Yhteenveto salama- ja ylijännitesuojalaitteista

Suunniteltu turvallisuus

Salaman suojavyöhykekonsepti

Rakennus on jaettu eri uhanalaisille alueille. Nämä alueet auttavat määrittelemään tarvittavat suojatoimenpiteet, erityisesti salama- ja ylijännitesuojalaitteet ja komponentit. Osa EMC-yhteensopivaa (EMC: sähkömagneettista yhteensopivuutta) salamansuojavyöhykekonseptista on ulkoinen salamansuojausjärjestelmä (mukaan lukien ilmanpäätteinen järjestelmä, alasjohdinjärjestelmä, maadoitusjärjestelmä), potentiaalintasaus, tilansuojaus ja ylijännitesuoja. virtalähde ja tietotekniikkajärjestelmät. Määritelmät ovat luokiteltu taulukkoon 1. Ylijännitesuojalaitteiden vaatimusten ja kuormitusten mukaan ne luokitellaan salamavirtasuojaksi, ylijännitesuojaksi ja yhdistetyksi. Korkeimmat vaatimukset asetetaan salamavyöhykkeen 0 siirtymässä käytettävien salamavirtapiikkien ja yhdistettyjen pysäyttimien purkauskapasiteetille_A arvoon 1 tai 0_A Näiden pysäyttimien on kyettävä johtamaan 2/10 μs: n aaltomuodon osittaisia ​​salamavirroja useita kertoja tuhoutumattomina, jotta estetään tuhoavien osittaisten salamavirtojen pääsy rakennuksen sähköasennuksiin. Siirtymäkohdassa LPZ 350: sta_B 1: een tai alavirtaan salamavirran pysäyttimestä siirtymäkohdassa LPZ 1: stä 2: een ja korkeammalle, ylijännitesuojaimia käytetään suojaamaan ylijännitteiltä. Heidän tehtävänään on sekä vähentää ylävirran suojausvaiheiden jäännösenergiaa entisestään että rajoittaa itse asennuksessa aiheutuvia tai syntyviä ylijännitteitä.

Edellä kuvatut salama- ja ylijännitesuojaustoimenpiteet salaman suojavyöhykkeiden rajoilla koskevat myös virtalähde- ja tietotekniikkajärjestelmiä. Kaikki EMC-yhteensopivan salaman suojavyöhykekonseptissa kuvatut toimenpiteet auttavat saavuttamaan sähköisten ja elektronisten laitteiden ja asennusten jatkuvan saatavuuden. Lisätietoja teknisistä tiedoista on osoitteessa www.lsp-international.com.

IEC 62305-4: 2010

Ulkovyöhykkeet:

LPZ 0: Vyöhyke, jossa uhka johtuu vaimentamattomasta salaman sähkömagneettisesta kentästä ja jossa sisäisiin järjestelmiin voi kohdistua täydellinen tai osittainen salaman ylijännite.

LPZ 0 on jaettu seuraaviin osiin:

LPZ 0_A: Vyöhyke, jossa uhka johtuu suorasta salaman välähdyksestä ja täydestä salaman sähkömagneettisesta kentästä. Sisäisiin järjestelmiin voi kohdistua täysi salamavirta.

LPZ 0_B: Suora salaman välähdyksiä vastaan ​​suojattu alue, mutta uhka on koko salaman sähkömagneettinen kenttä. Sisäiset järjestelmät voivat altistua osittaisille salaman ylijännitteille.

Sisävyöhykkeet (suojattu salamavaloilta):

LPZ 1: Vyöhyke, jossa ylijännitevirtaa rajoittaa virranjako- ja eristysrajapinnat ja / tai raja-arvoiset SPD: t. Spatiaalinen suojaus voi vaimentaa salaman sähkömagneettista kenttää.

LPZ 2… n: Vyöhyke, jossa ylijännitevirtaa voidaan rajoittaa edelleen virranjako- ja eristysrajapinnoilla ja / tai raja-alueella olevilla ylimääräisillä SPD: llä. Lisäsuojausta voidaan käyttää salaman sähkömagneettisen kentän vaimentamiseksi edelleen.

Termit ja määritelmät

Katkaise kapasiteetti, noudata nykyistä sammutusominaisuutta I_fi

Katkaisukyky on verkon seurausvirran vaikuttamaton (mahdollinen) tehollisarvo, jonka ylijännitesuoja voi sammuttaa automaattisesti liittäessään U_C. Se voidaan todistaa käyttötarkastuksessa standardin EN 61643-11: 2012 mukaisesti.

Luokat standardin IEC 61643-21: 2009 mukaan

Useat impulssijännitteet ja impulssivirrat on kuvattu standardissa IEC 61643-21: 2009 impulssihäiriöiden virrankulutuskyvyn ja jännitteen rajoituksen testaamiseksi. Tämän standardin taulukossa 3 luetellaan nämä luokkiin ja annetaan ensisijaiset arvot. IEC 2-61643 -standardin taulukossa 22 transienttien lähteet on osoitettu eri impulssiluokille irrotusmekanismin mukaan. Luokka C2 sisältää induktiivisen kytkennän (ylijännitteet), luokan D1 galvaanisen kytkimen (salamavirrat). Asiaankuuluva luokka määritetään teknisissä tiedoissa. LSP-ylijännitesuojat ylittävät määriteltyjen luokkien arvot. Siksi impulssivirran kantokyvyn tarkka arvo ilmoitetaan nimellisellä purkausvirralla (8/20 μs) ja salaman impulssivirralla (10/350 μs).

