Image

Gniazdo bezpiecznikowe SSD - dobezpieczenie ogranicznika przepięć na 100 kA

Gniazdo bezpiecznikowe SSD jest dobezpieczeniem ogranicznika przepięć, przeznaczonym do rozdzielnic niskiego napięcia o prądzie zwarciowym do 100 kA. Pracuje w odgałęzieniu ogranicznika typu 1 albo 1+2, w sieciach TT, TN i IT o napięciu pracy do 500 V AC, na szynie TH35. 

Po co aż 100 kA? Zestaw ogranicznika z wkładką gG kończy się zwykle na 25 kA, a ten próg przekracza już prąd zwarciowy na szynie nN transformatora 1250 kVA. Wtedy miejsce wkładki zajmuje gniazdo SSD. W artykule pokazujemy, skąd biorą się te liczby, jak porównywać deklaracje różnych producentów i kiedy gniazdo SSD wygrywa z rozłącznikiem NH. Podpowiadamy też, które wykonanie wybrać dla obiektów przytorowych zasilanych linią napowietrzną, gdzie gniazdo SSD pracuje obok innych komponentów kolejowych.

Czym jest gniazdo SSD?

Gniazdo SSD, czyli SPD Specific Disconnector, jest dobezpieczeniem ogranicznika przepięć, które producent bada razem z konkretną serią ograniczników i dla takiej pary podaje wytrzymałość zwarciową. Znajduje się w odgałęzieniu ogranicznika, o ile jest dobezpieczany, w tym samym miejscu, w którym zwykle stoi podstawa z wkładką nożową albo cylindryczną. Dla serii Surge-Trap® K1 para z gniazdem SSD K1 ma wytrzymałość zwarciową 100 kA.

Element wykonawczy ma gabaryt wkładki cylindrycznej 14 × 51, a obudowa zajmuje cztery bieguny na szynie TH35 i przyjmuje przewód do 35 mm². Wykonanie z mikrowyłącznikiem daje możliwość zdalnej sygnalizacji stanu.

Gniazdo SSD w odgałęzieniu ogranicznika przepięć – schemat Mersen

Gniazdo SSD w odgałęzieniu, między szynami L1, L2, L3, N a ogranicznikiem. Każdy aparat ma własny wskaźnik końca działania. Rysunek producenta.

Dobezpieczenie dobiera się do liczby biegunów ogranicznika, a producent podaje tabelę zgodności z numerami katalogowymi. Gniazdo 3-biegunowe współpracuje również z ogranicznikami 4-biegunowymi, pod warunkiem zastosowania osobnego łącznika rozłączalnego w torze N. Pary objęte badaniem wymienia aneks do deklaracji systemu.

Dobezpieczenie ma jeszcze jedną rolę: zwarcie w ograniczniku jest uszkodzeniem izolacji doziemnej, więc zabezpieczenie poprzedzające ma wyłączyć zasilanie w czasie do 5 s, jak w każdym obwodzie rozdzielczym. W sieci TN pętla zwarciowa składa się z samych przewodów i prąd jest duży. W sieci TT pętla L-PE zamyka się przez ziemię i prąd może nie osiągnąć progu zadziałania dobezpieczenia — stąd w TT układ 3+1 (Surge-Trap® K1-4PG): warystory między L i N, iskiernik między N i PE; zwarcie warystora daje wtedy pętlę L-N z przewodów i prąd wystarczający dla gniazda SSD3. Tor N-PE z iskiernikiem nie przewodzi prądu następczego i nie wymaga dobezpieczenia.

Jakie parametry ma gniazdo SSD K1?

Gniazdo SSD K1 ma dwa progi prądowe i dotyczą one różnych zjawisk. Prąd udarowy Iimp = 12,5 kA (10/350 µs) to udar, który element SSD przenosi bez stopienia i bez przerwania obwodu. Prąd zadziałania Itrip = 500 A to najmniejszy prąd zwarciowy o częstotliwości 50 Hz, przy którym element przerywa obwód; przy mniejszych prądach obwód pozostaje przy zabezpieczeniu termicznym ogranicznika. Prąd roboczy tym torem nie płynie, więc wkładki nie wymiaruje się na obciążenie.

Zakres prądów, które element SSD wyłącza, zamyka wytrzymałość zwarciowa Isccr = 100 kA: największy prąd spodziewany w miejscu zabudowy, przy którym zestaw przerywa obwód bez uszkodzenia. Jest to własność pary — sam ogranicznik serii Surge-Trap® K ma Isccr 25 kA i dopiero z gniazdem SSD zestaw osiąga 100 kA.

