Foglalja össze a villám- és túlfeszültség-védelmi eszközöket

Tervezett biztonság

Villámvédelmi zóna koncepció

Az épület különféle veszélyeztetett zónákra oszlik. Ezek a zónák segítenek meghatározni a szükséges védelmi intézkedéseket, különösen a villám- és túlfeszültség-védelmi eszközöket és alkatrészeket. Az EMC-kompatibilis (EMC: elektromágneses összeférhetőség) villámvédelmi zóna-koncepció része a külső villámvédelmi rendszer (beleértve a légvezeték-lezáró rendszert, a vezetővezeték-rendszert, a földzáró-lezáró rendszert), az potenciálkiegyenlítést, a térbeli árnyékolást és a túlfeszültség-védelmet. áramellátási és informatikai rendszerek. A fogalommeghatározásokat az 1. táblázat szerint osztályozzuk. A túlfeszültség-védelmi eszközök követelményei és terhelései szerint villámáram-levezetők, túlfeszültség-levezetők és kombinált levezetők. A legmagasabb követelményeket a villámáram-levezetők és a kombinált levezetők kisütési kapacitására támasztják, amelyeket a villámvédelmi zónából való átmenetkor használnak 0_A 1-ig vagy 0-ig_A Ezeknek az elzáróknak képesnek kell lenniük arra, hogy 2/10 μs hullámformájú részleges villámáramokat többször is megsemmisítés nélkül hajtsanak végre annak érdekében, hogy megakadályozzák a pusztító parciális villámáramok behatolását az épület elektromos berendezésébe. Az LPZ 350 átmeneti pontján_B 1-ig vagy a villámáram-levezetőtől lefelé az LPZ 1-től 2-ig és magasabb átmeneti ponton, a túlfeszültség-levezetők a túlfeszültségek elleni védelemre szolgálnak. Feladatuk, hogy még tovább csökkentsék az upstream védelmi szakaszok maradék energiáját, és korlátozzák magukban a létesítményekben kiváltott vagy generált túlfeszültségeket.

A villámvédelmi és túlfeszültség-védelmi intézkedések a fent leírt villámvédelmi zónák határain egyaránt vonatkoznak az áramellátó és az informatikai rendszerekre. Az EMC-kompatibilis villámvédelmi zóna koncepciójában leírt összes intézkedés elősegíti az elektromos és elektronikus eszközök és berendezések folyamatos rendelkezésre állását. Részletesebb műszaki információkért kérjük, látogasson el www.lsp-international.com.

IEC 62305-4: 2010

Külső zónák:

LPZ 0: Az a zóna, ahol a fenyegetést a csillapítatlan villám elektromágneses mező okozza, és ahol a belső rendszerek teljes vagy részleges villámfeszültségnek lehetnek kitéve.

Az LPZ 0 fel van osztva:

LPZ 0_A: Az a zóna, ahol a fenyegetést a közvetlen villámlás és a teljes villám elektromágneses mező okozza. A belső rendszerek teljes villámáramnak lehetnek kitéve.

LPZ 0_B: A közvetlen villámlásoktól védett zóna, de ahol a fenyegetés a teljes villám elektromágneses mező. A belső rendszerek részleges villámhullám-áramoknak lehetnek kitéve.

Belső zónák (közvetlen villámlás ellen védve):

LPZ 1: Az a zóna, ahol a túlfeszültség áramát korlátozzák az áram megosztási és leválasztó interfészei és / vagy a határon lévő SPD-k. A térbeli árnyékolás csillapíthatja a villám elektromágneses terét.

LPZ 2… n: Az a zóna, ahol a túlfeszültség áramát tovább korlátozhatja az áram megosztó és leválasztó interfészei és / vagy a határon lévő további SPD-k. További térbeli árnyékolás alkalmazható a villám elektromágneses mezőjének további csillapítására.

Kifejezések és meghatározások

Megszakító képesség, kövesse az I oltási képességet_fi

A megszakítóképesség a hálózat követési áramának nem befolyásolt (várható) effektív értéke, amelyet az U csatlakozásakor a túlfeszültség-védő készülék automatikusan kiolt._C. Az EN 61643-11: 2012 szabvány szerinti üzemi vizsgálattal bizonyítható.

