BS EN IEC 62305 Weerligbeskermingsstandaard

Die BS EN / IEC 62305-standaard vir weerligbeskerming is oorspronklik in September 2006 gepubliseer om die vorige standaard, BS 6651: 1999, te vervang. Vir 'n Beperkte tydperk het BS EN / IEC 62305 en BS 6651 parallel geloop, maar vanaf Augustus 2008 is BS 6651 ingetrek en nou is BS EN / IEC 63205 die erkende standaard vir weerligbeskerming.

Die BS EN / IEC 62305-standaard weerspieël 'n verhoogde wetenskaplike begrip van weerlig en die gevolge daarvan gedurende die afgelope twintig jaar en neem 'n oorsig oor die groeiende impak van tegnologie en elektroniese stelsels op ons daaglikse aktiwiteite. Meer ingewikkeld en veeleisend as sy voorganger, bevat BS EN / IEC 62305 vier verskillende dele - algemene beginsels, risikobestuur, fisiese skade aan strukture en lewensgevaar en beskerming van elektroniese stelsels.

Hierdie dele van die standaard word hier bekendgestel. In 2010 is hierdie onderdele periodiek tegnies hersien, met opgedateerde dele 1, 3 en 4 wat in 2011 uitgereik is. Opgedateerde deel 2 word tans bespreek en sal na verwagting einde 2012 gepubliseer word.

Die sleutel tot BS EN / IEC 62305 is dat alle oorwegings vir weerligbeskerming gedryf word deur 'n omvattende en ingewikkelde risikobepaling en dat hierdie assessering nie net die struktuur wat beskerm moet word, in ag neem nie, maar ook die dienste waaraan die struktuur gekoppel is. In wese kan strukturele weerligbeveiliging nie meer in isolasie beskou word nie, beskerming teen kortstondige oorspanning of elektriese spanning is 'n integrale deel van BS EN / IEC 62305.

Struktuur van BS EN / IEC 62305

Die BS EN / IEC 62305-reeks bestaan ​​uit vier dele, wat almal in ag geneem moet word. Hierdie vier dele word hieronder uiteengesit:

Deel 1: Algemene beginsels

BS EN / IEC 62305-1 (deel 1) is 'n inleiding tot die ander dele van die standaard en beskryf in wese hoe om 'n weerligbeskermingstelsel (LPS) volgens die meegaande dele van die standaard te ontwerp.

Deel 2: Risikobestuur

BS EN / IEC 62305-2 (deel 2) risikobestuursbenadering, konsentreer nie soveel op die suiwer fisiese skade aan 'n struktuur wat deur 'n weerligafskeiding veroorsaak word nie, maar meer op die risiko van lewensverlies, verlies aan diens aan die publiek, verlies aan kulturele erfenis en ekonomiese verlies.

Deel 3: Fisiese skade aan strukture en lewensgevaar

BS EN / IEC 62305-3 (deel 3) hou direk verband met die grootste deel van BS 6651. Dit verskil net soveel van BS 6651 dat hierdie nuwe onderdeel vier klasse of beskermingsvlakke van LPS het, in teenstelling met die basiese twee (gewone en hoë risiko) vlakke in BS 6651.

Deel 4: Elektriese en elektroniese stelsels

binne strukture, dek BS EN / IEC 62305-4 (deel 4) die beskerming van elektriese en elektroniese stelsels wat in strukture gehuisves word. Dit verpersoonlik wat aanhangsel C in BS 6651 oorgedra het, maar met 'n nuwe sonale benadering wat na verwys word as Lightning Protection Zones (LPZ's). Dit bied inligting vir die ontwerp, installering, instandhouding en toetsing van 'n Lightning Electromagnetic Impulse (LEMP) -beveiligingstelsel (wat nou Surge Protection Measures - SPM genoem word) vir elektriese / elektroniese stelsels binne 'n struktuur.

Die volgende tabel gee 'n breë uiteensetting van die belangrikste afwykings tussen die vorige standaard, BS 6651, en die BS EN / IEC 62305.

Skade en verlies

BS EN / IEC 62305 identifiseer vier hoofbronne van skade:

S1 Flits na die struktuur

S2 Flits naby die struktuur

S3 Flits na 'n diens

S4 Flits naby 'n diens

Elke bron van skade kan tot een of meer van drie soorte skade lei:

D1 Besering van lewende wesens as gevolg van trap- en raakspanning

D2 Fisiese skade (brand, ontploffing, meganiese vernietiging, chemiese vrystelling) as gevolg van weerligstroom-effekte, insluitend vonk

D3 Mislukking van interne stelsels as gevolg van weerlig-elektromagnetiese impuls (LEMP)

Die volgende tipes verlies kan voortspruit uit skade as gevolg van weerlig:

L1 Verlies aan menselewe

L2 Verlies aan diens aan die publiek

L3 Verlies aan kulturele erfenis

L4 Verlies aan ekonomiese waarde

Die verwantskappe van al die bogenoemde parameters word in Tabel 5 opgesom.

Figuur 12 op bladsy 271 toon die tipes skade en verlies as gevolg van weerlig.

Raadpleeg ons volledige verwysingsgids ''n Gids vir BS EN 1' vir 'n meer gedetailleerde uiteensetting van die algemene beginsels wat deel 62305 van die BS EN 62305-standaard uitmaak. Alhoewel gefokus op die BS EN-standaard, kan hierdie gids ondersteunende inligting bied wat van belang is vir konsultante wat die IEC-ekwivalent ontwerp. Raadpleeg bladsy 283 vir meer besonderhede oor hierdie gids.

