Shrňte zařízení na ochranu před bleskem a přepětím

Plánovaná bezpečnost

Koncept zóny ochrany před bleskem

Budova je rozdělena do různých ohrožených zón. Tyto zóny pomáhají definovat nezbytná ochranná opatření, zejména zařízení a součásti ochrany před bleskem a přepětím. Součástí koncepce zóny ochrany před bleskem kompatibilní s EMC (EMC: Elektromagnetická kompatibilita) je vnější systém ochrany před bleskem (včetně jímací soustavy, systému svodů, uzemňovacího systému), vyrovnání potenciálů, prostorové stínění a přepěťová ochrana systémy napájení a informační technologie. Definice platí v tabulce 1. Podle požadavků a zatížení kladených na svodiče přepětí jsou kategorizovány jako svodiče bleskových proudů, svodiče přepětí a kombinované svodiče. Nejvyšší požadavky jsou kladeny na výbojovou kapacitu svodičů bleskových proudů a kombinovaných svodičů používaných při přechodu ze zóny ochrany před bleskem 0_A na 1 nebo 0_A až 2. Tyto svodiče musí být schopné několikrát vést částečné bleskové proudy vlnové formy 10/350 μs, aniž by byly zničeny, aby se zabránilo vniknutí ničivých částečných bleskových proudů do elektrické instalace budovy. V bodě přechodu z LPZ 0_B do 1 nebo za svodičem bleskového proudu v místě přechodu z LPZ 1 na 2 a vyšší se používají svodiče přepětí k ochraně před přepětím. Jejich úkolem je jak ještě snížit zbytkovou energii stupňů ochrany proti proudu, tak omezit přepětí vyvolané nebo generované v samotném zařízení.

Opatření na ochranu před bleskem a přepětím na hranicích zón ochrany před bleskem popsaných výše platí stejně pro systémy napájení a informační technologie. Všechna opatření popsaná v koncepci zóny ochrany před bleskem kompatibilní s EMC pomáhají dosáhnout trvalé dostupnosti elektrických a elektronických zařízení a instalací. Podrobnější technické informace naleznete na www.lsp-international.com.

IEC 62305-4: 2010

Vnější zóny:

LPZ 0: Zóna, kde je ohrožení způsobeno neoslabeným elektromagnetickým polem blesku a kde mohou být vnitřní systémy vystaveny plnému nebo částečnému rázovému proudu blesku.

LPZ 0 se dělí na:

LPZ 0_A: Zóna, kde je hrozba způsobena přímým bleskem a plným bleskovým elektromagnetickým polem. Vnitřní systémy mohou být vystaveny plnému rázovému proudu blesku.

LPZ 0_B: Zóna chráněná před přímými blesky, ale kde je hrozbou plné elektromagnetické pole blesku. Vnitřní systémy mohou být vystaveny částečným nárazovým proudům blesku.

Vnitřní zóny (chráněné proti přímým bleskům):

LPZ 1: Zóna, kde je nárazový proud omezen sdílenými a izolovanými rozhraními proudu a / nebo SPD na hranici. Prostorové stínění může tlumit elektromagnetické pole blesku.

LPZ 2… n: Zóna, kde může být nárazový proud dále omezen sdílením a oddělením proudu a / nebo dalšími SPD na hranici. K dalšímu zeslabení elektromagnetického pole blesku lze použít další prostorové stínění.

Termíny a definice

Vypínací schopnost, schopnost následného hašení proudu I_fi

Vypínací schopnost je neovlivněná (potenciální) efektivní hodnota následného proudu sítě, která může být automaticky vypnuta přepěťovou ochranou při připojení U_C. To lze prokázat zkouškou provozního zatížení podle EN 61643-11: 2012.

Kategorie podle IEC 61643-21: 2009

Řada impulsních napětí a impulsních proudů je popsána v IEC 61643-21: 2009 pro testování schopnosti přenášet proud a omezení napětí při impulzním rušení. Tabulka 3 této normy je uvádí do kategorií a uvádí upřednostňované hodnoty. V tabulce 2 normy IEC 61643-22 jsou zdroje přechodových jevů přiřazeny různým kategoriím impulzů podle mechanismu oddělení. Kategorie C2 zahrnuje indukční vazbu (přepětí), kategorii D1 galvanickou vazbu (bleskové proudy). Příslušná kategorie je uvedena v technických údajích. Přepěťová ochranná zařízení LSP překračují hodnoty ve stanovených kategoriích. Přesná hodnota schopnosti přenášet impulzní proud je proto indikována jmenovitým výbojovým proudem (8/20 μs) a bleskovým impulzním proudem (10/350 μs).

Kombinovaná vlna

Kombinovaná vlna je generována hybridním generátorem (1.2 / 50 μs, 8/20 μs) s fiktivní impedancí 2 Ω. Napětí naprázdno tohoto generátoru se označuje jako U_OC, U_OC je preferovaným indikátorem pro svodiče typu 3, protože pouze tyto svodiče mohou být testovány kombinovanou vlnou (podle EN 61643-11).

