BS EN IEC 62305 Salamansuojausstandardi


Salamansuojausstandardi BS EN / IEC 62305 julkaistiin alun perin syyskuussa 2006 korvaamaan aikaisempi standardi BS 6651: 1999. A BS EN IEC 62305 Salamansuojausstandardirajallinen ajanjakso, BS EN / IEC 62305 ja BS 6651 juoksivat rinnakkain, mutta elokuusta 2008 BS 6651 on peruutettu ja nyt BS EN / IEC 63205 on tunnustettu salamansuojausstandardi.

BS EN / IEC 62305 -standardi heijastaa salaman ja sen vaikutusten lisääntynyttä tieteellistä tietoa viimeisten 62305 vuoden aikana ja arvioi tekniikan ja elektronisten järjestelmien kasvavaa vaikutusta päivittäiseen toimintaan. Edeltäjäänsä monimutkaisempi ja vaativampi standardi BS EN / IEC XNUMX sisältää neljä erillistä osaa - yleiset periaatteet, riskienhallinta, rakenteiden fyysiset vauriot ja hengenvaaran sekä elektronisten järjestelmien suojauksen.

Nämä standardin osat esitellään tässä. Vuonna 2010 näille osille tehtiin säännöllinen tekninen tarkastelu, päivitetyt osat 1, 3 ja 4 julkaistiin vuonna 2011. Päivitetty osa 2 on parhaillaan keskustelun alla ja sen odotetaan julkaistavan vuoden 2012 lopulla.

Avain standardiin BS EN / IEC 62305 on, että kaikki salaman suojaamiseen liittyvät näkökohdat perustuvat kattavaan ja monimutkaiseen riskinarviointiin ja että tässä arvioinnissa otetaan huomioon paitsi suojattava rakenne myös palvelut, joihin rakenne on liitetty. Pohjimmiltaan rakenteellista salamasuojausta ei voida enää tarkastella erikseen, suoja ohimeneviltä ylijännitteiltä tai sähköisiltä ylijännitteiltä on olennainen osa standardia BS EN / IEC 62305.

BS EN / IEC 62305: n rakenneVaihtelut standardin BS 6651 ja EN IEC 62305 välillä

BS EN / IEC 62305 -sarja koostuu neljästä osasta, jotka kaikki on otettava huomioon. Nämä neljä osaa on esitetty alla:

Osa 1: Yleiset periaatteet

BS EN / IEC 62305-1 (osa 1) on johdanto standardin muihin osiin, ja siinä kuvataan lähinnä salamansuojajärjestelmän (LPS) suunnittelua standardin mukana olevien osien mukaisesti.

Osa 2: Riskienhallinta

BS EN / IEC 62305-2 (osa 2) -lähestymistapa ei keskity niinkään salaman purkautumisen aiheuttamaan rakenteen puhtaasti fyysiseen vahinkoon, vaan pikemminkin ihmishenkien menetykseen, palvelun menetykseen kulttuuriperinnön menetys ja taloudellinen menetys.

Osa 3: Rakenteiden fyysiset vauriot ja hengenvaara

BS EN / IEC 62305-3 (osa 3) liittyy suoraan pääosaan standardista 6651. Se eroaa standardista BS 6651 siinä määrin, että uudella osalla on neljä LPS-luokkaa tai suojaustasoa, toisin kuin kaksi perusosaa (tavallinen) ja korkean riskin tasot) BS 6651: ssä.

Osa 4: Sähköiset ja elektroniset järjestelmät

rakenteissa BS EN / IEC 62305-4 (osa 4) kattaa rakenteissa olevien sähköisten ja elektronisten järjestelmien suojauksen. Se ilmentää mitä standardin BS 6651 liite C välitti, mutta uudella alueellisella lähestymistavalla, jota kutsutaan salaman suojavyöhykkeiksi (LPZ). Se tarjoaa tietoa rakennuksen sähköisten / elektronisten järjestelmien salaman sähkömagneettisen impulssin (LEMP) suojausjärjestelmän (nykyisin nimeltään ylijännitesuojatoimenpiteet - SPM) suunnittelusta, asennuksesta, kunnossapidosta ja testauksesta.

Seuraava taulukko antaa laajan hahmotelman edellisen standardin BS 6651 ja BS EN / IEC 62305 välillä.

BS EN / IEC 62305-1 Yleiset periaatteet

Tämä BS EN / IEC 62305 -standardipaketin alkuosa on johdanto standardin muihin osiin. Siinä luokitellaan arvioitavien vahinkojen lähteet ja tyypit ja esitellään salaman toiminnan seurauksena odotettavissa olevat riskit tai menetystyypit.

Lisäksi se määrittelee vahingon ja vahingon väliset suhteet, jotka muodostavat perustan riskinarviointilaskelmille standardin osassa 2.

Salamavirran parametrit on määritelty. Niitä käytetään perustana standardin osissa 3 ja 4 eriteltyjen asianmukaisten suojatoimenpiteiden valinnalle ja toteuttamiselle. Standardin osa 1 tuo myös uusia käsitteitä huomioon salamansuojajärjestelmää valmisteltaessa, kuten salaman suojavyöhykkeet (LPZ) ja erotusetäisyys.

Vahinko ja menetysTaulukko 5 - Rakenteiden vauriot ja häviöt salamaniskun eri pisteiden mukaan (BS EN-IEC 62305-1 Taulukko 2)

BS EN / IEC 62305 tunnistaa neljä päävahinkolähdettä:

S1 Vilkkuu rakenteeseen

S2 Vilkkuu lähellä rakennetta

S3 Vilkkuu palveluun

S4 Vilkkuu lähellä palvelua

Jokainen vahinkolähde voi aiheuttaa yhden tai useamman seuraavista vahingoista:

D1 Elävien olentojen loukkaantuminen askel- ja kosketusjännitteiden vuoksi

D2 Salamavirran aiheuttamat fyysiset vauriot (tulipalo, räjähdys, mekaaninen tuhoutuminen, kemiallinen vapautuminen), mukaan lukien kipinä

D3 Sisäisten järjestelmien vika salaman sähkömagneettisen impulssin (LEMP) vuoksi

Salaman aiheuttamasta vahingosta voi aiheutua seuraavan tyyppisiä menetyksiä:

L1 Ihmisen elämän menetys

L2 Yleisön palvelun menetys

L3 Kulttuuriperinnön menetys

L4 Taloudellisen arvon menetys

Kaikkien yllä olevien parametrien suhteet on esitetty yhteenvetona taulukossa 5.