Dla porównania: wkładka gG w odgałęzieniu ogranicznika topi się przy udarze 10/350 µs o wartości 9,3 kA dla 100 A, 12,1 kA dla 125 A i 16,1 kA dla 160 A1. Udar 12,5 kA na biegun niszczy więc wkładkę 125 A, a element SSD K1 go przenosi.

Zadziałanie bezpiecznika w gałęzi poprzecznej odcina ogranicznik i może pozostać niezauważone, a bez pierwszego stopnia ochrony kolejne stopnie nie działają2. To argument za wykonaniem ze stykiem sygnalizacyjnym (M) i za wskaźnikiem końca działania na obu aparatach.

Parametr Wartość
Prąd udarowy Iimp (10/350 µs) – udar piorunowy przenoszony bez zadziałania 12,5 kA
Znamionowy prąd wyładowczy In (8/20 µs) – udar powtarzalny, przenoszony wielokrotnie 20 kA
Wytrzymałość zwarciowa Isccr – prąd spodziewany, przy którym zestaw wyłącza bezpiecznie 100 kA
Minimalny prąd zadziałania Itrip – poniżej tej wartości gniazdo nie przerwie obwodu 500 A
Prąd ograniczony (let-through) – szczyt prądu przepuszczonego do instalacji przy zwarciu 17,08 kA na biegun
Napięcie pracy Ue – najwyższe dopuszczalne napięcie w torze gniazda 500 V AC
Gabaryt elementu 14 × 51
Szerokość na szynie 80 mm w wykonaniu 3-biegunowym, 107 mm w 4-biegunowym
Zaciski 1,5 do 35 mm² sztywny, 1,5 do 25 mm² linka

Dane serii SSD K1 z karty katalogowej producenta.

Które wykonanie wybrać: 12,5 kA czy 25 kA na biegun?

O wyborze rozstrzyga prąd udarowy na biegun, bo obie serie mają tę samą wytrzymałość zwarciową 100 kA. Seria SSD K1 pracuje z ogranicznikami Surge-Trap® K1 o prądzie udarowym 12,5 kA. Dla ograniczników 25 kA jest osobna seria SSD K1H z elementem 22 × 58 i prądem zadziałania 1100 A; gniazdo 3-biegunowe SSD1H-3P-M zajmuje 105 mm szyny przy 35 mm na biegun.

Seria K1 z gniazdem SSD K1, udar 12,5 kA na biegun     Seria K1H LF z gniazdem SSD K1H, udar 25 kA na biegun

Granicę między wykonaniami wyznacza rozpływ prądu piorunowego. Połowa prądu odchodzi do uziomu, reszta dzieli się na przewody czynne instalacji, więc udział na biegun zależy od poziomu ochrony odgromowej obiektu i od liczby przewodów. Poniższa tabela pokazuje ten podział dla czterech przewodów.

Poziom ochrony LPL Prąd pioruna 10/350 µs Na biegun przy 4 przewodach Wykonanie
LPL I 200 kA 25 kA K1H + SSD K1H
LPL II 150 kA 18,75 kA K1H + SSD K1H
LPL III i IV 100 kA 12,5 kA K1 + SSD K1

I na biegun = 0,5 × I(LPL) / n, gdzie n to liczba przewodów przyłącza — przy przyłączu trójfazowym 4, także w sieci TN-C, bo przewód PEN odprowadza swoją część prądu przez połączenie z szyną wyrównawczą4. Wartości prądu pioruna dla poziomów ochrony wg IEC 62305-1. Podział 0,5 jest założeniem normy; dla konkretnego obiektu obowiązuje kalkulacja rozpływu.

Wykonanie 25 kA wchodzi zatem tam, gdzie obiekt ma ochronę odgromową klasy LPL I albo LPL II, oraz przy zasilaniu linią napowietrzną. Ogranicznik K1H ma budowę monoblokową, więc w wypadku uszkodzenia wymienia się cały aparat, podczas gdy w wykonaniu wtykowym Surge-Trap® K1 wyjmuje się sam moduł z podstawy.

Skąd bierze się wymaganie 100 kA?

Wymaganie 100 kA bierze się stąd, że zestaw ogranicznika z dobezpieczeniem musi bezpiecznie wytrzymać i wyłączyć największy prąd spodziewany w miejscu zabudowy, na przykład na szynach stacji transformatorowej, bez rozerwania obudowy i bez wyrzutu łuku na zewnątrz. Wytrzymałość zwarciowa Isccr określa właśnie ten prąd. Warystor na końcu życia zwiera się, a dobezpieczenie wyłącza wtedy obwód.

