SPD (ang. Surge Protecting Device), czyli po polsku ogranicznik przepięć, jest stosunkowo prostą rzeczą, która przez większość czasu nic nie robi, za wyjątkiem sytuacji przepięcia. Takowe pojawiają się niemal codziennie, praktycznie wszędzie i o każdej porze roku.

Przepięcia możemy podzielić na łączeniowe oraz wyładowcze. Te pierwsze są związane z indukcyjnością przewodów zarówno w sieci, instalacji oraz nawet w przedłużaczach. Czym jest indukcyjność to temat na inny artykuł, jeśli nie na książkę. Warto wiedzieć, że zmiana natężenia prądu spowodowana włączeniem lub wyłączeniem każdego urządzenia powoduje, iż ta indukcyjność “broni się” przed tą zmianą, poprzez wytworzenie własnego napięcia.

Co innego gdy mamy do czynienia z malutką lampką nocną, inaczej gdy sąsiad korzysta z spawarki, a jeszcze inaczej gdy cała pobliska sieć ulega włączeniu po przerwie lub przełączeniu linii/transformatora na inną – co dzieje się bardzo często i może nawet nie zostać zauważone.

Inaczej bajka wygląda gdy piorun uderzy w słup energetyczny zaraz pod budynkiem lub w jego piorunochron połączony z tym samym uziemieniem co instalacja elektryczna. Osoby nieobeznane z tematem, a podające się za elektryków, z uporem maniaka twierdzą, że nie da się zabezpieczyć instalacji i urządzeń przed takowym zdarzeniem. Tym samym robią krzywdę wielu nieświadomym osobom, które nie chcą mieć uszkodzonych urządzeń, instalacji ani pożaru – gdyż źle zabezpieczona instalacja może właśnie wywołać pożar w ciągu ułamka sekundy już w trakcie bliskiego spotkania z piorunem.

Uderzenie pioruna, zwane inaczej elektrycznym wyładowaniem atmosferycznym, to de facto zwarcie elektryczne okładek kondensatora – jedną okładką jest naelektryzowana chmura, a drugą ziemia lub obiekt na ziemi.

Większość wyładowań atmosferycznych, to wyładowania ujemne i wyjątkowo zdarzają się dodatnie. W jego trakcie pojawia się bardzo krótki (krócej niż pół tysięcznej części sekundy) impuls o bardzo dużym natężeniu prądu. Konkretnie jego wartość wynosi kilkanaście-kilkadziesiąt kiloamperów (1 kA = tysiąc amper). W bardzo rzadkich przypadkach przekracza 100 kA.

Wbrew pozorom, od wielu lat istnieją zadajniki potrafiące wygenerować impuls prądu 100 kA o czasie trwania 0.35 ms. Na tej podstawie jesteśmy w stanie ocenić wytrzymałość danego ogranicznika oraz to czy np. nie ulegnie on częściowemu uszkodzeniu.

Znamionową wytrzymałość 100 kA 0.35 ms posiadają jedynie ograniczniki typu T1, które przeważnie są iskiernikowe i kosztują minimum tysiąc złotych, a nie kilkadziesiąt. Nawet najdroższy ogranicznik T2 nie wytrzyma takiej “imprezy”.

Co powoduje, że ogranicznik wybucha i jaka jest różnica między warystorem a iskiernikiem?

Każdy przewodnik oraz każdy izolator posiada rezystancję (oporność) elektryczną. W przypadku elementów mających charakter czysto rezystancyjny, cała energia elektryczna zamieniana jest na ciepło. Przy czym moc to ilość wydzielanej energii w ciągu danego czasu. Przykładowo 100 W to 100 J energii na każdą sekundę.

Wydzielaną moc można bardzo łatwo obliczyć za pomocą jednego z dwóch wzorów. I^2 * R oraz U^2 : R. Czyli natężenie prądu do kwadratu razy rezystancja, a to drugie to napięcie do kwadratu podzielone przez rezystancja.

Ograniczniki zarówno warystorowe, jak i iskiernikowe, podczas normalnej pracy mają bardzo bardzo dużą rezystancję, więc ilość wydzielanego przez nich ciepła, jest tak niska, że praktycznie niemożliwa do zmierzenia.

Są one elementami które nie posiadają stałej rezystancji i zależy ona głównie od wartości napięcia. Nie wdając się w niezbyt istotne szczegóły, po przekroczeniu napięcia progowego, rezystancja gwałtownie spada i płynie duży prąd – taki jest właśnie cel działania ogranicznika.

Całość obwodu elektrycznego, jaki tworzy wyżej wspomniany kondensator (chmura oraz ziemia), zostaje zamknięty poprzez powietrze (piorun to inaczej dosłownie prąd płynący poprzez powietrze wskutek gigantycznej wartości napięcia), sieć, instalację oraz ogranicznik. Tworzą one sumaryczną rezystancję. Czym szybciej i bardzie spadnie rezystancja ogranicznika, tym mniej energii wydzieli się na nim w postaci ciepła oraz z tych samych powodów wartość szczytowa przepięcia (niezbyt chcianego i krótkotrwałego wzrostu napięcia) zostanie bardziej ograniczona.

