خلاصه وسایل حفاظت از صاعقه و موج

ایمنی برنامه ریزی شده

مفهوم منطقه حفاظت از صاعقه

این ساختمان به مناطق مختلف در معرض خطر تقسیم شده است. این مناطق به تعریف اقدامات حفاظتی لازم ، به ویژه تجهیزات و اجزای محافظت در برابر صاعقه و موج کمک می کنند. بخشی از مفهوم منطقه حفاظت از صاعقه سازگار با EMC (EMC: سازگاری الکترو مغناطیسی) سیستم حفاظت از صاعقه خارجی (از جمله سیستم خاتمه هوا ، سیستم هادی پایین ، سیستم خاتمه زمین) ، پیوند بالقوه ، محافظ فضایی و محافظت در برابر موج برای سیستم های منبع تغذیه و فناوری اطلاعات. تعاریف طبق جدول 1 طبقه بندی می شوند. با توجه به الزامات و بارهایی که بر روی دستگاه های محافظ ولتاژ وارد می شود ، آنها به عنوان برقگیرهای برق ، برقگیرها و برقگیرهای دسته بندی شده طبقه بندی می شوند. بالاترین الزامات در مورد ظرفیت تخلیه برقگیرهای برق و گیرنده های ترکیبی استفاده شده در انتقال از منطقه حفاظت از صاعقه 0_A به 1 یا 0_A تا 2. این گیرنده ها باید بتوانند چندین بار جریانهای رعد و برق با شکل موج 10/350 میکروگرم را بدون تخریب هدایت کنند تا از نفوذ جریان های صاعقه جزئی مخرب به تاسیسات برقی ساختمان جلوگیری شود. در نقطه گذار از LPZ 0_B به 1 یا پایین دست برق جریان برق در نقطه گذار از LPZ 1 به 2 و بالاتر ، از برقگیرها برای محافظت در برابر موج استفاده می شود. وظیفه آنها این است که انرژی باقیمانده مراحل حفاظت بالادست را حتی بیشتر کاهش دهند و همچنین موج های ایجاد شده یا ایجاد شده در خود نصب را محدود کنند.

اقدامات محافظتی در برابر صاعقه و موج در مرزهای مناطق حفاظت از صاعقه که در بالا توضیح داده شد ، به طور یکسان در مورد سیستم های منبع تغذیه و فناوری اطلاعات نیز کاربرد دارد. تمام اقدامات توصیف شده در مفهوم منطقه حفاظت از صاعقه سازگار با EMC به دستیابی مداوم دستگاه ها و تاسیسات الکتریکی و الکترونیکی کمک می کند. برای اطلاعات دقیق تر ، لطفاً به اینجا مراجعه کنید www.lsp-international.com.

IEC 62305-4: 2010

مناطق بیرونی:

LPZ 0: منطقه ای که تهدید آن ناشی از میدان الکترومغناطیسی رعد و برق غیرقابل اشباع است و در آنجا سیستم های داخلی ممکن است تحت جریان کامل یا جزئی رعد و برق قرار گیرند.

LPZ 0 به زیر تقسیم می شود:

0 LPZ_A: منطقه ای که تهدید ناشی از فلاش مستقیم رعد و برق و میدان الکترومغناطیسی صاعقه کامل است. سیستم های داخلی ممکن است تحت جریان پرتاب صاعقه کامل قرار بگیرند.

0 LPZ_B: منطقه در برابر برقهای مستقیم صاعقه محافظت می شود اما در صورت تهدید میدان الکترومغناطیسی صاعقه کامل است. سیستمهای داخلی ممکن است تحت جریانهای جرقه ای جزئی رعد و برق قرار گیرند.

مناطق داخلی (محافظت در برابر چشمک زدن مستقیم صاعقه):

LPZ 1: منطقه ای که جریان موج با تقسیم جریان و رابط های جدا شده و / یا توسط SPD ها در مرز محدود می شود. محافظ فضایی ممکن است میدان الکترومغناطیسی رعد و برق را کاهش دهد.

LPZ 2… n: منطقه ای که ممکن است جریان تقابل با تقسیم جریان و رابط های جدا شده و / یا توسط SPD های اضافی در مرز محدود شود. برای تضعیف بیشتر میدان الکترومغناطیسی رعد و برق ممکن است از محافظ مکانی اضافی استفاده شود.

اصطلاحات و تعاریف

شکستن ظرفیت ، قابلیت خاموش کردن جریان I را دنبال کنید_fi

ظرفیت شکست مقدار rms تحت تأثیر (آینده نگر) شبکه است که می تواند به طور خودکار توسط دستگاه محافظ ولتاژ هنگام اتصال U خاموش شود_C. مطابق EN 61643-11: 2012 می توان آن را در یک آزمایش وظیفه عملی اثبات کرد.

دسته بندی ها مطابق IEC 61643-21: 2009

تعدادی از ولتاژهای ضربه ای و جریان های ضربه ای برای آزمایش توانایی حمل جریان و محدودیت ولتاژ تداخل ضربه در IEC 61643-21: 2009 شرح داده شده است. جدول 3 این استاندارد این موارد را در دسته بندی کرده و مقادیر ترجیحی را ارائه می دهد. در جدول 2 استاندارد IEC 61643-22 منابع گذرا با توجه به مکانیزم جداسازی به انواع مختلف ضربه تقسیم می شوند. دسته C2 شامل کوپلینگ القایی (موج دار) ، کوپلینگ گالوانیک دسته D1 (جریان صاعقه) است. رده مربوطه در داده های فنی مشخص شده است. دستگاه های محافظ در برابر موج LSP از مقادیر موجود در دسته های مشخص شده پیشی می گیرند. بنابراین ، مقدار دقیق توانایی حمل جریان پالس توسط جریان تخلیه اسمی (8/20 μs) و جریان پالس برق (10 μs) نشان داده می شود.

