Firma ACER HK s.r.o. została założona w 1992 roku w Hradec Kralove i jest zarejestrowana w Rejestrze Handlowym prowadzonym przez Sąd Rejonowy w Hradec Kralove, dział B, akta 3330. Jest to całkowicie czeska firma, zajmująca się opracowywaniem i produkcją ograniczników przepięć do ochrony energetycznych sieci przesyłowych i dystrybucyjnych niskiego i wysokiego napięcia oraz ochrony urządzeń przed skutkami wyładowań atmosferycznych i przepięciami łączeniowymi. W dalszej kolejności nasza działalność skupia się na produkcji izolatorów kompozytowych. Produkty firmy ACER HK chronią urządzenia naszych klientów przed niszczącymi skutkami gwałtownych skoków napięcia.
Regularnie odnawiamy certyfikację zgodnie z EN ISO 9001.
W oparciu o utrzymanie wysokiej jakości produkcji, zadowolenia naszych klientów i innowacyjnych działań, podążających za aktualnym światowym rozwojem w zakresie ograniczników przepięć i izolacji, zyskaliśmy szerokie grono klientów w obszarze energetyki i produkcji urządzeń elektrycznych. Firma oferuje także realizację zamówień specjalnych zgodnie z wymaganiami klienta.
 
 

Definicja przepięcia

Przepięcie to inaczej napięcie, które przekracza maksymalną wartość napięcia roboczego w obwodzie elektrycznym.

Przepięcie impulsowe, jego powstanie i podział

Przepięcie impulsowe to krótkie przepięcie, trwające od kilku nanosekund do kilku milisekund. Należy do najbardziej charakterystycznych i najbardziej szkodliwych zakłóceń elektromagnetycznych (o destrukcyjnym wpływie) i stwarza zagrożenie szczególnie dla urządzeń elektrycznych zawierających elementy półprzewodnikowe.

Przepięcie impulsowe dzielą się według pochodzenia na:

  • przepięcia atmosferyczne (LEMP – Lighting ElektroMagnetic Pulse) 
  • przepięcia łączeniowe (SEMP – Switching ElektroMagnetic Pulse)
  • przepięcia powstałe w wyniku wyładowań elektrostatycznych (ESD - ElektroStatic Discharge)
  • przepięcia spowodowane wybuchami jądrowymi (NEMP–Nuclear ElektroMagnetic Pulse)

Przepięcia atmosferyczne (LEMP)

Są to najbardziej niebezpieczne przepięcia powodowane głównie przez burze z wyładowaniami atmosferycznymi. Przepięcia te mogą wystąpić między fazą a ziemią, lub pomiędzy przewodami fazowymi. Są one wywoływane przede wszystkim powstawaniem burz, a konkretnie towarzyszących im wyładowań atmosferycznych, czyli piorunów. Przepięcia powstałe w wyniku uderzeń pioruna pojawiają się najczęściej na liniach napowietrznych oraz nieekranowanych odcinkach kabli.

Przyczyną pojawiających się przepięć atmosferycznych może być:
  • bezpośrednie lub pobliskie uderzenie pioruna w piorunochron, konstrukcję metalową, przewód, itp.
  • destrukcyjne skutki prądów piorunowych są powodowane wysoką energią uwalnianą w krótkim czasie, wywołującą:
    • spadek napięcia na rezystancji uziemienia
    • indukowane napięcie w pętli
  • oddalone uderzenie pioruna w napowietrzne linie energetyczne, wywołujące fale przepięcia również po wyładowaniach chmurowych lub po uderzeniu pioruna w pobliżu okablowania
  • oddalone uderzenie pioruna w ziemię powodujące powstanie kanału pioruna

Przepięcie łączeniowe (SEMP)

Są to bardzo częste przepięcia, które występują w sieciach niskiego i średniego napięcia. 


Przepięcia łączeniowe powstają w wyniku działalności przemysłowej:
  • podczas włączania i wyłączania dużych obciążeń, zwłaszcza indukcyjnych, np. transformatorów lub silników elektrycznych, a także małych urządzeń gospodarstwa domowego, na przykład lodówek, zamrażarek
  • przy zwarciach w sieci, itp.
Niewidzialne i niewykrywalne konwencjonalnymi metodami impulsy napięcia trwają zaledwie kilka tysięcznych lub milionowych sekundy, lecz mogą spowodować poważne uszkodzenia sprzętu elektronicznego, a czasem nawet zwarcie, prowadząc do powstania pożaru.

Ograniczniki przepięć ZnO

Poprzez wykorzystanie rezystorów zależnych od napięcia (zazwyczaj tlenku cynku), ograniczniki mają zdolność ograniczania prądu następującego po ustąpieniu przepięcia.  Ich właściwości umożliwiają zastosowanie rezystorów z tlenku cynku jako ograniczników przepięć bez powstania iskry zapłonowej.