Jak widać, w powyższym akapicie, oszczędzanie na ograniczniku to ryzykowanie nie tylko uszkodzeniem zasilanych urządzeń, ale także ryzykowanie uszkodzeniem instalacji, pożarem, a nawet porażeniem prądem, gdyż piorun to płynący znaczny prąd o bardzo dużej wartości napięcia, dla którego powietrze często nie jest problemem.

W jaki sposób wzrost temperatury w ograniczniku powoduje eksplozję lub zapalenie się?

Druga możliwość jest chyba oczywista – trójkąt ognia to paliwo (materiał palny), temperatura oraz tlen. Tani osprzęt elektryczny często jest produkowany z użyciem palnych tworzyw bez dodatków materiałów tzw. samogasnących. Wybuch jest efektem gwałtownego i znacznego wzrostu temperatury, co powoduje pękanie od naprężeń (siła spowodowana rozszerzalnością termiczną) oraz wzrost temperatury powietrza w rozdzielnicy – bywały przypadki, że drzwi rozdzielnicy “przeinstalowały się” na przeciwległą ścianę…

Jest jeszcze jedna niepozorna rzecz, o której się często zapomina, a również może doprowadzić do pożaru podczas przepięcia. Wyżej wspomniałem o zamknięciu obwodu chmura-ziemia – oczywiście uczestniczą w tym przewody, które także mają swoją rezystancję i wydziela się na nich ciepło podczas przepływu prądu (tak samo jak przy prawie wszystkim innym). W prawidłowo zaprojektowanej i prawidłowo wykonanej instalacji, temperatura między miedzią (lub innym przewodnikiem – w tym aluminium) a izolacją przewodu, nie przekroczy 200 °C.

Aby spełnić normy i zarazem mieć bezpieczną instalację (ww. limit temperatury) to koniecznie należy pamiętać o minimalnym przekroju połączeń wyrównawczych i ochronnych, a mniejsze stosować dopiero za ogranicznikiem. W każdym projekcie powinna być podana wartość przekroju dla każdego przewodu, ale podstawowa zasada nie jest skomplikowana – dla ograniczników T2 nie mniej niż 6 mm^2 Cu oraz dla T1 nie mniej niż 16 mm^2 Cu. Przy czym uziom obligatoryjnie zawsze nie mniej niż 16 mm^2 Cu.

Na koniec nadmienię jeszcze o dwóch innych rzeczach, które są “wiedzą tajemną”

Przy stosowaniu równocześnie ogranicznika T1 oraz T2 powinno się stosować ograniczniki tego samego producenta i stosować minimalny odstęp przewodów między nimi podany w instrukcji lub na stronie internetowej oczywiście producenta.

Druga rzecz to sposób podłączenia (kształt T, V, obecność dobezpieczenia), który niekoniecznie ma wpływ na możliwość wybuchu SPD, ale mają bardzo bardzo duży wpływ na wartość szczytową przepięcia – na nic się nie zda nawet najdroższy ogranicznik, jeśli nie został on podłączony prawidłowo. Przy czym, jeśli to możliwe, należy stosować jak najkrótsze przewody przy SPD, a nie tyle ile maksymalnie pozwala norma, oraz to samo z ich przekrojem – oczko więcej nigdy nie zaszkodzi.

Artykuł Dlaczego ograniczniki przepięć wybuchają? pochodzi z serwisu Elektryka Prąd Nie Tyka - instalacje elektryczne w praktyce.

Dziś przedstawię Wam, jak zbudować taką stację domową. Powiem również, na co zwrócić uwagę i jakie funkcje powinna posiadać, aby pracowała niezawodnie, jak najdłużej i przede wszystkim, żeby była bezpieczna w eksploatacji.

Miejsce montażu

Jedną z pierwszych rzeczy, nad którymi powinniśmy się zastanowić, jest lokalizacja montażu stacji ładowania. Powinna ona być wybrana w taki sposób, aby wszystkie czynności związane z ładowaniem były zawsze bezpieczne. Podłączenie pojazdu powinno być możliwe bez użycia przedłużaczy lub bębnów kablowych. Stacja ładowania powinna być zatem zainstalowana w bezpośrednim sąsiedztwie miejsc parkingowych, które mają być zasilane.

Stację ładowania należy dobrać do warunków otoczenia. W miejscu jej pracy należy zapewnić odpowiednie oświetlenie. W zależności od miejsca instalacji i sposobu użytkowania, stacja ładowania powinna spełniać wymagania dotyczące czynników środowiskowych: wytrzymałości mechanicznej (ochrona przed uderzeniami, wandalizmem), odporności na warunki atmosferyczne (odpowiedni stopień ochrony, zakres temperatur pracy), promieniowanie UV, korozję, wibracje.

Zasilanie z domowej instalacji elektrycznej pozwala na zredukowanie niektórych komponentów, takich jak licznik energii czy ograniczniki przepięć (montaż stacji ładowania w LPZ 2,3).

Budowa wallboxa

Przykładowa instalacja punktu ładowania samochodów elektrycznych w bloku wspólnoty mieszkaniowej:

Sterownik ładowania

Sercem układu, czy też mózgiem stacji ładowania jest sterownik tutaj – sterownik CHARX SEC-1000. Odpowiada on za komunikację z pojazdem oraz nadzoruje proces ładowania. Opracowany zgodnie z normą IEC 61851-1 (Tryb 3, B i C) gwarantuje wysoką kompatybilność i bezpieczną pracę ze wszystkimi obecnie produkowanymi samochodami elektrycznymi.