موج ترکیبی

یک موج ترکیبی توسط یک ژنراتور ترکیبی (1.2 / 50 میکرو ثانیه ، 8/20 میکرو ثانیه) با امپدانس ساختگی 2 Ω ایجاد می شود. ولتاژ مدار باز این ژنراتور با نام U شناخته می شود_OC. تو_OC یک شاخص ترجیحی برای برقگیرهای نوع 3 است زیرا فقط این گیرنده ها ممکن است با یک موج ترکیبی آزمایش شوند (مطابق با EN 61643-11).

فرکانس قطع f_G

فرکانس قطع رفتار وابسته به فرکانس یک برقگیر را تعریف می کند. فرکانس قطع معادل فرکانسی است که باعث افت درج می شود (a_E) 3 دسی بل در شرایط آزمایش خاص (به EN 61643-21: 2010 مراجعه کنید). مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد ، این مقدار به یک سیستم 50 Ω اشاره دارد.

درجه محافظت

درجه حفاظت IP با دسته های حفاظت مطابقت دارد

در IEC 60529 شرح داده شده است.

قطع زمان t_a

زمان قطع زمان سپری شدن زمان قطع شدن خودکار از منبع تغذیه در صورت خرابی مدار یا تجهیزات محافظت شده است. زمان قطع یک مقدار خاص برنامه است که از شدت جریان گسل و خصوصیات دستگاه محافظ حاصل می شود.

هماهنگی انرژی SPD ها

هماهنگی انرژی تعامل انتخابی و هماهنگ عناصر محافظ آبشار (= SPD) یک مفهوم کلی محافظ در برابر رعد و برق است. این بدان معنی است که کل بار جریان ضربان برق بین SPD ها با توجه به قابلیت حمل انرژی آنها تقسیم می شود. اگر هماهنگی انرژی امکان پذیر نباشد ، SPD های پایین دست ناکافی هستند

با SPD های بالادستی تسکین می یابیم زیرا SPD های بالادست خیلی دیر کار می کنند ، ناکافی یا اصلاً کار نمی کنند. در نتیجه ، SPD های پایین دست و همچنین تجهیزات ترمینال مورد محافظت ممکن است از بین بروند. DIN CLC / TS 61643-12: 2010 نحوه تأیید هماهنگی انرژی را توصیف می کند. SPD های نوع 1 مبتنی بر جرقه به دلیل تغییر ولتاژ ، مزایای قابل توجهی دارند

مشخصه (رجوع کنید به WAVE Bراکر Fاقدام)

محدوده فرکانس

محدوده فرکانس بسته به مشخصات میرایی توضیح داده شده ، محدوده انتقال یا فرکانس قطع کننده را نشان می دهد.

افت

با یک فرکانس مشخص ، افت درج دستگاه محافظ در برابر فشار با رابطه مقدار ولتاژ در محل نصب قبل و بعد از نصب دستگاه محافظ برق تعریف می شود. مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد ، این مقدار به یک سیستم 50 Ω اشاره دارد.

فیوز پشتیبان مجتمع

طبق استاندارد محصول SPD ها ، باید از دستگاه های محافظتی بیش از حد / فیوزهای پشتیبان استفاده شود. با این حال ، این امر به فضای اضافی در صفحه توزیع ، طول کابل اضافی نیاز دارد که طبق IEC 60364-5-53 ، زمان نصب اضافی (و هزینه ها) و اندازه گیری فیوز باید تا حد ممکن کوتاه باشد. فیوز یکپارچه در برقگیر که برای ایده آل بودن جریان های ضربه ای مناسب است ، همه این معایب را از بین می برد. افزایش فضا ، کاهش سیم کشی ، نظارت فیوز یکپارچه و افزایش اثر محافظتی به دلیل اتصال کوتاهتر کابل ها از مزایای بارز این مفهوم است.

جریان ضربه برق I_{بچه شریر و شیطان}

جریان ضربه رعد و برق یک منحنی جریان ضربه ای استاندارد با شکل موج 10/350 میکرومتر است. پارامترهای آن (مقدار اوج ، بار ، انرژی خاص) بار ناشی از جریانهای طبیعی رعد و برق را شبیه سازی می کنند. جریان برق و گیرنده های ترکیبی باید توانایی تخلیه چنین جریان های ضربه ای صاعقه را بدون تخریب داشته باشند.

فیوز پشتیبان محافظت بیش از حد جریان / سمت گیر در سمت شبکه

دستگاه محافظتی با جریان بیش از حد (به عنوان مثال فیوز یا قطع کننده مدار) که خارج از برقگیر در سمت ورودی قرار دارد تا به محض عبور از ظرفیت شکستن دستگاه محافظ ولتاژ ، جریان پیگیری فرکانس نیرو را قطع کند. به فیوز پشتیبان اضافی نیازی نیست زیرا فیوز پشتیبان از قبل در SPD ادغام شده است.

حداکثر ولتاژ عملیاتی مداوم U_C

حداکثر ولتاژ عملیاتی پیوسته (حداکثر ولتاژ مجاز کار) مقدار rms حداکثر ولتاژ است که ممکن است در حین کار به ترمینال های مربوطه دستگاه محافظ ولتاژ متصل شود. این حداکثر ولتاژ برقگیر است

حالت غیر رسانای تعریف شده ، که برقگیر را پس از لغزش و تخلیه به این حالت برمی گرداند. مقدار U_C به ولتاژ اسمی سیستم که باید محافظت شود و مشخصات نصب کننده بستگی دارد (IEC 60364-5-534).

حداکثر ولتاژ عملیاتی مداوم U_CPV برای یک سیستم فتوولتائیک (PV)

مقدار حداکثر ولتاژ dc که ممکن است به طور دائمی روی پایانه های SPD اعمال شود. برای اطمینان از اینکه U_CPV در صورت اثرات خارجی (مانند دمای محیط ، شدت تابش خورشید) ، U از حداکثر ولتاژ مدار باز سیستم PV بالاتر است_CPV باید با ضریب 1.2 (از نظر CLC / TS 50539-12) از این حداکثر ولتاژ مدار باز بیشتر باشد. این عامل 1.2 تضمین می کند که SPD ها بطور اشتباه اندازه گیری نمی شوند.

