BS EN IEC 62305 Lynbeskyttelsesstandard

BS EN / IEC 62305-standarden for lynbeskyttelse blev oprindeligt offentliggjort i september 2006 for at erstatte den tidligere standard, BS 6651: 1999. For en den endelige periode, BS EN / IEC 62305 og BS 6651 løb parallelt, men fra august 2008 er BS 6651 trukket tilbage, og nu er BS EN / IEC 63205 den anerkendte standard for lynbeskyttelse.

BS EN / IEC 62305-standarden afspejler en øget videnskabelig forståelse af lyn og dets virkninger i de sidste tyve år og gør status over den voksende indflydelse af teknologi og elektroniske systemer på vores daglige aktiviteter. Mere kompleks og krævende end sin forgænger, inkluderer BS EN / IEC 62305 fire forskellige dele - generelle principper, risikostyring, fysisk skade på strukturer og livsfare og elektronisk systembeskyttelse.

Disse dele af standarden introduceres her. I 2010 gennemgik disse dele periodisk teknisk gennemgang med opdaterede del 1, 3 og 4 udgivet i 2011. Opdateret del 2 er i øjeblikket under diskussion og forventes offentliggjort i slutningen af ​​2012.

Nøglen til BS EN / IEC 62305 er, at alle hensyn til lynbeskyttelse er drevet af en omfattende og kompleks risikovurdering, og at denne vurdering ikke kun tager højde for strukturen, der skal beskyttes, men også de tjenester, som strukturen er forbundet med. I det væsentlige kan strukturel lynbeskyttelse ikke længere betragtes isoleret, beskyttelse mod forbigående overspændinger eller elektriske overspændinger er integreret i BS EN / IEC 62305.

Struktur af BS EN / IEC 62305

BS EN / IEC 62305-serien består af fire dele, som alle skal tages i betragtning. Disse fire dele er beskrevet nedenfor:

Del 1: Generelle principper

BS EN / IEC 62305-1 (del 1) er en introduktion til de andre dele af standarden og beskriver i det væsentlige, hvordan man designer et lynbeskyttelsessystem (LPS) i overensstemmelse med de medfølgende dele af standarden.

Del 2: Risikostyring

BS EN / IEC 62305-2 (del 2) risikostyringsmetode koncentrerer sig ikke så meget om den rent fysiske beskadigelse af en struktur forårsaget af lynafladning, men mere om risikoen for tab af menneskeliv, tab af service til offentlighed, tab af kulturarv og økonomisk tab.

Del 3: Fysisk skade på strukturer og livsfare

BS EN / IEC 62305-3 (del 3) vedrører hovedparten af ​​BS 6651. Den adskiller sig lige så meget fra BS 6651, at denne nye del har fire klasser eller beskyttelsesniveauer af LPS i modsætning til de grundlæggende to (almindelig og højrisiko) niveauer i BS 6651.

Del 4: Elektriske og elektroniske systemer

inden for strukturer dækker BS EN / IEC 62305-4 (del 4) beskyttelsen af ​​elektriske og elektroniske systemer indeholdt i strukturer. Det inkorporerer hvad bilag C i BS 6651 formidlede, men med en ny zonetilgang kaldet Lynbeskyttelseszoner (LPZ'er). Det giver information til design, installation, vedligeholdelse og test af et Lightning Electromagnetic Impulse (LEMP) beskyttelsessystem (nu kaldet Surge Protection Measures - SPM) til elektriske / elektroniske systemer inden for en struktur.

Følgende tabel giver en bred oversigt over nøglevariationerne mellem den tidligere standard, BS 6651 og BS EN / IEC 62305.

Skader og tab

BS EN / IEC 62305 identificerer fire hovedkilder til skade:

S1 Blinker til strukturen

S2 Blinker tæt på strukturen

S3 Blinker til en tjeneste

S4 Blinker tæt på en tjeneste

Hver skade kan forårsage en eller flere af tre typer skader:

D1 Skader på levende væsener på grund af trin- og berøringsspændinger

D2 Fysisk skade (brand, eksplosion, mekanisk ødelæggelse, kemisk frigivelse) på grund af lynstrømeffekter inklusive gnistdannelse

D3 Fejl i interne systemer på grund af Lightning Electromagnetic Impulse (LEMP)

Følgende typer tab kan skyldes skader på grund af lyn:

L1 Tab af menneskeliv

L2 Tab af service til offentligheden

L3 Tab af kulturarv

L4 Tab af økonomisk værdi

Forholdet mellem alle de ovennævnte parametre er opsummeret i tabel 5.

Figur 12 på side 271 viser de typer skader og tab, der skyldes lyn.

For en mere detaljeret forklaring af de generelle principper, der udgør del 1 af BS EN 62305-standarden, henvises til vores fulde referencevejledning 'En guide til BS EN 62305.' Selvom den er fokuseret på BS EN-standarden, kan denne vejledning give understøttende oplysninger af interesse for konsulenter, der designer til IEC-ækvivalent. Se side 283 for flere detaljer om denne vejledning.