Yhdistelmä aalto

Yhdisteaalto generoidaan hybridigeneraattorilla (1.2 / 50 μs, 8/20 μs), jonka fiktiivinen impedanssi on 2 Ω. Tämän generaattorin avoimen piirin jännitteelle viitataan nimellä U_OC. TAI_OC on suositeltava indikaattori tyypin 3 pysäyttimille, koska vain nämä estimet voidaan testata yhdistelmäaallolla (standardin EN 61643-11 mukaan).

Katkaisutaajuus f_G

Katkaisutaajuus määrittelee estimen taajuudesta riippuvan käyttäytymisen. Katkaisutaajuus vastaa taajuutta, joka aiheuttaa lisäyshäviön (a_E) 3 dB tietyissä testiolosuhteissa (katso EN 61643-21: 2010). Ellei toisin ilmoiteta, tämä arvo viittaa 50 Ω -järjestelmään.

Suojausaste

IP-suojaustaso vastaa suojausluokkia

kuvattu standardissa IEC 60529.

Katkaisuaika t_a

Katkaisuaika on aika, joka kuluu automaattiseen virran katkaisemiseen suojattavan piirin tai laitteen vikatilanteessa. Katkaisuaika on sovelluskohtainen arvo, joka johtuu vikavirran voimakkuudesta ja suojalaitteen ominaisuuksista.

SPD: n energian koordinointi

Energiakoordinointi on yleisen salama- ja ylijännitesuojakäsitteen kaskadisuojauselementtien (= SPD) selektiivinen ja koordinoitu vuorovaikutus. Tämä tarkoittaa, että salaman impulssivirran kokonaiskuormitus jaetaan SPD: n välillä niiden energiansiirtokyvyn mukaan. Jos energian koordinointi ei ole mahdollista, loppupään SPD: t eivät ole riittäviä

ylävirran SPD: t, koska ylävirran SPD: t toimivat liian myöhään, riittämättömästi tai eivät ollenkaan. Tämän seurauksena loppupään SPD: t ja suojattavat päätelaitteet voivat tuhoutua. DIN CLC / TS 61643-12: 2010 kuvaa kuinka energiakoordinointi todennetaan. Spark-gap-pohjaiset tyypin 1 SPD: t tarjoavat huomattavia etuja jännitteen vaihtamisen ansiosta

ominaisuus (ks WeTA BTAKAISIN FUNCTION).

Taajuusalue

Taajuusalue edustaa estimen lähetysaluetta tai katkaisutaajuutta kuvattujen vaimennusominaisuuksien mukaan.

Väliinkytkemisvaimennus

Annetulla taajuudella ylijännitesuojan lisäyshäviö määritetään jännitearvon suhteella asennuspaikalla ennen ja jälkeen ylijännitesuojan asentamisen. Ellei toisin ilmoiteta, arvo viittaa 50 Ω -järjestelmään.

Integroitu varosulake

SPD: n tuotestandardin mukaan on käytettävä ylivirtasuojaimia / varokkeita. Tämä vaatii kuitenkin lisätilaa jakelupaneelissa, ylimääräisiä kaapelipituuksia, joiden tulisi olla mahdollisimman lyhyitä IEC 60364-5-53: n mukaisesti, lisäasennusaikaa (ja kustannuksia) ja sulakkeen mitoitusta. Pysäyttimeen integroitu sulake, joka sopii ihanteellisesti mukana oleville impulssivirroille, eliminoi kaikki nämä haitat. Tilan voitto, pienempi johdotus, integroitu sulakevalvonta ja lyhyiden liitäntäkaapeleiden lisääntynyt suojavaikutus ovat tämän käsitteen selkeitä etuja.

Salama-impulssivirta I_imp

Salama-impulssivirta on standardoitu impulssivirta-käyrä, jonka aaltomuoto on 10/350 μs. Sen parametrit (huippuarvo, varaus, ominaisenergia) simuloivat luonnollisen salaman virtauksen aiheuttamaa kuormitusta. Salamavirran ja yhdistettyjen pysäyttimien on kyettävä purkamaan tällaiset salama-impulssivirrat useita kertoja tuhoutumatta.

Verkkopuolen ylivirtasuoja / pidätyssulake

Ylivirtasuojalaite (esim. Sulake tai virrankatkaisin), joka sijaitsee pidikkeen ulkopuolella syöttöpuolella katkaistakseen tehotaajuisen seurausvirran heti, kun ylijännitesuojan murtokyky ylittyy. Ylimääräistä varosulaketta ei tarvita, koska varmistussulake on jo integroitu SPD: hen.

Suurin jatkuva käyttöjännite U_C

Suurin jatkuva käyttöjännite (suurin sallittu käyttöjännite) on maksimijännitteen tehollisarvo, joka voidaan kytkeä ylijännitesuojalaitteen vastaaviin liittimiin käytön aikana. Tämä on enimmäisjännite pidättimessä sisään

määritelty ei-johtava tila, joka palauttaa pysäyttimen takaisin tähän tilaan sen laukeamisen ja purkautumisen jälkeen. U: n arvo_C riippuu suojattavan järjestelmän nimellisjännitteestä ja asentajan teknisistä tiedoista (IEC 60364-5-534).

Suurin jatkuva käyttöjännite U_CPV aurinkosähköjärjestelmälle

Suurimman tasajännitteen arvo, jota voidaan pysyvästi käyttää SPD: n liittimiin. Sen varmistamiseksi, että U_CPV on suurempi kuin PV-järjestelmän suurin avoimen piirin jännite kaikissa ulkoisissa vaikutuksissa (esim. ympäristön lämpötila, auringon säteilyn intensiteetti), U_CPV on oltava suurempi kuin tämä suurimman avoimen piirin jännite kertoimella 1.2 (CLC / TS 50539-12: n mukaan). Tämä kerroin 1.2 varmistaa, että SPD: t eivät ole mitoitettu väärin.