حداکثر جریان تخلیه I_حداکثر

حداکثر جریان تخلیه حداکثر مقدار پیک جریان 8/20 میکرو ثانیه است که دستگاه می تواند با خیال راحت تخلیه کند.

حداکثر ظرفیت انتقال

حداکثر ظرفیت انتقال ، حداکثر توان با فرکانس بالا را تعریف می کند که می تواند از طریق دستگاه محافظ موج کواکسیال بدون تداخل با م componentلفه محافظ منتقل شود.

جریان تخلیه اسمی I_n

جریان تخلیه اسمی حداکثر مقدار جریان ضربه 8/20 میکروثانیه است که دستگاه محافظ در برابر آن در یک برنامه آزمایشی خاص درجه بندی می شود و دستگاه محافظ ولتاژ می تواند چندین بار تخلیه کند.

جریان بار اسمی (جریان اسمی) I_L

جریان اسمی بار حداکثر جریان عملیاتی مجاز است که ممکن است به طور دائمی از طریق پایانه های مربوطه عبور کند.

ولتاژ اسمی U_N

ولتاژ نامی مخفف ولتاژ اسمی سیستم است که باید محافظت شود. مقدار ولتاژ اسمی اغلب به عنوان تعیین نوع برای دستگاه های محافظ در برابر فشار برای سیستم های فناوری اطلاعات عمل می کند. به عنوان مقدار rms برای سیستمهای ac نشان داده می شود.

برقگیر N-PE

دستگاه های محافظ در برابر فشار به طور انحصاری برای نصب بین هادی N و PE طراحی شده اند.

محدوده دمای کار T_U

محدوده دمای کارکرد محدوده ای را می توان در آن استفاده کرد که دستگاهها بتوانند از آن استفاده کنند. برای دستگاههایی که خود گرم نمی شوند ، برابر با دامنه دمای محیط است. افزایش دما برای دستگاههای خود گرم شونده نباید بیش از حداکثر مقدار مشخص شده باشد.

مدار محافظ

مدارهای حفاظتی دستگاههای محافظ چند مرحله ای و آبشار هستند. مراحل حفاظت فردی ممکن است شامل شکاف جرقه ، واریستور ، عناصر نیمه هادی و لوله های تخلیه گاز باشد (به هماهنگی انرژی مراجعه کنید).

جریان هادی محافظ I_PE

جریان هادی محافظ ، جریانی است که از طریق اتصال PE جریان می یابد وقتی دستگاه محافظ ولتاژ به حداکثر ولتاژ کار مداوم U متصل شود_C، طبق دستورالعمل نصب و بدون مصرف کنندگان جانبی.

تماس سیگنالینگ از راه دور

یک تماس سیگنالینگ از راه دور امکان کنترل از راه دور و نشان دادن وضعیت کارکرد دستگاه را فراهم می کند. این یک ترمینال سه قطبی به شکل یک تماس تغییر شناور است. از این تماس می توان به عنوان شکست و یا تماس استفاده کرد و بنابراین می توان به راحتی در سیستم کنترل ساختمان ، کنترل کننده کابینت تابلو و غیره ادغام کرد.

زمان پاسخ t_A

زمان های پاسخ به طور عمده عملکرد پاسخ عناصر محافظتی منفرد مورد استفاده در برقگیرها را مشخص می کند. بسته به میزان افزایش دو در تناژ ولتاژ ضربه یا دی / د جریان جریان ضربه ، زمان پاسخ ممکن است در محدوده های خاصی متفاوت باشد.

بازگشت به از دست دادن

در برنامه های با فرکانس بالا ، بازده بازگشت به تعداد قسمتهای موج "پیشرو" در دستگاه محافظ (نقطه افزایش) منعکس می شود. این یک اندازه گیری مستقیم برای چگونگی سازگاری یک دستگاه محافظ با امپدانس مشخصه سیستم است.

مقاومت سری

مقاومت در جهت جریان سیگنال بین ورودی و خروجی برقگیر.

میرایی سپر

رابطه برق تغذیه شده به یک کابل کواکسیال به توان تابش شده توسط کابل از طریق هادی فاز.

دستگاه های محافظ در برابر فشار (SPD)

دستگاه های محافظ در برابر فشار به طور عمده از مقاومت های وابسته به ولتاژ (واریستور ، دیودهای سرکوبگر) و / یا شکاف های جرقه ای (مسیرهای تخلیه) تشکیل می شوند. دستگاه های محافظ ولتاژ برای محافظت از سایر تجهیزات و تاسیسات الکتریکی در برابر افزایش زیاد غیر قابل قبول و / یا ایجاد پیوند بالقوه استفاده می شوند. دستگاه های محافظ در برابر فشار دسته بندی می شوند:

1. الف) با توجه به استفاده آنها به:

• دستگاه های محافظ در برابر فشار برای تأسیسات و دستگاه های منبع تغذیه

برای محدوده ولتاژ اسمی تا 1000 ولت

- مطابق با EN 61643-11: 2012 به SPD های نوع 1/2/3

- مطابق IEC 61643-11: 2011 به کلاس SPD های I / II / III

تغییر وضعیت Red / Line. خانواده محصولات با استاندارد جدید EN 61643-11: 2012 و IEC 61643-11: 2011 در طول سال 2014 تکمیل می شود.

• دستگاه های محافظ در برابر فشار برای نصب و راه اندازی فن آوری اطلاعات

برای محافظت از تجهیزات الکترونیکی مدرن در شبکه های مخابراتی و سیگنالینگ با ولتاژ اسمی تا 1000 ولت ac (مقدار موثر) و 1500 ولت DC در برابر اثرات غیر مستقیم و مستقیم حملات صاعقه و سایر موقت ها.

- مطابق با IEC 61643-21: 2009 و EN 61643-21: 2010.