Skema design kriterier

Den ideelle lynbeskyttelse for en struktur og dens tilsluttede tjenester ville være at indelukke strukturen i et jordet og perfekt ledende metallisk skjold (kasse) og derudover tilvejebringe tilstrækkelig binding af alle tilsluttede tjenester ved indgangsstedet i skjoldet.

Dette vil i det væsentlige forhindre penetration af lynstrømmen og det inducerede elektromagnetiske felt i strukturen. I praksis er det imidlertid ikke muligt eller rent faktisk omkostningseffektivt at gå så langt.

Denne standard angiver således et defineret sæt lynstrømsparametre, hvor beskyttelsesforanstaltninger, der vedtages i overensstemmelse med dens anbefalinger, vil reducere skader og følgetab som følge af et lynnedslag. Denne reduktion i skader og deraf følgende tab er gyldig, forudsat at lynnedslagsparametrene falder inden for definerede grænser, der er etableret som Lightning Protection Levels (LPL).

Lynbeskyttelsesniveauer (LPL)

Fire beskyttelsesniveauer er bestemt ud fra parametre opnået fra tidligere offentliggjorte tekniske papirer. Hvert niveau har et fast sæt med maksimale og minimale lynstrømsparametre. Disse parametre er vist i tabel 6. De maksimale værdier er brugt i design af produkter såsom lynbeskyttelseskomponenter og overspændingsbeskyttelsesenheder (SPD'er). Minimumsværdierne for lynstrøm er blevet brugt til at udlede rullende kugleradius for hvert niveau.

Lynbeskyttelseszoner (LPZ)

Begrebet lynbeskyttelseszoner (LPZ) blev introduceret i BS EN / IEC 62305, især for at hjælpe med at bestemme de nødvendige beskyttelsesforanstaltninger for at etablere beskyttelsesforanstaltninger for at modvirke Lightning Electromagnetic Impulse (LEMP) inden for en struktur.

Det generelle princip er, at udstyr, der kræver beskyttelse, skal placeres i en LPZ, hvis elektromagnetiske egenskaber er kompatible med udstyrets belastningsmodstand eller immunitetsevne.

Konceptet henvender sig til eksterne zoner med risiko for direkte lynslag (LPZ 0_A) eller risiko for delvis lynnedstrøm (LPZ 0_B) og beskyttelsesniveauer inden for interne zoner (LPZ 1 & LPZ 2).

Generelt jo højere antallet af zonen (LPZ 2; LPZ 3 osv.) Jo lavere forventes de elektromagnetiske effekter. Typisk bør ethvert følsomt elektronisk udstyr være placeret i LPZ'er med højere nummer og være beskyttet mod LEMP ved hjælp af relevante overspændingsbeskyttelsesforanstaltninger ('SPM' som defineret i BS EN 62305: 2011).

SPM blev tidligere omtalt som et LEMP Protection Measures System (LPMS) i BS EN / IEC 62305: 2006.

Figur 13 fremhæver LPZ-konceptet som anvendt på strukturen og SPM. Konceptet udvides i BS EN / IEC 62305-3 og BS EN / IEC 62305-4.

Valg af den mest egnede SPM foretages ved hjælp af risikovurderingen i overensstemmelse med BS EN / IEC 62305-2.

BS EN / IEC 62305-2 Risikostyring

BS EN / IEC 62305-2 er nøglen til korrekt implementering af BS EN / IEC 62305-3 og BS EN / IEC 62305-4. Vurdering og styring af risiko er nu betydeligt mere dybtgående og omfattende end tilgangen til BS 6651.

BS EN / IEC 62305-2 beskæftiger sig specifikt med at foretage en risikovurdering, hvis resultater definerer det krævede niveau af Lightning Protection System (LPS). Mens BS 6651 afsatte 9 sider (inklusive tal) til emnet risikovurdering, indeholder BS EN / IEC 62305-2 i øjeblikket over 150 sider.

Det første trin i risikovurderingen er at identificere, hvilken af ​​de fire typer tab (som identificeret i BS EN / IEC 62305-1), strukturen og dens indhold kan pådrage sig. Det endelige mål med risikovurderingen er at kvantificere og om nødvendigt reducere de relevante primære risici, dvs.

R₁ risiko for tab af menneskeliv

R₂ risiko for tab af service til offentligheden

R₃ risiko for tab af kulturarv

R₄ risiko for tab af økonomisk værdi

For hver af de første tre primære risici er en acceptabel risiko (R_T) er indstillet. Disse data kan hentes i tabel 7 i IEC 62305-2 eller tabel NK.1 i det nationale bilag til BS EN 62305-2.

Hver primære risiko (R_n) bestemmes gennem en lang række beregninger som defineret i standarden. Hvis den faktiske risiko (R_n) er mindre end eller lig med den tålelige risiko (R_T), så er der ikke behov for beskyttelsesforanstaltninger. Hvis den faktiske risiko (R_n) er større end dens tilsvarende tålelige risiko (R_T), skal beskyttelsesforanstaltninger iværksættes. Ovenstående proces gentages (ved hjælp af nye værdier, der vedrører de valgte beskyttelsesforanstaltninger) indtil R_n er mindre end eller lig med dets tilsvarende R_T. Det er denne iterative proces som vist i figur 14, der bestemmer valget eller faktisk Lightning Protection Level (LPL) af Lightning Protection System (LPS) og Surges Protective Measures (SPM) for at modvirke Lightning Electromagnetic Impuls (LEMP).

