SPD, czyli ochronę przeciwprzepięciową agregatu, fotowoltaiki i urządzeń zasilanych w domu można wykonać na kilka sposobów, ale najpierw należy przeanalizować kilka zagadnień.
Pytanie
Panie Piotrze … schemat instalacji do wolnostojącego domu jednorodzinnego wygląda w sposób następujący: Ze słupa linii nN do ZK 130 metrów 4×120 mm YAKXS (bednarka na całej długości od słupa + uziomy szpilkowe R<10 Ω, podział PEN w złączu ZK, „połączony” do bednarki). Ze złącza kablowego (zabezpieczenie przedlicznikowe 32 A) 40 metrów kabla 5×10 YKY (wzdłuż tego kabla, ułożona bednarka + uziomy szpilkowe, R<10 Ω, do złącza kontrolnego przy domu, ta bednarka nie jest połączona z bednarką od słupa) do rozdzielnicy głównej w budynku na rozłącznik Hager HAB306, z rozłącznika na blok rozdzielczy (do bloku wpięte SPD Hager SPA931 podłączone linką 35 mm do bednarki w złączu kontrolnym i 16 mm do szyny PE w rozdzielnicy, szyna PE dodatkowo linką 16 mm do bednarki) do tego samego bloku rozdzielczego jest wpięta fotowoltaika poprzez rozłącznik HAB406 , kablem 30 metrów YKY 5×6 (fotowoltaika on grid 9,6 kWp na gruncie zabezpieczona SPD po stronie AC i DC, oraz nadprądowe 25 A w miejscu posadowienia). Z tego samego bloku rozdzielczego do przełącznika Hager SF463, po czym jako zasilanie domu na kolejny blok z którego na różnicówki poszczególnych grup obwodów zasilania. Również do przełącznika sieć-agregat SF463 (jako linia zasilania rezerwowego) 20 metrów YKY 5×6 od garażu w którym będzie agregat. Mam nadzieję, że w miarę czytelnie opisałem.
Pytania…. Czy połączenie Spd Hager SPA931 równolegle do bloku rozdzielczego jest właściwe (długość przewodów ok. 15 cm)?
Czy uziemienie agregatu realizować dołożeniem bednarki ze złącza kontrolnego uziemienia przy budynku do agregatu, czy zastosować indywidualny uziom szpilkowy o odpowiedniej rezystancji?
Jakiego typu SPD użyć do zabezpieczenia zasilania rezerwowego (agregat z możliwością budowy sieci TN)?
Czy SPD dla linii zasilania rezerwowego umieścić w rozdzielnicy domu czy przy agregacie? Ze względu na koszt urządzeń zainstalowanych w domu , chciałbym chronić urządzenia w budynku od przepięć z agregatu lub ewentualnych napięć indukujących się w linii zasilania rezerwowego jak i sam agregat.
Czy do zabezpieczenia linii rezerwowego zasilania wystarczy zabezpieczenie nadprądowe w agregacie , czy dołożyć w rozdzielnicy głównej na wejściu do przełącznika sieć-agregat od strony agregatu, i to samo pytanie odnoście zabezpieczenia od strony ZK?
Pełen podziwu dla Pana wiedzy i profesjonalizmu z niecierpliwością oczekuję odpowiedzi.
Padre
Odpowiedź
Z tego co zrozumiałem opis ma Pan w domu niżej przedstawiony układ:
Nie wiem jakie SPD (ograniczniki przepięć) zabezpieczają falownik fotowoltaiki i czy na budynku jest instalacja odgromowa, oraz czy są zachowane odstępy separacyjne? Jeśli chce Pan zabezpieczyć instalację domową przed przepięciami sugeruję zamontować SPD bezpośrednio przed wyłącznikami różnicowoprądowymi (patrząc od strony zasilania i za przełącznikiem sieć-agregat). Zagadnienie opisałem w artykule: Ogranicznik przepięć przed czy za rozłącznikiem? Należy zastanowić się czy jest potrzeba ochrony przeciwprzepięciowej agregatu? Jeśli tak, SPD należałoby zamontować przy agregacie prądotwórczym (nie podaję tu żadnych typów SPD ponieważ mam za mało danych, ale w tym zakresie może Pan skorzystać z pomocy podanych w konfiguratorach >>).