Skema-ontwerpkriteria

Die ideale weerligbeskerming vir 'n struktuur en sy gekoppelde dienste sou wees om die struktuur in 'n geaarde en perfek geleidende metaalskerm (doos) af te sluit, en boonop voldoende verbindings van alle gekoppelde dienste by die ingangspunt in die skild te bied.

In wese sou dit die binnedringing van die weerligstroom en die geïnduseerde elektromagnetiese veld in die struktuur voorkom. In die praktyk is dit egter nie moontlik of inderdaad kostedoeltreffend om soveel moeite te doen nie.

Hierdie standaard sit dus 'n gedefinieerde stel weerligstroomparameters uiteen waar beskermingsmaatreëls, wat in ooreenstemming met sy aanbevelings aangeneem word, enige skade en gevolglike verlies as gevolg van 'n weerligstraal sal verminder. Hierdie vermindering van skade en gevolglike verlies is geldig, mits die weerligparameters binne gedefinieerde perke val, vasgestel as Lightning Protection Levels (LPL).

Weerligbeskermingsvlakke (LPL)

Vier beskermingsvlakke is bepaal op grond van parameters verkry uit voorheen gepubliseerde tegniese artikels. Elke vlak het 'n vaste stel maksimum- en minimum weerligstroomparameters. Hierdie parameters word in Tabel 6 getoon. Die maksimum waardes is gebruik in die ontwerp van produkte soos weerligbeskermingskomponente en SPD's (Surge Protective Devices). Die minimum waardes van die weerligstroom is gebruik om die rollende sfeerradius vir elke vlak af te lei.

Weerligbeskermingsones (LPZ)

Die konsep van weerligbeskermingsones (LPZ) is bekendgestel binne BS EN / IEC 62305, veral om te help met die bepaling van die beskermingsmaatreëls wat nodig is om beskermingsmaatreëls te tref om Lightning Electromagnetic Impulse (LEMP) binne 'n struktuur teë te werk.

Die algemene beginsel is dat die toerusting wat beskerm moet word, in 'n LPZ moet geleë wees waarvan die elektromagnetiese eienskappe versoenbaar is met die toerusting se spanning of immuniteit.

Die konsep maak voorsiening vir eksterne sones, met die risiko van direkte weerlig (LPZ 0_A), of die risiko van gedeeltelike weerligstroom (LPZ 0_B), en vlakke van beskerming binne interne sones (LPZ 1 en LPZ 2).

Oor die algemeen, hoe hoër die getal van die sone (LPZ 2; LPZ 3 ens.), Hoe laer is die verwagte elektromagnetiese effekte. Gewoonlik moet enige sensitiewe elektroniese toerusting in LPZ's met 'n hoër nommer geleë wees en beskerm word teen LEMP deur toepaslike stootbeskermingsmaatreëls ('SPM' soos omskryf in BS EN 62305: 2011).

SPM is voorheen 'n LEMP Protection Measures System (LPMS) genoem in BS EN / IEC 62305: 2006.

Figuur 13 belig die LPZ-konsep soos toegepas op die struktuur en op SPM. Die konsep word uitgebrei in BS EN / IEC 62305-3 en BS EN / IEC 62305-4.

Die keuse van die mees geskikte SPM word gemaak met behulp van die risikobepaling in ooreenstemming met BS EN / IEC 62305-2.

BS EN / IEC 62305-2 Risikobestuur

BS EN / IEC 62305-2 is die sleutel tot die korrekte implementering van BS EN / IEC 62305-3 en BS EN / IEC 62305-4. Die beoordeling en bestuur van risiko's is nou aansienlik meer diepgaande en uitgebreid as die benadering van BS 6651.

BS EN / IEC 62305-2 handel spesifiek oor die maak van 'n risikobepaling, waarvan die resultate die vereiste vlak van die weerligbeskermingsstelsel (LPS) bepaal. Terwyl BS 6651 9 bladsye (insluitend syfers) aan die onderwerp van risikobepaling bestee het, bevat BS EN / IEC 62305-2 tans meer as 150 bladsye.

Die eerste fase van die risikobepaling is om vas te stel watter van die vier tipes verlies (soos geïdentifiseer in BS EN / IEC 62305-1) die struktuur en die inhoud daarvan kan opdoen. Die uiteindelike doel van die risikobepaling is om die tersaaklike primêre risiko's te kwantifiseer en te verminder, naamlik:

R₁ die risiko van lewensverlies

R₂ risiko van verlies aan diens aan die publiek

R₃ risiko van verlies aan kulturele erfenis

R₄ risiko van verlies aan ekonomiese waarde

Vir elk van die eerste drie primêre risiko's is 'n aanvaarbare risiko (R_T) ingestel is. Hierdie data kan verkry word in Tabel 7 van IEC 62305-2 of Tabel NK.1 van die Nasionale Aanhangsel van BS EN 62305-2.

