BS EN IEC 62305 Villámvédelmi szabvány

A villámvédelemre vonatkozó BS EN / IEC 62305 szabványt eredetileg 2006 szeptemberében tették közzé, a korábbi BS 6651: 1999 szabvány helyébe lépve. A véges periódus, a BS EN / IEC 62305 és a BS 6651 párhuzamosan futott, de 2008 augusztusától a BS 6651 visszavonásra került, és most a BS EN / IEC 63205 a villámvédelem elismert szabványa.

A BS EN / IEC 62305 szabvány tükrözi az elmúlt húsz év során a villámlás és annak hatásainak fokozott tudományos megértését, és számba veszi a technológia és az elektronikus rendszerek mindennapi tevékenységeinkre gyakorolt ​​növekvő hatását. Az elődjénél bonyolultabb és igényesebb BS EN / IEC 62305 négy különálló részből áll - általános elvek, kockázatkezelés, a szerkezetek fizikai károsodása és életveszély, valamint az elektronikus rendszerek védelme.

A szabvány ezen részeit itt mutatjuk be. 2010-ben ezek a részek időszakos műszaki felülvizsgálaton mentek keresztül, a frissített 1., 3. és 4. rész 2011-ben jelent meg. A 2. frissített rész jelenleg vita tárgyát képezi, és várhatóan 2012 végén jelenik meg.

A BS EN / IEC 62305 kulcsfontosságú tényezője, hogy a villámvédelem minden szempontját átfogó és összetett kockázatértékelés vezérli, és hogy ez az értékelés nemcsak a védendő szerkezetet veszi figyelembe, hanem azokat a szolgáltatásokat is, amelyekhez a szerkezet kapcsolódik. Lényegében a szerkezeti villámvédelem már nem tekinthető elszigetelten, az átmeneti túlfeszültségek vagy az elektromos túlfeszültségek elleni védelem szerves része a BS EN / IEC 62305 szabványnak.

A BS EN / IEC 62305 szerkezete

A BS EN / IEC 62305 sorozat négy részből áll, mindegyiket figyelembe kell venni. Ezt a négy részt az alábbiakban ismertetjük:

1. rész: Általános elvek

A BS EN / IEC 62305-1 (1. rész) bevezetés a szabvány többi részébe, és lényegében leírja, hogyan lehet egy villámvédelmi rendszert (LPS) megtervezni a szabvány kísérő részeivel összhangban.

2. rész: Kockázatkezelés

A BS EN / IEC 62305-2 (2. rész) kockázatkezelési megközelítés nem annyira a szerkezet villámkisülés által okozott tisztán fizikai károsodására összpontosít, hanem inkább az emberi élet elvesztésének, a személyzet szolgálatának elvesztésének kockázatára. kulturális örökség és gazdasági veszteség.

3. rész: A szerkezetek fizikai károsodása és életveszély

A BS EN / IEC 62305-3 (3. rész) közvetlenül kapcsolódik a BS 6651 nagy részéhez. A BS 6651-től annyiban tér el, hogy ez az új alkatrész négy osztályú vagy LPS védelmi szinttel rendelkezik, szemben az alap kettővel (hétköznapi) és magas kockázatú) szintek a BS 6651-ben.

4. rész: Elektromos és elektronikus rendszerek

a szerkezeteken belül a BS EN / IEC 62305-4 (4. rész) kiterjed a szerkezetekben elhelyezett elektromos és elektronikus rendszerek védelmére. Azt testesíti meg, amit a BS 6651 C. melléklete közvetített, de új zónás megközelítéssel, villámvédelmi zónákként (LPZ) nevezik. Információt nyújt a villamos elektromágneses impulzus (LEMP) védelmi rendszerének (ma továbbiakban: Túlfeszültség-védelmi intézkedések - SPM) tervezéséhez, telepítéséhez, karbantartásához és teszteléséhez a szerkezeten belüli elektromos / elektronikus rendszerek számára.

Az alábbi táblázat átfogó vázlatot ad az előző szabvány, a BS 6651 és a BS EN / IEC 62305 közötti legfontosabb eltérésekről.

Kár és veszteség

A BS EN / IEC 62305 négy fő kárforrást határoz meg:

S1 Villog a szerkezetre

S2 A szerkezet közelében villog

S3 Villog egy szolgáltatáshoz

S4 Villog egy szolgáltatás közelében

Mindegyik kárforrás három vagy több típusú kárhoz vezethet:

D1 Élő lények sérülése a lépés- és érintési feszültségek miatt

D2 Fizikai károk (tűz, robbanás, mechanikai pusztulás, kémiai felszabadulás) a villámáram, beleértve a szikrázást is

D3 Belső rendszerek meghibásodása villám elektromágneses impulzus (LEMP) miatt

A villámlás okozta károkból a következő típusú veszteségek származhatnak:

L1 Az emberi élet elvesztése

L2 A lakosság szolgálatának elvesztése

L3 A kulturális örökség elvesztése

L4 Gazdasági értékvesztés

A fenti paraméterek összefüggéseit az 5. táblázat foglalja össze.

A 12. ábra a 271. oldalon ábrázolja a villámlás okozta károk és veszteségek típusait.

A BS EN 1 szabvány 62305. részét képező általános elvek részletesebb ismertetését lásd az „Útmutató a BS EN 62305-höz” című teljes útmutatónkban. Noha a BS EN szabványra összpontosít, ez az útmutató támogató információkat nyújthat az IEC megfelelőjének megfelelő tanácsadók számára. Az útmutatóról további részletek a 283. oldalon találhatók.

