استاندارد حفاظت از صاعقه BS EN IEC 62305

استاندارد BS EN / IEC 62305 برای حفاظت از صاعقه در اصل در سپتامبر 2006 منتشر شد تا جایگزین استاندارد قبلی ، BS 6651: 1999 شود. برای یک دوره محدود ، BS EN / IEC 62305 و BS 6651 به طور موازی کار می کنند ، اما از آگوست 2008 ، BS 6651 خارج شده است و اکنون BS EN / IEC 63205 استاندارد شناخته شده برای حفاظت از صاعقه است.

استاندارد BS EN / IEC 62305 منعکس کننده درک علمی بیشتر از صاعقه و اثرات آن طی بیست سال گذشته است و از رشد روزافزون فناوری و سیستم های الکترونیکی بر فعالیت های روزمره ما سنجیده است. پیچیده تر و دقیق تر از مدل قبلی ، BS EN / IEC 62305 شامل چهار قسمت مجزا است - اصول کلی ، مدیریت ریسک ، آسیب فیزیکی به سازه ها و خطر جان و محافظت از سیستم های الکترونیکی.

این قسمتهای استاندارد در اینجا معرفی می شوند. در سال 2010 ، این بخشها تحت بازبینی دوره ای فنی قرار گرفتند ، قسمتهای 1 ، 3 و 4 در سال 2011 منتشر شد. قسمت 2 به روز شده در حال حاضر در حال بحث است و انتظار می رود در اواخر سال 2012 منتشر شود.

نکته اساسی در BS EN / IEC 62305 این است که تمام ملاحظات مربوط به حفاظت از صاعقه توسط یک ارزیابی ریسک جامع و پیچیده انجام می شود و این ارزیابی نه تنها ساختار مورد حفاظت بلکه خدمات مربوط به ساختار را نیز در نظر می گیرد. در حقیقت ، دیگر نمی توان محافظت از صاعقه ساختاری را به صورت جداگانه در نظر گرفت ، حفاظت در برابر اضافه ولتاژهای گذرا یا موج های برق یکپارچه در BS EN / IEC 62305 است.

ساختار BS EN / IEC 62305

سری BS EN / IEC 62305 از چهار قسمت تشکیل شده است که همه آنها باید مورد توجه قرار گیرند. این چهار قسمت در زیر شرح داده شده است:

قسمت 1: اصول کلی

BS EN / IEC 62305-1 (قسمت 1) مقدمه ای بر سایر قسمتهای استاندارد است و در اصل نحوه طراحی سیستم حفاظت از صاعقه (LPS) را مطابق با قطعات همراه استاندارد بیان می کند.

قسمت 2: مدیریت ریسک

رویکرد مدیریت ریسک BS EN / IEC 62305-2 (بخش 2) ، تمرکز زیادی بر آسیب فیزیکی صرفه جویی در ساختار ناشی از تخلیه صاعقه ندارد ، بلکه بیشتر در مورد خطر از دست دادن جان انسان ، از دست دادن خدمات به عمومی ، از بین رفتن میراث فرهنگی و ضرر اقتصادی.

قسمت 3: آسیب جسمی به سازه ها و خطر زندگی

BS EN / IEC 62305-3 (قسمت 3) مستقیماً به قسمت اصلی BS 6651 مربوط می شود. از BS 6651 تفاوت دارد در این تفاوت که این قسمت جدید دارای چهار کلاس یا سطح محافظت LPS است ، در مقایسه با دو پایه (معمولی و سطح بالای خطر) در BS 6651.

قسمت 4: سیستم های الکتریکی و الکترونیکی

در داخل سازه ها ، BS EN / IEC 62305-4 (قسمت 4) حفاظت از سیستم های الکتریکی و الکترونیکی را در داخل سازه ها پوشش می دهد. این تجسم همان چیزی است که ضمیمه C در BS 6651 منتقل کرده است ، اما با یک رویکرد منطقه ای جدید که از آن به عنوان مناطق حفاظت از صاعقه (LPZ) یاد می شود. این اطلاعات برای طراحی ، نصب ، تعمیر و نگهداری و آزمایش سیستم حفاظت از ضربه الکترومغناطیسی صاعقه (LEMP) (که اکنون به عنوان اقدامات حفاظت از ولتاژ - SPM نامیده می شود) برای سیستم های الکتریکی / الکترونیکی موجود در یک ساختار ، فراهم می کند.

جدول زیر یک طرح کلی درباره واریانس اصلی بین استاندارد قبلی ، BS 6651 و BS EN / IEC 62305 ارائه می دهد.

خسارت و ضرر

BS EN / IEC 62305 چهار منبع اصلی آسیب را شناسایی می کند:

S1 به ساختار چشمک می زند

S2 در نزدیکی سازه چشمک می زند

S3 به یک سرویس چشمک می زند

S4 در نزدیکی یک سرویس چشمک می زند

هر منبع آسیب ممکن است منجر به یک یا سه نوع آسیب شود:

D1 آسیب موجودات زنده به دلیل ولتاژ پله ای و لمسی

D2 آسیب فیزیکی (آتش سوزی ، انفجار ، تخریب مکانیکی ، آزادسازی مواد شیمیایی) به دلیل اثرات جریان برق از جمله جرقه زدن

D3 خرابی سیستم های داخلی به دلیل ضربه الکترومغناطیسی رعد و برق (LEMP)

انواع زیر ممکن است در اثر صدمات ناشی از صاعقه ایجاد شود:

L1 از دست دادن زندگی انسان

L2 از دست دادن خدمات به مردم

L3 از بین رفتن میراث فرهنگی

L4 از دست دادن ارزش اقتصادی

روابط همه پارامترهای فوق در جدول 5 خلاصه شده است.

شکل 12 در صفحه 271 انواع آسیب ها و خسارات ناشی از رعد و برق را نشان می دهد.