Elke primêre risiko (R_n) word bepaal deur 'n lang reeks berekeninge soos omskryf binne die standaard. As die werklike risiko (R_n) is minder as of gelyk aan die aanvaarbare risiko (R_T), dan is geen beskermingsmaatreëls nodig nie. As die werklike risiko (R_n) groter is as die ooreenstemmende aanvaarbare risiko (R_T), dan moet beskermingsmaatreëls ingestel word. Bogenoemde proses word herhaal (met behulp van nuwe waardes wat verband hou met die gekose beskermingsmaatreëls) tot R_n is kleiner as of gelyk aan die ooreenstemmende daarvan R_T. Dit is hierdie iteratiewe proses, soos getoon in Figuur 14, wat die keuse of wel weerligbeskermingsvlak (LPL) van die weerligbeskermingsstelsel (LPS) en die beskermende maatreëls (SPM) bepaal om weerlig-elektromagnetiese impuls (LEMP) teen te werk.

BS EN / IEC 62305-3 Fisiese skade aan strukture en lewensgevaar

Hierdie deel van die reeks standaarde handel oor beskermingsmaatreëls in en rondom 'n struktuur en hou as sodanig direk verband met die grootste gedeelte van BS 6651.

Die hoofdeel van hierdie deel van die standaard gee leiding oor die ontwerp van 'n eksterne weerligbeskermingsstelsel (LPS), interne LPS en instandhoudings- en inspeksieprogramme.

Weerligbeskermingstelsel (LPS)

BS EN / IEC 62305-1 het vier weerlig beskermingsvlakke (LPL's) gedefinieer gebaseer op die waarskynlike minimum en maksimum weerligstrome. Hierdie LPL's is direk gelyk aan klasse Lightning Protection System (LPS).

Die korrelasie tussen die vier vlakke van LPL en LPS word geïdentifiseer in Tabel 7. In wese, hoe groter die LPL, hoe hoër is die klas LPS.

Die klas LPS wat geïnstalleer moet word, word bepaal deur die resultaat van die berekening van die risikobepaling wat in BS EN / IEC 62305-2 uitgelig word.

Eksterne LPS-ontwerpoorwegings

Die weerligbeskermingsontwerper moet aanvanklik die termiese en plofbare effekte wat tydens die weerligstaking veroorsaak word, oorweeg en die gevolge daarvan vir die struktuur wat oorweeg word. Afhangend van die gevolge, kan die ontwerper een van die volgende tipes eksterne LPS kies:

- Geïsoleer

- Nie-geïsoleer

'N Geïsoleerde LPS word gewoonlik gekies as die struktuur van brandbare materiale gebou is of 'n ontploffingsgevaar inhou.

Omgekeerd kan 'n nie-geïsoleerde stelsel aangebring word indien daar nie so 'n gevaar bestaan ​​nie.

'N Eksterne LPS bestaan ​​uit:

- Lugbeëindigingstelsel

- Afgeleierstelsel

- Aardbeëindigingstelsel

Hierdie individuele elemente van 'n LPS moet met mekaar verbind word met toepaslike weerligbeskermingsonderdele (LPC) wat voldoen aan (in die geval van BS EN 62305) aan die BS EN 50164-reeks (let op dat hierdie BS EN-reeks vervang moet word deur die BS EN / IEC 62561-reeks). Dit sal verseker dat in die geval van 'n weerligontlading na die struktuur, die korrekte ontwerp en keuse van komponente enige moontlike skade sal verminder.

Lugbeëindigingstelsel

Die rol van 'n lugbeëindigingstelsel is om die weerligafvoerstroom op te vang en onskadelik na die aarde te versprei via die afleier- en aardbeëindigingstelsel. Daarom is dit uiters belangrik om 'n korrek ontwerpte lugbeëindigingstelsel te gebruik.

BS EN / IEC 62305-3 bepleit die volgende, in enige kombinasie, vir die ontwerp van die lugbeëindiging:

- Lugstawe (of eindplate), ongeag of dit vrystaande masters is of aan geleiers gekoppel is om 'n maas op die dak te vorm

- Kettingleiding (of hangende) geleiers, of hulle nou deur vrystaande maste ondersteun word of met geleiers gekoppel word om 'n maas op die dak te vorm

- Netwerk-geleidingsnetwerk wat in direkte kontak met die dak kan lê of daaroor kan hang (indien dit van die grootste belang is dat die dak nie blootgestel word aan direkte weerligafskeiding nie)

Die standaard maak dit duidelik dat alle soorte lugbeëindigingstelsels wat gebruik word, moet voldoen aan die posisioneringsvereistes soos uiteengesit in die standaard van die standaard. Dit beklemtoon dat die lugbeëindigingskomponente op hoeke, blootgestelde punte en rante van die struktuur geïnstalleer moet word. Die drie basiese metodes wat aanbeveel word om die posisie van die lugbeëindigingstelsels te bepaal, is:

- Die rolbalsmetode

- Die beskermingshoekmetode

- Die maasmetode

Hierdie metodes word op die volgende bladsye uiteengesit.

Die rollende sfeer metode

Die rollende sfeer-metode is 'n eenvoudige manier om gebiede van 'n struktuur wat beskerm moet word, te identifiseer, met inagneming van die moontlikheid van kantaanvalle op die struktuur. Die basiese konsep van die toepassing van die rollende bol op 'n struktuur word in Figuur 15 geïllustreer.

Die rol-sfeer-metode is in BS 6651 gebruik, die enigste verskil is dat daar in BS EN / IEC 62305 verskillende strale van die rollende sfeer bestaan ​​wat ooreenstem met die relevante klas LPS (sien Tabel 8).

Hierdie metode is geskik vir die definiëring van beskermingsones vir alle soorte strukture, veral die met komplekse meetkunde.