Kuva 12 sivulla 271 kuvaa salaman aiheuttamien vahinkojen tyyppejä.

Yksityiskohtaisempi kuvaus BS EN 1 -standardin osaan 62305 kuuluvista yleisperiaatteista on täydellisessä viiteoppaassamme 'A Guide to BS EN 62305'. Vaikka tässä oppaassa keskitytään BS EN -standardiin, se voi tarjota kiinnostavaa tietoa IEC-vastaavaan suunnitteleville konsultteille. Katso lisätietoja tästä oppaasta sivulta 283.

Kaavion suunnitteluperusteet

Ihanteellinen salamansuoja rakenteelle ja siihen liittyville palveluille olisi sulkea rakenne maadoitettuun ja täydellisesti johtavaan metalliseen suojaan (laatikkoon) ja lisäksi tarjota riittävät liitännät kaikkiin liitettyihin palveluihin sisääntulokohdassa suojaan.

Tämä estäisi pohjimmiltaan salamavirran ja indusoidun sähkömagneettisen kentän tunkeutumisen rakenteeseen. Käytännössä ei kuitenkaan ole mahdollista tai todellakin kustannustehokasta mennä tällaisiin pituuksiin.

Tämä standardi asettaa siten määritellyn salamavirran parametrit, joissa sen suositusten mukaisesti hyväksytyt suojatoimenpiteet vähentävät salamaniskusta johtuvia vahinkoja ja niistä aiheutuvia menetyksiä. Tämä vahinkojen ja välillisten menetysten väheneminen on pätevä, jos salamaniskun parametrit jäävät määriteltyihin rajoihin, jotka on määritetty salaman suojaustasoiksi (LNS).

Salaman suojaustasot (LPL)

Neljä suojaustasoa on määritetty aiemmin julkaistuista teknisistä tiedoista saatujen parametrien perusteella. Jokaisella tasolla on kiinteä joukko enimmäis- ja vähimmäissalamavirran parametreja. Nämä parametrit on esitetty taulukossa 6. Suurimpia arvoja on käytetty tuotteiden, kuten salamasuojakomponenttien ja ylijännitesuojalaitteiden (SPD) suunnittelussa. Salamavirran vähimmäisarvoja on käytetty kullakin tasolla liikkuvan pallon säteen johtamiseen.

Taulukko 6 - Salaman virta jokaiselle LPL: lle 10-350 μs: n aaltomuodon perusteella

Yksityiskohtaisempi selvitys salaman suojaustasoista ja enimmäis- / vähimmäisvirta-parametreista on BS EN 62305 -oppaassa.

Kuva 12 - Rakenteelle tai sen lähelle salamaniskusta johtuvat vauriot ja menetykset

Salaman suojausvyöhykkeet (LPZ)Kuva 13 - LPZ-käsite

Salamansuojavyöhykkeiden (LPZ) käsite otettiin käyttöön standardissa BS EN / IEC 62305 erityisesti auttaakseen määrittämään suojaustoimenpiteet, joita tarvitaan suojatoimien luomiseksi rakennuksen salaman sähkömagneettisen impulssin (LEMP) torjumiseksi.

Yleisenä periaatteena on, että suojausta vaativat laitteet on sijoitettava LPZ: hen, jonka sähkömagneettiset ominaisuudet ovat yhteensopivia laitteen rasituksen kestävyyden tai sietokyvyn kanssa.

Konsepti soveltuu ulkoisiin vyöhykkeisiin suoran salamaniskun vaaralla (LPZ 0A) tai osittaisen salamanvirran (LPZ 0B) ja suojaustasot sisäisillä alueilla (LPZ 1 ja LPZ 2).

Yleensä mitä suurempi vyöhykkeen määrä (LPZ 2; LPZ 3 jne.), Sitä pienemmät odotetut sähkömagneettiset vaikutukset ovat. Tyypillisesti kaikkien herkkien elektronisten laitteiden tulisi sijaita suuremmalla numerolla varustetuissa LPZ: issä, ja ne olisi suojattava LEMP: tä vastaan ​​asianmukaisilla ylijännitesuojatoimenpiteillä (SPM, kuten määritelty standardissa BS EN 62305: 2011).

SPM: ää kutsuttiin aiemmin nimellä LEMP Protection Measures System (LPMS) standardissa BS EN / IEC 62305: 2006.

Kuvassa 13 korostetaan LPZ-konseptia sovellettuna rakenteeseen ja SPM: ään. Käsitettä laajennetaan standardeissa BS EN / IEC 62305-3 ja BS EN / IEC 62305-4.

Sopivin SPM valitaan käyttämällä riskinarviointia standardin BS EN / IEC 62305-2 mukaisesti.

BS EN / IEC 62305-2 Riskienhallinta

BS EN / IEC 62305-2 on avain standardien BS EN / IEC 62305-3 ja BS EN / IEC 62305-4 oikeaan käyttöönottoon. Riskien arviointi ja hallinta ovat nytKuva 14 - Suojaustarpeen ratkaisemismenettely (BS EN-IEC 62305-1 Kuva 1) huomattavasti syvällisempi ja laajempi kuin standardin BS 6651 lähestymistapa.

BS EN / IEC 62305-2 käsittelee nimenomaan riskinarvioinnin tekemistä, jonka tulokset määrittävät vaaditun salamansuojajärjestelmän tason. Vaikka standardissa BS 6651 omistettiin 9 sivua (sisältäen luvut) riskinarviointiin, BS EN / IEC 62305-2 sisältää tällä hetkellä yli 150 sivua.

Riskinarvioinnin ensimmäisessä vaiheessa on määritettävä, mitkä neljästä (BS EN / IEC 62305-1 -standardissa määritellystä) tappiotyypistä rakenteeseen ja sen sisältöön voi liittyä. Riskiarvioinnin lopullisena tavoitteena on kvantifioida ja tarvittaessa vähentää merkityksellisiä ensisijaisia ​​riskejä, ts.