Odpowiadając na pytania:
- Czy połączenie Spd Hager SPA931 równolegle do bloku rozdzielczego jest właściwe (długość przewodów ok. 15 cm)?
Odp. Długości i przekroje przewodów należy dobrać zgodnie z instrukcją podaną przez producenta (Instrukcja SPA 931 Hager >>). Łączna długość przewodów fazowych oraz przewodu PE do lokalnej szyny wyrównania potencjałów nie może przekroczyć 50 cm i podłączenie SPD do szyny wyrównania potencjałów przewodem o przekroju minimum 16 mm2 natomiast przewody fazowe i neutralny Hager zaleca podłączyć przekrojem żył 10 mm2.
- Czy uziemienie agregatu realizować dołożeniem bednarki ze złącza kontrolnego uziemienia przy budynku do agregatu, czy zastosować indywidualny uziom szpilkowy o odpowiedniej rezystancji?
Odp. O ile osiągnie Pan odpowiednią rezystancję każdego uziemienia to można je wykonać jako osobne, lub połączyć w jeden obwód. Osobiście wolałbym połączyć uziomy dzięki czemu zyskuje się lepsze wyrównanie potencjałów. Więcej na ten temat w artykule: Jak zrobić uziemienie?
- Jakiego typu SPD użyć do zabezpieczenia zasilania rezerwowego (agregat z możliwością budowy sieci TN)?
Odp. To zależy. Należy oszacować jakich przepięć się Pan spodziewa? Jeśli spodziewa się Pan przepięć wywołanych uderzeniem pioruna należy zamontować ogranicznik typ T1+T2, lub typ kombinowany zamontowany jak najbliżej agregatu. Ale jeśli nie obawia się Pan udaru piorunowego a tylko przepięć łączeniowych i indukowanych to wystarczy SPD typ T2 również zamontowany jak najbliżej agregatu. Pozostaje pytanie jakiej konstrukcji jest agregat i przed jakimi wartościami przepięć należy go chronić (należy określić napięciowy poziom ochrony)? Czy agregat prądotwórczy ma czułą elektronikę, czy jest to prosty model pozbawiony elektroniki?
- Czy SPD dla linii zasilania rezerwowego umieścić w rozdzielnicy domu czy przy agregacie? Ze względu na koszt urządzeń zainstalowanych w domu, chciałbym chronić urządzenia w budynku od przepięć z agregatu lub ewentualnych napięć indukujących się w linii zasilania rezerwowego jak i sam agregat.
Odp. Aby uzyskać skuteczną ochronę przeciwprzepięciową należy wykonać kompletną ochronę (wszystkie stopnie SPD skoordynowane energetycznie) z uwzględnieniem długości przewodów oraz ochrony przeciwprzepięciowej przewodów sygnałowych. Aby chronić agregat (podał Pan długość przewodu z domu do agregatu 20 m) należy zamontować SPD jak najbliżej agregatu. Aby chronić urządzenia w budynku SPD należy umieścić w rozdzielnicy głównej a potem powtarzać Typ 2 jeśli długość przewodów pomiędzy ogranicznikiem w rozdzielnicy a chronionym urządzeniem przekracza 10 m i jeśli wymaga tego chronione urządzenie (napięciowy poziom ochrony) należy zamontować Typ 3. Więcej informacji w poradniku: Jak dobrać i zamontować ogranicznik przepięć? Poradnik – Zasilanie.
- Czy do zabezpieczenia linii rezerwowego zasilania wystarczy zabezpieczenie nadprądowe w agregacie, czy dołożyć w rozdzielnicy głównej na wejściu do przełącznika sieć-agregat od strony agregatu, i to samo pytanie odnoście zabezpieczenia od strony ZK?
Odp. Należy zastanowić się z której strony płynie prąd? Jeśli źródłem jest agregat, to zabezpieczenia nadprądowe umieściłbym przy agregacie i skoro agregat ma własne zabezpieczenie nadprądowe nie ma sensu go dublować. Przy zasilaniu ze strony „energetyki” zabezpieczenie nadprądowe jest zlokalizowane przy liczniku (przedlicznikowe i zalicznikowe). Kolejne zabezpieczenia nadprądowe powinny być umieszczone przy zmianie przekroju przewodu na mniejszy (najczęściej w rozdzielnicy przy podziale na poszczególne obwody).