W przypadku ogranicznika iskiernikowego dobezpieczenie ma inny sens fizyczny. Po udarze przez zjonizowany iskiernik płynie prąd następczy — prąd zwarciowy z sieci pod napięciem roboczym, w przybliżeniu równy prądowi zwarciowemu w miejscu zabudowy. Odgromnik ma go wyłączyć przy pierwszym przejściu przez zero; jeśli przekracza on zdolność wyłączania If (1,5–4 kA u konstrukcji klasycznych, 25–50 kA u ograniczających prąd następczy), wyłącza go bezpiecznik, który musi wcześniej przetrzymać sumę całek Joule’a prądu piorunowego i prądu następczego5. U ogranicznika warystorowego prąd następczy nie występuje; dobezpieczenie działa dopiero przy zwarciu warystora po utracie stabilności termicznej (rozbieganiu cieplnym) — i tej sytuacji dotyczy Isccr.

Na szynie nN stacji transformatorowej prąd zwarciowy zależy prawie wyłącznie od mocy transformatora. Zestaw ogranicznika z wkładką gG dobraną z tabeli w karcie zatrzymuje się na 25 kA, więc moc transformatora od razu pokazuje, od którego miejsca ta granica przestaje wystarczać. Gniazdo SSD podnosi próg czterokrotnie.

Prąd zwarciowy na szynie nN w funkcji mocy transformatora

Prąd zwarciowy początkowy Ik″ na szynie nN w funkcji mocy transformatora. Obliczenia własne, sieć SN pominięta.

Transformator uk Zt KT Ik″ na szynie nN
250 kVA 4% 28,22 mΩ 0,974 8,8 kA
400 kVA 4% 17,64 mΩ 0,974 14,1 kA
630 kVA 6% 16,80 mΩ 0,963 15,0 kA
800 kVA 6% 13,23 mΩ 0,963 19,0 kA
1000 kVA 6% 10,58 mΩ 0,963 23,8 kA
1250 kVA 6% 8,47 mΩ 0,963 29,7 kA
1600 kVA 6% 6,62 mΩ 0,963 38,1 kA
2000 kVA 6% 5,29 mΩ 0,963 47,6 kA
2500 kVA 6% 4,23 mΩ 0,963 59,5 kA
3150 kVA 6% 3,36 mΩ 0,963 75,0 kA

Ik″ = c·Un/(√3·KT·Zt) wg IEC 60909-0, gdzie Zt = (uk/100)·UrT²/Sn, c = 1,05. Un = 400 V to napięcie znamionowe sieci, UrT = 420 V to napięcie znamionowe uzwojenia dolnego. KT = 0,95·cmax/(1+0,6·xT) to współczynnik korekcyjny impedancji transformatora sieciowego; po jego zastosowaniu wynik przestaje zależeć od cmax. Napięcie zwarcia uk 4 % dla 250 i 400 kVA, 6 % od 630 kVA; UrT 420 V i przekładnie 15,75/0,42 kV oraz 21,0/0,42 kV wg standardu technicznego 5/2014 TAURON Dystrybucja i specyfikacji ST-Z02 Energa-Operator. Impedancję sieci SN pominięto, więc wartości są górnym oszacowaniem: przy mocy zwarciowej sieci 250 MVA wynik byłby niższy o 4 % przy 400 kVA i o 18 % przy 3150 kVA.

Moc transformatora jest przybliżeniem prądu zwarciowego, a wiążącą liczbą pozostaje prąd spodziewany w tym punkcie, w którym stanie ogranicznik. Im dalej od stacji leży ten punkt, tym mniejszy prąd, ponieważ dokłada się impedancja kabla.

Do 1000 kVA wynik mieści się poniżej 25 kA, czyli w zasięgu zestawu z klasyczną wkładką; granica wypada przy około 1050 kVA. Od 1250 kVA wzwyż prąd na szynie stacji przekracza próg, a stacje 2500 i 3150 kVA dają 59,5 i 75,0 kA. Wartość 100 kA pokrywa cały praktyczny zakres transformatorów dystrybucyjnych, łącznie z zapasem na wartość szczytową.

Sama moc transformatora nie ustawia jeszcze kolejności. Na granicy 400 i 630 kVA napięcie zwarcia przechodzi z 4 na 6 %, więc stacja 630 kVA daje 15,0 kA wobec 14,1 kA dla 400 kVA: moc większa o 57 % podnosi prąd zwarciowy o 6 %. Powyżej 3150 kVA producenci podnoszą uk do 7–9 %, żeby ograniczyć prąd zwarciowy po stronie nN.

Jak czytać deklarację 100 kA?

