Resumo de dispositivos de protección contra raios e sobretensións

Seguridade prevista

Concepto de zona de protección contra raios

O edificio está dividido en diferentes zonas en perigo de extinción. Estas zonas axudan a definir as medidas de protección necesarias, en particular os dispositivos e compoñentes de protección contra raios e sobretensións. Parte dun concepto de zona de protección contra raios compatible con EMC (EMC: Compatibilidade Electromagnética) é o sistema de protección contra raios externo (incluído o sistema de terminación de aire, sistema de condutores descendentes, sistema de terminación de terra), unión equipotencial, protección espacial e protección contra sobretensións para o sistemas de alimentación e tecnoloxía da información. As definicións aplícanse clasificadas na táboa 1. Segundo os requirimentos e as cargas colocadas nos dispositivos de protección contra sobretensións, clasifícanse como descargadores de corrente eléctrica, descargadores de sobretensión e descargadores combinados. Os requisitos máis altos impóñense á capacidade de descarga dos descargadores de corrente de raios e dos descargadores combinados utilizados na transición da zona de protección contra raios 0_A a 1 ou 0_A a 2. Estes descargadores deben ser capaces de conducir correntes de raios parciais de forma de onda de 10/350 μs varias veces sen ser destruídos para evitar a entrada de correntes de raios parciais destrutivas na instalación eléctrica dun edificio. No punto de transición de LPZ 0_B A 1 ou río abaixo do descargador de corrente de raio no punto de transición de LPZ 1 a 2 e superior, utilízanse descargadores de sobretensión para protexerse contra sobretensións. A súa tarefa é reducir aínda máis a enerxía residual das etapas de protección augas arriba e limitar as sobretensións inducidas ou xeradas na propia instalación.

As medidas de protección contra raios e sobretensións nos límites das zonas de protección contra raios descritas anteriormente aplícanse igualmente á alimentación e aos sistemas de tecnoloxía da información. Todas as medidas descritas no concepto de zona de protección contra raios compatible con EMC axudan a conseguir unha dispoñibilidade continua de dispositivos e instalacións eléctricas e electrónicas. Para obter información técnica máis detallada, visite www.lsp-international.com.

IEC 62305-4: 2010

Zonas exteriores:

LPZ 0: Zona onde a ameaza se debe ao campo electromagnético lóstrego non atenuado e onde os sistemas internos poden estar sometidos a unha intensidade de raios total ou parcial.

LPZ 0 subdivídese en:

LPZ 0_A: Zona onde a ameaza se debe ao raio directo e ao campo electromagnético completo. Os sistemas internos poden estar sometidos a unha intensidade total de raios.

LPZ 0_B: Zona protexida contra os raios directos, pero onde a ameaza é o campo electromagnético completo. Os sistemas internos poden estar sometidos a correntes parciais de raios.

Zonas interiores (protexidas contra raios directos):

LPZ 1: Zona onde a intensidade de corrente está limitada polo uso de interfaces compartidas e illadas e / ou polos SPD no límite. A protección espacial pode atenuar o campo electromagnético dos raios.

LPZ 2 ... n: Zona onde a intensidade de corrente pode estar máis limitada polo intercambio e o illamento de interfaces e / ou por SPD adicionais no límite. Pódese usar blindaxe espacial adicional para atenuar aínda máis o campo electromagnético dos raios.

Termos e definicións

Capacidade de rotura, siga a capacidade de extinción actual I_fi

A capacidade de ruptura é o valor RMS (potencial) sen influencia da corrente de seguimento de rede que o dispositivo de protección contra sobretensións pode extinguir automaticamente ao conectar U_C. Pódese comprobar nunha proba de servizo operativo segundo EN 61643-11: 2012.

Categorías segundo IEC 61643-21: 2009

Unha serie de tensións de impulso e correntes de impulso descríbense en IEC 61643-21: 2009 para probar a capacidade de transporte de corrente e a limitación de tensión da interferencia de impulso. A táboa 3 desta norma enuméraos en categorías e proporciona valores preferidos. Na táboa 2 do estándar IEC 61643-22 as fontes de transitorios están asignadas ás distintas categorías de impulsos segundo o mecanismo de desacoplamiento. A categoría C2 inclúe o acoplamento indutivo (sobretensións), o acoplamento galvánico da categoría D1 (correntes de raios). A categoría relevante especifícase nos datos técnicos. Os dispositivos de protección contra sobretensións LSP superan os valores das categorías especificadas. Polo tanto, o valor exacto para a capacidade de carga de corrente de impulso está indicado pola corrente de descarga nominal (8/20 μs) e a corrente de impulso de raio (10/350 μs).

Onda combinada

Unha onda combinada é xerada por un xerador híbrido (1.2 / 50 μs, 8/20 μs) cunha impedancia ficticia de 2 Ω. A tensión en circuíto aberto deste xerador denomínase U_OC. OU_OC é un indicador preferido para os descargadores tipo 3 xa que só estes descargadores poden ser probados cunha onda combinada (segundo a EN 61643-11).