Parametry, według którym oferujemy ograniczniki:

  • Ciągłe napięcie robocze ogranicznika UC – najwyższa wartość napięcia podłączonego stale do zacisków ogranicznika przy częstotliwości sieciowej.
  • Znamionowe napięcie ogranicznika UR – najwyższa wartość skuteczna napięcia, na którą ogranicznik został projektowany przy utrzymaniu prawidłowego funkcjonowania w warunkach przepięcia przejściowego przy częstotliwości sieciowej. Napięcie to jest zdefiniowane jako napięcie, na które ogranicznik jest narażony na 10 sekund po poprzednim naprężeniu.
  • Poziom ochrony ogranicznika  UP – napięcie na zaciskach danego kształtu o wartości szczytowej przepływającego prądu.
  • Znamionowy prąd rozładowania IN – wartość szczytowa atmosferycznego impulsu prądu, którą używa się do klasyfikowania ograniczników przepięć.
  • Napięcie szczątkowe ogranicznika URES – napięcie szczątkowe ogranicznika przepięć. Jest to właściwe wartość szczytowa napięcia, która pojawia się pomiędzy zaciskami przepięć, gdy przechodzi przez niego prąd rozładowania.
  • Temperatura pracy ϑ – zakres dopuszczalnych temperatur otoczenia określony przez producenta dla prawidłowego funkcjonowania ogranicznika.
  • Klasa rozładowania linii – liczba określająca zdolność do absorbowania energii w ograniczniku przepięć podczas wyładowania długich linii.       

Odporność przepięciowa ograniczników ZnO

Ograniczniki przepięć są w zależności od wielkości dopuszczalnego skoku napięcia podzielone na pięć klas. Im wyższa klasa, tym wyższa jest pojemność energetyczna ogranicznika. Energia, którą ogranicznik podczas przepięcia musi absorbować, zwiększa się wraz z napięciem w sieci, w której jest stosowany. Napięcie rośnie wolniej niż energia. Ograniczniki w sieci z wyższym napięciem muszą mieć większą pojemność energetyczną niż ograniczniki w sieciach z niższym napięciem. Wybór klasy energetycznej i znamionowego prądu rozładowania opiera się na częstotliwości przekraczania pojemności energetycznej w danym zastosowaniu.
 
Klasa energetyczna określa zdolność ogranicznika do absorpcji przepięć zarówno atmosferycznych, jak i łączeniowych. Podaje się ją w jednostkach kJ/kV napięcia ogranicznika i jest ona niezależna od napięcia znamionowego.
 
Klasy energetyczne 1-5 dzielą ograniczniki na grupy według wielkości dopuszczalnych przepięć energetycznych, które są w stanie pochłonąć, bez pogorszenia lub utraty stabilności termicznej w warunkach napięcia roboczego. Im wyższa klasa, tym wyższa jest pojemność energetyczna ogranicznika.

Klasy energetyczne i przykład ich zastosowania

  • Klasa  I.   – zastosowanie w sieciach średniego napięcia bez klasy (5kA) lub z klasą 1 lub 2 (10kA)
  • Klasa  II.  – zastosowanie w sieciach 110 kV
  • Klasa  III. – zastosowanie w sieciach 110-400kV oraz sieciach kablowych
  • Klasa  IV. – długie linie 400 kV
  • Klasa  V.  – bardzo obszerne sieci kablowe 750kV

Dobór ograniczników przepięć

Ograniczniki przepięć są dobierane w zależności od konkretnej lokalizacji sieciowej, czyli zależnie od tego, czy będą chronić np. gniazda sieci kablowej, przejście kablowe, czy transformator. W każdym przypadku, lokalizacja posiada swoje szczególne warunki ochrony przeciwprzepięciowej.


Wybór napięcia roboczego UC ograniczników

Napięcie robocze, właściwości napięcia, oraz wszystkie parametry napięcia ogranicznika są zależne od wysokości kolumny bloków. I odwrotnie, poprzez wybór napięcia roboczego ustawiane są wszystkie parametry napięcia. Niewłaściwy wybór napięcia UC może mieć poważny negatywny wpływ na funkcjonowanie ogranicznika. Niewłaściwy wybór napięcia UC może mieć poważny negatywny wpływ na funkcjonowanie ogranicznika.

Niewłaściwy wybór napięcia UC ogranicznika może mieć poważny negatywny wpływ na jego funkcjonowanie:
 
Jeśli wybrane zostanie niskie napięcie UC, wówczas poziom ochrony URES oraz ryzyko awarii chronionego urządzenia będą niskie. Z drugiej strony jednak, ryzyko naprężenia termicznego ograniczników w wyniku przepięć przejściowych, czyli prawdopodobieństwo ich awarii będzie wysokie.
 
Jeśli wybrane zostanie wysokie napięcie UC, wówczas ryzyko awarii ograniczników w wyniku przejściowych przepięć będzie znikome, ale wysoki poziom ochrony URES będzie oznaczać wyższe prawdopodobieństwo zniszczenia chronionych urządzeń.

