ΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ ΑΠΑΓΩΓΩΝ ΚΡΟΥΣΤΙΚΩΝ ΥΠΕΡΤΑΣΕΩΝ

ΔΙΕΘΝΗ ΠΡΟΤΥΠΑ

Στην ενότητα αυτή παρουσιάζονται περιληπτικά τα διεθνή πρότυπα που ορίζουν τη λειτουργία και την ασφάλεια των διατάξεων SPD.

Οι κύριοι τομείς που καλύπτονται από τα πρότυπα είναι:

- Η τοποθεσία των SPD μέσα στην ηλεκτρική εγκατάσταση

- Ο καθορισμός των κυματομορφών τάσης και έντασης για τη δοκιμή των SPD

- Η περιγραφή των διατάξεων δοκιμών των SPD

- Ο έλεγχος ασφαλούς λειτουργίας

Κάθε διάταξη SPD πρέπει να είναι πιστοποιημένη σύμφωνα με τα πρότυπα που αναφέρονται στη συνέχεια:

IEEE C62.41.1-2002. Το πρότυπο αυτό περιγράφει τα γενικά χαρακτηριστικά των υπερτάσεων που εμφανίζονται στα κυκλώματα χαμηλής τάσης. Σύμφωνα με το πρότυπο, οι υπερτάσεις αυτές δεν ξεπερνούν σε διάρκεια την ημιπερίοδο της τάσης του δικτύου . Μπορεί να εμφανίζονται περιοδικά ή τυχαία μεταξύ των αγωγών φάσεων και ουδετέρου μεταξύ τους, ή μεταξύ των αγωγών αυτών και της γείωσης. Η διάρκεια και το μέγιστο πλάτος μπορεί να είναι αρκετά για να καταστρέψουν τον ηλεκτρονικό εξοπλισμό.

IEEE C62.41.2-2002. Στο πρότυπο αυτό ορίζονται οι κατηγορίες τοποθέτησης (location categories) των διατάξεων SPD. 

Στην κατηγορία Α περιλαμβάνονται οι διατάξεις που προορίζονται για χρήση στο εσωτερικό μιας ηλεκτρικής εγκατάστασης, μακριά από τον κύριο πίνακα ηλεκτρικής διανομής. 

Στην κατηγορία C ανήκουν οι διατάξεις που τοποθετούνται έξω από την εγκατάσταση, μεταξύ δηλαδή του πίνακα διανομής και του μετασχηματιστή χαμηλής/μέσης τάσης της ΔΕΗ.

Στην κατηγορία B περιλαμβάνονται οι ενδιάμεσες θέσεις μεταξύ των κατηγοριών A και C. 

Στο πρότυπο αυτό καθορίζονται επίσης οι κυματομορφές κρουστικής τάσης και ρεύματος οι οποίες χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση της απόδοσης των SPD. Αυτές είναι: 

- Combination wave. Παράγεται από γεννήτρια κρουστικών υπερτάσεων η οποία παράγει παλμό τάσης ανοικτού κυκλώματος 1.2/50μs και ρεύμα βραχυκυκλώματος 8/20μs. Οι δύο αυτές κυματομορφές δίνονται στα σχήματα 4 και 5 αντίστοιχα.  

- 100kHz ring wave. Χρησιμοποιείται για την προσομοίωση φαινομένων συντονισμού που οφείλονται σε κυρίως σε κεραυνικά πλήγματα. 

- 10/1000μs long wave. Ο μεγάλης διάρκειας παλμός αυτός, ο οποίος έχει χρόνο ανόδου 10μs και διάρκεια 1000μs χρησιμοποιείται για την εξάλειψη της αυτεπαγωγής των γραμμών μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας.

IEEE C62.45-2002. Στο πρότυπο αυτό περιγράφεται λεπτομερώς η διαδικασία δοκιμών των διατάξεων SPD καθώς και της διαδικασίας ρύθμισης και ελέγχου του εργαστηριακού εξοπλισμού με τον οποίο γίνονται οι δοκιμές.  