Frecuencia de corte f_G

A frecuencia de corte define o comportamento dependente da frecuencia dun descargador. A frecuencia de corte é equivalente á frecuencia que induce a perda de inserción (a_E) de 3 dB baixo certas condicións de proba (ver EN 61643-21: 2010). A non ser que se indique o contrario, este valor refírese a un sistema de 50 Ω.

Grao de protección

O grao de protección IP corresponde ás categorías de protección

descrito na IEC 60529.

Tempo de desconexión t_a

O tempo de desconexión é o tempo transcorrido ata a desconexión automática da fonte de alimentación en caso de fallo do circuíto ou do equipo a protexer. O tempo de desconexión é un valor específico da aplicación resultante da intensidade da corrente de avaría e das características do dispositivo de protección.

Coordinación enerxética dos SPD

A coordinación enerxética é a interacción selectiva e coordinada de elementos de protección en cascada (= SPD) dun concepto global de protección contra raios e sobretensións. Isto significa que a carga total da corrente de impulso lóstrego está dividida entre os SPD segundo a súa capacidade de transporte de enerxía. Se non é posible a coordinación enerxética, os SPD augas abaixo son insuficientes

aliviado polos SPD ascendentes xa que os SPD ascendentes operan demasiado tarde, de xeito insuficiente ou en absoluto. En consecuencia, pódense destruír os SPD augas abaixo, así como os equipos terminais a protexer. DIN CLC / TS 61643-12: 2010 describe como verificar a coordinación enerxética. Os SPD tipo 1 baseados en chispas ofrecen vantaxes considerables debido á súa conmutación de tensión

característica (ver WAVE BREAKER FUNIÓN).

Faixa de frecuencia

O rango de frecuencia representa o rango de transmisión ou a frecuencia de corte dun descargador dependendo das características de atenuación descritas.

perda de inserción

Cunha frecuencia determinada, a perda de inserción dun dispositivo de protección contra sobretensións defínese pola relación do valor de tensión no lugar de instalación antes e despois de instalar o dispositivo de protección contra sobretensións. A non ser que se indique o contrario, o valor refírese a un sistema de 50 Ω.

Fusible de copia de seguridade integrado

Segundo o estándar do produto para SPD, deben utilizarse dispositivos de protección contra sobrecorriente / fusibles de respaldo. Non obstante, isto require espazo adicional na placa de distribución, lonxitudes de cables adicionais, que deberían ser o máis curtas posibles segundo a IEC 60364-5-53, tempo (e custos) de instalación e dimensionamento do fusible. Un fusible integrado no descargador ideal para as correntes de impulso implicadas elimina todas estas desvantaxes. A ganancia de espazo, o menor esforzo de cableado, a supervisión de fusibles integrada e o aumento do efecto de protección debido aos cables de conexión máis curtos son claras vantaxes deste concepto.

Corrente de impulso lóstrego I_diabinho

A corrente de impulso lóstrego é unha curva de corrente de impulso estandarizada cunha forma de onda de 10/350 μs. Os seus parámetros (valor máximo, carga, enerxía específica) simulan a carga causada por correntes de raios naturais. Os descargadores de corrente de lóstrego e combinados deben ser capaces de descargar esas correntes de impulso de lóstrego varias veces sen ser destruídos.

Fusible de respaldo / protección contra sobrecorrente do lado da rede

Dispositivo de protección contra a sobrecorriente (por exemplo, fusible ou interruptor automático) situado fóra do descargador no lado de entrada para interromper a corrente de seguimento da frecuencia de potencia en canto se supera a capacidade de rotura do dispositivo de protección contra sobretensións. Non se precisa ningún fusible de copia de seguridade adicional xa que o fusible de copia de seguridade xa está integrado no SPD.

Tensión máxima de funcionamento continua U_C

A tensión máxima de funcionamento continua (tensión máxima de funcionamento permitida) é o valor rms da tensión máxima que se pode conectar aos terminais correspondentes do dispositivo de protección contra sobretensións durante o funcionamento. Esta é a tensión máxima do descargador en

o estado non condutor definido, que devolve o descargador a este estado despois de tropezar e descargar. O valor de U_C depende da tensión nominal do sistema a protexer e das especificacións do instalador (IEC 60364-5-534).

Tensión máxima de funcionamento continua U_CPV para un sistema fotovoltaico (FV)

Valor da tensión máxima de corrente continua que se pode aplicar permanentemente aos terminais do SPD. Para garantir que U_CPV é superior á tensión máxima de circuíto aberto do sistema fotovoltaico en caso de todas as influencias externas (por exemplo, temperatura ambiente, intensidade de radiación solar), U_CPV debe ser superior a esta tensión máxima de circuíto aberto nun factor 1.2 (segundo CLC / TS 50539-12). Este factor de 1.2 garante que os SPD non están dimensionados incorrectamente.