Suurin purkausvirta I_max

Suurin purkausvirta on 8/20 μs: n impulssivirran suurin huippuarvo, jonka laite voi purkaa turvallisesti.

Suurin siirtokapasiteetti

Suurin siirtokapasiteetti määrittää suurimman taajuuden suurimman tehon, joka voidaan siirtää koaksiaalisen ylijännitesuojalaitteen kautta häiritsemättä suojakomponenttia.

Nimellinen purkausvirta I_n

Nimellinen purkausvirta on 8/20 μs: n impulssivirran huippuarvo, jolle ylijännitesuoja on mitoitettu tietyssä testiohjelmassa ja jonka ylijännitesuoja voi purkaa useita kertoja.

Nimelliskuormavirta (nimellisvirta) I_L

Nimelliskuormavirta on suurin sallittu käyttövirta, joka voi jatkuvasti virrata vastaavien liittimien läpi.

Nimellisjännite U_N

Nimellisjännite tarkoittaa suojattavan järjestelmän nimellisjännitettä. Nimellisjännitteen arvo toimii usein tietotekniikkajärjestelmien ylijännitesuojalaitteiden tyyppimerkinnänä. Se ilmoitetaan vaihtovirtajärjestelmien tehollisarvona.

N-PE-pidätin

Ylijännitesuojat, jotka on erityisesti suunniteltu asennettaviksi N- ja PE-johtimen väliin.

Käyttölämpötila-alue T_U

Käyttölämpötila-alue osoittaa alueen, jolla laitteita voidaan käyttää. Muilla kuin itselämmittävillä laitteilla se on yhtä suuri kuin ympäristön lämpötila-alue. Itselämmittävien laitteiden lämpötilan nousu ei saa ylittää ilmoitettua enimmäisarvoa.

Suojapiiri

Suojapiirit ovat monivaiheisia, kaskadoituja suojalaitteita. Yksittäiset suojausvaiheet voivat koostua kipinävälistä, varistoreista, puolijohde-elementeistä ja kaasupurkausputkista (katso Energian koordinointi).

Suojajohtimen virta I_PE

Suojajohtovirta on virta, joka virtaa PE-liitännän läpi, kun ylijännitesuoja on kytketty suurimpaan jatkuvaan käyttöjännitteeseen U_C, asennusohjeiden mukaan ja ilman kuorman puoleisia kuluttajia.

Etäilmoituskontakti

Etämerkinantokontakti mahdollistaa helpon etävalvonnan ja laitteen käyttötilan osoittamisen. Siinä on kolminapainen liitin kelluvan vaihtokoskettimen muodossa. Tätä kosketinta voidaan käyttää katkaisu- ja / tai kontaktikosketukseen ja se voidaan siten helposti integroida rakennuksen ohjausjärjestelmään, kytkentäkaapin ohjaimeen jne.

Vasteaika t_A

Vasteajat kuvaavat lähinnä pysäyttimissä käytettyjen yksittäisten suojaelementtien vastetta. Impulssijännitteen nousunopeudesta du / dt tai impulssivirran di / dt riippuen vasteajat voivat vaihdella tietyissä rajoissa.

Return menetys

Suurtaajuissovelluksissa paluuhäviö viittaa siihen, kuinka monta "johtavan" aallon osaa heijastuu suojalaitteessa (ylijännitepiste). Tämä on suora mitta siitä, kuinka hyvin suojalaite on viritetty järjestelmän ominaisimpedanssiin.

Sarjan vastus

Vastus signaalin virtaussuuntaan estimen tulon ja lähdön välillä.

Kilven vaimennus

Koaksiaalikaapeliin syötetyn tehon suhde kaapelin vaihejohtimen kautta säteilemään tehoon.

Ylijännitesuojat (SPD)

Ylijännitesuojalaitteet koostuvat pääasiassa jännitteestä riippuvaisista vastuksista (varistorit, vaimennusdiodit) ja / tai kipinävälistä (purkupolut). Ylijännitesuojalaitteita käytetään suojaamaan muita sähkölaitteita ja -asennuksia liian korkeilta ylijännitteiltä ja / tai potentiaalitasapainon muodostamiseksi. Ylijännitesuojalaitteet on luokiteltu:

1. a) niiden käytön mukaan:

• Ylijännitesuojat virtalähdeasennuksiin ja laitteisiin

nimellisjännitealueille 1000 V saakka

- standardin EN 61643-11: 2012 mukaan tyypin 1/2/3 SPD: iin

- standardin IEC 61643-11: 2011 mukaan luokan I / II / III SPD: hin

Punaisen / linjan vaihto. Uuden EN 61643-11: 2012- ja IEC 61643-11: 2011 -standardin mukainen tuoteperhe valmistuu vuoden 2014 aikana.

• Ylijännitesuojat tietotekniikan asennuksiin ja laitteisiin

nykyaikaisten elektroniikkalaitteiden suojaamiseen tietoliikenne- ja merkinantoverkoissa, joiden nimellisjännite on enintään 1000 V AC (tehollinen arvo) ja 1500 V DC, salamavalojen ja muiden transienttien epäsuorilta ja suorilta vaikutuksilta.

- IEC 61643-21: 2009 ja EN 61643-21: 2010 mukaan.

