METODY BADAC
I ZASADY DOBORU
URZ
DZEC
DO OGRANICZANIA PRZEPI
Ć
Andrzej Sowa
Podstawowe wymagania dotyczące urządzeń do Z zestawionych norm międzynarodowych, w
ograniczania przepięć SPD (ang. Surge Protec- kraju wprowadzono norma PN-IEC 61643-1
tive Devices) przeznaczonych do montażu w in- Urządzenia do ograniczania przepięć w sieciach
stalacji elektrycznej przedstawiono w normach rozdzielczych niskiego napięcia. Część 1:
opracowanych przez Komitet Normalizacyjny Wymagania techniczne i metody badań.
IEC S.C. 37A (rys.1).
IEC S.C. 37A
 Low-Voltage surge protective devices Niskona-
pięciowe urządzenia ograniczające przepięcia
Standard IEC 61643-2 Ed.1.0.
Standard IEC 61643-1 Ed.1.0.
 Surge protective devices connected
 Surge protective devices connected to low-
to low-voltage power distribution sys-
voltage power distribution systems. Part 1.
tems . Part 2. Selection and application
Performance requirements and testing
principles IEC 37A/97/CDV (Urządzenia
methods (opublikowane 1998-02) Urządzenia
ograniczające przepięcia dołączane do sieci
do ograniczania przepięć w sieciach rozdziel-
rozdzielczych . Część 2. Dobór i przykłady za-
czych niskiego napięcia. Część 1. Wymagania
stosowań).
techniczne i metody badań.
Standard IEC 61644-2 Ed.1.0.
 Surge protective devices connected
Standard IEC 61644-1 Ed.1.0
to telecommunication and signalling
 Surge protective devices connected to tele-
networks. . Part 2. Selection and ap-
communication signalling network
plication principles IEC 37A/58/NP. (Urzą-
IEC 37A/61/CDV Urządzenia ograniczające prze-
dzenia ograniczające przepięcia do linii tele-
pięcia dołączane do linii telekomunikacyjnych.
komunikacyjnych. Część 2. Wybór i przykłady
zastosowań)
Rys.1. Zakres prac normalizacyjnych komitetu IEC S.C. 37A
" SPD badane zgodnie z wymaganiami
Urządzenia do ograniczania
próby klasy I - ochrona przed bezpo-
przepięć w instalacji elektrycznej
średnim działaniem prądu piorunowego
(wyrównanie potencjałów w obiekcie)
Norma PN-IEC 61643-1 podzieliła urządzenia
oraz wszelkiego rodzaju przepięciami,
do ograniczania przepięć SPD w instalacji elek-
" SPD badane zgodnie z wymaganiami
trycznej na 3 następujące grupy:
próby klasy II - ochrona przed przepię-
ciami atmosferycznymi indukowanymi,
A. Sowa Wymagania techniczne i metody badań urządzeń do ograniczania przepięć
przepięciami łączeniowymi, przepię- W dalszej części urządzenia do ograniczania
ciami przepuszczonymi przez ogranicz- przepięć badane zgodnie wymaganiami prób
niki klasy I, klasy I, II i III nazywane będą ogranicznikami
odpowiednio klasy I, II lub III. Podstawowe
" SPD badane zgodnie z wymaganiami
próby klasy III  ochrona przed prze- właściwości i charakterystyki poszczególnych
typów ograniczników przedstawiono w tabli-
pięciami łączeniowymi powstającymi w
cach 1 i 2.
obiekcie budowlanym.
Tablica 1. Właściwości różnych typów ograniczników
Typ ogranicznika Właściwości
Dużą impedancją przy braku przepięcia, która zmniejsza się gwałtownie w od-
Ucinający napięcie
powiedzi na występowanie udaru napięciowego. Elementy stosowane do  uci-
nania napięcia - iskierniki *, rury gazowe, tyrystory i triaki
Dużą impedancją przy braku przepięcia, która zmniejsza się w sposób cią-
Ograniczający napięcie
gły w miarę wzrostu prądu udarowego i napięcia. Podstawowe elementy -
warystory* i diody ograniczające
Zawierają zarówno element ucinający napięcie jak i element ograniczający
napięcie i mogą ucinać napięcie, ograniczać napięcie lub spełniać te obie
Kombinowany
funkcje w zależności od charakteru doprowadzonego napięcia (np. równo-
ległe lub szeregowe połączenie iskiernika z warystorem).