BS EN / IEC 62305-3 Fysisk skade på strukturer og livsfare

Denne del af pakken med standarder beskytter beskyttelsesforanstaltninger i og omkring en struktur og vedrører som sådan direkte hovedparten af ​​BS 6651.

Hoveddelen af ​​denne del af standarden giver vejledning i design af et eksternt lynbeskyttelsessystem (LPS), interne LPS og vedligeholdelses- og inspektionsprogrammer.

Lynbeskyttelsessystem (LPS)

BS EN / IEC 62305-1 har defineret fire lynbeskyttelsesniveauer (LPL'er) baseret på de sandsynlige minimale og maksimale lynstrømme. Disse LPL'er svarer direkte til klasser af Lightning Protection System (LPS).

Korrelationen mellem de fire niveauer af LPL og LPS er identificeret i tabel 7. I det væsentlige er jo højere LPL, jo højere er LPS-klassen påkrævet.

Klassen af ​​LPS, der skal installeres, styres af resultatet af risikovurderingsberegningen fremhævet i BS EN / IEC 62305-2.

Eksterne LPS-designovervejelser

Lynbeskyttelsesdesigneren skal indledningsvis overveje de termiske og eksplosive effekter, der forårsages ved et lynnedslag, og konsekvenserne for den pågældende struktur. Afhængig af konsekvenserne kan designeren vælge en af ​​følgende typer ekstern LPS:

- Isoleret

- Ikke-isoleret

En isoleret LPS vælges typisk, når strukturen er konstrueret af brændbare materialer eller udgør en risiko for eksplosion.

Omvendt kan der monteres et ikke-isoleret system, hvor der ikke er nogen sådan fare.

En ekstern LPS består af:

- Luftafslutningssystem

- Ned ledersystem

- Jordafslutningssystem

Disse individuelle elementer i en LPS skal forbindes sammen ved hjælp af passende lynbeskyttelseskomponenter (LPC), der overholder (i tilfælde af BS EN 62305) med BS EN 50164-serien (bemærk, at denne BS EN-serie skal erstattes af BS EN / IEC 62561-serien). Dette vil sikre, at det korrekte design og valg af komponenter i tilfælde af en lynstrømudledning til strukturen minimerer potentiel skade.

Luftafslutningssystem

Luftafslutningssystemets rolle er at opfange lynafladningsstrømmen og sprede den uskadeligt til jorden via nedlederen og jordafslutningssystemet. Derfor er det meget vigtigt at bruge et korrekt designet lufttermineringssystem.

BS EN / IEC 62305-3 går ind for følgende, i enhver kombination, til design af lufttermineringen:

- Luftstænger (eller endestykker), uanset om de er fritstående mastere eller er forbundet med ledere for at danne et net på taget

- Ledningsnetledninger (eller ophængte) ledere, uanset om de understøttes af fritstående master eller er forbundet med ledere for at danne et maske på taget

- Meshed ledningsnetværk, der kan ligge i direkte kontakt med taget eller være ophængt over det (i tilfælde af at det er yderst vigtigt, at taget ikke udsættes for direkte lynafladning)

Standarden gør det helt klart, at alle typer luftafslutningssystemer, der anvendes, skal opfylde positioneringskravene, der er fastlagt i standarden. Det fremhæver, at luftafslutningskomponenterne skal installeres på hjørner, eksponerede punkter og kanter af strukturen. De tre grundlæggende metoder, der anbefales til bestemmelse af lufttermineringssystemernes placering, er:

- Den rullende kuglemetode

- Beskyttelsesvinkelmetoden

- Mesh-metoden

Disse metoder er beskrevet på de følgende sider.

Den rullende kugle metode

Den rullende kuglemetode er et simpelt middel til at identificere områder i en struktur, der har brug for beskyttelse, idet der tages hensyn til muligheden for sidestrejker på strukturen. Grundkonceptet med at anvende den rullende kugle på en struktur er illustreret i figur 15.

Rullende kuglemetoden blev brugt i BS 6651, den eneste forskel er, at der i BS EN / IEC 62305 er forskellige radier af rullende kugle, der svarer til den relevante klasse af LPS (se tabel 8).

Denne metode er velegnet til at definere beskyttelseszoner for alle typer strukturer, især dem med kompleks geometri.

Metoden til beskyttelsesvinkel

Beskyttelsesvinkelmetoden er en matematisk forenkling af rullende kugle-metoden. Beskyttelsesvinklen (a) er den vinkel, der er skabt mellem spidsen (A) på den lodrette stang og en linje, der projiceres ned til overfladen, som stangen sidder på (se figur 16).