Mezní frekvence f_G

Mezní frekvence definuje frekvenčně závislé chování svodiče. Mezní frekvence je ekvivalentní frekvenci, která indukuje ztrátu vložení (a_E) 3 dB za určitých zkušebních podmínek (viz EN 61643-21: 2010). Pokud není uvedeno jinak, tato hodnota se týká systému 50 Ω.

Stupeň ochrany

Stupeň ochrany IP odpovídá kategoriím ochrany

popsané v IEC 60529.

Odpojení času t_a

Doba odpojení je doba, která uplyne do automatického odpojení od napájení v případě poruchy obvodu nebo chráněného zařízení. Doba odpojení je hodnota specifická pro aplikaci vyplývající z intenzity poruchového proudu a charakteristik ochranného zařízení.

Energetická koordinace SPD

Energetická koordinace je selektivní a koordinovaná interakce kaskádových ochranných prvků (= SPD) celkového konceptu ochrany před bleskem a přepětím. To znamená, že celková zátěž proudu blesku je rozdělena mezi SPD podle jejich schopnosti přenášet energii. Pokud není možná energetická koordinace, následné SPD jsou nedostatečně

ulehčeny předřazenými SPD, protože předřazené SPD fungují příliš pozdě, nedostatečně nebo vůbec. Následně mohou být zničeny následné SPD, jakož i chráněná koncová zařízení. DIN CLC / TS 61643-12: 2010 popisuje, jak ověřit energetickou koordinaci. SPD typu 1 na bázi jiskřiště nabízejí značné výhody díky jejich přepínání napětí

charakteristika (viz WeTA BREAKER FPOMAZÁNÍ).

Frekvenční rozsah

Frekvenční rozsah představuje vysílací rozsah nebo mezní frekvenci svodiče v závislosti na popsaných charakteristikách útlumu.

Vložený útlum

S danou frekvencí je ztráta vložení přepěťové ochrany definována vztahem hodnoty napětí v místě instalace před a po instalaci přepěťové ochrany. Pokud není uvedeno jinak, hodnota se týká systému 50 Ω.

Integrovaná záložní pojistka

Podle produktové normy pro SPD se musí používat nadproudová ochranná zařízení / záložní pojistky. To však vyžaduje další prostor v rozvodné desce, další délky kabelů, které by měly být co nejkratší podle IEC 60364-5-53, další doba instalace (a náklady) a dimenzování pojistky. Pojistka integrovaná ve svodiči, která je ideální pro příslušné impulzní proudy, eliminuje všechny tyto nevýhody. Zisk prostoru, menší úsilí na zapojení, integrované monitorování pojistek a zvýšený ochranný účinek díky kratším připojovacím kabelům jsou jasnými výhodami tohoto konceptu.

Bleskový proud I_skřítek

Bleskový impulzní proud je standardizovaná křivka impulzního proudu s vlnovým tvarem 10/350 μs. Jeho parametry (špičková hodnota, náboj, měrná energie) simulují zatížení způsobené přirozenými bleskovými proudy. Bleskový proud a kombinované svodiče musí být schopny takovéto bleskové impulzní proudy několikrát vybít, aniž by byly zničeny.

Nadproudová ochrana / záložní pojistka na straně sítě

Nadproudové ochranné zařízení (např. Pojistka nebo jistič) umístěné mimo svodič na straně přívodu k přerušení následného proudu frekvence a frekvence, jakmile je překročena vypínací schopnost přepěťové ochrany. Není nutná žádná další záložní pojistka, protože záložní pojistka je již integrována v SPD.

Maximální trvalé provozní napětí U_C

Maximální trvalé provozní napětí (maximální přípustné provozní napětí) je efektivní hodnota maximálního napětí, které může být během provozu připojeno k odpovídajícím svorkám přepěťové ochrany. Toto je maximální napětí na svodiči v

definovaný nevodivý stav, který po vypnutí a vybití vrátí svodič zpět do tohoto stavu. Hodnota U_C závisí na jmenovitém napětí chráněného systému a specifikacích instalačního technika (IEC 60364-5-534).

Maximální trvalé provozní napětí U_CPV pro fotovoltaický (FV) systém

Hodnota maximálního stejnosměrného napětí, které může být trvale přivedeno na svorky SPD. Aby bylo zajištěno, že U_CPV je vyšší než maximální napětí naprázdno FV systému v případě všech vnějších vlivů (např. teplota okolí, intenzita slunečního záření), U_CPV musí být vyšší než toto maximální napětí naprázdno o faktor 1.2 (podle CLC / TS 50539-12). Tento faktor 1.2 zajišťuje, že SPD nebudou nesprávně dimenzovány.