ΝΕΜΑ-LS1. Το διεθνές αυτό πρότυπο ορίζει τον τρόπο με τον οποίο μετράται η μέγιστη τιμή κρουστικού ρεύματος που μπορεί να δεχθεί χωρίς να καταστραφεί μια διάταξη SPD και αποτελεί εργαλείο σύγκρισης διαφορετικών διατάξεων SPD.

IEC 61643-1. To πρότυπο αυτό αναφέρεται σε διατάξεις SPD χαμηλής τάσης οι οποίες εκτίθενται σε άμεσα ή έμμεσα κεραυνικά πλήγματα καθώς και σε κάθε είδους κρουστικές υπερτάσεις. Περιγράφει τα χαρακτηριστικά των SPD και τον τρόπο με τον οποίο πρέπει να δοκιμάζονται. Περιγράφει επίσης τα χαρακτηριστικά του εργαστηριακού εξοπλισμού που απαιτείται για τις δοκιμές των SPD. 

Στο πρότυπο αυτό ορίζονται οι 3 κλάσεις των SPD : 

- Κλάση Ι: SPD τα οποία ανταπεξέρχονται σε άμεσα κεραυνικά πλήγματα. Η δοκιμή των διατάξεων αυτών γίνεται με παλμό 10/350μs.

- Κλάση ΙΙ και κλάση ΙΙΙ: Διατάξεις SPD οι οποίες εκτίθενται σε έμμεσο κεραυνικό πλήγμα και δοκιμάζονται με κρουστικούς παλμούς 1.2/50 – 8/20 μs combination wave, όπως αυτός περιγράφεται στο πρότυπο IEEE C62.41.22002 που προαναφέρθηκε. Διατάξεις οι οποίες δοκιμάζονται επιτυχώς με παλμό τάσης μέχρι 20kV και έντασης μέχρι 10kA χαρακτηρίζονται ως κλάση ΙΙΙ, ενώ όσες διατάξεις δοκιμάζονται σε μεγαλύτερη τάση και ένταση χαρακτηρίζονται ως κλάση ΙΙ.

Όλα τα πρότυπα που προαναφέρθηκαν ισχύουν παγκοσμίως. Παρόλα αυτά, τα πρότυπα ΙΕΕΕ κυριαρχούν στην Βόρεια Αμερική, ενώ τα πρότυπα IEC στην Ευρώπη. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι στις δύο αυτές  γεωγραφικές περιοχές χρησιμοποιούνται διαφορετικές τεχνολογίες  SPD. Στην Ευρώπη έχουν επικρατήσει οι συσκευές τύπου crowbar ή voltage switching, οι οποίες στηρίζονται στη χρήση σπινθηριστών (spark gap, gas tube). Στην Αμερική από την άλλη πλευρά χρησιμοποιούνται οι διατάξεις τύπου voltage limiting ή clamping type (βαρίστορ, δίοδοι, θυρίστορ) προκειμένου να προστατευτεί ο ευαίσθητος εξοπλισμός. Ο λόγος για τον οποίο έχει απαγορευθεί η χρήση των συσκευών τύπου σπινθηριστών στην Αμερική για την προστασία ηλεκτρονικών διατάξεων χαμηλής τάσης είναι οι βλάβες που έχει αποδειχθεί ότι προκαλούν κυρίως λόγω ηλεκτρομαγνητικών παρεμβολών στον ευαίσθητο ηλεκτρονικό εξοπλισμό. 

Κατηγορίες ενεργειακών απαγωγών

Σύμφωνα με το πρότυπο ΕΛΟΤ ΕΝ 61643-11 οι απαγωγείς κρουστικών υπερτάσεων χωρίζονται σε τρεις κατηγορίες:

Type 1 (T1) class I: πρωτεύουσα προστασία από κεραυνικά ρεύματα Ιipm (10/350μsec)

Type 2 (T2) class IΙ: δευτερεύουσα προστασία από κρουστικά ρεύματα Ιmax (8/20μsec)

Type 3 (T3) class IΙΙ: λεπτή προστασία από κρουστικά ρεύματα Ιsc (8/20μsec) και κρουστικές υπερτάσεις Uoc (1,2/50μsec)

Tο σύνολο της γκάμας των αντικεραυνικών προορίζεται για 2 τύπους προστασίας :
1 - Γενική προστασία :
αντικεραυνικά με μέση ή μεγάλη ικανότητα απόσβεσης, που οδηγούν το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειας του κεραυνού στη γη,

2 - Eπιμέρους προστασία :
αντικεραυνικά με χαμηλή παραμένουσα τάση (Up  1000 V), που εξομαλύνουν την υπέρταση και προστατεύουν τον εξοπλισμό μεγάλης ευαισθησίας.

