Sektor Elektroenergetyczny 2018 - page 132

Ochrona przeciwprzepięciowa w obiektach przemysłowych
130
Normy dotyczące ochrony odgromowej wprowadzają cztery
poziomy ochrony odgromowej LPL (tab. 1). Każdy z nich ma okre-
ślony zestaw maksymalnych i minimalnych parametrów prądu
pioruna, które są istotne przy projektowaniu elementów ochrony
odgromowej (przekrojów przewodów, grubości blachy, zdolności
prądowej ograniczników przepięć, odstępu izolacyjnego przeciw
niebezpiecznym iskrom) oraz przy ustalaniu zdolności prądowej,
jakimi powinny charakteryzować się ograniczniki przepięć klasy
I (B), (typu 1) [14]. Wymaga to, jak wspomniano, określenia wiel-
kości prądu piorunowego, która może wpłynąć do instalacji elek-
trycznej podczas wyładowania atmosferycznego bezpośredniego.
Przykładowo, dla czteroprzewodowej instalacji elektrycznej
w obiekcie przemysłowym zrealizowanej w układzie sieci TN-C
i poziomu ochrony odgromowej I zakładany maksymalny prąd pio-
runowy wynosi 200 kA. Przy założeniu 50-procentowego rozpływu
przez przewodzące instalacje budynku (w tym przemysłowego)
i braku innych instalacji elektrycznych wchodzących do obiektu,
prąd piorunowy, jaki może wpłynąć, wynosi 100 kA, co oznacza
prąd o wartości 25 kA w każdym z przewodów.
Przepływ prądu piorunowego przez elementy instalacji odgromo-
wej lub metalowe elementy konstrukcyjne chronionego budynku
(w tym przemysłowego) powoduje uzyskanie przez nie dużego
potencjału w stosunku do pozostałych instalacji przewodzą-
cych [14]. Może to doprowadzić do niebezpiecznego iskrzenia
oraz zagrożenia porażeniowego poprzez wzrost napięcia dotyko-
wego pomiędzy poszczególnymi częściami przewodzącymi. Zabez-
pieczenie przed tym zjawiskiem stanowią połączenia wyrów-
nawcze, regulujące potencjał pomiędzy zewnętrzną instalacją
odgromową oraz metalowymi instalacjami i elementami konstruk-
cyjnymi obiektu. Połączenia te stanowią przewody łączące główną
szynę wyrównawczą (GSW) z częściami przewodzącymi. Szyna
wyrównawcza powinna być instalowana przy powierzchni ziemi
i połączona z uziomem, a przewody zasilające podłączane do niej
pośrednio poprzez ograniczniki przepięć. W przypadku rozległych
obiektów przemysłowych należy zastosować więcej niż jedną szynę
i wtedy są one ze sobą połączone.
Zgodnie z § 183 ust. 1 pkt 10 rozporządzenia [1] połączenia
wyrównawcze obejmują: instalację wodociągową wykonaną
z przewodów metalowych, metalowe elementy instalacji kanali-
zacyjnej, instalację grzewczą wodną z przewodów metalowych,
metalowe elementy instalacji gazowej, metalowe elementy szy-
bów i maszynowni dźwigów, metalowe elementy przewodów
i wkładów kominowych, metalowe elementy przewodów i urzą-
dzeń do wentylacji i klimatyzacji oraz metalowe elementy obu-
dowy urządzeń instalacji telekomunikacyjnej. Minimalne prze-
kroje przewodów łączących wewnętrzne metalowe instalacje
z szyną wyrównawczą zgodnie z PN-EN 62305-3 wynoszą dla
przewodów wykonanych z miedzi, aluminium i stali odpowiednio:
5, 8 i 16 mm
2
[6]. Stosując przewody łączące zewnętrzne ele-
menty wprowadzane do budynku, jak np. metalowe rury, należy
uwzględnić ich wytrzymałość na część prądu piorunowego, jaka
może przez nie płynąć. W przypadku ograniczników przepięć
klasy I (typu 1), zaleca się stosować przewody łączące o przekroju
nie mniejszym niż 16 mm
2
[14].