Maximální vybíjecí proud I_max

Maximální vybíjecí proud je maximální špičková hodnota impulzního proudu 8/20 μs, kterou může zařízení bezpečně vybít.

Maximální přenosová kapacita

Maximální přenosová kapacita definuje maximální vysokofrekvenční výkon, který lze přenášet pomocí koaxiálního přepěťového ochranného zařízení bez zásahu do ochranné složky.

Jmenovitý výbojový proud I_n

Jmenovitý výbojový proud je špičková hodnota impulzního proudu 8/20 μs, pro který je přepěťová ochrana dimenzována v určitém zkušebním programu a kterou může přepěťová ochrana několikrát vybít.

Jmenovitý zatěžovací proud (jmenovitý proud) I_L

Jmenovitý zatěžovací proud je maximální přípustný provozní proud, který může trvale protékat příslušnými svorkami.

Jmenovité napětí U_N

Jmenovité napětí znamená jmenovité napětí chráněného systému. Hodnota jmenovitého napětí často slouží jako typové označení přepěťových ochran pro systémy informačních technologií. U střídavých systémů je indikována jako efektivní hodnota.

Svodič N-PE

Přepěťová ochrana určená výhradně k instalaci mezi vodičem N a PE.

Rozsah provozních teplot T_U

Rozsah provozních teplot označuje rozsah, ve kterém lze zařízení používat. U zařízení bez vlastního ohřevu se rovná rozsahu okolní teploty. Nárůst teploty u samoohřívacích zařízení nesmí překročit uvedenou maximální hodnotu.

Ochranný obvod

Ochranné obvody jsou vícestupňová kaskádová ochranná zařízení. Jednotlivé stupně ochrany mohou sestávat z jiskřiště, varistorů, polovodičových prvků a výbojek (viz Energetická koordinace).

Proud ochranného vodiče I_PE

Proud ochranného vodiče je proud, který protéká PE přípojkou, když je přepěťová ochrana připojena k maximálnímu trvalému provoznímu napětí U_C, podle pokynů k instalaci a bez spotřebičů na straně nákladu.

Kontakt dálkové signalizace

Dálkový signalizační kontakt umožňuje snadné dálkové monitorování a indikaci provozního stavu zařízení. Je vybaven třípólovou svorkou ve formě plovoucího přepínacího kontaktu. Tento kontakt lze použít jako rozpínací a / nebo spínací kontakt a lze jej tak snadno integrovat do řídicího systému budovy, ovladače rozvaděče atd.

Doba odezvy t_A

Doby odezvy charakterizují hlavně výkon odezvy jednotlivých ochranných prvků použitých ve svodičích. V závislosti na rychlosti nárůstu du / dt impulzního napětí nebo di / dt impulzního proudu se doby odezvy mohou v určitých mezích lišit.

Návrat ztráty

Ve vysokofrekvenčních aplikacích se ztráta zpětného toku vztahuje k tomu, kolik částí „vedoucí“ vlny se odráží v ochranném zařízení (bod přepětí). Jedná se o přímé měření toho, jak dobře je ochranné zařízení naladěno na charakteristickou impedanci systému.

Sériový odpor

Odpor ve směru toku signálu mezi vstupem a výstupem svodiče.

Útlum štítu

Vztah energie dodávané do koaxiálního kabelu k energii vyzařované kabelem fázovým vodičem.

Přepěťová ochrana (SPD)

Přepěťová ochranná zařízení se skládají hlavně z odporů závislých na napětí (varistory, potlačovací diody) a / nebo jiskřiště (výbojové cesty). Přepěťová ochranná zařízení se používají k ochraně jiných elektrických zařízení a instalací proti nepřípustně vysokým rázům a / nebo k vytvoření vyrovnání potenciálů. Přepěťová ochranná zařízení jsou rozdělena do kategorií:

1. a) podle jejich použití do:

• Přepěťová ochranná zařízení pro napájecí zdroje a zařízení

pro rozsahy jmenovitého napětí do 1000 V

- podle EN 61643-11: 2012 do SPD typu 1/2/3

- podle IEC 61643-11: 2011 do SPD třídy I / II / III

Přechod na červenou / linii. produktová řada podle nové normy EN 61643-11: 2012 a IEC 61643-11: 2011 bude dokončena v průběhu roku 2014.

• Přepěťová ochranná zařízení pro instalace a zařízení informační technologie

k ochraně moderních elektronických zařízení v telekomunikačních a signalizačních sítích se jmenovitým napětím do 1000 V AC (efektivní hodnota) a 1500 V DC před nepřímými a přímými účinky úderu blesku a jiných přechodných jevů.

- podle IEC 61643-21: 2009 a EN 61643-21: 2010.