Tablica 2. Zadania, miejsca montażu oraz wymagany zakres badań ograniczników klasy I, II i III
Parametr Charakterystyka
Ograniczniki przepięć klasy I
Niedopuszczanie do wnikania prądu piorunowego i wszelkiego rodzaju przepięć
Zadanie
do instalacji elektrycznej wewnątrz obiektu budowlanego.
Zakres badań pró- Podstawowe badania:
by klasy I
znamionowym napięciem udarowym 1,2/50,
prądem udarowy impulsowym Imax,
znamionowym prądem wyładowczym 8/20.
Ograniczniki przepięć klasy II
Ograniczanie przepięć pomiędzy:
Zadanie
" przewodami falowymi L1,L2,L3 i przewodem ochronnym PE,
" przewodami neutralnym N i ochronnym PE.
Zakres badań pró- Podstawowe badania:
by klasy II znamionowym prądem wyładowczym in,
największym prądem wyładowczym imax ,
napięciem udarowym 1,2/50.
Ograniczniki przepięć klasy II
Ograniczanie przepięć pomiędzy:
Zadanie
" przewodem fazowym L a neutralnym N,
" przewodami neutralnym N i ochronnym PE.
Zakres badań pró-
Badania znamionowym udarem napięciowo-prądowym 1,2/50-8/20.
by klasy III
A. Sowa Wymagania techniczne i metody badań urządzeń do ograniczania przepięć
nych klas montowane w instalacji elektrycz-
Ogólne zasady doboru
nej.
ograniczników przepięć
Ogólne wymagania dotyczące układów
Przystępując do tworzenia w instalacji elek-
ochrony przepięciowej
trycznej systemu ochrony przed działaniem prą-
du piorunowego i wszelkiego rodzaju przepięć
Liczbę układów ograniczników przepięć i
należy ocenić występujące zagrożenie.
sposób ich montażu należy dostosować do
systemu sieci, występującego zagrożenia
Przykładowe problemy, które należy przeanali-
oraz wymaganych kategorii przepięcio-
zować i rozwiązać w początkowej fazie postę-
wych.
powania przedstawione zostaną na przykładzie
obiektów nowopowstającego oraz modernizo-
Układy ograniczników należy rozmieścić w
wanego.
taki sposób, aby zapewniały ograniczenie
przepięć do wartości wymaganych w wy-
Przypadek 1. Obiekt nowy
branych kategoriach przepięciowych.
Zachować, zgodne z zaleceniami produ-
f& Określić poziom ochrony, jaki należy zasto-
centa, najmniejsze dopuszczalne odległości
sować w tworzonym systemie ochrony od-
pomiędzy:
gromowej danego obiektu.
- układami ograniczników różnych klas,
f& Na podstawie informacji o wybranym pozio-
- układami ograniczników a chronionymi
mie ochrony, dobrać wartości podstawo-
urządzeniami.
wych parametrów charakteryzujących prze-
bieg prąd piorunowego.
Wymagania dotyczące ograniczników
klasy I
f& Określić wymagane klasy środowisk dla
urządzeń oraz kategorie przepięciowe dla in-
1. Układy ograniczników klasy I powinny
stalacji elektrycznej, które będą tworzone
być instalowane za zabezpieczeniami
wewnątrz obiektu.
głównymi, w pobliżu miejsca wprowa-
dzania instalacji elektrycznej do obiektu
Przypadek 2. Obiekty modernizowane
budowlanego (złącze kablowe, szafka
obok złącza, rozdzielnica główna).
" Sprawdzić jakie środki ochrony odgromo-
2. Układ połączeń ograniczników powinien
wej zastosowano w obiekcie ( zewnętrzna i
być dobrany odpowiednio do systemu sie-
wewnętrzna ochrona odgromowa) oraz do-
ci
konać oględzin ich stanu aktualnego .