A rendszer kialakításának kritériumai

Az építmény és az ahhoz kapcsolódó szolgáltatások ideális villámvédelme az lenne, ha a szerkezetet egy földelt és tökéletesen vezető fémes árnyékba (dobozba) zárnák, és emellett biztosítanák az összekapcsolt szolgáltatások megfelelő kötését a belépési ponton a pajzsba.

Ez lényegében megakadályozná a villámáram és az indukált elektromágneses tér behatolását a szerkezetbe. A gyakorlatban azonban nem lehetséges, sőt költséghatékony ilyen hosszúságú.

Ez a szabvány tehát egy meghatározott villámáram-paramétereket határoz meg, ahol az ajánlásainak megfelelően elfogadott védelmi intézkedések csökkentik a villámcsapás következtében bekövetkező károkat és következményes veszteségeket. Ez a károsodás és az ebből fakadó veszteség csökkenése akkor érvényes, ha a villámcsapás paraméterei a villámvédelmi szintként (LPL) meghatározott meghatározott határokba esnek.

Villámvédelmi szintek (LPL)

Négy védelmi szintet határoztak meg a korábban publikált műszaki cikkekből nyert paraméterek alapján. Mindegyik szint rögzített maximális és minimális villámáram-paraméterekkel rendelkezik. Ezeket a paramétereket a 6. táblázat mutatja. A maximális értékeket olyan termékek tervezésénél alkalmazták, mint például a villámvédelmi alkatrészek és a túlfeszültség-védelmi eszközök (SPD). A villámáram minimális értékeit használtuk az egyes szintek gördülési gömb sugarának levezetésére.

Villámvédelmi zónák (LPZ)

A villámvédelmi zónák (LPZ) fogalmát a BS EN / IEC 62305 szabványban vezették be, különösen annak érdekében, hogy meghatározzák azokat a védelmi intézkedéseket, amelyek szükségesek a védőintézkedések megalkotásához a villamos elektromágneses impulzusok (LEMP) ellen egy szerkezetben.

Az általános elv az, hogy a védelmet igénylő berendezéseket olyan LPZ-ben kell elhelyezni, amelynek elektromágneses jellemzői kompatibilisek a berendezés stresszállóságával vagy zavartűrésével.

A koncepció külső zónákat alkalmaz, közvetlen villámcsapás kockázatával (LPZ 0_A), vagy a részleges villámáram bekövetkezésének kockázata (LPZ 0_B), és a belső zónákon belüli védelmi szintek (LPZ 1 és LPZ 2).

Általában minél nagyobb a zóna száma (LPZ 2; LPZ 3 stb.), Annál alacsonyabb az elvárt elektromágneses hatás. Az érzékeny elektronikus berendezéseket általában nagyobb számú LPZ-ben kell elhelyezni, és a megfelelő túlfeszültség-védelmi intézkedésekkel („SPM”, a BS EN 62305: 2011 meghatározása szerint) védeni kell a LEMP ellen.

Az SPM-et korábban LEMP Protection Measures System (LPMS) néven emlegették a BS EN / IEC 62305: 2006 dokumentumban.

A 13. ábra kiemeli az LPZ koncepciót a szerkezetre és az SPM-re. A koncepciót kibővítették a BS EN / IEC 62305-3 és a BS EN / IEC 62305-4 dokumentumokban.

A legmegfelelőbb SPM kiválasztása a BS EN / IEC 62305-2 szerinti kockázatértékeléssel történik.

BS EN / IEC 62305-2 Kockázatkezelés

A BS EN / IEC 62305-2 kulcsfontosságú a BS EN / IEC 62305-3 és a BS EN / IEC 62305-4 helyes megvalósításához. A kockázat felmérése és kezelése most lényegesen mélyebb és kiterjedtebb, mint a BS 6651 megközelítése.

A BS EN / IEC 62305-2 kifejezetten a kockázatértékelés elvégzésével foglalkozik, amelynek eredményei meghatározzák a szükséges villámvédelmi rendszer (LPS) szintjét. Míg a BS 6651 9 oldalt (az ábrákkal együtt) szentelt a kockázatértékelés tárgyának, a BS EN / IEC 62305-2 jelenleg több mint 150 oldalt tartalmaz.

A kockázatértékelés első szakasza annak meghatározása, hogy a négy típusú (a BS EN / IEC 62305-1 szerint meghatározott) veszteség közül melyik keletkezhet a struktúrában és annak tartalmában. A kockázatértékelés végső célja a releváns elsődleges kockázatok számszerűsítése és szükség esetén csökkentése, azaz:

R₁ az emberi élet elvesztésének kockázata

R₂ a lakossági szolgáltatás elvesztésének kockázata

R₃ a kulturális örökség elvesztésének kockázata

R₄ a gazdasági érték elvesztésének kockázata

Az első három elsődleges kockázat mindegyikére vonatkozóan elfogadható kockázat (R_T) van beállítva. Ezeket az adatokat az IEC 7-62305 2. táblázata vagy a BS EN 1-62305 nemzeti melléklet NK.2.

Minden elsődleges kockázat (R_n) meghatározása a szabványban meghatározott hosszú számítási sorozat segítségével történik. Ha a tényleges kockázat (R_n) kisebb vagy egyenlő az elfogadható kockázattal (R_T), akkor nincs szükség védelmi intézkedésekre. Ha a tényleges kockázat (R_n) nagyobb, mint a megfelelő tolerálható kockázat (R_T), akkor védelmi intézkedéseket kell kezdeményezni. A fenti folyamat megismétlődik (új értékek alkalmazásával, amelyek a választott védelmi intézkedésekhez kapcsolódnak) egészen addig, amíg R_n kisebb vagy egyenlő a megfelelőivel R_T. Ez a 14. ábrán bemutatott iteratív folyamat dönt a villámvédelmi rendszer (LPS) és a sebészeti védőintézkedések (SPM) megválasztásáról vagy valóban a villám-elektromágneses impulzus (LEMP) ellensúlyozására.