• Eristävät kipinävälit maadoitusjärjestelmiin tai potentiaalintasausliitoksiin
• Ylijännitesuojat käytettäväksi aurinkosähköjärjestelmissä

nimellisjännitealueille 1500 V saakka

- standardin EN 50539-11: 2013 mukaan tyypin 1/2 SPD: ksi

1. b) niiden impulssivirran purkautumiskapasiteetin ja suojaavan vaikutuksen mukaan:

• Salamavirtasuojat / koordinoidut salamavirtapysäyttimet

asennusten ja laitteiden suojaamiseksi välittömiltä tai läheisiltä salamaniskuilta (asennettu LPZ 0: n rajalle)_A ja 1).

• Ylijännitesuojat

asennusten, laitteiden ja päätelaitteiden suojaamiseksi salamalaitteilta, ylijännitteiden kytkemiseltä ja sähköstaattisilta purkauksilta (asennettu rajalle LPZ 0: n alavirtaan)_B).

• Yhdistetyt pidättimet

asennusten, laitteiden ja päätelaitteiden suojaamiseksi suorilta tai läheisiltä salamaniskuilta (asennettu LPZ 0: n rajalle)_A ja 1 sekä 0_A ja 2).

Ylijännitesuojalaitteiden tekniset tiedot

Ylijännitesuojalaitteiden tekniset tiedot sisältävät tietoja niiden käyttöolosuhteista niiden mukaan:

• Käyttökohteet (esim. Asennus, verkko-olosuhteet, lämpötila)
• Suorituskyky häiriöiden yhteydessä (esim. Impulssivirran purkauskapasiteetti, seuraa virran sammutuskykyä, jännitesuojaustasoa, vasteaika)
• Suorituskyky käytön aikana (esim. Nimellisvirta, vaimennus, eristysvastus)
• Suorituskyky vikatilanteessa (esim. Varosulake, erotin, vikaturva, etämerkinantovaihtoehto)

Oikosulku kestää

Oikosulkukestävyys on ylijännitesuojalaitteen käsittelemän potentiaalisen tehotaajuisen oikosulkuvirran arvo, kun vastaava suurin varasulake on kytketty ylävirtaan.

Oikosulkuluokitus I_SCPV SPD: n käyttö aurinkosähköjärjestelmässä

Suurin vaikuttamaton oikosulkuvirta, jonka SPD pystyy yksin tai yhdessä irrotuslaitteidensa kanssa kestämään.

Väliaikainen ylijännite (TOV)

Ylijännitesuojalaitteessa voi olla lyhytaikaista väliaikaista ylijännitettä korkeajännitejärjestelmän vian vuoksi. Tämä on erotettava selvästi salamaniskun tai kytkentätoiminnon aiheuttamasta ohimenevyydestä, joka kestää enintään noin 1 ms. Amplitudi U_T ja tämän väliaikaisen ylijännitteen kesto on määritelty standardissa EN 61643-11 (200 ms, 5 s tai 120 min), ja ne testataan erikseen asiaankuuluvien SPD: iden osalta järjestelmän kokoonpanon mukaan (TN, TT jne.). SPD voi joko a) luotettavasti epäonnistua (TOV-turvallisuus) tai b) olla TOV-kestävä (TOV kestää), mikä tarkoittaa, että se on täysin toimintakykyinen aikana ja sen jälkeen

väliaikaiset ylijännitteet.

Lämpöerotin

Jännitesäätöisillä vastuksilla (varistoreilla) varustetuissa virransyöttöjärjestelmissä käytettävät ylijännitesuojalaitteet sisältävät enimmäkseen integroidun lämpöerottimen, joka irrottaa ylijännitesuojalaitteen sähköverkosta ylikuormituksen sattuessa ja ilmaisee tämän toimintatilan. Erotin reagoi ylikuormitetun varistorin tuottamaan "nykyiseen lämpöön" ja irrottaa ylijännitesuojan verkkovirrasta, jos tietty lämpötila ylitetään. Erotin on suunniteltu irrottamaan ylikuormitettu ylijännitesuoja ajoissa tulipalon estämiseksi. Sitä ei ole tarkoitettu suojaamaan epäsuoria kontakteja vastaan. Toiminto

nämä lämpöerottimet voidaan testata simulaattorien avulla ylikuormituksella / ikääntymisellä.

Kokonaispurkausvirta I_koko

Virta, joka virtaa moninapaisen SPD: n PE-, PEN- tai maadoitusliitännän läpi koko purkausvirta-testin aikana. Tätä testiä käytetään kokonaiskuormituksen määrittämiseen, jos virta kulkee samanaikaisesti moninapaisen SPD: n useiden suojapolkujen läpi. Tämä parametri on ratkaiseva kokonaispoistokapasiteetin suhteen, jonka yksilön summa käsittelee luotettavasti

SPD: n polut.

Jännitesuojataso U_p

Ylijännitesuojalaitteen jännitesuojaustaso on ylijännitesuojan liittimissä olevan jännitteen suurin hetkellinen arvo, joka määritetään standardoiduista yksittäisistä testeistä:

- Salama-impulssi-kipinäjännite 1.2 / 50 μs (100%)

- Sparkover-jännite, jonka nousunopeus on 1 kV / μs

- Mitattu rajajännite nimellisellä purkausvirralla I_n

Jännitesuojaustaso kuvaa ylijännitesuojan kykyä rajoittaa ylijännitteitä jäännöstasolle. Jännitesuojaustaso määrittelee asennuspaikan virransyöttöjärjestelmien ylijänniteluokan mukaan standardin IEC 60664-1 mukaisesti. Jotta ylijännitesuojaimia voidaan käyttää tietotekniikkajärjestelmissä, jännitesuojaustaso on sovitettava suojattavan laitteen häiriönsietotasoon (IEC 61000-4-5: 2001).