Intensidade de descarga máxima I_max

A corrente de descarga máxima é o valor máximo máximo da corrente de impulso de 8/20 μs que o dispositivo pode descargar con seguridade.

Capacidade máxima de transmisión

A capacidade máxima de transmisión define a potencia máxima de alta frecuencia que se pode transmitir a través dun dispositivo de protección contra sobretensións coaxial sen interferir co compoñente de protección.

Intensidade de descarga nominal I_n

A corrente de descarga nominal é o valor máximo dunha corrente de impulso de 8/20 μs para a que o dispositivo de protección contra sobretensións está clasificado nun determinado programa de proba e que o dispositivo de protección contra sobretensións pode descargar varias veces.

Intensidade de carga nominal (intensidade nominal) I_L

A intensidade de carga nominal é a intensidade máxima de funcionamento permitida que pode circular permanentemente polos terminais correspondentes.

Tensión nominal U_N

A tensión nominal significa a tensión nominal do sistema a protexer. O valor da tensión nominal adoita servir como designación de tipo para dispositivos de protección contra sobretensións para sistemas de tecnoloxía da información. Está indicado como un valor RMS para sistemas de ca.

Descargador de N-PE

Dispositivos de protección contra sobretensións deseñados exclusivamente para a instalación entre o condutor N e PE.

Rango de temperatura de funcionamento T_U

O rango de temperatura de funcionamento indica o rango no que se poden usar os dispositivos. Para os dispositivos que non se autoquecen, é igual ao rango de temperatura ambiente. O aumento de temperatura para os dispositivos autocalentadores non debe superar o valor máximo indicado.

Circuíto de protección

Os circuítos de protección son dispositivos de protección en cascada de varias etapas. As etapas de protección individuais poden consistir en fuxidas, varistores, elementos semicondutores e tubos de descarga de gas (ver Coordinación enerxética).

Corrente de condutor de protección I_PE

A corrente do condutor de protección é a corrente que flúe a través da conexión PE cando o dispositivo de protección contra sobretensións está conectado á tensión de funcionamento continua máxima U_C, segundo as instrucións de instalación e sen consumidores do lado da carga.

Contacto de sinalización remota

Un contacto de sinalización remota permite monitorizar e indicar facilmente o estado de funcionamento do dispositivo. Presenta un terminal tripolar en forma de contacto de cambio flotante. Este contacto pódese utilizar como contacto e / ou contacto e, polo tanto, pódese integrar facilmente no sistema de control do edificio, controlador do armario de distribución, etc.

Tempo de resposta t_A

Os tempos de resposta caracterizan principalmente o rendemento de resposta dos elementos de protección individuais empregados nos descargadores. Dependendo da taxa de subida du / dt da tensión de impulso ou di / dt da corrente de impulso, os tempos de resposta poden variar dentro de certos límites.

perda de retorno

Nas aplicacións de alta frecuencia, a perda de retorno refírese a cantas partes da onda "líder" se reflicten no dispositivo de protección (punto de subida). Esta é unha medida directa de como un dispositivo de protección está en sintonía coa impedancia característica do sistema.

Resistencia en serie

Resistencia na dirección do fluxo de sinal entre a entrada e a saída dun descargador.

Atenuación do escudo

Relación da potencia alimentada nun cable coaxial coa potencia irradiada polo cable a través do condutor de fase.

Dispositivos de protección contra sobretensións (SPD)

Os dispositivos de protección contra sobretensións consisten principalmente en resistores dependentes da tensión (varistores, diodos supresores) e / ou lagoas (camiños de descarga). Os dispositivos de protección contra sobretensións úsanse para protexer outros equipos e instalacións eléctricos contra sobretensións inadmisiblemente altas e / ou para establecer un enlace equipotencial. Os dispositivos de protección contra sobretensións están categorizados:

1. a) segundo o seu uso en:

• Dispositivos de protección contra sobretensións para instalacións e dispositivos de alimentación eléctrica

para rangos de tensión nominal de ata 1000 V

- segundo a EN 61643-11: 2012 en SPD tipo 1/2

- segundo IEC 61643-11: 2011 nos SPD de clase I / II / III

O cambio da liña vermella / liña. A familia de produtos da nova norma EN 61643-11: 2012 e IEC 61643-11: 2011 completarase no curso do 2014.

• Dispositivos de protección contra sobretensións para instalacións e dispositivos de tecnoloxía da información

para protexer os equipos electrónicos modernos en redes de telecomunicacións e sinalización con tensións nominais de ata 1000 V ac (valor efectivo) e 1500 V dc contra os efectos indirectos e directos dos raios e outros transitorios.

- segundo IEC 61643-21: 2009 e EN 61643-21: 2010.