Deklarację 100 kA czyta się razem z warunkami badania: czego ta liczba dotyczy, czy jest wartością skuteczną czy szczytową i przy jakim napięciu pracy obowiązuje. Wartość 100 kA podaje dziś kilku producentów, a stoją za nią różne rozwiązania: osobne gniazdo dobezpieczające, ogranicznik z wkładką zabudowaną w obudowie albo ogranicznik w korpusie wkładki nożowej. Przy porównywaniu ofert rozstrzyga to, czego ta liczba dotyczy i w jakich warunkach ją zmierzono.

Ta sama liczba w dwóch kartach katalogowych znaczy co innego. Raz dotyczy pary ogranicznika z osobnym dobezpieczeniem, raz pojedynczego aparatu z wkładką zabudowaną w obudowie. Część kart podaje obok wartości skutecznej także wartość szczytową, ponad dwukrotnie wyższą. Zdarza się też, że rubryka obwodu ochronnego mówi o połowie tej wartości, a 100 kA stoi dopiero w danych dodatkowych, przy niższym napięciu pracy.

Przed porównaniem dwóch wyrobów sprawdź w karcie pięć rzeczy:

  • Czego dotyczy wytrzymałość: zestawu z dobezpieczeniem czy samego ogranicznika.
  • Czy podana wartość jest skuteczna, czy szczytowa.
  • Przy jakim napięciu pracy obowiązuje – karta potrafi podać wyższą wytrzymałość dla niższego napięcia.
  • Jakie dobezpieczenie producent przyjął: zewnętrzną wkładkę z tabeli czy element wbudowany.
  • Jaki jest prąd zadziałania dobezpieczenia. Wyznacza on dolną granicę zakresu, w którym dobezpieczenie działa – prądy poniżej tej wartości pozostają przy odłączniku termicznym ogranicznika.

Obserwacje z przeglądu kart katalogowych, wrzesień 2026.

Różnicę między wytrzymałością samego ogranicznika a wytrzymałością zestawu widać wprost w certyfikacie DEKRA dla serii Surge-Trap® K. Stoi tam Isccr 25 kA oraz maksymalne zabezpieczenie nadprądowe, a podstawą badania jest EN 61643-11:2012 z poprawką A11:2018 (przy porównywaniu ofert trzeba odczytać z certyfikatu również wydanie normy, bo edycja 2.0 z czerwca 2025 zmieniła wymagania badań zwarciowych). Wartość 100 kA nie pojawia się tam wcale, bo dotyczy zestawu, a nie pojedynczego aparatu.

Wytrzymałość zestawu potwierdza osobny dokument. Dla zestawu ogranicznika Surge-Trap® K z gniazdem SSD producent wystawił oświadczenie, że zestaw przeszedł próbę zdolności wyłączania przy prądzie 100 kA w laboratorium LRIC w Terrassie, bez uszkodzeń powierzchni i z poprawnym przerwaniem prądu. Do oświadczenia dołączono aneks z numerami katalogowymi wszystkich par objętych badaniem. Inspektor dostaje więc komplet: laboratorium, wartość i numery katalogowe wyrobów, których badanie dotyczy.

Dlaczego całka Joule’a wymaga tej samej ostrożności?

Bo karty bezpiecznikowe podają dwie różne wielkości pod tym samym skrótem I²t. Całka przedłukowa opisuje energię potrzebną do stopienia topika i od niej zależy, czy wkładka przetrwa udar piorunowy. Całka wyłączania obejmuje dodatkowo fazę gaszenia łuku i wchodzi do doboru przekroju przewodu przyłączeniowego. Obie różnią się między sobą kilkukrotnie, a karta ogranicznika bywa podpisana samym I²t, bez wskazania której.

Do tego dochodzi zapis jednostki, gdzie teoria rozchodzi się z praktyką. Reguła SI każe czytać kA²s jako (kA)²·s, czyli 106 A²s, tak samo jak cm³ znaczy (cm)³. Karty wkładek używają tego zapisu w znaczeniu 103 A²s: zapis 110 kA²s oznacza tam 1,1·105 A²s, nie 1,1·108. Pomyłka w tę stronę zawyża wynik tysiąckrotnie, więc przy porównywaniu kart trzeba sprawdzić, czy producent podaje jednostkę wprost w A²s.

Gdzie stosować gniazdo SSD?

Gniazdo SSD stosuje się tam, gdzie prąd zwarciowy w miejscu zabudowy ogranicznika przekracza 25 kA albo gdzie na szynie brakuje miejsca na rozłącznik NH z wkładkami. W praktyce są to rozdzielnice główne nN dużych stacji, pola przyłączeniowe instalacji fotowoltaicznych i magazynów energii, prefabrykacja i modernizacje rozdzielnic oraz obiekty z instalacją odgromową i zasilaniem napowietrznym.