Prawidłowy wybór ciągłego napięcia UC ograniczników powinien oznaczać dobranie optymalnych parametrów ochrony, czyli zrównoważenie ryzyka awarii wynikającego z obu wymienionych przyczyn.
 
Parametry ochrony mogą zostać poprawione przez podłączenie ograniczników jak najbliżej chronionych urządzeń przy pomocy jak najkrótszych przewodów!
 
Ograniczniki chronią przed przepięciami na poziomie ochrony UP.  Poziom ochrony Up   to napięcie na zaciskach przy danym kształcie i szczytowej wartości przepływającego prądu. Wartości charakteryzujące poziom ochrony ogranicznika można znaleźć w naszym katalogu. Jest to napięcie szczątkowe ogranicznika URES

Charakterystyka ochrony przeciwprzepięciowej sieci średnie i niskonapięciowych

W sieciach niskiego napięcia oraz napowietrznych liniach średniego napięcia konieczna jest ochrona urządzeń głównie przed przepięciami atmosferycznymi. Przepięcia łączeniowe osiągają znacznie niższe poziomy napięcia i prądu niż przepięcia atmosferyczne.

W sieciach kablowych bez podłączenia linii napowietrznych największe przepięcia są wywoływane zwarciem i / lub przełączaniem.

Podstawowym zadaniem środków ochronny (w pełni uzasadnionych ekonomicznie) jest ochrona przy pomocy ograniczników przepięć urządzeń sieci niskiego napięcia przed zniszczeniem spowodowanym przepięciami atmosferycznymi oraz umożliwienie ochrony instalacji poprzez proporcjonalną redukcję przepięcia.

Zasady rozmieszczania i podłączenia do sieci niskiego napięcia

Ograniczniki przepięć w sieciach TN-C są podłączane pomiędzy przewodem fazowym a przewodem PEN (do gwiazdy) w miejscu jego uziemienia.
 
W przypadku, gdy ograniczniki zostaną umieszczone w miejscu, gdzie nie ma przewodu PEN z uziemieniem, uziemienie zostanie wykonane za pomocą oddzielnego uziomu.  W tym celu wystarczy pręt uziemiający 1 m lub równoważny jemu uziom. Wielkość rezystancji uziemienia ograniczników przepięć nie jest istotna dla ich funkcjonowania. Przy projektowaniu i realizacji uziemienia należy postępować zgodnie z normą PNE 33 0000-1.
 
W wyjątkowych i uzasadnionych przypadkach, ograniczniki przepięć podłączone między przewód fazowy i przewód PEN nie są uziemiane.
 
Ograniczniki przepięć w sieciach TT podłącza się między przewody robocze a główny przewód ochronny PE, z którego prąd upływu jest skierowany do ziemi przez zacisk testowy, przewód uziemienia i uziom.

Powszechnie obowiązujące zasady podłączenia ograniczników średniego napięcia

Z powyższej charakterystyki wynikają cztery zasady, do których należy stosować się przy zabezpieczaniu sieci średniego napięcia:

  1. Ograniczniki przepięć i urządzenia, które mają być chronione, muszą być uziemione na wspólnym systemie uziemienia. Galwaniczne połączenie pomiędzy zaciskami uziemienia ograniczników a uziemieniem chronionych urządzeń musi być jak najkrótsze.
  2. Całkowita długość przewodów a i b podłączenia ograniczników do chronionych urządzeń musi być jak najkrótsza.
  3. Zaleca się, aby przewód b był zawsze możliwie jak najkrótszy, lub co najmniej krótszy niż przewód a.
  4. Do połączeń preferowane są przewody taśmowe bardziej niż te o okrągłym przekroju, ponieważ przy taki samym przekroju przewody taśmowe odznaczają się mniejszą indukcyjnością, a ubytki impulsu przepięcia są na nich mniejsze. Minimalna średnica przewodu połączenia wynosi 6 mm. Minimalna szerokość przewodu taśmowego wynosi 12 mm.
 

Jednoliniowy schemat ochrony z wyznaczeniem odcinka przewodu a i przewodu b     

 
 
Montaż ograniczników przepięć stanowi przede wszystkim zapobieganie przed ewentualnym uszkodzeniem. Pozornie niemałe koszty związane z taką ochroną są zaledwie ułamkiem ewentualnych kosztów chronionych urządzeń i bardzo małą częścią możliwych szkód spowodowanych przez awarie bądź zniszczenia urządzeń technologicznych. Niezabezpieczone sieci elektryczne, sieci komputerowe lub sieci danych stanowią zawsze bardzo duże ryzyko dla ich użytkowników.

Podłączenie ograniczników do transformatora

 

Plan linii uziemienia ograniczników przy transformatorach

 


 

Podłączenie ogranicznika: (a) prawidłowe podłączenie, (b) nieprawidłowe podłączenie