BS EN / IEC 62305-3 A szerkezetek fizikai károsodása és életveszély

A szabványcsomag ezen része a védelmi intézkedésekkel foglalkozik egy szerkezetben és annak körül, és mint ilyen közvetlenül kapcsolódik a BS 6651 nagyobb részéhez.

A szabvány ezen részének fő része útmutatást ad a külső villámvédelmi rendszer (LPS) tervezéséhez, a belső LPS-hez, valamint a karbantartási és ellenőrzési programokhoz.

Villámvédelmi rendszer (LPS)

A BS EN / IEC 62305-1 négy villámvédelmi szintet (LPL) határozott meg a valószínű minimális és maximális villámáramok alapján. Ezek az LPL-ek közvetlenül a villámvédelmi rendszer (LPS) osztályainak felelnek meg.

Az LPL és az LPS négy szintje közötti összefüggést a 7. táblázat határozza meg. Lényegében minél nagyobb az LPL, annál magasabb osztályra van szükség.

A telepítendő LPS osztályát a BS EN / IEC 62305-2 szabványban kiemelt kockázatértékelési eredmény szabályozza.

Külső LPS tervezés szempontjai

A villámvédelmi tervezőnek először figyelembe kell vennie a villámcsapás pillanatában okozott hő- és robbanáshatásokat, valamint a szóban forgó szerkezet következményeit. A következményektől függően a tervező a következő külső LPS-típusok egyikét választhatja:

- Izolált

- Nem elszigetelt

Az izolált LPS-t általában akkor választják, ha a szerkezet éghető anyagokból készül, vagy robbanásveszélyt jelent.

Ezzel szemben nem szigetelt rendszert lehet felszerelni, ha ilyen veszély nem áll fenn.

A külső LPS a következőkből áll:

- Légkapcsoló rendszer

- Lefelé vezető rendszer

- Föld-lezáró rendszer

Az LPS ezen elemeit össze kell kapcsolni a megfelelő villámvédelmi elemekkel (LPC), amelyek megfelelnek (a BS EN 62305 esetében) a BS EN 50164 sorozatnak (vegye figyelembe, hogy ezt a BS EN sorozatot a BS EN / IEC hatályon kívül helyezi. 62561 sorozat). Ez biztosítja, hogy abban az esetben, ha villámáram áramlik a szerkezetbe, a helyes kialakítás és az alkatrészek megválasztása minimálisra csökkenti az esetleges károkat.

Légkikapcsoló rendszer

A légelzáró rendszer feladata a villám kisülési áramának befogása és ártalmatlan elvezetése a földre a lefelé vezető és a földelő lezáró rendszeren keresztül. Ezért létfontosságú a helyesen megtervezett légelzáró rendszer használata.

A BS EN / IEC 62305-3 a következőket javasolja bármilyen kombinációban a légterminál kialakításához:

- Légrudak (vagy záródugók), függetlenül attól, hogy szabadon állnak-e vagy vezetőkkel vannak összekötve, hogy hálót képezzenek a tetőn

- Feszültségvezeték (vagy függesztett) vezeték, függetlenül attól, hogy szabadon álló árbocok vannak-e alátámasztva, vagy vezetőkkel vannak összekötve, hogy hálót képezzenek a tetőn

- Hálós vezetékhálózat, amely közvetlenül érintkezhet a tetővel, vagy felfüggeszthető a tető fölé (abban az esetben, ha kiemelkedő jelentőségű, hogy a tető ne kerüljön közvetlen villámkibocsátás alá)

A szabvány teljesen egyértelművé teszi, hogy az összes használt légelzáró rendszer típusának meg kell felelnie a szabvány szövegében meghatározott helymeghatározási követelményeknek. Kiemeli, hogy a légelzáró alkatrészeket a szerkezet sarkaiba, szabad pontjaiba és széleire kell felszerelni. A légelzáró rendszerek helyzetének meghatározásához a három alapvető módszer a következő:

- A gördülő gömb módszer

- A védőszög módszere

- A háló módszer

Ezeket a módszereket a következő oldalakon részletezzük.

A gördülő gömb módszer

A gördülő gömb módszer egyszerű eszköz a szerkezet védettséget igénylő területeinek azonosítására, figyelembe véve a szerkezet oldalirányú ütésének lehetőségét. A gördülő gömb szerkezetre való alkalmazásának alapkoncepcióját a 15. ábra szemlélteti.

A gördülő gömb módszerét a BS 6651 szabványban alkalmazták, az egyetlen különbség az, hogy a BS EN / IEC 62305 szabványban a gördülő gömb különböző sugarai vannak, amelyek megfelelnek az LPS vonatkozó osztályának (lásd 8. táblázat).

Ez a módszer alkalmas minden típusú építmény védelmi zónájának meghatározására, különösen összetett geometriájú szerkezetekre.

A védőszög módszere

A védőszög módszer a gördülő gömb módszer matematikai egyszerűsítése. A védőszög (a) az a szög, amelyet a függőleges rúd csúcsa (A) és egy olyan vonal között hoznak létre, amely a rúd ülőfelületéig vetül (lásd a 16. ábrát).