Gniazdo i kable ładowania

Gniazda ładowania oraz kable ładowania AC oferowane przez Phoenix Contact dostępne są w wersjach jedno- i trójfazowych, dla prądów do 32A. Najszybsze ładowanie pojazdu uzyskamy poprzez sieć trójfazową, oczywiście przy prądzie 32A. Przeszkodą mogą być parametry naszej instalacji (np. za mała moc przyłączeniowa, przekrój przewodów, brak instalacji trójfazowej itp.).

Podczas ładowania pojazdu elektrycznego należy wziąć pod uwagę specjalne wymagania dotyczące procesu ładowania. Podczas ładowania pojazdu – trwającego nawet kilkanaście godzin – cały czas wykorzystywana jest bardzo duża moc elektryczna. Natomiast w przypadku, chociażby pralki, która ma również wysokie zużycie energii, trwa to tylko przez stosunkowo krótki czas (do podgrzania wody). W związku z tym instalacja pod stację ładowania, czyli odpowiednie przekroje przewodów i wyłączniki nadprądowe, powinna być dobrze przygotowana. Wyeliminuje to ryzyko przeciążenia instalacji, a w konsekwencji przegrzewania kabli i ryzyka wystąpienia pożaru

Stacja wyposażona w gniazdo (przypadek ładowania B)

Do podłączenia pojazdu EV ze stacją stosuje się przenośny kabel ładowania AC, posiadający wtyki z obu stron. Podczas ładowania wtyki blokowane są w gnieździe pojazdu i stacji.

Warto pamiętać, żeby stacja ładowania mogła awaryjnie odblokować wtyk podłączony do gniazda stacji w przypadku awarii zasilania. W przeciwnym razie spotka nas to, co spotkało prezesa Phoenix Contact Macieja Merka:

Funkcjonalność awaryjnego odblokowania wtyku może być już zaimplementowana w sterowniku ładowania (dodam, że wszystkie sterowniki CHARX już taką funkcjonalność mają) lub uzyskana dzięki specjalnym modułom odryglowania wtyku EM-EV-CLR-12V – 2903246.

Przyda się również sygnalizacja stanu stacji ładowania (gotowość, ładowanie, błąd itp.). Taką funkcjonalność zapewni nam gniazdo: EV-T2M3SO12-4P-R-BL-SET

Kabel podłączony na stałe do stacji ładowania (przypadek ładowania C)

W wersji C kabel ładowania jest na stałe podłączony do stacji ładowania. Jest to wygodniejszy sposób ładowania, ponieważ nie musimy korzystać z własnego, przenośnego kabla.

Monitorowanie prądu upływu

Ze względów bezpieczeństwa, każda instalacja elektryczna powinna być wyposażona w wyłącznik różnicowoprądowy.

Dzięki wykrywaniu minimalnych prądów upływu, powstałych na przykład wskutek drobnych uszkodzeń izolacji kabla urządzenie to odłącza niebezpieczne napięcie, chroniąc użytkownika przed poważnymi konsekwencjami zdrowotnymi, a nawet śmiercią.

Szczególne znaczenie ma to w przypadku ładowania pojazdów elektrycznych, gdzie wskutek uszkodzenia izolacji kabla może pojawić się prąd upływu AC, a z powodu uszkodzenia prostownika w pojeździe elektrycznym – składowa stała prądu.

Dlatego zgodnie z normą IEC 61851-1 w instalacji stacji ładowania pojazdów elektrycznych, należy zastosować jedno z poniższych rozwiązań:

• Wyłącznik różnicowoprądowy typu B

lub

• Wyłącznik różnicowoprądowy typu A wraz z odpowiednim sprzętem zapewniającym wyłączenie zasilania w przypadku pojawienia się prądu różnicowego DC większego od 6 mA. Takim rozwiązaniem może być zastosowanie kombinacji monitora prądu upływu, sterownika i stycznika. Monitor prądu upływu (EV-RCM-6DC-WAT – 1309697) po wykryciu minimalnego stałego prądu (6mA) wysyła sygnał alarmowy do sterownika, a ten wyłącza stycznik, przerywając proces ładowania. Dzięki takiemu rozwiązaniu nie jest konieczne używanie drogiego wyłącznika różnicowoprądowego typu B.

Wszystkie sterowniki ładowania firmy Phoenix Contact zostały zaprojektowane tak, aby wspierać realizację obu tych opcji.

Pamiętajmy, że nie wszystkie wallboxy są wyposażone w wyłącznik różnicowoprądowy. A jeśli są to zwróćmy uwagę jakiego typu zabezpieczenie zastosowano. Jeśli wallbox posiada wyłącznik różnicowoprądowy typu A, to bez monitora prądu upływowego DC nie będziemy prawidłowo chronieni!