• Illamento de lagoas de chispa para sistemas de terminación de terra ou enlace equipotencial
• Dispositivos de protección contra sobretensións para o seu uso en sistemas fotovoltaicos

para rangos de tensión nominal de ata 1500 V

- segundo EN 50539-11: 2013 en SPD tipo 1/2

1. b) segundo a súa capacidade de descarga de corrente de impulso e efecto protector en:

• Descargadores de corrente de lóstrego / descargadores de corrente de lóstrego coordinados

para protexer instalacións e equipos contra as interferencias resultantes de raios directos ou próximos (instalados nos límites entre LPZ 0_A e 1).

• Descargadores de sobretensións

para protexer as instalacións, equipos e dispositivos terminais contra raios remotos, sobretensións de conmutación e descargas electrostáticas (instaladas nos límites augas abaixo de LPZ 0_B).

• Arrestadores combinados

para protexer instalacións, equipos e dispositivos terminais contra interferencias resultantes de raios directos ou próximos (instalados nos límites entre LPZ 0_A e 1, así como 0_A e 2).

Datos técnicos dos dispositivos de protección contra sobretensións

Os datos técnicos dos dispositivos de protección contra sobretensións inclúen información sobre as súas condicións de uso segundo:

• Aplicación (por exemplo, instalación, condicións de rede, temperatura)
• Rendemento en caso de interferencia (por exemplo, capacidade de descarga de corrente de impulso, capacidade de extinción de corrente, nivel de protección de tensión, tempo de resposta)
• Rendemento durante o funcionamento (por exemplo, intensidade nominal, atenuación, resistencia de illamento)
• Rendemento en caso de fallo (por exemplo, fusible de respaldo, seccionador, seguridade de fallos, opción de sinalización remota)

Capacidade de resistencia a curtocircuíto

A capacidade de resistencia a curtocircuíto é o valor da corrente de curto circuíto de frecuencia de potencia que manexa o dispositivo de protección contra sobretensións cando o fusible de respaldo máximo relevante está conectado augas arriba.

Valoración de curtocircuíto I_SCPV dun SPD nun sistema fotovoltaico (PV)

Corrente máxima de curtocircuíto non influída que o SPD, só ou en conxunto cos seus dispositivos de desconexión, é capaz de soportar.

Sobretensión temporal (TOV)

No dispositivo de protección contra sobretensións pode haber sobretensións temporais durante un curto período de tempo debido a un fallo no sistema de alta tensión. Isto debe distinguirse claramente dun transitorio causado por un raio ou unha operación de conmutación, que non duran máis de aproximadamente 1 ms. A amplitude U_T e a duración desta sobretensión temporal especifícanse na EN 61643-11 (200 ms, 5 s ou 120 min.) e compróbanse individualmente para os SPD relevantes segundo a configuración do sistema (TN, TT, etc.). O SPD pode a) fallar de forma fiable (seguridade TOV) ou b) ser resistente ao TOV (resistencia TOV), o que significa que está completamente operativo durante e despois

sobretensións temporais.

Disconnector térmico

Os dispositivos de protección contra sobretensións utilizados en sistemas de subministración de enerxía equipados con resistencias controladas por tensión (varistores) presentan na súa maioría un seccionador térmico integrado que desconecta o dispositivo de protección contra sobretensións da rede en caso de sobrecarga e indica este estado de funcionamento. O seccionador responde á "calor actual" xerada por un varistor sobrecargado e desconecta o dispositivo de protección contra sobretensións da rede se se supera unha determinada temperatura. O seccionador está deseñado para desconectar o dispositivo de protección contra sobretensións a tempo para evitar un incendio. Non pretende garantir a protección contra o contacto indirecto. A función de

estes seccionadores térmicos pódense probar mediante unha sobrecarga / envellecemento simulado dos descargadores.

Corrente total de descarga I_total

Corrente que atravesa a conexión PE, PEN ou terra dun SPD multipolar durante a proba de corrente total de descarga. Esta proba úsase para determinar a carga total se a corrente flúe simultaneamente por varias rutas de protección dun SPD multipolar. Este parámetro é decisivo para a capacidade total de descarga que se manexa de forma fiable coa suma do individuo

camiños dun SPD.

Nivel de protección de tensión U_p

O nivel de protección de tensión dun dispositivo de protección contra sobretensións é o valor instantáneo máximo da tensión nos terminais dun dispositivo de protección contra sobretensións, determinado a partir das probas individuais normalizadas:

- Tensión de chispas de impulso lóstrego 1.2 / 50 μs (100%)

- Tensión de chispas cunha taxa de aumento de 1kV / μs

- Tensión límite medida a unha corrente nominal de descarga I_n

O nivel de protección de tensión caracteriza a capacidade dun dispositivo de protección contra sobretensións para limitar as sobretensións a un nivel residual. O nivel de protección de voltaxe define a situación da instalación con respecto á categoría de sobretensión segundo IEC 60664-1 nos sistemas de alimentación. Para os dispositivos de protección contra sobretensións que se utilicen nos sistemas de tecnoloxía da información, o nivel de protección de tensión debe adaptarse ao nivel de inmunidade do equipo que se vai protexer (IEC 61000-4-5: 2001).