Sisäisen salamasuojauksen ja ylijännitesuojan suunnittelu

Vaatimukset ulkoisille salamasuojakomponenteille

Ulkoisen salamasuojajärjestelmän asennuksessa käytettävien komponenttien on täytettävä tietyt mekaaniset ja sähköiset vaatimukset, jotka on määritelty standardissa EN 62561-x. Salamasuojakomponentit on luokiteltu niiden toiminnan mukaan, esimerkiksi liitäntäkomponentit (EN 62561-1), johtimet ja maadoituselektrodit (EN 62561-2).

Tavanomaisten salamasuojakomponenttien testaus

Metallisille salaman suojakomponenteille (kiinnittimet, johtimet, ilmanerotustangot, maadoituselektrodit), jotka altistuvat sään vaikutuksille, on tehtävä keinotekoinen ikääntyminen / ilmastointi ennen testausta niiden soveltuvuuden tarkistamiseksi aiottuun käyttötarkoitukseen. Standardien EN 60068-2-52 ja EN ISO 6988 mukaisesti metallikomponentit altistetaan keinotekoiselle vanhenemiselle ja testataan kahdessa vaiheessa.

Luonnollinen sää ja salamansuojakomponenttien altistuminen korroosiolle

Vaihe 1: Suolasumuhoito

Tämä testi on tarkoitettu komponenteille tai laitteille, jotka on suunniteltu kestämään altistuminen suolaliuokselle. Testauslaitteisto koostuu suolasumukammiosta, jossa näytteitä testataan testitasolla 2 yli kolmen päivän ajan. Testitaso 2 sisältää kolme ruiskutusvaihetta, joista jokaisessa on 2 tuntia, käyttäen 5-prosenttista natriumkloridiliuosta (NaCl) lämpötilassa 15-35 ° C, jota seuraa kosteuden varastointi suhteellisessa kosteudessa 93% ja lämpötilassa 40 ° C. ± 2 ° C 20--22 tuntia standardin EN 60068-2-52 mukaisesti.

Vaihe 2: Kostea rikkipitoinen ilmakäsittely

Tämän testin tarkoituksena on arvioida rikkidioksidia sisältävien materiaalien tai esineiden kondensoituneen kosteuden kestävyys standardin EN ISO 6988 mukaisesti.

Testauslaitteisto (kuva 2) koostuu testikammiosta, jossa näytteet ovat

käsitellään rikkidioksidipitoisuudella tilavuusosuudessa 667 x 10-6 (± 24 x 10-6) seitsemässä testisyklissä. Jokainen sykli, jonka kesto on 24 tuntia, koostuu 8 tunnin lämmitysjaksosta 40 ± 3 ° C: n lämpötilassa kosteassa, kylläisessä ilmakehässä, jota seuraa 16 tunnin lepoaika. Sen jälkeen kostea rikkipitoinen ilmakehä korvataan.

Sekä ulkokäyttöön tarkoitetut komponentit että maahan haudatut komponentit vanhenevat / kunnostetaan. Maahan haudattujen komponenttien osalta on harkittava lisävaatimuksia ja toimenpiteitä. Alumiinipuristimia tai johtimia ei saa haudata maahan. Jos ruostumatonta terästä haudataan maahan, voidaan käyttää vain korkeaseosterästä ruostumatonta terästä, esim. StSt (V4A). Saksalaisen DIN VDE 0151 -standardin mukaan StSt (V2A) ei ole sallittu. Sisäkäyttöön tarkoitettuja komponentteja, kuten potentiaalintasaustankoja, ei tarvitse altistaa tai vanhentaa. Sama koskee upotettuja komponentteja

konkreettisesti. Nämä komponentit on siksi valmistettu sinkittämättömästä (mustasta) teräksestä.

Ilmanvaihtojärjestelmät / ilmanpäätötangot

Ilmanpäätötankoja käytetään tyypillisesti ilmanpäätejärjestelminä. Niitä on saatavana useina eri malleina, esimerkiksi 1 m: n pituisina asennettaviksi betonialustan kanssa tasakattoihin, aina 25 m: n teleskooppisiin salamanestomastoihin asti biokaasulaitoksiin. EN 62561-2 määrittelee ilmanpoistovarsien vähimmäispoikkileikkaukset ja sallitut materiaalit vastaavilla sähköisillä ja mekaanisilla ominaisuuksilla. Suurempien ilmanpäätetankojen tapauksessa ilmanpäätötangon taipumiskestävyys ja kokonaisen järjestelmän vakaus (jalustan ilmanpäätytanko) on varmistettava staattisella laskennalla. Vaaditut poikkileikkaukset ja materiaalit on valittava perustuen

tässä laskelmassa. Myös laskennassa on otettava huomioon kyseisen tuulikuormitusvyöhykkeen tuulen nopeudet.

Liitäntäkomponenttien testaus

Liitäntäkomponentteja tai usein yksinkertaisesti nimeltään kiinnittimiä käytetään salamasuojakomponenteina johtimien (alasjohdin, ilmanerotusjohdin, maadoitus) liittämiseen toisiinsa tai asennukseen.

Kiinnittimen ja kiinnitysmateriaalin tyypistä riippuen on mahdollista käyttää monia erilaisia ​​kiinnitysyhdistelmiä. Johtimen reititys ja mahdolliset materiaaliyhdistelmät ovat tässä suhteessa ratkaisevia. Johtimen reitityslaji kuvaa kuinka puristin yhdistää johtimet ristiin tai yhdensuuntaisesti.