• Izolační jiskřiště pro uzemňovací systémy nebo vyrovnání potenciálů
• Přepěťová ochranná zařízení pro použití ve fotovoltaických systémech

pro rozsahy jmenovitého napětí do 1500 V

- podle EN 50539-11: 2013 do SPD typu 1/2

1. b) podle jejich výbojové kapacity a ochranného účinku na:

• Svodiče bleskových proudů / koordinované svodiče bleskových proudů

k ochraně instalací a zařízení před rušením v důsledku přímých nebo blízkých úderů blesku (instalováno na hranici mezi LPZ 0_A a 1).

• Přepěťové ochrany

k ochraně instalací, zařízení a koncových zařízení před vzdálenými údery blesku, přepínání přepětí a elektrostatickým výbojem (instalováno na hranicích za LPZ 0_B).

• Kombinované svodiče

k ochraně instalací, zařízení a koncových zařízení před rušením v důsledku přímých nebo blízkých úderů blesku (instalováno na hranici mezi LPZ 0_A a 1 stejně jako 0_A a 2).

Technické údaje přepěťových ochran

Technické údaje přepěťových ochran zahrnují informace o podmínkách jejich použití podle:

• Použití (např. Instalace, síťové podmínky, teplota)
• Výkon v případě rušení (např. Kapacita vybíjení impulzního proudu, schopnost hašení následného proudu, úroveň ochrany napětí, doba odezvy)
• Výkon během provozu (např. Jmenovitý proud, útlum, izolační odpor)
• Výkon v případě poruchy (např. Záložní pojistka, odpojovač, zabezpečená proti selhání, možnost dálkové signalizace)

Schopnost odolnosti proti zkratu

Schopnost odolnosti proti zkratu je hodnota potenciálního zkratového proudu frekvence a frekvence zpracovaného přepěťovou ochranou, když je příslušná maximální záložní pojistka připojena proti proudu.

Zkratová zatížitelnost I_SCPV SPD ve fotovoltaickém (PV) systému

Maximální neovlivněný zkratový proud, kterému je SPD schopen samostatně nebo ve spojení se svými odpojovacími zařízeními odolat.

Dočasné přepětí (TOV)

V důsledku poruchy vysokonapěťového systému může být na krátkou dobu na přepěťové ochraně dočasné přepětí. To musí být jasně odlišeno od přechodového stavu způsobeného úderem blesku nebo přepínací operací, která netrvá déle než asi 1 ms. Amplituda U_T a doba trvání tohoto dočasného přepětí jsou specifikována v EN 61643-11 (200 ms, 5 s nebo 120 min.) a jsou individuálně testována na příslušné SPD podle konfigurace systému (TN, TT atd.). SPD může buď a) spolehlivě selhat (bezpečnost TOV), nebo b) být odolný TOV (TOV vydržet), což znamená, že je plně funkční během a po

dočasné přepětí.

Tepelný odpojovač

Přepěťová ochranná zařízení pro použití v napájecích systémech vybavených napěťově řízenými odpory (varistory) mají většinou integrovaný tepelný odpojovač, který v případě přetížení odpojí přepěťovou ochranu od sítě a indikuje tento provozní stav. Odpojovač reaguje na „aktuální teplo“ generované přetíženým varistorem a při překročení určité teploty odpojí svodič přepětí od sítě. Odpojovač je navržen tak, aby včas odpojil přetíženou přepěťovou ochranu, aby se zabránilo požáru. Účelem není zajistit ochranu před nepřímým kontaktem. Funkce

tyto tepelné odpojovače mohou být testovány pomocí simulovaného přetížení / stárnutí svodičů.

Celkový vybíjecí proud I_celkem

Proud, který protéká PE, PEN nebo uzemněním vícepólového SPD během zkoušky celkového vybíjecího proudu. Tento test se používá k určení celkového zatížení, pokud proud současně protéká několika ochrannými cestami vícepólového SPD. Tento parametr je rozhodující pro celkovou vybíjecí kapacitu, kterou spolehlivě zvládne součet jednotlivce

cesty SPD.

Úroveň ochrany napětí U_p

Úroveň napěťové ochrany přepěťové ochrany je maximální okamžitá hodnota napětí na svorkách přepěťové ochrany stanovená ze standardizovaných jednotlivých testů:

- Napětí bleskového impulzu 1.2 / 50 μs (100%)

- Zapalovací napětí s rychlostí vzestupu 1 kV / μs

- Naměřené mezní napětí při jmenovitém vybíjecím proudu I_n

Úroveň napěťové ochrany charakterizuje schopnost přepěťové ochrany omezit přepětí na zbytkovou úroveň. Úroveň ochrany před napětím definuje místo instalace s ohledem na kategorii přepětí podle IEC 60664-1 v napájecích systémech. U přepěťových ochran používaných v systémech informačních technologií musí být úroveň ochrany napětí přizpůsobena úrovni odolnosti chráněného zařízení (IEC 61000-4-5: 2001).