Planificación da protección interna contra raios e protección contra sobretensións

Requisitos para compoñentes de protección contra raios externos

Os compoñentes utilizados para instalar o sistema de protección contra raios externo cumprirán certos requisitos mecánicos e eléctricos, que se especifican na serie estándar EN 62561-x. Os compoñentes de protección contra raios clasifícanse segundo a súa función, por exemplo compoñentes de conexión (EN 62561-1), condutores e electrodos de terra (EN 62561-2).

Proba de compoñentes de protección contra raios convencionais

Os compoñentes metálicos de protección contra raios (abrazadeiras, condutores, barras de conexión de aire, electrodos de terra) expostos á intemperie deben someterse a un envellecemento / acondicionamento artificial antes das probas para verificar a súa adecuación á aplicación prevista. De acordo coa EN 60068-2-52 e a EN ISO 6988, os compoñentes metálicos son sometidos a envellecemento artificial e probados en dous pasos.

Meteorización natural e exposición á corrosión de compoñentes de protección contra raios

Paso 1: Tratamento de néboa de sal

Esta proba está pensada para compoñentes ou dispositivos deseñados para soportar a exposición a unha atmosfera salina. O equipo de proba consiste nunha cámara de néboa salina onde se proban os exemplares co nivel de proba 2 durante máis de tres días. O nivel de proba 2 inclúe tres fases de pulverización de 2 h cada unha, utilizando unha solución de cloruro de sodio ao 5% (NaCl) a unha temperatura entre 15 ° C e 35 ° C seguida dun almacenamento de humidade a unha humidade relativa do 93% e unha temperatura de 40 ± 2 ° C durante 20 a 22 horas segundo EN 60068-2-52.

Paso 2: Tratamento de atmosfera sulfurosa húmida

Esta proba é para avaliar a resistencia de humidade condensada de materiais ou obxectos que conteñen dióxido de xofre de acordo coa EN ISO 6988.

O equipo de proba (Figura 2) consiste nunha cámara de proba onde se atopan os exemplares

son tratados cunha concentración de dióxido de xofre nunha fracción en volume de 667 x 10-6 (± 24 x 10-6) en sete ciclos de proba. Cada ciclo que ten unha duración de 24 h está composto por un período de quecemento de 8 h a unha temperatura de 40 ± 3 ° C nunha atmosfera húmida e saturada, seguida dun período de descanso de 16 h. Despois diso, substitúese a atmosfera sulfúrica húmida.

Tanto os compoñentes para uso exterior como os compoñentes enterrados no chan están sometidos a envellecemento / acondicionamento. Para os compoñentes enterrados no chan hai que ter en conta requisitos e medidas adicionais. Non se poden enterrar no chan abrazadeiras nin condutores de aluminio. Se se quere enterrar aceiro inoxidable no chan, só se pode empregar aceiro inoxidable de alta aliaxe, por exemplo, StSt (V4A). De acordo coa norma alemá DIN VDE 0151, non está permitido StSt (V2A). Os compoñentes para uso en interiores, como as barras de unión equipotencial, non teñen por que ser envellecidos / acondicionados. O mesmo aplícase aos compoñentes incrustados

en formigón. Estes compoñentes son, polo tanto, a miúdo feitos de aceiro (negro) non galvanizado.

Sistemas de terminación de aire / varillas de terminación de aire

As barras de terminación de aire úsanse normalmente como sistemas de terminación de aire. Están dispoñibles en moitos deseños diferentes, por exemplo, cunha lonxitude de 1 m para instalación con base de formigón en tellados planos, ata os mástiles telescópicos de protección contra raios cunha lonxitude de 25 m para plantas de biogás. A EN 62561-2 especifica as seccións transversais mínimas e os materiais permitidos coas correspondentes propiedades eléctricas e mecánicas para as barras de terminación de aire. No caso de barras de terminación de aire con alturas maiores, a resistencia á flexión da varilla de terminación de aire e a estabilidade de sistemas completos (varilla de terminación de aire nun trípode) deben verificarse mediante un cálculo estático. As seccións transversais e os materiais necesarios deben seleccionarse en función

sobre este cálculo. Para este cálculo tamén hai que ter en conta as velocidades do vento da zona de carga do vento correspondente.

Proba de compoñentes de conexión

Os compoñentes de conexión, ou moitas veces chamados simplemente abrazadeiras, úsanse como compoñentes de protección contra raios para conectar condutores (condutor descendente, condutor de terminación de aire, entrada de terra) entre si ou cunha instalación.

Dependendo do tipo de pinza e material de pinza, son posibles moitas combinacións de pinzas diferentes. O encamiñamento do condutor e as posibles combinacións de materiais son decisivos a este respecto. O tipo de encamiñamento de condutores describe como unha pinza conecta os condutores en disposición cruzada ou paralela.

