Kontakt telefoniczny pn.-pt. 9-17
+ 48 29 764 56 28
+ 48 796 20 17 20
Gwarantujemy bezpieczeństwo transakcji. Gwarantujemy bezpieczeństwo transakcji więcej o płatnościach...
Zabezpieczenia instalacji elektrycznych i fotowoltaicznych

Zabezpieczenia instalacji elektrycznych i fotowoltaicznych

Zabezpieczenia instalacji elektrycznych i fotowoltaicznych

W życiu zawodowym oraz prywatnym nasze uzależnienie od urządzeń elektrycznych i elektronicznych staje się coraz większe. Sieci przesyłu danych w przedsiębiorstwach oraz instytucjach stanowią środki przekazywania informacji w czasie rzeczywistym. Wszystkie urządzenia wymagają stabilnego zasilania do prawidłowej pracy. Zagrożeniem dla tych instalacji są nie tylko bezpośrednie trafienia pioruna w obiekt, znacznie częściej urządzenia elektryczne ulegają uszkodzeniom powodowanym przez przepięcia, których przyczyną są pobliskie wyładowania piorunowe lub procesy łączeniowe w rozległych instalacjach elektrycznych. Podczas burzy wyzwalane są duże ilości energii, mogące wpłynąć na pracę urządzeń powodując nawet ich uszkodzenie. Udary prądowe mogą wnikać do budynków przez wszelkiego rodzaju połączenia i powodować nieodwracalne uszkodzenia urządzeń takich jak:

  • sprzęt komputerowy
  • instalacje telefoniczne
  • systemy antywłamaniowe
  • systemy alarmu pożarowego

Awarie tych urządzeń wiążą się z wysokimi kosztami ich naprawy, a w niektórych przypadkach zmuszeni jesteśmy do wymiany urządzeń na nowe.

Powstawanie wyładowań piorunowych

Ponad 90% wszystkich wyładowań atmosferycznych pomiędzy chmurami a ziemią to wyładowania ujemne odgórne. Rozpoczynają się one w środkowej części chmur na wysokości ok. 6000m, gdzie ładunki są spolaryzowane ujemnie. Następnie ładunki kierują się ku naładowanej dodatnio ziemi. Natężenie pola potrzebne do powstania wyładowania waha się w granicach od 0.5 do 10kV/m w zależności od wytrzymałości dielektrycznej powietrza.

W czasie burzy do ziemi mogą przepływać duże prądy piorunowe. W przypadku bezpośredniego uderzenia w budynek z zewnętrzną instalacją odgromową, na rezystancji systemu uziemienia i wyrównania potencjałów, powstaje spadek napięcia, który stanowi przepięcie w stosunku do innych urządzeń.

Rodzaje impulsów i ich charakterystyka

Prąd piorunowy, występujący przy bezpośrednim uderzeniu pioruna w obiekt, można przedstawić przy pomocy prądu udarowego o kształcie 10/350 us . Probierczy prąd udarowy odwzorowuje zarówno szybkie narastanie, jak i dużą energię rzeczywistą prądu piorunowego.

  • Bezpośrednie uderzenie pioruna.

Bezpośrednie uderzenie piorunowe w budynek

W przypadku bezpośredniego uderzenia w instalację odgromową lub uziemione instalacje znajdujące się na dachu takie (np. Anteny) możliwe jest bezpieczne odprowadzenie energii wyładowania do ziemi. Jednak sama instalacja odgromowa nie gwarantuje całkowitego zabezpieczenia budynku oraz urządzeń znajdujących się w nim. Z uwagi na impedancję uziemionej instalacji, cały system podczas przepływu prądu piorunowego, w jednej chwili osiąga wysoką wartość potencjału. Ten wzrost powoduje rozpływ prądu piorunowego po wszystkich uziemionych instalacjach budynku takich jak systemy zasilania, linie przesyłu danych oraz znajdujących się w sąsiedztwie instalacjach uziemiających.

Wartość prądu zagrożenia osiąga do 200kA (10/350µs)




  • Uderzenie w napowietrzną linie niskiego napięcia.

Bezpośrednie uderzenie piorunowe w linie napowietrzną

Bezpośrednie uderzenie w napowietrzną linię niskiego napięcia lub w przewód linii przesyłu danych może powodować rozpływ części prądu piorunowego w sąsiednich budynkach. Szczególnie zagrożone skutkiem takich uderzeń są instalacje elektryczne budynków znajdujących się na końcach linii napowietrznych.

Wartość prądu zagrożenia osiąga do 100kA (10/350µs)


 

 

Pobliskie uderzenie pioruna lub procesy łączeniowe

Prąd piorunowy odwzorowujący pobliskie uderzenie pioruna oraz procesy łączeniowe odwzorowuje się udarem probierczym 8/20 us. Wartość energii tego udaru jest znacznie mniejsze, niż probierczego udaru piorunowego o kształcie 10/350 us.