Plánování vnitřní ochrany před bleskem a přepěťovou ochranou

Požadavky na externí součásti ochrany před bleskem

Součásti použité k instalaci vnějšího systému ochrany před bleskem musí splňovat určité mechanické a elektrické požadavky, které jsou specifikovány v normě EN 62561-x. Součásti ochrany před bleskem jsou rozděleny do kategorií podle jejich funkce, například připojovací součásti (EN 62561-1), vodiče a uzemňovací elektrody (EN 62561-2).

Testování konvenčních komponentů ochrany před bleskem

Kovové součásti ochrany před bleskem (svorky, vodiče, jímací tyče, uzemňovací elektrody) vystavené povětrnostním vlivům musí být před testováním podrobeny umělému stárnutí / kondicionování, aby se ověřila jejich vhodnost pro zamýšlené použití. V souladu s EN 60068-2-52 a EN ISO 6988 jsou kovové součásti vystaveny umělému stárnutí a testovány ve dvou krocích.

Přirozené povětrnostní podmínky a vystavení korozi součástí ochrany před bleskem

Krok 1: Zpracování solnou mlhou

Tato zkouška je určena pro součásti nebo zařízení, které jsou konstruovány tak, aby vydržely vystavení solnému prostředí. Zkušební zařízení sestává z komory se slanou mlhou, kde jsou vzorky testovány s testovací úrovní 2 po dobu delší než tři dny. Úroveň zkoušky 2 zahrnuje tři fáze postřiku po 2 hodinách, přičemž se používá 5% roztok chloridu sodného (NaCl) při teplotě mezi 15 ° C a 35 ° C, po kterém následuje skladování vlhkosti při relativní vlhkosti 93% a teplotě 40 ± 2 ° C po dobu 20 až 22 hodin podle EN 60068-2-52.

Krok 2: Zpracování vlhkou sírou

Tato zkouška má vyhodnotit odolnost materiálů nebo předmětů před kondenzovanou vlhkostí obsahující oxid siřičitý podle EN ISO 6988.

Zkušební zařízení (obrázek 2) sestává ze zkušební komory, kde jsou vzorky

jsou ošetřeni koncentrací oxidu siřičitého v objemovém podílu 667 x 10-6 (± 24 x 10-6) v sedmi testovacích cyklech. Každý cyklus, který trvá 24 hodin, se skládá z období zahřívání 8 hodin na teplotu 40 ± 3 ° C ve vlhké, nasycené atmosféře, po kterém následuje doba odpočinku 16 hodin. Poté je vlhká sirná atmosféra nahrazena.

Jak komponenty pro venkovní použití, tak komponenty zakopané v zemi jsou vystaveny stárnutí / kondicionování. U součástí zakopaných v zemi je třeba vzít v úvahu další požadavky a opatření. V zemi nesmí být zakopány žádné hliníkové svorky nebo vodiče. Pokud má být nerezová ocel pohřbena v zemi, lze použít pouze vysoce legovanou nerezovou ocel, např. StSt (V4A). Podle německé normy DIN VDE 0151 není StSt (V2A) povolena. Součásti pro vnitřní použití, jako jsou tyče pro vyrovnání potenciálů, nemusí být vystaveny stárnutí / kondicionování. Totéž platí pro komponenty, které jsou vloženy

v betonu. Tyto komponenty jsou proto často vyrobeny z neinkované (černé) oceli.

Jímací systémy / jímací tyče

Jímací tyče se obvykle používají jako jímací systémy. Jsou k dispozici v mnoha různých provedeních, například s délkou 1 m pro instalaci s betonovou základnou na ploché střechy, až po teleskopické stožáry na ochranu před bleskem o délce 25 m pro bioplynové stanice. EN 62561-2 specifikuje minimální průřezy a přípustné materiály s odpovídajícími elektrickými a mechanickými vlastnostmi pro jímací tyče. U jímacích tyčí s většími výškami musí být ohybový odpor jímací tyče a stabilita kompletních systémů (jímací tyč na stativu) ověřeny statickým výpočtem. Je třeba vybrat požadované průřezy a materiály

na tomto výpočtu. Pro tento výpočet je rovněž třeba vzít v úvahu rychlosti větru příslušné zóny zatížení větrem.

Testování komponentů připojení

Spojovací součásti, nebo často jednoduše nazývané svorky, se používají jako součásti ochrany před bleskem k vzájemnému propojení vodičů (spodní vodič, jímací vodič, uzemnění) nebo k instalaci.

V závislosti na typu svorky a materiálu svorky je možné mnoho různých kombinací svorek. V tomto ohledu je rozhodující vedení vodičů a možné kombinace materiálů. Druh vedení vodičů popisuje, jak svorka spojuje vodiče v křížovém nebo paralelním uspořádání.