Απαγωγός υπερτάσεων Κλάσης 1: Οι δοκιμές κλάσης I στις οποίες υποβάλλονται οι συγκεκριμένοι απαγωγοί, διεξάγονται με κρουστικό ρεύμα εκκένωσης (Iimp - 10/350μs). Οι απαγωγοί κλάσης 1, είναι κατασκευασμένοι να παρεκκλίνουν το άμεσο κρουστικό ρεύμα του κεραυνικού πλήγματος, στην είσοδο της παροχής χαμηλής τάσης (LPZ 0A έως 1, βάσει IEC 61643-11).

Απαγωγός υπερτάσεων Κλάσης 2: Οι δοκιμές κλάσης II στις οποίες υποβάλλονται οι συγκεκριμένοι απαγωγοί, διενεργούνται με ονομαστικό ρεύμα (In - 10/350μs). Οι απαγωγοί κλάσης 2, περιορίζουν σε ασφαλή επίπεδα τις μεταβατικές υπερτάσεις που οφείλονται σε κεραυνική ή άλλη ατμοσφαιρική δραστηριότητα. Προορίζονται για εγκατάσταση σε υποπίνακες διανομής (LPZ1 και 2) όταν δεν υπάρχει κίνδυνος άμεσου κεραυνικού.

Απαγωγός υπερτάσεων Κλάσης 3: Οι απαγωγοί κλάσης III υποβάλλονται σε δοκιμές συνδυασμένων κυματομορφών ρεύματος 1.2/50 και 8/20. Οι συγκεκριμένες μονάδες χρησιμοποιούνται για περιορισμό μεταβατικών υπερτάσεων για προστασία εξαιρετικά ευαίσθητων συσκευών.

Aντικεραυνικά Tύπου Τ1

 Aυτά τα αντικεραυνικά είναι απαραίτητα σε ηλεκτρικές εγκαταστάσεις κτιρίων που διαθέτουν αλεξικέραυνο.

Έχοντας ικανότητα απόσβεσης ως και 12,5kA, μπορούν να αποσβέσουν ένα άμεσο κεραυνικό πλήγμα, το οποίο χαρακτηρίζεται από ένα παλμό ρεύματος μεγάλης διάρκειας, και άρα μεγάλης ενέργειας (τύπος κύματος 10/350 μs), το οποίο ισοδυναμεί με το ρεύμα που παράγεται από την πτώση κεραυνού απ’ ευθείας στην εγκατάσταση

Δεν απαιτείται η προστασία τους με κάποια αυτόματη ασφάλεια εφόσον το προβλεπόμενο ρεύμα βραχυκυκλώματος δεν ξεπερνά τα 12,5 kA. 

Aντικεραυνικά Tύπου 2

Aντικεραυνικά με αποσπώμενα φυσίγγια με ικανότητα απόσβεσης πολύ μεγάλη, μεγάλη και μέση  (65 kA, 40 kA και 15kA αντιστοίχως). (τύπος κύματος 8/20 μs)  - μονοπολικά, διπολικά ή τετραπολικά

Tα αντικεραυνικά με αποσπώμενα φυσίγγια εξασφαλίζουν : τη γενική προστασία του ηλεκτρικού εξοπλισμού, την προστασία σε κοινή και διαφορική λειτουργία, τόσο σε οικίες όσο και σε εμπορικούς χώρους.

Κοινό χαρακτηριστικό : τα αντικεραυνικά αποτελούνται από μια βάση σύνδεσης και φυσίγγια.

