Z każdą wiosną nadciąga nowy okres burzowy. Niedobry to czas dla nafaszerowanych delikatną elektroniką urządzeń gospodarstwa domowego, biur i pracowni. Zarazem czas najwyższy, żeby poczytać i pomyśleć o ochronie przed szkodami, jakie co roku czyni nieprzewidywalna elektryczność z nieba. Może – mimo pewnych kłopotów i kosztów – warto zabezpieczyć nasze drogocenne komputery i inne wyposażenie elektroniczne. Bo na to, iż wyręczy nas w tym Zakład Energetyczny liczyć nie należy. Zakład stara się ratować przed skutkami piorunów przede wszystkim swój majątek, tak bardzo wystawiony na działanie sił przyrody. I choć to prawda, że zainstalowane w sieciach elektroenergetycznych odgromniki /ochronniki przepięciowe/ oprócz ochrony urządzeń energetyki chronią też od największych zagrożeń budynki i ich mieszkańców, to przecież wyraźnie trzeba powiedzieć, że instalacje wewnętrzne w budynkach i zasilane z nich urządzenie domowe /biurowe, w warsztatach itp./ bronione muszą być przed przepięciami inną techniką. Techniką dostosowaną do parametrów chronionych urządzeń, delikatniejszych przecież znacznie od sieci elektroenergetycznej. Jest to już w obecnym stanie wiedzy oczywiste. Od lat już kilku przepisy budowlane dotyczące nowych i modernizowanych budynków jednoznacznie zobowiązują inwestorów do stosowania ochrony od przepięć, odpowiedniej dla instalacji wewnętrznych. Wprost nie zarządzono tego jednak w stosunku do starych, istniejących instalacji. Pozostawiono ten problem rozwiązaniom jakie przyniesie upływający czas. Brak bowiem powszechnej akceptacji dla nowych wydatków, brak zrozumienia bezwzględnej potrzeby, a także łatwych możliwości. Toteż w żadnym ze sklepów elektrotechnicznych w Bydgoszczy sprzedawcy nie umieli nic powiedzieć o urządzeniach ochrony przeciwprzepięciowej dla instalacji domowych. Jedynie niektórzy instalatorzy oraz pracownicy hurtowni, zaopatrujący głównie wykonawców nowych instalacji dysponują wiedzą i stosownymi urządzeniami. Bo też jest to dziedzina stosunkowo nowa i dość obszerna. Spróbujemy ją Państwu choć trochę przybliżyć.
Skąd się biorą przepięcia elektryczne ?
Sieć elektroenergetyczna, to tylko jedna z dróg, którymi przenikają pod nasze dachy groźne przepięcia. Przy uderzeniu pioruna w okoliczne wysokie obiekty następuje nieuchronnie wzbudzenie krótkotrwałych lecz groźnych dla urządzeń elektrycznych przepięć także w wewnętrznych instalacjach budynków, i to instalacjach wszelkich rodzajów – telefonicznych, radiowych, sygnalizacyjnych i sterowniczych, a także w sieciach komputerowych, rurociągach i wszelkim uzbrojeniu przewodzącym prąd elektryczny. Takich przepięć indukowanych jest znacznie więcej od przepięć wywołanych bezpośrednim uderzeniem pioruna w linię. Nawet uderzenie w instalację piorunochronną prowadzi często do tzw. przeskoków odwrotnych – od uziomu do innych instalacji.
A dla porządku trzeba zauważyć, że poza okresem burzowym też nie ma spokoju. Zdarzają się bowiem przepięcia wywołane awariami w sieci elektroenergetycznej oraz ludzką ręką, tak zwane łączeniowe – powodowane nieostrożnymi manipulacjami różnych osób, niekoniecznie elektryków . Zdarza się to nawet w instalacjach wewnętrznych mieszkań, na klatkach schodowych, w złączach itp.
Zapamiętajmy: zaatakowane przepięciami mogą być nasze urządzenia od strony każdego z ciągów instalacyjnych. Z tego też powodu choć prezentujemy tu przede wszystkim punkt widzenia Zakładów Energetycznych – nie ograniczymy się jednak tylko do wskazań dotyczących instalacji elektroenergetycznych. Jednak, siłą rzeczy, tym instalacjom poświęcimy najwięcej uwagi.
Co można i trzeba chronić przed przepięciami ?