  • Rozdzielnice główne nN zasilane z transformatorów od 1250 kVA wzwyż. Tam prąd zwarciowy przekracza wytrzymałość zestawu ogranicznika z wkładką gG, więc wchodzi dobezpieczenie o wytrzymałości 100 kA albo przesunięcie ogranicznika w głąb instalacji, gdzie impedancja kabla obniża prąd spodziewany. Przesunięcie zostawia pole rozdzielnicy głównej bez ochrony w punkcie o największym prądzie zwarciowym.
  • Pola przyłączeniowe instalacji fotowoltaicznych i magazynów energii. Wyprowadzenie mocy wchodzi na szynę o dużym prądzie zwarciowym, a sama instalacja wymaga ochrony na obu końcach linii.
  • Prefabrykacja rozdzielnic. Montaż na szynie TH35 skraca czas składania i znosi ryzyko wstawienia wkładki o niewłaściwym prądzie.
  • Modernizacje w istniejących szafach. Zestaw zajmuje max. 152 mm szyny montażowej.
  • Obiekty z instalacją odgromową. Ogranicznik typu 1 wymaga dobezpieczenia zdolnego przenieść prąd udarowy w kształcie 10/350 µs. Przy ochronie klasy LPL I i LPL II wchodzi wykonanie 25 kA, czyli gniazdo z elementem 22 × 58.
  • Obiekty przytorowe, podstacje i kontenery techniczne zasilane liniami napowietrznymi. Zasilanie napowietrzne oraz ochrona odgromowa klasy LPL I i II to dwa warunki, przy których katalog kieruje do wykonania 25 kA.

Jak producenci rozwiązują dobezpieczenie ogranicznika?

Producenci rozwiązują dobezpieczenie na cztery sposoby, które różnią się po dwóch osiach: gdzie siedzi element wyłączający zwarcie i czy producent badał go razem z ogranicznikiem. Poniższe cztery pola pokrywają wykonania spotykane u czterech producentów. Każde inaczej obciąża rozdzielnicę i inaczej wygląda po zadziałaniu.

Podejście Co to znaczy w rozdzielnicy Co z tego wynika przy doborze
Osobne gniazdo dobezpieczające Aparat kupowany osobno, dobierany do ogranicznika, montaż na szynie TH35 Wymianie podlega sama wkładka albo sam ogranicznik
Dobezpieczenie wbudowane w ogranicznik Jeden aparat, brak zewnętrznej wkładki Po zadziałaniu wymienia się całość, dobór wkładki odpada
Ogranicznik w korpusie wkładki NH Wchodzi do istniejącej podstawy nożowej Nie zajmuje nowego miejsca na szynie, wymaga wolnego pola w podstawie
Wkładka gG z tabeli w karcie Rozwiązanie najtańsze, ograniczenia opisuje sekcja o wkładce gG Wytrzymałość zestawu kończy się na wartości podanej w karcie ogranicznika

Prąd zadziałania dzieli rynek na dwie grupy i różnica sięga dwóch rzędów wielkości. Jedne gniazda wyłączają od kilkuset amperów, zostawiając zakres małych prądów odłącznikowi termicznemu wbudowanemu w ogranicznik. Inne zadziałają już przy kilku amperach w czasie poniżej sekundy i obejmują także ten zakres. Obie drogi są poprawne, ponieważ producent bada ogranicznik razem z dobezpieczeniem; różnica wychodzi przy porównaniu dwóch kart.

Prądy zadziałania z kart katalogowych: seria SSD K1 – 500 A, seria SSD K1H – 1100 A; wyrób konkurencyjny w tej samej klasie – 3 A w czasie poniżej 5 s oraz 5 A w czasie poniżej 0,1 s. Odczyt z kart producentów, wrzesień 2026.

Przy doborze rozstrzyga: ile miejsca zostało w rozdzielnicy, czy dobezpieczenie ma być wymienne niezależnie od ogranicznika i od jakiego prądu dobezpieczenie zaczyna działać.

Dlaczego wkładka gG nie zapewni wytrzymałości 100 kA?

Wkładka gG nie zapewni wytrzymałości 100 kA, bo wytrzymałość zestawu kończy się na wartości podanej w karcie ogranicznika, a sam dobór wkładki jest ograniczony z dwóch stron. Wkładka w odgałęzieniu ogranicznika musi spełnić dwa wymagania o przeciwnych kierunkach. Pierwsze wyznacza dolną granicę prądu znamionowego: wkładka ma przetrwać udar piorunowy bez stopienia, a energia właściwa ogranicznika o prądzie udarowym 12,5 kA wynosi W/R = 39 kJ/Ω, czyli 3,9·104 A²s. Drugie wyznacza granicę górną: karta ogranicznika dopuszcza wkładkę najwyżej 315 A gG, bo powyżej tej wartości przepuszczony prąd zwarciowy przekracza wytrzymałość ogranicznika.