R1 ihmishenkien menetysriski

R2 palvelun menettämisen riski yleisölle

R3 kulttuuriperinnön menettämisen riski

R4 taloudellisen arvon menetysriski

Jokaisen kolmen ensimmäisen ensisijaisen riskin osalta siedettävä riski (RT) on asetettu. Nämä tiedot voidaan hankkia standardin IEC 7-62305 taulukosta 2 tai standardin BS EN 1-62305 kansallisen liitteen taulukosta NK.2.

Jokainen ensisijainen riski (Rn) määritetään pitkällä standardissa määritellyllä laskentaryhmällä. Jos todellinen riski (Rn) on pienempi tai yhtä suuri kuin hyväksyttävä riski (RT), suojatoimenpiteitä ei tarvita. Jos todellinen riski (Rn) on suurempi kuin vastaava siedettävä riski (RT), suojatoimenpiteet on aloitettava. Yllä oleva prosessi toistetaan (käyttämällä uusia arvoja, jotka liittyvät valittuihin suojatoimenpiteisiin) vuoteen Rn on pienempi tai yhtä suuri kuin vastaava RT. Juuri tämä kuvion 14 mukainen iteratiivinen prosessi päättää salaman suojausjärjestelmän (LPS) ja salamien suojaavien toimenpiteiden (SPM) valinnasta tai jopa salaman suojaustoimenpiteistä salaman sähkömagneettisen impulssin (LEMP) torjumiseksi.

BS EN / IEC 62305-3 Rakenteiden fyysiset vauriot ja hengenvaara

Tämä standardipaketin osa koskee suojatoimenpiteitä rakenteessa ja sen ympäristössä ja liittyy sellaisenaan suoraan pääosaan standardia BS 6651.

Standardin tämän osan pääosa antaa ohjeita ulkoisen salaman suojausjärjestelmän (LPS), sisäisen LPS: n sekä huolto- ja tarkastusohjelmien suunnittelusta.

Salaman suojausjärjestelmä (LPS)

BS EN / IEC 62305-1 on määritellyt neljä salaman suojaustasoa todennäköisen minimi- ja maksimisalamavirran perusteella. Nämä LPL: t vastaavat suoraan Lightning Protection System (LPS) -luokkia.

LPL: n ja LPS: n neljän tason välinen korrelaatio on yksilöity taulukossa 7. Pohjimmiltaan mitä suurempi LPL, sitä korkeampi LPS-luokka vaaditaan.

Taulukko 7 - Salamasuojaustason (LPL) ja LPS-luokan (BS EN-IEC 62305-3 taulukko 1) suhde

Asennettavien LPS-luokkien määrää BS EN / IEC 62305-2 -standardissa korostettu riskinarvioinnin tulos.

Ulkoiset LPS-suunnittelunäkökohdat

Salamansuojasuunnittelijan on ensin otettava huomioon salamaniskun aiheuttamat lämpö- ja räjähdysvaikutukset sekä seuraukset tarkasteltavalle rakenteelle. Seurauksista riippuen suunnittelija voi valita jommankumman seuraavista ulkoisen LPS: n tyypeistä:

- Eristetty

- Eristämätön

Eristetty LPS valitaan tyypillisesti, kun rakenne on rakennettu palavista materiaaleista tai aiheuttaa räjähdysvaaran.

Päinvastoin, eristämätön järjestelmä voidaan asentaa, jos tällaista vaaraa ei ole.

Ulkoinen LPS koostuu:

- Ilmanpoistojärjestelmä

- Alasjohdinjärjestelmä

- Maadoitusjärjestelmä

Nämä LPS: n yksittäiset elementit on kytkettävä yhteen sopivilla salamansuojakomponenteilla (LPC), jotka ovat (BS EN 62305: n) mukaisia ​​ja BS EN 50164 -sarjan (huomaa, että BS EN / IEC korvaa tämän BS EN -sarjan. 62561 -sarja). Näin varmistetaan, että jos salamavirta purkautuu rakenteeseen, oikea muotoilu ja komponenttien valinta minimoivat mahdolliset vauriot.

Ilmanvaihtojärjestelmä

Ilmanpoistojärjestelmän tehtävänä on siepata salaman purkausvirta ja johtaa se vaarattomasti maahan maadoitusjohtimen ja maadoitusjärjestelmän kautta. Siksi on elintärkeää käyttää oikein suunniteltuja ilmanpoistojärjestelmiä.

BS EN / IEC 62305-3 kannattaa seuraavaa, missä tahansa yhdistelmässä, ilmaliittimen suunnittelussa:

- ilmatangot (tai päätytangot) riippumatta siitä, ovatko ne vapaasti seisovia mastoja tai liitettyinä johtimiin verkon muodostamiseksi katolle

- Verkkojohdot (tai ripustetut) johtimet riippumatta siitä, tukevatko ne vapaasti seisovat mastot vai yhdistävätkö ne johtimiin muodostaakseen verkon katolle

- Verkkojohdinverkko, joka voi olla suorassa kosketuksessa katon kanssa tai ripustettu sen yläpuolelle (jos on ensiarvoisen tärkeää, että katto ei altistu suoralle salaman purkaukselle)

Standardi tekee täysin selväksi, että kaikentyyppisten ilmastointijärjestelmien, joita käytetään, on täytettävä standardin tekstissä asetetut paikannusvaatimukset. Siinä korostetaan, että ilmanvaihtokomponentit tulisi asentaa rakenteen kulmiin, paljaisiin kohtiin ja reunoihin. Kolme suositeltua päämenetelmää ilmapäätejärjestelmien sijainnin määrittämiseksi ovat:

- liikkuvan pallon menetelmä

- Suojakulman menetelmä

- Verkkomenetelmä

Nämä menetelmät ovat yksityiskohtaisia ​​seuraavilla sivuilla.

Liikkuvan pallon menetelmä

Vierintäpallomenetelmä on yksinkertainen tapa tunnistaa suojaa tarvitsevat rakenteen alueet, ottaen huomioon sivulle lyöntien mahdollisuus rakenteeseen. Peruskäsite valssauspallon levittämisestä rakenteeseen on esitetty kuvassa 15.