Chronić trzeba przede wszystkim obwody elektroniczne kosztownych urządzeń AGD, komputerowych, telekomunikacyjnych, rtv, biurowych, sygnalizacyjnych, pomiarowych, medycznych itp. Obecne techniki i systemy ochrony przepięciowej zaprojektowane dla wewnętrznych instalacji pozwalają spełnić warunki skuteczności ochrony elementów elektronicznych. Elementów wykazujących bardzo mizerną wytrzymałość na udary napięciowe /mierzoną w woltach, podczas gdy pozbawione elektroniki proste urządzenia elektryczne i kable mają wytrzymałość mierzoną w kilowoltach/. Za potrzebą zastosowania ochrony przepięciowej argumentem niech tu będzie także i fakt, że wg badań niemieckich odszkodowania za straty w urządzeniach elektronicznych w 1992 r. – to jest w okresie, od którego mniej więcej datuje się burzliwy rozwój systemów skutecznej walki z przepięciami – wypłacone przez instytucje ubezpieczeniowe dotyczyły przepięć aż w 26 %. Były to zarazem przypadki najliczniejsze wśród wszystkich zarejestrowanych przyczyn szkód w tym zakresie.
W dzisiejszych warunkach urządzenia wymagające ochrony od przepięć znaleźć można w każdym pomieszczeniu. Tak w kuchni, łazience jak i w pokoju mieszkalnym, w biurze, garażu i w warsztacie. System ochrony powinien więc działać wszędzie. Tyle, że taka ochrona kosztuje i wcześniej czy później powinna na siebie zarobić. Jak już wspomniano, w nowych instalacjach jest już wymóg prawny tej ochrony. W starych trzeba sobie umieć poradzić, a na początku przynajmniej z grubsza wiedzieć czego się chce, co jest możliwe i od czego zależy.
Co zrobić przede wszystkim, od czego zacząć ?
W pierwszej kolejności zagrodzić trzeba drogę najgroźniejszym przepięciom, jakie wnikać mogą do budynków i mieszkań poprzez linie elektroenergetyczne. Zagrożenie z tej strony jest dość duże – zwłaszcza na obszarach gdzie dominują elektroenergetyczne sieci napowietrzne. Ale przepięcia mogą przywędrować i siecią kablową, więc warto przyjąć jednolitą zasadę: przede wszystkim zainstalować trzeba ochronnik przepięciowy /ogranicznik przepięć – odgromnik/ w złączu, gdzie spotyka się sieć energetyki z instalacją odbiorczą . Jest to pierwszy próg, za który nie powinno się przepuścić groźnych przepięć, mogących powodować wyładowania o dużej energii. A dotrą one tu na pewno – wyżej była już mowa o tym, że odgromniki w sieci energetyki są zbyt grubym narzędziem, aby służyć ochronie instalacji elektrycznej, a co dopiero zasilanych z niej urządzeń – aczkolwiek niewątpliwie ułatwiają ją.
Zadanie tej podstawowej ochrony instalacji wypełnić mogą zwykle ochronniki klasy I /niemieckie oznaczenie B/. Są to ochronniki najbardziej odporne na prądy wyładowcze, będące następstwem przepięć. Są w stanie sprostać przepięciom nawet od uderzeń piorunów wprost w napowietrzną linię elektroenergetyczną, zasilającą daną posesję i dlatego nazywane bywają także odgromnikami, tyle że nie są przeznaczone dla linii, lecz dla instalacji. Przy dużych narażeniach stosować trzeba odgromniki z wydmuchem gazów i odpowiednio je sytuować. Oczywiście są one zarazem najdroższe, a w wersji dla instalacji 3 fazowej kosztować mogą nawet ładnych kilkaset złotych. Dlatego odpowiedni fachowiec powinien dobrze przeanalizować wszelkie okoliczności, celem doboru właściwych, ale zarazem jak najtańszych ochronników /nazywanych też ogranicznikami przepięć/. Mogą to być na przykład odgromniki DEHNbloc. Dla złącza mogą również zostać dobrane ograniczniki hybrydowe klasy I + II /B+C/ – tak zwane „dwa w jednym”, na przykład DEHNventil lub firmy PhoeniX Contact typu FLASHTRAB FLT-PLUS CTRL-… . A może się zdarzyć nawet możliwość zastosowania ochronników klasy II /niemieckie oznaczenie C/ – wyraźnie już tańszych – na przykład serii VALVETRAB firmy PHOENIX CONTACT, albo DEHNguard. Na każde warunki można dobrać ochronnik z serii PRD firmy Schneider Electric.
Oszczędnym wyborom sprzyjałoby występowanie na rozpatrywanym terenie rozległej kablowej, a nie napowietrznej sieci elektroenergetycznej oraz licznych istniejących już ochron w sąsiednich obiektach.