Okno doboru wkładki gG dla ogranicznika przepięć

Okno doboru wkładki wychodzi na 160 do 315 A gG.

Dolną granicę wyznaczają wartości z karty wkładek. Wkładka NH gG 500 V o prądzie 100 A ma całkę przedłukową 2,5 · 104 A²s, czyli 0,65 energii udaru – stopi się przy pierwszym mocnym wyładowaniu. Wkładka 125 A daje 3,97 · 104 A²s, co odpowiada krotności 1,02 i nie zostawia zapasu na udary powtarzalne. Praktyczny próg otwiera się na 160 A przy krotności 1,81.

Sam prąd znamionowy wkładki nie wystarcza do sprawdzenia wytrzymałości na udar. Całka przedłukowa zależy też od gabarytu: wkładka 315 A w gabarycie NH1 ma 1,85 · 105 A²s, ta sama wartość prądu w gabarycie NH2 daje 3,42 · 105 A²s. Różnica bierze się stąd, że 315 A leży na końcu zakresu gabarytu NH1, a wewnątrz zakresu NH2. Dla prądu 315 A właściwy jest gabaryt NH2.

Okno 160–315 A obowiązuje dla pojedynczego udaru. Przy udarach powtarzalnych wkładka przetrzymuje bez uszkodzenia mniejszą całkę Joule’a: 22 kA²s dla 160 A, 39 kA²s dla 200 A, 69 kA²s dla 250 A6 – wobec 39 kA²s energii udaru 12,5 kA dolna granica przesuwa się do 200–250 A. Stąd reguła doboru: bezpiecznik dobezpieczający ma prąd znamionowy równy maksymalnemu bezpiecznikowi z karty ogranicznika, czyli 315 A gG dla serii K1. Mniejsza wkładka nie podnosi wytrzymałości zwarciowej zestawu, a przy udarze kilkakrotnie większym od jej prądu stopienia grozi rozerwaniem korpusu7.

Z tego samego powodu odpada podstawa cylindryczna na szynie DIN: wkładka gG kończy się tam na 50 A w gabarycie 14 × 51 i na 125 A w gabarycie 22 × 58, więc obie wypadają poniżej praktycznego progu.

Dobezpieczeniem może być też bezpiecznik w torze zasilania, jeśli jego prąd znamionowy nie przekracza wartości z karty ogranicznika8. W rozdzielnicy głównej stacji od 1250 kVA prąd znamionowy strony nN wynosi 1,8 kA, więc wkładki toru zasilania są wielokrotnie większe od 315 A i ta droga odpada – dobezpieczenie musi stać w odgałęzieniu.

Przy zastosowaniu gniazda SSD zewnętrzna wkładka gG w odgałęzieniu przestaje być potrzebna. Oba aparaty pełnią tę samą rolę dobezpieczenia i producent wymaga jednego z nich.

Ile miejsca zajmuje zestaw i jak długie mogą być przewody?

Zestaw ogranicznika z gniazdem SSD mieści się w 152 × 111 mm na głębokości 85 mm, a suma przewodów przyłączeniowych do ogranicznika i do szyny PE nie powinna przekroczyć 0,5 m. Przy modernizacji istniejącej rozdzielnicy miejsce zabudowy bywa ograniczone do jednego wolnego odcinka szyny. Rozłącznik bezpiecznikowy NH1 w wykonaniu 3-biegunowym zajmuje 185 × 238 mm przy głębokości 110,5 mm, a pokrywa po otwarciu potrzebuje 287 mm. Zestaw z gniazdem SSD wchodzi na szynę TH35, bez wycięcia w płycie montażowej.

Rozłącznik NH z ogranicznikiem vs gniazdo SSD z ogranicznikiem – porównanie

Rozłącznik NH z ogranicznikiem (po lewej): cztery bieguny podstawy zajmują górną połowę obudowy. Gniazdo SSD z ogranicznikiem (po prawej): oba aparaty na szynach TH35, obudowa o dwa rozmiary mniejsza. Ta sama obudowa, dwa sposoby dobezpieczenia tego samego ogranicznika. Zdjęcia producenta.

Do napięciowego poziomu ochrony dolicza się spadek indukcyjny na przewodach od zacisku odczepu do ogranicznika oraz od ogranicznika do szyny PE. Przy udarze 8/20 µs i prądzie 20 kA, dla przewodu o indukcyjności 1 µH/m, każdy metr dokłada 2,5 kV. Falownik fotowoltaiczny o kategorii przepięciowej III wytrzymuje 4 kV, więc zapas znika już przy metrze przewodów.