Kategóriák az IEC 61643-21: 2009 szerint

Az IEC 61643-21: 2009 számos impulzusfeszültséget és impulzusáramot ír le az impulzus interferencia áramátvitelének és feszültségkorlátozásának tesztelésére. A szabvány 3. táblázata ezeket kategóriákba sorolja, és az előnyben részesített értékeket tartalmazza. Az IEC 2-61643 szabvány 22. táblázatában a tranziens forrásait a leválasztási mechanizmus szerint a különböző impulzus kategóriákhoz rendeltük. A C2 kategóriába tartozik az induktív tengelykapcsoló (túlfeszültség), a D1 kategóriájú galvanikus tengelykapcsoló (villámáramok). A vonatkozó kategóriát a műszaki adatok határozzák meg. Az LSP túlfeszültség-védelmi készülékek meghaladják a megadott kategóriák értékeit. Ezért az impulzusáram-átvitel képességének pontos értékét a névleges kisülési áram (8/20 μs) és a villámimpulzus-áram (10/350 μs) jelzi.

Kombinációs hullám

Kombinációs hullámot generál egy hibrid generátor (1.2 / 50 μs, 8/20 μs), 2 Ω fiktív impedanciával. Ennek a generátornak a nyitott áramkörű feszültségét U-nak nevezik_OC. VAGY_OC a 3. típusú levezetők előnyös mutatója, mivel csak ezeket a levezetőket lehet kombinált hullámmal tesztelni (az EN 61643-11 szerint).

F vágási frekvencia_G

A leválasztási frekvencia határozza meg az elzáró frekvenciafüggő viselkedését. A levágási frekvencia egyenértékű azzal a frekvenciával, amely beillesztési veszteséget vált ki (a_E) bizonyos vizsgálati körülmények között 3 dB (lásd EN 61643-21: 2010). Hacsak másként nem jelezzük, ez az érték 50 Ω-os rendszerre vonatkozik.

Védelmi fokozat

Az IP védelmi fokozat megfelel a védelmi kategóriáknak

az IEC 60529 szabvány írja le.

Kapcsolási idő t_a

A leválasztási idő az az idő, amely eltelt az áramellátás automatikus lekapcsolásáig a védendő áramkör vagy berendezés meghibásodása esetén. A leválasztási idő egy alkalmazásspecifikus érték, amely a hibaáram erősségéből és a védőeszköz jellemzőiből adódik.

Az SPD-k energiakoordinációja

Az energiakoordináció az átfogó villám- és túlfeszültség-védelmi koncepció lépcsőzetes védelmi elemeinek (= SPD) szelektív és összehangolt kölcsönhatása. Ez azt jelenti, hogy a villámimpulzus-áram teljes terhelése az SPD-k között megoszlik az energiahordozó képességüknek megfelelően. Ha az energiakoordináció nem lehetséges, a downstream SPD-k nem elégségesek

megkönnyíti az upstream SPD-k, mivel az upstream SPD-k túl későn, elégtelenül vagy egyáltalán nem működnek. Következésképpen az alulról jövő SPD-k, valamint a védendő végberendezések megsemmisülhetnek. A DIN CLC / TS 61643-12: 2010 leírja az energiakoordináció ellenőrzését. A szikraközön alapú 1-es típusú SPD-k feszültség-kapcsolásuknak köszönhetően jelentős előnyöket kínálnak

jellegzetes (lásd WeTA BREAKER FKENET).

Frekvencia tartomány

A frekvenciatartomány a leírt csillapítási jellemzőktől függően egy levezető átviteli tartományát vagy határértékét jelöli.

Beiktatási

Adott frekvencián a túlfeszültség-védelmi eszköz behelyezési veszteségét a túlfeszültség-védő eszköz telepítése előtti és utáni feszültségérték viszonya határozza meg a telepítés helyén. Hacsak másként nem jelezzük, az érték 50 Ω-os rendszerre vonatkozik.