Den beskyttende vinkel, som en luftstang giver, er tydeligvis et tredimensionelt koncept, hvorved stangen tildeles en beskyttelseskegle ved at feje linjen AC i beskyttelsesvinklen en hel 360º omkring luftstangen.

Beskyttelsesvinklen adskiller sig med den varierende højde på luftstangen og LPS-klassen. Beskyttelsesvinklen fra en luftstang bestemmes fra tabel 2 i BS EN / IEC 62305-3 (se figur 17).

At variere beskyttelsesvinklen er en ændring af den enkle 45º-beskyttelseszone, der i de fleste tilfælde ydes i BS 6651. Desuden bruger den nye standard højden på lufttermineringssystemet over referenceplanet, hvad enten det er jorden eller taget (Se Figur 18).

Mesh-metoden

Dette er den metode, der mest blev brugt i henhold til anbefalingerne i BS 6651. Inden for BS EN / IEC 62305 er der igen defineret fire forskellige lufttermineringsstørrelser, der svarer til den relevante klasse af LPS (se tabel 9).

Denne metode er egnet, når glatte overflader kræver beskyttelse, hvis følgende betingelser er opfyldt:

- Luftafslutningsledere skal placeres ved tagkanter, på tagudhæng og på tagkanterne med en stigning på mere end 1 ud af 10 (5.7º)

- Ingen metalinstallationer stikker ud over luftafslutningssystemet

Moderne forskning på lyn påført skade har vist, at tagets kanter og hjørner er mest modtagelige for skader.

Så på alle strukturer, især med flade tage, skal perimeterledere installeres så tæt på tagets yderkanter, som det er praktisk muligt.

Som i BS 6651 tillader den nuværende standard brug af ledere (hvad enten de er tilfældige metalarbejder eller dedikerede LP-ledere) under taget. Lodrette luftstænger (finials) eller slagplader skal monteres over taget og forbindes med ledersystemet nedenunder. Luftstængerne skal være anbragt ikke mere end 10 m fra hinanden, og hvis slagplader bruges som et alternativ, skal disse placeres strategisk over tagområdet ikke mere end 5 m fra hinanden.

Ikke-konventionelle lufttermineringssystemer

En masse teknisk (og kommerciel) debat har været i årenes løb med hensyn til gyldigheden af ​​påstandene fra talsmændene for sådanne systemer.

Dette emne blev diskuteret udførligt inden for de tekniske arbejdsgrupper, der udarbejdede BS EN / IEC 62305. Resultatet var at forblive med de oplysninger, der er indeholdt i denne standard.

BS EN / IEC 62305 fastslår utvetydigt, at den beskyttelsesvolumen eller zone, som luftafslutningssystemet giver (f.eks. Luftstang), kun skal bestemmes af luftafslutningssystemets reelle fysiske dimension.

Denne erklæring forstærkes inden for 2011-versionen af ​​BS EN 62305 ved at blive inkorporeret i standardens hoveddel snarere end at indgå i et bilag (bilag A til BS EN / IEC 62305-3: 2006).

Typisk hvis luftstangen er 5 m høj, ville det eneste krav til den beskyttelseszone, der ydes af denne luftstang, være baseret på 5 m og den relevante klasse af LPS og ikke nogen forbedret dimension, der kræves af nogle ikke-konventionelle luftstænger.

Der overvejes ingen anden standard at køre parallelt med denne standard BS EN / IEC 62305.

Naturlige komponenter

Når metalliske tage betragtes som et naturligt lufttermineringsarrangement, gav BS 6651 vejledning om den mindste tykkelse og materialetype, der blev overvejet.

BS EN / IEC 62305-3 giver lignende vejledning samt yderligere oplysninger, hvis taget skal betragtes som punkteringssikkert fra et lynafladning (se tabel 10).

Der skal altid være mindst to nedledere fordelt omkring strukturens omkreds. Nedledere skal så vidt muligt installeres i hvert udsatte hjørne af strukturen, da forskning har vist, at de bærer størstedelen af ​​lynstrømmen.

Naturlige komponenter

BS EN / IEC 62305 tilskynder ligesom BS 6651 brugen af ​​tilfældige metaldele på eller inden for strukturen, der skal indarbejdes i LPS.

Hvor BS 6651 tilskyndede en elektrisk kontinuitet, når man bruger armeringsjern i betonkonstruktioner, gør BS EN / IEC 62305-3 det også. Derudover hedder det, at armeringsstænger er svejset, fastspændt med passende forbindelseskomponenter eller overlappet mindst 20 gange armeringsjernets diameter. Dette er for at sikre, at de armeringsjern, der sandsynligvis bærer lynstrømme, har sikre forbindelser fra den ene længde til den næste.

Når det kræves, at interne armeringsstænger forbindes til eksterne nedledere eller jordforbindelsesnetværk, er en af ​​arrangementerne vist i figur 20 egnede. Hvis forbindelsen fra limningslederen til armeringsjernet skal indkapsles i beton, anbefaler standarden, at der anvendes to klemmer, en forbundet til en armeringslængde og den anden til en anden armeringsjernlængde. Samlingerne skal derefter indkapsles af en fugtighedshæmmende forbindelse, såsom Denso-tape.