Kuva 15 - Vierintäpallomenetelmän soveltaminen

Vierintäpallomenetelmää käytettiin standardissa BS 6651, ainoa ero on, että standardissa BS EN / IEC 62305 valssauspallon eri säteet vastaavat asiaankuuluvaa LPS-luokkaa (katso taulukko 8).

Taulukko 8 - Vastaavan pallon säteen maksimiarvot

Tämä menetelmä soveltuu suojavyöhykkeiden määrittämiseen kaikentyyppisille rakenteille, erityisesti monimutkaiselle geometrialle.

Suojakulman menetelmäKuva 16 - Suojakulmamenetelmä yksittäiselle ilmatangolle

Suojakulmamenetelmä on matemaattinen yksinkertaistaminen vierintäpallomenetelmästä. Suojakulma (a) on pystysuoran tangon kärjen (A) ja viivan, joka on projisoitu alaspäin pintaan, jolle sauva istuu, muodostama kulma (katso kuva 16).

Ilmatangon tarjoama suojakulma on selvästi kolmiulotteinen käsite, jossa tangolle osoitetaan suojakartio pyyhkimällä linja AC suojakulmassa täyden 360 asteen ilmatangon ympäri.

Suojakulma eroaa ilmatangon ja LPS-luokan vaihtelevasta korkeudesta. Ilmatangon tarjoama suojakulma määritetään standardin BS EN / IEC 2-62305 taulukosta 3 (katso kuva 17).

Kuva 17 - Suojakulman määrittäminen (BS EN-IEC 62305-3 Taulukko 2)

Suojauskulman vaihtelu on muutos yksinkertaiseen 45 asteen suojavyöhykkeeseen, joka on useimmissa tapauksissa annettu standardissa BS 6651. Lisäksi uudessa standardissa käytetään ilmanohjausjärjestelmän korkeutta vertailutason yläpuolella, olipa kyse sitten maanpinnasta tai katon tasosta (ks. Kuva 18).

Kuva 18 - Vertailutason korkeuden vaikutus

Verkkomenetelmä

Tätä menetelmää käytettiin yleisimmin standardin BS 6651 suositusten mukaisesti. Jälleen BS EN / IEC 62305: ssä on määritelty neljä erilaista päätelaitteiden silmäkokoa, jotka vastaavat asiaankuuluvaa LPS-luokkaa (katso taulukko 9).

Taulukko 9 - Silmäkoon enimmäisarvot, jotka vastaavat

Tämä menetelmä soveltuu silloin, kun sileät pinnat vaativat suojaa, jos seuraavat ehdot täyttyvät:Kuva 19 - Piilotettu ilmanpääteverkko

- Ilmanpoistojohtimet on sijoitettava katon reunoille, katon ulkonemiin ja katon harjanteille, joiden kaltevuus on yli 1/10 (5.7º)

- Ilmanpoistojärjestelmän yläpuolella ei ole metalliasennusta

Salaman aiheuttamien vahinkojen nykyaikainen tutkimus on osoittanut, että kattojen reunat ja kulmat ovat alttiimpia vaurioille.

Joten kaikkiin rakenteisiin, erityisesti tasakatot, kehäjohtimet tulisi asentaa niin lähelle katon ulkoreunaa kuin se on käytännössä mahdollista.

Kuten standardissa BS 6651, nykyinen standardi sallii johtimien (olivatpa ne sitten tahattomia metallityötä tai omistettuja LP-johtimia) käytön katon alla. Pystysuorat ilmatangot (korvakkeet) tai iskulevyt tulee asentaa katon yläpuolelle ja liittää alla olevaan johtojärjestelmään. Ilmatankojen tulisi olla enintään 10 metrin etäisyydellä toisistaan, ja jos vaihtoehtona käytetään iskulevyjä, ne tulisi sijoittaa strategisesti kattoalueelle enintään 5 metrin päähän toisistaan.

Muut kuin tavanomaiset ilmanvaihtojärjestelmät

Vuosien varrella on käynyt paljon teknistä (ja kaupallista) keskustelua tällaisten järjestelmien kannattajien väitteiden pätevyydestä.

Tästä aiheesta keskusteltiin laajasti teknisissä työryhmissä, jotka laativat standardin BS EN / IEC 62305. Tuloksen oli pysyttävä tämän standardin sisällä.

Standardissa BS EN / IEC 62305 todetaan yksiselitteisesti, että ilmanpuhdistusjärjestelmän (esim. Ilmatangon) tarjoaman suojauksen tilavuus tai vyöhyke voidaan määrittää vain ilmanpäätöjärjestelmän todellisen fyysisen ulottuvuuden perusteella.

Tätä väitettä vahvistetaan standardin BS EN 2011 vuoden 62305 versiossa sisällyttämällä se standardin runkoon sen sijaan, että se olisi osa liitettä (standardin BS EN / IEC 62305-3: 2006 liite A).

Tyypillisesti, jos ilmatanko on 5 m pitkä, ainoa väite tämän ilmatangon tarjoamalle suojavyöhykkeelle perustuisi 5 metriin ja asiaankuuluvaan LPS-luokkaan eikä mihinkään epätavanomaiseen ilmatankoon vaadittuun parannettuun mittaan.

Tämän standardin BS EN / IEC 62305 rinnalla ei ole ajateltavissa olevan muita standardeja.

Luonnolliset komponentit

Kun metallikatoja pidetään luonnollisena ilmanvaihtojärjestelmänä, BS 6651 antoi ohjeita tarkasteltavan materiaalin vähimmäispaksuudesta ja -tyypistä.

BS EN / IEC 62305-3 antaa samanlaisia ​​ohjeita ja lisätietoja, jos kattoa on pidettävä salamankestäväksi salaman purkautumisesta (katso taulukko 10).

Taulukko 10 - Metallilevyjen tai metalliputkien vähimmäispaksuus ilmassa

Rakenteen kehän ympäri tulisi aina olla vähintään kaksi alasjohtoa. Alasjohtimet tulisi mahdollisuuksien mukaan asentaa rakenteen kuhunkin paljastettuun kulmaan, koska tutkimus on osoittanut näiden kuljettavan suurimman osan salamavirrasta.

Luonnolliset komponentitKuva 20 - Tyypilliset kiinnitysmenetelmät teräsvahvisteeseen

BS EN / IEC 62305, kuten standardi BS 6651, kannustaa satunnaisten metalliosien käyttöä rakenteeseen tai sen sisälle sisällytettäväksi LPS: ään.