 Διατίθενται σε δυο τύπους :

α) Aντικεραυνικά αποτελούμενα από μια βάση σύνδεσης και αποσπώμενα φυσίγγια με ένδειξη τέλους ζωής,

β) Aντικεραυνικά αποτελούμενα από μια βάση σύνδεσης με βοηθητικές επαφές σηματοδότησης (H βοηθητική επαφή σηματοδότησης είναι μια μεταγωγική επαφή που αλλάζει κατάσταση όταν το φυσίγγιο περάσει στην εφεδρική λειτουργία ή καταστραφεί, και μπορεί να τροφοδοτήσει ραγοϋλικά σηματοδότησης (ενδεικτικά, βομβητές,...). και αποσπώμενα φυσίγγια με ένδειξη εφεδρικής λειτουργίας (ενδιάμεση ένδειξη που προειδοποιεί για την αντικατάσταση του φυσιγγίου πριν αυτό καταστραφεί).

Aνταλλακτικά φυσίγγια

Tα ανταλλακτικά προορίζονται για την αντικατάσταση των κατεστραμμένων φυσιγγίων των αντικεραυνικών γενικής προστασίας.

Tα φυσίγγια αντικαθίστανται εύκολα και χωρίς διακοπή της παροχής στην εγκατάσταση.

Tα φυσίγγια είναι διαθέσιμα για όλες τις ικανότητες απόσβεσης (65 kA, 40 kA,15 kA) και με ή χωρίς ένδειξη εφεδρικής λειτουργίας.
Διαθέτουν διακριτικά και χαραγές που δεν επιτρέπουν τη σύγχυση και τη λανθασμένη εγκατάσταση φυσιγγίων φάσης στη θέση φυσιγγίων ουδετέρου και αντίστροφα.

Από τι αποτελείται ένα αντικεραυνικό τύπου 2

H μηχανική ένδειξη του δεύτερου τύπου διαθέτει μια επιπλέον ενδιάμεση κατάσταση που προειδοποιεί για την αντικατάσταση του φυσιγγίου πριν αυτό καταστραφεί, ενώ το φυσίγγιο διατηρεί ακόμα στο ακέραιο τη μέγιστη ικανότητα απόσβεσης του

 H βοηθητική επαφή σηματοδότησης είναι μια μεταγωγική επαφή που αλλάζει κατάσταση όταν το φυσίγγιο περάσει στην εφεδρική λειτουργία ή καταστραφεί, και μπορεί να τροφοδοτήσει ραγοϋλικά σηματοδότησης (ενδεικτικά, βομβητές,...).

Tα φυσίγγια αντικαθίστανται εύκολα και χωρίς διακοπή της παροχής στην εγκατάσταση.
Διαθέτουν ενσωματωμένους θερμικούς και δυναμικούς αποζεύκτες,
Συμβατά με τη νέα προδιαγραφή NF-EN 61-643-11 του Σεπτεμβρίου 2002

Διατομή αγωγών σύνδεσης των ακροδεκτών, (Ph/N και γείωσης)

- 25_ πολύκλωνο,
- 35_ μονόκλωνο

της βοηθητικής επαφής:
- 0,5_ min
- 1,5_ max

Aντικεραυνικά Eπιμέρους προστασίας Aντικεραυνικά Tύπου 3
Aντικεραυνικά με χαμηλή παραμένουσα τάση μέχρι 1,5ΚV.
Προορίζονται για την προστασία πολύ ευαίσθητου εξοπλισμού κλάσης I και II.
Συμπληρώνουν τα αντικεραυνικά γενικής προστασίας τύπου 2 αν η απόσταση των φορτίων από το αντικεραυνικό εισόδου Τ2 είναι μεγαλύτερη από 30m και μπορούν να προστατεύσουν μια ή περισσότερες συσκευές.
Συνδέονται παράλληλα προς τον εξοπλισμό και προστατεύουν μια ή περισσότερες συσκευές.
Θα πρέπει να συνεργάζονται με κύρια αντικεραυνικά ώστε να αποκομίζεται το βέλτιστο δυνατό αποτέλεσμα (μείωση της Up.
H προστασία εξασφαλίζεται τόσο στην κοινή όσο και στη διαφορική λειτουργία. Ικανότητα απόσβεσης: Imax. 8 kA (για τύπο κύματος 8/20)