V případě zatížení bleskovým proudem jsou svorky vystaveny elektrodynamickým a tepelným silám, které velmi závisí na druhu vedení vodičů a připojení svorek. Tabulka 1 ukazuje materiály, které lze kombinovat, aniž by došlo ke kontaktní korozi. Kombinace různých materiálů navzájem a jejich různé mechanické pevnosti a tepelné vlastnosti mají různé účinky na komponenty připojení, když jimi protéká bleskový proud. To je zvláště patrné u spojovacích součástí z nerezové oceli (StSt), kde dochází k vysokým teplotám v důsledku nízké vodivosti, jakmile jimi protékají bleskové proudy. Proto musí být u všech svorek provedena zkouška bleskovým proudem podle EN 62561-1. Aby bylo možné otestovat nejhorší případ, musí být testovány nejen různé kombinace vodičů, ale také kombinace materiálů specifikované výrobcem.

Testy založené na příkladu svorky MV

Nejprve je třeba určit počet testovacích kombinací. Použitá svorka MV je vyrobena z nerezové oceli (StSt), a proto ji lze kombinovat s ocelovými, hliníkovými, StSt a měděnými vodiči, jak je uvedeno v tabulce 1. Kromě toho může být připojena v křížovém a paralelním uspořádání, které je také třeba otestovat. To znamená, že pro použitou svorku MV existuje osm možných testovacích kombinací (obrázky 3 a 4).

V souladu s EN 62561 musí být každá z těchto zkušebních kombinací testována na třech vhodných vzorcích / zkušebních sestavách. To znamená, že je třeba otestovat 24 vzorků této jediné svorky MV, aby bylo možné pokrýt celý rozsah. Každý jednotlivý vzorek je namontován s odpovídajícím

utahovací moment v souladu s normativními požadavky a je vystaven umělému stárnutí pomocí ošetření solnou mlhou a vlhkou sírovou atmosférou, jak je popsáno výše. Pro následnou elektrickou zkoušku musí být vzorky upevněny na izolační desce (obrázek 5).

Na každý vzorek jsou aplikovány tři impulsy bleskového proudu tvaru vlny 10/350 μs s 50 kA (normální provoz) a 100 kA (těžký provoz). Po nabití bleskovým proudem nesmí vzorky vykazovat známky poškození.

Kromě elektrických zkoušek, kde je vzorek vystaven elektrodynamickým silám v případě zátěže bleskovým proudem, bylo do normy EN 62561-1 integrováno staticko-mechanické zatížení. Tato staticko-mechanická zkouška se vyžaduje zejména u paralelních konektorů, podélných konektorů atd. A provádí se s různými materiály vodičů a rozsahy upnutí. Spojovací součásti z nerezové oceli jsou testovány za nejhorších podmínek pouze s jedním vodičem z nerezové oceli (extrémně hladký povrch). Připojovací součásti, například svorka MV zobrazená na obrázku 6, se připraví s definovaným utahovacím momentem a poté se po dobu jedné minuty zatěžují mechanickou tahovou silou 900 N (± 20 N). Během této zkušební doby se vodiče nesmí pohybovat více než jeden milimetr a připojovací součásti nesmějí vykazovat známky poškození. Tato dodatečná staticko-mechanická zkouška je dalším kritériem zkoušky pro připojovací součásti a kromě elektrických hodnot musí být také zdokumentována ve zkušebním protokolu výrobce.

Kontaktní odpor (měřený nad svorkou) pro svorku z nerezové oceli nesmí překročit 2.5 mΩ nebo 1 mΩ v případě jiných materiálů. Musí být zajištěn požadovaný uvolňovací moment.

Instalatéři systémů ochrany před bleskem proto musí zvolit připojovací komponenty pro provoz (H nebo N), který lze očekávat na místě. Pro jímací tyč (plný bleskový proud) je třeba použít například svorku pro provoz H (100 kA) a pro síť N nebo 50 kA pro síťový vstup nebo uzemnění (bleskový proud je již distribuován).

Vodiče

EN 62561-2 také klade zvláštní požadavky na vodiče, jako jsou jímací a svodové vodiče nebo uzemňovací elektrody, například prstencové zemnící elektrody, například:

• Mechanické vlastnosti (minimální pevnost v tahu, minimální prodloužení)
• Elektrické vlastnosti (max. Měrný odpor)
• Vlastnosti odolnosti proti korozi (umělé stárnutí, jak je popsáno výše).

Je třeba otestovat a dodržovat mechanické vlastnosti. Obrázek 8 ukazuje zkušební sestavu pro testování pevnosti v tahu kruhových vodičů (např. Hliníku). Kvalita povlaku (hladký, souvislý), jakož i minimální tloušťka a přilnavost k základnímu materiálu jsou důležité a je třeba je ověřit, zejména pokud se používají povrstvené materiály, jako je pozinkovaná ocel (St / tZn).