Pozostałe komponenty do budowy stacji ładowania

• Zasilacz 12 V, np. STEP3-PS/1AC/12DC/2.5/PT – służy do zasilania sterownika ładowania.
• Ochrona przed przepięciami – jeśli wallbox zasilany jest z domowej instalacji elektrycznej, w której znajduje się ogranicznik przepięć min. typ 2, a odległość „po kablu” jest mniejsza niż 10m – to naszej stacji nie ma potrzeby doposażać w dodatkowy ogranicznik przepięć. W przeciwnym przypadku należy zainstalować ogranicznik typu 2.
• Wyłącznik nadprądowy – typ w zależności od układu sieci i prądu obciążenia.
• Stycznik – typ w zależności od układu sieci i prądu obciążenia. Powinien być zgodny z normą IEC 60947-4-1, kategoria AC-1. Podczas normalnej pracy nigdy nie jest otwierany pod obciążeniem. W sytuacjach awaryjnych, np. utrata sygnału CP, norma IEC 61851-1 pozwala na jego otwarcie. Aby zwiększyć bezpieczeństwo można monitorować zestyki NO pod kątem ich zespawania.
• Dochodzą jeszcze złączki szynowe, dzięki którym realizujemy główne przyłącze zasilania oraz wszelkie połączenia wewnętrzne (jak np. rozprowadzenie zasilania urządzeń niskonapięciowych).

Dokładne schematy połączeń i konfiguracji można znaleźć w instrukcji obsługi sterownika do ładowania.

Więcej o kompletnym wyposażeniu stacji ładowania pojazdów elektrycznych dowiesz się na stronie www: Podzespoły do stacji ładowania dla elektromobilności | Phoenix Contact

Autor: Rafał Sypniewski
Menadżer Segmentu Rynku E-mobility, Phoenix Contact
email: rsypniewski@phoenixcontact.pl
www.phoenixcontact.pl

Artykuł Domowa stacja ładowania – budowa, komponenty i bezpieczne użytkowanie w praktyce pochodzi z serwisu Elektryka Prąd Nie Tyka - instalacje elektryczne w praktyce.

Nowa seria VAL-SPP Safe Protection Plus spełnia wszystkie podwyższone wymagania, które wchodzą w życie od 2025 roku, z trzyletnim okresem przejściowym. Z tego względu w długoterminowych projektach wprowadzenie nowych modeli warto zaplanować już teraz. Dodatkowo zachętą powinny być same cechy nowych modeli zapewniające długotrwałe działanie oraz wysokie bezpieczeństwo.

Nowe modele VAL-SPP Safe Protection Plus to:

• Zgodnie z IEC 61643-11:2024:
  • wzmocniona izolacja, zapewnia wyższe bezpieczeństwo użytkownika i aplikacji,
  • zwiększona wytrzymałość na prądy zwarciowe,
  • większe odstępy izolacyjne, odległości pełzania pomiędzy obwodami.
    
• Jeżeli w instalacji wcześniej nie ma zabezpieczenia większego niż 315 A, nie ma potrzeby stosowania dodatkowego bezpiecznika, pozwala to na oszczędność miejsca i ekonomiczną instalację.
  
• Ochrona przed niedostatecznym wetknięciem przewodów.
  
• Szeroki zakres temperatur pracy -40 °C … 85 °C.
  
• VAL-SPP obejmuje aplikacje AC i DC dedykowane do aplikacji fotowoltaicznych o różnych napięciach znamionowych. Ofertę uzupełniają warianty do sieci o dużych wahaniach napięcia.

Prosta i bezpieczna instalacja

Budowa serii VAL-SPP charakteryzuje dobrą ochroną przeciwporażeniową i chroni przed niedostatecznym wetknięciem przewodów. Posiada zredukowany moment dokręcenia zacisków wynoszący 3 Nm, również dla przewodów o przekroju 25 mm² i większym co pozwala na zauważalnie łatwiejszy montaż.

Niezawodna ochrona systemu

Nowa seria oferuje dużą wytrzymałość dla niezawodnej ochrony. Wzmocniona izolacja zapewnia dodatkowe bezpieczeństwo użytkownika i systemu. Szybkie odłączenie gwarantuje wysoki poziom niezawodności.

Szeroki zakres zastosowań

Modele VAL-SPP obejmują aplikacje AC oraz DC dedykowane do aplikacji fotowoltaicznych. Solidna konstrukcja umożliwia instalację w trudnych warunkach, zakres temperatur pracy to aż -40 °C … 85 °C, montaż na wysokości do 5000 metrów. Brak potrzeby stosowania bezpiecznika do 315 A pozwala na oszczędność miejsca i ekonomiczną instalację.

Przydatne linki:

1. Folder z zestawieniem modeli AC i DC do aplikacji fotowoltaicznych
2. Nowy standard ochrony przed przepięciami

Autor: Radosław Gruszka – Menadżer Produktu, Phoenix Contact
email: rgruszka@phoenixcontact.pl
gsm: +48 532 95 03 39
www.phoenixcontact.pl

Artykuł Ograniczniki przepięć typu 2 zgodne z nowymi wymaganiami IEC 61643-11:2024 pochodzi z serwisu Elektryka Prąd Nie Tyka - instalacje elektryczne w praktyce.