3. Należy określić skuteczną wartość napię-
" Ocenić, czy od czasu powstania obiektu:
cia trwałej pracy ogranicznika oraz po-
nie zmieniło się jego przeznaczenie,
ziom ograniczenia napięć udarowych
przez ograniczniki.
nie wykonywano w obiekcie prac, które
wprowadziły zmiany w instalacji elek-
4. Przewody wykorzystywane do przyłącze-
trycznej i ochronie odgromowej.
nia ogranicznika powinny być możliwie
najkrótsze.
" Sprawdzenie sposobu doprowadzania
wszelkich instalacji do obiektu.
5. Układając przewody łączące ograniczniki
należy uwzględnić możliwości oddziały-
W dalszej kolejności można wykonać zalece-
wania na nie sił dynamicznych wywoły-
nia analogiczne jak w przypadku obiektu no-
wanych przez płynący prąd piorunowy.
wego.
6. Określić potrzebę stosowania dodatko-
W kolejnej fazie należy uwzględnić przedsta-
wych zabezpieczeń nadprądowych w sze-
wione poniżej podstawowe wymagania jakie
reg z ogranicznikiem klasy I.
powinny spełniać zarówno układy ochrony
przepięciowej, jak i ograniczniki poszczegól-
A. Sowa Wymagania techniczne i metody badań urządzeń do ograniczania przepięć
7. Określić dopuszczalne odległości pomię-
" występowaniu zbyt dużych odległości
dzy iskiernikowymi ogranicznikami prze-
pomiędzy układami ograniczników
pięć klasy I a innymi urządzeniami w
przepięć klasy II i chronionymi urzą-
miejscu ich montażu (jeśli takie są zalece-
dzeniami,
nia producenta ograniczników).
" ochrony urządzeń o nieznanej odpor-
ności udarowej lub o mniejszej odpor-
Wymagania dotyczące ograniczników
ności od pozostałych urządzeń pracują-
klasy II
cych w danym obiekcie.
1. Układ połączeń ograniczników klasy II po-
W większości przypadków dwustopniowy
winien być dobrany odpowiednio do sys-
układ ochronny, zawierający ograniczniki klas
temu sieci.
I i II, zapewnia dostateczną ochronę urządzeń
2. Miejsce montażu układu ograniczników
elektronicznych i elektrycznych, a ograniczni-
przepięć klasy II uzależnione jest od jego
ki klasy III są najczęściej jedynie uzupełnie-
zadań. W przypadku układu dwustopnio-
niem wielostopniowego system ochronny i
wego są to rozdzielnice na poszczególnych
przed ich doborem należy dokładnie przeana-
kondygnacjach, rozdzielnice oddziałowe,
lizować celowość ich stosowania.
tablice rozdzielcze wewnątrz obiektu
Dodatkowo należy uwzględnić wymagania do-
(wskazany jest montaż ograniczników przed
tyczące zachowania minimalnych odległości
wyłącznikami różnicowo-prądowymi).
pomiędzy ogranicznikami klasy III i II oraz
ogranicznikami klasy III a chronionym urzą-
3. Jeśli nie występuje zagrożenie oddziaływa-
dzeniem, które posiada zainstalowane elemen-
niem prądu piorunowego to układy ogra-
ty ochrony przepięciowej.
niczników klasy II można instalować w
miejscu wprowadzania instalacji do obiektu
W stosowanych układach ograniczników klasy
(zamiast ograniczników klasy I).
III do ochrony przed przepięciami występują-
4. Określić potrzebę stosowania dodatkowych
cymi pomiędzy przewodem fazowym a neu-
zabezpieczeń nadprądowych w szereg z
tralnym wykorzystywane są elementy zmien-
ogranicznikiem klasy II.
no-oporowe np. warystory. Skoki potencjałów
przewodu PE ogranicza odgromnik gazowany.
5. Określić sposób sygnalizacji uszkodzenia
ograniczników. W instalacji elektrycznej ograniczniki prze-
pięć klasy III montowane są za wyłączni-
6. Zachować wymagane odległości pomiędzy
kach różnicowoprądowych.
ogranicznikami klasy I i II.
7. Jeśli zachowanie wymaganych odległości
Eksploatacja i konserwacja
jest niemożliwe należy zastosować induk-
ograniczników przepięć
cyjności sprzęgające.