Die beskermingshoekmetode

Die beskermingshoekmetode is 'n wiskundige vereenvoudiging van die rol-sfeer-metode. Die beskermingshoek (a) is die hoek wat geskep word tussen die punt (A) van die vertikale staaf en 'n lyn wat na die oppervlak waarop die staaf sit geprojekteer word (sien Figuur 16).

Die beskermingshoek wat 'n lugstaaf bied, is duidelik 'n driedimensionele konsep waardeur die staaf 'n beskermingskegel kry deur die lyn AC onder die beskermingshoek 'n volle 360 ​​° rondom die lugstaaf te vee.

Die beskermingshoek verskil met die wisselende hoogte van die lugstaaf en die klas LPS. Die beskermingshoek wat 'n lugstaaf bied, word bepaal uit Tabel 2 van BS EN / IEC 62305-3 (sien Figuur 17).

Om die beskermingshoek te verander, is 'n verandering in die eenvoudige 45º-beskermingsone wat in die meeste gevalle in BS 6651 aangebied word. Verder gebruik die nuwe standaard die hoogte van die lugbeëindigingstelsel bokant die verwysingsvlak, of dit nou die grond- of dakvlak is (sien Figuur 18).

Die maasmetode

Dit is die metode wat die meeste gebruik word volgens die aanbevelings van BS 6651. Weereens, binne BS EN / IEC 62305 word vier verskillende maasgroottes vir lugbeëindiging gedefinieer en stem ooreen met die relevante klas LPS (sien Tabel 9).

Hierdie metode is geskik waar gewone oppervlaktes beskerm moet word indien aan die volgende voorwaardes voldoen word:

- Lugbeëindigingsgeleiers moet op dakrande, op dakoorhange en op die rante van die dak geplaas word met 'n steek van meer as 1 uit 10 (5.7º)

- Geen metaalinstallasie steek bo die lugbeëindigingstelsel uit nie

Moderne navorsing oor weerlig wat skade aangerig het, het getoon dat die rande en hoeke van die dakke die meeste vatbaar is vir skade.

Dus, op alle strukture, veral met plat dakke, moet omtrekgeleiers so naby die buitekante van die dak geïnstalleer word as wat dit moontlik is.

Soos in BS 6651, laat die huidige standaard die gebruik van geleiers (hetsy toevallige metaalwerk of toegewyde LP-geleiers) onder die dak toe. Vertikale lugstawe (eindplate) of slagplate moet bo die dak gemonteer word en aan die geleidingsisteem daaronder gekoppel word. Die lugstawe moet nie meer as 10 m van mekaar af geplaas word nie en as trefplate as alternatief gebruik word, moet dit strategies oor die dakoppervlakte van nie meer as 5 m van mekaar geplaas word nie.

Nie-konvensionele lugbeëindigingstelsels

Baie tegniese (en kommersiële) debatte het oor die jare heen gewoed oor die geldigheid van die aansprake wat deur die voorstanders van sulke stelsels gemaak word.

Hierdie onderwerp is breedvoerig bespreek binne die tegniese werkgroepe wat BS EN / IEC 62305 saamgestel het. Die uitkoms was om te bly met die inligting wat binne hierdie standaard gehuisves word.

BS EN / IEC 62305 bepaal onomwonde dat die volume of sone van beskerming deur die lugbeëindigingstelsel (bv. Lugstaaf) slegs bepaal moet word deur die werklike fisiese dimensie van die lugbeëindigingstelsel.

Hierdie stelling word versterk binne die 2011-weergawe van BS EN 62305 deur opgeneem te word in die hoofstuk van die standaard, eerder as om deel uit te maak van 'n aanhangsel (aanhangsel A van BS EN / IEC 62305-3: 2006).

As die lugstaaf gewoonlik 5 m lank is, is die enigste eis vir die beskermingsone wat hierdie lugstaaf bied, gebaseer op 5 m en die toepaslike klas LPS en nie enige verbeterde dimensie wat deur sommige nie-konvensionele lugstawe geëis word nie.

Daar word nie oorweeg om enige ander standaard parallel met hierdie standaard BS EN / IEC 62305 te laat loop nie.

Natuurlike komponente

Wanneer metaaldakke as 'n natuurlike lugbeëindigingsreëling beskou word, het BS 6651 riglyne gegee oor die minimum dikte en tipe materiaal wat oorweeg word.

BS EN / IEC 62305-3 gee soortgelyke leiding sowel as addisionele inligting as die dak as blitsvrye weerstand moet beskou word (sien Tabel 10).

Daar moet altyd 'n minimum van twee afleiers rondom die omtrek van die struktuur wees. Afwaartse geleiers moet waar moontlik geïnstalleer word by elke ontblote hoek van die struktuur, aangesien dit uit navorsing blyk dat dit die grootste deel van die weerligstroom dra.

Natuurlike komponente

BS EN / IEC 62305 moedig, net soos BS 6651, die gebruik van toevallige metaalonderdele aan of binne die struktuur aan om in die LPS opgeneem te word.

Waar BS 6651 'n elektriese kontinuïteit aangemoedig het by die gebruik van wapeningsstawe in betonstrukture, is dit ook BS EN / IEC 62305-3. Verder staan ​​daar dat wapeningsstawe gelas is, vasgeklem word met geskikte verbindingsonderdele of dat dit minstens 20 keer die wapendiameter oorvleuel. Dit is om te verseker dat die versterkingsstawe wat waarskynlik weerligstrome dra, veilige verbindings van die een lengte na die volgende het.