A légrúd által biztosított védőszög egyértelműen háromdimenziós koncepció, amelynek során a rúd védőkúpot kap, azáltal, hogy az AC vonalat a védőszögben teljes 360 ° -kal söpri a légrúd körül.

A védőszög eltér a légrúd változó magasságától és az LPS osztályától. A légrúd által biztosított védőszöget a BS EN / IEC 2-62305 3. táblázata határozza meg (lásd 17. ábra).

A védelmi szög megváltoztatása az egyszerű 45º-os védelmi zóna megváltoztatása, amelyet a legtöbb esetben a BS 6651 biztosít. Ezenkívül az új szabvány a légterelő rendszer magasságát használja a referenciasík felett, legyen az a talaj vagy a tető szintje (lásd: 18. ábra).

A háló módszer

Ezt a módszert alkalmazták leggyakrabban a BS 6651 ajánlásai alapján. Ismételten a BS EN / IEC 62305 szabványon belül négy különböző légterminálú hálóméretet határoztak meg, amelyek megfelelnek az LPS vonatkozó osztályának (lásd a 9. táblázatot).

Ez a módszer megfelelő, ha a sima felületek védelmet igényelnek, ha a következő feltételek teljesülnek:

- A légelzáró vezetékeket a tető szélén, a tető nyúlványain és a tető peremein kell elhelyezni, 1/10-nél (5.7º) meghaladó dőlésszöggel.

- A légelzáró rendszer fölött nem áll ki fémszerkezet

A villám okozta károk modern kutatásai kimutatták, hogy a tetők széle és sarka a leginkább fogékony a károsodásra.

Tehát minden, különösen lapos tetős szerkezeten a kerületi vezetőket a lehető legközelebb kell elhelyezni a tető külső széleihez.

A BS 6651-hez hasonlóan a jelenlegi szabvány megengedi a vezetékek (legyenek azok véletlenszerű fémmegmunkálás vagy dedikált LP vezetők) használatát a tető alatt. A függőleges légrudakat (záródarabokat) vagy ütközőlapokat a tető fölé kell felszerelni, és az alatta lévő vezetőrendszerhez kell csatlakoztatni. A légrudakat egymástól legfeljebb 10 m távolságra kell elhelyezni, és ha alternatívaként ütőlemezeket használnak, akkor azokat stratégiai szempontból a tetőterületen kell elhelyezni, legfeljebb 5 m-re.

Nem hagyományos légelzáró rendszerek

Az évek során sok technikai (és kereskedelmi) vita dúlt az ilyen rendszerek támogatóinak állításainak érvényességéről.

Ezt a témát széles körben megvitatták a BS EN / IEC 62305 szabványt összeállító technikai munkacsoportokon belül. Az eredménynek meg kellett maradnia az ebben a szabványban található információknál.

A BS EN / IEC 62305 egyértelműen kimondja, hogy a légelzáró rendszer (pl. Légrúd) által biztosított védelem térfogatát vagy zónáját csak a légelzáró rendszer valós fizikai mérete határozza meg.

Ezt az állítást megerősíti a BS EN 2011 62305-es verziója, azáltal, hogy beépül a szabvány szövegébe, nem pedig egy melléklet részévé (a BS EN / IEC 62305-3: 2006 A. melléklete).

Jellemzően, ha a légrúd 5 m magas, akkor a légrúd által biztosított védelmi zóna egyetlen igénye az 5 m-en és az LPS megfelelő osztályán alapul, és nem egyes nem hagyományos légrudak által igényelt megnövelt méret.

Nincs más, a BS EN / IEC 62305 szabvánnyal párhuzamosan futó szabvány.

Természetes összetevők

Ha a fémes tetőket természetes légelzáró elrendezésnek tekintik, akkor a BS 6651 útmutatást adott a vizsgált anyag minimális vastagságához és típusához.

A BS EN / IEC 62305-3 hasonló útmutatást ad, valamint további információkat, ha a tetőt villámcsökkenés okozta defektbiztosnak kell tekinteni (lásd a 10. táblázatot).

A szerkezet kerületén mindig el kell lennie legalább két lefelé vezetőnek. Lehetőség szerint lefelé vezetőket kell felszerelni a szerkezet minden szabad sarkába, mivel a kutatások azt mutatják, hogy ezek vezetik a villámáram nagy részét.

Természetes összetevők

A BS EN / IEC 62305, a BS 6651-hez hasonlóan, az LPS-be beépítendő szerkezeteken vagy azokon belül véletlenszerű fém alkatrészek használatát ösztönzi.

Ahol a BS 6651 elektromos folytonosságot ösztönzött a betonszerkezetekben található erősítő rudak használatakor, ugyanígy a BS EN / IEC 62305-3. Ezenkívül kijelenti, hogy az erősítő rudakat hegesztik, megfelelő csatlakozó alkatrészekkel rögzítik vagy átfedik a betonacél átmérőjének legalább 20-szorosát. Ennek célja annak biztosítása, hogy azok a merevítő rudak, amelyek valószínűleg villámáramot hordoznak, biztonságos csatlakozással rendelkezzenek egyik hosszúságról a másikra.

Ha belső erősítő rudakat kell csatlakoztatni a külső lefelé vezetőkhöz vagy a földelő hálózathoz, a 20. ábrán bemutatott elrendezések bármelyike ​​megfelelő. Ha a kötővezeték és a betonacél közötti kapcsolatot betonba kell burkolni, akkor a szabvány azt javasolja, hogy két bilincset használjon, az egyiket a betonacél egyik, a másikat pedig a betonacél hosszához. Az ízületeket ezután nedvességet gátló vegyülettel, például Denso szalaggal kell bevonni.