برای توضیح بیشتر در مورد اصول کلی بخش 1 استاندارد BS EN 62305 ، لطفاً به راهنمای کامل ما "راهنمای BS EN 62305" مراجعه کنید. اگرچه بر روی استاندارد BS EN متمرکز است ، اما این راهنما ممکن است اطلاعات پشتیبانی مورد علاقه مشاورانی را که برای معادل IEC طراحی می کنند ، فراهم کند. لطفا برای اطلاعات بیشتر در مورد این راهنما به صفحه 283 مراجعه کنید.

معیارهای طراحی طرح

حفاظت صاعقه ای ایده آل برای یک سازه و خدمات متصل به آن ، محصور کردن سازه در داخل یک سپر فلزی (جعبه ای) زمینی و کاملاً رسانا است و علاوه بر این اتصال هرگونه سرویس متصل را در نقطه ورود به سپر فراهم می کند.

در اصل ، این امر از نفوذ جریان رعد و برق و میدان الکترومغناطیسی ناشی از آن جلوگیری می کند. با این حال ، در عمل ، چنین امکانی ممکن نیست یا در واقع مقرون به صرفه است.

بنابراین این استاندارد مجموعه مشخصی از پارامترهای جریان رعد و برق را تنظیم می کند که در آن اقدامات حفاظتی که مطابق با توصیه های آن اتخاذ می شوند ، از هرگونه آسیب و خسارت ناشی از آن در نتیجه برخورد صاعقه می کاهد. این کاهش خسارت و از دست دادن نتیجه معتبر است به شرطی که پارامترهای برخورد صاعقه در محدوده های مشخص شده باشد ، که به عنوان سطح حفاظت از صاعقه (LPL) تعیین شده اند.

سطح حفاظت از صاعقه (LPL)

چهار سطح حفاظت بر اساس پارامترهای بدست آمده از مقالات فنی قبلا منتشر شده تعیین شده است. هر سطح دارای یک مجموعه ثابت از حداکثر و حداقل پارامترهای جریان رعد و برق است. این پارامترها در جدول 6 نشان داده شده است. حداکثر مقادیر در طراحی محصولاتی مانند اجزای محافظت کننده در برابر صاعقه و دستگاههای محافظ موج دار (SPD) استفاده شده است. حداقل مقادیر جریان رعد و برق برای استخراج شعاع کره نورد برای هر سطح استفاده شده است.

مناطق حفاظت از صاعقه (LPZ)

مفهوم مناطق حفاظت از صاعقه (LPZ) در BS EN / IEC 62305 به ویژه برای کمک به تعیین اقدامات حفاظتی مورد نیاز برای ایجاد اقدامات محافظتی برای مقابله با ضربه الکترومغناطیسی صاعقه (LEMP) در یک ساختار ، معرفی شد.

اصل کلی این است که تجهیزات مورد نیاز برای محافظت باید در LPZ واقع شوند که مشخصات الکترومغناطیسی آن با قابلیت مقاومت در برابر فشار یا ایمنی سازگار است.

این مفهوم برای مناطق خارجی ، با خطر سکته صاعقه مستقیم (LPZ 0) مناسب است_A) ، یا خطر وقوع جریان جزئی رعد و برق (LPZ 0)_B) ، و سطح حفاظت در مناطق داخلی (LPZ 1 و LPZ 2).

به طور کلی هرچه تعداد منطقه بیشتر باشد (LPZ 2 ؛ LPZ 3 و غیره) اثرات الکترومغناطیسی مورد انتظار کمتر است. به طور معمول ، هر تجهیزات الکترونیکی حساس باید در LPZ های دارای شماره بالاتر قرار داشته باشد و با اقدامات مربوط به محافظت در برابر موج در برابر LEMP محافظت شود ("SPM" همانطور که در BS EN 62305: 2011 تعریف شده است).

پیش از این در BS EN / IEC 62305: 2006 از SPM به عنوان سیستم اندازه گیری حفاظت LEMP (LPMS) یاد می شد.

شکل 13 برجسته مفهوم LPZ است که به ساختار و SPM اعمال می شود. این مفهوم در BS EN / IEC 62305-3 و BS EN / IEC 62305-4 گسترش یافته است.

انتخاب مناسب ترین SPM با استفاده از ارزیابی خطر مطابق با BS EN / IEC 62305-2 انجام می شود.

BS EN / IEC 62305-2 مدیریت ریسک

BS EN / IEC 62305-2 کلیدی برای اجرای صحیح BS EN / IEC 62305-3 و BS EN / IEC 62305-4 است. ارزیابی و مدیریت ریسک اکنون انجام شده است عمیق تر و گسترده تر از رویکرد BS 6651 است.

BS EN / IEC 62305-2 به طور خاص با ارزیابی ریسک سروکار دارد ، نتایج آن سطح سیستم حفاظت از صاعقه (LPS) مورد نیاز را مشخص می کند. در حالی که BS 6651 9 صفحه (شامل ارقام) را به موضوع ارزیابی ریسک اختصاص داده است ، BS EN / IEC 62305-2 در حال حاضر حاوی بیش از 150 صفحه است.

اولین مرحله ارزیابی ریسک شناسایی این است که ساختار و محتوای آن از بین چهار نوع خسارت (که در BS EN / IEC 62305-1 مشخص شده است) کدام یک از آنها است. هدف نهایی ارزیابی ریسک ، تعیین کمیت و در صورت لزوم کاهش خطرات اصلی مربوطه است:

R₁ خطر از دست دادن زندگی انسان است

R₂ خطر از دست دادن خدمات به مردم

R₃ خطر از بین رفتن میراث فرهنگی

R₄ خطر از دست دادن ارزش اقتصادی

برای هر یک از سه ریسک اولیه ، یک خطر قابل تحمل (R_T) تنظیم شده است. این داده ها را می توان در جدول 7 IEC 62305-2 یا جدول NK.1 ضمیمه ملی BS EN 62305-2 تهیه کرد.