Bardzo ważnym elementem jest zachowanie odpowiedniego
odstępu izolacyjnego pomiędzy elementami zewnętrznej instalacji
odgromowej a częściami przewodzącymi wewnątrz obiektu.
Wartość wymaganego odstępu izolacyjnego zależy od czynni-
ków takich jak przyjęta klasa instalacji odgromowej czy wartość
prądu piorunowego płynącego w przewodach odprowadzających.
Jest ona wyznaczana zgodnie z postanowieniami normy PN-EN
62305-3 [6]. W większości wypadków wystarczające jest przyjęcie
wartości odstępu izolacyjnego na poziomie 0,5–1 m [14]. Należy
zachować odpowiednią odległość od urządzeń instalowanych na
elewacji budynku (klimatyzatory, oświetlenie, szyldy reklamowe,
urządzenia monitoringu itp.), jak również instalacji w środku
budynku (metalowe rury instalacji gazowych, ogrzewania itp.).
W obiektach przemysłowych obecnie powszechnie stosuje się róż-
nego rodzaju urządzenia i układy elektroniczne, które są szcze-
gólnie wrażliwe na działanie przepięć, mogących doprowadzić do
ich uszkodzenia, zatrzymania pracy, nieprawidłowej pracy ukła-
dów sterująco-sygnalizacyjnych, resetowania pamięci lub róż-
nego rodzaju zakłóceń w systemach transmisji sygnałów i układów
regulacyjnych [14]. Konieczne jest w związku z tym użycie odpo-
wiedniej ich ochrony przeciwprzepięciowej.
x x x
Ochrona przeciwprzepięciowa
W celu ochrony instalacji elektrycznych przed skutkami wspomnia-
nych przepięć w obiektach przemysłowych stosuje się kilkustop-
niową ochronę przeciwprzepięciową. Instalacja elektryczna budynku
(w tym przemysłowego) podzielona jest na cztery kategorie, którym
przypisano odpowiednią wytrzymałość udarową izolacji instalacji
elektrycznej i urządzeń w niej zainstalowanych:
• kategoria I – urządzenia najbardziej wrażliwe na przepięcia, naj-
częściej zamontowane na stałe, np. komputery, sprzęt RTV,
• kategoria II – urządzenia przenośne, inne urządzenia przyłączone
do instalacji na stałe, sprzęt gospodarstwa domowego,
• kategoria III – urządzenia instalacji elektrycznej będące elemen-
tami części rozdzielczej oraz wyposażeniem obwodów, np. roz-
dzielnice, przewody i kable, gniazda wtykowe, łączniki, osprzęt
instalacyjny, urządzenia do zastosowań przemysłowych z trwałym
przyłączeniem do instalacji stałej (silniki, piece itp.),
• kategoria IV – urządzenia wykorzystywane w złączu budynku
(w tym przemysłowego) lub w jego pobliżu, np. liczniki energii elek-
trycznej, mierniki, główne zabezpieczenia nadprądowe, mierniki
energii elektrycznej, urządzenia ochrony przeciwprzetężeniowej.
Urządzenia instalowane w budynku muszą charakteryzować się
wyższym znamionowym napięciem udarowym wytrzymywanym niż
wymagane napięcie udarowe wytrzymywane określone w tab. 2.
Tab. 2. Wymagane wartości napięć udarowych urządzeń w instalacjach elektrycznych
niskiego napięcia [13]
Kategoria
urządzenia
Napięcie znamionowe instalacji
[V]
Napięcie udarowe wytrzymywane
[kV]
I
230/400
1,5
400/690
2,5
II
230/400
400/690
4
III
230/400
400/690
6
IV
230/400
400/690
8
1...,122,123,124,125,126,127,128,129,130,131 133,134,135,136,137,138,139,140,141,142,...160
Powered by FlippingBook