• جداسازی شکاف های جرقه ای برای سیستم های خاتمه دادن به زمین یا پیوندهای بالقوه
• دستگاه های محافظ در برابر فشار برای استفاده در سیستم های فتوولتائیک

برای محدوده ولتاژ اسمی تا 1500 ولت

- مطابق با EN 50539-11: 2013 به SPD های نوع 1/2

1. ب) با توجه به ظرفیت تخلیه فعلی ضربه و اثر محافظتی آنها به:

• برقگیرهای برق / برقگیرهای هماهنگ شده برق جاری

برای محافظت از تاسیسات و تجهیزات در برابر تداخل ناشی از صاعقه مستقیم یا نزدیک (نصب شده در مرزهای بین LPZ 0_A و 1).

• برقگیر

برای محافظت از تاسیسات ، تجهیزات و دستگاه های ترمینال در برابر صاعقه از راه دور ، تغییر ولتاژ بیش از حد و همچنین تخلیه الکترواستاتیک (نصب شده در مرزهای پایین دست LPZ 0_B).

• دستگیر کننده های ترکیبی

برای محافظت از تاسیسات ، تجهیزات و دستگاه های ترمینال در برابر تداخل ناشی از صاعقه مستقیم یا نزدیک (نصب شده در مرزهای بین LPZ 0_A و 1 و همچنین 0_A و 2).

اطلاعات فنی دستگاههای محافظ در برابر موج

داده های فنی دستگاه های محافظ در برابر فشار شامل اطلاعات مربوط به شرایط استفاده از آنها با توجه به موارد زیر است:

• کاربرد (به عنوان مثال نصب ، شرایط شبکه ، دما)
• عملکرد در صورت تداخل (به عنوان مثال ظرفیت تخلیه جریان ضربان ، دنبال قابلیت خاموش کردن جریان ، سطح حفاظت ولتاژ ، زمان پاسخ)
• عملکرد در حین کار (به عنوان مثال جریان اسمی ، میرایی ، مقاومت در برابر عایق)
• عملکرد در صورت خرابی (به عنوان مثال فیوز پشتیبان ، قطع کننده اتصال ، از کار افتادن ، گزینه سیگنالینگ از راه دور)

قابلیت مقاومت در برابر اتصال کوتاه

قابلیت مقاومت در برابر اتصال کوتاه ، مقدار جریان احتمالی اتصال کوتاه فرکانس قدرت احتمالی است که هنگام اتصال حداکثر فیوز پشتیبان مربوطه در بالادست ، توسط دستگاه محافظ برق کار می کند.

رتبه بندی اتصال کوتاه I_SCPV یک SPD در یک سیستم فتوولتائیک (PV) - سایپرز ، باشگاه دانش

حداکثر جریان اتصال کوتاه بدون نفوذ که SPD ، به تنهایی یا همراه با دستگاه های قطع اتصال ، قادر به مقاومت در برابر آن است.

اضافه ولتاژ موقت (TOV)

به دلیل نقص در سیستم ولتاژ بالا ، ممکن است برای مدت کوتاهی ولتاژ اضافی موقت در دستگاه محافظ ولتاژ وجود داشته باشد. این امر باید به وضوح از حالت گذرا ناشی از برخورد صاعقه یا یک کار تعویض متمایز شود ، که بیش از 1 میلی ثانیه طول نمی کشد. دامنه U_T و مدت زمان این اضافه ولتاژ موقتی در EN 61643-11 مشخص شده است (200 میلی ثانیه ، 5 ثانیه یا 120 دقیقه) و با توجه به پیکربندی سیستم (TN ، TT و غیره) به صورت جداگانه برای SPD مربوطه آزمایش می شوند. SPD می تواند الف) قابل اعتماد (ایمنی TOV) یا ب) مقاوم در برابر TOV (مقاومت در برابر TOV) باشد ، به این معنی که در حین و به دنبال آن کاملاً عملیاتی است

ولتاژ بیش از حد موقتی

قطع کننده حرارتی

دستگاه های محافظ ولتاژ برای استفاده در سیستم های منبع تغذیه مجهز به مقاومت های کنترل شده ولتاژ (واریستور) عمدتا دارای یک جداکننده حرارتی یکپارچه هستند که در صورت اضافه بار دستگاه محافظ ولتاژ را از برق جدا می کند و نشان دهنده این حالت عملکرد است. قطع کننده به "گرمای فعلی" تولید شده توسط واریستور بیش از حد پاسخ می دهد و در صورت بیش از درجه حرارت خاص ، دستگاه محافظ برق را از برق جدا می کند. جداكننده به گونه اي طراحي شده است كه براي جلوگيري از آتش سوزي ، دستگاه محافظي راجع به اضافه بار به موقع قطع شود. این هدف برای اطمینان از محافظت در برابر تماس غیر مستقیم نیست. عملکرد

این جداکننده های حرارتی را می توان با استفاده از یک اضافه بار / پیر شدن شبیه ساز هشدار داد.

جریان تخلیه کل I_جمع

جریانی که از طریق PE ، PEN یا اتصال زمین SPD چند قطبی در طول آزمون جریان تخلیه کل جریان می یابد. اگر جریان به طور همزمان از چندین مسیر محافظ یک SPD چند قطبی عبور کند ، برای تعیین بار کل استفاده می شود. این پارامتر برای کل ظرفیت تخلیه تعیین کننده است که به طور قابل اعتماد توسط مجموع افراد کنترل می شود

مسیرهای یک SPD.

سطح حفاظت ولتاژ U_p

سطح حفاظت ولتاژ دستگاه محافظ ولتاژ حداکثر مقدار لحظه ای ولتاژ در پایانه های دستگاه محافظ ولتاژ است که از آزمایش های فردی استاندارد تعیین می شود:

- ولتاژ جرقه ای تکانه ای رعد و برق 1.2 / 50 میکرو ثانیه (100)

- ولتاژ جرقه با سرعت افزایش 1kV / μs

- اندازه گیری ولتاژ حد در جریان تخلیه اسمی I_n

سطح حفاظت ولتاژ ویژگی یک دستگاه محافظ در برابر افزایش ولتاژ در حد باقیمانده را مشخص می کند. سطح حفاظت ولتاژ محل نصب را با توجه به دسته ولتاژ اضافه شده طبق IEC 60664-1 در سیستم های منبع تغذیه مشخص می کند. برای استفاده از دستگاههای محافظ در برابر فشار در سیستمهای فناوری اطلاعات ، سطح حفاظت ولتاژ باید با سطح ایمنی تجهیزات مورد محافظت سازگار شود (IEC 61000-4-5: 2001).