Salamavirran kuormituksen sattuessa kiinnittimiin kohdistuu elektrodynaamisia ja lämpövoimia, jotka riippuvat suuresti johtimen reitityksestä ja kiinnitysliitännästä. Taulukossa 1 on esitetty materiaalit, jotka voidaan yhdistää aiheuttamatta kosketuskorroosiota. Eri materiaalien yhdistelmällä keskenään ja niiden erilaisilla mekaanisilla lujuuksilla ja lämpöominaisuuksilla on erilaiset vaikutukset liitoskomponentteihin, kun salamavirta kulkee niiden läpi. Tämä on erityisen ilmeistä ruostumattomasta teräksestä (StSt) tehtyjen liitäntäkomponenttien kohdalla, joissa matalan johtokyvyn vuoksi esiintyy korkeita lämpötiloja heti, kun salamavirrat virtaavat niiden läpi. Siksi kaikille kiinnikkeille on suoritettava standardin EN 62561-1 mukainen salamavirtatesti. Pahimman tapauksen testaamiseksi on testattava paitsi erilaiset johdinyhdistelmät myös valmistajan määrittelemät materiaaliyhdistelmät.

Testit MV-kiinnittimen esimerkin perusteella

Aluksi on määritettävä testiyhdistelmien määrä. Käytetty MV-puristin on valmistettu ruostumattomasta teräksestä (StSt) ja voidaan siten yhdistää teräs-, alumiini-, StSt- ja kuparijohtimien kanssa taulukon 1 mukaisesti. Lisäksi se voidaan liittää ristiin ja yhdensuuntaisesti, mikä on myös testattava. Tämä tarkoittaa, että käytetyllä MV-puristimella on kahdeksan mahdollista testiyhdistelmää (kuvat 3 ja 4).

Standardin EN 62561 mukaisesti jokainen näistä testiyhdistelmistä on testattava kolmella sopivalla näytteellä / testauslaitteistolla. Tämä tarkoittaa, että tämän yhden MV-puristimen 24 näytettä on testattava kattamaan koko sarja. Jokainen näyte asennetaan riittävällä tavalla

kiristysmomentti normatiivisten vaatimusten mukaisesti ja altistetaan keinotekoiselle suolasumulla ja kostealla rikkipitoisella ilmakäsittelyllä, kuten edellä on kuvattu. Seuraavaa sähköistä testiä varten näytteet on kiinnitettävä eristyslevylle (kuva 5).

Kolme 10/350 μs: n aallonmuotoista salamavirtaimpulssia, 50 kA (normaali käyttö) ja 100 kA (raskas), kohdistetaan jokaiseen näytteeseen. Salamavirralla lataamisen jälkeen näytteissä ei saa olla merkkejä vaurioista.

Niiden sähköisten testien lisäksi, joissa näytteeseen kohdistuu elektrodynaamisia voimia salamavirran kuormituksen yhteydessä, staattinen-mekaaninen kuormitus integroitiin standardiin EN 62561-1. Tämä staattinen-mekaaninen testi vaaditaan erityisesti rinnakkaisliittimille, pitkittäisliittimille jne., Ja se suoritetaan erilaisilla johtimilla ja kiinnitysalueilla. Ruostumattomasta teräksestä valmistetut liitoskomponentit testataan pahimmassa tapauksessa vain yhdellä ruostumattomasta teräksestä valmistetulla johtimella (erittäin sileä pinta). Liitäntäkomponentit, esimerkiksi kuvassa 6 esitetty MV-puristin, valmistetaan määritellyllä kiristysmomentilla ja kuormitetaan sitten 900 N (± 20 N) mekaanisella vetovoimalla yhden minuutin ajan. Tämän testijakson aikana johtimet eivät saa liikkua enemmän kuin yksi millimetri, eikä liitäntäkomponenteissa saa olla merkkejä vaurioista. Tämä staattinen-mekaaninen lisäkoe on toinen testikriteeri kytkentäkomponenteille, ja se on dokumentoitava myös valmistajan testausselosteessa sähköisten arvojen lisäksi.

Ruostumattomasta teräksestä valmistetun puristimen kosketusvastus (mitattuna puristimen yläpuolella) ei saa ylittää 2.5 mΩ tai 1 mΩ muiden materiaalien tapauksessa. Vaadittu irrotusmomentti on varmistettava.

Salaman suojausjärjestelmien asentajien on näin ollen valittava kytkentäkomponentit työmaalla odotettavissa olevalle työlle (H tai N). Esimerkiksi H-puristinta (100 kA) on käytettävä ilmanerotustankoon (täysi salamavirta) ja N-kiinnitintä N (50 kA) on käytettävä verkossa tai maadoitusaukossa (salamavirta on jo jaettu).

johtimet

EN 62561-2 asettaa myös erityisvaatimuksia johtimille, kuten ilmapääte- ja alasjohtimille tai maadoituselektrodeille, esim. Rengasmaadoituselektrodeille, esimerkiksi:

• Mekaaniset ominaisuudet (pienin vetolujuus, pienin venymä)
• Sähköiset ominaisuudet (maksimivastus)
• Korroosionkestävyysominaisuudet (keinotekoinen vanheneminen edellä kuvatulla tavalla).

Mekaaniset ominaisuudet on testattava ja noudatettava. Kuvassa 8 on testijärjestelmä pyöreiden johtimien (esim. Alumiinin) vetolujuuden testaamiseksi. Pinnoitteen laatu (sileä, jatkuva) sekä vähimmäispaksuus ja tarttuvuus perusmateriaaliin ovat tärkeitä, ja ne on testattava erityisesti, jos käytetään päällystettyjä materiaaleja, kuten galvanoitua terästä (St / tZn).

