Ochrona przeciwprzepięciowa w obiektach infrastrukturalnych

Definicje ogólne i wyjaśnienie pojęć:

Udar elektryczny działa na urządzenia poprzez bezpośrednie uderzenie pioruna w sieć elektroenergetyczną, lub indukowanie się napięcia /impulsu elektromagnetycznego/, gdy piorun uderzy w pobliżu sieci.

Napięcie impulsu blisko uderzenia jest relatywnie na tyle duże, że może spowodować znaczne uszkodzenia lub nawet zniszczenia sieci oraz przyłączonych do tych sieci urządzeń.

W celu ochrony przed skutkami przepięć wywołanych przez impuls elektromagnetyczny stosowane są specjalne aparaty elektryczne zwane ochronnikami przepięciowymi

Parametry wyładowania piorunowego:

- wartość szczytowa prądu - czas narastania prądu (maksymalna stromość prądu)

Wartość szczytowa prądu określa natężenie prądu, który może popłynąć przez kanał piorunowy wskutek uderzenia pioruna. Załóżmy, że wartość szczytowa prądu pioruna, który uderzył w budynek wynosi 140 kA. Niech rezystancja uziemienia (bezindukcyjnego) budynku wynosi 2 omy (obowiązujące w Polsce przepisy wymagają wartość mniejszą od 10 omów PN-EN 60364). Napięcie związane z przepływem tego prądu wynosi 280 kV. Jeżeli nie zostały zainstalowane ochronniki przepięciowe takiemu właśnie zakłóceniu zostaną poddane linie zasilające i telekomunikacyjne.

Instalacja odgromowa (LPS — Lightning Protection System, popularnie piorunochron)
Poziom ochrony odgromowej (LPL - Lightning Protection Level)
 - LPL I - szpitale, banki, lotniska, obiekty zagrożone wybuchem, elektrownie, wodociągi, urzadzenia przenośne
 - LPL II - obiekty przemyslowe, biurowce, szkoły, supermarkety
 - LPL III i IV - małe budynki biurowe, domy mieszkalne wyposażone w standardowy sprzęt odgromowy, obiekty rolnicze, obiekty, w których nie przebywają osoby
Strefy ochrony odgromowej (LPZ - Lightning Protection Zones)
 - LPZ 0_A - możliwe bezpośrednie uderzenie pioruna i przeplyw całkowitego prądu piorunowego, występuje nietłumione pole elektromagnetyczne.
 - LPZ 0_B - brak zagrożenia bezpośrednim udarem piorunowym, występuje nietłumione pole elektromagnetyczne
 - LPZ 1 - brak zagrożenia bezpośrednim udarem piorunowym, prądy udarowe zredukowane we wszystkich obiektach matalowych, urządzenia są zabezpieczone przed bezpośrednim działaniem impulsowego pola elektromagnetycznego oraz udarami napięciowymi i prądowymi w systemie jednostopniowej ochrony
 - LPZ 2 , LPZ 3 ... kolejne strefy ochrony przepięciowej
Katergorie przepięciowe urządzeń instalowanych w poszczególnych strefach
 - Kategoria IV- urządzenia pracujące w instalacji na wejściu do budynku w obszarze przepięć do 6kV- liczniki, bezpieczniki, wyłączniki...
 - Kategoria III - urządzenia pracujące w instalacji wewnętrznej w obszarze przepięć do 4kV - bezpieczniki, wyłączniki, przełączniki, styczniki...
 - Kategoria II - urządzenia pracujące w instalacji ruchomej w obszarze przepięć do 2,5kV - elektronarzędzia, urządzenia gospodarstwa domowego...
 - Kategoria I - urządzenia pracujące w instalacji ruchomej w obszarze przepięć do 1,5kV - zasilacze niskonapięciowe, urządzenia elektroniczne...

Prykładowy uklad ochrony przeciwzakłóceniowej DTB 4/100M 5cat/48V stacji meteorologicznej GIOM3000 do montażu w strefach LPZ1-2

Prykładowy moduł PI-k8 230VAC oraz układ ochrony przeciwzakłóceniowej zasilania sterowników TECOMAT w strefie LPZ 2-3