Wanneer interne wapeningstawe aan eksterne afleiers of aardingsnetwerk gekoppel moet word, is een van die reëlings in Figuur 20 geskik. As die verbinding van die verbindingsgeleider met die wapening in beton omhul moet word, beveel die standaard aan dat twee klemme gebruik word, een gekoppel aan een lengte wapening en die ander aan 'n ander lengte wapening. Die gewrigte moet dan omhul word deur 'n voginhiberende verbinding soos Denso-band.

As die wapeningstawe (of struktuurstaalraamwerke) as afleiers gebruik moet word, moet die elektriese kontinuïteit vanaf die lugbeëindigingstelsel na die aardstelsel vasgestel word. Vir nuwe konstruksiestrukture kan daar in die vroeë konstruksiestadium besluit word met behulp van toegewyde wapeningsstawe of om 'n toegewyde kopergeleier vanaf die bokant van die struktuur na die fondament te laat loop voordat die beton uitgegiet word. Hierdie toegewyde kopergeleier moet periodiek aan die aangrensende / aangrensende wapeningsstawe gebind word.

As daar twyfel bestaan ​​oor die roete en kontinuïteit van die wapeningsstawe in bestaande strukture, moet 'n eksterne afleierstelsel geïnstalleer word. Dit moet ideaal gekoppel word aan die versterkingsnetwerk van die strukture aan die bokant en onderkant van die struktuur.

Aardbeëindigingstelsel

Die aardbeëindigingstelsel is noodsaaklik vir die verspreiding van weerligstrome veilig en effektief in die grond.

In ooreenstemming met BS 6651 beveel die nuwe standaard 'n enkele geïntegreerde aardbeëindigingstelsel aan vir 'n struktuur wat weerligbeskerming, krag- en telekommunikasiestelsels kombineer. Die ooreenkoms tussen die bedryfsowerheid of die eienaar van die betrokke stelsels moet verkry word voordat 'n verband plaasvind.

'N Goeie aardverbinding moet die volgende kenmerke hê:

- Lae elektriese weerstand tussen die elektrode en die aarde. Hoe laer die aardelektrode-weerstand, hoe groter is die kans dat die weerlig sal kies om die pad af te stroom, bo enige ander, sodat die stroom veilig na die aarde gelei en verdwyn kan word.

- Goeie korrosiebestandheid. Die keuse van materiaal vir die aardelektrode en die verbindings daarvan is van kardinale belang. Dit sal jare lank in grond begrawe word, dus dit moet heeltemal betroubaar wees

Die standaard bepleit 'n lae aardweerstandsvereiste en wys daarop dat dit bereik kan word met 'n algehele aardbeëindigingstelsel van 10 ohm of minder.

Drie basiese aardelektrode-reëlings word gebruik.

- Tipe A-reëling

- Tipe B-reëling

- Grondaardelektrodes

Tipe A-reëling

Dit bestaan ​​uit horisontale of vertikale aardelektrode, gekoppel aan elke afleier wat aan die buitekant van die struktuur vas is. Dit is in wese die aardstelsel wat in BS 6651 gebruik word, waar elke afleier 'n aardelektrode (staaf) daaraan gekoppel het.

Tipe B-rangskikking

Hierdie opstelling is in wese 'n volledig gekoppelde ringaardelektrode wat rondom die omtrek van die struktuur geleë is en vir minstens 80% van die totale lengte in kontak met die omliggende grond is (dws 20% van sy totale lengte kan in kelder van die struktuur en nie in direkte kontak met die aarde nie).

Grondaardelektrode

Dit is in wese 'n tipe B-aardingsopstelling. Dit bestaan ​​uit geleiers wat in die betonfondament van die struktuur geïnstalleer is. As u addisionele lengtes elektrodes benodig, moet dit aan dieselfde kriteria voldoen as vir die tipe B-opstelling. Grondaardelektrode kan gebruik word om die staalversterkende fondamentgaas aan te vul.

Skeidingsafstand (isolasie) van die eksterne LPS

'N Skeidingsafstand (dws die elektriese isolasie) tussen die eksterne LPS en die strukturele metaaldele is hoofsaaklik nodig. Dit sal die kans op gedeeltelike weerligstroming intern in die struktuur verminder.

Dit kan bereik word deur weerligafleiers voldoende ver weg te plaas van geleidende onderdele wat na die struktuur lei. As die weerligafskeiding die weerligafleier tref, kan dit dus nie die gaping oorbrug en na die aangrensende metaalwerk flikker nie.

BS EN / IEC 62305 beveel 'n enkele geïntegreerde aardbeëindigingstelsel aan vir 'n struktuur wat die weerlig-, krag- en telekommunikasiestelsels kombineer.

Interne oorwegings vir LPS-ontwerp

Die fundamentele rol van die interne LPS is om te voorkom dat gevaarlike vonke binne die struktuur wat beskerm moet word voorkom. Dit kan, as gevolg van 'n weerligaflaaiing, te wyte wees aan die weerligstroom wat in die eksterne LPS of in ander geleidende dele van die struktuur vloei en probeer om na interne metaalinstallasies te flits of te vonkel.

As u toepaslike ekwipotensiaal-bindingsmaatreëls uitvoer, of om seker te maak dat daar voldoende elektriese isolasie-afstand tussen die metaalonderdele is, kan gevaarlike vonke tussen verskillende metaalonderdele vermy word.