  • Przepięcia indukowane od dalszych i pobliskich uderzeń pioruna

Przepięcia indukowane

Wyładowania piorunowe generują pole magnetyczne o dużym natężeniu, które indukuje w instalacjach napięcia o dużej wartości szczytowej. Nawet w odległości do 2km od miejsca uderzenia pioruna może dochodzić do uszkodzeń spowodowanych przez przepięcia będące wynikiem sprzężenia indukcyjnego pochodzącego od wyładowań pobliskich.

Wartość prądu zagrożenia wynosi kilka kA (8/20µs)


 

 

  • Przepięcia łączeniowe w systemie niskonapięciowym

Przepięcia łączeniowe

Przepięcia łączeniowe powstają na skutek operacji załączania i wyłączania linii, podczas łączenia obciążeń indukcyjnych i pojemnościowych oraz podczas wyłączania prądów zwarciowych. Odłączenie urządzeń produkcyjnych, systemów oświetleniowych lub transformatorów może powodować uszkodzenia w znajdujących się w pobliżu urządzeń elektrycznych.

Wartość prądu zagrożenia wynosi kilka kA (8/20µs)


Zabezpieczenia Instalacji elektrycznych.

Redukcja przepięć w strefach ochrony odgromowej

Koncepcja strefowej ochrony odgromowej (LPZ = Lightning Potection Zone) jest opisana w międzynarodowej normie IEC 62305-4 (DIN VDE 0185 cz. 4). Podstawowym założeniem tej koncepcji jest podzielenie budynku na strefy ochrony odgromowej w celu zmniejszenia wartości przepięć do bezpiecznego poziomu, zanim dotrą one do urządzenia końcowego i spowodują w nim szkody.

Strefy ochrony odgromowej

Strefy ochrony odgromowej:

  • LPZ 0 AObszar niechroniony na zewnątrz budynku. Bezpośrednie oddziaływanie pioruna, brak ekranowania przed impulsowym polem elektromagnetycznym LEMP (Lightning Electromagnetic Pulse).
  • LPZ 0 BObszar chroniony zewnętrzną instalacją odgromową .Brak ekranowania przed LEMP.
  • LPZ 1Obszar wewnątrz budynku. Możliwa niewielka energia częściowa pioruna.
  • LPZ 2Obszar wewnątrz budynku. Możliwe niewielkie przepięcia.
  • LPZ 3Obszar wewnątrz budynku (mogą to być również metalowe elementy, obudowy urządzeń). Brak przepięć i impulsów zakłócających ze strony LEMP.

W miejscu przejść z jednej strefy do drugiej stosowany jest ogranicznik przepięć o klasie odpowiedniej do wymagań strefy. Zadaniem ogranicznika jest wyrównanie potencjału elektrycznego do odpowiedniej granicy.

Granice między strefami

Granica między strefami LPZ 0 B a LPZ 1 Urządzenia ochronne do wyrównania potencjałów wg DIN VDE 0185-3 przy bezpośrednich i pobliskich uderzeniach pioruna.
  • Urządzenie Typ 1 (klasa 1, klasa B)
  • Maks. Napięciowy poziom ochrony wg normy: 4 kV
  • Instalacja, np. w rozdzielnicy głównej/na wejściu instalacji do budynku
Granica między strefami LPZ 1 a LPZ 2 Urządzenia ochronne do ochrony przeciwprzepięciowej wg DIN VDE 0100-443, w przypadku występowania przepięć dochodzących z sieci zasilającej (ograniczonych przez ograniczniki Typ 1) i powodowanych przez pobliskie uderzenia pioruna lub operacje łączeniowe sieci.
  • Urządzenie: Typ 2 (klasa II, klasa C)
  • Maks. Napięciowy poziom ochrony wg normy: 2,5 kV
  • Instalacja, np. w rozdzielnicy, podrozdzielnicy
Granica między strefami LPZ 2 a LPZ 3 Urządzenie ochronne, przeznaczone do ochrony przeciwprzepięciowej, instalowane w gniazdach wtykowych i miejscach przyłączania odbiorników przenośnych.
  • Urządzenie: Typ 3(klasa III, klasa D)
  • Maks. Napięciowy poziom ochrony wg normy; 1,5 kV
  • Instalacja, np. przy odbiorniku końcowym

Koncepcja strefowej ochrony odgromowej okazała się bardzo rozsądnym i skutecznym rozwiązaniem pozwalającym na:

