EN IEC 60099 Zalecenia dotyczące odgromników

Norma EN IEC 60099 „Zalecenia dotyczące odgromników”, opracowana przez Międzynarodową Komisję Elektrotechniczną (IEC), a następnie opublikowana jako norma europejska w ramach działań harmonizacyjnych, składa się z następujących podrozdziałów opublikowanych pod tym samym tytułem:

• Norma „EN IEC 60099-1 Część 1: Nieliniowe rezystancyjne ograniczniki przepięć interwałowych do systemów prądu przemiennego” opisuje wymagania i metody badań dla określonego typu ogranicznika przepięć (odgromnika) stosowanego w systemach prądu przemiennego (AC). Zasadniczo norma ta ma zastosowanie do ograniczników przepięć składających się z jednego lub większej liczby rezystorów nieliniowych (zazwyczaj na bazie węglika krzemu w starszych konstrukcjach) połączonych szeregowo z pojedynczymi lub wieloma iskiernikami (konstrukcja interwałowa). Urządzenia te chronią urządzenia elektryczne przed przepięciami spowodowanymi wyładowaniami atmosferycznymi lub przepięciami łączeniowymi.

Norma ta została wycofana. Została w dużej mierze zastąpiona przez nowoczesne normy dotyczące bezprzerwowych ograniczników przepięć z tlenków metali (opisanych głównie w normie EN IEC 60099-4, która wykorzystuje warystory z tlenku cynku bez iskiernika i jest obecnie obowiązującą i dominującą normą dla większości ograniczników przepięć wysokiego napięcia).

Nowoczesne ograniczniki przepięć (zwłaszcza średniego i wysokiego napięcia) są niemal w całości wykonane z bezprzerwowych ochronników metalowo-tlenkowych i zostały przetestowane zgodnie z normą EN IEC 60099-4. Norma EN IEC 60099-1 pozostaje ważna jedynie dla starszych ograniczników bezprzerwowych lub służy jako punkt odniesienia.

• Norma „EN IEC 60099-2 Część 2: Odgromniki rozpyłowe” ma zastosowanie do odgromników rozpyłowych (odgromników rozpyłowych). Stanowią one szczególną klasę urządzeń ochrony przeciwprzepięciowej, składających się z pojedynczych lub wielu iskierników połączonych szeregowo z komorą łukową (zazwyczaj zawierającą włókna lub materiały wytwarzające gaz). W przypadku wystąpienia przepięcia iskierniki przeskakują, a powstały łuk elektryczny wyrzuca gorące gazy, gasząc prąd i przerywając prąd następczy w systemach dystrybucyjnych. Były one stosowane głównie do ochrony linii napowietrznych średniego napięcia i urządzeń przed uderzeniami piorunów.

Typ rezystora: Konstrukcja wentylowana (wentylowana, gazowana). Różni się od przerywanych typów rezystorów nieliniowych (norma EN IEC 60099-1) lub nowoczesnych typów ciągłych z tlenków metali (norma EN IEC 60099-4).

Norma ta została wycofana i nie jest już aktywnie stosowana w nowych projektach. Ograniczniki przepięć typu drenażowego są w dużej mierze przestarzałe i zostały zastąpione bardziej niezawodnymi, bezobsługowymi, ciągłymi ogranicznikami przepięć z tlenków metali.

• Norma „EN IEC 60099-4 Część 4: Ograniczniki przepięć z tlenków metali bez przerwy międzyfazowej do systemów prądu przemiennego” ma zastosowanie do nieliniowych rezystancyjnych ograniczników przepięć z tlenków metali bez iskiernika, zaprojektowanych w celu ograniczania wahań napięcia w obwodach prądu przemiennego (AC) o maksymalnym napięciu systemu co najmniej 1 kV. Norma ta obejmuje wymagania, klasyfikację, wartości, badania (typ/konstrukcja, rutynowe, dopuszczalność) oraz kryteria działania dla tych nowoczesnych ograniczników przepięć stosowanych do ochrony urządzeń przed przepięciami piorunowymi i łączeniowymi w aplikacjach dystrybucyjnych, przesyłowych i podstacjach.