Pozostaje kwestia spodziewanych w Pana miejscu zamieszkania prądów zwarciowych. Informacje na ten temat mogą znajdować się w warunkach przyłączenia a jeśli nie ma tam tej informacji należy dopytać u lokalnego dostawcy energii. W Polsce w budownictwie mieszkaniowym najczęściej spotyka się aparaturę modułową o znamionowej zdolności łączeniowej 6 kA i 10 kA, ale na rynku są również dostępne wykonania: 3 kA; 4,5 kA; 15 kA; 30 kA; 50 kA. W ramach przypomnienia 1 kA = 1 000 A. W tym kontekście przełącznik SF463 Hager może nie wytrzymać prądów zwarciowych większych od 4,5 kA a skutki przepływu większych prądów zwarciowych są trudne do przewidzenia np. aparat modułowy może się zapalić, wybuchnąć, mogą skleić się styki itd.
W danych technicznych SF 463 Hager podaje:
Przełącznik zasilania nie jest aparatem zabezpieczającym. Zabezpieczenie musi być zapewnione poprzez użycie odpowiedniego urządzenia. Przełącznik zasilania musi być zabezpieczony od zwarć wyłącznikiem nadprądowym 63 A, charakterystyka B/C lub wkładką bezpiecznikową gL 63 A. Dopuszczalny prąd zwarciowy nie może przekroczyć 4.5 kA.
Modułowy przełącznik zasilania 3P+N I-0-II 63A 400VAC SF463 Hager
Podsumowanie
Proponuję:
- zmienić miejsce podłączenia ogranicznika przepięć
- dołożyć ogranicznik przepięć
- wymienić przełącznik SF463 na HIM406 (o ile jest potrzebny aż tak duży prąd może wystarczy 40 A HIM404)
- jeśli jednak zdecyduje się Pan na użycie SF463 to w zależności od spodziewanych napięć udarowych może istnieć konieczność dobezpieczenia go dodatkowym ogranicznikiem przepięć.
Z jakiego powodu sugeruję wymianę przełącznika sieć-agregat? Proszę przeanalizować poniższe porównanie SF463 z HIM406.
| SF463 | HIM406 | |
 |
 |
|
| Prąd znamionowy In | 63 A | |
| Liczba biegunów | 4 P | |
| Liczba modułów | 8 | |
| Znamionowe napięcie udarowe wytrzymywane Uimp | 4 000 V czyli 4 kV | 8 kV |
| Prąd zwarciowy wytrzymuje | z wyłącznikiem nadprądowym 63 A typ C – 4,5 kA | z bezpiecznikami gI-gG 50 kA |
| Znamionowe napięcie izolacji Ui | 500 V | 800 V |
| Napięcie znamionowe łączeniowe Ue (AC) | 400 V | 380 / 415 V |
| Podłączenie maksymalnym przekrojem przewodu | 16 mm2 linka / 25 mm2 drut | 35 mm2 linka i drut |
Proszę zwrócić uwagę na znamionowe napięcie udarowe wytrzymywane Uimp omawianych przełączników i zastanowić się, jakie udarowe napięcia mogą do Pana instalacji dotrzeć od strony energetyki? Zagadnienie opisane w artykule: Jak dobrać i zamontować ogranicznik przepięć? Poradnik – Zasilanie.
Padre
6 stycznia 2024 o 20:22
Panie Piotrze bardzo dziękuję za kompleksowe odpowiedzi na moje wątpliwości. Odwzorowany przez Pana układ połączeń jest tożsamy z układem mojej instalacji.
Dla uzupełnienia obrazu dodam, że dom jest na wsi, nie posiada niestety uziomu fundamentowego i instalacji odgromowej. Dom jest nowy, częściowo wykończony (jeszcze nie zamieszkany) niestety instalacja elektryczna była wykonana bez projektu.
Stan wykończenia nie pozostawia dużego pola manewru do zmian w wewnętrznej instalacji budynku, poza ewentualną wymianą lub dołożeniem aparatury modułowej w rozdzielnicy głównej budynku(choć i tu mimo rozdzielnicy BF-U-6/144-P , miejsca wolnego pozostało 15-20%).