Weerlig ekwipotensiële binding

Ekwipotensiaalverbinding is bloot die elektriese interkonneksie van alle toepaslike metaalinstallasies / dele, sodat in die geval van weerligstrome geen metaalonderdeel met 'n ander spanningspotensiaal ten opsigte van mekaar is nie. As die metaalonderdele in wese dieselfde potensiaal het, word die risiko van vonkel of terugslag vernietig.

Hierdie elektriese interkonneksie kan bereik word deur natuurlike / toevallige binding of deur gebruik te maak van spesifieke verbindingsgeleiers wat volgens die tabelle 8 en 9 van BS EN / IEC 62305-3 groot is.

Hegting kan ook bewerkstellig word deur die gebruik van spanningbeveiligingstoestelle (SPD's) waar die direkte verbinding met heggeleiers nie geskik is nie.

Figuur 21 (wat gebaseer is op BS EN / IEC 62305-3 figE.43) toon 'n tipiese voorbeeld van 'n ekwipotensiële bindingsreëling. Die gas-, water- en sentrale verwarmingstelsel is almal direk aan die ewe potensiële hegtingsbalk vasgemaak, maar naby 'n buitemuur naby die grondvlak. Die kragkabel word via 'n geskikte SPD, stroomop van die elektriese meter, aan die ekwipotensiaal-hakbalk gebind. Hierdie bindingsbalk moet naby die hoofverdeelbord (MDB) geleë wees en ook nou verbind word met die aardbeëindigingstelsel met kort lengte geleiers. In groter of uitgebreide strukture kan verskillende bindstawe benodig word, maar hulle moet almal met mekaar verbind wees.

Die skerm van enige antennekabel, saam met enige afgeskermde kragbron vir elektroniese toestelle wat in die struktuur gelei word, moet ook aan die ekwivalentpotensiaal vasgemaak word.

Verdere riglyne rakende ekwipotensiële binding, maasverbindingsaardstelsels en SPD-seleksie kan in die LSP-gids gevind word.

BS EN / IEC 62305-4 Elektriese en elektroniese stelsels binne strukture

Elektroniese stelsels versprei nou byna elke aspek van ons lewens, van die werksomgewing, deur die motor met petrol te vul en selfs inkopies in die plaaslike supermark te doen. As 'n samelewing is ons nou sterk afhanklik van die deurlopende en doeltreffende bestuur van sulke stelsels. Die gebruik van rekenaars, elektroniese prosesbeheer en telekommunikasie het gedurende die afgelope twee dekades ontplof. Daar bestaan ​​nie net meer stelsels nie; die fisiese grootte van die betrokke elektronika het aansienlik verminder (kleiner grootte beteken minder energie om stroombane te beskadig).

BS EN / IEC 62305 aanvaar dat ons nou in die elektroniese era leef, wat LEMP (Lightning Electromagnetic Impulse) beskerming vir elektroniese en elektriese stelsels integraal maak met die standaard deur deel 4. LEMP is die term wat gegee word aan die algehele elektromagnetiese effekte van weerlig, insluitend stoot (kortstondige oorspanning en strome) en elektromagnetiese veldeffekte uitgestraal.

LEMP-skade is so algemeen dat dit geïdentifiseer word as een van die spesifieke tipes (D3) waarteen beskerm moet word en dat LEMP-skade kan voorkom vanaf alle trefpunte na die struktuur of gekoppelde dienste - direk of indirek - vir verdere verwysing na die tipes van weerligbeskadiging, sien Tabel 5. Hierdie uitgebreide benadering hou ook rekening met die gevaar van brand of ontploffing verbonde aan dienste verbonde aan die struktuur, byvoorbeeld krag, telekommunikasie en ander metaallyne.

Weerlig is nie die enigste bedreiging nie ...

Kortstondige oorspanning wat veroorsaak word deur elektriese skakelgebeurtenisse is baie algemeen en kan 'n bron van groot steuring wees. Stroom wat deur 'n geleier vloei, skep 'n magnetiese veld waarin energie gestoor word. As die stroom onderbreek of afgeskakel word, word die energie in die magneetveld skielik vrygestel. In 'n poging om homself te laat verdwyn, word dit 'n hoogspanningsverbinding.

Hoe meer gestoorde energie, hoe groter die gevolglike oorgang. Hoër strome en langer lengtes van geleier dra albei by tot meer energie wat gestoor word en ook vrygestel word!

Dit is die rede waarom induktiewe vragte soos motors, transformators en elektriese aandrywings die algemeenste oorsake van skakel-transiënte is.

Die belangrikheid van BS EN / IEC 62305-4

Voorheen kortstondige oormatige spanning of opleidingsbeskerming is opgeneem as 'n adviserende aanhangsel in die BS 6651-standaard, met 'n afsonderlike risikobepaling. As gevolg hiervan is daar dikwels beskerming aangebring nadat skade aan toerusting gely is, dikwels deur die verpligting teenoor versekeringsmaatskappye. Die enkele risikobepaling in BS EN / IEC 62305 bepaal egter of strukturele en / of LEMP-beskerming nodig is, en daarom kan strukturele weerligbeskerming nie nou beskou word as isolasie van kortstondige oorspanningsbeskerming nie - bekend as Surge Protective Devices (SPD's) binne hierdie nuwe standaard. Dit opsigself is 'n beduidende afwyking van die van BS 6651.