هر خطر اصلی (R_n) از طریق یک سری طولانی از محاسبات ، همانطور که در استاندارد تعریف شده است ، تعیین می شود. اگر خطر واقعی (R_n) کمتر یا برابر با خطر قابل تحمل است (R_T) ، بنابراین هیچ اقدامات حفاظتی مورد نیاز نیست. اگر خطر واقعی (R_n) بیشتر از خطر قابل تحمل مربوطه است (R_T) ، سپس اقدامات حفاظتی باید انجام شود. روند فوق تکرار می شود (با استفاده از مقادیر جدید که مربوط به اقدامات محافظتی انتخاب شده است) تا R_n کمتر یا برابر آن است R_T. این فرآیند تکراری همانطور که در شکل 14 نشان داده شده است ، تصمیم گیری در مورد انتخاب یا در واقع سطح حفاظت از صاعقه (LPL) سیستم حفاظت از صاعقه (LPS) و اقدامات حفاظتی موج (SPM) برای مقابله با تکانه الکترومغناطیسی صاعقه (LEMP) می کند.

BS EN / IEC 62305-3 آسیب فیزیکی به سازه ها و خطر زندگی

این بخش از مجموعه استانداردها مربوط به اقدامات حفاظتی در داخل و اطراف یک سازه است و به همین ترتیب مستقیماً به قسمت عمده BS 6651 مربوط می شود.

بدنه اصلی این قسمت از استاندارد در مورد طراحی سیستم محافظت از صاعقه (LPS) خارجی ، LPS داخلی و برنامه های نگهداری و بازرسی راهنمایی می کند.

سیستم حفاظت از صاعقه (LPS)

BS EN / IEC 62305-1 چهار سطح محافظت در برابر صاعقه (LPLs) را بر اساس حداقل و حداکثر احتمال جریان صاعقه تعریف کرده است. این LPL ها مستقیماً با کلاسهای سیستم محافظت در برابر صاعقه (LPS) برابر هستند.

همبستگی بین چهار سطح LPL و LPS در جدول 7 مشخص شده است. در اصل ، هر چه LPL بیشتر باشد ، به کلاس بالاتر LPS نیز نیاز است.

طبقه LPS برای نصب توسط نتیجه محاسبه ارزیابی ریسک مشخص شده در BS EN / IEC 62305-2 اداره می شود.

ملاحظات طراحی LPS خارجی

طراح حفاظت از صاعقه باید در ابتدا اثرات حرارتی و انفجاری ناشی از برخورد صاعقه و عواقب سازه مورد نظر را در نظر بگیرد. بسته به عواقب ، طراح ممکن است هر یک از انواع زیر LPS خارجی را انتخاب کند:

- جدا شده

- منزوی نیست

LPS جداگانه معمولاً هنگامی انتخاب می شود که ساختار از مواد قابل احتراق ساخته شده باشد یا خطر انفجار را ایجاد کند.

برعکس ، ممکن است در صورت وجود چنین خطری ، یک سیستم غیر منزوی نصب شود.

LPS خارجی متشکل از:

- سیستم خاتمه هوا

- سیستم هادی پایین

- سیستم خاتمه زمین

این عناصر جداگانه یک LPS باید با استفاده از اجزای محافظ صاعقه مناسب (LPC) مطابق با سری BS EN 62305 (در مورد BS EN 50164) با سری BS EN 62561 به هم متصل شوند (توجه داشته باشید که این سری BS EN جایگزین BS EN / IEC نمی شود XNUMX سری) این اطمینان می دهد که در صورت تخلیه جریان صاعقه به سازه ، طراحی صحیح و انتخاب اجزا آسیب احتمالی را به حداقل می رساند.

سیستم خاتمه هوا

نقش یک سیستم خاتمه هوا این است که جریان تخلیه رعد و برق را از طریق هادی پایین و سیستم خاتمه زمین به زمین منتقل کند. بنابراین استفاده از یک سیستم خنک کننده هوا که به درستی طراحی شده ، از اهمیت حیاتی برخوردار است.

BS EN / IEC 62305-3 برای طراحی خاتمه هوا از موارد زیر پشتیبانی می کند:

- میله های هوا (یا قسمتهای پایانی) چه از نوع ایستاده آزاد باشند و چه از طریق اتصال به هادی ها برای ایجاد مش بر روی سقف

- هادی های Catenary (یا معلق) ، چه توسط دکل های ایستاده آزاد پشتیبانی شوند و چه با هادی ها در ارتباط باشند تا مش بر روی سقف تشکیل شود

- شبکه رسانای مشبک که ممکن است در تماس مستقیم با سقف قرار داشته باشد یا در بالای آن معلق شود (درصورتی که از اهمیت بالایی برخوردار نباشد که سقف در معرض تخلیه صاعقه مستقیم قرار نگیرد)

این استاندارد كاملاً روشن كرده است كه انواع سیستم های خاتمه هوا كه مورد استفاده قرار می گیرند باید شرایط تعیین شده در بدنه استاندارد را داشته باشند. این نکته برجسته می کند که اجزای خاتمه هوا باید بر روی گوشه ها ، نقاط در معرض و لبه های سازه نصب شوند. سه روش اساسی توصیه شده برای تعیین موقعیت سیستم های پایان هوا:

- روش کره نورد

- روش زاویه محافظ

- روش مشبک

این روشها در صفحات زیر به تفصیل شرح داده شده است.

روش کره نورد

روش نورد کره یک ابزار ساده برای شناسایی مناطق یک سازه است که نیاز به محافظت دارد ، با در نظر گرفتن احتمال ضربه های جانبی به سازه. مفهوم اساسی استفاده از کره نورد بر روی یک ساختار در شکل 15 نشان داده شده است.

از روش کره نورد در BS 6651 استفاده شده است ، تنها تفاوت این است که در BS EN / IEC 62305 شعاع های مختلف کره نورد وجود دارد که مطابق با کلاس مربوط به LPS است (به جدول 8 مراجعه کنید).

این روش برای تعریف مناطق حفاظتی برای انواع سازه ها ، به ویژه سازه های هندسه پیچیده مناسب است.

روش زاویه محافظ

روش زاویه محافظ ، ساده سازی ریاضی روش کره نورد است. زاویه محافظ (a) زاویه ایجاد شده بین نوک (A) میله عمودی و خطی است که به سطحی که میله روی آن قرار دارد برآمده است (شکل 16 را ببینید).