Ha az erősítő rudakat (vagy szerkezeti acélkereteket) lefelé vezetőként kell használni, akkor az elektromos folytonosságot meg kell győződni a légelzáró rendszertől a földelő rendszerig. Új építésű szerkezeteknél ez az építkezés korai szakaszában eldönthető dedikált erősítő rudak használatával, vagy alternatív megoldásként egy dedikált rézvezető vezetése a szerkezet tetejétől az alapozásig a beton kiöntése előtt. Ezt a dedikált rézvezetéket rendszeresen össze kell kötni a szomszédos / szomszédos erősítő rudakkal.

Ha kétség merül fel a meglévő szerkezeteken lévő erősítő rudak útvonalával és folytonosságával kapcsolatban, akkor egy külső lefelé vezető rendszert kell felszerelni. Ezeket ideális esetben a szerkezet tetején és alján lévő szerkezetek megerősítő hálózatához kell kötni.

Földmegszakító rendszer

A földelosztó rendszer létfontosságú a villámáram biztonságos és hatékony földbe történő eloszlásához.

Az új szabvány a BS 6651 szabványnak megfelelően egyetlen integrált földelő végződési rendszert javasol egy szerkezet számára, amely egyesíti a villámvédelmet, az áramellátást és a távközlési rendszereket. A kötés megkezdése előtt meg kell szerezni az üzemeltető hatóság vagy a vonatkozó rendszerek tulajdonosának beleegyezését.

A jó földelő csatlakozásnak a következő jellemzőkkel kell rendelkeznie:

- Alacsony elektromos ellenállás az elektróda és a föld között. Minél alacsonyabb a földelektróda ellenállása, annál valószínűbb, hogy a villámáram úgy dönt, hogy ezen az úton lefelé áramlik, előnyben részesítve bármely más elemet, lehetővé téve az áram biztonságos vezetését és a földben történő elvezetését

- Jó korrózióállóság. Az anyag megválasztása a földelektródhoz és annak csatlakozásaihoz létfontosságú. Sok évig a földbe temetkezik, ezért teljesen megbízhatónak kell lennie

A szabvány az alacsony földelési ellenállás követelményét szorgalmazza, és rámutat, hogy ez 10 ohmos vagy annál kisebb földelési végrendszerrel érhető el.

Három alapvető földelektródelrendezést alkalmaznak.

- A típusú elrendezés

- B típusú elrendezés

- Alapozó földelektródák

A típusú elrendezés

Ez vízszintes vagy függőleges földelektródákból áll, amelyek a szerkezet külsején rögzített mindegyik lefelé vezetőhöz vannak csatlakoztatva. Ez lényegében a BS 6651 szabványban használt földelő rendszer, ahol minden egyes leeresztő vezetékhez földelő elektróda (rúd) van csatlakoztatva.

B típusú elrendezés

Ez az elrendezés lényegében egy teljesen csatlakoztatott gyűrűs földelektróda, amely a szerkezet kerületén helyezkedik el, és teljes hosszának legalább 80% -áig érintkezik a környező talajjal (azaz teljes hosszának 20% -a elhelyezhető mondjuk a a szerkezet alagsora és nem érintkezik közvetlenül a földdel).

Alapozó földelektródák

Ez lényegében B típusú földelő elrendezés. Olyan vezetőket tartalmaz, amelyek a szerkezet beton alapjába vannak beépítve. Ha további elektródákra van szükség, akkor azoknak meg kell felelniük a B típusú elrendezés kritériumainak. Az alapozó földelektródákkal megnövelhető az acél megerősítő alap háló.

A külső LPS elválasztási (izolációs) távolsága

A külső LPS és a szerkezeti fémrészek között alapvetően elválasztási távolságra (azaz elektromos szigetelésre) van szükség. Ez minimalizálja a részleges villámáram belső beépítésének esélyét a szerkezetbe.

Ez úgy érhető el, hogy a villámvezetőket kellően távol helyezzük el minden olyan vezető résztől, amelynek útvonala a szerkezetbe vezet. Tehát, ha a villámkisülés megüt a villámvezetőn, az nem képes „áthidalni a rést” és felvillan a szomszédos fémművekre.

A BS EN / IEC 62305 egy integrált földelő végződési rendszert javasol egy szerkezethez, amely ötvözi a villámvédelmet, az áramellátást és a távközlési rendszereket.

Belső LPS-tervezési szempontok

A belső LPS alapvető szerepe a védendő szerkezetben előforduló veszélyes szikrázás elkerülése. Ennek oka lehet egy villámcsökkenést követően a külső LPS-ben vagy a szerkezet egyéb vezető részeiben áramló villámáram, amely megpróbál villanást vagy szikrát okozni a belső fémszerkezetek számára.

Megfelelő potenciálkiegyenlítő intézkedések végrehajtása vagy annak biztosítása, hogy a fémrészek között megfelelő elektromos szigetelési távolság legyen, elkerülheti a veszélyes szikrázást a különböző fémrészek között.

Villámpotenciál-kötés

Az potenciálkiegyenlítés egyszerűen az összes megfelelő fémes berendezés / alkatrész elektromos összekapcsolása, oly módon, hogy villámáramok áramlása esetén egyik fémes rész sem áll eltérő feszültségpotenciálban egymáshoz képest. Ha a fém alkatrészek lényegében azonos potenciállal rendelkeznek, akkor a szikrázás vagy az átgyulladás veszélye semmissé válik.

