejne, wspomniane w części pierwszej, zagadnienia mające wpływ na końcową cenę aparatu, jak:

• Podwójne zaciski i możliwie najlepszy poziom ochrony;
• Niedoceniany element – system odłączający element aktywny przy przeciążeniu, znaczenie dla dodatkowych zabezpieczeń nadprądowych;
• Wewnętrzny schemat połączeń, czyli to, co może popsuć oczekiwany poziom ochrony a czyni ogranicznik typu 2 tanim!

Podwójne zaciski i najlepszy poziom ochrony

Kolejnym bardzo ważnym elementem konstrukcji są zaciski oraz jakość ich wykonania. Należy pamiętać, że to zaciski podwójne mogą nam pomóc uzyskać optymalny poziom ochrony.

To zaciski podwójne, jak widoczne na schemacie powyżej, umożliwiają łączenie SPD w układzie „V” zwanym czasem „przelotowym” (wersja 1) ale również umożliwiają realizację minimalnie krótkich elektrycznych połączeń z obwodami czynnymi, jak i PE/PEN wykorzystując swoje cechy.

Między innymi norma PN-HD 60364-5-544 mówi o tym, aby suma długości połączeń gałęziowych (wersja 2) ogranicznika była nie większa niż 0,5 metra, gdyż inaczej przy większych prądach płynących poprzez nie, spadki napięć na tych przewodach zniosą działanie tego ogranicznika. Innymi słowy jest ogranicznik, a jakby go nie było.

Pojedyncze zaciski jest to bardzo powszechny sposób marnowania pieniędzy wydanych na SPD w sytuacji, gdy potem należy je łączyć długimi przewodami.

Jak to działa?

Wtedy właśnie bardzo przydają się zaciski wielokrotne Przy ich pomocy, korzystając z metalowej ściany szafy, można zbudować „wirtualną” (2) dodatkową szynę PE/PEN, która jest podpowiadana w normie PN-HD 60364-5-534. Dzięki temu pomysłowi efektywny poziom ochrony Up można uzyskać wpływając istotnie na długość przewodu nr 3, rysunek jak wyżej.

Wspomniany wcześniej sposób połączenia ogranicznika w układzie „V” jest najlepszym sposobem kolejnego obniżenia poziomu ochrony. Uzyskiwana wartość poziomu Up powinna być zawsze jak najniższa.

To działa przy spełnieniu takiego warunku, aby maksymalny prąd płynący poprzez podwójne zaciski nie przekraczał ich dopuszczalnego prądu pracy. Inaczej mogą się rozgrzewać prowadząc do pożaru włącznie.

Często tak bywa, że nie można przeprowadzić prądu roboczego w układzie „V” z powodu jego dużej wartości. Nadal jednak możemy wykorzystać ideę wirtualnej szyny (2) zrealizowaną poprzez łączenie ze ścianą metalową za SPD, warunek: musi być ona galwanicznie połączona z PE/PEN a zaciski SPD do obwodu czynnego przyłączamy gałęziowo, tak jak zwykle.

Warto pamiętać, że tam, gdzie prąd roboczy jest niewielki (np. 60-80A), przykład szafy automatyki czy tablice domowe należy sprawdzić z jakimi prądami roboczymi mamy do czynienia i korzystając z podwójnych zacisków oszczędzić na dodatkowych złączkach czy rozmiarze szafki/tablicy.

Niedoceniany element – system odłączający przy przeciążeniu, jego jakość

Na wartość wymaganego zabezpieczenia nadprądowego ma wpływ nie tylko jakość użytego warystora, konstrukcja całego toru prądowego, ale przede wszystkim jakość zastosowanego aparatu odłączającego, czego nie wszyscy mają świadomość.

Pytanie, które się tutaj się pojawia, to:

Dlaczego tanie i popularne SPD typu 2 muszą być „szybko i nisko” wspierane dodatkowym zabezpieczeniem nadprądowym już od poziomu na przykład 32 A?

Należy pamiętać o tym, że takie zabezpieczenie nadprądowe wpięte jest szeregowo w przewody przyłączające, tak więc rozmiar tego zabezpieczenia i jego przyłączenia pogarszają efektywny poziom ochrony naszego układu.

Klasyka to poziom zabezpieczeń 125A gG, jak dla pokazanego już VAL-MS-230/3+1… ale nie 32A! To jest miara jakości toru prądowego ogranicznika oraz jego systemu odłączania.

W praktyce mała wartość oznacza to tylko tyle, że jeśli przed tym SPD jest zabezpieczenie nadprądowe o wartości 63A, to należy kupić i zainstalować jeszcze jedno zabezpieczenie. Gdyby to był ogranicznik VAL-MS 230 to nie ma takiej potrzeby, no i poziom ochrony niższy = lepszy.