To je v normě popsáno formou zkoušky ohybem. Za tímto účelem se vzorek ohne o poloměr rovnající se 5násobku jeho průměru do úhlu 90 °. Při tom nemusí vzorek vykazovat ostré hrany, zlomení nebo odlupování. Při instalaci systémů ochrany před bleskem musí být navíc materiály vodičů snadno zpracovatelné. Dráty nebo pásy (cívky) se mají snadno narovnávat pomocí rovnačky drátu (vodicí kladky) nebo pomocí kroucení. Dále by mělo být snadné instalovat / ohýbat materiály na konstrukcích nebo v půdě. Tyto standardní požadavky jsou příslušnými vlastnostmi produktu, které musí být dokumentovány v příslušných produktových listech výrobců.

Zemní elektrody / zemnící tyče

Oddělitelné zemnící tyče LSP jsou vyrobeny ze speciální oceli a jsou zcela žárově pozinkovány nebo sestávají z vysoce legované nerezové oceli. Spojovací kloub, který umožňuje připojení tyčí bez zvětšení průměru, je zvláštností těchto zemních tyčí. Každý prut má otvor a čep.

EN 62561-2 specifikuje požadavky na zemní elektrody, jako je materiál, geometrie, minimální rozměry a mechanické a elektrické vlastnosti. Spojovací spoje spojující jednotlivé tyče jsou slabá místa. Z tohoto důvodu EN 62561-2 vyžaduje, aby byly provedeny další mechanické a elektrické zkoušky, aby se otestovala kvalita těchto spojovacích spojů.

Pro tuto zkoušku je tyč vložena do vedení s ocelovou deskou jako oblastí nárazu. Vzorek se skládá ze dvou spojených tyčí o délce 500 mm. Z každého typu uzemňovací elektrody je třeba testovat tři vzorky. Na horní konec vzorku se naráží pomocí vibračního kladiva s odpovídající vložkou kladiva po dobu dvou minut. Rychlost úderu kladiva musí být 2000 1000 ± 1 50 min-10 a energie nárazu jednoho zdvihu musí být XNUMX ± XNUMX [Nm].

Pokud spojky prošly touto zkouškou bez viditelných vad, jsou vystaveny umělému stárnutí pomocí úpravy solnou mlhou a vlhkou sírou. Poté jsou spojky zatíženy třemi impulsy bleskového proudu vlnového tvaru 10/350 μs po 50 kA a 100 kA. Kontaktní odpor (měřený nad spojkou) zemních tyčí z nerezové oceli nesmí překročit 2.5 mΩ. Aby se otestovalo, zda je spojovací spoj po vystavení tomuto zatížení bleskovým proudem stále pevně spojen, zkouší se spojovací síla pomocí stroje pro zkoušku tahem.

Instalace funkčního systému ochrany před bleskem vyžaduje použití komponent a zařízení testovaných podle nejnovější normy. Instalatéři systémů ochrany před bleskem musí vybrat a správně nainstalovat komponenty podle požadavků v místě instalace. Kromě mechanických požadavků je třeba vzít v úvahu a dodržovat elektrická kritéria nejnovějšího stavu ochrany před bleskem.

Výpočet zkratového proudu Line-to-Earth

Dimenzování uzemňovacích systémů s ohledem na amplitudu

Za tímto účelem je třeba zkoumat různé nejhorší scénáře. V systémech vysokého napětí by byla nejdůležitějším případem dvojitá zemní porucha. První zemní spojení (například na transformátoru) může způsobit druhou zemní poruchu v jiné fázi (například vadný konec kabelu v systému vysokého napětí). Podle tabulky 1 normy EN 50522 (uzemnění energetických zařízení přesahujících 1 kV střídavý proud) bude v tomto případě protékat uzemňovacími vodiči dvojitý zemní proud I''kEE, který je definován následovně:

I „kEE = 0,85 • I“ k

(I „k = třípólový počáteční symetrický zkratový proud)

V instalaci 20 kV s počátečním symetrickým zkratovým proudem I''k 16 kA a dobou odpojení 1 sekunda by byl dvojitý zemní poruchový proud 13.6 kA. Podle této hodnoty musí být dimenzována proudová zatížitelnost uzemňovacích vodičů a uzemňovacích přípojnic v budově stanice nebo v místnosti transformátoru. V této souvislosti lze uvažovat rozdělení proudu v případě prstencového uspořádání (v praxi se používá faktor 0.65). Plánování musí vždy vycházet ze skutečných dat systému (konfigurace systému, zkratový proud mezi zeměmi, doba odpojení).

Norma EN 50522 specifikuje maximální zkratovou proudovou hustotu G (A / mm2) pro různé materiály. Průřez vodiče se určuje z materiálu a doby rozpojení.

vypočítaný proud je nyní vydělen hustotou proudu G příslušného materiálu a odpovídající dobou odpojení a minimálním průřezem A_min vodiče je stanovena.