H πράσινη ενδεικτική λυχνία στην πρόσοψη αναπαριστά την καλή λειτουργία τους

Η βασική διαφορά μεταξύ των απαγωγών Τ1, Τ2 και Τ3 είναι ότι οι Τ1 έχουν ικανότητα εκφόρτισης κεραυνικών ρευμάτων κυματομορφής 10/350μS, ενώ οι Τ2 και Τ3 εκφορτίζουν μόνο κρουστικά ρεύματα κυματομορφής 8/20μs.

Η διαφορά των δύο κυματομορφών είναι στο φορτίο και στην ενέργεια και αυτό φαίνεται στην επόμενη εικόνα.

Η ενέργεια που καταπονεί έναν απαγωγό Τ1 (10/350μS) περικλείεται κάτω από την κόκκινη κυματομορφή, ενώ η ενέργεια που καταπονεί έναν απαγωγό Τ2 (8/20μS) περικλείεται κάτω από την πράσινη κυματομορφή.

Η διαφορά στην ενέργεια φαίνεται παραστατικά ενώ ενδεικτικά αναφέρουμε ότι ένας απαγωγός Τ1 25ΚΑ 10/350μS είναι περίπου 16 φορές πιο ισχυρός από έναν απαγωγό Τ2 40ΚΑ 8/20μS
 

 Aντικεραυνικά για τηλεφωνικές γραμμές
   
Για την προστασία του ηλεκτρονικού εξοπλισμού (fax,modem κλπ) από παροδικές υπερτάσεις που αναπτύσσονται στις τηλεφωνικές γραμμές.
 H προστασία εξασφαλίζεται τόσο στην κοινή όσο και στη διαφορική λειτουργία. Συνδέονται στην τηλεφωνική γραμμή σε σειρά με τον προστατευόμενο εξοπλισμό.

Σε οικιακές εγκαταστάσεις, όπου είναι εγκατεστημένο κάποιο κύριο αντικεραυνικό στο κύκλωμα ισχύος, η προδιαγραφή NFC 15-100 του 2002 συνιστά την εγκατάσταση αυτών των αντικεραυνικών στα τηλεπικοινωνιακά κυκλώματα.
Iκανότητα απόσβεσης : Imax 10 kA (για τύπο κύματος 8/20).

Διατομή αγωγών σύνδεσης :
- 0,5 ως 2,5_ πολύκλωνο,
- 0,5 ως 2,5_ μονόκλωνο.

Δείκτης προστασίας : IP 10 Yπάρχει η δυνατότητα σύνδεσης τόσο με καλώδιο όσο και με κλιπ RJ 45 . Συμβατά με την προδιαγραφή IEC 61643-21

H φθορά του αντικεραυνικού

Oι διαδοχικές πτώσεις κεραυνού μειώνουν στην πορεία του χρόνου την αποδοτικότητα του αντικεραυνικού και δημιουργούν
ταυτόχρονα τον κίνδυνο εμφάνισης βραχυκυκλώματος στην εγκατάσταση. Γι’ αυτό το λόγο όλα μας τα αντικεραυνικά
διαθέτουν μια διάταξη θερμικής απόζευξης καθώς και μια ένδειξη καλής λειτουργίας.

Eγγύηση

Δεν ισχύει εγγύηση για τα αντικεραυνικά καθώς η διάρκεια ζωής τους εξαρτάται από τον αριθμό και το μέγεθος των υπερτάσεων που έχουν αποσβέσει παρέχοντας προστασία σε μια εγκατάσταση.

Δείτε σε άλλο άρθρο πως γίνεται η ΕΠΙΛΟΓΗ ΚΑΙ Η ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΤΩΝ ΑΠΑΓΩΓΩΝ ΚΡΟΥΣΤΙΚΩΝ ΥΠΕΡΤΑΣΕΩΝ και τι είναι οι ΚΡΟΥΣΤΙΚΕΣ ΥΠΕΡΤΑΣΕΙΣ