Każdego dnia na całym świecie dochodzi do ponad czterech milionów wyładowań piorunowych. Około 10 proc. z nich uważa się za wyładowania do ziemi z prądami udarowymi o natężeniu do 200 tys. amperów. Dodatkowo, przepięcia występują w sieciach energetycznych. Zdarzenia te stanowią olbrzymie zagrożenie dla instalacji fotowoltaicznych. Skutecznym zabezpieczeniem natomiast są przystosowane specjalnie do takich sytuacji ograniczniki przepięć (Surge Protection Device, SPD).

Co powoduje występowanie przepięć?

Jedną z najczęstszych i stanowiących największe zagrożenie przyczyn przepięć w instalacji elektrycznej jest jej bezpośrednia ekspozycja na prąd wyładowania piorunowego. Generowana w ten sposób energia może przedostać się do instalacji poprzez bezpośrednie wyładowanie do napowietrznej linii elektroenergetycznej niskiego napięcia, wyładowanie do instalacji odgromowej albo do przewodzących prąd elektryczny instalacji zewnętrznych, takich jak systemy bezpieczeństwa, oświetlenia i klimatyzacji. Często do wzrostu ryzyka wyładowania piorunowego przyczyniają się też anteny (telewizyjne i inne), jeśli nie zostały odpowiednio zabezpieczone, a zainstalowane są w najwyższym punkcie budynku.

Ale instalacja może być narażona także na pośrednią ekspozycję na prąd wyładowania piorunowego, gdy występuje ono w dalszej odległości od linii energetycznych niskiego napięcia – nawet do 2 km od budynku. Wyładowanie w pobliżu instalacji, np. w drzewo rosnące obok chronionego budynku również stanowi zagrożenie dla instalacji elektrycznej ze względu na możliwość zaindukowania się napięcia.  Przepięcia mogą być również spowodowane przez operacje łączeniowe wewnątrz niektórych maszyn (urządzeń spawalniczych, pieców indukcyjnych, silników, pomp itp.), obiektów przemysłowych lub w obrębie wrażliwych urządzeń elektronicznych znajdujących się w wielu urządzeniach i narzędziach gospodarstwa domowego.

Natomiast zakłócenia mogą pochodzić także z wewnątrz domu. W budynkach przepięcie może być spowodowane przez takie operacje jak włączanie i wyłączanie niektórych urządzeń, systemów i elektronarzędzi lub urządzeń z silnikami, takich jak odkurzacze lub pompy. Do przepięć mogą przyczynić się również transformatory przełączające, wyłączniki i obciążenia indukcyjne.

Jak zabezpieczać instalację fotowoltaiczną?

Budynki, na dachach których zainstalowano panele fotowoltaiczne, powinny być zabezpieczone w specjalny sposób. Urządzenia te są szczególnie wrażliwe i wymagają dedykowanej ochrony przeciwprzepięciowej pracującej z napięciem stałym DC, która ma na celu zapewnienie ograniczenia napięcia w taki sposób, aby nie doszło do uszkodzenia paneli fotowoltaicznych, przewodów oraz inwertera. Dotyczy to każdej instalacji fotowoltaicznej – od instalacji w domach mieszkalnych po szpitale, infrastrukturę komunikacyjną i inne budynki publiczne, a także obiekty handlowe oraz przemysłowe, na przykład hotele, banki, sklepy i fabryki.

Zgodnie z normą PN-EN 61643-31ograniczniki przepięć powinny być stosowane w punktach, w których mogą wystąpić przepięcia, szczególnie na wejściach prądu stałego (DC) inwertera, ale zalecane są także na wyjściu prądu przemiennego (AC). Zalecane jest także zainstalowanie dodatkowych ograniczników przepięć w obwodzie DC, gdy inwerter jest daleko od paneli (powyżej 10 metrów bieżących przewodów), np. przy głównej rozdzielnicy. Zabezpieczenie przewodów jest równie ważne jak zabezpieczenie samego inwertera.

Podobnie jak w przypadku zwykłych instalacji elektrycznych, fotowoltaiczne elektrownie chronimy przed przepięciami z pomocą ograniczników przepięć. Dostępne są ograniczniki przepięć dla systemów fotowoltaicznych o różnej klasie testowej, w zależności od ich budowy oraz zastosowania. Najczęściej spotykane to:

• Ograniczniki klasy I, typu T1 – Przeznaczone do ochrony przed bezpośrednim uderzeniem pioruna tam, gdzie ryzyko takiego wydarzenia jest wysokie.
• Ograniczniki klasy II, typu T2 – Chronią przed przepięciami pośrednimi oraz przepięciami indukowanymi, zapewniają wyższą odporność na przepięcia, co jest kluczowe w przypadku instalacji fotowoltaicznych, które mogą być narażone na różne źródła zakłóceń
• Ograniczniki klasy III, typu T3 – Stosowane jako dodatkowa ochrona, montowane w bezpośrednim sąsiedztwie chronionych urządzeń.

Montaż ograniczników przepięć dla systemów fotowoltaicznych powinien być wykonany zgodnie z zaleceniami producenta oraz obowiązującymi normami, aby zapewnić maksymalną skuteczność ochrony. Warto również regularnie sprawdzać stan techniczny urządzeń i – w razie potrzeby, wymieniać je na nowe, ponieważ ich skuteczność z czasem może się obniżać.