زاویه محافظتی که توسط یک میله هوا فراهم می شود ، واضح است که یک مفهوم سه بعدی است که به موجب آن میله می تواند یک مخروط محافظتی را با جارو کردن خط AC در زاویه محافظت 360 درجه کامل در اطراف میله هوا ، به خود اختصاص دهد.

زاویه محافظ با تغییر ارتفاع میله هوا و کلاس LPS متفاوت است. زاویه محافظتی که توسط یک میله هوا ارائه می شود از جدول 2 BS EN / IEC 62305-3 تعیین می شود (شکل 17 را ببینید).

تغییر در زاویه حفاظت تغییر در منطقه 45 درجه حفاظت ساده است که در بیشتر موارد در BS 6651 ایجاد می شود. بعلاوه ، در استاندارد جدید از ارتفاع سیستم خاتمه هوا بالاتر از سطح مرجع ، چه سطح زمین و چه سقف استفاده می شود (نگاه کنید به شکل 18)

روش مشبک

این روشی است که معمولاً تحت توصیه های BS 6651 مورد استفاده قرار می گیرد. مجدداً ، در BS EN / IEC 62305 چهار اندازه مختلف شبکه خاتمه هوا تعریف شده و مطابق با کلاس مربوطه LPS است (به جدول 9 مراجعه کنید).

این روش درصورتی که شرایط زیر احتیاج به محافظت داشته باشد مناسب است:

- هادی های خاتمه هوا باید در لبه های سقف ، برآمدگی های سقف و بر روی برجستگی های سقف با یک گام بیش از 1 در 10 قرار داشته باشند (5.7 درجه سانتیگراد)

- هیچ نصب فلزی از سیستم خنک کننده هوا بیرون زده است

تحقیقات جدید در مورد صدمات صاعقه ای نشان داده است که لبه ها و گوشه های سقف ها بیشتر در معرض آسیب قرار دارند.

بنابراین در تمام سازه ها به ویژه با سقف های مسطح ، هادی های محیطی باید تا حد امکان به لبه های خارجی سقف نصب شوند.

همانطور که در BS 6651 ، استاندارد کنونی اجازه استفاده از رساناها (چه از نوع فلزات بتن یا از نوع هادی LP اختصاصی) را در زیر سقف داده است. میله های هوای عمودی (صفحات نهایی) یا صفحات ضربه باید در بالای سقف نصب شده و در زیر به سیستم هادی متصل شوند. میله های هوا نباید بیش از 10 متر از یکدیگر فاصله داشته باشند و اگر از صفحات ضربه ای به عنوان گزینه دیگر استفاده می شود ، باید از نظر استراتژیک روی سطح سقف با فاصله بیش از 5 متر قرار گیرند.

سیستم های خنک کننده غیر متعارف هوا

در طول سال ها بحث های فنی (و تجاری) زیادی پیرامون صحت ادعاهای مطرح شده توسط طرفداران چنین سیستم هایی جریان داشته است.

این موضوع به طور گسترده در کارگروه های فنی که BS EN / IEC 62305 را جمع آوری کرده اند مورد بحث قرار گرفت. نتیجه این بود که با اطلاعاتی که در این استاندارد قرار دارد باقی بماند.

BS EN / IEC 62305 به صراحت بیان می کند که حجم یا منطقه حفاظت شده توسط سیستم خاتمه هوا (به عنوان مثال میله هوا) فقط با توجه به بعد واقعی فیزیکی سیستم خاتمه هوا تعیین می شود.

این بیانیه در نسخه 2011 BS EN 62305 تقویت می شود ، نه اینکه بخشی از یک ضمیمه باشد (ضمیمه A BS EN / IEC 62305-3: 2006) ، در سیستم استاندارد گنجانده شود.

به طور معمول اگر میله هوا 5 متر بلند باشد ، تنها ادعای منطقه حفاظت شده توسط این میله هوا بر اساس 5 متر و کلاس مربوط به LPS خواهد بود و نه هر نوع ابعاد پیشرفته ای که برخی از میله های هوا غیر متعارف ادعا می کنند.

هیچ استاندارد دیگری برای اجرای موازی با این استاندارد BS EN / IEC 62305 در نظر گرفته نشده است.

اجزای طبیعی

هنگامی که سقف های فلزی به عنوان یک ترتیب طبیعی برای خاتمه هوا در نظر گرفته می شوند ، پس BS 6651 راهنمایی در مورد حداقل ضخامت و نوع ماده در نظر گرفته شده ارائه می دهد.

BS EN / IEC 62305-3 راهنمای مشابه و همچنین اطلاعات اضافی را ارائه می دهد اگر سقف باید ضد سوراخ شدن ناشی از تخلیه صاعقه باشد (جدول 10 را ببینید).

همیشه باید حداقل دو هادی پایین در اطراف محیط ساختار توزیع شود. هادی های پایین باید هر جا ممکن است در هر گوشه از سازه های نصب شده نصب شوند زیرا تحقیقات نشان داده است که این ها قسمت اصلی جریان صاعقه را حمل می کنند.

اجزای طبیعی

BS EN / IEC 62305 ، مانند BS 6651 ، استفاده از قطعات فلزی شانس دار را برای استفاده در LPS یا داخل سازه تشویق می کند.

در مواردی که BS 6651 در هنگام استفاده از میله های تقویت کننده واقع در سازه های بتونی ، یک تداوم الکتریکی را ترغیب می کند ، BS EN / IEC 62305-3 نیز همین کار را می کند. علاوه بر این ، این مقاله بیان می کند که میله های تقویت کننده جوش داده می شوند ، با اجزای اتصال مناسب بست می شوند یا حداقل 20 برابر قطر میلگرد با هم تداخل دارند. این امر برای اطمینان از این است که آن میله های تقویت کننده که احتمالاً جریان برق دارند ، از یک طول به طول دیگر اتصالات ایمن دارند.