W moim przypadku bednarka w skrzynce złącza kontrolnego przed domem poprzez GSU połączona jest linką LGY 16 mm do do szyny PE w rozdzielnicy(do tej szyny są podłączone wszystkie przewody PE) a druga linka LGY 35mm bezpośrednio do zacisku uziemienia SPD (obie linki po około 2,5m ułożone w arocie pod fundamentem).
Zaproponowane przez Pana przesunięcie SPD między przełącznik sieć-agregat a drugi blok rozdzielczy(bezpośrednio przed wyłącznikami różnicowoprądowymi) daje możliwość realizacji połączeń przewodów fazowych i neutralnego w układzie V , a długość przewodu PE od SPD do szyny nie przekroczy 20cm.
Czy taki układ połączeń z linką LGY 35mm o długości 2,5 metra podłączoną bezpośrednio pod zacisk uziemienia SPD będzie poprawny? Czy również to połączenie musi być zakresie ≤ 0,5 m?
Czy dla celów uziemienia i ochrony przed przepięciami (łączeniowymi i indukowanymi) ułożenie w wykopie bednarki w odległości 0,5metra od przewodu WLZ jest dopuszczalne?
Piotr Bibik
8 stycznia 2024 o 18:56
Ogranicznik przepięć jest umieszczony w rozdzielnicy z której wyprowadzone są inne obwody i przewody PE są razem połączone (przewód zasilający i przewody obwodów odbiorczych) Punkt połączenia wszystkich przewodów PE nazywamy lokalną szyną wyrównania potencjałów. PE z ogranicznika przepięć należy podłączyć właśnie do tego punktu (lokalnej szyny wyrównania potencjałów). Jeśli przewody fazowe i neutralny podłącza Pan w układzie V więc przewód pomiędzy ogranicznikiem a lokalną szyną wyrównania potencjałów nie może przekroczyć 0,5 m (napisał Pan że będzie to 20 cm). W takim wypadku długość przewodu łączącego lokalną szynę wyrównania potencjałów z uziemieniem nie ma większego znaczenia (w granicach rozsądku rozmawiamy o domku jednorodzinnym) o ile przekrój jest odpowiedni (producent wymaga minimum 16 mm2 a u Pana będzie 35 mm2) i ważne jest aby rezystancja uziemienia była stosunkowo niska.
Padre
8 stycznia 2024 o 20:59
Panie Piotrze.
Podłączenie przewodów fazowych i neutralnego w układzie V jest dla mnie zrozumiałe.
SPD Hager SPA931 ma dwa wyjścia PE i Uziemienia. Wyjście PE będzie połączone z lokalną szyną wyrównania potencjałów linką LGY 16mm o długość ok. 20cm a z szyny lokalnej do GSU z bednarką również linką 16mm długości 2,5 metra. Natomiast drugie wyjście SPD oznaczone znakiem uziemienia będzie połączone bezpośrednio do GSU linką 35mm długości 2,5 metra. Chodzi mi o długość linki 35mm, czy jej długość i podłączenie w ten sposób ma znaczenie? (Linka 35mm połączona w ten sposób dubluje połączenie SPD z GSU , ale z pominięciem lokalnej szyny wyrównania potencjałów z rozdzielnicy).
Zastanawiam się również nad sugerowaną przez Pana zamianą przełącznika SF463 na HIM406.
Czy nie byłoby wskazanym rozwiązaniem w tym wypadku zastosowanie przełącznika (3P+N), np.Spamel PRZK-4063N\W02 (ze względu na sposób załączania i rozłączania N)?