Hvis armeringsstængerne (eller strukturelle stålrammer) skal bruges som nedledere, skal den elektriske kontinuitet konstateres fra lufttermineringssystemet til jordingssystemet. For nybyggeri kan dette besluttes i det tidlige konstruktionsstadium ved hjælp af dedikerede armeringsjern eller alternativt at køre en dedikeret kobberleder fra toppen af ​​strukturen til fundamentet før betonen hældes. Denne dedikerede kobberleder skal regelmæssigt bindes til de tilstødende / tilstødende armeringsjern.

Hvis der er tvivl om ruten og kontinuiteten af ​​armeringsjernene inden for eksisterende strukturer, skal der installeres et eksternt nedledersystem. Disse bør ideelt set være bundet til det forstærkende netværk af strukturerne øverst og nederst i strukturen.

Jordafslutningssystem

Jordafslutningssystemet er afgørende for spredning af lynstrøm sikkert og effektivt i jorden.

I overensstemmelse med BS 6651 anbefaler den nye standard et enkelt integreret jordafslutningssystem til en struktur, der kombinerer lynbeskyttelse, strøm og telekommunikationssystemer. Aftalen mellem driftsmyndigheden eller ejeren af ​​de relevante systemer skal opnås inden enhver binding finder sted.

En god jordforbindelse skal have følgende egenskaber:

- Lav elektrisk modstand mellem elektroden og jorden. Jo lavere jordelektrodemodstanden er, desto mere sandsynligt vil lynstrømmen vælge at strømme ned ad denne sti frem for enhver anden, så strømmen kan ledes sikkert til og spredes i jorden

- God korrosionsbestandighed. Valget af materiale til jordelektroden og dens forbindelser er af vital betydning. Det vil blive begravet i jord i mange år, så det skal være helt pålideligt

Standarden fortaler for et krav til modstandsdygtighed over for lav jordforbindelse og påpeger, at det kan opnås med et samlet jordafslutningssystem på 10 ohm eller derunder.

Der anvendes tre grundlæggende jordelektrodearrangementer.

- Type A arrangement

- Type B arrangement

- Fundament jordelektroder

Type A arrangement

Denne består af vandrette eller lodrette jordelektroder, der er forbundet til hver nedleder, der er fastgjort på ydersiden af ​​strukturen. Dette er i det væsentlige det jordede system, der anvendes i BS 6651, hvor hver nedleder har en jordelektrode (stang) tilsluttet.

Type B arrangement

Dette arrangement er i det væsentlige en fuldt tilsluttet ringjordelektrode, der er placeret omkring strukturens periferi og er i kontakt med den omgivende jord i mindst 80% af dens samlede længde (dvs. 20% af dens samlede længde kan være anbragt i f.eks. kælder af strukturen og ikke i direkte kontakt med jorden).

Fundament jordelektroder

Dette er i det væsentlige en type B-jordforbindelse. Den består af ledere, der er installeret i konstruktionens betonfundament. Hvis der kræves yderligere længder af elektroder, skal de opfylde de samme kriterier som for type B-arrangement. Grundjordelektroder kan bruges til at forstærke det stålforstærkende fundamentnet.

Separationsafstand (isolation) af den eksterne LPS

En separationsafstand (dvs. den elektriske isolering) mellem den ydre LPS og de strukturelle metaldele er i det væsentlige påkrævet. Dette minimerer enhver chance for, at delvis lynstrøm indføres internt i strukturen.

Dette kan opnås ved at placere lynledere tilstrækkeligt langt væk fra ledende dele, der har ruter, der fører ind i strukturen. Så hvis lynafladningen rammer lynlederen, kan den ikke 'bygge bro over kløften' og blinke over til det tilstødende metalværk.

BS EN / IEC 62305 anbefaler et enkelt integreret jordafslutningssystem til en struktur, der kombinerer lynbeskyttelses-, strøm- og telekommunikationssystemer.

Interne overvejelser om LPS-design

Den interne LPS's grundlæggende rolle er at sikre undgåelse af farlig gnistdannelse inden for strukturen, der skal beskyttes. Dette kan efter en lynafladning skyldes lynstrømmen, der strømmer i den eksterne LPS eller faktisk andre ledende dele af strukturen og forsøger at blinke eller gnistre over til interne metalinstallationer.

Udførelse af passende potentialudligningsforanstaltninger eller sikring af, at der er tilstrækkelig elektrisk isolationsafstand mellem metaldelene, kan undgå farlig gnistdannelse mellem forskellige metaldele.

Lyn-potentialudligning

Potentialudligning er simpelthen den elektriske sammenkobling af alle passende metalinstallationer / dele, således at i tilfælde af lynstrømme strømmer, er der ingen metaldel med et andet spændingspotentiale i forhold til hinanden. Hvis metaldelene i det væsentlige har samme potentiale, ophæves risikoen for gnistdannelse eller flashover.