Ez az elektromos összekapcsolás természetes / véletlenszerű kötéssel vagy speciális kötési vezetők alkalmazásával érhető el, amelyeket a BS EN / IEC 8-9 62305. és 3. táblázata szerint méreteznek.

A ragasztás túlfeszültség-védő eszközök (SPD-k) alkalmazásával is megvalósítható, ahol a kötésvezetőkkel való közvetlen kapcsolat nem megfelelő.

A 21. ábra (amely a BS EN / IEC 62305-3 ábrán alapul, E.43. Ábra) mutatja az ekvipotenciális kötési elrendezés tipikus példáját. A gáz-, a víz- és a központi fűtési rendszer közvetlenül a potenciálkiegyenlítő rúdhoz van kötve, amely a talajszint közelében, de a külső fal közelében helyezkedik el. A tápkábelt egy megfelelő SPD-n keresztül, az elektromos mérőműszertől felfelé, az potenciálkiegyenlítő rúdhoz kötik. Ezt a rögzítő rudat a főelosztó lap (MDB) közelében kell elhelyezni, és rövid földvezetékekkel szorosan össze kell kötni a földelő végződési rendszerrel is. Nagyobb vagy hosszabb szerkezetekben több kötőrúdra lehet szükség, de mindet össze kell kapcsolni egymással.

Bármely antennakábel képernyőjét, valamint a szerkezetbe vezetett elektronikus készülékek árnyékolt tápellátását szintén össze kell kötni az potenciálsávon.

További tudnivalók az potenciálkiegyenlítésről, a hálós összekapcsolási földelő rendszerekről és az SPD kiválasztásáról az LSP útmutatóban találhatók.

BS EN / IEC 62305-4 Elektromos és elektronikus rendszerek a szerkezetekben

Az elektronikus rendszerek életünk szinte minden aspektusát átjárják, a munkakörnyezettől kezdve egészen az autó benzinnel való feltöltéséig, sőt a helyi szupermarketben történő vásárlásig. Társadalomként ma már erősen támaszkodunk az ilyen rendszerek folyamatos és hatékony működésére. A számítógépek, az elektronikus folyamatvezérlők és a telekommunikáció használata az elmúlt két évtizedben robbanásszerű. Nem csak több rendszer létezik, hanem az elektronika fizikai mérete is jelentősen csökkent (a kisebb méret kevesebb energiát igényel az áramkörök károsodásához).

A BS EN / IEC 62305 elfogadja, hogy ma már az elektronikus korszakban élünk, és az elektronikus és elektromos rendszerek LEMP (Lightning Electromagnetic Impulse) védelmét a 4. rész révén integrálják a szabványba. A LEMP a villám általános elektromágneses hatásainak kifejezés, beleértve vezetett túlfeszültségeket (átmeneti túlfeszültségek és áramok) és sugárzott elektromágneses mező hatásokat.

A LEMP károsodás annyira elterjedt, hogy a védelemre kerülő specifikus típusok (D3) egyikeként azonosítják, és hogy a LEMP károsodása a struktúra vagy a kapcsolódó szolgáltatások közvetlen vagy közvetett minden ütközési pontjától bekövetkezhet - a típusokra való további hivatkozás céljából A villám okozta károkról lásd az 5. táblázatot. Ez a kiterjesztett megközelítés figyelembe veszi a szerkezethez kapcsolódó szolgáltatások, például az áramellátás, a távközlés és más fémes vezetékek tűz- vagy robbanásveszélyét is.

A villám nem az egyetlen fenyegetés ...

Az elektromos kapcsolási események által okozott átmeneti túlfeszültségek nagyon gyakoriak, és jelentős interferencia forrását jelenthetik. A vezetőn átáramló áram mágneses teret hoz létre, amelyben az energia tárolódik. Az áram megszakításakor vagy kikapcsolásakor a mágneses mezőben lévő energia hirtelen felszabadul. Magának szétszórása érdekében nagyfeszültségű tranzienssé válik.

Minél több tárolt energia van, annál nagyobb az eredő tranziens. A nagyobb áramok és a hosszabb vezetõk hozzájárulnak a több tárolt és felszabaduló energiához!

Ezért az induktív terhelések, mint például a motorok, a transzformátorok és az elektromos hajtások, mind a kapcsolási tranziensek általános okai.

A BS EN / IEC 62305-4 jelentősége

A korábban átmeneti túlfeszültség- vagy túlfeszültség-védelem tanácsadó mellékletként szerepelt a BS 6651 szabványban, külön kockázatértékeléssel. Ennek eredményeként a védelmet gyakran felszerelték a berendezés károsodása után, gyakran a biztosító társaságokkal szembeni kötelezettség miatt. Azonban a BS EN / IEC 62305 szabványban szereplő egyetlen kockázatértékelés meghatározza, hogy szükség van-e strukturális és / vagy LEMP-védelemre, ezért a szerkezeti villámvédelmet most nem lehet átmeneti túlfeszültség-védettségtől elkülönítve tekinteni - ez az új szabvány túlfeszültség-védelmi készülékek (SPD) néven ismert. Ez önmagában jelentős eltérés a BS 6651-től.

Valójában a BS EN / IEC 62305-3 szerint az LPS rendszer villámáram vagy potenciálkiegyenlítés nélküli SPD-k nélkül már nem szerelhető be olyan bejövő fémes szolgáltatásokhoz, amelyek „élő maggal” rendelkeznek - például tápkábelekkel és távközlési kábelekkel -, amelyeket nem lehet közvetlenül összekötni a földre. Az ilyen SPD-knek meg kell védeniük az emberi élet elvesztésének kockázatát azáltal, hogy megakadályozzák a veszélyes szikrázást, amely tüzet vagy áramütést okozhat.