Uwaga: Wspomniane wyżej złącze posiada często dostęp do uziemienia, potrzebnego dla pełnej skuteczności ograniczników . W nowszych instalacjach tutaj też zwykle zaczyna się przewód ochronny / w instalacji jednofazowej jako trzeci, a w instalacji trójfazowej jako piąty/ potrzebny do ochrony dalszych części instalacji.. A jeśli nawet w złączu tym nie ma uziemienia / co jest częste w starych instalacjach/ to najłatwiej to uziemienie tutaj właśnie dobudować w imię poprawy bezpieczeństwa. Łatwiej niż w głębi starych instalacji, wykonanych w epoce tzw. zerowania, jako dodatkowego środka ochrony przeciwporażeniowej. No i w końcu taka instalacja ochronników przepięciowych na wejściu do instalacji, czyli w złączu – często chroni instalacje wewnętrzne wielu mieszkańców /użytkowników/, na których tym samym rozkładają się poniesione koszty zastosowania ochrony przeciwprzepięciowej.
Większość spośród zaprezentowanych wyżej ograniczników przepięć jest budowanych w konwencji zapewniającej wymienność zużytych wkładów ochronnych – dla oszczędności w eksploatacji, zwłaszcza w warunkach narażeń na duże prądy wyładowcze. Trzeba tylko znaleźć jeszcze kogoś, kto będzie zważał na to czy któryś z ochronników nie świeci już na czerwono, lub sygnałem akustycznym nie prosi o wymianę zużytego wkładu /a w niektórych wykonaniach całego zestawu/.
Co dalej – i w jakim zakresie – jest uzasadnione ?
Jeśli przebrnęliśmy skutecznie pierwszy etap, to znaczy udało nam się namówić administrację budynku wielorodzinnego, lub zafundowaliśmy sobie sami w złączu budynku jednorodzinnego ochronniki odpowiedniej klasy / klasy I czyli, B – lub klasy I+II czyli B+C, albo nawet najtańszych klasy II /C/, to główny i najdroższy krok mamy już za sobą i możemy spać trochę spokojniej. Jeśli mieszkamy w budynkach wielorodzinnych powinniśmy jeszcze zadbać, aby w tzw. pionach to jest wewnętrznych liniach rozprowadzających „prąd” w ramach klatek schodowych- lub w innych podobnych okolicznościach – administrator zastosował dla naszego pionu ochronnik klasy II /C/, co jest możliwe zazwyczaj jedynie w rozbudowanej lub dobudowanej skrzynce z szyną montażową i uziemionym zaciskiem ochronnym. Byłoby też oszczędnie zabudować w tym samym miejscu dodatkowy ochronnik klasy III /D/ nie wymagający koordynacji odległościowej – na przykład modułowy typu AD2 firmy Schrack. Obsłużyłby skutecznie i wystarczająco wszystkie mieszkania w danej klatce schodowej /pionie/. I na tym można byłoby nawet poprzestać, jako że ochronniki klasy III /D/ przeznaczone są do ochrony urządzeń szczególnie wrażliwych na przepięcia.
Jeśli okoliczności są inna i jednak musimy brnąć dalej, to brak wspólników i nikt nam nie pomoże. W naszej już instalacji zalicznikowej, w miejscu jej rozdziału na poszczególne obwody /na przykład tuż za licznikiem, obok istniejących zabezpieczeń/ należałoby dla całkowitego spokoju zainstalować dowolny ochronnik ostatniego stopnia klasy III /D/, na przykład w instalacji 3 fazowej DEHNrail 230 FML. Żeby jednak móc to uczynić w pełni zadowalająco przydałoby się w tym miejscu dysponować uziemionym przewodem ochronnym. Tak jest w każdym razie najlepiej. Jeśli jednak nie jest to obecnie zupełnie realne, poszukać powinniśmy połowicznego rozwiązania, to jest ochronnika nie wymagającego oddzielnego uziemionego przewodu ochronnego. Na przykład dla instalacji jednofazowej: ogranicznik firmy Legrand FAEL typu ON 321 /w cenie około 150,- zł/.
Ochronniki klasy III /D/ oferowane są w różnych wykonaniach. W podstawowej wersji są przeznaczone do zabudowy na szynie montażowej, obok wyłączników automatycznych dla poszczególnych obwodów naszej instalacji. Są wyposażone w sygnalizatory działania i mogą mieć wkłady wymienne po zużyciu /z różnym stopniem trudności tej operacji/.
Spotkać też można w ofertach różnych firm ograniczniki klasy III /D/ przeznaczone do zainstalowania w puszce instalacyjnej – na przykład zabudowanej dodatkowo niewielkim nakładem pracy. Może to być ochronnik typu GS firmy Schrack lub DEHNsafe. Nawet tak miniaturowe wyposażone bywają we wskaźniki działania – optyczne, a nawet akustyczne oraz w testery.
Uroki ochronników końcowych -klasy III /D/.