W najnowszej aktualizacji tej normy stary system klasyfikacji rozładowania linii został zastąpiony nową klasyfikacją przetwarzania energii/ładunku opartą na:

• Powtarzalna szybkość transferu opłat
• Poziom energii cieplnej
• Stopień przenoszenia ładunku cieplnego

Lepiej odzwierciedla to rzeczywiste obciążenia warystorów tlenków metali.

Norma ta została zharmonizowana z zakresem odpowiednich dyrektyw UE (np. dyrektywy niskonapięciowej w zakresie jej aspektów zastosowania) i stanowi podstawowy punkt odniesienia w Europie dla bezprzerwowych ograniczników przepięć z tlenków metali.

Prawie wszystkie nowe ograniczniki przepięć produkowane i instalowane na całym świecie (szczególnie te o napięciu co najmniej 1 kV) są zgodne z normą EN IEC 60099-4.

• Norma „EN IEC 60099-5 Część 5: Zalecenia dotyczące doboru i stosowania” zawiera wskazówki, zalecenia i informacje ogólne (nieobowiązkowe wymagania) dotyczące doboru, stosowania, instalacji i koordynacji ograniczników przepięć w trójfazowych systemach prądu przemiennego o napięciu znamionowym powyżej 1 kV. Norma ta obejmuje:
• Bezprzerwowe ograniczniki przepięć z tlenków metali zgodne z normą EN IEC 60099-4.
• Ochronniki przeciwprzepięciowe z konfiguracją odstępów szeregowych i równoległych o maksymalnym napięciu znamionowym 52 kV, zgodnie z normą EN IEC 60099-6.
• Zewnętrzne szeregowe ograniczniki przepięć z tlenku metalu do linii napowietrznych zgodne z normą EN IEC 60099-8.

Główne obszary treści są następujące:

• Przepięcia systemowe (piorunowe, łączeniowe, przepięciowe)
• Wybór napięcia ochronnego: napięcie pracy ciągłej, napięcie znamionowe, MCOV, poziomy ochrony
• Zarządzanie energią i zagadnienia termiczne (w tym wzory wymagań dotyczących transferu energii/ładunku zgodne z klasyfikacją określoną w normie EN IEC 60099-4)
• Przejściowa zdolność przepięciowa
• Koordynacja z izolacją sprzętu
• Aspekty instalacyjne (montaż, zanieczyszczenie, wysokość, obciążenia mechaniczne)
• Przykłady zastosowań w rozdzielniach, przesyłach, podstacjach i ogranicznikach przepięć liniowych.
• Ocena ryzyka dla zachowania trybów awarii i stref ochronnych.

Norma ta ma charakter czysto doradczy, ale jest powszechnie przywoływana w specyfikacjach, przetargach i praktyce inżynierskiej w Europie i na świecie.

• Norma „EN IEC 60099-6 Część 6: Ochronniki przeciwprzepięciowe z odstępem szeregowym i równoległym — Napięcie systemu do 52 kV” opisuje wymagania i procedury badań dla nieliniowych ograniczników przepięć typu rezystorowego z tlenku metalu z odstępem między iskrami (zarówno w konfiguracji szeregowej, jak i równoległej) zaprojektowanych w celu ograniczenia wahań napięcia w obwodach prądu przemiennego (AC) o maksymalnym napięciu systemu wynoszącym co najmniej 1 kV i do 52 kV.

Niniejsza norma obejmuje przede wszystkim ograniczniki przepięć z tlenków metali, typu wnękowego, umieszczone w obudowach porcelanowych lub polimerowych. Konstrukcje te służą do ochrony urządzeń przed wyładowaniami atmosferycznymi i przepięciami łączeniowymi w sieciach dystrybucyjnych średniego napięcia i oferują korzyści w niektórych zastosowaniach, takie jak lepsza odporność na przepięcia przejściowe lub lepsze przetwarzanie energii, w porównaniu z typami bez wnęki.