Soos volgens BS EN / IEC 62305-3, kan 'n LPS-stelsel nie meer aangebring word sonder weerlig- of potensiaalverbonde SPD's aan inkomende metaaldienste wat 'lewendige kern' het nie - soos krag- en telekommunikasiekabels - wat nie direk gekoppel kan word nie aarde toe. Sulke SPD's is nodig om te beskerm teen die risiko van lewensverlies deur gevaarlike vonke wat brand of gevare kan veroorsaak, te voorkom.

Weerlig- of ekwipotensiaal-bindings-SPD's word ook gebruik op oorhoofse dienslyne wat die struktuur voed wat deur 'n direkte staking in gevaar is. Die gebruik van hierdie SPD's alleen bied egter geen effektiewe beskerming teen die uitval van sensitiewe elektriese of elektroniese stelsels nie, om BS EN / IEC 62305 deel 4 aan te haal, wat spesifiek toegewy is aan die beskerming van elektriese en elektroniese stelsels binne strukture.

Weerligstroom-SPD's vorm een ​​deel van 'n gekoördineerde stel SPD's wat SPD's met oorspanning insluit - wat in totaal benodig word om sensitiewe elektriese en elektroniese stelsels effektief te beskerm teen weerlig- en skakel-transiënte.

Weerligbeskermingsones (LPZ's)

Terwyl BS 6651 'n konsep van sonering in aanhangsel C (liggingskategorie A, B en C) erken, definieer BS EN / IEC 62305-4 die konsep van weerligbeskermingsones (LPZ's). Figuur 22 illustreer die basiese LPZ-konsep wat gedefinieer word deur beskermingsmaatreëls teen LEMP soos uiteengesit in deel 4.

Binne 'n struktuur word 'n reeks LPZ's geskep om agtereenvolgens minder blootstelling aan die gevolge van weerlig te hê, of geïdentifiseer te word.

Opeenvolgende sones gebruik 'n kombinasie van bindings-, afskermings- en gekoördineerde SPD's om 'n beduidende vermindering in LEMP-erns te bewerkstellig, van geleide opleidingsstrome en kortstondige oorspanning, sowel as uitgestraalde magnetiese veldeffekte. Ontwerpers koördineer hierdie vlakke sodat die sensitiewer toerusting in die meer beskermde gebiede geleë is.

Die LPZ's kan in twee kategorieë verdeel word - 2 eksterne sones (LPZ 0_A, LPZ 0_B) en gewoonlik 2 interne sones (LPZ 1, 2) hoewel verdere sones ingestel kan word vir 'n verdere vermindering van die elektromagnetiese veld en weerligstroom indien nodig.

Eksterne sones

LPZ 0_A is die gebied onderhewig aan direkte weerligstreke en moet dit dus moontlik tot die volle weerligstroom voer.

Dit is gewoonlik die dakoppervlakte van 'n struktuur. Die volledige elektromagnetiese veld kom hier voor.

LPZ 0_B is die gebied nie blootgestel aan direkte weerligstreke nie en is dit gewoonlik die sywande van 'n struktuur.

Die volle elektromagnetiese veld kom egter steeds hier voor en gelei gedeeltelike weerligstrome en skakelings kan hier voorkom.

Interne sones

LPZ 1 is die interne area wat onderhewig is aan gedeeltelike weerligstrome. Die geleide weerligstrome en / of skakelings word verminder in vergelyking met die eksterne sones LPZ 0_A, LPZ 0_B.

Dit is gewoonlik die gebied waar dienste die struktuur binnegaan of waar die hoofskakelbord geleë is.

LPZ 2 is 'n interne area wat verder binne die struktuur geleë is, waar die oorblyfsels van weerligimpulsstrome en / of skakelings verminder word vergeleke met LPZ 1.

Dit is gewoonlik 'n gekeurde kamer of, vir hoofkrag, by die onderverdeelbord. Beskermingsvlakke binne 'n sone moet gekoördineer word met die immuniteitseienskappe van die toerusting wat beskerm moet word, dws hoe sensitiewer die toerusting is, hoe beskermder is die vereiste sone.

Die bestaande struktuur en uitleg van 'n gebou kan sones duidelik maak, of LPZ-tegnieke moet moontlik toegepas word om die vereiste sones te skep.

Maatreëls vir die beskerming van spanning (SPM)

Sommige gebiede van 'n struktuur, soos 'n gekeurde kamer, is van nature beter beskerm teen weerlig as ander, en dit is moontlik om die meer beskermde sones uit te brei deur noukeurige ontwerp van die LPS, aardbinding van metaaldienste soos water en gas en bekabeling tegnieke. Dit is egter die korrekte installasie van gekoördineerde Surge Protective Devices (SPD's) wat toerusting teen skade beskerm en kontinuïteit van die werking daarvan verseker - noodsaaklik om stilstand te voorkom. Hierdie maatreëls word in totaal genoem Surge Protection Measures (SPM) (voorheen LEMP Protection Measures System (LPMS)).

By die toepassing van binding, afskerming en SPD's moet tegniese uitnemendheid gebalanseer word met ekonomiese noodsaaklikheid. Vir nuwe geboue kan bindings- en siftingsmaatreëls integraal ontwerp word om deel uit te maak van die volledige SPM. Vir 'n bestaande struktuur is die herinstelling van 'n stel gekoördineerde SPD's waarskynlik die maklikste en mees koste-effektiewe oplossing.

