Bywa, że nie zastanawiając się nad wieloma różnymi opcjami, pomijamy nieświadomie coś, co jest dla nas korzystne. Przykładem są dwa układy połączeń ograniczników, gdzie nieświadomie akceptujemy gorszą jakość ochrony.

Taki cichym bohaterem jest niedoceniany układ 3+1.

Układ połączeń ograniczników 3+1, którego rodowód wywodzi się z układu sieci TT

3 Warystory od L do wspólnego N
1 Iskiernik pomiędzy N oraz PE

Samo połączenie ograniczników może zawierać w sobie trzy elementy ograniczające albo ucinające przepięcia albo wręcz kombinowane włączone pomiędzy trzy fazy a przewód neutralny i iskiernik separujący przewód neutralny od ochronnego. A ponieważ istnieje wiele niejasności w obszarze ochrony przed przepięciami, obecność tego właśnie iskiernika, którego funkcją tutaj jest separacja i ochrona tylko jednej izolacji, każe niektórym nazywać niepoprawnie układ 3+1 układem kombinowanym. To jest zwyczajny błąd.

Dygresja: Obecność iskiernika w tym miejscu nie jest  warunkiem dostatecznym dla uznania go jako kombinowany. Aby ogranicznik można było nazywać kombinowanym powinien posiadać element ograniczający przepięcia jak i element ucinający połączone równolegle ze sobą czy to w układzie 4+0 czy też 3+1. Połączenie szeregowe iskiernika i warystora pomiędzy chronionymi przewodami nie posiada zalet układu równoległego, wręcz przenosi wady rozwiązań warystorowych, gdzie U_res jest utrzymywane niebezpiecznie długo dla chronionych instalacji przy przepływie prądu piorunowego I_imp. To temat na kolejny post 🙂  i koniec dygresji.

4+0 to połączenie, gdzie może nie być iskiernika, to takie, gdzie wszystkie ograniczniki są przyłączone od poszczególnych faz i N bezpośrednio do PE.

4 Warystory od L do wspólnego PE

Współczesna norma PH-HD 60364-5-534 puszcza zastosowanie układu połączeń 4+0 jak i 3+1 do ochrony układu sieci TN-S.

Jednakże istnieje istotna korzyść dla użytkownika ze stosowania tylko układu 3+1 w sieciach pięcioprzewodowych. O ile poziom napięcia resztkowego pomiędzy dowodną L a PE w obu układach przy podobnych produktach, może być praktycznie podobny ( różnica ok. 120V, patrz przykład poniżej), to pomiary pokazują, że poziomy napięć resztkowych pomiędzy L a N w układzie 4+0 są prawie DWA razy wyższe (ok. 900 V, jak pomiary poniżej) niż w 3+1.

Oznacza to tylko tyle, że stosując 4+0 narażamy chronioną instalację na niepotrzebnie wysokie napięcia. A to może w istotny sposób  ograniczać niepotrzebnie żywotność elementów instalacji.

W konsekwencji prowadzić to może do strat u końcowych użytkowników i wyższych kosztów dla firm ubezpieczających takie instalacje.

Porównanie układów“3+1“ vs. “4+0“

Pomiary na ogranicznikach dla systemu TN-S w oparciu produkty Phoenix Contact

układ 3+1	układ 4+0
Porównanie Ures pomiędzy L-PE
Porównanie  Ures pomiędzy L-N

Oznacza to tylko tyle, że stosując 4+0 narażamy chronioną instalację na niepotrzebnie wysokie napięcia resztkowe.
W konsekwencji prowadzić to może do strat użytkowników i wyższych kosztów dla firm ubezpieczających takie instalacje.
Konkluzja: choć układ jest bezpieczniejszym mało kto zwraca jednak na to uwagę, ponieważ cztery warystory są tańsze niż trzy z jednym iskiernikiem. Tak to cena czyni cuda.. a koszt ponosi użytkownik końcowy.

Phoenix Contact będąc świadomym istotnie lepszych efektów ochrony oraz w trosce o użytkowników końcowych od samego początku oferuje do ochrony sieci pięcioprzewodowych ograniczniki w układzie 3+1. Wyjątkowo, jak na pokazanym przykładzie, ma w ofercie wykonania ogranicznik 4+0.