Piotr Bibik
11 stycznia 2024 o 13:47
Producenci wykonując urządzenia starają się przewidzieć różne warianty montażu tak, aby ich urządzenia były chętnie kupowane przez instalatorów. W rozwiązaniach SPD które znam (dotyczy T1+T2; kombinowane; T2) zaciski PE i uziemienia są wewnętrznie połączone. Taki układ ma na celu wykonanie połączenia gdzie z uziemienia lub GSWP przewodem wchodzimy na SPD zacisk uziemienia a z zacisku PE wychodzimy przewodem na lokalną szynę wyrównania potencjałów (LSWP). Ale takie połączenie jest obwarowane pewnymi ograniczeniami związanymi z długościami przewodów. W opisywanym przez Pana przypadku gdzie przewody L1; L2; L3; N są połączone w „V” a przewód PE pomiędzy SPD a LSWP ma 20 cm i LSWP z GSWP połączona jest przewodem o przekroju 16 mm2 nie ma potrzeby dublowania połączenia. Zadbać należy, aby GSWP miała odpowiednie połączenie z uziemieniem. Wykorzystanie dwóch zacisków w SPD ma sens, gdyby Pan z GSWP wszedł przewodem na zacisk uziemienia SPD i z zacisku PE wyszedł do LSWP (brak innego połączenia GSWP z LSWP).
Odnośnie układu sieć-agregat, może warto zrobić automatyczne przełączanie zasilania rezerwowego i użyć do tego sterowników samoczynnego załączenia rezerwy polskiego producenta Pollin: SZR-1; SZR-2; SZR-2R; SZR-2ZP w połączeniu z odpowiednio dobranymi stycznikami? Pollin informuje że udziela 10 letniej gwarancji na większość swoich produktów.
Padre
11 stycznia 2024 o 20:08
Panie Piotrze,
Bardzo dziękuję za jasne i obrazowe odpowiedzi na nurtujące mnie pytania. Mając nadzieję, że nie nadwyrężam Pana uprzejmości i cierpliwości przejdę do następnych pytań.
Jak wiadomo instalacja domu to nie tylko rozdzielnica główna. W mojej instalacji znajduję się kolejna rozdzielnica (nr2), która zasilana jest z drugiego bloku rozdzielnicy głównej (o którym pisałem poprzednio), przez HAGER NBN325 przewodem YKY 5x10mm dł. 5metrów do (rozdzielnicy nr2), a w niej do bloku rozdzielczego MBR404 i z niego poprzez licznik F&F LE-03MW do Hager SPC403N(połączenie szeregowe) a następnie przez Hager CDB640D na wyłączniki nadprądowe dla jednostki wewnętrznej i zewnętrznej pompy ciepła, oraz pompki cyrkulacji CWU.
W związku z powyższym proszę o podpowiedź, czy połączenie między szynami lokalnymi wyrównania potencjałów (LSWP) w rozdzielnicach może być realizowane z wykorzystaniem przewodu PE (przewodu zasilającego YKY5x10mm), czy realizować dodatkową linką 16mm.
Poza tym, jak i czy zabezpieczyć jednostkę zewnętrzną pompy ciepła?
Przewód zasilający z zabezpieczenia nadprądowego w rozdzielnicy nr2 do jednostki zewnętrznej PC ma 5-6 metrów. Dodatkowo jest przewód sterujący między jednostkami PC długość ok.4-5metrów.
Piotr Bibik
18 stycznia 2024 o 10:21
Co ma zabezpieczać ogranicznik SPC403N? Jaki był zamysł jego stosowania? SPC403N Hager jest ogranicznikiem Typ 3 w związku z tym proponuję przejrzeć w jakiej odległości od chronionego urządzenia powinien być stosowany? Zagadnienie opisałem w rozdziale: Kiedy stosować ogranicznik przepięć Typ 3
Z opisu wynika, że patrząc od strony zasilania ma Pan ogranicznik SPC403N i za nim wyłącznik różnicowoprądowy CDB 640D i wyłączniki nadprądowe. Wracamy do omawianego zagadnienia gdzie montować SPD: Ogranicznik przepięć przed czy za rozłącznikiem?
Podsumowując aby ochrona przeciwprzepięciowa była skuteczna należy spełnić łącznie wszystkie poniższe punkty:
W związku z tym w górnej rozdzielnicy (o ile nie ma możliwości aby dotarł do niej udar piorunowy np. z instalacji odgromowej – nie pamiętam czy u Pana jest) dałbym SPD Typ 2, a Typ 3 jak najbliżej chronionego urządzenia.
Czy zabezpieczać pompę ciepła? To Pan powinien określić jak bardzo zależy Panu na jej niezawodnym działaniu i w jakim stopniu obawia się Pan awarii jej elektroniki?