برنامه ریزی حفاظت از صاعقه داخلی و محافظت در برابر موج

الزامات اجزای محافظت از صاعقه خارجی

اجزای مورد استفاده برای نصب سیستم محافظت از صاعقه خارجی باید دارای برخی الزامات مکانیکی و الکتریکی باشند که در سری استاندارد EN 62561-x مشخص شده است. اجزای محافظت از صاعقه بر اساس عملکرد آنها طبقه بندی می شوند ، به عنوان مثال اجزای اتصال (EN 62561-1) ، هادی ها و الکترودهای زمینی (EN 62561-2).

آزمایش اجزای محافظ صاعقه معمولی

اجزای محافظ صاعقه فلزی (گیره ها ، هادی ها ، میله های خاتمه هوا ، الکترودهای خاکی) که در معرض هوا قرار دارند باید قبل از آزمایش تحت پیری / تهویه مصنوعی قرار بگیرند تا مناسب بودن آنها را برای کاربرد مورد نظر تأیید کنند. مطابق با استاندارد EN 60068-2-52 و EN ISO 6988 ، اجزای فلزی در معرض پیری مصنوعی قرار گرفته و در دو مرحله آزمایش می شوند.

هوازدگی طبیعی و قرار گرفتن در معرض خوردگی اجزای محافظ در برابر صاعقه

مرحله 1: درمان غبار نمک

این تست برای اجزا یا دستگاههایی طراحی شده است که برای مقاومت در برابر قرار گرفتن در معرض جو شور طراحی شده اند. تجهیزات آزمایش شامل یک محفظه غبار نمک است که نمونه ها با سطح آزمایش 2 برای بیش از سه روز مورد آزمایش قرار می گیرند. سطح آزمون 2 شامل سه مرحله پاشش 2 ساعته با استفاده از محلول کلرید سدیم 5٪ (NaCl) در دمای بین 15 تا 35 درجه سانتیگراد و پس از آن ذخیره رطوبت در رطوبت نسبی 93٪ و دمای 40 است. ± 2 درجه سانتیگراد به مدت 20 تا 22 ساعت مطابق با EN 60068-2-52.

مرحله 2: درمان جو گوگردی مرطوب

این آزمایش برای ارزیابی مقاومت مواد یا اشیا hum رطوبت متراکم حاوی دی اکسید گوگرد مطابق با EN ISO 6988 است.

تجهیزات آزمایش (شکل 2) شامل یک محفظه آزمایش است که نمونه ها در آن قرار دارند

با غلظت دی اکسید گوگرد در کسری از حجم 667 x 10-6 (± 24 10 6-24) در هفت چرخه آزمایش تحت درمان قرار می گیرند. هر چرخه که 8 ساعت طول بکشد از یک دوره گرمایش 40 ساعت در دمای 3 ± 16 درجه سانتیگراد در یک فضای مرطوب و اشباع تشکیل شده است که به دنبال آن یک دوره استراحت XNUMX ساعت است. پس از آن ، جو گوگرد مرطوب جایگزین می شود.

هم اجزای سازنده برای استفاده در فضای باز و هم اجزای مدفون در زمین تحت پیری / تهویه قرار می گیرند. برای اجزای مدفون در زمین نیاز و اقدامات اضافی باید در نظر گرفته شود. هیچ گیره آلومینیومی یا هادی نمی تواند در زمین دفن شود. اگر قرار است فولاد ضد زنگ در زمین مدفون شود ، فقط می توان از فولاد ضد زنگ آلیاژ بالا استفاده کرد ، به عنوان مثال StSt (V4A). مطابق با استاندارد آلمان DIN VDE 0151 ، StSt (V2A) مجاز نیست. اجزا for برای استفاده در محیط داخلی مانند میله های اتصال پتانسیل بالقوه لازم نیست که تحت پیری / تهویه قرار بگیرند. همین امر در مورد اجزای تعبیه شده اعمال می شود

در بتن بنابراین این اجزا اغلب از فولاد غیر گالوانیزه (سیاه) ساخته می شوند.

سیستم های خاتمه هوا / میله های خاتمه هوا

میله های ترمینال هوا معمولاً به عنوان سیستم های خاتمه هوا استفاده می شوند. آنها در طرحهای مختلف وجود دارند ، به عنوان مثال با طول 1 متر برای نصب با پایه بتونی روی سقفهای مسطح ، تا دکل های محافظ صاعقه ای تلسکوپی با طول 25 متر برای گیاهان بیوگاز. EN 62561-2 حداقل سطح مقطع و مواد مجاز با خصوصیات الکتریکی و مکانیکی مربوطه را برای میله های انتهایی هوا مشخص می کند. در صورت وجود میله های انتهایی هوا با ارتفاع بیشتر ، مقاومت خمشی میله انتهایی هوا و پایداری سیستم های کامل (میله پایان هوا در سه پایه) باید با محاسبه ایستا تأیید شود. مقاطع و مواد مورد نیاز باید بر اساس انتخاب شوند

در این محاسبه سرعت باد منطقه مربوط به بار باد نیز برای این محاسبه باید در نظر گرفته شود.

تست اجزای اتصال

اجزای اتصال یا اغلب به راحتی گیره نامیده می شوند ، به عنوان اجزای محافظ صاعقه برای اتصال هادی ها (هادی پایین ، هادی پایان هوا ، ورودی زمین) به یکدیگر یا به تاسیسات استفاده می شوند.

بسته به نوع گیره و مواد گیره ، بسیاری از ترکیبات گیره مختلف امکان پذیر است. مسیریابی هادی و ترکیبات مواد احتمالی از این نظر تعیین کننده هستند. نوع مسیریابی هادی چگونگی اتصال گیره هادی ها را به صورت تلاقی یا موازی توصیف می کند.