Dla zainteresowanych: dostępne są ograniczniki przepięć typu 2, które mogą pracować bez dodatkowego zabezpieczenia nadprądowego aż do 315AgG, dobrym przykładem są tu ograniczniki typu 2 VAL-SEC-T2-3S-350, nr kat. 2905345. Wartość (315A) świadczy o jakości mechanizmu odłączania warystora jak i odporności całego toru wewnętrznego od zacisku do zacisku na takie prądy.

Jakość tego toru determinuje maksymalny wytrzymywany prąd zwarciowy, tak więc pytanie retoryczne samo się nasuwa: co nam mówi wartość 32 A w relacji do 125 A gG czy wspomnianej 315A gG? Jak to świadczy o jakości wewnętrznych elementów składowych rodziny ograniczników VAL….?

Do takiej wartości zabezpieczeń nadprądowych (125AgG/315AgG) od strony źródła zasilania brak jest konieczności dokładania w szafie dodatkowych bezpieczników.

Mniejsze koszty? Mniej miejsca? Lepszy poziom ochrony?

Rzecz bolesna to ta, że specjaliści od Excela zmarnują okazję i kupią ten tańszy SPD (zachodzi jedynie proste porównanie cen w Excelu: aparat-aparat, a koszt funkcji? Kogo to obchodzi?), wydadzą też pieniądze na dodatkowe zabezpieczenia, gdzie ten pokazany może pracować bez nich.

Wewnętrzny schemat połączeń, czyli to, co czyni ogranicznik typu 2 tanim (w zakupie)!

Tutaj również tkwi haczyk, na który wpadają zaopatrzeniowcy, oferując swym klientom najgorszy możliwy poziom ochrony, kupują układ 4+0 (schematy poniżej zawierają ogólne symbole elementów aktywnych) ponieważ jest tańszy.

Rozwiązanie widoczne na schemacie powyżej (4+0) dla układów sieci TN-S oferuje wysoki poziom ochrony (co jest fatalną sytuacją) w porównaniu do innego układu, gdzie trzy warystory na zacisku N łączą się z iskiernikiem połączonym z drugiej strony z zaciskiem PE.

Schemat powyżej jest to tzw. układ 3+1.

Ten ostatni jest trochę droższy, ale zdecydowanie lepszy. Poziom ochrony to tylko połowa tego, co generuje 4+0!

A im niższa wartość poziomu ochrony, tym lepiej dla instalacji po takim ograniczniku

Wspomniana już norma PN-HD 60364-5-534 dopuszcza oba powyższe układy do stosowania w układzie sieci TN-S.

Ta sama norma kiwa jednak groźnie palcem w sytuacji, gdy SPD typu 2 połączony w układzie 4+0 poprzedza urządzenie elektroniczne. Takie urządzenie wymaga ochrony poprzecznej: faza Li – N.  Dalej wskazuje na konieczność zastosowania dodatkowo ogranicznika typu 3 dla bezpieczeństwa chronionej elektroniki.

Czyli jednak dodatkowy wydatek, jeśli mamy się dobrze chronić! Wszystko po to, aby zachować jak największą dyspozycyjność chronionej aparatury. Jeśli takie urządzenie elektroniczne poprzedza SPD w układzie 3+1 dodatkowy SPD może nie być wymagany.

W tym artykule opisywano głównie to, co może i powinien posiadać skuteczny i kwalifikowany ogranicznik w oparciu o przykład SPD typu 2.

Oczywiście podobne możliwości, zagrożenia w tym sprowadzanie wyboru do czynnika ceny, dotyczą ograniczników typu 1 czy też typu 1 + typu 2. Ograniczniki te również można łączyć do wirtualnej listwy PE/PEN ale tylko krótkim żółtozielonym przewodem ( przekrój wg instrukcji) a drugi zacisk łączymy czarnym o przekroju 16mm² z lokalną szyną PE/PEN lub głównym punktem uziemienia.
Dla ciekawych, przypadku ograniczników testowanych klasą testu I ( ale też klasa testu II) możliwe jest manipulowanie nazwą przeznaczoną dla ograniczników rozbudowanych, zwanych kombinowanymi.

Definicja z normy PN-EN 61643-11 sugeruje to, że w skład kombinowanego ogranicznika powinny wchodzić dwa ograniczniki o zupełnie różnych charakterystykach. I fakt badania ogranicznika iskiernikowego typu 1 klasą testu I oraz klasą testu II zgodnie z PN-EN 61643-11 nie czyni z niego od razu ogranicznika kombinowanego.

Ale to już historia na inna opowieść.