Ochronniki przepięciowe odgrywają kluczową rolę w zabezpieczaniu urządzeń elektrycznych i elektronicznych przed niebezpiecznymi skokami napięcia. W tym artykule przyjrzymy się dokładnie ochronnikom przepięciowym klasy 1, 2 i 3 – wyjaśnimy różnice między nimi, przedstawimy ich zastosowania oraz podpowiemy jak dobrać odpowiedni ochronnik do konkretnych potrzeb.
Czym są ochronniki przepięciowe?
Ochronniki przepięciowe, inaczej nazywane ogranicznikami przepięć, są elementami instalacji elektrycznej, których zadaniem jest zabezpieczenie urządzeń przed gwałtownymi skokami napięcia. Działają one w ten sposób, że gdy napięcie przekroczy określoną wartość graniczną, ochronnik zaczyna przewodzić nadmiar prądu do ziemi, nie dopuszczając do wzrostu napięcia na chronionym urządzeniu.
Istnieją różne rodzaje ochronników przepięciowych, które różnią się parametrami pracy i zastosowaniem. Najpopularniejszy jest podział na:
- Ochronniki klasy 1 – niskonapięciowe, stosowane w sieciach NN do 1kV
- Ochronniki klasy 2 – średnionapięciowe, do sieci SN do 40kV
- Ochronniki klasy 3 – wysokonapięciowe, do sieci WN powyżej 1kV
Klasy ochronników różnią się napięciem pracy, zdolnością ograniczania prądów udarowych oraz szybkością reakcji.
Zastosowanie ochronników klasy 1, 2 i 3
Ochronniki klasy 1 znajdują zastosowanie w instalacjach niskiego napięcia, zwłaszcza do zabezpieczania urządzeń elektronicznych, komputerów, RTV i AGD przed przepięciami atmosferycznymi lub łączeniowymi. Montuje się je najczęściej w rozdzielniach, tablicach rozdzielczych lub bezpośrednio przy chronionych urządzeniach.
Ochronniki klasy 2 są przeznaczone do ochrony urządzeń w sieciach średniego napięcia SN, np. transformatorów, linii kablowych, rozdzielni SN. Stosuje się je również w stacjach elektroenergetycznych do zabezpieczenia aparatury łączeniowej i pomiarowej.
Ochronniki klasy 3 znajdują zastosowanie w sieciach wysokiego napięcia WN i najwyższych napięć NHN powyżej 1kV. Służą do ochrony transformatorów, generatorów oraz innych urządzeń pracujących przy wysokich napięciach.
Wybór właściwej klasy ochronnika zależy więc od parametrów pracy instalacji elektrycznej, w której ma być zastosowany.
Tabela 1: Zastosowanie ochronników przepięciowych
| Klasa ochronnika | Zastosowanie | Przykłady zastosowań |
|---|---|---|
| Klasa 1 | Sieci niskiego napięcia NN do 1 kV | Rozdzielnie niskiego napięcia, tablice rozdzielcze, zabezpieczenie urządzeń elektronicznych |
| Klasa 2 | Sieci średniego napięcia SN do 40 kV | Stacje transformatorowe SN/nn, linie kablowe SN, zabezpieczenie transformatorów SN |
| Klasa 3 | Sieci wysokiego napięcia WN powyżej 1 kV | Stacje i rozdzielnie wysokiego napięcia, transformatory i generatory WN, linie przesyłowe WN |
Tabela 2: Parametry techniczne ochronników przepięciowych
| Parametr | Jednostka | Klasa 1 | Klasa 2 | Klasa 3 |
|---|---|---|---|---|
| Napięcie pracy | kV | do 1 | do 40 | powyżej 1 |
| Prąd udarowy | kA | do 20 | do 40 | powyżej 40 |
| Czas reakcji | ns | 25-100 | 25-100 | <25 |
| Rezystancja | Ω | ~10 | ~100 | ~1000 |
| Prąd upływu | μA | <1 | <5 | <50 |
Tabela 3: Dobór ochronników przepięciowych
| Zadanie | Klasa ochronnika | Uwagi |
|---|---|---|
| Ochrona komputerów, RTV, AGD | Klasa 1 | Niskie napięcie, szybka reakcja |
| Zabezpieczenie rozdzielni SN | Klasa 2 | Wysokie napięcie, duży prąd udarowy |
| Ochrona generatorów WN | Klasa 3 | Bardzo wysokie napięcie, ultra szybka reakcja |
| Zabezpieczenie linii NN | Klasa 1 | Niskie napięcie, przepięcia łączeniowe |
| Ochrona transformatorów SN/nn | Klasa 2 | Średnie napięcie, prądy udarowe |
Różnice między klasami ochronników przepięciowych
Klasy ochronników przepięciowych różnią się przede wszystkim:
- Napięciem pracy – im wyższa klasa ochronnika, tym wyższe napięcie, przy którym może pracować
- Prądem udarowym – klasa ochronnika określa maksymalny prąd udarowy, jaki jest w stanie przewodzić podczas zadziałania
- Czasem reakcji – wyższe klasy reagują szybciej na wzrost napięcia
- Poziomem ochrony – klasa 1 zapewnia ochronę przed przepięciami łączeniowymi, klasa 2 przed udarami atmosferycznymi, klasa 3 przed bezpośrednimi wyładowaniami w linię
Poniższa tabela zawiera porównanie parametrów poszczególnych klas:
| Parametr | Klasa 1 | Klasa 2 | Klasa 3 |
|---|---|---|---|
| Napięcie pracy | do 1kV | do 40kV | powyżej 1kV |
| Prąd udarowy | do 20kA | do 40kA | powyżej 40kA |
| Czas reakcji | 25-100 ns | 25-100 ns | <25 ns |
| Poziom ochrony | przepięcia łączeniowe | wyładowania atmosferyczne | bezpośrednie wyładowania |
Jak widać, wraz ze wzrostem klasy rosną wszystkie parametry ochronników – mogą pracować przy wyższych napięciach, przewodzić większe prądy udarowe oraz reagować szybciej na zagrożenie.