در صورت بار جریان صاعقه ، گیره ها تحت نیروهای الکترودینامیکی و حرارتی قرار می گیرند که بستگی زیادی به نوع مسیریابی هادی و اتصال گیره دارد. جدول 1 موادی را نشان می دهد که ممکن است بدون ایجاد خوردگی تماسی ترکیب شوند. ترکیبی از مواد مختلف با یکدیگر و مقاومت مکانیکی و خصوصیات حرارتی متفاوت آنها اثرات متفاوتی بر روی اجزای اتصال هنگام عبور جریان برق از درون آنها دارد. این امر خصوصاً در مورد اجزای اتصال فولاد ضد زنگ (StSt) مشهود است که در آنجا دمای بالا به دلیل هدایت کم به محض عبور جریان رعد و برق از آنها رخ می دهد. بنابراین ، یک آزمایش جریان رعد و برق مطابق با EN 62561-1 باید برای همه گیره ها انجام شود. برای آزمایش بدترین حالت ، نه تنها ترکیبات مختلف رسانا ، بلکه ترکیبات مواد مشخص شده توسط سازنده نیز باید آزمایش شود.

آزمایشات بر اساس نمونه گیره MV

در ابتدا ، تعداد ترکیبات آزمایش باید مشخص شود. گیره MV مورد استفاده از فولاد ضد زنگ (StSt) ساخته شده است و از این رو می تواند با هادی های فولادی ، آلومینیومی ، StSt و مس ترکیب شود همانطور که در جدول 1 آمده است. علاوه بر این ، می توان آن را به صورت ضربدری و موازی متصل کرد که همچنین باید آزمایش شود. این بدان معنی است که هشت ترکیب آزمون برای گیره MV استفاده شده وجود دارد (شکل 3 و 4).

مطابق با استاندارد EN 62561 ، هر یک از این ترکیبات آزمایشی باید روی سه نمونه مناسب / تنظیمات آزمایش مورد آزمایش قرار گیرند. این بدان معنی است که 24 نمونه از این گیره تک ولتاژ باید آزمایش شود تا دامنه کامل را پوشش دهد. هر نمونه با کافی نصب شده است

گشتاور محکم کننده مطابق با الزامات هنجاری و با استفاده از مه نمکی و درمان جو گوگرد مرطوب به شرح بالا توضیح داده می شود. برای آزمایش الکتریکی بعدی ، نمونه ها باید روی صفحه عایق بندی شوند (شکل 5).

سه تکانه جریان رعد و برق با شکل موج 10/350 μs با 50 کیلو آمپر (وظیفه عادی) و 100 کیلو آمپر (وظیفه سنگین) برای هر نمونه اعمال می شود. پس از بارگیری با جریان رعد و برق ، نمونه ها نباید علائمی از آسیب ببینند.

علاوه بر آزمایش های الکتریکی که نمونه در صورت بار جریان صاعقه تحت نیروهای الکترودینامیکی قرار می گیرد ، یک بار مکانیکی استاتیک در استاندارد EN 62561-1 ادغام شده است. این تست مکانیکی استاتیک به ویژه برای اتصالات موازی ، اتصالات طولی و غیره مورد نیاز است و با مواد هادی و دامنه های مختلف بست انجام می شود. اجزای اتصال ساخته شده از فولاد ضد زنگ در بدترین حالت فقط با یک هادی فولاد ضد زنگ (سطح بسیار صاف) آزمایش می شوند. اجزای اتصال ، به عنوان مثال گیره MV نشان داده شده در شکل 6 ، با یک گشتاور محکم مشخص شده تهیه شده و سپس با یک نیروی کششی مکانیکی 900 N (± 20 N) برای یک دقیقه بارگیری می شوند. در طول این دوره آزمایش ، هادی ها نباید بیش از یک میلی متر حرکت کنند و اجزای اتصال نباید علائم آسیب دیده باشند. این تست مکانیکی استاتیک اضافی یکی دیگر از معیارهای تست اجزای اتصال است و همچنین باید علاوه بر مقادیر الکتریکی ، در گزارش تست سازنده ثبت شود.

مقاومت تماس (در بالای گیره اندازه گیری شده) برای گیره فولاد ضد زنگ نباید در مورد سایر مواد از 2.5 میلی آمپر یا 1 میلی آمپر بیشتر شود. گشتاور شل شدن مورد نیاز باید اطمینان حاصل شود.

در نتیجه نصب کنندگان سیستم های حفاظت از صاعقه باید اجزای اتصال را برای وظیفه (H یا N) که در محل مورد انتظار است انتخاب کنند. به عنوان مثال باید از گیره وظیفه H (100 kA) برای میله خاتمه هوا (جریان صاعقه کامل) و گیره برای وظیفه N (50 kA) در مش یا در ورودی زمین استفاده شود. (جریان برق از قبل توزیع شده است).

هادی ها

EN 62561-2 همچنین تقاضای ویژه ای برای رساناها مانند هادی های خاتمه هوا و پایین یا الکترودهای زمینی به عنوان مثال الکترودهای زمینی حلقوی دارد ، به عنوان مثال:

• خواص مکانیکی (حداقل مقاومت کششی ، حداقل طول)
• خصوصیات الکتریکی (حداکثر مقاومت)
• خواص مقاومت در برابر خوردگی (پیری مصنوعی که در بالا توضیح داده شد).

خصوصیات مکانیکی باید آزمایش و مشاهده شود. شکل 8 تنظیم آزمایش را برای آزمایش مقاومت کششی هادی های دایره ای نشان می دهد (به عنوان مثال آلومینیوم). کیفیت پوشش (صاف ، مداوم) و همچنین حداقل ضخامت و چسبندگی به ماده پایه مهم است و به ویژه در صورت استفاده از مواد پوشش داده شده مانند فولاد گالوانیزه (St / tZn) باید آزمایش شود.