Jos BS 6651 kannusti sähköä jatkuvuuteen käytettäessä betonirakenteissa olevia raudoitustankoja, niin myös BS EN / IEC 62305-3. Lisäksi siinä todetaan, että raudoitustangot hitsataan, kiinnitetään sopivilla liitososilla tai limitetään vähintään 20 kertaa raudoituksen halkaisija. Näin varmistetaan, että niillä raudoitustangoilla, jotka todennäköisesti kuljettavat salamavirtaa, on turvalliset yhteydet yhdestä pituudesta toiseen.

Kun sisäiset vahvikkeet on kytkettävä ulkoisiin johtimiin tai maadoitusverkkoon, sopii jokin kuvassa 20 esitetyistä järjestelyistä. Jos liitosjohtimen ja tangon välinen liitos on tarkoitus peittää betoniin, standardi suosittelee, että käytetään kahta kiinnitintä, joista toinen on kytketty yhteen tangon pituuteen ja toinen eri tangon pituuteen. Nivelet tulisi sitten peittää kosteutta estävällä yhdisteellä, kuten Denso-teipillä.

Jos raudoitustankoja (tai teräsrakenteisia runkoja) käytetään alasjohtimina, sähköinen jatkuvuus on varmistettava ilmanpäätejärjestelmästä maadoitusjärjestelmään. Uusille rakenteille tämä voidaan päättää varhaisessa rakennusvaiheessa käyttämällä erillisiä raudoitustankoja tai vaihtoehtoisesti erillisen kuparijohtimen johtamista rakenteen yläosasta perustukseen ennen betonin kaatamista. Tämä erillinen kuparijohdin tulisi liittää vierekkäisiin / vierekkäisiin vahvistustankoihin säännöllisesti.

Jos olemassa olevien rakenteiden raudoitustankojen reitistä ja jatkuvuudesta on epäilyksiä, tulee asentaa ulkoinen alasjohdinjärjestelmä. Nämä tulisi mieluiten liittää rakenteiden vahvistusverkkoon rakenteen ylä- ja alaosassa.

Maadoitusjärjestelmä

Maadoitusjärjestelmä on elintärkeä salamavirran leviämiselle turvallisesti ja tehokkaasti maahan.

Standardin BS 6651 mukaisesti uusi standardi suosittelee rakenteeseen yhtä integroitua maadoitusjärjestelmää, joka yhdistää salamansuoja-, sähkö- ja tietoliikennejärjestelmät. Käyttöviranomaisen tai asiaankuuluvien järjestelmien omistajan suostumus on saatava ennen minkäänlaista liimausta.

Hyvällä maaliitännällä tulisi olla seuraavat ominaisuudet:

- Pieni sähkövastus elektrodin ja maan välillä. Mitä pienempi maadoituselektrodiresistanssi, sitä todennäköisemmin salamavirta valitsee kulkemaan kyseistä polkua mieluummin kuin mikä tahansa muu, jolloin virta voidaan johtaa turvallisesti maahan ja haihtua maahan

- Hyvä korroosionkestävyys. Materiaalin valinta maadoituselektrodille ja sen liitännöille on elintärkeää. Se haudataan maahan monien vuosien ajan, joten sen on oltava täysin luotettava

Standardi kannattaa matalan maadoitusvastuksen vaatimusta ja huomauttaa, että se voidaan saavuttaa 10 ohmin tai pienemmällä maadoitusjärjestelmällä.

Maadoituselektrodijärjestelyjä on kolme.

- Tyyppi A -järjestely

- Tyypin B järjestely

- Pohjamaadoituselektrodit

Tyyppi A -järjestely

Se koostuu vaaka- tai pystysuuntaisista maadoituselektrodeista, jotka on kytketty kuhunkin rakenteen ulkopuolelle kiinnitettyyn johtimeen. Tämä on pohjimmiltaan standardissa BS 6651 käytetty maadoitusjärjestelmä, jossa jokaiseen alasjohtimeen on kytketty maadoituselektrodi (sauva).

Tyypin B järjestely

Tämä järjestely on olennaisesti täysin kytketty rengasmaadoituselektrodi, joka on sijoitettu rakenteen kehälle ja on kosketuksessa ympäröivän maaperän kanssa vähintään 80% sen kokonaispituudesta (ts. 20% sen kokonaispituudesta voidaan sijoittaa sanottuun rakennuksen kellarissa eikä suorassa kosketuksessa maan kanssa).

Pohjamaadoituselektrodit

Tämä on pohjimmiltaan tyypin B maadoitusjärjestely. Se käsittää johtimet, jotka on asennettu rakenteen betonialustaan. Jos tarvitaan lisää elektrodien pituuksia, niiden on täytettävä samat kriteerit kuin tyypin B järjestelyille. Perustusmaadoituselektrodeja voidaan käyttää teräksen vahvistavan perustusverkon lisäämiseen.

Näyte korkealaatuisista LSP-maadoituskomponenteista

Ulkoisen LPS: n erotus (eristys) etäisyys

Ulkopuolisen LPS: n ja rakenteellisten metalliosien välinen etäisyys (ts. Sähköeristys) vaaditaan olennaisesti. Tämä minimoi mahdollisuuden osittaiseen salamavirtaan sisällyttää rakenteeseen.

Tämä voidaan saavuttaa sijoittamalla salamajohtimet riittävän kauas kaikista johtavista osista, joilla on reittejä rakenteeseen. Joten jos salaman purkaus osuu salamajohtimeen, se ei voi `` ylittää aukkoa '' ja välähtää viereiseen metallityöhön.

BS EN / IEC 62305 suosittelee yhdelle integroidulle maadoitusjärjestelmälle rakennetta, jossa yhdistyvät salamansuoja-, sähkö- ja tietoliikennejärjestelmät.

Sisäiset LPS-suunnittelunäkökohdat

Sisäisen LPS: n perustehtävä on varmistaa suojattavan rakenteen vaarallisten kipinöiden välttäminen. Tämä voi johtua salaman purkautumisesta johtuen salaman virrasta, joka virtaa ulkoisessa LPS: ssä tai itse asiassa rakennuksen muissa johtavissa osissa ja yrittää välähtää tai kipinäytyä sisäisiin metalliasennuksiin.