Ograniczniki w ofercie Eaton

Firma Eaton ma w portfolio pełen zestaw ograniczników przepięć dla systemów fotowoltaicznych, oferowanych pod nazwą SPPVR. Ograniczniki przepięć występują w klasie I+II lub II i mogą pracować w instalacjach o napięciu znamionowym 600VDC, 1000VDC lub 1500VDC.  Co istotne, w serii SPPVR występuje wykonanie ogranicznika do zabezpieczenia dwóch łańcuchów PV w jednym aparacie – model SPPVRT12-10-4+PE+AX. Bardzo istotną cechą ograniczników przepięć do fotowoltaiki od Eaton jest elastyczne wykonanie – aparaty posiadają wymienne moduły oraz optyczną sygnalizację uszkodzenia wkładu. Wymienny moduły pozwalają na wymianę pojedynczego wkładu w przypadku uszkodzenia – nie trzeba kupować od razu nowego aparatu. Optyczna sygnalizacja za to pozwala na szybką weryfikację po zdarzeniu przepięciowym na weryfikację ochrony aparatu.

Eaton oferuje również ograniczniki przepięć prądu przemiennego (AC) do stosowania na wyjściu inwertera jako zabezpieczenie inwertera po stronie AC. Popularnym rozwiązaniem są ograniczniki przepięć klasy II, typu T2 serii SPCT2-280/4 do trójfazowego układu TN-S. Innym częstym rozwiązaniem są ograniczniki klasy I+II, typu T1+T2, model SPBT12-280/4 do układu TN-S.

Nowe zasady dofinansowania fotowoltaiki

Profesjonalną ochroną instalacji fotowoltaicznych warto zainteresować się szczególnie w kontekście faktu, że 2 września 2024 r. wystartuje program Mój Prąd w edycji 6.0, który wprowadza nowe zasady dotyczące dofinansowania dla prosumentów. Uczestnicy będą mogli otrzymać do 28 tys. zł na mikroinstalacje fotowoltaiczne, magazyny energii elektrycznej oraz magazyny ciepła. Budżet programu wynosi 400 mln zł, a finansowanie pochodzi z funduszy europejskich w ramach programu FEnIKS. Program jest kolejnym krokiem w kierunku dekarbonizacji i promowania energetyki prosumenckiej w Polsce oraz ma na celu wspieranie obywateli w korzystaniu z odnawialnych źródeł energii, co przyczyni się do obniżenia rachunków za prąd oraz rozwoju technologii w polskim sektorze energetycznym.

Wnioski o dofinansowanie będą przyjmowane do 20 grudnia 2024 roku lub do wyczerpania środków. Kluczowym wymogiem będzie montaż magazynu energii dla mikroinstalacji fotowoltaicznych zgłoszonych do przyłączenia do sieci po 1 sierpnia 2024 r. Dofinansowanie pokryje do 50 proc. kosztów kwalifikowanych inwestycji, co oznacza, że maksymalne wsparcie dla mikroinstalacji bez dodatkowych inwestycji wyniesie 6 tys. zł, natomiast dla instalacji z magazynem energii – 7 tys. zł.

Dofinansowanie obejmuje różnorodne urządzenia, w tym pokrycia dachowe z funkcją fotowoltaiczną, wiaty oraz zestawy balkonowe. Magazyny energii będą mogły uzyskać do 16 tys. zł, przy czym minimalna pojemność dla magazynu energii elektrycznej wynosi 2 kWh. Program kładzie szczególny nacisk na efektywne wykorzystanie energii w miejscu jej wytworzenia, co ma na celu odciążenie sieci elektroenergetycznej.

Ważnym aspektem nowej edycji jest obowiązkowy system net-billing, który zastąpi dotychczasowy system net-metering. Dofinansowanie będzie dostępne tylko dla prosumentów rozliczających się w nowym systemie. W pięciu wcześniejszych edycjach programu “Mój Prąd” na dofinansowanie przeznaczono łącznie 2,96 mld zł, co pozwoliło na wsparcie ponad 526 tys. prosumentów.

Ochrona fotowoltaiki to inwestycja w przyszłość

W czasach rosnącej popularności odnawialnych źródeł energii, odpowiednie zabezpieczenia przeciwprzepięciowe są kluczowe dla zapewnienia bezpieczeństwa i niezawodności systemów. Inwestując w wysokiej jakości ograniczniki przepięć i regularne przeglądy techniczne, możesz uniknąć kosztownych awarii oraz cieszyć się stabilną i efektywną produkcją energii przez wiele lat. To krok, który zapewni spokój i długowieczność Twojej instalacji fotowoltaicznej.

Autor: Bartłomiej Jaworski

Artykuł Instalacje fotowoltaiczne wymagają profesjonalnych zabezpieczeń pochodzi z serwisu Elektryka Prąd Nie Tyka - instalacje elektryczne w praktyce.

Niewłaściwie zabezpieczona instalacja fotowoltaiczna to poważne zagrożenie. Jednym z jej najważniejszych etapów jest prefabrykacja rozdzielnicy. Obejrzyj filmy instruktażowe, w których krok po kroku pokazujemy jak poprawnie, szybko i bezpiecznie przeprowadzić prefabrykację rozdzielnicy PV. Zobaczysz w nich, jak wygląda montaż wyłączników, ogranicznika i dławic, przygotowanie i łączenie przewodów ochronnych PE oraz przewodów zasilających.