En caso de carga de corrente de lóstrego, as pinzas están sometidas a forzas electrodinámicas e térmicas que dependen moito do tipo de encamiñamento do condutor e da conexión da pinza. A táboa 1 mostra materiais que se poden combinar sen causar corrosión por contacto. A combinación de diferentes materiais entre si e as súas diferentes resistencias mecánicas e propiedades térmicas teñen diferentes efectos sobre os compoñentes da conexión cando a corrente de raio flúe a través deles. Isto é particularmente evidente para os compoñentes de conexión de aceiro inoxidable (StSt) onde se producen altas temperaturas debido á baixa condutividade en canto flúen correntes de lóstrego. Polo tanto, hai que realizar unha proba de corrente de lóstrego conforme a EN 62561-1 para todas as abrazadeiras. Para probar o peor dos casos, hai que probar non só as diferentes combinacións de condutores, senón tamén as combinacións de materiais especificadas polo fabricante.

Probas baseadas no exemplo dunha pinza MT

Nun primeiro momento, hai que determinar o número de combinacións de probas. A pinza MT utilizada está feita de aceiro inoxidable (StSt) e, polo tanto, pódese combinar con condutores de aceiro, aluminio, StSt e cobre como se indica na táboa 1. Ademais, pódese conectar en disposición transversal e paralela que tamén hai que probar. Isto significa que hai oito combinacións de probas posibles para a pinza MT empregada (figuras 3 e 4).

De acordo coa EN 62561, cada unha destas combinacións de ensaios ten que ser probada en tres exemplares / ensaios adecuados. Isto significa que hai que probar 24 exemplares desta pinza única MT para cubrir a gama completa. Cada exemplar está montado co adecuado

torque de apriete conforme aos requisitos normativos e está sometido a envellecemento artificial mediante néboa salgada e tratamento de atmosfera sulfúrica húmida como se describiu anteriormente. Para a posterior proba eléctrica, os exemplares deben fixarse ​​nunha placa illante (Figura 5).

Tres impulsos de corrente de lóstrego de forma de onda de 10/350 μs con 50 kA (servizo normal) e 100 kA (servizo pesado) aplícanse a cada exemplar. Despois de estar cargados de corrente de lóstrego, os exemplares non deben mostrar signos de dano.

Ademais das probas eléctricas nas que o exemplar está sometido a forzas electrodinámicas en caso de carga de corrente de lóstrego, integrouse unha carga estático-mecánica na norma EN 62561-1. Esta proba estático-mecánica é particularmente necesaria para conectores paralelos, conectores lonxitudinais, etc. e realízase con diferentes materiais condutores e rangos de suxeición. Os compoñentes de conexión feitos de aceiro inoxidable probáronse nos peores casos cun só condutor de aceiro inoxidable (superficie extremadamente lisa). Os compoñentes de conexión, por exemplo a pinza MT mostrada na Figura 6, prepáranse cun par de aperte definido e logo carganse cunha forza mecánica de tracción de 900 N (± 20 N) durante un minuto. Durante este período de proba, os condutores non deben moverse máis dun milímetro e os compoñentes de conexión non deben mostrar signos de dano. Esta proba estático-mecánica adicional é outro criterio de proba para os compoñentes de conexión e tamén debe documentarse no informe de proba do fabricante ademais dos valores eléctricos.

A resistencia de contacto (medida sobre a pinza) para unha pinza de aceiro inoxidable non debe exceder 2.5 mΩ ou 1 mΩ no caso doutros materiais. Hai que asegurar o par de afrouxamento requirido.

En consecuencia, os instaladores de sistemas de protección contra raios teñen que seleccionar os compoñentes de conexión para o servizo (H ou N) que se espera no lugar. Por exemplo, hai que empregar unha pinza para o servizo H (100 kA) para unha varilla de conexión de aire (corrente de lóstrego total) e unha pinza para o servizo N (50 kA) nunha malla ou nunha entrada de terra (corrente de lóstrego xa distribuída).

Condutores

A EN 62561-2 tamén esixe demandas especiais sobre condutores como terminais de aire e condutores de descenso ou electrodos de terra, por exemplo, electrodos de terra de anel, por exemplo:

• Propiedades mecánicas (resistencia á tracción mínima, alongamento mínimo)
• Propiedades eléctricas (resistividade máxima)
• Propiedades de resistencia á corrosión (envellecemento artificial como se describiu anteriormente).

Hai que probar e observar as propiedades mecánicas. A figura 8 mostra a configuración da proba para probar a resistencia á tracción dos condutores circulares (por exemplo, aluminio). A calidade do revestimento (liso, continuo), así como o espesor mínimo e a adhesión ao material base son importantes e deben ser probados especialmente se se utilizan materiais revestidos como aceiro galvanizado (St / tZn).