Asianmukaisten potentiaalintasausmahdollisuuksien toteuttaminen tai riittävien sähköeristysetäisyyksien varmistaminen metalliosien välillä voi välttää vaarallisten kipinöiden syntymisen eri metalliosien välillä.

Salaman potentiaalintasaus

Potentiaalintasaus on yksinkertaisesti kaikkien asiaankuuluvien metallilaitteistojen / osien sähköinen yhteenliittäminen siten, että jos salamavirrat virtaavat, yksikään metalliosa ei ole eri jännitepotentiaalissa toistensa suhteen. Jos metalliosat ovat olennaisesti samassa potentiaalissa, kipinöinnin tai palamisen vaara kumotaan.

Tämä sähköinen yhteenliitäntä voidaan saavuttaa luonnollisella / satunnaisella liitoksella tai käyttämällä erityisiä liitosjohtimia, jotka on mitoitettu standardin BS EN / IEC 8-9 taulukoiden 62305 ja 3 mukaisesti.

Liimaus voidaan toteuttaa myös käyttämällä ylijännitesuojalaitteita (SPD), joissa suora liitos johtimiin ei ole sopiva.

Kuva 21 (joka perustuu standardiin BS EN / IEC 62305-3 kuva E.43) esittää tyypillisen esimerkin potentiaalintasausjärjestelystä. Kaasu-, vesi- ja keskuslämmitysjärjestelmä on kaikki liitetty suoraan potentiaalintasauspalkkiin, joka sijaitsee sisällä, mutta lähellä ulkoseinää lähellä maanpintaa. Virtajohto liitetään sopivan SPD: n kautta sähkömittarista ylävirtaan potentiaalintasauspalkkiin. Tämän kiinnitystangon tulisi sijaita lähellä pääjakelulevyä (MDB) ja myös tiiviisti maadoitusjärjestelmässä lyhyillä johtimilla. Suuremmissa tai laajennetuissa rakenteissa voidaan tarvita useita kiinnitystankoja, mutta niiden kaikkien tulisi olla yhteydessä toisiinsa.

Kaikkien antennikaapeleiden näytön sekä suojattujen virtalähteiden, jotka johtavat sähköisiin laitteisiin, reititettäväksi rakenteeseen, tulisi myös olla liitetty potentiaalitankoon.

Lisäohjeita potentiaalintasausliitännöistä, silmäkokoisista maadoitusjärjestelmistä ja SPD-valinnasta löytyy LSP-oppaasta.

BS EN / IEC 62305-4 Rakenteiden sähköiset ja elektroniset järjestelmät

Elektroniset järjestelmät läpäisevät nyt melkein kaikki elämämme osa-alueet, työympäristöstä auton täyttämiseen bensiinillä ja jopa ostoksilla paikallisessa supermarketissa. Yhteiskuntana olemme nyt erittäin riippuvaisia ​​tällaisten järjestelmien jatkuvasta ja tehokkaasta toiminnasta. Tietokoneiden, elektronisten prosessinohjausten ja tietoliikenteen käyttö on räjähtänyt viimeisten kahden vuosikymmenen aikana. Paitsi että järjestelmiä on enemmän, myös mukana olevan elektroniikan fyysinen koko on pienentynyt huomattavasti (pienempi koko tarkoittaa vähemmän energiaa, joka tarvitaan pienten piirien vahingoittamiseen).

BS EN / IEC 62305 hyväksyy sen, että elämme nyt elektronisella aikakaudella, jolloin elektronisten ja sähköisten järjestelmien LEMP (Lightning Electromagnetic Impulse) -suojaus on kiinteä osa standardia osan 4 kautta. LEMP on termi, joka annetaan salaman kokonaisille sähkömagneettisille vaikutuksille, mukaan lukien johtaneet ylijännitteet (ohimenevät ylijännitteet ja virrat) ja säteilevät sähkömagneettiset kenttävaikutukset.

LEMP-vauriot ovat niin yleisiä, että ne tunnistetaan yhtenä erityistyypeistä (D3), joita vastaan ​​on suojattava, ja että LEMP-vahinkoja voi esiintyä kaikissa iskupisteissä - suorassa tai epäsuorassa - rakenteessa tai liitetyissä palveluissa lisäviittausta varten Katso salaman aiheuttamat vahingot taulukosta 5. Tässä laajennetussa lähestymistavassa otetaan huomioon myös tulipalon tai räjähdyksen vaara, joka liittyy rakenteeseen liittyviin palveluihin, kuten sähkö-, tietoliikenne- ja muihin metallilinjoihin.

Salama ei ole ainoa uhka…

Sähköisten kytkentätapahtumien aiheuttamat ohimenevät ylijännitteet ovat hyvin yleisiä ja voivat aiheuttaa huomattavia häiriöitä. Johtimen läpi virtaava virta luo magneettikentän, johon energiaa varastoidaan. Kun virta katkaistaan ​​tai sammutetaan, magneettikentän energia vapautuu yhtäkkiä. Yritettäessä hajottaa itseään siitä tulee korkeajännitteinen transientti.

Mitä enemmän varastoitua energiaa on, sitä suurempi on transientti. Suuremmat virrat ja pidemmät johtimen pituudet lisäävät energian varastointia ja vapauttamista!

Siksi induktiiviset kuormat, kuten moottorit, muuntajat ja sähkökäyttölaitteet, ovat kaikki yleisiä syitä kytkentätransienteille.

BS EN / IEC 62305-4: n merkitys

Aikaisemmin ohimenevä ylijännite- tai ylijännitesuoja sisältyi BS 6651 -standardin neuvontaliitteeksi erillisellä riskiarvioinnilla. Tämän seurauksena suojaus asennettiin usein sen jälkeen, kun laitteille oli aiheutunut vahinkoja, mikä johtui usein velvoitteesta vakuutusyhtiöille. BS EN / IEC 62305: n yksittäinen riskinarviointi sanelee kuitenkin, tarvitaanko rakenteellista ja / tai LEMP-suojausta, joten rakenteellista salamasuojausta ei voida nyt tarkastella erillään ohimenevästä ylijännitesuojasta - joka tunnetaan nimellä ylijännitesuojalaitteet (SPD) tässä uudessa standardissa. Tämä on sinänsä merkittävä poikkeama standardista BS 6651.

