• Vi skickar samma dag
  • Personlig service & fri rådgivning
  • Genuin omtanke
Kundservice +46 8 52 400 700

När behövs överspänningsskydd och åskskydd

Att man behöver skydda sig mot åska kan många säkert relatera till, särskilt om man har sett en ek förvandlas till flis på ett ögonblick. I Skandinavien har vi traditionellt varit förskonade från mycket åska, men de senaste 20 åren har vi sett en markant ökning. Det mest överraskande är att åska har ökat på vintern! I denna kunskapsbanksartikel beskriver vi hur man bygger ett fullgott skydd för en fastighet, från grovskydd till apparatskydd, eller som det mer fackmannamässigt kallas: T1, T2 och T3-skydd.
 
Elektrisk utrustning, både inom industrin och i hemmet, är alltmer utsatt för skador orsakade av åska och andra överspänningar. Många av oss har säkert märkt att det är fler åskoväder nu i Skandinavien än för bara 20 år sedan.
Datorer, modem, larm- och övervakningssystem samt andra känsliga apparater kan lätt förstöras. Detta beror på den ökande användningen av känsliga elektroniska komponenter i en mängd olika tillämpningar.
 
Regelverket är enkelt, och eftersom det i många fall finns risk för personskador, bör man utrusta sin elektriska anläggning med denna typ av skydd.
 
Det finns flera metoder för att skydda sin anläggning, och här går vi igenom de olika zoner som används för att definiera olika typer av risker samt typer av skydd. Därefter fokuserar vi på de skydd som är avsedda att installeras på inkommande elmatning.

 

Hur uppstår dessa elektriska fenomen som kallas transienter och strömspikar?

Överspänningar kan uppstå på flera sätt, och den vanligaste källan är kopplingsförlopp, exempelvis när kontaktorer slås till eller från, eller när stora laster (t.ex. stora elmotorer) kopplas på. Dessa situationer leder oftast till en hög spänning men med låg ström på grund av den korta varaktigheten. Denna typ av störning kallas för transienter eller spikar. Konkreta exempel på detta är när man kopplar in eller ur en stor elmotor. Det är viktigt att notera att det kan bli störningar av denna typ som ligger utanför den egna installationen.

Åska och blixtnedslag är en annan typ av störning som, till skillnad från kopplingsförlopp, genererar både en mycket hög spänning och ström och kan fortgå under en längre tid då intensiteten helt enkelt är högre. Det bildas en typ av eko som, tack vare den kraftiga impulsen, tar längre tid att försvinna. Både transienter och överspänningar från blixtnedslag måste avledas för att skydda utrustningen, och detta görs genom att leda överspänningen till jord.

Utrustning som används för detta fungerar annorlunda än en säkring. Som vi vet bryter en säkring strömmen när strömstyrkan blir för hög. Ett transientskydd fungerar genom att leda bort energin istället och bryter inte strömmen. De reagerar inom loppet av nanosekunder till mikrosekunder, till skillnad från säkringar som kan ta flera sekunder på sig att reagera.

För att skapa ett effektivt överspänningsskydd bör man installera ett kraftfullt skydd vid den inkommande elmatningen och sedan mer känsliga skydd i undercentralerna. Detta ersätter inte jordfelsbrytare, som också måste installeras. Skyddet ska kunna avleda höga strömmar och samtidigt säkerställa att restspänningen är låg. Dessutom måste skyddet vara enkelt att installera och inte medföra några risker för själva anläggningen.

Hur går man tillväga när man skall bestämma vilka åskskydd man skall ha?

Det finns en klassificering av skyddstyper där man delar in dem i T1, T2 och T3. För att bestämma vilket skydd man ska ha på olika platser finns det även en standard för detta som kallas LPZ.

LPZ står för Lightning Protection Zones (blixtskyddszoner) och är metoden som används i blixt- och överspänningsskyddssystem enligt internationella standarder, främst IEC 62305-serien. LPZ definierar olika zoner inom en anläggning för att kontrollera och reducera effekterna av både direkta och indirekta blixtnedslag samt överspänningar. Genom att dela upp en byggnad eller anläggning i zoner kan man använda lämpliga skyddstekniker för att säkerställa att störningarna minskar successivt inåt i systemet.