در مواقعی که لازم است میله های تقویت کننده داخلی به هادی های پایین یا شبکه زمینی متصل شوند ، تنظیمات نشان داده شده در شکل 20 مناسب است. اگر قرار باشد اتصال از هادی اتصال به میلگرد در بتن محصور شود ، استاندارد توصیه می کند که از دو گیره استفاده کنید ، یکی به یک طول میلگرد و دیگری به یک میلگرد دیگر متفاوت باشد. سپس اتصالات باید توسط یک ترکیب بازدارنده رطوبت مانند نوار Denso محصور شود.

اگر میله های تقویت کننده (یا قاب های فولادی سازه ای) به عنوان هادی پایین استفاده شوند ، باید پیوستگی الکتریکی را از سیستم خاتمه هوا به سیستم زمین مشخص کنیم. برای سازه های ساختمانی جدید می توان این تصمیم را در مراحل اولیه ساخت با استفاده از میله های تقویت کننده اختصاصی یا جایگزین اجرای یک هادی مس اختصاصی از بالای سازه تا پی قبل از ریختن بتن تصمیم گرفت. این رسانای مس اختصاصی باید بصورت دوره ای به میله های تقویت کننده مجاور / مجاور متصل شود.

اگر در مسیر و تداوم میله های تقویت کننده در ساختارهای موجود تردید وجود داشته باشد ، باید یک سیستم رسانای پایین خارجی نصب شود. این موارد باید به طور ایده آل به شبکه تقویت کننده سازه ها در بالا و پایین سازه متصل شوند.

سیستم خاتمه زمین

سیستم خاتمه زمین برای پراکندگی جریان صاعقه با خیال راحت و م intoثر در زمین حیاتی است.

مطابق با BS 6651 ، استاندارد جدید یک سیستم خاتمه یکپارچه خاکی را برای یک سازه ، ترکیبی از سیستم های حفاظت از صاعقه ، قدرت و مخابرات پیشنهاد می کند. موافقت مرجع عملیاتی یا مالک سیستم های مربوطه باید قبل از انجام هرگونه اوراق قرضه انجام شود.

اتصال خوب زمین باید دارای ویژگی های زیر باشد:

- مقاومت الکتریکی کم بین الکترود و زمین. هرچه مقاومت الکترود زمین پایین تر باشد ، احتمال اینکه جریان رعد و برق در آن مسیر ترجیح داده شود نسبت به سایر مسیرها را انتخاب می کند ، و اجازه می دهد جریان با خیال راحت هدایت شود و در زمین پخش شود.

- مقاومت در برابر خوردگی خوب. انتخاب ماده برای الکترود زمین و اتصالات آن از اهمیت حیاتی برخوردار است. سالها در خاک مدفون خواهد شد ، بنابراین کاملاً قابل اطمینان است

استاندارد از یک مقاومت زمینی پایین حمایت می کند و اشاره می کند که با یک سیستم خاتمه کامل زمین 10 اهم یا کمتر می توان به آن رسید.

از سه ترتیب اساسی الکترودهای زمینی استفاده می شود.

- ترتیب نوع A

- آرایش نوع B

- الکترودهای پایه بنیادی

ترتیب نوع A را انتخاب کنید

این شامل الکترودهای زمینی افقی یا عمودی است که به هر یک از هادی های پایین متصل شده در خارج از سازه متصل می شوند. در اصل این سیستم زمینی است که در BS 6651 استفاده شده است ، جایی که هر هادی پایین یک الکترود زمین (میله) به آن متصل است.

آرایش نوع B

این آرایش در واقع یک الکترود کاملاً متصل به حلقه زمین است که در اطراف محیط سازه قرار گرفته و حداقل 80٪ از طول کل آن با خاک اطراف در تماس است (یعنی 20٪ از طول کلی آن ممکن است در زیرزمین سازه و در تماس مستقیم با زمین نیست).

الکترودهای پایه بنیادی

این اساساً یک ترتیب زمینی نوع B است. این شامل رساناهایی است که در پایه بتنی سازه نصب شده اند. در صورت نیاز به الکترودهای اضافی ، آنها باید همان معیارهای نوع B را داشته باشند. از الکترودهای پایه زمین می توان برای تقویت مش پایه تقویت کننده فولاد استفاده کرد.

فاصله جداسازی (جداسازی) LPS خارجی

فاصله جداسازی (یعنی عایق الکتریکی) بین LPS خارجی و قطعات فلزی ساختاری اساساً مورد نیاز است. با این کار احتمال ورود جریان رعد و برق جزئی در سازه به حداقل می رسد.

این می تواند با قرار دادن هادی های صاعقه به اندازه کافی دور از هر قسمت رسانا که دارای مسیرهای منتهی به سازه است ، حاصل شود. بنابراین ، اگر تخلیه رعد و برق به هادی صاعقه برخورد کند ، نمی تواند شکاف را پر کند و به سمت فلزات مجاور چشمک بزند.

BS EN / IEC 62305 یک سیستم خاتمه یکپارچه خاتم زمین را برای یک سازه ، ترکیبی از سیستم های حفاظت از صاعقه ، قدرت و سیستم های مخابراتی توصیه می کند.

ملاحظات طراحی LPS داخلی

نقش اساسی LPS داخلی اطمینان از جلوگیری از جرقه های خطرناک است که در سازه مورد محافظت رخ می دهد. این امر می تواند به دنبال تخلیه رعد و برق ، ناشی از جریان رعد و برق در LPS خارجی یا در واقع سایر قسمتهای رسانای سازه و تلاش برای فلش یا جرقه زدن به تاسیسات داخلی فلزی باشد.

انجام اقدامات مناسب پیوند بالقوه یا اطمینان از وجود فاصله عایق الکتریکی کافی بین قطعات فلزی می تواند از ایجاد جرقه های خطرناک بین قطعات مختلف فلزی جلوگیری کند.

پیوند برابری توان برق

پیوند بالقوه صرفاً اتصال الكتریكی تمام تأسیسات / قطعات فلزی مناسب است ، به گونه ای كه در صورت جریان جریان صاعقه ، هیچ قطعه فلزی در پتانسیل ولتاژ متفاوتی نسبت به یكدیگر نیست. اگر قطعات فلزی اساساً در همان پتانسیل باشند ، خطر جرقه زدن یا روشن شدن برق از بین می رود.

