5 rzeczy, które musisz sprawdzić, zanim zamontujesz odgromniki w stacji słupowej

Czas czytania: 5 minut.

Wiosna nie pyta, czy jesteś gotowy. Sezon burzowy niebawem się zaczyna, a Twoja stacja słupowa musi być przygotowana. Burze nie czekają, aż zdążysz się zastanowić. Jedno wyładowanie, jedna chwila nieuwagi przy doborze lub montażu odgromnika i możesz mierzyć się z kosztowną awarią transformatora, przestojem sieci, niezadowoleniem odbiorców.

W Energeks od lat dostarczamy kompleksowe rozwiązania dla infrastruktury SN: projektujemy i wyposażamy stacje transformatorowe słupowe, wiemy, jak realnie chronić je przed przepięciami. Nie piszemy o teorii, dzielimy się praktyką z rynku.

Dla kogo jest ten artykuł?
Dla inżynierów, projektantów, wykonawców oraz operatorów sieci, którzy chcą mieć pewność, że ich odgromniki działają skutecznie i bez kompromisów.

W 5 punktach pokażemy Ci:

• jakie błędy najczęściej popełnia się przy instalacji odgromników w stacjach słupowych,
• jakie parametry mają realne znaczenie,
• jak zaplanować montaż i kontrolę, by żadna burza nie zagroziła pracy transformatora.

Poznasz konkretne kryteria doboru odgromników, kluczowe zasady montażu oraz sprawdzone praktyki eksploatacyjne. Bez ogólników,  prosto, rzeczowo, technicznie.

 

1. Typ odgromnika: czy naprawdę wiesz, co montujesz?

Rodzaj odgromnika, który wybierasz dla stacji transformatorowej słupowej, to nie jest kwestia przypadku. To pierwsza linia obrony przed przepięciami  a każdy źle dobarny element może zadziałać na Twoją niekorzyść dokładnie wtedy, kiedy nie masz miejsca na błędy.

Dziś standardem są odgromniki tlenkowo-cynkowe (ZnO), beziskiernikowe. Dlaczego właśnie one? Ich przewaga wynika z kilku praktycznych powodów:

1. Szybkość reakcji: Odgromniki ZnO reagują w mikrosekundy, zanim przepięcie zdąży rozprzestrzenić się w sieci. To tak, jakby mieć błyskawiczny bezpiecznik, który widzi każdą iskrę.
2. Stałe napięcie resztkowe: W odróżnieniu od starszych rozwiązań iskiernikowych, odgromniki ZnO utrzymują stabilny poziom napięcia, bez gwałtownych skoków. Co to oznacza dla transformatora? Mniejszy stres dla izolacji uzwojeń, a w efekcie dłuższy czas bezawaryjnej pracy.
3. Odporność na warunki atmosferyczne: Wilgoć, zanieczyszczenia, wahania temperatur - stacja słupowa stoi pod chmurką i musi pracować niezależnie od kaprysów pogody. Tlenkowo-cynkowe odgromniki są przystosowane do takich środowisk - nie tracą właściwości nawet po latach ekspozycji.

Dla transformatorów 15/0,4 kV wybór jest jasny:
Testy pokazują, że odgromnik ZnO redukuje ryzyko uszkodzeń izolacji transformatora aż o 70% w porównaniu z klasycznymi iskiernikowymi modelami. Dodajmy do tego brak konieczności konserwacji i większą odporność na prądy udarowe - to rozwiązanie, które sprawdza się zarówno w nowych stacjach, jak i podczas modernizacji istniejących instalacji.

 

2. Napięcie znamionowe: mała wartość, wielkie ryzyko

Dobór napięcia znamionowego odgromnika to moment, w którym nie ma miejsca na przybliżenia ani szybkie decyzje. To nie jest tylko cyferka w katalogu - od tej wartości zależy, czy odgromnik zadziała dokładnie wtedy, gdy trzeba, i czy Twoja stacja słupowa wyjdzie z burzy bez szwanku.