Villámáramot vagy potenciálkiegyenlítő SPD-ket használnak a közvetlen sztrájk által veszélyeztetett szerkezetet tápláló felsővezetékeken is. Ezen SPD-k önmagukban történő használata azonban „nem nyújt hatékony védelmet az érzékeny elektromos vagy elektronikus rendszerek meghibásodása ellen” - idézve a BS EN / IEC 62305 4. részét, amely kifejezetten a szerkezeteken belüli elektromos és elektronikus rendszerek védelmére irányul.

A villámáramú SPD-k az összehangolt SPD-készlet részét képezik, amelyek túlfeszültségű SPD-ket tartalmaznak - amelyekre összesen szükség van ahhoz, hogy hatékonyan megvédjék az érzékeny elektromos és elektronikus rendszereket mind a villámlás, mind a kapcsolási tranziensektől.

Villámvédelmi zónák (LPZ)

Míg a BS 6651 a C. mellékletben (A, B és C helykategóriák) elismerte az övezet fogalmát, a BS EN / IEC 62305-4 meghatározza a villámvédelmi zónák (LPZ) fogalmát. A 22. ábra szemlélteti a LEMP elleni védekezési intézkedések által meghatározott alapvető LPZ-koncepciót, amint azt a 4. rész részletezi.

Egy struktúrán belül egy sor LPZ-t hoznak létre annak érdekében, hogy azonosítsák vagy már azonosítsák a villámhatásokat.

Az egymást követő zónák a kötés, az árnyékolás és az összehangolt SPD kombinációját használják a LEMP súlyosságának jelentős csökkenésének elérésére a vezetett túlfeszültség és átmeneti túlfeszültségek, valamint a kisugárzott mágneses mező hatásai miatt. A tervezők úgy koordinálják ezeket a szinteket, hogy az érzékenyebb berendezések a védettebb zónákban helyezkedjenek el.

Az LPZ-k két kategóriára oszthatók - 2 külső zónára (LPZ 0_A, LPZ 0_B), és általában 2 belső zóna (LPZ 1, 2), bár szükség esetén további zónák is bevezethetők az elektromágneses tér és a villámáram további csökkentésére.

Külső zónák

LPZ 0_A közvetlen villámcsapásnak kitett terület, ezért előfordulhat, hogy a teljes villámáramot át kell vezetnie.

Ez általában egy szerkezet tetőterülete. A teljes elektromágneses tér itt fordul elő.

LPZ 0_B a közvetlen villámcsapásnak nem kitett terület, és általában egy szerkezet oldalfalai.

A teljes elektromágneses tér azonban itt is előfordul, és itt vezethetők le részleges villámáramok és kapcsolási túlfeszültségek.

Belső zónák

Az LPZ 1 az a belső terület, amely részleges villámáramoknak van kitéve. A vezetett villámáramok és / vagy kapcsolási túlfeszültségek csökkentek az LPZ 0 külső zónákhoz képest_A, LPZ 0_B.

Ez általában az a terület, ahol a szolgáltatások belépnek a szerkezetbe, vagy ahol a főkapcsoló központ található.

Az LPZ 2 olyan belső terület, amely tovább helyezkedik el a szerkezet belsejében, ahol a villámimpulzus-áramok és / vagy kapcsolási túlfeszültségek maradványai csökkentek az LPZ 1-hez képest.

Ez tipikusan egy átvilágított helyiség, vagy a hálózati áramellátás érdekében az alosztó tábla területén. A zónán belüli védelmi szinteket össze kell hangolni a védendő berendezés védettségének jellemzőivel, vagyis minél érzékenyebb a berendezés, annál jobban védik a szükséges zónát.

Az épület meglévő szerkezete és elrendezése könnyen láthatóvá teheti a zónákat, vagy LPZ technikákat kell alkalmazni a szükséges zónák létrehozásához.

Túlfeszültség-védelmi intézkedések (SPM)

A szerkezet egyes területei, például az árnyékolt helyiség, természetesen jobban védettek a villámcsapásoktól, mint mások, és az LPS gondos tervezésével, a fémes szolgáltatások, például a víz és a gáz földelésével, valamint kábelezéssel a védettebb zónákat ki lehet terjeszteni technikák. Azonban az összehangolt túlfeszültség-védelmi eszközök (SPD) helyes telepítése védi a berendezéseket a sérülésektől, valamint biztosítja azok működésének folytonosságát - kritikus jelentőségű az állásidők kiküszöbölése érdekében. Ezeket az intézkedéseket összesen túlfeszültség-védelmi intézkedéseknek (SPM) nevezik (korábban LEMP-védelmi intézkedések rendszere (LPMS)).

A ragasztás, árnyékolás és SPD-k alkalmazásakor a műszaki kiválóságot egyensúlyba kell hozni a gazdasági szükségességgel. Új építéseknél a kötési és átvilágítási intézkedéseket integráltan meg lehet tervezni, hogy a teljes SPM részét képezzék. Egy meglévő struktúra esetében azonban valószínűleg a legkönnyebb és költséghatékonyabb megoldás az összehangolt SPD-k utólagos felszerelése.

Kattintson a szerkesztés gombra a szöveg megváltoztatásához. Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Ut elit tellus, luctus nec ullamcorper mattis, pulvinar dapibus leo.