LPZ-klassificeringar

LPZ delar in en byggnad eller ett skyddsområde i flera zoner beroende på hur exponeringen för blixtströmmar och elektromagnetiska fält varierar från utsidan till insidan:

  1. LPZ 0A – Utsatt för direkt blixtnedslag:

    • Denna zon är belägen utomhus och har ingen skyddsutrustning för att avleda blixtströmmar. Här är både den fulla blixtströmmen och starka elektromagnetiska fält närvarande. Exempel på LPZ 0A är tak eller fasader på byggnader utan åskskydd.
  2. LPZ 0B – Utsatt för indirekta blixtnedslag:

    • Här förekommer inga direkta blixtströmmar, men zonen är fortfarande utsatt för höga elektromagnetiska fält och indirekta blixtströmmar, till exempel i närheten av ledningar som inte är skyddade. Denna zon omfattar ofta exteriör yta där åskskydd är installerat.
  3. LPZ 1 – Skydd mot direkta blixtströmmar:

    • Denna zon finns inne i byggnader eller anläggningar och har skydd mot direkt blixtström tack vare att åskskyddssystem är installerat. Men överspänningar och nedskurna blixtströmmar kan fortfarande förekomma. Skydden här reducerar strömmarna avsevärt men inte helt. Blixtavledare och grovskydd (typ 1-skydd) installeras vanligtvis i LPZ 1.
  4. LPZ 2 och högre – Maximalt skyddade zoner:

    • Inre zoner där både blixtströmmen och elektromagnetiska fält är starkt reducerade genom skyddsutrustning och avledningstekniker. Här finns ofta mellanskydd (typ 2) och finskydd (typ 3) för att skydda känslig utrustning och säkerställa minimal restspänning. Exempel på LPZ 2 är serverrum, datacentraler eller utrymmen där känsliga elektroniksystem finns.

Syftet med LPZ (Lightning Protection Zones)

Genom att dela in byggnader i dessa zoner skapar LPZ-konceptet ett systematiskt skydd mot blixtnedslag och överspänningar. Varje zon har sina egna skyddskomponenter, från grova externa skydd för att avleda stora strömmar till finskydd inuti byggnaden som skyddar den mest känsliga elektroniken. Detta zonindelade skydd säkerställer att både direkt och indirekt blixtström samt inducerade elektromagnetiska fält gradvis reduceras, vilket minskar risken för skador på utrustning och system.

imagex549t.png

Sammanfattning

LPZ (Lågspänningszoner eller Lightning Protection Zones) är alltså ett system för att hantera risken från blixtnedslag och överspänningar genom att dela upp en byggnad eller anläggning i olika zoner, där varje zon har anpassade skydd beroende på exponeringsnivån. Det är ett strategiskt sätt att minska effekterna av överspänningar från utsidan till insidan och ge maximalt skydd åt känslig utrustning.



Klassificering av skydd - Vad är T1, T2 och T3 skydd?

Indelning av överspänningsskydd

Överspänningsskydd delas vanligtvis in i tre kategorier, beroende på deras avledningsförmåga och hur de testas. Testmetoden är anpassad efter installationens placering och skyddets kapacitet att avleda överspänningar. Det är viktigt att skyddets tålighet matchar den specifika montageplatsen.

I internationella standarder benämns dessa skydd som typ 1, 2 och 3. Eftersom dessa standarder nu även gäller i Sverige genom SS-EN 61643-11, rekommenderas att använda dessa termer även här. Det finns dock svenska motsvarigheter som "grovskydd" och "primärskydd" för typ 1-skydd. Det är viktigt att notera att ett mellanskydd (typ 2) aldrig ska förväxlas med ett grovskydd (typ 1), eftersom mellanskyddet har en begränsad avledningsförmåga.

I nedanstående tabell så visar vi de olika standarderna och vilken Lightning protection zone(LPZ som de är avpassade för)

 

Svensk benämning Svensk, europeisk och internationell standard (IEC) SS-EN 61643 Testad med stötströmskurva Passande LPZ
Grovskydd Typ 1 10/350µs LPZ 0 → LPZ 1
Mellanskydd Typ 2 8/20µs LPZ 1 → LPZ 2
Finskydd/Apparatskydd Typ 3 8/20µs LPZ 2 → LPZ 3

 

Vad säger regelverket om när man måste ha åsk och transientskydd?