این اتصال الکتریکی را می توان با اتصال طبیعی / بختیاری یا با استفاده از هادی های اتصال خاص که مطابق جداول 8 و 9 BS EN / IEC 62305-3 است ، به دست آورد.

اتصال می تواند با استفاده از دستگاه های محافظ در برابر موج (SPD) در صورت عدم اتصال مستقیم با هادی های اتصال ، انجام شود.

شکل 21 (که بر اساس BS EN / IEC 62305-3 figE.43 است) نمونه ای نمونه از آرایش پیوندهای بالقوه را نشان می دهد. سیستم گاز ، آب و گرمایش مرکزی مستقیماً به میله پیوند بالقوه واقع در داخل اما نزدیک به یک دیواره خارجی نزدیک به سطح زمین متصل می شوند. کابل برق از طریق یک SPD مناسب ، بالادست از کنتور برق ، به میله اتصال پتانسیل متصل می شود. این میله اتصال باید نزدیک به صفحه اصلی توزیع (MDB) واقع شود و همچنین از نزدیک با سیستم خاتمه زمین با هادی های کوتاه متصل باشد. در سازه های بزرگتر یا بزرگتر ممکن است چندین میله پیوند لازم باشد اما همه آنها باید بهم متصل شوند.

صفحه نمایش هر کابل آنتن به همراه هر منبع تغذیه محافظتی برای لوازم الکترونیکی که به داخل سازه هدایت می شوند نیز باید در نوار برابری باند شوند.

راهنمایی بیشتر در مورد پیوندهای بالقوه ، سیستم های اتصال زمین اتصال متصل به شبکه و انتخاب SPD در کتاب راهنمای LSP یافت می شود.

BS EN / IEC 62305-4 سیستم های الکتریکی و الکترونیکی درون سازه ها

سیستم های الکترونیکی اکنون تقریباً در همه جنبه های زندگی ما ، از محیط کار ، از طریق پر کردن ماشین با بنزین و حتی خرید از سوپرمارکت های محلی فراگیر است. ما به عنوان یک جامعه ، به شدت به عملکرد مداوم و کارآمد چنین سیستم هایی اعتماد داریم. در دو دهه گذشته استفاده از رایانه ، کنترل فرآیند الکترونیکی و ارتباطات از راه دور منفجر شده است. نه تنها سیستم های بیشتری وجود دارند ، اندازه فیزیکی الکترونیک نیز به میزان قابل توجهی کاهش یافته است (اندازه کوچکتر به معنای انرژی کمتری است که برای آسیب رساندن به مدارها ضروری است).

BS EN / IEC 62305 می پذیرد که ما اکنون در عصر الکترونیکی زندگی می کنیم ، و از طریق قسمت 4 ، LEMP (ایمپالس الکترومغناطیسی برق) برای سیستم های الکترونیکی و الکتریکی را به عنوان یکپارچه استاندارد تبدیل می کنیم. LEMP اصطلاحی است که به تأثیرات الکترومغناطیسی کلی رعد و برق ، از جمله افزایش جریان (اضافه ولتاژ و جریان گذرا) و تابش اثرات میدان الکترومغناطیسی.

آسیب LEMP به قدری شایع است که به عنوان یکی از انواع خاص (D3) شناخته می شود که در برابر آن محافظت می شود و آسیب LEMP می تواند از تمام نقاط برخورد به سازه یا خدمات متصل - مستقیم یا غیرمستقیم - برای مراجعه بیشتر به انواع آن رخ دهد. به خسارات ناشی از صاعقه نگاه کنید به جدول 5. این روش گسترده همچنین خطر آتش سوزی یا انفجار مربوط به سرویس های متصل به سازه ، به عنوان مثال برق ، مخابرات و سایر خطوط فلزی را در نظر می گیرد.

رعد و برق تنها تهدید نیست ...

اضافه ولتاژهای گذرا ناشی از حوادث سوئیچینگ الکتریکی بسیار رایج است و می تواند منبع تداخل قابل توجهی باشد. جریان عبوری از یک رسانا یک میدان مغناطیسی ایجاد می کند که در آن انرژی ذخیره می شود. با قطع یا خاموش شدن جریان ، ناگهان انرژی در میدان مغناطیسی آزاد می شود. در تلاش برای دفع خود ، به یک ولتاژ گذرا تبدیل می شود.

هرچه انرژی ذخیره شده بیشتر باشد ، گذرا در نتیجه بزرگتر خواهد بود. جریانهای بالاتر و طول هادی بیشتر هر دو به انرژی بیشتر ذخیره شده و همچنین آزاد می شوند!

به همین دلیل است که بارهای القایی مانند موتورها ، ترانسفورماتورها و درایوهای الکتریکی همگی از دلایل اصلی سوئیچینگ گذرا هستند.

اهمیت BS EN / IEC 62305-4

قبلاً از اضافه ولتاژ گذرا یا حفاظت از ولتاژ به عنوان یک ضمیمه مشاوره ای در استاندارد BS 6651 ، با ارزیابی خطر جداگانه استفاده شده بود. در نتیجه ، اغلب پس از آسیب دیدن تجهیزات ، محافظت معمولاً از طریق تعهد به شرکت های بیمه صورت می گرفت. با این حال ، ارزیابی ریسک منفرد در BS EN / IEC 62305 حکم می کند که آیا حفاظت ساختاری و / یا LEMP مورد نیاز است از این رو نمی توان حفاظت از صاعقه ساختاری را جدا از حفاظت از ولتاژ گذرا - معروف به دستگاههای محافظ موج دار (SPD) در این استاندارد جدید. این خود یک انحراف قابل توجه از BS 6651 است.

در واقع ، مطابق BS EN / IEC 62305-3 ، دیگر نمی توان سیستم LPS را بدون اتصال برق جریان برق یا اتصال پایدار SPD به سرویس های فلزی ورودی که دارای "هسته های زنده" هستند - مانند کابل های برق و مخابرات - که مستقیماً قابل اتصال نیستند ، نصب کرد. به زمین. چنین SPD هایی لازم است که با جلوگیری از جرقه های خطرناک که می تواند خطر آتش سوزی یا شوک الکتریکی ایجاد کند ، در برابر خطر از دست دادن جان انسان محافظت کند.