این در استاندارد به صورت آزمون خمش شرح داده شده است. برای این منظور ، نمونه ای از شعاع برابر 5 برابر قطر آن تا زاویه 90 درجه خم می شود. با انجام این کار ، نمونه ممکن است لبه های تیز ، شکستگی یا لایه برداری را نشان ندهد. علاوه بر این ، هنگام نصب سیستم های حفاظت از صاعقه ، پردازش مواد هادی باید آسان باشد. سیم ها یا نوارها (سیم پیچ ها) قرار است به راحتی با استفاده از یک صاف کننده سیم (قرقره های راهنما) یا با استفاده از پیچش صاف شوند. علاوه بر این ، نصب و خمش مواد در سازه ها یا خاک باید آسان باشد. این الزامات استاندارد ویژگی های مربوط به محصول است که باید در برگه های مربوط به محصول مربوط به تولید کنندگان ثبت شود.

الکترودهای زمینی / میله های زمینی

میله های زمینی جداشونده LSP از فولاد مخصوص ساخته شده اند و کاملاً گالوانیزه دارند یا از فولاد ضد زنگ آلیاژ بالا تشکیل شده اند. اتصال جفتی که اتصال میله ها را بدون بزرگتر شدن قطر امکان پذیر می کند ، ویژگی ویژه میله های خاکی است. هر میله سوراخ سوراخ و سوراخ را ایجاد می کند.

EN 62561-2 الزامات مربوط به الکترودهای زمین مانند مواد ، هندسه ، حداقل ابعاد و همچنین خصوصیات مکانیکی و الکتریکی را مشخص می کند. اتصالات اتصال که میله های منفرد را به هم متصل می کند نقاط ضعفی هستند. به همین دلیل EN 62561-2 ایجاب می کند که آزمایش های مکانیکی و الکتریکی دیگری برای آزمایش کیفیت اتصالات اتصال دهنده انجام شود.

برای این آزمایش ، میله را به عنوان منطقه برخورد به یک راهنما با یک صفحه فولادی قرار می دهند. نمونه از دو میله متصل به طول هر کدام 500 میلی متر تشکیل شده است. قرار است سه نمونه از هر نوع الکترود خاکی آزمایش شود. انتهای بالای نمونه با استفاده از چکش ارتعاشی با درج چکشی مناسب برای مدت دو دقیقه تحت تأثیر قرار می گیرد. سرعت ضربه چکش باید 2000 ± 1000 min-1 و انرژی ضربه یک ضربه باید 50 ± 10 [Nm] باشد.

اگر کوپلینگ ها این آزمایش را بدون نقص قابل مشاهده گذرانده باشند ، با استفاده از غبار نمک و تیمار مرطوب گوگردی تحت پیری مصنوعی قرار می گیرند. سپس کوپلینگ ها با سه تکانه جریان رعد و برق 10/350 μs شکل موج 50 kA و 100 kA بارگذاری می شوند. مقاومت تماس (اندازه گیری شده در بالای اتصال) میله های خاکی فولاد ضد زنگ نباید بیش از 2.5 میلی آمپر باشد. برای آزمایش اینکه آیا اتصال جفت پس از قرار گرفتن در معرض این بار جریان رعد و برق هنوز محکم متصل است ، نیروی کوپلینگ با استفاده از دستگاه تست کشش آزمایش می شود.

نصب یک سیستم محافظ صاعقه کاربردی مستلزم استفاده از اجزا و دستگاه های آزمایش شده طبق آخرین استاندارد است. نصب کنندگان سیستم های حفاظت از صاعقه باید اجزا را با توجه به نیاز در محل نصب انتخاب و نصب کنند. علاوه بر نیازهای مکانیکی ، معیارهای الکتریکی آخرین وضعیت محافظت در برابر صاعقه در نظر گرفته شده و مطابقت دارد.

محاسبه جریان اتصال کوتاه خط به زمین

ابعاد سیستم های خاتمه زمین با توجه به ظرفیت

برای این منظور ، سناریوهای مختلف بدترین حالت باید بررسی شود. در سیستم های ولتاژ متوسط ​​، خطای زمین دو برابر مهمترین حالت است. یک خطای زمینی اول (به عنوان مثال در یک ترانسفورماتور) ممکن است در مرحله دیگر باعث خطای زمین شود (به عنوان مثال یک پایان آب بندی کابل معیوب در یک سیستم ولتاژ متوسط). مطابق جدول 1 استاندارد EN 50522 (زمین برای تأسیسات برق بیش از 1 کیلو ولت AC) ، جریان خطای دو برابر زمین I'm'kEE ، که به شرح زیر تعریف شده است ، از طریق هادی های زمین در این حالت جریان می یابد:

I ”kEE = 0,85،XNUMX • I” k

(I "k = جریان اتصال کوتاه متقارن اولیه سه قطبی)

در یک نصب 20 کیلوولت با جریان اتصال کوتاه متقارن اولیه من 16 کیلو آمپر و زمان قطع 1 ثانیه است ، جریان خطای زمین دو برابر 13.6 کیلو کالری خواهد بود. ظرفیت هادی های زمینی و میله های زمینی در ساختمان ایستگاه یا اتاق تانزفورمر باید با توجه به این مقدار درجه بندی شود. در این زمینه ، می توان در صورت چینش حلقه ، تقسیم جریان را در نظر گرفت (در عمل از ضریب 0.65/XNUMX استفاده می شود). برنامه ریزی همیشه باید بر اساس داده های واقعی سیستم باشد (پیکربندی سیستم ، جریان اتصال کوتاه خط به زمین ، زمان قطع).

استاندارد EN 50522 حداکثر چگالی جریان اتصال کوتاه G (A / mm2) را برای مواد مختلف مشخص می کند. سطح مقطع هادی از ماده و زمان قطع شدن تعیین می شود.

او جریان محاسبه شده را بر اساس چگالی جریان G ماده مربوطه و زمان قطع مربوطه و حداقل سطح مقطع A تقسیم می کند_دقیقه هادی تعیین می شود.