Zacznijmy od podstaw. Napięcie znamionowe odgromnika musi być wyższe niż maksymalne napięcie robocze sieci, ale nie na tyle wysokie, by przepięcia mogły swobodnie przedostawać się do transformatora. Zbyt niska wartość spowoduje, że odgromnik będzie działał zbyt często, nawet przy niewielkich skokach napięcia, co prowadzi do niepotrzebnego obciążania izolacji. Z kolei za wysoka - i odgromnik nie zareaguje w kluczowym momencie, przepuszczając impuls dalej w sieć.

W sieciach SN 15 kV najczęściej stosuje się odgromniki o napięciu znamionowym 12, 15 lub 18 kV. Wybór powinien wynikać z analizy konkretnego przypadku - uwzględnienia napięcia fazowego, poziomu izolacji transformatora, układu uziemień oraz charakterystyki przepięć w danym obszarze.

Dla transformatora 15/0,4 kV, gdzie napięcie fazowe wynosi około 10 kV, typowo stosuje się odgromniki o napięciu znamionowym 12 lub 15 kV. Dobór musi być precyzyjny - niedoszacowanie to ryzyko uszkodzenia uzwojeń transformatora lub zwarcia doziemnego, przeszacowanie natomiast czyni odgromnik praktycznie bezużytecznym.

Co warto mieć na uwadze przy doborze napięcia?Typ sieci i jej konfiguracja (punkt neutralny uziemiony bezpośrednio lub przez rezystor)
Maksymalne dopuszczalne napięcie robocze (Uw) – parametr krytyczny
Wysokość nad poziomem morza, wpływająca na poziom wytrzymałości elektrycznej powietrza
Wymagania lokalnych operatorów sieci, którzy nierzadko określają minimalne parametry ochrony przepięciowej

Z punktu widzenia długofalowej pracy sieci lepiej poświęcić więcej czasu na prawidłowy dobór napięcia znamionowego, niż naprawiać szkody po błędach w kalkulacjach.

 

3. Lokalizacja odgromnika: przewody to nie miejsce na kompromisy

Odgromnik może być najwyższej jakości, perfekcyjnie dobrany pod kątem parametrów, a mimo to nie spełnić swojej roli. Powód? Niewłaściwe miejsce montażu i źle poprowadzone przewody do uziemienia.

W przypadku stacji transformatorowych słupowych lokalizacja odgromnika decyduje o czasie reakcji całego układu ochrony przepięciowej. Tu nie ma miejsca na przypadkowość. Odgromnik powinien być zamontowany jak najbliżej transformatora, po stronie linii zasilającej, tak aby droga, którą musi pokonać przepięcie, była możliwie najkrótsza.

Dlaczego to takie istotne? Przepięcie działa jak fala - im dłużej „płynie" po przewodach, tym więcej energii oddaje do systemu. Każdy dodatkowy metr przewodu zwiększa indukcyjność obwodu i opóźnia działanie zabezpieczenia. W skrajnych przypadkach to właśnie źle zaprojektowane prowadzenie przewodów sprawia, że transformator przyjmuje na siebie całość udaru, zanim odgromnik zdąży zareagować.

W praktyce oznacza to kilka prostych, ale bezwzględnych zasad:

• Montaż odgromnika bezpośrednio na konstrukcji słupowej, tuż przy transformatorze.
• Minimalizacja długości przewodów łączących odgromnik z punktem uziemienia.
• Unikanie zbędnych łuków, zakrętów, przewodów „na zapas" - każdy dodatkowy zakręt to dodatkowa impedancja.

Dla przykładu: w typowej stacji słupowej o napięciu SN 15 kV, przy prawidłowym montażu odgromnika z przewodami o długości do 1,5 m, napięcie resztkowe spada średnio o 5-10% w porównaniu do montażu z przewodami 3-4-metrowymi. Różnica może przesądzić o żywotności izolacji transformatora w dłuższej perspektywie.

Warto także zadbać o jakość samych połączeń - nieodpowiednio dokręcone zaciski, brak zabezpieczenia antykorozyjnego czy luźne przewody to prosty przepis na nieskuteczne odprowadzenie prądu udarowego.