För en djupdykning i regelverket hänvisar vi till SEK Handbok 444 - Elinstallationsreglerna - SS 436 40 00, utg. 4, där allt är väl beskrivet. Men för att svara på när man behöver ett skydd, kan det sammanfattas i:

Skydd mot transienta överspänningar ska finnas där
konsekvenserna av överspänningar påverkar:
a) Människoliv (t ex säkerhetssystem och medicinteknisk
utrustning på sjukhus).
b) Service till allmänheten och kulturarv (t ex förlust av publika
tjänster, datacenter och museum).
c) Kommersiell och industriell verksamhet (t ex hotell, banker,
industrier, kommersiella marknader och lantbruk).
d) stora samlingar av människor, t.ex. stora byggnader, kontor och
skolor (nytt)
I övriga fall ska en riskbedömning utföras i enlighet med 443.5, för
att avgöra om skydd mot transienta överspänningar. Om en
bedömning inte utförs ska installationen skyddas med ett skydd
mot transienta överspänningar.

Det är alltså ganska väl definerat när man måste ha ett skydd.

 

Hur installerar man åskskydd för respektiva klass och LPZ

Installation av grovskydd-T1, mellanskydd-T2 och finskydd-T3

På grund av olika typer av elnät finns det särskilda överspänningsskydd som är anpassade till olika spänningsnivåer. Nedan är några exempel som beskriver vanliga installationer. Först presenteras skydd installerade i Sveriges vanligaste nät (TN-system). Vidare finns TT-nät, som är vanligt i länder som Tyskland och delar av Sydostasien men kan förekomma i vår del av världen.

För att välja rätt skydd kan du kontakta oss, så hjälper vi dig att hitta den bästa lösningen. Om jordfelsbrytare finns i systemet, ska de alltid installeras efter överspänningsskydden.

Före vi går in på de olika typer av skydd som finns så finns det ett par saker som är viktigt att känna till rörande säkringar.

Denna typ av skydd arbetar tillsammans med huvudsäkringarna i ett system och ersätter på intet sätt dessa.

På ritningarna nedan så ser vi att skyddet installeras efter huvudsäkringarna. Man monterar också en säkring före varje åskskydd. Detta är för att bryta strömmen ned mot jord i det fall att åskskyddet utsätts för större påfrästning än vad de klarar av.

Vad är TN system - Tera Neutral System?

TN-S och TN-C är två varianter av TN-system. De avserhur jordning och ledningssystem är utformade i ett elsystem. Skillnaden mellan TN-S och TN-C ligger främst i hur skyddsledaren (PE) och nollledaren (N) är anslutna och distribuerade i systemet. Ska man vara riktigt nogrann så finns det även en typ som är en kombination av TN-S och TN-C . Dessa kallas TN-C-S-system. Här fokuseras på de två första

TN-S-system:

  • TN-S står för Terra Neutral Separated.
  • I detta system är nollledaren (N) och skyddsledaren (PE) separata hela vägen från transformatorn till den anslutna lasten (t.ex. byggnaden eller utrustningen).
  • Detta innebär att nollledaren endast leder ström tillbaka från belastningen, medan skyddsledaren (jord) används för att avleda farliga strömmar vid fel, som till exempel ett jordfel.
  • TN-S-system ger en bättre skyddsjordning och minskar risken för störningar eftersom skyddsledaren inte leder ström under normala förhållanden.

Fördelar:

  • Bättre säkerhet på grund av separata ledare för noll och jord.
  • Minskar risken för elektromagnetiska störningar.

Användning:

  • Vanligt i byggnader, kontor och bostadsområden där säkerhet är avgörande. (Klass 1 avser T1, Klass 2 avser T2 osv.)

 

imageylio.png

 

 

Vad är ett TN-C-system?

  • TN-C står för Terra Neutral Combined.
  • I detta system är nollledaren (N) och skyddsledaren (PE) kombinerade i en gemensam ledare, som kallas PEN-ledare (Protective Earth and Neutral).
  • PEN-ledaren fungerar både som skyddsjord och nollledare och bär alltså både returströmmen från lasten och strömmen vid fel.
  • TN-C används ofta i äldre installationer och i situationer där det är kostnadsbesparande att minska antalet ledare.