Isto descríbese no estándar en forma de proba de flexión. Para este propósito, un exemplar dobrase a través dun radio igual a 5 veces o seu diámetro ata un ángulo de 90 °. Ao facelo, o exemplar pode non mostrar bordos afiados, roturas ou exfoliación. Ademais, os materiais condutores serán fáciles de procesar cando se instalen sistemas de protección contra raios. Suponse que os fíos ou tiras (bobinas) poden enderezarse facilmente por medio dun alisador de fíos (poleas guía) ou mediante torsión. Ademais, debería ser fácil instalar / dobrar os materiais nas estruturas ou no chan. Estes requisitos estándar son características relevantes do produto que deben documentarse nas correspondentes follas de datos dos produtos dos fabricantes.

Electrodos de terra / varas de terra

As barras de terra LSP separables están feitas de aceiro especial e están completamente galvanizadas por inmersión en quente ou consisten en aceiro inoxidable de alta aliaxe. Unha unión de acoplamento que permite a conexión das varas sen aumentar o diámetro é unha característica especial destas varas de terra. Cada varilla proporciona un orificio e un extremo de pasador.

A norma EN 62561-2 especifica os requisitos para electrodos de terra como o material, a xeometría, as dimensións mínimas, así como as propiedades mecánicas e eléctricas. As xuntas de acoplamento que unen as varas individuais son puntos débiles. Por este motivo, a EN 62561-2 require que se realicen probas eléctricas e mecánicas adicionais para comprobar a calidade destas xuntas de acoplamento.

Para esta proba, a vara colócase nunha guía cunha placa de aceiro como zona de impacto. O exemplar consta de dúas varas unidas cunha lonxitude de 500 mm cada unha. Tres probas de cada tipo de electrodo de terra deben ser probadas. O extremo superior do exemplar é impactado por medio dun martelo de vibración cun inserto de martelo adecuado durante unha duración de dous minutos. A velocidade de golpe do martelo debe ser de 2000 ± 1000 min-1 e a enerxía de impacto dunha soa carreira debe ser de 50 ± 10 [Nm].

Se os acoplamientos superaron esta proba sen defectos visibles, sometéranse a un envellecemento artificial mediante néboa salgada e tratamento de atmosfera sulfúrica húmida. A continuación, os acoplamentos cárganse con tres impulsos de corrente de lóstrego de forma de onda de 10/350 μs de 50 kA e 100 kA cada un. A resistencia de contacto (medida por encima do acoplamento) das varillas de terra de aceiro inoxidable non debe exceder 2.5 mΩ. Para comprobar se a unión do acoplamiento segue firmemente conectada despois de estar sometida a esta carga de corrente de lóstrego, a forza do acoplamiento compróbase mediante unha máquina de proba de tracción.

A instalación dun sistema de protección contra raios funcional require que se empreguen compoñentes e dispositivos probados segundo o último estándar. Os instaladores de sistemas de protección contra raios teñen que seleccionar e instalar correctamente os compoñentes segundo os requisitos no lugar de instalación. Ademais dos requisitos mecánicos, deben considerarse e cumprirse os criterios eléctricos do último estado de protección contra raios.

Cálculo da corrente de curtocircuíto de liña a terra

Dimensionamento dos sistemas de terminación da terra con respecto á ampacidade

Para este propósito, débense examinar diferentes escenarios no peor dos casos. Nos sistemas de media tensión, unha falla de terra dobre sería o caso máis crítico. Unha primeira falla de terra (por exemplo nun transformador) pode causar unha segunda falla de terra noutra fase (por exemplo, un extremo de selado de cables defectuoso nun sistema de media tensión). Segundo a táboa 1 da norma EN 50522 (posta a terra de instalacións de enerxía superiores a 1 kV ac), unha corrente de falla de terra dobre I''kEE, que se define como segue, fluirá polos condutores de terra neste caso:

I “kEE = 0,85 • I“ k

(I "k = corrente de cortocircuíto simétrica inicial de tres polos)

Nunha instalación de 20 kV cunha corrente simétrica inicial de curtocircuíto I''k de 16 kA e un tempo de desconexión de 1 segundo, a corrente de falla a terra dobre sería de 13.6 kA. A amplitude dos condutores de terra e as barras de terra no edificio da estación ou na sala de transformadores deben clasificarse segundo este valor. Neste contexto, pódese considerar a división actual no caso dunha disposición de aneis (utilízase un factor de 0.65 na práctica). A planificación debe basearse sempre nos datos reais do sistema (configuración do sistema, corrente de curtocircuíto de liña a terra, tempo de desconexión).

A norma EN 50522 especifica a densidade máxima de corrente de curtocircuíto G (A / mm2) para diferentes materiais. A sección transversal dun condutor determínase a partir do material e do tempo de desconexión.

a corrente calculada divídese agora pola densidade de corrente G do material relevante e o tempo de desconexión correspondente e a sección transversal mínima A_minutos do condutor determínase.