Lokalizacja odgromnika i geometria przewodów to nie tylko detal instalacyjny. To realny wpływ na to, czy przepięcie zostanie skutecznie wyprowadzone do ziemi, czy zamieni się w awarię.

 

4. Uziemienie: fundament skuteczności całego układu ochrony

Możesz mieć najlepszy odgromnik, prawidłowo dobrany i perfekcyjnie zamontowany, ale bez odpowiedniego uziemienia jego działanie jest iluzją. Przepięcie, zamiast bezpiecznie odpłynąć do ziemi, może znaleźć drogę powrotną do sieci, zagrażając transformatorowi, izolatorom i całej infrastrukturze stacji słupowej. Dlatego to właśnie stan techniczny uziemienia decyduje o tym, czy Twój system ochrony przepięciowej realnie działa.

Co musisz sprawdzić?

• Rezystancja uziemienia – poniżej 10 Ω

To nie jest przypadkowa wartość. Dla stacji transformatorowych słupowych w sieci SN norma mówi jasno – rezystancja uziemienia powinna być mniejsza niż 10 Ω, a w trudnych warunkach gruntowych, tam gdzie gleba jest sucha lub skalista, często warto dążyć nawet do poziomu 5 Ω.

Każdy dodatkowy om rezystancji to spadek skuteczności odprowadzenia prądu udarowego i ryzyko, że część energii przepięcia wróci do elementów stacji.

• Przekrój przewodów – nie mniej niż 16 mm² Cu

Tutaj nie ma oszczędności. Minimalny przekrój przewodu od odgromnika do uziemienia powinien wynosić 16 mm² miedzi lub ekwiwalent w aluminium. Dobrze dobrany przekrój gwarantuje nie tylko niską impedancję, ale też odporność na nagłe, wysokie wartości prądów udarowych (rzędu kilku kiloamperów).

• Jakość połączeń i zabezpieczenia antykorozyjne

W praktyce to jeden z najczęściej bagatelizowanych aspektów. Połączenia uziemiające muszą być wykonane solidnie, zabezpieczone przed korozją i regularnie kontrolowane. Zardzewiały zacisk lub luźna śruba może skutecznie uniemożliwić poprawne działanie odgromnika,  nawet jeśli cały układ wygląda poprawnie na pierwszy rzut oka.

• Regularne pomiary – co najmniej raz na 2 lata

Stan techniczny uziemienia zmienia się w czasie. Wilgotność gleby, degradacja materiałów, korozja - to wszystko wpływa na rezystancję. Dlatego pomiary należy przeprowadzać regularnie, minimum co 2 lata, a najlepiej dodatkowo przed każdym sezonem burzowym.

Dla sieci SN i stacji słupowych rekomendujemy:

• Pomiar rezystancji uziemienia metodą trójprzewodową,
• Dokumentację wyników wraz z analizą trendu zmian w czasie,
• Natychmiastową reakcję przy pogorszeniu parametrów (powyżej 10 Ω).

 

5. Przeglądy i wymiana odgromników: przewaga nie bierze się z przypadku

Odgromnik, choć z zewnątrz wygląda solidnie, nie jest komponentem, który można zamontować raz i zapomnieć o jego istnieniu. Każde przepięcie, każde wyładowanie atmosferyczne to dla niego test wytrzymałości. Nawet jeśli na pierwszy rzut oka nic się nie dzieje, wewnętrzne zużycie materiału stopniowo rośnie. Zaniedbanie regularnych kontroli i wymian to jedna z głównych przyczyn awarii stacji transformatorowych słupowych po sezonie burzowym.

Jak wygląda rzeczywistość? Badania pokazują, że 30% awarii transformatorów słupowych związanych z przepięciami to efekt niesprawnych lub zużytych odgromników. Często są to urządzenia, które na pierwszy rzut oka wydają się w porządku – brak widocznych pęknięć, stan obudowy bez zarzutu – a jednak nie spełniają już swojej funkcji.