Tämä kuvataan standardissa taivutustestin muodossa. Tätä tarkoitusta varten näyte taivutetaan sen säteen läpi, joka on 5 kertaa sen halkaisija 90 ° kulmaan. Tällöin näytteessä ei välttämättä ole teräviä reunoja, murtumia tai kuorintaa. Johtimateriaalien on lisäksi oltava helppo käsitellä salamasuojajärjestelmiä asennettaessa. Johtojen tai nauhojen (kelojen) oletetaan olevan suoristettavissa helposti langan suoristimella (ohjauspyörät) tai vääntämällä. Lisäksi materiaalien tulisi olla helppo asentaa / taivuttaa rakenteisiin tai maaperään. Nämä standardivaatimukset ovat merkityksellisiä tuoteominaisuuksia, jotka on dokumentoitava valmistajien vastaavissa tuoteselosteissa.

Maadoituselektrodit / maadoitussauvat

Erotettavat LSP-maadoitussauvat on valmistettu erikoisteräksestä ja ovat täysin kuumasinkittyjä tai koostuvat korkeaseosteisesta ruostumattomasta teräksestä. Kytkentäliitos, joka sallii tankojen liittämisen halkaisijaa suurentamatta, on näiden maadoitussauvojen erityispiirre. Jokaisessa tangossa on reikä ja tappi.

EN 62561-2 määrittää maadoituselektrodeja koskevat vaatimukset, kuten materiaalin, geometrian, vähimmäismitat sekä mekaaniset ja sähköiset ominaisuudet. Yksittäisiä sauvoja yhdistävät kytkentäliitokset ovat heikkoja kohtia. Tästä syystä standardissa EN 62561-2 vaaditaan, että näiden kytkentäliitosten laadun testaamiseksi on suoritettava mekaanisia ja sähköisiä lisätestejä.

Tätä testiä varten sauva asetetaan ohjaimeen, jonka iskualueena on teräslevy. Näyte koostuu kahdesta liitetystä tangosta, joiden pituus on 500 mm. Kolme näytettä kustakin maadoituselektrodityypistä on testattava. Näytteen yläpäätä iskutaan tärytysvasaralla, jossa on riittävä vasaran sisäosa kahden minuutin ajan. Vasaran iskutaajuuden on oltava 2000 ± 1000 min-1 ja yhden iskun iskuenergian on oltava 50 ± 10 [Nm].

Jos kytkimet ovat läpäisseet tämän testin ilman näkyviä vikoja, ne altistetaan keinotekoisesti suolasumulla ja kostealla rikkipitoisella ilmakäsittelyllä. Sitten kytkimet ladataan kolmella salaman virtaimpulssilla, joiden aallon muoto on 10/350 μs, kumpikin 50 kA ja 100 kA. Ruostumattomasta teräksestä valmistettujen maadoitussauvojen kosketusvastus (mitattuna kytkimen yläpuolella) ei saa ylittää 2.5 mΩ. Jotta voidaan testata, onko kytkentäliitos edelleen tiukasti kytkettynä tämän salamavirran kuormituksen jälkeen, testataan kytkentävoima vetolujuuskoneella.

Toimivan salamansuojajärjestelmän asennus edellyttää, että käytetään viimeisimmän standardin mukaisesti testattuja komponentteja ja laitteita. Salamasuojajärjestelmien asentajien on valittava ja asennettava komponentit asennuspaikan vaatimusten mukaisesti. Mekaanisten vaatimusten lisäksi on otettava huomioon viimeisimmän salaman suojauksen sähköiset kriteerit ja noudatettava niitä.

Linja-maa-oikosulkuvirran laskeminen

Maadoitusjärjestelmien mitoitus ampeerin suhteen

Tätä tarkoitusta varten on tutkittava erilaisia ​​pahimpia tapauksia. Keskijännitteisissä järjestelmissä kaksoismaavika olisi kriittisin tapaus. Ensimmäinen maasulku (esimerkiksi muuntajassa) voi aiheuttaa toisen maasulun toisessa vaiheessa (esimerkiksi viallinen kaapelitiivistepää keskijänniteverkossa). Standardin EN 1 taulukon 50522 (Yli 1 kV vaihtovirran maadoitus) maadoitusjohtimien läpi virtaa kaksinkertainen maasulkuvirta I''kEE, joka määritellään seuraavasti:

I “kEE = 0,85 • I“ k

(I “k = kolminapainen alkusymmetrinen oikosulkuvirta)

20 kV: n asennuksessa, jonka aloitus symmetrinen oikosulkuvirta I'k on 16 kA ja irrotusaika 1 sekunti, kaksoismaavirtavirta olisi 13.6 kA. Asemarakennuksen tai tansformerihuoneen maadoitusjohtimien ja maadoituskiskojen teho on mitoitettava tämän arvon mukaan. Tässä yhteydessä virranjakoa voidaan harkita rengasjärjestelyn tapauksessa (käytännössä käytetään kerrointa 0.65). Suunnittelun on aina perustuttava todellisiin järjestelmätietoihin (järjestelmän kokoonpano, maadoitus oikosulkuvirta, irtikytkentäaika).

EN 50522 -standardi määrittelee suurimman oikosulkuvirtatiheyden G (A / mm2) eri materiaaleille. Johtimen poikkileikkaus määritetään materiaalista ja irtikytkentäajasta.

laskettu virta jaetaan nyt kyseisen materiaalin virrantiheydellä G ja vastaavalla irtikytkentäajalla sekä pienimmällä poikkileikkauksella A_minuuttia johdin määritetään.

A_minuuttia= Minä ”_{kEE (haara)} / G [mm²]

Lasketun poikkileikkauksen avulla voidaan valita johdin. Tämä poikkileikkaus pyöristetään aina seuraavaan suurempaan nimelliseen poikkileikkaukseen. Esimerkiksi kompensoidussa järjestelmässä itse maadoitusjärjestelmä (maa-alueella suoraan kosketuksessa oleva osa) kuormitetaan huomattavasti pienemmällä virralla, nimittäin vain jäännösmaavirtavirralla I_E = rx I_RES pienennetään kertoimella r. Tämä virta ei ylitä noin 10 A: ta ja se voi virrata jatkuvasti ongelmitta, jos käytetään yhteisiä maadoitusmateriaalin poikkileikkauksia.