A_min= Já “_{kEE (větev)} / G [mm²]

Vypočtený průřez umožňuje vybrat vodič. Tento průřez je vždy zaokrouhlen nahoru na další větší jmenovitý průřez. Například v případě kompenzovaného systému je samotný zemnicí systém (část v přímém kontaktu se zemí) zatížen výrazně nižším proudem, a to pouze zbytkovým zemním poruchovým proudem I_E = rx I_RES sníženo o faktor r. Tento proud nepřesahuje 10 A a při použití běžných průřezů uzemňovacího materiálu může trvale bez problémů protékat.

Minimální průřezy zemních elektrod

Minimální průřezy z hlediska mechanické pevnosti a koroze jsou stanoveny v německé normě DIN VDE 0151 (Materiál a minimální rozměry zemních elektrod z hlediska koroze).

Zatížení větrem v případě izolovaných jímacích systémů podle Eurokódu 1

V důsledku globálního oteplování na celém světě rostou extrémní povětrnostní podmínky. Důsledky jako vysoká rychlost větru, zvýšený počet bouří a silné srážky nelze ignorovat. Návrháři a instalatéři proto budou čelit novým výzvám, zejména pokud jde o zatížení větrem. To se netýká pouze stavebních konstrukcí (statika konstrukce), ale také jímacích systémů.

V oblasti ochrany před bleskem se jako dimenzování dosud používaly normy DIN 1055-4: 2005-03 a DIN 4131. V červenci 2012 byly tyto normy nahrazeny eurokódy, které poskytují celoevropská standardizovaná pravidla pro navrhování konstrukcí (plánování konstrukcí).

Norma DIN 1055-4: 2005-03 byla začleněna do Eurokódu 1 (EN 1991-1-4: Zatížení konstrukcí - Část 1-4: Obecná zatížení - Zatížení větrem) a DIN V 4131: 2008-09 v Eurokódu 3 ( EN 1993-3-1: Část 3-1: Věže, stožáry a komíny - Věže a stožáry). Tyto dvě normy tedy tvoří základ pro dimenzování jímacích systémů pro systémy ochrany před bleskem, avšak Eurokód 1 je primárně relevantní.

Následující parametry se používají k výpočtu skutečného očekávaného zatížení větrem:

• Větrná zóna (Německo se dělí na čtyři větrné zóny s různými základními rychlostmi větru)
• Kategorie terénu (kategorie terénu definují obklopení stavby)
• Výška objektu nad úrovní terénu
• Výška místa (nad mořem, obvykle až 800 m nad mořem)

Další ovlivňující faktory, jako jsou:

• námraza
• Poloha na hřebeni nebo na kopci
• Výška objektu nad 300 m
• Výška terénu nad 800 m (hladina moře)

musí být brány v úvahu pro konkrétní prostředí instalace a musí být vypočítány samostatně.

Kombinace různých parametrů vede k rychlosti nárazového větru, která se má použít jako základ pro dimenzování jímacích systémů a dalších instalací, jako jsou vyvýšené kruhové vodiče. V našem katalogu je pro naše výrobky uvedena maximální rychlost nárazového větru, aby bylo možné určit požadovaný počet betonových základen v závislosti na rychlosti nárazového větru, například v případě izolovaných jímacích systémů. To umožňuje nejen určit statickou stabilitu, ale také snížit potřebnou hmotnost a tím i zatížení střechy.

Důležité upozornění:

„Maximální rychlosti nárazového větru“ uvedené v tomto katalogu pro jednotlivé komponenty byly stanoveny podle německých výpočtových požadavků Eurokódu 1 (DIN EN 1991-1-4 / NA: 2010-12), které vycházejí z oblasti větru mapa pro Německo a související topografické zvláštnosti pro jednotlivé země.

Při použití produktů z tohoto katalogu v jiných zemích musí být dodrženy zvláštnosti dané země a jiné místně platné metody výpočtu, popsané v Eurokódu 1 (EN 1991-1-4) nebo v jiných místně platných předpisech pro výpočet (mimo Evropu). pozorováno. V důsledku toho platí, že maximální rychlosti nárazového větru uvedené v tomto katalogu platí pouze pro Německo a jsou pouze hrubou orientací pro ostatní země. Rychlosti nárazového větru je třeba nově vypočítat podle metod výpočtu pro konkrétní zemi!

Při instalaci jímacích tyčí do betonových podkladů je třeba vzít v úvahu informace / rychlosti nárazového větru v tabulce. Tyto informace platí pro konvenční jímací materiály (Al, St / tZn, Cu a StSt).

Pokud jsou jímací tyče připevněny pomocí distančních podložek, jsou výpočty založeny na níže uvedených možnostech instalace.

Maximální povolené rychlosti nárazového větru jsou stanoveny pro příslušné výrobky a je třeba je zohlednit při výběru / instalaci. Vyšší mechanické pevnosti lze dosáhnout např. Pomocí šikmé podpěry (dvě rozpěrky uspořádané do trojúhelníku) (na vyžádání).