Denne elektriske sammenkobling kan opnås ved naturlig / tilfældig binding eller ved hjælp af specifikke bindingsledere, der er dimensioneret i henhold til tabel 8 og 9 i BS EN / IEC 62305-3.

Limning kan også opnås ved brug af overspændingsbeskyttelsesanordninger (SPD'er), hvor den direkte forbindelse med limningsledere ikke er egnet.

Figur 21 (som er baseret på BS EN / IEC 62305-3 figE.43) viser et typisk eksempel på et potentiale for potentialudligning. Gas-, vand- og centralvarmesystemet er alle bundet direkte til den potentialudligningsliste, der er placeret indeni, men tæt på en ydre væg nær jordoverfladen. Strømkablet er bundet via en passende SPD, opstrøms fra den elektriske måler, til potentialudligningsbjælken. Denne limningsbjælke skal placeres tæt på hovedfordelingskortet (MDB) og også tæt forbundet til jordafslutningssystemet med kortlængde ledere. I større eller udvidede strukturer kan det være nødvendigt med flere limstænger, men de skal alle være forbundet med hinanden.

Skærmen på et hvilket som helst antennekabel sammen med en hvilken som helst afskærmet strømforsyning til elektroniske apparater, der føres ind i strukturen, skal også være bundet i potentialudligningen.

Yderligere vejledning vedrørende potentialudligning, sammenkoblede jordforbindelsessystemer og SPD-valg kan findes i LSP-guidebogen.

BS EN / IEC 62305-4 Elektriske og elektroniske systemer inden for strukturer

Elektroniske systemer gennemsyrer nu næsten alle aspekter af vores liv, lige fra arbejdsmiljøet gennem fyldning af bilen med benzin og endda shopping i det lokale supermarked. Som samfund er vi nu stærkt afhængige af kontinuerlig og effektiv drift af sådanne systemer. Brugen af ​​computere, elektroniske proceskontroller og telekommunikation er eksploderet i de sidste to årtier. Ikke kun findes der flere systemer, den fysiske størrelse af den involverede elektronik er reduceret betydeligt (mindre størrelse betyder mindre energi, der kræves for at beskadige kredsløb).

BS EN / IEC 62305 accepterer, at vi nu lever i den elektroniske tidsalder, hvilket gør LEMP (Lightning Electromagnetic Impulse) beskyttelse til elektroniske og elektriske systemer integreret i standarden gennem del 4. LEMP er udtrykket givet til de generelle elektromagnetiske effekter af lyn, herunder udførte overspændinger (forbigående overspændinger og strømme) og udstrålede elektromagnetiske felteffekter.

LEMP-skader er så udbredte, at de identificeres som en af ​​de specifikke typer (D3), der skal beskyttes mod, og at LEMP-skader kan opstå fra alle strejkepunkter til strukturen eller tilsluttede tjenester - direkte eller indirekte - for yderligere reference til typerne af skader forårsaget af lyn, se tabel 5. Denne udvidede tilgang tager også højde for faren for brand eller eksplosion i forbindelse med tjenester forbundet med strukturen, f.eks. strøm, telekommunikation og andre metalledninger.

Lyn er ikke den eneste trussel ...

Forbigående overspændinger forårsaget af elektriske omskiftningshændelser er meget almindelige og kan være en kilde til betydelig interferens. Strøm, der strømmer gennem en leder, skaber et magnetfelt, hvor energi lagres. Når strømmen afbrydes eller slukkes, frigives energien i magnetfeltet pludselig. I et forsøg på at sprede sig selv bliver det en højspændings forbigående.

Jo mere lagret energi, jo større er den resulterende forbigående. Højere strømme og længere lederlængder bidrager begge til mere lagret energi og frigives også!

Derfor er induktive belastninger som motorer, transformere og elektriske drev alle almindelige årsager til omskiftning af transienter.

Betydningen af ​​BS EN / IEC 62305-4

Tidligere forbigående overspænding eller overspændingsbeskyttelse blev inkluderet som et rådgivende bilag i BS 6651-standarden med en separat risikovurdering. Som et resultat blev der ofte monteret beskyttelse, efter at udstyrsskader blev lidt, ofte gennem forpligtelsen over for forsikringsselskaber. Imidlertid dikterer den enkelte risikovurdering i BS EN / IEC 62305, om strukturel og / eller LEMP-beskyttelse er påkrævet, og strukturel lynbeskyttelse kan nu ikke betragtes isoleret fra forbigående beskyttelse mod overspænding - kendt som Surge Protective Devices (SPD'er) inden for denne nye standard. Dette er i sig selv en væsentlig afvigelse fra BS 6651's.

I henhold til BS EN / IEC 62305-3 kan et LPS-system ikke længere monteres uden lynstrøm eller potentialudlignings-SPD'er til indgående metaltjenester, der har "levende kerner" - såsom strøm- og telekommunikationskabler - som ikke kan bindes direkte til jorden. Sådanne SPD'er er nødvendige for at beskytte mod risikoen for tab af menneskeliv ved at forhindre farlig gnistdannelse, der kan medføre brand eller fare for elektrisk stød.