  • minimalizację sprzężeń z oprzewodowaniem innych systemów, poprzez odprowadzenie do uziemienia prądu piorunowego o dużej energii, bezpośrednio w punkcie wejścia przewodów, linii do budynku.
  • ograniczenie zakłóceń powodowanych przez impulsowe pole elektromagnetyczne.
  • ekonomiczna i prosta w zastosowaniu koncepcja ochrony dla obiektów nowych, rozbudowanych i modernizowanych

 

Systemy solarne

Zabezpieczenie instalacji fotowoltaicznej

Wzrost kosztów związanych z odbiorem energii elektrycznej, skłania coraz większą grupę osób prywatnych oraz firm do inwestycji w odnawialne źródła energii. Systemy solarne zaliczają się obecnie do najdynamiczniej rozwijających się dziedzin przemysłu elektrycznego. Większość inwestorów zauważ związek między właściwym działaniem instalacji, a czasem jej amortyzacji. Kwestia ochrony przepięciowej i odgromowej jest tutaj bardzo ważna.

Systemy słoneczne PV budowane są z ciągów paneli słonecznych, w celu zwiększenia ich efektywności. W przypadku połączenia równoległego 3 lub większej liczby rzędów paneli, konieczne jest zabezpieczenie ich przed niebezpiecznym prądem udarowym. W celu zabezpieczenia paneli słonecznych stosuje się po jednym bezpieczniku przetężeniowym na każdy z biegunów. W razie uszkodzenia bezpiecznika odcięty zostaje uszkodzony rząd paneli, co umożliwia dalsze generowanie energii elektrycznej z paneli. 

Elementem podstawowym każdej instalacji fotowoltaicznej (PV), są panele słoneczne, których zadaniem jest wytwarzanie energii elektrycznej wykorzystując promieniowanie słoneczne. W wyniku procesu fotowoltaicznego energia jest wytworzona w postaci prądu elektrycznego (DC). Prąd ten można wykorzystać dostosowując go do potrzeb użytkownika.

W tym celu energia wytworzona z paneli słonecznych może być gromadzona w akumulatorach. Za proces ładowania akumulatorów odpowiadają regulatory ładowania. Regulatory są kluczowym elementem w systemach opartych na prądzie stałym (DC). Zadaniem regulatora jest monitorowanie prądu generowanego z paneli słonecznych i odpowiednie wykorzystanie go w procesie ładowania. Proces ten ma bezpośredni wpływ na żywotność akumulatorów oraz czas spłaty całej inwestycji.

Dzięki zastosowaniu przetwornicy (DC/AC) możliwe jest uzyskanie prądu przemiennego AC o napięciu 230V i przebiegu sinusoidalnym niemal identycznym do przebiegu napięcia w sieci elektrycznej.

Ochrona przetwornicy

Przetwornica jest sercem instalacji przez co jest szczególnie narażona na oddziaływanie impulsów przepięciowych. Zagrożenia te mogą zostać zminimalizowane za pomocą środków ochrony odgromowej, uziemień wyrównania potencjałów i ekranowania oraz przez odpowiednie poprowadzenie przewodów. Uszkodzenia systemów fotowoltaicznych mogą mieć następujące przyczyny.

  • Uszkodzenia w następstwie sprzężenia galwanicznego.

W przypadku uderzenia w elementy aluminiowe ramy baterii słonecznej, część prądu przepływającego przez elementy instalacji powoduje powstanie napięć o wartości nawet do 100000 V

  • Uszkodzenia wywołane sprzężeniami elektrycznymi.

Uszkodzenia powstające na skutek działania pola elektrycznego przy przepływie prądu udarowego. Zagrożenia te są jednak niewielkie w stosunku do oddziaływań pola magnetycznego.

  • Uszkodzenia wywołane sprzężeniami magnetycznymi

Wyładowania piorunowe powodują przepięcia przez indukcję magnetyczną. Odpowiedni odstęp odstęp powoduje redukcję tych sprzężeń. Zgodnie z normą DIN EN 62305 bezpieczny odstęp instalacji odgromowej zawiera się od 0.5m do 1m od instalacji fotowoltaicznej.

Dodatkowo w celu zapewnienia kompleksowej ochrony instalacji fotowoltaicznej musimy uwzględnić następujące aspekty:

  • Lokalne szyny wyrównawcze muszą zostać połączone z główna szyną wyrównawczą
  • Przewody wyrównawcze powinny być ułożone równolegle i możliwie blisko od przewodów zasilających DC.
  • Koncepcja zabezpieczeń musi uwzględnić przewody sygnałowe

Informacje wykorzystane w artykule oparte są na danych podanych w katalogu OBO Bettermann

...jest pusty
Dlaczego sklep modernhome to najlepszy wybór?facebookModernSport.pl
Strona korzysta z plików cookie w celu realizacji usług zgodnie z Polityką dotyczącą cookies. Możesz określić warunki przechowywania lub dostępu do cookie w Twojej przeglądarce.
Zamknij
pixel