Nackdelar:

  • Säkerhetsrisken förvärras om PEN-ledaren skadas, eftersom det kan leda till att delar av systemet inte längre är korrekt jordat.
  • Ökade elektromagnetiska störningar då samma ledare används för både skydd och returström.

Användning:

  • Vanligt i äldre installationer eller i situationer där långa kabeldragningar gör det ekonomiskt fördelaktigt att kombinera jord- och nollledare.

Sammanfattning:

  • TN-S: Separata ledare för noll (N) och skyddsjord (PE) från början till slut, vilket ger högre säkerhet och lägre risk för störningar.
  • TN-C: Noll (N) och skyddsjord (PE) kombineras i en PEN-ledare, vilket sparar på ledningsmaterial men medför större risker vid ledningsfel och störningar.

I många moderna installationer rekommenderas att använda TN-S-systemet för att uppfylla säkerhetskrav.

imagevw12s.png

 

Vad är ett TT-System?

Ett TT-system (Terre-Terre från franska och betyder jord-jord), i kontrast till ett TN-system, kännetecknas av att neutralledaren (N) är isolerad från marken och att skyddsjordningen (PE) är separat. Här är några viktiga punkter:

  1. Jordning: I ett TT-system är både fasledare och neutralledare kopplade till jord, men neutralledaren är inte jordad vid transformatorn. Den är istället jordad på användarens plats.

  2. Felströmmar: Om en kortslutning inträffar, kommer strömmen att söka sig till jorden, vilket kan leda till att en jordfelsbrytare (RCD) kan koppla bort strömmen för att skydda användare.

  3. Säkerhet: TT-systemet erbjuder hög säkerhet eftersom det minimerar risken för elektriska stötar, särskilt vid jordfel. Det möjliggör också drift av apparater även om det skulle uppstå ett jordfel, så länge den andra fasen är intakt.

 

imageadun9.png

 

Sammanfattning av TN och TS system

De olika systemen byggs till stor del upp på samma sätt. Här har vi summerat skillnaderna.

  • Jordning:

    • TT-system: Neutralledaren (N) är isolerad från marken vid transformatorn, men jordas på användarens plats. Skyddsjordningen är separat.
    • TNS-system: Neutralledaren är jordad vid transformatorn och delar samma jordpunkt med skyddsjordningen (PE). Det innebär att det finns en gemensam jordpunkt för både neutral och skyddsjord.
  • Felströmmar:

    • I ett TT-system kan jordfelsbrytare (RCD) användas för att skydda mot elektriska stötar, eftersom systemet tillåter att jordning sker på användarens plats.
    • I ett TNS-system kan skyddsjordning och neutralledare hanteras på ett mer integrerat sätt, vilket kan leda till snabbare avbrott vid kortslutningar, men det kräver att systemet är korrekt jordad.
  • Tillämpningar:

    • TT-system används ofta i bostäder och mindre byggnader där säkerhet och isolering från transformatorn är viktiga.
    • TNS-system används mer i industriella tillämpningar och större byggnader där det finns högre krav på effekt och säkerhet.
  • Felströmshantering:

    • TT-system kan ha en mer komplex hantering av felströmmer, medan TNS-system ofta har enklare och snabbare felhantering på grund av den gemensamma jordningen.

Finskydd ock T3 system

Som vi sett så har man installerat skydd i flera steg från huvudcentral till undercentral. Detta gör man för att de grövre skydden behöver kunna ta upp kraftigare transienter men före man når sin utrustning så 

är det lämpligt att ha skydd även där. Detta är som regel enfas system mellan fas och noll och installeras alla de tre systemen T1, T2 och T3 på elnätet så har man som regel gjort det som man kan göra för att skydda sig men det finns flera källor för problem.

Överallt där du har en kopparkabel så kan detta påverkas av elektromagnetiska fält. Det gör att även nätverkskabel, koaxialkabel etc kan utsätts för störningar. Ofta så finns det inte något i uttrustningne som kan leda bort överströmmer i resp enhet varpå

vi rekommenderar att man installerar skydd för resp kopparkabel.