Lynstrøms- eller potentialudligningsbinding-SPD'er bruges også på luftledninger, der fodrer strukturen, der er i fare for en direkte strejke. Imidlertid giver brugen af ​​disse SPD'er alene "ingen effektiv beskyttelse mod svigt i følsomme elektriske eller elektroniske systemer" for at citere BS EN / IEC 62305 del 4, som specifikt er dedikeret til beskyttelse af elektriske og elektroniske systemer inden for strukturer.

Lynstrøm-SPD'er udgør en del af et koordineret sæt SPD'er, der inkluderer overspændings-SPD'er - som i alt er nødvendige for effektivt at beskytte følsomme elektriske og elektroniske systemer mod både lyn- og koblingstransienter.

Lynbeskyttelseszoner (LPZ'er)

Mens BS 6651 anerkendte et koncept for zonering i bilag C (placeringskategorier A, B og C), definerer BS EN / IEC 62305-4 begrebet lynbeskyttelseszoner (LPZ'er). Figur 22 illustrerer det grundlæggende LPZ-koncept defineret af beskyttelsesforanstaltninger mod LEMP som beskrevet i del 4.

Inden for en struktur oprettes en række LPZ'er, der har eller identificeres som allerede, successivt mindre eksponering for lynets virkninger.

Efterfølgende zoner bruger en kombination af binding, afskærmning og koordinerede SPD'er for at opnå en signifikant reduktion i LEMP-sværhedsgraden fra udførte overspændingsstrømme og forbigående overspændinger samt udstrålede magnetfelteffekter. Designere koordinerer disse niveauer, så det mere følsomme udstyr placeres i de mere beskyttede zoner.

LPZ'erne kan opdeles i to kategorier - 2 eksterne zoner (LPZ 0_A, LPZ 0_B) og normalt 2 interne zoner (LPZ 1, 2), selvom yderligere zoner kan indføres til yderligere reduktion af det elektromagnetiske felt og lynstrøm, hvis det kræves.

Eksterne zoner

LPZ 0_A er det område, der udsættes for direkte lynslag, og det kan derfor være nødvendigt at føre op til den fulde lynstrøm.

Dette er typisk tagarealet på en struktur. Det fulde elektromagnetiske felt forekommer her.

LPZ 0_B er området, der ikke udsættes for direkte lynslag og er typisk sidevæggene til en struktur.

Imidlertid forekommer det fulde elektromagnetiske felt stadig her, og der kan forekomme delvise lynstrømme og omskiftningsbølger her.

Interne zoner

LPZ 1 er det indre område, der er udsat for delvise lynstrømme. De udførte lynstrømme og / eller omskiftninger reduceres sammenlignet med de eksterne zoner LPZ 0_A, LPZ 0_B.

Dette er typisk det område, hvor tjenester kommer ind i strukturen, eller hvor hovedafbryderen er placeret.

LPZ 2 er et internt område, der yderligere er placeret inde i strukturen, hvor resterne af lynimpulsstrømme og / eller koblingsbølger reduceres sammenlignet med LPZ 1.

Dette er typisk et afskærmet rum eller, for lysnettet, i området til underfordelingskortet. Beskyttelsesniveauer inden for en zone skal koordineres med immunitetskarakteristikaene for det udstyr, der skal beskyttes, dvs. jo mere følsomt udstyr, jo mere beskyttet er det krævede område.

Det eksisterende stof og layout af en bygning kan gøre det klart synligt, eller LPZ-teknikker skal muligvis anvendes til at skabe de krævede zoner.

Overspændingsbeskyttelsesforanstaltninger (SPM)

Nogle områder af en struktur, såsom et afskærmet rum, er naturligvis bedre beskyttet mod lyn end andre, og det er muligt at udvide de mere beskyttede zoner ved omhyggelig design af LPS, jordbinding af metalliske tjenester såsom vand og gas og kabler teknikker. Det er dog den korrekte installation af koordinerede overspændingsbeskyttelsesenheder (SPD'er), der beskytter udstyr mod skader samt sikrer kontinuitet i dets drift - kritisk for at eliminere nedetid. Disse foranstaltninger kaldes i alt Surge Protection Measures (SPM) (tidligere LEMP Protection Measures System (LPMS)).

Ved anvendelse af limning, afskærmning og SPD'er skal teknisk ekspertise afvejes med økonomisk nødvendighed. For nybyggerier kan bindings- og screeningsforanstaltninger integreres designet til at udgøre en del af den komplette SPM. For en eksisterende struktur er eftermontering af et sæt koordinerede SPD sandsynligvis imidlertid den nemmeste og mest omkostningseffektive løsning.

Klik på redigeringsknappen for at ændre denne tekst. Lorem ipsum dolor sidder amet, consectetur adipiscing elit. Ut elit tellus, luctus nec ullamcorper mattis, pulvinar dapibus leo.