Prefabrykacja rozdzielnicy fotowoltaicznej napięcia przemiennego AC

Urządzenia marki Eaton wykorzystane do prefabrykacji:

• obudowa IKA – wytrzymała i dostępna w różnych rozmiarach, a dzięki ochronie przed promieniami UV odpowiednia do instalacji wewnątrz i na zewnątrz budynku
• wyłącznik nadprądowy HN z serii xPole Home – zabezpiecza instalację PV przed zwarciami i przeciążeniami
• wyłącznik różnicowoprądowy HNC – chroni użytkownika przed porażeniem prądem przy pośrednim lub bezpośrednim dotyku
• ogranicznik przepięć SPCT2 – ochrona przed przepięciami pośrednimi I komutacyjnymi

Prefabrykacja rozdzielnicy fotowoltaicznej napięcia stałego DC, składającej się z 2 łańcuchów

Urządzenia marki Eaton wykorzystane do prefabrykacji:

• obudowa IKA – wytrzymała i dostępna w różnych rozmiarach, a dzięki ochronie przed promieniami UV odpowiednia do instalacji wewnątrz i na zewnątrz budynku,
• wyłącznik PKZ-SOL20 – zabezpiecza instalację przed zwarciami i przeciążeniami,
• ogranicznik przepięć SPPVT12 – ochrona przeciwprzepięciowa przed wyładowaniami atmosferycznymi.

Więcej informacji na temat rozwiązań firmy Eaton z zakresu fotowoltaiki można znaleźć na stronie www.eaton.pl/fotowoltaika

Artykuł Jak przeprowadzić prefabrykację rozdzielnicy fotowoltaicznej? pochodzi z serwisu Elektryka Prąd Nie Tyka - instalacje elektryczne w praktyce.

Przepięcie – co to?

Na początku nic nie zwiastuje problemu. Korzystanie z komputera, telewizora czy załączenie ekspresu do kawy, by napić się ulubionej małej czarnej to codzienne zajęcia przeciętnego Polaka. Jednak wystarczy skok napięcia spowodowany burzą lub jakaś nieprawidłowość w sieci, aby zdarzyło się przepięcie. Podczas niego dochodzi do przeciążenia przewodów elektrycznych, które pokaźną dawkę energii przesyłają również do sprzętów podpiętych do prądu. W zależności od skali problemów i zastosowanych zabezpieczeń, skutki tego zdarzenia mogą wyglądać następująco:

• wybicie i spalenie korków lub wkładów topikowych

W tym przypadku wystarczy wymiana tych urządzeń, która zazwyczaj nie wiąże się z dużym wydatkiem. Natomiast bardzo ważne jest zlokalizowanie problemu, tak by nie nawracał.

• zniszczenie sprzętu elektrycznego

Może to dotyczyć każdego urządzenia podłączonego do sieci podczas przepięcia. Straty mogą być ogromne, wystarczy przeliczyć wartość stale zasilanych sprzętów, takich jak: lodówka, kuchenka, telewizor czy pralka.

• spalenie instalacji elektrycznej

Ten problem dotyczy głównie starszych sieci, w których nie zastosowano zabezpieczeń przeciwprzepięciowych. Przepięcie może nastąpić nie tylko od uderzenia piorunem, ale również przez przeciążenie instalacji. Jest to szczególnie niebezpieczna sytuacja, gdyż można uszkodzić także wszystkie sprzęty podłączone do sieci. Zdarzają się także przypadki pożaru instalacji, co wiąże się już z zagrożeniem zdrowia i życia.

Bez względu na to, czy mieszkasz w nowym, czy starym budownictwie, może Cię spotkać przepięcie, którego skutki są trudne do przewidzenia. Warto ubezpieczyć się na wypadek takich sytuacji.

Jak wygląda ubezpieczenie od przepięć?

Przed zawarciem umowy ubezpieczeniowej, zawsze trzeba dokładnie przeczytać warunki. Otóż to co, dla jednego wydaje się oczywiste, nie zawsze jest zgodne ze stanem faktycznym. Wiele firm ubezpieczeniowych rozróżnia przepięcie powstałe na skutek uderzenia piorunem oraz te spowodowane wadliwą instalacją elektryczną. W zależności od wybranej oferty te pierwsze mogą pojawić się w podstawowym ubezpieczeniu domu. Należy więc przeanalizować warunki ubezpieczenia, aby sprawdzić, czy odszkodowanie przysługuje w danej sytuacji. Zazwyczaj przepięcie spowodowane zwarciem lub wyładowaniem elektrostatycznym jest zawarte w dodatkowych pakietach ochronnych. 

Co można ubezpieczyć od przepięć?