Klasyfikacja opiera się na następujących kryteriach:

• Powtarzalna szybkość transferu opłat
• Poziom energii cieplnej
• Stopień przenoszenia ładunku cieplnego
• Norma „EN IEC 60099-8 Część 8: Zewnętrzne ograniczniki przepięć z tlenków metali (EGLA) do linii napowietrznych” opisuje wymagania i procedury badań dla zewnętrznych ograniczników przepięć z tlenków metali (EGLA). Są to ograniczniki przepięć z tlenków metali składające się z następujących elementów:
• Moduł warystora szeregowego wykonany z nieliniowych rezystorów tlenkowych metali, umieszczony w obudowie polimerowej lub porcelanowej.
• W normalnych warunkach zewnętrzna szeregowa szczelina powietrzna (iskiernik) izoluje jednostkę warystora szeregowego od linii.

Zewnętrzne ograniczniki przepięć montowane są równolegle do izolatorów na napowietrznych liniach przesyłowych i dystrybucyjnych (systemy prądu przemiennego o napięciu powyżej 1 kV) w celu ochrony zespołu izolatorów wyłącznie przed przepięciami wywołanymi wyładowaniami atmosferycznymi. Zewnętrzne odstępy między izolatorami zostały zaprojektowane tak, aby wytrzymywać przepięcia łączeniowe i przejściowe, a także zapewniają, że ogranicznik zadziała przede wszystkim w przypadku przepięć piorunowych (o dużej stromości i krótkim czasie trwania). Nie są one przeznaczone do ochrony przeciwprzepięciowej łączeniowej ani do zadań klasy podstacji.

Oto najważniejsze cechy i różnice w stosunku do innych produktów ochronnych:

• W przeciwieństwie do bezprzerwowych zabezpieczeń stacji/rozdzielni (EN IEC 60099-4), zewnętrzna przerwa wydłuża żywotność i zmniejsza prąd upływowy, zapobiegając ciągłemu naprężeniu na rezystorach MO.
• Projekt koncentruje się na zdolności do rozładowania pioruna poprzez powtarzalną szybkość przenoszenia obciążenia, przetwarzanie energii i testy koordynacji iskier w komorze wyładowczej.
• Norma „EN IEC 60099-9 Część 9: Ograniczniki przepięć w stacjach przekształtnikowych HVDC” dotyczy nieliniowych ograniczników przepięć typu rezystor metalowo-tlenkowego bez iskiernika, zaprojektowanych specjalnie w celu ograniczania przepięć w stacjach przekształtnikowych wysokiego napięcia prądu stałego. Norma ta obejmuje:
• Systemy wysokiego napięcia prądu stałego dwuzaciskowe, wielozaciskowe i połączone szeregowo o napięciu roboczym do plus/minus 1100 kV.
• Uchwyty w obudowie porcelanowej, polimerowej i metalowej, izolowane gazem, stosowane w szynach zbiorczych prądu stałego, uchwytach do przewodów/kabli prądu stałego lub obwodach filtrów prądu przemiennego.
• Posiadacze narażeni na napięcie prądu stałego (DC), w tym na zamianę biegunów (nawet rzadko występującą).

Uchwyty do przetwornic napięcia są wyłączone z tego zakresu. Uchwyty po stronie prądu przemiennego stacji przetwornicowej są testowane zgodnie z normą EN IEC 60099-4. Uchwyty w filtrach prądu przemiennego są zgodne z tą normą ze względu na napięcia harmoniczne.

Nasza organizacja, dysponująca kompetentną i doświadczoną kadrą, od wielu lat rozumie potrzeby swoich klientów, oferując im zaawansowane usługi testowe, których potrzebują, oraz wspierając ich we wdrażaniu, wdrażaniu i doskonaleniu systemów zarządzania. W tym zakresie świadczymy również usługi testowe dla przedsiębiorstw zgodnie z normą „EN IEC 60099 – Zalecenia dotyczące odgromników”.