Najbardziej intensywne burze występują w Polsce zazwyczaj w okresie wakacyjnym – od czerwca do sierpnia. W 2020 r. sezon burzowy rozpoczął się jednak już 13 kwietnia, kiedy zanotowano ponad 30 tysięcy piorunów i 260 wyładowań na minutę w szczycie zjawiska. Uderzenie pioruna w budynek może wywołać poważną awarię instalacji elektrycznej, doprowadzić do pożaru, a nawet śmiertelnego wypadku. Dlatego zgodnie z prawem we wszystkich budynkach, które powstały lub zostały zmodernizowane po 2002 r. konieczne jest instalowanie zabezpieczeń przed skutkami bezpośrednich wyładowań i przepięć.
Skąd się biorą przepięcia?
Przepięcie następuje, kiedy do instalacji elektrycznej dostaje się krótkotrwały ładunek prądu piorunowego kilkaset razy przekraczający jej wytrzymałość. Gwałtownie zwiększa to napięcie w instalacji i uszkadza wszelkie napotkane urządzenia elektryczne. Gdy takie napięcie pojawia się na elementach nieuziemionych, może skutkować pożarem. Przepięcia elektryczne mają 2 główne przyczyny – zewnętrzne i wewnętrzne. Pierwsze powstają, kiedy piorun uderza bezpośrednio w budynek, instalację odgromową lub fotowoltaiczną. Może je także spowodować wyładowanie w pobliski budynek, pomieszczenie gospodarcze lub urządzenia zewnętrzne, np. antenę telewizyjną czy oświetlenie ogrodowe. Przepięcia wewnętrzne powodowane są niewłaściwym uruchomieniem lub działaniem urządzeń i przepływem prądu zwarciowego.
3 klasy zabezpieczeń dla ochrony urządzeń
Wrażliwe urządzenia elektryczne wymagają szczególnej ochrony. Dobór konkretnych zabezpieczeń zależy od rodzaju budynku (dom jednorodzinny, blok mieszkaniowy) oraz tego, czy montowane są w rozdzielnicy i czy zabezpieczona ma zostać także wrażliwa elektronika.
Nowoczesne zabezpieczenia instalacji niskiego napięcia dzielą się na 3 klasy:
- klasa I (dawniej B) – ograniczniki do ochrony przed bezpośrednim wyładowaniem w budynek. Bazują na technologii iskiernikowej lub warystorowej,
- klasa II (dawniej C) – ograniczniki do ochrony przed przepięciami pośrednimi i negatywnymi skutkami uruchomienia urządzeń. Zazwyczaj bazują na technologii warystorowej. Stosowane są również przy zabezpieczaniu rozległych instalacji, gdy przewody między rozdzielnicą główną a kolejnymi są dłuższe niż 10-15 metrów,
- klasa III (dawnej D) – ograniczniki wygładzające napięcie, montowane przy wrażliwych urządzeniach takich, jak sprzęt RTV/AGD, piece CO czy routery. Zazwyczaj bazują na technologii warystorowej.
Poniższa tabela wskazuje, jaki poziom zabezpieczeń jest wymagany do właściwej ochrony konkretnych urządzeń elektrycznych przed przepięciami:
| Kategoria przepięć (poziom przepięć wytrzymanych przez urządzenie) | IV | III | II | I |
| Nap. znam. udarowe [kV] | 6 | 4 | 2,5 | 1,5 |
| Rodzaj urządzeń | Do stosowania w złączach | Stanowiące część instalacji stałej i dotyczące przypadków, w których ich niezawodność i dyspozycyjność jest przed-miotem specjalnych wymagań | Przeznaczone do zasilania z instalacji stałej | Czułe narzędzia elektroniczne o zmniejszonej wytrzymałości |
| Przykład urządzeń | Liczniki energii elektrycznej, mierniki, główne zabezpieczenia nadprądowe | Zabezpieczenia w rozdzielnicy (tablicy) mieszkaniowej, urządzenia do zastosowań przemysłowych z trwałym przyłączeniem do instalacji stałej, np. piece, silniki | Przyrządy, narzędzia przenośne, sprzęt gospodarstwa domowego | Komputery, sprzęt hi-fi, smartphone’y, tablety, konsole, routery WiFi |
Jak dobierać zabezpieczenia – przykładowe rozwiązania
Przepięcia w rozdzielnicy (tablicy mieszkaniowej)
Tablice mieszkaniowe to pierwsze miejsce, w którym prąd piorunowy może wywołać przepięcie łączeniowe. Najczęściej wykorzystuje się w nich ogranicznik klasy I i II (dawniej B+C). Aparaty te bada się na zgodność z 2 klasami ochrony, co oznacza, że mieszkańcy i ich sprzęt są chronieni przed pośrednim oraz bezpośrednim wpływem prądu piorunowego. Taki aparat spełnia wymogi zarówno prawne, jak i te stawiane przez ubezpieczycieli w zakresie kompleksowej ochrony.
Przepięcia w rozdzielnicy (tablicy) w mieszkaniu w bloku wielorodzinnym
Wspomniany ogranicznik klasy I i II znajduje się w rozdzielnicach głównych we wszystkich domach i blokach oddanych do użytku po 2002 r. Jednak przewody idące z rozdzielnicy głównej do lokali są bardzo długie, a przez to efekt tłumienia może być ograniczony. Dlatego optymalna ochrona wymaga zastosowania dodatkowego ogranicznika klasy II, np. aparatu SPCT2-280/4 EATON w tablicy mieszkaniowej w każdym mieszkaniu w bloku.
Możliwe, że starsze budynki nie zostały wyposażone w żaden ogranicznik, ze względu na brak wymogu stosowania ograniczników przepięć w momencie ich budowy. W takiej sytuacji, aby ochrona była skuteczna, zaleca się stosowanie aparatu klasy I+II.
Cenny sprzęt domowy
Na przepięcia narażony jest również wrażliwy sprzęt elektroniczny, np. RTV-AGD, Hi-Fi, routery lub komputery. Zapewnienie odpowiedniej ochrony dla tych urządzeń nie zawsze wymaga wizyty specjalisty. Najprostszy sposób to zastosowanie ograniczników przepięć klasy III, które wpinane są bezpośrednio w gniazdko elektryczne zasilające urządzenia. Zabezpieczenia te są dostępne w 2 formach: listew przeciwprzepięciowych oraz box-ów.
Trzeba jednak pamiętać, że samo zabezpieczenie klasy III nie wystarczy. Jego celem jest tłumienie już ograniczonego napięcia, nie jest więc w stanie przyjąć siły bezpośredniego wyładowania. Istotne jest całościowe podejście do ochrony, dlatego w rozdzielnicy elektrycznej powinien znajdować się także ogranicznik wyższej klasy opisywany wyżej.
Autor: Bartłomiej Jaworski
Senior Product Manager, Eaton
