Zabezpieczenie instalacji elektrycznej przed przeciążeniami, przetężeniami oraz przepięciami - radzi ekspert

Nie zawsze parametry energii elektrycznej, z której korzystamy, są właściwe, co może skutkować uszkodzeniem urządzeń. Konieczne jest zaopatrzenie instalacji elektrycznej w zabezpieczenia przed przeciążeniami, przetężeniami oraz przepięciami.

Zabezpieczenie przed przeciążeniami i przetężeniami

Zabezpieczenia przetężeniowe (zwarciowe) obwodów odbiorczych powinny być dobrane tak, aby spełniały założenia warunków skutecznej ochrony przeciw przetężeniom. Wymagania określone w normie PN-IEC 60364-4-43 definiują warunki prawidłowej ochrony przed skutkami cieplnymi związanymi z przeciążeniami oraz przetężeniami w instalacji budynkowej.

W domowych instalacjach elektrycznych budownictwa jednorodzinnego najczęściej spotykane są zabezpieczenia w postaci wyłączników instalacyjnych. W zależności od charakterystyki działania wyzwalaczy rozróżnia się m.in. charakterystyki:

B – zabezpieczają przewody oraz odbiorniki w typowych obwodach oświetleniowych, gniazdowych oraz sterowniczych,

C – zabezpieczają przewody i odbiorniki w przypadku urządzeń o wyższych prądach rozruchowych. Do tego typu urządzeń zaliczamy np. hydrofor oraz inne urządzenia gospodarcze/ogrodnicze napędzane silnikami.

TABELA wartości zadziałania wyłączników instalacyjnych modułowych

Gdzie:

I_n – wartość prądu znamionowego wyłącznika

I_{1, 4} – wartość prądu niezadziałania

I_{2, 5} – wartość prądu zadziałania

Zgodnie z wytycznymi normy N SEP-E-002 znamionowa zwarciowa zdolność łączeniowa wyłączników instalacyjnych powinna być nie mniejsza niż 6 kA.

Przykładowa charakterystyka pasmowa wyłączników instalacyjnych I_n = 16 A, kolejno charakterystyki B oraz C (czarny i czerwony).

Z krzywych przedstawionych na powyższym wykresie wynika, że niezależnie od charakterystyki wyłącznika, wartości zadziałania w zakresie prądów przeciążeniowych pokrywają się. Różnica pojawia się dopiero w zakresie prądów zwarciowych – wyłączniki o charakterystyce C umożliwiają przepływ większego prądu w krótkim czasie niż te o charakterystyce B. Z tego względu wykorzystuje się je do zabezpieczania obwodów zasilających odbiorniki charakteryzujące się wyższym poborem prądu przy rozruchu.

Ochrona przeciwprzepięciowa

W budynku mającym zewnętrzną instalację odgromową, za urządzeniem pomiarowym (licznikiem), należy zastosować ogranicznik przepięć typu 1+2. Dzięki takiej kombinacji jest on w stanie odprowadzić dużą ilość energii (właściwość ogranicznika typu 1) powstałej w wyniku np. bezpośredniego uderzenia pioruna, przy okazji zapewniając niski poziom ochrony napięciowej (właściwość ogranicznika typu 2), a także ochronę urządzeń elektronicznych.

Ograniczniki przepięć typu 2 znajdują zastosowanie w instalacjach obiektów nieposiadających zewnętrznej instalacji odgromowej lub innych czynników zwiększających ryzyko bezpośredniego uderzenia pioruna. Zapewniają również ochronę urządzeniom domowym wyposażonym w czułą elektronikę.

Ograniczniki przepięć należy dobezpieczać zgodnie z zaleceniami producenta.

Zgodnie z PN-HD 60364-4-443:2016 pkt. 443.4 w przypadku domów jednorodzinnych ochrona przed przepięciami przejściowymi nie jest wymagana, jeżeli łączny koszt chronionej instalacji elektrycznej jest mniejszy niż 5-krotny koszt prawidłowo dobranego dla tej instalacji ogranicznika przepięć umieszczonego w złączu.

O czym należy pamiętać?

Budując nową lub modernizując istniejącą instalację elektryczną, należy pamiętać o tym, że:

• jednym ze szczególnych przypadków wymagających dodatkowego obwodu zasilającego są odbiory o mocy 2 kW lub większej (np. zestaw hydroforowy, terma, ogrzewacz przepływowy, piekarnik elektryczny), niezależnie od sposobu zasilania: wtyczkowego czy bezpośrednio z wypustu,
• kuchenkę elektryczną należy zasilić obwodem o obciążalności prądowej co najmniej:

- 16 A w przypadku zasilania trójfazowego,

- 25 A w przypadku zasilania jednofazowego,

• w domu podpiwniczonym lub z przyziemiem należy wyodrębnić osobne obwody gniazdowe oraz oświetleniowe przeznaczone wyłącznie dla tej przestrzeni,

• liczba gniazd odbiorczych w ramach jednego obwodu zasilającego nie powinna przekroczyć 10 punktów,

• norma PN-IEC 60364-4-43 dopuszcza prąd przeciążenia większy o maksymalnie 45% od obciążalności prądowej przewodu w ograniczonym czasie. Z tego względu istotne jest stosowanie zabezpieczeń dobranych właściwie do parametrów zabezpieczanych przewodów;

• zadziałanie zabezpieczenia podczas uruchamiania urządzenia elektrycznego może oznaczać zbyt wysoki prąd rozruchowy, przekraczający krzywą niezadziałania wyłącznika,

• rozdzielnicę należy wyposażyć w odpowiedni ogranicznik przepięć – ochroni on instalację i urządzenia przed uszkodzeniem,

• dobezpieczenie ogranicznika przepięć należy dobrać zgodnie z zaleceniami producenta,

• w ściśle określonym przypadku stosowanie ogranicznika przepięć nie jest wymagane. Ale należy się zastanowić, czy taka oszczędność jest warta ryzyka uszkodzenia całej instalacji oraz podłączonych odbiorników.

Pamiętajmy – odpowiednio dobrane zabezpieczenia zapewniają prawidłowe i bezpieczne działanie instalacji elektrycznej w domu oraz chronią zarówno urządzenia, jak i użytkownika przed skutkami awarii czy zakłóceń.

Radził ekspert

Dominik Drzewiecki

Kierownik segmentu obsługi biur projektowych w ABB, absolwent Politechniki Warszawskiej oraz Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego. Specjalizuje się w systemach rozdzielczych niskich oraz średnich napięć, posiada doświadczenie zarówno w projektowaniu, jak i w wykonawstwie instalacji oraz rozdzielnic.