Maadoituselektrodien vähimmäispoikkileikkaukset

Pienimmät poikkileikkaukset mekaanisen lujuuden ja korroosion suhteen on määritelty saksalaisessa DIN VDE 0151 -standardissa (maadoituselektrodien materiaali ja vähimmäismitat korroosion suhteen).

Tuulikuorma, kun kyseessä on eristetty ilmajohtojärjestelmä Eurocode 1: n mukaisesti

Äärimmäiset sääolot ovat nousussa kaikkialla maailmassa ilmaston lämpenemisen seurauksena. Seurauksia, kuten suuria tuulen nopeuksia, lisääntynyttä myrskyä ja rankkasateita, ei voida sivuuttaa. Siksi suunnittelijat ja asentajat kohtaavat uusia haasteita etenkin tuulikuormien suhteen. Tämä ei vaikuta pelkästään rakennusrakenteisiin (rakenteen staattisuuteen), vaan myös ilmapäätejärjestelmiin.

Salamasuojauksessa mitoitusperusteena on toistaiseksi käytetty standardeja DIN 1055-4: 2005-03 ja DIN 4131. Heinäkuussa 2012 nämä standardit korvattiin eurokoodeilla, jotka tarjoavat Euroopan laajuiset standardoidut rakennesuunnittelusäännöt (rakenteiden suunnittelu).

DIN 1055-4: 2005-03 -standardi integroitiin Eurocode 1: een (EN 1991-1-4: Rakenteisiin kohdistuvat vaikutukset - Osa 1-4: Yleiset toimet - Tuulen vaikutukset) ja DIN V 4131: 2008-09 Eurocode 3: een ( EN 1993-3-1: Osa 3-1: Tornit, mastot ja savupiiput - Tornit ja mastot). Täten nämä kaksi standardia muodostavat perustan salaman suojausjärjestelmien ilmapäätejärjestelmien mitoitukselle, mutta Eurokoodi 1 on ensisijaisesti merkityksellinen.

Seuraavia parametreja käytetään todellisen odotettavissa olevan tuulikuorman laskemiseen:

• Tuulialue (Saksa on jaettu neljään tuulen vyöhykkeeseen, joilla on erilaiset tuulen nopeudet)
• Maastoluokka (maastoluokat määrittävät rakenteen ympäröivän alueen)
• Esineen korkeus maanpinnan yläpuolella
• Sijainnin korkeus (merenpinnan yläpuolella, tyypillisesti jopa 800 m merenpinnan yläpuolella)

Muut vaikuttavat tekijät, kuten:

• Kuorrutus
• Aseta harjanteelle tai mäen huipulle
• Esineen korkeus yli 300 m
• Maaston korkeus yli 800 m (merenpinta)

on otettava huomioon erityisessä asennusympäristössä ja ne on laskettava erikseen.

Eri parametrien yhdistelmä johtaa puuskatuulen nopeuteen, jota on käytettävä pohjana ilmanpäätejärjestelmien ja muiden asennusten, kuten korotettujen rengasjohtimien, mitoituksessa. Luettelossamme on määritelty tuotteidemme suurin tuulen nopeus, jotta voimme määrittää tarvittavan määrän betonialustoja tuulen nopeudesta riippuen esimerkiksi eristettyjen ilmanpoistojärjestelmien tapauksessa. Tämän avulla ei voida määrittää vain staattista vakautta, vaan myös vähentää tarvittavaa painoa ja siten katon kuormitusta.

Tärkeä huomautus:

Tässä luettelossa yksittäisille komponenteille määritetyt "tuulen suurimmat tuulen nopeudet" määritettiin Eurocode 1: n (DIN EN 1991-1-4 / NA: 2010-12) Saksan erityisten laskentavaatimusten mukaisesti, jotka perustuvat tuulivyöhykkeeseen Saksan kartta ja siihen liittyvät maakohtaiset topografiset erityispiirteet.

Kun käytät tämän luettelon tuotteita muissa maissa, on noudatettava maakohtaisia ​​erityispiirteitä ja muita paikallisesti sovellettavia laskentamenetelmiä, jotka on kuvattu Eurocode 1: ssä (EN 1991-1-4) tai muissa paikallisesti sovellettavissa laskentamääräyksissä (Euroopan ulkopuolella). havaittu. Tämän vuoksi tässä luettelossa mainitut tuulen suurimmat tuulen nopeudet koskevat vain Saksaa ja ovat vain karkeita suuntaa muille maille. Puuskituulen nopeudet on laskettava uudestaan ​​maakohtaisten laskentamenetelmien mukaisesti!

Asennettaessa ilmanerotustankoja betonialustoihin on otettava huomioon taulukon tiedot / tuulen nopeudet. Nämä tiedot koskevat tavanomaisia ​​ilman päätetankomateriaaleja (Al, St / tZn, Cu ja StSt).

Jos ilmanerotustangot kiinnitetään välikkeillä, laskelmat perustuvat alla oleviin asennusmahdollisuuksiin.

Suurimmat sallitut tuulen nopeudet on määritelty kyseisille tuotteille, ja ne on otettava huomioon valittaessa / asennettaessa. Suurempi mekaaninen lujuus voidaan saavuttaa esimerkiksi kulmatuella tuella (kaksi kolmioon sijoitettua välikettä) (pyynnöstä).