Klik op die wysigknoppie om hierdie teks te verander. Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Ut elit tellus, luctus nec ullamcorper mattis, pulvinar dapibus leo.

Gekoördineerde SPD's

BS EN / IEC 62305-4 beklemtoon die gebruik van gekoördineerde SPD's vir die beskerming van toerusting in hul omgewing. Dit beteken bloot 'n reeks SPD's waarvan die ligging en LEMP-hanteringseienskappe gekoördineer word om die toerusting in hul omgewing te beskerm deur die LEMP-effekte tot 'n onveilige vlak te verminder. Daar kan dus 'n swaar weerligstroom-SPD by die diensingang wees om die meerderheid van die opleidingsenergie (gedeeltelike weerligstroom vanaf 'n LPS en / of oorhoofse lyne) te hanteer, met die onderskeie kortstondige oorspanning wat tot veilige vlakke beheer word deur gekoördineerde plus stroomafwaartse spanning-SPD's om terminale toerusting te beskerm, insluitende potensiële skade deur die skakel van bronne, bv. groot induktiewe motors. Toepaslike SPD's moet aangebring word waar dienste van een LPZ na 'n ander oorgaan.

Gekoördineerde SPD's moet effektief saamwerk as 'n watervalstelsel om toerusting in hul omgewing te beskerm. Byvoorbeeld, die weerligstroom-SPD by die ingang van die diens moet die meerderheid van die opleidingsenergie hanteer, om die stroomafwaartse oorspannings-SPD's voldoende te verlig om die oorspanning te beheer.

Toepaslike SPD's moet aangebring word waar dienste van een LPZ na 'n ander oorgaan

Swak koördinasie kan beteken dat die SPD's te veel spanning onderhewig is aan te veel opleidingsenergie wat beide sigself en moontlik toerusting in gevaar stel as gevolg van skade.

Verder moet spanningsbeskermingsvlakke of deurlaatspannings van geïnstalleerde SPD's gekoördineer word met die isolerende weerstandspanning van die dele van die installasie en die immuniteitsweerstand van elektroniese toerusting.

Verbeterde SPD's

Alhoewel volstrekte beskadiging van toerusting nie wenslik is nie, kan die noodsaaklikheid om stilstand as gevolg van die verlies aan werking of wanfunksionering van toerusting tot die minimum te beperk ook van kritieke belang wees. Dit is veral belangrik vir bedrywe wat die publiek bedien, hetsy hospitale, finansiële instellings, vervaardigingsaanlegte of kommersiële ondernemings, waar die onvermoë om hul dienste te lewer as gevolg van die verlies aan toerusting, 'n beduidende gesondheid en veiligheid en / of finansiële gevolge.

Standaard SPD's kan slegs beskerm teen normale spanning (tussen lewendige geleiers en aarde), wat effektiewe beskerming bied teen direkte skade, maar nie teen stilstand as gevolg van stelselstoornisse nie.

BS EN 62305 oorweeg dus die gebruik van verbeterde SPD's (SPD *) wat die risiko van skade en wanfunksionering van kritieke toerusting verder verminder, waar voortdurende werking benodig word. Installateurs sal dus baie meer bewus moet wees van die toepassings- en installasievereistes van SPD's as wat dit voorheen was.

Superieure of verbeterde SPD's bied 'n laer (beter) deurlaatspanningsbeskerming teen stuwings in beide gewone modus en differensiële modus (tussen lewendige geleiers) en bied dus ook addisionele beskerming teen heg- en afskermingsmaatreëls.

Sulke verbeterde SPD's kan selfs tot een tipe 1 + 2 + 3 of data- / telekomtoets Cat D + C + B-beskerming binne een eenheid bied. Aangesien terminale toerusting, byvoorbeeld rekenaars, meer kwesbaar is vir opleidings in die differensiaalmodus, kan hierdie ekstra beskerming 'n belangrike oorweging wees.

Verder is die vermoë om te beskerm teen 'n algemene en differensiële modus, dat toerusting voortgesit kan word tydens oplewingsaktiwiteite. Dit bied aansienlike voordele vir kommersiële, industriële en openbare diensorganisasies.

Alle LSP SPD's bied verbeterde SPD-prestasies met toonaangewende lae deurlaatspannings

(spanningsbeskermingsvlak, U_p), aangesien dit die beste keuse is om koste-effektiewe, onderhoudsvrye herhaalde beskerming te behaal, behalwe vir die voorkoming van duur stilstand van die stelsel. Lae deurlaatspanningsbeskerming in alle gewone en differensiële modusse beteken dat minder eenhede benodig word om beskerming te bied, wat bespaar op eenheids- en installasiekoste, sowel as installasietyd.

Alle LSP SPD's bied verbeterde SPD-prestasies met toonaangewende lae deurlaatspanning

Gevolgtrekking

Weerlig hou 'n duidelike bedreiging vir 'n struktuur in, maar 'n groeiende bedreiging vir die stelsels binne die struktuur as gevolg van die toenemende gebruik en afhanklikheid van elektriese en elektroniese toerusting. Die standaarde van die BS EN / IEC 62305 erken dit duidelik. Strukturele weerligbeskerming kan nie meer in isolasie wees van kortstondige oorspanning of oorstromingsbeskerming van toerusting nie. Die gebruik van verbeterde SPD's bied 'n praktiese, koste-effektiewe beskermingsmiddel wat die deurlopende werking van kritieke stelsels tydens LEMP-aktiwiteite moontlik maak.