Dlatego skuteczna eksploatacja ochrony przepięciowej nie kończy się na montażu. Wymaga planu:

Co należy wdrożyć?

1. Przegląd wizualny – minimum raz w roku

Najlepiej przeprowadzać go przed sezonem burzowym. Sprawdzamy:

• Czy obudowa odgromnika nie wykazuje oznak uszkodzenia mechanicznego (pęknięcia, przebicia, nadtopienia),
• Stan przewodów i zacisków – czy połączenia są pewne i nie wystąpiła korozja,
• Zabezpieczenia przed nieautoryzowanym dostępem.

2. Kontrola wskaźników zużycia

Coraz więcej odgromników tlenkowo-cynkowych posiada specjalne wskaźniki pokazujące stopień zużycia warstwy rezystancyjnej. To prosty i skuteczny sposób na bieżące monitorowanie stanu urządzenia, bez potrzeby jego demontażu.

Jeżeli wskaźnik sygnalizuje przekroczenie dopuszczalnych wartości, odgromnik należy niezwłocznie wymienić.

3. Wymiana odgromnika – co 8 do 10 lat

Nawet jeśli wizualnie wszystko wygląda poprawnie, po 8-10 latach eksploatacji materiał aktywny traci swoje właściwości. Warto zaplanować wymianę jako działanie prewencyjne, zanim pojawi się awaria.

W rejonach, gdzie sieć narażona jest na dużą liczbę wyładowań atmosferycznych rocznie, ten okres może być nawet krótszy,  wszystko zależy od statystyk lokalnych przepięć i intensywności pracy. W przypadku odgronmików nie warto czekać na sygnał awarii. Regularna kontrola, dokumentacja stanu technicznego i wymiana w określonych cyklach to gwarancja, że ochrona działa wtedy, gdy jest najbardziej potrzebna.

Jeśli temat stacji transformatorowych Cię ciekawi i chcesz spojrzeć szerzej na ich rolę w dystrybucji energii, polecamy Ci dodatkowo nasz artykuł:
Stacje transformatorowe i podstacje: Zasadniczy element nowoczesnej dystrybucji energii - znajdziesz tam wszystko o rodzajach, funkcjach i modernizacji stacji.

 

Czy Twoja stacja słupowa wytrzyma pierwszą wiosenną burzę?

W instalacji odgromników nie chodzi o sztukę dla sztuki ani o ładnie wyglądające schematy. Chodzi o coś znacznie więcej - o pewność, że kiedy niebo zacznie tańczyć w błyskawicach, Twoja sieć pozostanie niewzruszona. Chodzi o bezpieczeństwo, nieprzerwaną dostawę energii i... spokój, który trudno przecenić, gdy wiesz, że wszystko działa jak należy.

A przecież to właśnie dzięki dobrze dobranym, przemyślanym rozwiązaniom - takim jak skuteczna ochrona przepięciowa - możemy codziennie budować stabilność całej infrastruktury. I za to warto być wdzięcznym, że mamy technologie, wiedzę i ludzi, którzy czuwają, by żadna burza nie pokrzyżowała planów.

Jeśli chcesz wiedzieć więcej, jak dobierać i montować odgromniki w stacjach transformatorowych słupowych tak, by działały nie tylko na papierze, ale przede wszystkim w terenie, skontaktuj się z naszymi ekspertami. Odwiedź też sklep, gdzie mamy transformatory gotowowe do natycmiastowego transportu i instalacji. Zajrzyj też na energeks.pl, gdzie dzielimy się sprawdzonymi rozwiązaniami, które testujemy na co dzień w pracy z sieciami średniego napięcia.

A jeśli lubisz rozmowy o realnych wyzwaniach, dołącz do nas również na LinkedIn. Rozmawiamy tam bez ściemy - o burzach, transformatorach i tym, jak budować sieci odporne na wszystko, co przyniesie pogoda.

Dobrze dobrany odgromnik nie czeka na awarię. Działa wtedy, gdy powinien. I za to można być spokojnym.