Koordinált SPD-k

A BS EN / IEC 62305-4 hangsúlyozza az összehangolt SPD-k használatát a környezetükben lévő berendezések védelme érdekében. Ez egyszerűen olyan SPD-k sorozatát jelenti, amelyek helyszíne és a LEMP kezelési tulajdonságai úgy vannak összehangolva, hogy megvédjék a környezetükben lévő berendezéseket azáltal, hogy a LEMP hatásait asafe szintre csökkentik. Tehát a szolgálati bejáratnál lehet egy nagy teljesítményű villámáram, amely a túlfeszültség-energia (LPS és / vagy felsővezetékek részleges villámárama) kezelésére szolgál, a megfelelő átmeneti túlfeszültséget biztonságos szintre koordinálva plusz a lefelé irányuló túlfeszültség SPD-kkel. a végberendezések védelme, ideértve a forráskapcsolást, például a nagy induktív motorok esetleges károsodását. Megfelelő SPD-ket kell felszerelni, ahol a szolgáltatások az egyik LPZ-ről a másikra kereszteződnek.

Az összehangolt SPD-knek lépcsőzetes rendszerként kell hatékonyan működniük a környezetükben lévő berendezések védelme érdekében. Például az üzemi bejáratnál lévő villámáramnak SPD-nek kell kezelnie a túlfeszültség-energia nagy részét, kellően enyhítve a túlfolyó túlfeszültség-SPD-ket a túlfeszültség szabályozásához.

Megfelelő SPD-ket kell felszerelni, ahol a szolgáltatások az egyik LPZ-ről a másikra kereszteződnek

A gyenge koordináció azt jelentheti, hogy a túlfeszültségű SPD-k túl sok túlfeszültség-energiának vannak kitéve, így mind önmagát, mind a berendezéseket veszélyeztetheti a károsodás.

Ezenkívül a beépített SPD-k feszültségvédelmi szintjeit vagy áteresztő feszültségeit össze kell hangolni a berendezés részeinek szigetelő ellenállási feszültségével és az elektronikus berendezések ellenállóképességének ellenállásával.

Továbbfejlesztett SPD-k

Noha a berendezés közvetlen károsodása nem kívánatos, kritikus fontosságú lehet a berendezés üzemképtelensége vagy meghibásodása miatti leállások minimalizálása. Ez különösen fontos a lakosságot kiszolgáló iparágak számára, legyenek azok kórházak, pénzügyi intézmények, gyártó üzemek vagy kereskedelmi vállalkozások, ahol a berendezések működésének elvesztése miatti képtelenség szolgáltatást nyújtani jelentős egészségügyi és biztonsági és / vagy pénzügyi következményei.

A szabványos SPD-k csak a közös üzemmódú túlfeszültségektől (az feszültség alatt álló vezetékek és a föld között) védhetnek, hatékony védelmet nyújtva a közvetlen károsodások ellen, de nem a rendszer megszakadása miatti leállások ellen.

A BS EN 62305 ezért továbbfejlesztett SPD-k (SPD *) használatát vizsgálja, amelyek tovább csökkentik a kritikus berendezések károsodásának és hibás működésének kockázatát, amennyiben folyamatos működésre van szükség. A telepítőknek ezért sokkal jobban tisztában kell lenniük az SPD-k alkalmazási és telepítési követelményeivel, mint talán korábban.

A kiváló vagy továbbfejlesztett SPD-k alacsonyabb (jobb) áteresztő feszültség-védelmet nyújtanak a túlfeszültségek ellen mind a közös módban, mind a differenciál üzemmódban (feszültség alatt álló vezetők között), ezért további védelmet nyújtanak a kötési és árnyékolási intézkedésekkel szemben is.

Az ilyen továbbfejlesztett SPD-k akár 1 + 2 + 3 típusú hálózati vagy adat- / telekommunikációs teszt Cat D + C + B védelmet is kínálhatnak egy egységen belül. Mivel a végberendezések, például a számítógépek, hajlamosabbak a differenciál üzemmódú túlfeszültségekre, ez a kiegészítő védelem létfontosságú szempont lehet.

Ezenkívül a közös és a differenciál üzemmódú túlfeszültségek elleni védelem képessége lehetővé teszi a berendezések folyamatos működését a túlfeszültség alatt - jelentős előnyt kínálva mind a kereskedelmi, mind az ipari, mind a közszolgáltató szervezeteknek.

Valamennyi LSP SPD továbbfejlesztett SPD teljesítményt kínál az iparág vezető alacsony áteresztő feszültségeivel

(feszültségvédelmi szint, U_p), mivel ez a legjobb választás a költséghatékony, karbantartás nélküli ismételt védelem eléréséhez a költséges rendszerleállások megakadályozása mellett. Az alacsony áteresztő feszültség elleni védelem minden általános és differenciál üzemmódban azt jelenti, hogy kevesebb egységre van szükség a védelem biztosításához, ami megtakarítja az egység és a telepítés költségeit, valamint a telepítési időt.

Minden LSP SPD továbbfejlesztett SPD teljesítményt kínál az iparág vezető alacsony áteresztési feszültségével

Következtetés

A villám egyértelmű fenyegetést jelent a szerkezetre nézve, de az elektromos és elektronikus berendezések megnövekedett használata és megbízhatósága miatt egyre nagyobb veszélyt jelent a szerkezeten belüli rendszerekre. A BS EN / IEC 62305 szabványsorozat ezt egyértelműen elismeri. A szerkezeti villámvédelem már nem lehet elszigetelt a berendezés átmeneti túlfeszültségétől vagy túlfeszültség-védelmétől. A továbbfejlesztett SPD-k használata praktikus, költséghatékony védelmi eszközt jelent, amely lehetővé teszi a kritikus rendszerek folyamatos működését a LEMP-tevékenység során.