Wielu klientów zastanawia się, dlaczego hydrostatyczne sondy poziomu ulegają uszkodzeniu w wyniku uderzeń pioruna, chociaż zamówili czujniki ze zintegrowaną ochroną odgromową. W zrozumieniu przyczyn takiego stanu rzeczy, ważne jest poznanie działania ochrony odgromowej oraz wpływu uderzenia pioruna na hydrostatyczne czujniki poziomu.
Gdy w zbiornikach i jeziorach zaczęto montować zanurzalne czujniki ciśnienia, (sonda hydrostatyczna specjalnego rodzaju) z celem monitorowania poziomu wody, po burzy z piorunami lub w okresie złej pogody czujnik ulegał przepaleniu lub uszkodzeniu. Spowodowało to rozpoczęcie wielu badań na temat wpływu burz z piorunami na przyrządy umieszczone w zbiornikach i okablowanie łączące je z centrum sterowania.
Czym tak naprawdę jest ochrona odgromowa
Pierwszą rzeczą, z której należy zdać sobie sprawę jest fakt, że efekt uderzenia pioruna jest różny w zależności od tego, jak blisko czujnika ciśnienia piorun uderzył w ziemię lub instalację. Należy powiedzieć wprost: żaden czujnik poziomu nie przeżyje bezpośredniego, lub bardzo bliskiego uderzenia pioruna. Często cała obudowa, łącznie z całą zainstalowaną elektroniką, w wyniku uderzenia pioruna ulega spaleniu.
Jednakże uderzenia bardziej oddalone powodują jedynie wzrost różnicy potencjałów na przykład o 1500 V. Jeżeli lokalne uderzenie pioruna powoduje wzrost potencjału elektrycznego zbiornika, czujnik poziomu może stanowić najkrótszą drogę do ziemi dla podniesionego poziomu napięcia i prądu. Wówczas energia zostaje rozproszona w ziemi poprzez czujnik poziomu, co powoduje zniszczenie lub uszkodzenie elektroniki. Podobna sytuacja występuje w przypadku uderzenia w przewody prowadzone nad ziemią.
Jak działa ochrona odgromowa w czujnikach poziomu?
Czujniki można chronić przed piorunami poprzez montaż lub wbudowanie ochrony przepięciowej. Ze względu na to, że impuls napięcia jest krótki, w czujniku może być zamontowany lub wbudowany element, reagujący na wzrastające różnice potencjału. Jeżeli napięcie wzrośnie na przykład 50 V, ochrona odgromowa może zewrzeć obwód elektroniczny z ziemią, co utworzy ścieżkę do ziemi dla udaru elektrycznego i ochroni elektronikę przed napięciem o wartości poniżej podanej maksymalnej.
Element działa zwykle w stanie nieprzewodzącym, lecz będzie przewodzić przepięcia, co umożliwia niegroźne skierowanie udaru napięciowego do ziemi. Jeżeli połączenie z ziemią nie jest wystarczająco dobre lub gdy ochrona odgromowa nie jest zintegrowana z hydrostatycznym czujnikiem poziomu, wówczas elektronika przejmuje całą energię impulsu napięciowego i ulega uszkodzeniu. Dlatego ochrona jest tylko tak dobra, jak uziemienie.
Do zastosowań zewnętrznych, gdzie często niezbędne są zanurzalne przetworniki ciśnienia, firma WIKA oferuje dodatkową opcję ochrony odgromowej wewnątrz czujników poziomu. Elektronika czujnika będzie wówczas chroniona przed lokalnymi udarami mocy i przejściowym wysokim napięciem. Ochrona odgromowa jest połączeniem ochrony wewnątrz przyrządu i dobrego uziemienia o niskiej impedancji.
Zapraszamy do zapoznania się z profilami zanurzalnych przetworników ciśnienia LH-20 i LS-10 firmy WIKA.
Prosimy o wykorzystanie formularza kontaktowego, jeżeli mają Państwo pytania.