Napięcie na zaciskach w funkcji długości przewodów

Napięcie na zaciskach chronionego urządzenia w funkcji długości przewodów przyłączeniowych. Wartość 2,5 kV/m wynika ze stromości średniej czoła fali; stromość chwilowa jest o blisko jedną trzecią większa i przesuwa przekroczenie 4 kV z metra na 0,8 m.

Przy stromości chwilowej zapas znika już przy 0,8 m. Stąd ograniczenie 0,5 m na oba odcinki razem i zabudowa ogranicznika przy szynach N i PE.

Jakie wątpliwości pojawiają się przy zamianie wkładki gG na gniazdo SSD?

Przy zamianie wkładki gG na gniazdo SSD wracają dwa pytania: o cenę drugiego aparatu i o ogranicznik wbudowany w falownik. Odpowiedź na oba wynika z liczb z poprzednich sekcji: z okna doboru wkładki, z gabarytu rozłącznika NH i z kształtu fali, na który badany jest ogranicznik typu 2.

Mamy już rozłącznik NH z wkładką gG – po co drugi aparat?

Różnica w cenie jest mniejsza niż podpowiada intuicja. Rozłącznik NH1 z kompletem wkładek wypada około 15 % taniej od gniazda SSD w wykonaniu 3-biegunowym. Przy wkładce 315 A, dla której właściwy jest gabaryt NH2, zestaw rozłącznika z wkładkami kosztuje tyle samo albo więcej i zajmuje przy tym więcej miejsca. Rozłącznik NH1 potrzebuje 185 × 238 mm płyty montażowej, gniazdo SSD w wykonaniu 3-biegunowym zajmuje 80 mm szyny TH35.

Powyżej wytrzymałości zwarciowej podanej w karcie ogranicznika wkładka problemu nie rozwiązuje niezależnie od ceny: okno doboru kończy się na 315 A gG od góry i na energii udaru od dołu.

Falownik ma ogranicznik na wejściu AC – czy to nie wystarczy?

Falowniki fotowoltaiczne rzeczywiście mają często wbudowany ogranicznik typu 2 po stronie AC i ten stopień można wtedy pominąć. Typ 2 jest badany impulsem 8/20 µs, więc nie zastąpi pierwszego stopnia tam, gdzie do instalacji może wejść część prądu pioruna w kształcie 10/350 µs. Chroni też punkt swojej zabudowy, czyli zaciski falownika, a nie pole w rozdzielnicy głównej.

Jak wygląda dobór w praktyce? Przykład instalacji PV 300 kWp

W praktyce ten sam ogranicznik dostaje różne dobezpieczenie w zależności od prądu spodziewanego w punkcie zabudowy. Instalacja fotowoltaiczna o mocy 300 kWp na dachu hali przemysłowej, dwa falowniki po 110 kW, sieć TN-S 230/400 V. Wyprowadzenie mocy do rozdzielnicy głównej linią kablową o długości 350 m. Na dachu zwody pionowe bez zachowanego odstępu izolacyjnego, co wymusza ogranicznik typu 1 po stronie AC.

Ochrona wchodzi na obu końcach tej linii: przy hali i w polu rozdzielnicy głównej. Prąd spodziewany policzony dla każdego punktu osobno rozstrzyga o doborze dobezpieczenia.

Punkt przyłączenia Prąd zwarciowy Dobezpieczenie
Złącze kablowe przy hali ok. 15 kA wkładka gG albo gniazdo SSD
Pole rozdzielnicy głównej 38 do 75 kA tylko gniazdo SSD

Ten sam ogranicznik obsługuje oba punkty, różni je dobezpieczenie. W szafie przy hali o wyborze rozstrzygnął gabaryt: wolny odcinek szyny TH35 w rozdzielnicy wynosił niecałe 180 mm – w sam raz na ogranicznik 1+2 oraz 3-biegunowe gniazdo SSD.

Na co zwrócić uwagę przy wyborze zabezpieczenia przepięciowego?

Przy wyborze zabezpieczenia przepięciowego zwróć uwagę na siedem rzeczy: cztery dotyczą karty katalogowej i prądu zwarciowego, trzy miejsca zabudowy. Kolejność ma znaczenie, bo bez prądu spodziewanego w punkcie zabudowy nie da się rozstrzygnąć, czy wkładka gG wystarczy.