Wykupienie dodatkowego pakietu ubezpieczeniowego na wypadek przepięć wiąże się z podaniem wartości sprzętu elektrycznego, który znajduje się w wyposażeniu domu. Polisa może objąć ochroną także samą instalację. Natomiast warto wiedzieć, że zdarzają się sytuacje, w których ubezpieczyciel zastosował wyłączenia umowne. Odszkodowanie w przypadku przepięć może nie być wypłacone, gdy:

• wraz z uszkodzeniem sprzętu stracono dane, pliki elektroniczne czy program komputerowy

Polisa obejmuje dane urządzenia elektryczne, ale jeśli właśnie ukończyłeś na nich powieść lub miałeś na dysku autorski program komputerowy, to niestety straty związane z utraceniem pliku nie będą uwzględnione w ubezpieczeniu.

• instalacja nie była uziemiona

Należy przejrzeć dokładne warunki ubezpieczenia, gdyż nieprawidłowo wykonana instalacja elektryczna może być powodem do odmowy ubezpieczenia.

Część ubezpieczycieli nie zgodzi się objąć ochroną budynki w budowie lub podczas remontu.

Jaki jest koszt ochrony od przepięć?

Trzeba mieć na uwadze, że wartość ochranianych ruchomości ma wpływ na wysokość składki. W zależności od tego, jaka będzie suma ubezpieczenia, należy się spodziewać wzrostu opłaty miesięcznej za ubezpieczenie na dom. Więcej na ten temat możesz dowiedzieć się, wchodząc na stronę: https://rankomat.pl/nieruchomosci/ile-kosztuje-ubezpieczenie-domu-mieszkania.

Artykuł Jak ubezpieczyć dom i mieszkanie od skutków przepięcia? pochodzi z serwisu Elektryka Prąd Nie Tyka - instalacje elektryczne w praktyce.

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:

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

Przejdź do produktów Eaton

Artykuł Jak chronić sprzęt domowy przed przepięciami? pochodzi z serwisu Elektryka Prąd Nie Tyka - instalacje elektryczne w praktyce.

“Rynek fotowoltaiki w Polsce rozwija się niezwykle dynamicznie. Jako producent ograniczników przepięć odpowiadamy na potrzeby naszych klientów i tym samym wzmacniamy naszą pozycję konkurencyjną w stosunku do międzynarodowych koncernów w zakresie ochrony instalacji PV” – mówi Michał Zielenkiewicz, prezes firmy RST Sp. z o.o. W Polsce i na świecie coraz więcej inwestorów instytucjonalnych i prywatnych decyduje się na inwestycję w fotowoltaikę. Aby skutecznie zabezpieczyć tę inwestycję i ograniczyć ryzyko zniszczenia instalacja, niezbędna jest specjalistyczna ochrona przed przepięciami, którą zapewniają RST Solar oraz RST Power, nowe linie produktów polskiego producenta.

Seria RST Solar – ochrona obwodów DC systemów fotowoltaicznych

Ograniczniki RST Solar przeznaczone są zarówno do typowych instalacji o napięciu U_cpv do 1000 V, jak i nowoczesnych systemów o napięciu do 1500 V. Produkty do instalacji o napięciu do 1000 V wykonane są w obudowach z wymiennymi modułami ochronnymi, w konfiguracji Y, z sumującym elementem iskiernikowym (GDT), który eliminuje prąd upływu I_PE. Dzięki eliminacji prądu upływu I_PE ograniczniki z serii RST Solar mają wydłużoną żywotność w stosunku do standardowych produktów.

Ograniczniki do systemów o napięciu do 1500 V wykonane są w specjalnych kompaktowych obudowach, zapewniających odpowiednie odstępy izolacyjne, które gwarantują bezpieczną pracę systemu PV. Produkty serii RST SOLAR wyposażone są także w wizualną oraz zdalną sygnalizację stanu ogranicznika.

Ograniczniki RST Solar znajdą zastosowanie zarówno do ochrony elektrowni naziemnych, jak i instalacji PV na dachach budynków wyposażonych w urządzenie piorunochronne. Można je także zastosować w obiektach niewyposażonych w LPS lub z zachowanym bezpiecznym odstępem separującym.

Seria RST Power – ochrona instalacji elektrycznych niskiego napięcia

Seria RST Power pozwala na kompletne zabezpieczenie instalacji elektrycznej od strony zasilania niskiego napięcia. Wszystkie produkty tej serii wykonane są w modułowych obudowach z optyczną sygnalizacją stanu ogranicznika. Szczególną uwagę zwracają ograniczniki kombinowane typu 1+2, RST Power T1+T2, które pomimo zastosowania iskiernika wieloprzerwowego, w głównym torze ochronnym, wykonano w obudowach o szerokości pojedynczego modułu (1TE). Odporność na prądy pioruna I_imp = 12,5 kA pozwala na zabezpieczenie rozdzielnic głównych w każdym obiekcie sklasyfikowanym według poziomu ochrony LPL IV i III.

Uzupełnienie serii stanowią ograniczniki typu 2, RST Power T2, znajdujące zastosowanie w rozdzielnicach lokalnych lub do ochrony falowników PV od strony zasilania AC.

Artykuł RST wprowadza na rynek nowe serie ograniczników przepięć pochodzi z serwisu Elektryka Prąd Nie Tyka - instalacje elektryczne w praktyce.

Artykuł Pożar przepięciówki w nowej instalacji pochodzi z serwisu Elektryka Prąd Nie Tyka - instalacje elektryczne w praktyce.