Jak dobrać właściwy ochronnik przepięciowy?
Aby dobrać odpowiedni ochronnik przepięciowy, należy wziąć pod uwagę kilka czynników:
- Parametry instalacji elektrycznej – napięcie, prądy zwarciowe, poziom zakłóceń
- Wymaganą klasę ochronności – klasa 1, 2 czy 3
- Maksymalny prąd wyładowczy, jaki ochronnik musi przewodzić
- Napięcie trwałej pracy ochronnika oraz napięcie znamionowe urządzenia
- Miejsce montażu – rozdzielnia, tablica, obwód
- Warunki środowiskowe – temperatura, wilgotność, zapylenie
Należy też zwrócić uwagę na takie parametry jak rezystancja, prąd upływu, odporność udarowa czy trwałość elektryczna.
Dobór ochronników powinien być zawsze zgodny z normą PN-IEC 61643-11.
Tabela 1: Ceny ochronników klasy 1
| Model ochronnika | Napięcie pracy | Cena netto |
|---|---|---|
| Ochronnik XYZ 1kV | 230V | 15zł |
| Ochronnik ABC 0,5kV | 400V | 25zł |
| Ochronnik QWE 1kV | 240V | 20zł |
Tabela 2: Ceny ochronników klasy 2
| Model ochronnika | Napięcie pracy | Cena netto |
|---|---|---|
| Ochronnik RST 15kV | 6kV | 150zł |
| Ochronnik MNO 20kV | 10kV | 200zł |
| Ochronnik GHI 30kV | 15kV | 250zł |
Tabela 3: Ceny ochronników klasy 3
| Model ochronnika | Napięcie pracy | Cena netto |
|---|---|---|
| Ochronnik JKL 110kV | 60kV | 1000zł |
| Ochronnik PQR 220kV | 110kV | 1500zł |
| Ochronnik VWX 400kV | 220kV | 2000zł |
Podsumowanie – ochronniki klasy 1, 2 i 3
Podsumowując, ochronniki przepięciowe dzielimy na 3 klasy:
- Klasa 1 – do sieci niskiego napięcia NN, ochrona przed przepięciami łączeniowymi
- Klasa 2 – do sieci średniego napięcia SN, ochrona przed wyładowaniami atmosferycznymi
- Klasa 3 – do sieci wysokiego napięcia WN, zabezpieczenie przed bezpośrednimi wyładowaniami
Klasy ochronników różnią się napięciem pracy, prądem udarowym, czasem reakcji i poziomem ochrony. Wybór właściwego ochronnika zależy od parametrów instalacji i wymaganego poziomu ochrony. Kluczowe jest, aby ochronnik został dobrany prawidłowo, zgodnie z obowiązującymi normami.
FAQ
Pytanie: Jaka jest różnica między ochronnikami klasy 1, 2 i 3?
Odpowiedź: Główne różnice to zakres napięć pracy, maksymalny prąd udarowy oraz czas reakcji. Klasa 1 do 1kV, klasa 2 do 40kV, klasa 3 powyżej 1kV. Im wyższa klasa, tym większy prąd udarowy i krótszy czas reakcji.
Pytanie: Gdzie stosuje się ochronniki klasy 1?
Odpowiedź: Ochronniki klasy 1 stosuje się w instalacjach niskiego napięcia NN, np. do zabezpieczenia urządzeń elektronicznych, komputerów, w rozdzielniach i tablicach rozdzielczych.
Pytanie: Jakie ochronniki zastosować w stacji transformatorowej SN/nn?
Odpowiedź: W stacji SN/nn należy zastosować ochronniki klasy 2, przeznaczone do pracy w sieciach średniego napięcia do 40kV.
Pytanie: Jak dobrać właściwy ochronnik przepięciowy?
Odpowiedź: Doboru ochronnika dokonuje się biorąc pod uwagę napięcie pracy instalacji, prądy zwarciowe, wymagany poziom ochrony oraz inne parametry techniczne.
Pytanie: Jak często należy wymieniać ochronniki przepięciowe?
Odpowiedź: Ochronniki klasy 1 i 2 wymienia się średnio co 5-10 lat. Ochronniki klasy 3 co ok. 15-20 lat. Zależy to od warunków pracy i ilości zaabsorbowanych udarów.
Pytanie: Gdzie zamontować ochronniki przepięciowe?
Odpowiedź: Najlepiej jak najbliżej chronionych urządzeń. W rozdzielni, tablicy rozdzielczej lub przy samym urządzeniu. Im mniejsza odległość, tym lepsza skuteczność ochrony.
Pytanie: Czy ochronniki przepięciowe wymagają konserwacji?
Odpowiedź: Ochronniki nie wymagają konserwacji. Zaleca się jedynie okresową kontrolę stanu połączeń i oszacowanie stopnia zużycia. W razie uszkodzenia ochronnik musi zostać wymieniony.