BS EN / IEC 62305-3 -standardin mukaan LPS-järjestelmää ei voida enää asentaa ilman salamavirtaa tai potentiaalien potentiaalisidoksia SPD-laitteisiin tuleviin metallipalveluihin, joissa on "jännitteiset ytimet" - kuten virta- ja telekaapelit - joita ei voida suoraan liittää maahan. Tällaisia ​​SPD: itä tarvitaan suojaamaan ihmishenkien menetyksen vaaralta estämällä vaarallinen kipinöinti, joka voi aiheuttaa tulipalon tai sähköiskun vaaran.

Salamavirtaa tai potentiaalintasauspotentiaalia (SPD) käytetään myös rakenteen syöttöjohdoissa, jotka ovat vaarassa suorasta iskusta. Pelkästään näiden SPD: n käyttö "ei kuitenkaan tarjoa tehokasta suojaa herkkien sähkö- tai elektronijärjestelmien vikaantumiselta", lainaten BS EN / IEC 62305 -standardin osaa 4, joka on erityisesti omistettu rakenteiden sähköisten ja elektronisten järjestelmien suojaamiselle.

Salamavirran SPD: t ovat yksi osa koordinoitua SPD-sarjaa, joka sisältää ylijännitesuojauksia - joita tarvitaan yhteensä suojaamaan herkkiä sähkö- ja elektroniikkajärjestelmiä sekä salama- että kytkentähäiriöiltä.

Salaman suojausvyöhykkeet (LPZ)Kuva 22 - LPZ-peruskäsite - BS EN-IEC 62305-4

Vaikka standardissa BS 6651 tunnustettiin vyöhykekäsite liitteessä C (sijaintiluokat A, B ja C), BS EN / IEC 62305-4 määrittelee salaman suojavyöhykkeiden (LPZ) käsitteen. Kuva 22 kuvaa LPZ: n peruskäsitteen, joka on määritelty LEMP: n vastaisilla suojaustoimenpiteillä, kuten yksityiskohtaisesti on kuvattu osassa 4.

Rakenteessa luodaan sarja LPZ: itä, joiden altistuminen salaman vaikutuksille tai niiden tunnistetaan jo olevan peräkkäin vähemmän.

Peräkkäisillä vyöhykkeillä käytetään yhdistämistä, suojausta ja koordinoituja SPD: itä, jotta saavutetaan merkittävä LEMP-vakavuuden väheneminen johtuvista ylijännitteistä ja ohimenevistä ylijännitteistä sekä säteilevistä magneettikentän vaikutuksista. Suunnittelijat koordinoivat näitä tasoja siten, että herkempi laite sijoitetaan suojaisemmille alueille.

LPZ: t voidaan jakaa kahteen luokkaan - 2 ulkoista aluetta (LPZ 0A, LPZ 0B) ja yleensä 2 sisäistä vyöhykettä (LPZ 1, 2), vaikka lisävyöhykkeitä voidaan ottaa käyttöön sähkömagneettisen kentän ja salamavirran edelleen vähentämiseksi tarvittaessa.

Ulkoiset alueet

LPZ 0A on alue, johon kohdistuu suoria salamaniskuja, ja sen vuoksi sen täytyy joutua kuljettamaan koko salamavirta.

Tämä on tyypillisesti rakenteen kattoala. Täysi sähkömagneettinen kenttä esiintyy tässä.

LPZ 0B on alue, johon ei kohdistu suoria salamaniskuja, ja se on tyypillisesti rakenteen sivuseinät.

Täysi sähkömagneettinen kenttä esiintyy kuitenkin edelleen täällä, ja täällä voi esiintyä johtuvia osittaisia ​​salamavirtauksia ja kytkentäyliä.

Sisäiset alueet

LPZ 1 on sisäinen alue, johon kohdistuu osittaista salamavirtaa. Suoritetut salamavirrat ja / tai kytkentäjännitteet pienenevät ulkoisiin vyöhykkeisiin LPZ 0 verrattunaA, LPZ 0B.

Tämä on tyypillisesti alue, jolla palvelut tulevat rakenteeseen tai missä päävirtakytkin sijaitsee.

LPZ 2 on sisäinen alue, joka sijaitsee edelleen rakenteen sisällä, jossa salama-impulssivirtajen ja / tai kytkentäiskujen jäännökset vähenevät verrattuna LPZ 1: een.

Tämä on tyypillisesti turvatarkastettu huone tai verkkovirtaa varten jakelukortin alueella. Vyöhykkeen suojaustasot on sovitettava yhteen suojattavan laitteen häiriönsieto-ominaisuuksien kanssa, eli mitä herkempi laite, sitä paremmin suojattu vaadittu vyöhyke.

Rakennuksen nykyinen kangas ja pohjapiirros voivat tehdä helposti näkyvistä vyöhykkeistä, tai vaadittujen vyöhykkeiden luomiseksi voidaan joutua soveltamaan LPZ-tekniikoita.

Ylijännitesuojaus (SPM)

Jotkin rakenteen alueet, kuten suojattu huone, ovat luonnollisesti paremmin suojattuja salamalta kuin toiset, ja suojattuja alueita on mahdollista laajentaa huolellisella LPS-suunnittelulla, metallipalvelujen, kuten veden ja kaasun, maadoittamisella ja kaapeloinnilla. tekniikat. Koordinoitujen ylijännitesuojalaitteiden (SPD) oikea asennus suojaa kuitenkin laitteita vaurioilta ja varmistaa niiden toiminnan jatkuvuuden - kriittinen seisokkien poistamiseksi. Näitä toimenpiteitä kutsutaan yhteensä ylijännitesuojatoimiksi (SPM) (aiemmin LEMP Protection Measures System (LPMS)).

Liimausta, suojausta ja SPD: tä käytettäessä teknisen huippuosaamisen on oltava tasapainossa taloudellisen välttämättömyyden kanssa. Uusia rakennelmia varten liimaus- ja seulontatoimenpiteet voidaan suunnitella kiinteästi osaksi koko SPM: ää. Nykyisen rakenteen osalta koordinoitujen SPD-ohjelmien jälkiasennus on kuitenkin todennäköisesti helpoin ja kustannustehokkain ratkaisu.