Następnym, na pewno pożytecznym ale nie zawsze niezbędnym elementem ochrony przepięciowej są końcowe dodatkowe ochronniki przepięciowej klasy III / D/. Mogą być wkomponowane w gniazdo wtykowe – na przykład tyo SKT-J/… firmy Phoenix Contact, a zazwyczaj występują w postaci gniazda wtykowego pośredniego. Takie ochronniki bywają pojedyńcze lub wielokrotne /na przedłużaczu/. Ochronniki końcowe są często dodatkowo wzbogacone o elementy chroniące czuły sprzęt elektroniczny przed zakłóceniami. Co prawda zakłóceniami nie niszczącymi, ale na pewno przeszkadzającymi – pochodzącymi na przykład od niesprawnych urządzeń / odkurzaczy, mikserów itp. zawierających iskrzące na komutatorach silniki elektryczne/. Ponieważ filtry te chronią nie tylko sam sprzęt, a także funkcje teleinformatyczne – są to więc ochronniki wskazane przede wszystkim w obiektach, gdzie prowadzi się odpowiedzialną działalność gospodarczą. Tych najtańszych, wygodnych w montażu i użytkowaniu ochronników na końcach obwodów gniazdowych używać możemy jako dublerów ochrony podstawowej – także na wypadek nie upilnowania sygnalizacji o zużyciu wkładu ochronnego. Jednak miejsce dla ochronnika końcowego nie zawsze jest gotowe. Najlepsze z nich wymagają bowiem dostępu do uziemionego przewodu w instalacjach elektrycznych, przewodu trzeciego w instalacjach jednofazowych. W dzisiejszych czasach powinno tak być praktycznie we wszystkich pomieszczeniach. Tymczasem w starych instalacjach przewody ochronne stosowano oszczędnie. W obszarach wielkomiejskich, gdzie często jako system ochrony od porażeń prądem elektrycznym stosowano w przeszłości tzw. uziemianie, przewody uziemiające bywały wręcz prowadzone swoimi trasami, oddzielnymi od tras prądowych i obsługiwały często tylko wybrane pomieszczenia – kuchnie, łazienki itp. Zwiastunem pełnych możliwości zastosowania ochronników końcowych są zatem istniejące w instalacji gniazda z kołkami ochronnymi. Ale to nie wszystko – trzeba jeszcze upewnić się, czy instalację wykonano na pewno z dodatkowym uziemionym przewodem ochronnym, a nie w starym systemie zerowania – które dla ochrony przeciwprzepięciowej – nawet w klasie III /D/ może być wykorzystane tylko w nielicznych typach ochronników , i to z pewną obawą o pełną skuteczność działania. Wymienić tu można jako rzadki przykład tzw. pośrednik typu PP-1 firmy ELTRA S.A. z Bydgoszczy /cena ok. 50 zł/, lub firmy Phoenix Contact typ MNT-1.
Ochronniki klasy III /D/ to element ochrony godny szczególnej uwagi. W instalacjach zasilanych z rozległych sieci kablowych, którym rzadko grożą największe przepięcia atmosferyczne, mogą one stanowić minimum sprawnej, działając ej pod naszą kontrolą i opieką ochrony przepięciowej. Także tym minimum ochrony, na które z ryzykiem ale i oszczędnością portfela moglibyśmy się zdecydować – zwłaszcza na początek.
Ochrona od strony instalacji teletechnicznych, radio- tv itp.
Przepięcia zaindukowane od wyładowań atmosferycznych trafiają do naszych cennych urządzeń telekomunikacyjnych, komputerowych, radio i tv także instalacjami, których na ogół o to nie podejrzewamy. I na te zagrożenia znaleziono środki zaradcze. Z ulgą można to powiedzieć – delikatniejsze z uwagi na mniejsze spodziewane wyładowania i tańsze od stosowanych dla instalacji elektroenergetycznych. Ta ulga nie oznacza jednak, że kwalifikują się one do zbagetalizowania. Wszystkie te ochronniki telekomunikacyjne – z reguły zabudowane w ochronnikowych gniazdach przyłączeniowych, a czasem w modemach – wymagają doprowadzenia do nich uziemionego przewodu ochronnego, o który tak trudno w starych instalacjach. Czasem dobudowa takiego przewodu może być łatwa – poprzez doprowadzenie go przez ścianę z sąsiedniego pomieszczenia np. z kuchni. Doradzamy, a nawet namawiamy. To się może opłacić. Zwłaszcza efektywne jest instalowanie zespolonych gniazd ochronnikowych, zawierających gniazdo z kołkiem /”dla prądu”/ i gniazdo na wtyk telekomunikacyjny, korzystające ze wspólnego tak ochronnika przepięciowego jak i uziemienia.