از SPD های جریان برق یا پیوند احتمالی برق نیز در خطوط سرویس هوایی تغذیه سازه ای که در معرض خطر حمله مستقیم قرار دارند استفاده می شود. با این حال ، استفاده از این SPD ها به تنهایی "هیچگونه محافظت م effectiveثری در برابر خرابی سیستمهای حساس الكترونیكی یا الكترونیكی" برای نقل قول BS EN / IEC 62305 قسمت 4 ، كه بطور خاص به حفاظت از سیستمهای الكتریكی و الكترونیكی درون سازه اختصاص دارد ، نمی دهد.

SPD های جریان رعد و برق بخشی از یک مجموعه هماهنگ از SPD ها را تشکیل می دهند که شامل SPD های ولتاژ بیش از حد هستند - که در کل برای محافظت موثر از سیستم های حساس الکتریکی و الکترونیکی در برابر صاعقه و گذرگاه های سوئیچینگ مورد نیاز هستند.

مناطق حفاظت از صاعقه (LPZ)

در حالی که BS 6651 مفهومی از منطقه بندی را در ضمیمه C (مکانهای دسته A ، B و C) به رسمیت می شناسد ، BS EN / IEC 62305-4 مفهوم مناطق حفاظت از صاعقه (LPZ) را تعریف می کند. شکل 22 مفهوم اساسی LPZ را که با اقدامات حفاظتی در برابر LEMP تعریف شده است به شرح جزئیات 4 نشان می دهد.

در داخل یک ساختار ، مجموعه ای از LPZ ها ایجاد می شوند تا به طور متوالی کمتر در معرض اثرات رعد و برق قرار بگیرند یا مشخص شوند.

مناطق متوالی از ترکیبی از پیوند ، محافظ و SPD های هماهنگ برای دستیابی به کاهش قابل توجه در شدت LEMP ، از جریان های موج دار و ولتاژهای گذرا و همچنین اثرات میدان مغناطیسی تابشی استفاده می کنند. طراحان این سطوح را هماهنگ می کنند تا تجهیزات حساس تری در مناطق محافظت شده قرار بگیرند.

LPZ ها را می توان به دو دسته تقسیم کرد - 2 منطقه خارجی (LPZ 0)_A، LPZ 0_B) و معمولاً 2 منطقه داخلی (LPZ 1 ، 2) اگرچه در صورت لزوم می توان مناطق بیشتری را برای کاهش بیشتر میدان الکترومغناطیسی و جریان رعد و برق معرفی کرد.

مناطق خارجی

0 LPZ_A منطقه ای است که مورد حمله مستقیم رعد و برق قرار می گیرد و بنابراین ممکن است مجبور باشد جریان صاعقه کامل را تحمل کند.

این به طور معمول مساحت سقف یک سازه است. میدان الکترومغناطیسی کامل در اینجا رخ می دهد.

0 LPZ_B منطقه ای نیست که مورد ضربه مستقیم رعد و برق قرار گیرد و به طور معمول دیوارهای جانبی یک سازه است.

با این حال ، میدان کامل الکترومغناطیسی هنوز در اینجا رخ می دهد و جریان های رعد و برق جزئی انجام می شود و موج سوئیچینگ می تواند در اینجا رخ دهد.

مناطق داخلی

LPZ 1 ناحیه داخلی است که در معرض جریانهای جزئی رعد و برق است. جریان رعد و برق و / یا موج سوئیچینگ در مقایسه با مناطق خارجی LPZ 0 کاهش می یابد_A، LPZ 0_B.

این معمولاً منطقه ای است که سرویس ها وارد سازه می شوند یا تابلوی برق اصلی در آن قرار دارد.

LPZ 2 یک منطقه داخلی است که بیشتر در داخل سازه قرار دارد ، جایی که بقایای جریانهای ضربه رعد و برق و / یا موج سوئیچینگ در مقایسه با LPZ 1 کاهش می یابد.

این معمولاً یک اتاق نمایش داده شده یا برای منبع تغذیه در منطقه تابلوی توزیع زیر است. سطح حفاظت در داخل یک منطقه باید با خصوصیات ایمنی تجهیزات مورد محافظت هماهنگ شود ، یعنی هرچه تجهیزات حساس تر باشند ، منطقه مورد نیاز محافظت می شود.

پارچه و طرح موجود در یک ساختمان ممکن است مناطقی را به راحتی آشکار کند یا ممکن است برای ایجاد مناطق مورد نیاز ، از تکنیک های LPZ استفاده شود.

اقدامات محافظت در برابر موج (SPM)

بعضی از مناطق یک سازه ، مانند یک اتاق دارای صفحه نمایش ، در مقایسه با مناطق دیگر در برابر صاعقه محافظت می شود و می توان با طراحی دقیق LPS ، اتصال زمین خدمات فلزی مانند آب و گاز و کابل کشی ، مناطق محافظت شده بیشتری را گسترش داد. تکنیک. با این حال ، نصب صحیح دستگاههای محافظ موج دار (SPD) است که از تجهیزات در برابر آسیب محافظت می کند و همچنین تداوم عملکرد آن را تضمین می کند - برای از بین بردن زمان خرابی بسیار مهم است. در کل از این اقدامات تحت عنوان Surge Protection Measures (SPM) (سیستم اقدامات حفاظتی LEMP سابق (LPMS)) یاد می شود.

هنگام استفاده از اتصال ، محافظ و SPD ، برتری فنی باید با ضرورت اقتصادی متعادل شود. برای سازه های جدید ، اقدامات پیوند و غربالگری می توانند بصورت یکپارچه طراحی شوند تا بخشی از SPM کامل را تشکیل دهند. با این حال ، برای یک ساختار موجود ، مقاوم سازی مجموعه ای از SPD های هماهنگ ، آسان ترین و مقرون به صرفه ترین راه حل است.

برای تغییر این متن روی دکمه ویرایش کلیک کنید. Lorem ipsum dolor sit amet، elite adipiscing consectetur. Ut elit tellus، luctus nec ullamcorper mattis، pulvinar dapibus leo.