Koordinerede SPD'er

BS EN / IEC 62305-4 understreger brugen af ​​koordinerede SPD'er til beskyttelse af udstyr i deres miljø. Dette betyder simpelthen en række SPD'er, hvis placeringer og LEMP-håndteringsattributter er koordineret på en sådan måde, at det beskytter udstyret i deres miljø ved at reducere LEMP-effekterne til et usikkert niveau. Så der kan være en kraftig lynstrøm SPD ved serviceindgangen til at håndtere størstedelen af ​​bølgeenergien (delvis lynstrøm fra en LPS og / eller luftledninger) med den respektive forbigående overspænding styret til sikre niveauer ved koordinerede plus nedstrøms overspændings-SPD'er for at beskytte terminaludstyr inklusive potentiel skade ved at skifte kilde, f.eks. store induktive motorer. Passende SPD'er skal monteres, hvor tjenester krydser fra en LPZ til en anden.

Koordinerede SPD'er skal effektivt fungere sammen som et kaskadet system for at beskytte udstyr i deres miljø. F.eks. Skal lynstrøm-SPD ved serviceindgangen håndtere størstedelen af ​​bølgeenergi og tilstrækkeligt lindre de nedstrøms overspændings-SPD'er til at kontrollere overspændingen.

Passende SPD'er skal monteres, hvor tjenester krydser fra en LPZ til en anden

Dårlig koordinering kan betyde, at overspændings-SPD'erne er udsat for for meget bølgeenergi, der sætter både sig selv og potentielt udstyr i fare for skade.

Desuden skal spændingsbeskyttelsesniveauer eller gennemgangsspændinger på installerede SPD'er koordineres med den isolerende modstandsspænding på delene af installationen og immunitetsmodstandsspændingen på elektronisk udstyr.

Forbedrede SPD'er

Selvom det ikke er ønskeligt med direkte beskadigelse af udstyr, kan behovet for at minimere nedetid som følge af tab af drift eller funktionsfejl i udstyr også være kritisk. Dette er især vigtigt for industrier, der betjener offentligheden, hvad enten det er hospitaler, finansielle institutioner, produktionsanlæg eller kommercielle virksomheder, hvor manglende evne til at levere deres service på grund af tab af drift af udstyr vil resultere i betydelig sundhed og sikkerhed og / eller økonomisk konsekvenser.

Standard SPD'er beskytter muligvis kun overspændinger i almindelig tilstand (mellem strømførende ledere og jord), hvilket giver effektiv beskyttelse mod direkte beskadigelse, men ikke mod nedetid på grund af systemafbrydelse.

BS EN 62305 overvejer derfor brugen af ​​forbedrede SPD'er (SPD *), der yderligere reducerer risikoen for beskadigelse og funktionsfejl på kritisk udstyr, hvor der er behov for kontinuerlig drift. Installatører bliver derfor nødt til at være meget mere opmærksomme på applikations- og installationskravene til SPD'er, end de måske tidligere har været.

Superior eller forbedrede SPD'er giver lavere (bedre) gennemgangsspændingsbeskyttelse mod overspændinger i både almindelig tilstand og differentialtilstand (mellem strømførende ledere) og giver derfor også yderligere beskyttelse over limning og afskærmning.

Sådanne forbedrede SPD'er kan endda tilbyde op til lysnettet Type 1 + 2 + 3 eller data / telecom Test Cat D + C + B-beskyttelse inden for en enhed. Da terminaludstyr, f.eks. Computere, har en tendens til at være mere sårbar over for stigninger i differentieret tilstand, kan denne ekstra beskyttelse være en vigtig overvejelse.

Ydermere tillader kapaciteten til at beskytte mod stigninger i almindelig og differentieret tilstand, at udstyr forbliver i fortsat drift under overspændingsaktivitet - hvilket giver betydelig fordel for både kommercielle, industrielle og offentlige serviceorganisationer.

Alle LSP SPD'er tilbyder forbedret SPD-ydeevne med brancheførende lave gennemgangsspændinger

(spændingsbeskyttelsesniveau, U_p), da dette er det bedste valg for at opnå omkostningseffektiv, vedligeholdelsesfri gentagen beskyttelse ud over at forhindre dyr systemnedetid. Beskyttelse med lav gennemgangsspænding i alle almindelige og forskellige tilstande betyder, at der kræves færre enheder for at yde beskyttelse, hvilket sparer enheds- og installationsomkostninger samt installationstid.

Alle LSP SPD'er tilbyder forbedret SPD-ydelse med brancheførende lav gennemgangsspænding

Konklusion

Lyn udgør en klar trussel mod en struktur, men en voksende trussel mod systemerne i strukturen på grund af den øgede brug og afhængighed af elektrisk og elektronisk udstyr. BS EN / IEC 62305-serien af ​​standarder anerkender dette tydeligt. Strukturel lynbeskyttelse kan ikke længere være isoleret fra forbigående overspænding eller overspændingsbeskyttelse af udstyr. Brugen af ​​forbedrede SPD'er giver et praktisk omkostningseffektivt beskyttelsesmiddel, der muliggør kontinuerlig drift af kritiske systemer under LEMP-aktivitet.