A_minutos= Eu ”_{kEE (rama)} / G [mm²]

A sección transversal calculada permite seleccionar un condutor. Esta sección transversal sempre se redondea á seguinte sección nominal maior. No caso dun sistema compensado, por exemplo, o propio sistema de terminación de terra (a parte en contacto directo coa terra) está cargado cunha corrente considerablemente inferior, só coa corrente de falla de terra residual I_E = rx I_RES reducido polo factor r. Esta corrente non supera os 10 A e pode fluír permanentemente sen problemas se se utilizan seccións comúns de material de toma de terra común.

Seccións transversais mínimas de electrodos de terra

As seccións transversais mínimas respecto á resistencia mecánica e á corrosión defínense na norma alemá DIN VDE 0151 (Material e dimensións mínimas dos electrodos de terra respecto á corrosión).

Carga eólica en caso de sistemas de terminación de aire illados segundo o Eurocódigo 1

As condicións climáticas extremas están en aumento en todo o mundo como resultado do quecemento global. Non se poden ignorar consecuencias como a alta velocidade do vento, o aumento do número de tormentas e as fortes precipitacións. Polo tanto, os deseñadores e instaladores enfrontaranse a novos retos, especialmente no que se refire ás cargas eólicas. Isto non só afecta ás estruturas de edificios (estáticas da estrutura), senón tamén aos sistemas de terminación do aire.

No campo da protección contra raios, as normas DIN 1055-4: 2005-03 e DIN 4131 utilizáronse ata agora como base de dimensionamento. En xullo de 2012, estas normas substituíronse polos eurocódigos que proporcionan regras de deseño estrutural normalizadas a nivel europeo (planificación de estruturas).

A norma DIN 1055-4: 2005-03 integrouse no Eurocódigo 1 (EN 1991-1-4: Accións sobre estruturas - Parte 1-4: Accións xerais - Accións eólicas) e DIN V 4131: 2008-09 no Eurocódigo 3 ( EN 1993-3-1: Parte 3-1: Torres, mastros e chemineas - Torres e mastros). Así, estes dous estándares constitúen a base para dimensionar os sistemas de terminación de aire para sistemas de protección contra raios, con todo, o Eurocódigo 1 é principalmente relevante.

Os seguintes parámetros úsanse para calcular a carga real do vento que se espera:

• Zona de vento (Alemaña divídese en catro zonas de vento con diferentes velocidades de vento base)
• Categoría do terreo (as categorías do terreo definen o contorno dunha estrutura)
• Altura do obxecto sobre o nivel do chan
• Altura da situación (sobre o nivel do mar, normalmente ata 800 m sobre o nivel do mar)

Outros factores que inflúen como:

• Icing
• Posición nunha lomba ou cima dun outeiro
• Altura do obxecto por encima dos 300 m
• Altura do terreo por encima dos 800 m (nivel do mar)

deben ser considerados para o ambiente de instalación específico e deben calcularse por separado.

A combinación dos diferentes parámetros resulta na velocidade do vento de refacho que se utilizará como base para dimensionar os sistemas de terminación do aire e outras instalacións como condutores de aneis elevados. No noso catálogo, especifícase a velocidade máxima do vento de ráfaga para que os nosos produtos poidan determinar o número necesario de bases de formigón en función da velocidade do vento de ráfaga, por exemplo no caso de sistemas de terminación de aire illados. Isto non só permite determinar a estabilidade estática, senón tamén reducir o peso necesario e, polo tanto, a carga do tellado.

Nota importante:

As "velocidades máximas do vento de refacho" especificadas neste catálogo para os compoñentes individuais determináronse segundo os requisitos de cálculo específicos de Alemaña do Eurocódigo 1 (DIN EN 1991-1-4 / NA: 2010-12) que se basean na zona do vento mapa para Alemaña e as particularidades topográficas asociadas a cada país.

Cando se utilicen produtos deste catálogo noutros países, deben especificarse as particularidades específicas do país e outros métodos de cálculo aplicables localmente, se os hai, descritos no Eurocódigo 1 (EN 1991-1-4) ou noutras normativas de cálculo aplicables localmente (fóra de Europa). observado. En consecuencia, as velocidades máximas do vento de refacho mencionadas neste catálogo só se aplican a Alemaña e son só unha orientación aproximada para outros países. As velocidades do vento de ráfaga deben calcularse de novo segundo os métodos de cálculo específicos do país.

Ao instalar varas de terminación de aire en bases de formigón, hai que ter en conta a velocidade do vento / información da ráfaga na táboa. Esta información aplícase a materiais convencionais de varilla de terminación de aire (Al, St / tZn, Cu e StSt).

Se as barras de terminación do aire se fixan mediante espaciadores, os cálculos baséanse nas seguintes posibilidades de instalación.

As velocidades máximas admisibles de vento do refacho especifícanse para os produtos relevantes e deben terse en conta para a selección / instalación. Pódese conseguir unha maior resistencia mecánica mediante, por exemplo, un soporte en ángulo (dous separadores dispostos nun triángulo) (a petición).