A_دقیقه= من "_{kEE (شاخه)} / G [میلی متر²]

سطح مقطع محاسبه شده امکان انتخاب یک رسانا را فراهم می کند. این مقطع همیشه به مقطع اسمی بعدی بزرگتر گرد می شود. به عنوان مثال ، در صورت وجود یک سیستم جبران شده ، سیستم خاتمه زمین (بخشی که در تماس مستقیم با زمین است) با جریان قابل ملاحظه کمتری یعنی فقط با جریان باقیمانده خطای زمین بارگذاری می شود_E = rx من_RES با عامل r کاهش می یابد. این جریان از حدود 10 A فراتر نمی رود و در صورت استفاده از مقطع های معمول زمین گیر می تواند بدون مشکل جریان یابد.

حداقل سطح مقطع الکترودهای زمینی

حداقل مقاطع عرضی با توجه به مقاومت مکانیکی و خوردگی در استاندارد DIN VDE 0151 آلمان (ماده و حداقل ابعاد الکترودهای زمین نسبت به خوردگی) تعریف شده است.

بار باد در صورت جدا شدن سیستم های خنک کننده هوا طبق Eurocode 1

به دلیل گرم شدن کره زمین ، شرایط شدید آب و هوایی در سراسر جهان در حال افزایش است. پیامدهایی مانند سرعت زیاد باد ، افزایش تعداد طوفان ها و بارندگی های شدید را نمی توان نادیده گرفت. بنابراین ، طراحان و نصب کنندگان به ویژه از نظر بار باد با چالش های جدیدی روبرو می شوند. این تنها بر سازه های ساختمان (ایستایی سازه) ، بلکه بر سیستم های خاتمه هوا نیز تأثیر نمی گذارد.

در زمینه حفاظت از صاعقه ، تاکنون از استانداردهای DIN 1055-4: 2005-03 و DIN 4131 به عنوان مبانی اندازه گیری استفاده شده است. در ژوئیه 2012 ، این استانداردها با Eurocodes جایگزین شدند که قوانین طراحی سازه استاندارد (برنامه ریزی سازه ها) را در سراسر اروپا ارائه می دهند.

استاندارد DIN 1055-4: 2005-03 در Eurocode 1 (EN 1991-1-4: اقدامات مربوط به سازه ها - قسمت 1-4: اقدامات عمومی - اقدامات باد) و DIN V 4131: 2008-09 در Eurocode 3 ادغام شده است ( EN 1993-3-1: قسمت 3-1: برج ها ، دکل ها و دودکش ها - برج ها و دکل ها). بنابراین ، این دو استاندارد مبنای اندازه گیری سیستم های خاتمه هوا برای سیستم های حفاظت از صاعقه را تشکیل می دهند ، با این حال ، Eurocode 1 در درجه اول مرتبط است.

از پارامترهای زیر برای محاسبه بار واقعی باد مورد انتظار استفاده می شود:

• منطقه باد (آلمان به چهار منطقه باد با سرعت پایه مختلف تقسیم شده است)
• دسته زمین (دسته های زمین محیط اطراف یک سازه را تعریف می کنند)
• ارتفاع جسم از سطح زمین
• ارتفاع محل (بالاتر از سطح دریا ، به طور معمول تا 800 متر از سطح دریا)

سایر عوامل تأثیرگذار مانند:

• آستر
• موقعیت خود را روی یال یا بالای تپه قرار دهید
• ارتفاع شی بیش از 300 متر
• ارتفاع زمین از 800 متر (سطح دریا)

باید برای محیط نصب خاص در نظر گرفته شود و باید جداگانه محاسبه شود.

ترکیبی از پارامترهای مختلف منجر به سرعت باد شدید می شود که قرار است به عنوان پایه ای برای اندازه گیری سیستم های خاتمه هوا و سایر تاسیسات مانند هادی های حلقه ای مرتفع استفاده شود. در کاتالوگ ما ، حداکثر سرعت وزش باد برای محصولات ما مشخص شده است تا بتواند تعداد پایه های بتونی مورد نیاز را بسته به سرعت باد تند تعیین کند ، به عنوان مثال در مورد سیستم های جدا شده از بین بردن هوا. این فقط اجازه تعیین ثبات استاتیک را ندارد بلکه باعث کاهش وزن لازم و در نتیجه بار سقف می شود.

نکته مهم:

"حداکثر سرعت وزش باد" مشخص شده در این کاتالوگ برای اجزای منفرد با توجه به الزامات محاسبه ویژه آلمان برای یورو کد 1 (DIN EN 1991-1-4 / NA: 2010-12) که براساس منطقه باد تعیین می شود ، تعیین شد. نقشه ای برای آلمان و ویژگی های توپوگرافی مربوط به کشور خاص.

هنگام استفاده از محصولات این کاتالوگ در سایر کشورها ، مشخصات خاص کشور و سایر روش های محاسبه محلی ، در صورت وجود ، توصیف شده در یورو کد 1 (EN 1991-1-4) یا سایر مقررات محاسبات محلی (خارج از اروپا) باید مشاهده شده. در نتیجه ، حداکثر سرعت وزش باد ذکر شده در این کاتالوگ فقط برای آلمان اعمال می شود و فقط جهت سایر کشورها یک جهت گیری خشن است. سرعت باد شدید باید به تازگی با توجه به روش های خاص محاسبه کشور محاسبه شود!

هنگام نصب میله های انتهایی هوا در پایه های بتنی ، باید سرعت وزش باد / اطلاعات در جدول در نظر گرفته شود. این اطلاعات در مورد مواد میله ای معمولاً برای خاتمه هوا (Al ، St / tZn ، Cu و StSt) اعمال می شود.

اگر میله های انتهایی هوا با استفاده از فاصله دهنده ها ثابت شوند ، محاسبات بر اساس امکانات نصب زیر است.

حداکثر سرعت مجاز وزش باد برای محصولات مربوطه مشخص شده است و باید برای انتخاب / نصب در نظر گرفته شود. مقاومت مکانیکی بالاتری را می توان با استفاده از یک تکیه گاه زاویه دار (دو فاصله جدا شده به صورت مثلثی) (در صورت درخواست) به دست آورد.