  1. Odczytaj z karty ogranicznika dwie wartości razem: wytrzymałość zwarciową i maksymalny bezpiecznik.
  2. Ustal, czego dotyczy deklarowana wytrzymałość: pary z dobezpieczeniem czy samego ogranicznika, oraz czy podano wartość skuteczną czy szczytową.
  3. Policz prąd zwarciowy w miejscu zabudowy ogranicznika, osobno dla każdego punktu przyłączenia.
  4. Porównaj I²t przedłukowe wkładki z energią właściwą ogranicznika przy jego prądzie udarowym; wcześniej sprawdź, którą z dwóch wielkości podaje karta – sposób sprawdzenia opisuje sekcja o czytaniu deklaracji.
  5. Zmierz miejsce zabudowy: szerokość, wysokość, głębokość oraz przestrzeń na przewody.
  6. Zaplanuj trasę przewodu do szyny PE przed wyborem miejsca montażu, z ograniczeniem 0,5 m łącznie z odczepem.
  7. Przy prądzie zwarciowym powyżej deklarowanej wytrzymałości zestawu sięgnij po gniazdo dobezpieczające badane z tą serią ograniczników.

Dobierz dobezpieczenie do prądu zwarciowego z ELTRON

Wytrzymałość zwarciowa ogranicznika przepięć jest własnością pary z dobezpieczeniem, a nie samego aparatu. Z wkładką gG z tabeli w karcie zestaw kończy się na 25 kA, co wystarcza do stacji około 1000 kVA. Powyżej tej mocy prąd na szynie rośnie do 75 kA i wchodzi gniazdo SSD, badane z konkretną serią ograniczników na 100 kA. Zestaw zajmuje 152 mm szyny TH35, a o wykonaniu 12,5 kA albo 25 kA rozstrzyga poziom ochrony odgromowej obiektu.

ELTRON dostarcza gniazda SSD K1 i K1H razem z ogranicznikami Surge-Trap® K i pomaga w doborze dobezpieczenia do prądu zwarciowego w konkretnym punkcie instalacji. Jeśli masz projekt rozdzielnicy albo modernizację istniejącej szafy, napisz do nas – policzymy prąd spodziewany i dobierzemy zestaw do wolnego odcinka szyny.


Autor: Damian Zazula – Product Manager, ELTRON (Mersen, Sensata, Joslyn Clark)

Źródła

Dane wyrobów: karty katalogowe Mersen DS-SSD-K1-Series-EN, DS-SSD-K1H-Series-EN, DS-Surge-Trap-K-K1-EN, DS-Surge-Trap-K-K1H-LF-Series-EN; katalog Mersen „Ograniczniki przepięć 2026 PL”; broszura „Surge-Trap IEC Lightning & Surge Protection” (Mersen); oświadczenia Mersen France SB o badaniu systemów Surge-Trap® K1 + SSD K1 oraz K1H LF + SSD K1H przy 100 kA w laboratorium LRIC, Terrassa, 9 kwietnia 2026; certyfikaty DEKRA Surge-Trap® K1 (71-150224) i K1 LF (71-150235). Wkładki NH gG: karta Mersen DS-NH-fuse-links-gG-500VAC.

Normy i dokumenty: IEC 62305-1 (parametry prądu pioruna dla poziomów ochrony LPL); IEC 60909-0 (obliczanie prądów zwarciowych); EN 61643-11:2012/A11:2018 (podstawa badania w certyfikacie DEKRA); standard techniczny 5/2014 TAURON Dystrybucja i specyfikacja ST-Z02 Energa-Operator (parametry transformatorów dystrybucyjnych).

Przypisy

1 Musiał E., Dobezpieczanie ograniczników przepięć, Biuletyn SEP INPE „Informacje o normach i przepisach elektrycznych” 2006, nr 76–77, s. 3–37, tabl. 2 (udarowy prąd zadziałania wkładek gG).
2 Musiał E., tamże, rozdz. 3 „Wzajemne usytuowanie odgromników i bezpieczników”.
3 Musiał E., tamże, rozdz. 8 „Ograniczniki przepięć w instalacji a ochrona przeciwporażeniowa”, rys. 14.
4 Musiał E., tamże, rozdz. 4 „Rozpływ prądu piorunowego”, wzór Iz = ν·IG/m; współczynnik podziału ν = 0,5 wg PN-IEC 61312-1:2001, uzasadniony zakres 0,35–0,65.
5 Musiał E., tamże, rozdz. 2 „Odgromniki – ograniczniki przepięć klasy I” i rozdz. 6 „Odgromniki ograniczające prąd następczy”.
6 Musiał E., tamże, tabl. 3 (całka Joule’a prądu piorunowego wielokrotnie przetrzymywana przez wkładki gG).
7 Musiał E., tamże, rozdz. 3 i 5 (dobór bezpiecznika na prąd równy największemu dopuszczalnemu; rys. 6 – zachowanie wkładek gG przy prądzie piorunowym).
8 Musiał E., tamże, rozdz. 3, rys. 1c (bezpiecznik w torze zasilania jako dobezpieczenie).