Napsauta muokkauspainiketta vaihtaaksesi tätä tekstiä. Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Ut elit tellus, luctus nec ullamcorper mattis, pulvinar dapibus leo.

Koordinoidut SPD: t

BS EN / IEC 62305-4 korostaa koordinoitujen SPD: n käyttöä laitteiden suojaamiseksi heidän ympäristössään. Tämä tarkoittaa yksinkertaisesti sarjaa SPD: itä, joiden sijainnit ja LEMP-käsittelyominaisuudet on koordinoitu siten, että ne suojaavat ympäristöönsä kuuluvia laitteita vähentämällä LEMP-vaikutukset asafe-tasolle. Joten palvelun sisäänkäynnillä voi olla raskas salamavirta SPD, joka käsittelee suurimman osan ylijänniteenergiasta (osittainen salamavirta LPS: stä ja / tai ilmajohdoista) vastaavalla ohimenevällä ylijännitteellä, jota ohjataan turvalliselle tasolle koordinoiduilla plus alavirran ylijännites SPD: llä suojaamaan päätelaitteet, mukaan lukien mahdolliset vahingot vaihtamalla lähteitä, esim. suuret induktiiviset moottorit. Asianmukaiset SPD: t tulisi asentaa aina, kun palvelut kulkevat yhdestä LPZ: stä toiseen.

Koordinoidun SPD: n on toimittava tehokkaasti yhdessä kaskadisena järjestelmänä ympäristönsä laitteiden suojaamiseksi. Esimerkiksi salamavirran SPD: n palvelun sisäänkäynnin tulee käsitellä suurin osa ylijänniteenergiasta, lieventämällä riittävästi alavirran ylijännite SPD: itä ylijännitteen hallitsemiseksi.

Asianmukaiset SPD: t on asennettava aina, kun palvelut kulkevat yhdestä LPZ: stä toiseen

Huono koordinointi voi tarkoittaa, että ylijännitesuojakojeisiin kohdistuu liikaa ylijänniteenergiaa, mikä vaarantaa sekä itsensä että mahdollisesti laitteet.

Lisäksi asennettujen SPD-laitteiden jännitesuojaustasot tai läpivirtausjännitteet on sovitettava yhteen laitteiston osien eristävän kestävyysjännitteen ja elektronisten laitteiden häiriönsietokestävyyden kanssa.

Parannetut SPD: t

Vaikka laitteiden suorat vahingot eivät olekaan toivottavia, tarve minimoida seisokkeja toiminnan menetyksen tai toimintahäiriön seurauksena voi myös olla kriittinen. Tämä on erityisen tärkeää yleisöä palveleville teollisuudenaloille, olipa kyse sairaaloista, rahoituslaitoksista, tuotantolaitoksista tai kaupallisista yrityksistä, joissa palvelujen kyvyttömyys laitteiden toiminnan katoamisen vuoksi johtaisi merkittävään terveyden ja turvallisuuden ja / tai taloudelliseen seuraukset.

Vakio-SPD: t voivat suojata vain yhteismoodin ylijännitteiltä (jännitteisten johtimien ja maan välillä) ja tarjoavat tehokkaan suojan suorilta vaurioilta, mutta eivät järjestelmän häiriöistä johtuvilta seisokkeilta.

BS EN 62305 harkitsee siksi parannettujen SPD: n käyttöä (SPD *), jotka vähentävät edelleen kriittisten laitteiden vaurioitumisen ja toimintahäiriöiden riskiä, ​​jos jatkuvaa käyttöä tarvitaan. Asentajien on siksi oltava paljon tietoisempia SPD: n sovellus- ja asennusvaatimuksista kuin ehkä aikaisemmin.

Ylivertaiset tai parannetut SPD: t tarjoavat matalamman (paremman) läpivientijännitesuojan ylijännitteiltä sekä tavallisessa tilassa että differentiaalitilassa (jännitteisten johtimien välillä) ja tarjoavat siten myös ylimääräisen suojan liitos- ja suojaustoimille.

Tällaiset parannetut SPD: t voivat tarjota jopa verkkotyypin 1 + 2 + 3 tai data / tietoliikennetesti Cat D + C + B -suojauksen yhdessä yksikössä. Koska päätelaitteet, esimerkiksi tietokoneet, ovat yleensä alttiimpia differentiaalimoodin ylijännitteille, tämä lisäsuojaus voi olla tärkeä näkökohta.

Lisäksi kyky suojautua tavallisilta ja differentiaalimuodoilta sallii laitteiden jatkuvan käytön ylijännitetoiminnan aikana - mikä tarjoaa huomattavaa hyötyä sekä kaupallisille, teollisille että julkisille palveluorganisaatioille.

Kaikki LSP SPD: t tarjoavat parannetun SPD: n suorituskyvyn alan johtavilla matalilla läpäisyjännitteillä

(jännitesuojataso, Up), koska tämä on paras vaihtoehto saavuttaa kustannustehokas, huoltovapaa toistuva suojaus kalliiden järjestelmän seisokkien estämisen lisäksi. Matalan läpäisevän jännitteen suojaus kaikissa tavallisissa ja differentiaalisissa tiloissa tarkoittaa, että suojaukseen tarvitaan vähemmän yksiköitä, mikä säästää yksikkö- ja asennuskustannuksia sekä asennusaikaa.

Kaikki LSP SPD: t tarjoavat parannetun SPD: n suorituskyvyn alan johtavalla matalalla läpäisevällä jännitteellä

Yhteenveto

Salama on selkeä uhka rakenteelle, mutta kasvava uhka rakenteen järjestelmille johtuen sähköisten ja elektronisten laitteiden lisääntyneestä käytöstä ja riippuvuudesta. BS EN / IEC 62305 -sarjan standardit tunnustavat tämän selvästi. Rakenteellinen salamasuojaus ei voi enää olla erillään laitteiden ohimenevästä ylijännitteestä tai ylijännitesuojasta. Parannettujen SPD: n käyttö tarjoaa käytännöllisen kustannustehokkaan suojaustavan, joka mahdollistaa kriittisten järjestelmien jatkuvan toiminnan LEMP-toiminnan aikana.