Ograniczniki przepięć klasy I jako część instala-
Ograniczniki przepięć klasy III
cji odgromowej powinny być poddawane oglę-
dzinom w terminach wymaganych przez obo-
Ograniczniki klasy III zapewniają ochronę
wiązujące normy ochrony odgromowej. W
urządzeń przed przepięciami atmosferycznymi
przypadku stosowania  dobezpieczeń ogra-
wywołanymi przez odległe wyładowania at-
niczników wskazane jest sprawdzenie bezpiecz-
mosferyczne (kilkaset metrów od obiektu)
ników włączanych szeregowo z ogranicznikami
oraz przed przepięciami łączeniowymi wystę-
po każdej burzy nad obiektem lub po zadziałaniu
pującymi w instalacji elektrycznej.
głownych zabezpieczeń nadprądowych. Po-
W instalacji elektrycznej ograniczniki przepięć
dobne wymogi zawierają wprowadzane obecnie
klasy III współpracują najczęściej z ogranicz-
zalecenia międzynarodowe.
nikami klas I i II tworząc wielostopniowe
Szczególnie dużo informacji zawarto w PN-IEC
układy ochronne.
61024-1-2.
Ograniczniki klasy III należy stosować w
przypadku:
A. Sowa Wymagania techniczne i metody badań urządzeń do ograniczania przepięć
W normie tej, przedstawiając wskazówki doty- Sprawdzenia instalacji piorunochronnej i ogra-
czące konserwacji i sprawdzania urządzeń niczników przepięć powinien dokonywać spe-
ochrony przepięciowej zawartych, stwierdzono: cjalista z dziedziny ochrony odgromowej. Okre-
sy pomiędzy poszczególnymi sprawdzaniami in-
" sprawdzanie ograniczników przepięć jest
stalacji piorunochronnej, a tym samym ogra-
częścią procedury sprawdzania instalacji
niczników przepięć zestawiono w tablicy 3.
piorunochronnej,
" programy sprawdzania i konserwacji po-
Tablica 3. Okresy pomiędzy sprawdzaniem
winny być sprecyzowane przed odpowiednią
instalacji piorunochronnej
władzę lub przez projektanta instalacji pio-
Poziom ochrony Odstęp pomiędzy Okres pomiędzy
runochronnej lub przez wykonawcę w
odgromowej dwoma kolejnymi krytycznym
uzgodnieniu z właścicielem lub ze wskaza-
sprawdzaniami sprawdzeniem
nym przez niego przedstawicielem,
urządzeń.
" charakterystyki elektryczne urządzeń po-
I 2 lata 6 miesięcy
winny być zachowane,
" jeśli w budynku dokonano modyfikacji lub
II 4 lata 12 miesięcy
zmieniono jego przeznaczenie to może oka-
zać się niezbędna modyfikacja systemu
III i IV 6 lat 12 miesięcy
ograniczania przepięć.
Tworząc programy konserwacji należy określić
częstość jej przeprowadzania oraz dokładny
program, który powinien obejmować:
W przedstawionej tablice uwzględniono nie
tylko pełne badania i sprawdzanie instalacji,
- sprawdzenie dokumentacji technicznej,
ale również możliwości prowadzenia znacznie
- oględziny,
częstszych oględzin (przynajmniej raz w roku
- dokonanie prób,
lub nawet co 6 miesięcy)
- wykonanie dokumentacji sprawdzania.
Przestrzeganie powyższych zasad ułatwia two-
W ramach tego programu powinny zawierać się
rzenie pewnej i niezawodnej ochrony przed dzia-
postanowienia dotyczące sprawdzania urządzeń
łaniem prądu piorunowego i wszelkiego rodzaju
ograniczających przepięcia.
przepięć jakie mogą wystąpić w instalacji elek-
Należy sprawdzić, czy nie ma znaków uszko- trycznej.
dzeń urządzeń ograniczających przepięcia
lub chroniących je bezpieczników. Dokładne informacje o ogranicznikach prze-
W przypadku uzupełnień lub zmian w obiek- pięć poszczególnych klas przedstawiono na
cie należy sprawdzić potrzebę uzupełnienia w
stronie  www.ochrona.net.pl
systemie ochrony przepięciowej.