38
www.elektro.info.pl
1/2 2004
P R E Z E N T A C J A
(przeskok następuje przy różnych na-
pięciach zależnych, m.in. od stromości
narastania napięcia).
Nowoczesne beziskiernikowe ogra-
niczniki przepięć nie mają powyższej
wady i powinny być stosowane jako
podstawowy środek ochrony w sieciach
elektroenergetycznych. Najbardziej sku-
teczny jest montaż ograniczników bez-
iskiernikowych w możliwie bliskim są-
siedztwie chronionych urządzeń. Bardzo
efektywna jest ochrona strefowa przed
przepięciami, w której kolejne stopnie
mają coraz wyższą precyzję działania
przy coraz mniejszym odprowadzanym
ładunku przepięcia. Pierwszym stop-
niem takiej ochrony są zazwyczaj napo-
wietrzne ograniczniki przepięć (klasa A),
których zadaniem jest ograniczenie
przepięcia do poziomu bezpiecznego dla
izolacji urządzeń energetycznych. Ich
zadaniem jest odprowadzenie większo-
ści ładunku elektrycznego wyładowania
piorunowego. Przepięcia o niższej war-
tości, które pozostają po zadziałaniu
ograniczników „pierwszej linii”, są na-
stępnie ograniczane przez kolejne stop-
nie ochrony, oparte zwykle także na
ogranicznikach beziskiernikowych.
Ograniczniki napowietrzne typu
ASA-A produkcji Apator SA mają para-
metry pozwalające na stosowanie ich
jako pierwszy stopień ochrony syste-
mów energetycznych niskiego napięcia.
działanie
ograniczników
z warystorami
z tlenków metali
Głównym zadaniem ogranicznika
jest odprowadzenie do ziemi nadmier-
nego ładunku elektrycznego pojawiają-
cego się na skutek wyładowania atmo-
sferycznego na przewodach liniowych
sieci. Najważniejszym elementem skła-
dowym ogranicznika jest warystor
z tlenków metali – element o nieliniowej
charakterystyce napięciowo-prądowej,
który zmienia swoją rezystancję wraz ze
zmianą napięcia na zaciskach. Podda-
ny działaniu normalnego napięcia robo-
czego sieci, przewodzi prąd rzędu mi-
kroamperów, natomiast przy pojawieniu
się na przewodach linii przepięcia, jego
rezystancja radykalnie spada, odprowa-
dzając ładunek elektryczny do ziemi
i nie dopuszczając do wystąpienia prze-
pięcia o wartości mogącej zagrozić izo-
lacji urządzeń. Dzięki gwałtownemu nie-
liniowemu spadkowi rezystancji, napię-
cie na zaciskach ogranicznika (a zatem
na przewodach chronionej linii) w no-
woczesnych beziskiernikowych ogra-
nicznikach nie wzrasta do wartości
większej niż 3-krotna szczytowa war-
tość napięcia trwałej pracy. Oczywiście
wiąże się to z koniecznością odprowa-
dzenia dużej ilości energii przez ogra-
nicznik (krótkotrwały przepływ prądu
rzędu kilkudziesięciu kA).
budowa
Warystor zastosowany w ogranicz-
nikach ASA-A produkowany jest z ma-
teriału ceramicznego opartego na bazie
tlenku cynku (ZnO) z szeregiem dodat-
ków innych tlenków metali, które two-
rzą półprzewodnikowe warstwy po-
wierzchniowe i międzyziarnowe krysz-
tałów tlenku cynku, zapewniając pożą-
daną charakterystykę napięciowo-prą-
dową. Warystor „zamknięty” jest
w szczelnej obudowie poliamidowej.
zastosowanie
napowietrznych
ograniczników
przepięć
Ograniczniki ASA-A są przezna-
czone do ochrony przepięciowej przed
czy potrzebna jest
ochrona?
W naszych domach znajduje się co-
raz więcej czułych urządzeń elektronicz-
nych, takich jak komputery, drukarki,
sprzęt AGD i RTV. Prawie każdy z nas
słyszał lub spotkał się z przypadkami
poważnych uszkodzeń elektroniki do-
mowego użytku na skutek wyładowań
atmosferycznych. Przemysł również nie
jest w pełni zabezpieczony przed skut-
kami przepięć w sieci niskiego napięcia.
W skali kraju straty z powodu uszko-
dzeń urządzeń elektronicznych i elek-
trycznych na skutek przepięć sięgają
milionów złotych rocznie i ciągle rosną.
Ochrona przeciwprzepięciowa staje się
koniecznością, ponieważ ryzyko ponie-
sienia strat na skutek przepięć rośnie
wraz ze zwiększającą się liczbą urzą-
dzeń elektronicznych.
Najczęstszymi przyczynami prze-
pięć są wyładowania atmosferyczne
oraz operacje łączeniowe. Aby chronić
wyposażenie elektryczne przed skut-
kami przepięć, należy stosować urzą-
dzenia do ograniczania przepięć zwa-
ne ogranicznikami przepięć. Najwięk-
szym zagrożeniem dla napowietrznych
sieci niskonapięciowych są przepięcia
piorunowe. Gwałtowne wzrosty napię-
cia w systemach energetycznych są
spowodowane najczęściej:
n
przepięciami związanymi z bezpo-
średnim uderzeniem pioruna w linię
napowietrzną,
n
przepięciami spowodowanymi
sprzężeniami między systemami
przenoszącymi prądy wyładowcze,
n
przepięciami indukowanymi w li-
niach napowietrznych na skutek
wyładowań piorunowych w pewnej
odległości.
Stosowane od kilkudziesięciu lat
odgromniki i ograniczniki iskierniko-
we, działające na zasadzie wyładowa-
nia w wąskiej szczelinie między elek-
trodami iskiernika, okazały się w wie-
lu przypadkach niewystarczające ze
względu na małą precyzję działania
Napięcie
Znamionowy prąd
Maksymalny prąd
Napięciowy
Up/Uc
trwałej pracy
wyładowczy 8/20µs wyładowczy 8/20 µs poziom ochrony
TYP
Uc
In
Imax
[V
rms
]
[kA]
[kA]
[V
peak
]
–
ASA – A280-5
280
5
30
1110
4,0
ASA – A440-5
440
5
30
1750
4,0
ASA – A500-5
500
5
30
1990
4,0
ASA – A660-5
660
5
30
2650
4,0
ASA – A280-10
280
10
40
1110
4,0
ASA – A440-10
440
10
40
1750
4,0
ASA – A500-10
500
10
40
1990
4,0
ASA – A660-10
660
10
40
2650
4,0
Dla napięć systemu
do 1000 V
Częstotliwość
48 – 62 Hz
Zdolność pochłaniania energii dla ASA 5 kA
3 kJ/ 1000 V Uc
Zdolność pochłaniania energii dla ASA 10 kA
5 kJ/ 1000 V Uc
na pierwszej linii
bbeezziisskkiieerrnniikkoow
wee nnaappoow
wiieettrrzznnee ooggrraanniicczznniikkii pprrzzeeppiięęćć nniisskkiieeggoo nnaappiięę--
cciiaa ttyyppuu A
AS
SA
A--A
A ddoo ssiieeccii 222200//338800 V
V ((223300//440000 V
V)) ffiirrm
myy A
AP
PA
ATTO
OR
R S
SA
A
5
30
10
40
Tabela 1 Dane techniczne ograniczników ASA-A