När utrustning rör sig mellan 2 zoner; t.ex från LPZ3 och LPZ2 så installeras signalskydd i bägge ändar av kabeln. Det kan t.ex vara övervakningskamror som sitter utomhus och då befinner man sig plötsligt i PLZ 1 och kabeln går direkt till LPZ3 då sätts ett skydd för nätverkablar i bägge ändar. I det fall man väljer att bara installera ett skydd i ena änden så finns det risk att kabeln inte har tillräckligt stor kabelarea för att kunna leda bort strömspikar och då kan kabeln skadas i onödan. Samma sak gäller t.ex kortterminaler vid grindar etc.

För att få läsa mer om finskydd så har vi fler artiklar som berör ämnet t3 skydd och finskydd.

Hur fungerar ett transientskydd och åskskydd till skillnad mot en säkring och varför ska man ha båda?

Varför behöver rackmonterade PDU-strömlister åskskydd och transientskydd? – Skydda din utrustning från oväntade överspänningar

Varför behöver nätverkskablar transientskydd?

 

Åskskydd för Antenner

En utsatt punkt för signalsystem är antenner vid alla typer av trådlösa system. En antenn är lite som en åskledare och här bör man alltid göra en ordentlig riskbedömning. I vissa fall är en antenn direkt ansluten till känslig utrustning och installationen medför som regel en kabel från LPZ 0 (eller Zon 1) in i LPZ 3. I detta fall installeras ett åskskydd direkt vid antennen och med fördel i andra änden, för att man ska försäkra sig om att leda bort transienter orsakade denna väg.

Det man i detta fall vill skydda sig mot är att inte skapa en störning som går via signalkabeln och vidare till elnätet

 

Missa heller inga artiklar i Kunskapsbanken, prenumerera på nyhetsbrevet

© Copyright 2024-08-20, innehållet är skyddat enligt lagen om upphovsrätt.

 

 

Produktområden

Best.nr 20120001
3fas Grovskydd,klass 1&2, 255V, 32A, 25kA/50kA impulsström
7 830 SEK exkl. moms
 
Transientskydd och överspänningskydd för installation vid LPZ 0B-1 eller högre, skyddar lågspänningsutrustning mot överspänningsskador. Används i modulär SPD Klass II (Klass C) för TT 1+1-krets och TN-strömförsörjningssystem. Designad enligt IEC 61643-11/EN 61643-11.
2 740 SEK exkl. moms
Finns i flera varianter
 
Spänningskydd mot transienter och åska som lämpar sig för installation vid LPZ 0B-1 eller högre, skyddar lågspänningsutrustning mot överspänningsskador. Används i modulär SPD Klass II (Klass C) för TT3+1 och TN-S strömförsörjningssystem. Designad enligt IEC 61643-11/GB 18802.1.
4 050 SEK exkl. moms
Finns i flera varianter
 
Skydda dina nätverksanslutna enheter med detta transient- och åskskydd för RJ45. Enheten stödjer upp till 1GB/s överföringshastighet och kan hantera POE-trafik. Enheten jordas mot en säker jordpunkt och därefter ansluts Ethernet kablage. Denna enhet är avsedd att monteras i en kapsling med DIN-skena.
511 SEK exkl. moms
Finns i flera varianter
Best.nr 20113144
4 port RJ45 Åsk-/Transientskydd Cat6 1000Mbi/s , ytmontage
1 370 SEK exkl. moms
 
Skydda enheter anslutna via COAX med detta transient- och åskskydd för BNC. Enheten stödjer upp till 16MBit/s överföringshastighet och 300MHz. Enheten jordas mot en säker jordpunkt och därefter ansluts ditt BNC kablage. Denna enhet är avsedd att monteras i en kapsling med DIN-skena
368 SEK exkl. moms
Finns i flera varianter
Best.nr 20113293
8 port BNC Åsk-/Transientskydd 16MBit/s,300MHz , ytmontage
2 100 SEK exkl. moms
 
Transientskydd - EMC skydd för D-Sub kontakter passande RS 485, RS 422 eller RS 232 som skyddar din utrustning mot överspänning som kan förekomma vid strömavbrott, åska eller andra störningar på nätet.
530 SEK exkl. moms
Finns i flera varianter
Best.nr 20113641
Transientskydd för 24VDC transformator DIN
691 SEK exkl. moms
 
Skydda ditt Koaxnät av typ SMA med denna typ av transient och åskskydd. (SMA (SubMiniature version A) är en koaxialkontaktstandard)
616 SEK exkl. moms
Finns i flera varianter