SPD های هماهنگ شده

BS EN / IEC 62305-4 بر استفاده از SPD های هماهنگ برای حفاظت از تجهیزات در محیط آنها تأکید دارد. این به معنای ساده مجموعه ای از SPD است که مکان و ویژگی های LEMP آن به گونه ای هماهنگ شده است که از تجهیزات موجود در محیط آنها با کاهش اثرات LEMP به سطح ناامن محافظت کند. بنابراین ممکن است یک SPD جریان رعد و برق سنگین در ورودی سرویس برای کنترل اکثر انرژی موج (جریان رعد و برق جزئی از یک LPS و / یا خطوط هوایی) با اضافه ولتاژ گذرا مربوطه با هماهنگی به علاوه SPD های اضافه ولتاژ پایین دست تا سطح ایمن کنترل شود برای محافظت از تجهیزات ترمینال از جمله آسیب احتمالی با تعویض منابع ، به عنوان مثال موتورهای بزرگ القایی. SPD های مناسب باید در هر مکانی که سرویس ها از یک LPZ به دیگری عبور می کنند نصب شود.

SPD های هماهنگ باید برای محافظت از تجهیزات در محیط خود به طور م togetherثر به عنوان یک سیستم آبشار کار کنند. به عنوان مثال ، SPD جریان رعد و برق در ورودی سرویس باید اکثر انرژی موج را کنترل کند ، SPD های ولتاژ پایین دست برای کنترل ولتاژ به اندازه کافی تسکین می یابد.

SPD های مناسب باید در هر مکانی که سرویس ها از یک LPZ به دیگری عبور می کنند نصب شود

هماهنگی ضعیف می تواند به این معنی باشد که SPD های ولتاژ بیش از حد در معرض انرژی موجی قرار دارند که هم خود و هم تجهیزات بالقوه را در معرض آسیب قرار می دهد.

بعلاوه ، سطح حفاظت ولتاژ یا ولتاژهای عبور از SPD های نصب شده باید با ولتاژ مقاومت عایق قطعات نصب و مقاومت در برابر ایمنی ولتاژ تجهیزات الکترونیکی هماهنگ شود.

SPD های پیشرفته

در حالی که صدمه کامل به تجهیزات مطلوب نیست ، نیاز به حداقل میزان خرابی در نتیجه از دست دادن عملکرد یا سو mal عملکرد تجهیزات نیز می تواند حیاتی باشد. این خصوصاً برای صنایعی که به مردم خدمت می کنند ، اعم از بیمارستان ، م ،سسات مالی ، کارخانه های تولیدی یا مشاغل تجاری ، از اهمیت ویژه ای برخوردار است ، جایی که عدم توانایی در ارائه خدمات به دلیل از بین رفتن کارکرد تجهیزات منجر به سلامت و ایمنی و / یا مالی قابل توجهی می شود عواقب.

SPD های استاندارد ممکن است فقط در برابر موجهای متداول حالت (بین هادی های زنده و زمین) محافظت کنند ، و محافظت م effectiveثری در برابر صدمات کامل دارند اما نه در برابر خرابی به دلیل خرابی سیستم.

بنابراین BS EN 62305 استفاده از SPD های پیشرفته (SPD *) را در نظر می گیرد که در صورت نیاز به کار مداوم ، خطر آسیب و سوf عملکرد تجهیزات مهم را کاهش می دهد. بنابراین نصب کنندگان باید بیش از آنچه که قبلاً بوده اند از کاربرد و نصب SPD آگاه باشند.

SPD های برتر یا پیشرفته محافظت ولتاژ کمتری (بهتر) در برابر موج را در حالت معمول و حالت دیفرانسیل (بین هادی های زنده) ایجاد می کنند و بنابراین از اقدامات پیوندی و محافظتی نیز محافظت بیشتری می کنند.

چنین SPD های پیشرفته ای حتی می توانند از نوع 1 + 2 + 3 شبکه یا حفاظت از داده / مخابرات Cat Cat D + C + B در یک واحد محافظت کنند. از آنجایی که تجهیزات ترمینال ، به عنوان مثال رایانه ها ، بیشتر در معرض خطر افزایش فشار حالت دیفرانسیل هستند ، این محافظت اضافی می تواند یک امر حیاتی باشد.

بعلاوه ، ظرفیت محافظت در برابر موجهای متداول و افتراقی باعث می شود که تجهیزات در حین فعالیت موجی در کار خود باقی بمانند - سود قابل توجهی برای سازمانهای خدمات تجاری ، صنعتی و عمومی فراهم می کند.

تمام SPD های LSP عملکرد پیشرفته SPD را با صنعت منجر به ولتاژ کم عبور می کنند

(سطح حفاظت ولتاژ ، U_p) ، زیرا این بهترین انتخاب برای دستیابی به محافظت مكرر مقرون به صرفه و بدون تعمیر و نگهداری علاوه بر جلوگیری از خرابی سیستم است. محافظت از ولتاژ عبور از ولتاژ پایین در همه حالت های متداول و دیفرانسیل به این معنی است که برای محافظت به واحدهای کمتری احتیاج دارید که باعث صرفه جویی در هزینه واحد و نصب و همچنین زمان نصب می شود.

تمام SPD های LSP با استفاده از صنعت منجر به ولتاژ پایین ، عملکرد SPD را افزایش می دهند

نتیجه

صاعقه تهدیدی آشکار برای سازه است اما به دلیل افزایش استفاده و اتکا به تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی ، تهدیدی رو به رشد برای سیستم های درون سازه است. سری استاندارد BS EN / IEC 62305 به وضوح این موضوع را تأیید می کند. حفاظت از صاعقه سازه ای دیگر نمی تواند جدا از ولتاژ گذرا یا محافظت در برابر موج تجهیزات باشد. استفاده از SPD های پیشرفته یک وسیله عملیاتی مقرون به صرفه برای محافظت ، امکان عملکرد مداوم سیستم های حیاتی در حین فعالیت LEMP را فراهم می کند.