Beépített biztonsági biztosíték

Az SPD-k termékszabványa szerint túláramvédő eszközöket / biztonsági biztosítékokat kell használni. Ehhez azonban további helyekre van szükség az elosztó panelen, további kábelhosszaknak, amelyeknek az IEC 60364-5-53 szerint a lehető legkisebbnek kell lenniük, további telepítési idővel (és költségekkel) és a biztosíték méretezésével. A levezetőbe integrált biztosíték, amely ideálisan alkalmas az érintett impulzusáramokra, kiküszöböli ezeket a hátrányokat. A térnyereség, az alacsonyabb huzalozási igény, az integrált biztosítékfigyelés és a rövidebb csatlakozókábelek által megnövekedett védőhatás ennek a koncepciónak egyértelmű előnye.

Villámimpulzus áram I_manó

A villámimpulzus-áram 10/350 μs hullámalakú, szabványosított impulzusáram-görbe. Paraméterei (csúcsérték, töltés, fajlagos energia) a természetes villámáramok által okozott terhelést szimulálják. A villámáramnak és a kombinált levezetőknek képesnek kell lenniük arra, hogy az ilyen villámimpulzus-áramokat tönkretegyék többször.

Hálózati oldali túláramvédelem / levezető biztonsági biztosíték

Túláramvédő eszköz (pl. Biztosíték vagy megszakító), amely a levezetőn kívül helyezkedik el az előtolás oldalán, hogy megszakítsa az áramfrekvenciás követési áramot, amint a túlfeszültség-védelmi eszköz megszakító képessége meghaladja. Nincs szükség további biztonsági biztosítékra, mivel a biztonsági biztosíték már beépítve van az SPD-be.

Maximális folyamatos üzemi feszültség U_C

A maximális folyamatos üzemi feszültség (legnagyobb megengedett üzemi feszültség) a maximális feszültség effektív értéke, amely működés közben a túlfeszültség-védelem megfelelő kapcsaira köthető. Ez a maximális feszültség a levezetőn

a meghatározott nem vezető állapot, amely az ütközőt visszaállítja és visszaállítja ebbe az állapotba. U értéke_C függ a védendő rendszer névleges feszültségétől és a telepítő specifikációitól (IEC 60364-5-534).

Maximális folyamatos üzemi feszültség U_CPV fotovoltaikus (PV) rendszerhez

A maximális egyenfeszültség értéke, amely tartósan alkalmazható az SPD kapcsain. Annak biztosítására, hogy U_CPV minden külső hatás (pl. környezeti hőmérséklet, napsugárzás intenzitása) esetén magasabb, mint a PV rendszer nyitott áramkör maximális feszültsége, U_CPV 1.2-szeresnek kell lennie ennél a maximális nyitott áramú feszültségnél (a CLC / TS 50539-12 szerint). Ez az 1.2-es tényező biztosítja, hogy az SPD-k nincsenek megfelelően méretezve.

I maximális kisülési áram_max

A maximális kisülési áram a 8/20 μs impulzusáram maximális csúcsa, amelyet az eszköz biztonságosan képes kisütni.

Maximális átviteli kapacitás

A maximális átviteli kapacitás határozza meg azt a maximális nagyfrekvenciás teljesítményt, amelyet koaxiális túlfeszültség-védelmi eszközön keresztül lehet továbbítani anélkül, hogy a védelmi alkatrészbe beavatkoznának.

Névleges kisülési áram I_n

A névleges kisülési áram annak a 8/20 μs impulzusáramnak a csúcsértéke, amelyre a túlfeszültség-védő készüléket egy bizonyos vizsgálati programban besorolják, és amelyet a túlfeszültség-védő eszköz többször is képes kisütni.

Névleges terhelési áram (névleges áram)_L

A névleges terhelési áram a legnagyobb megengedett üzemi áram, amely állandóan átfolyhat a megfelelő kapcsokon.

Névleges feszültség U_N

A névleges feszültség a védendő rendszer névleges feszültségét jelenti. A névleges feszültség értéke gyakran az informatikai rendszerek túlfeszültség-védő készülékeinek típusjelzésének szolgál. A váltóáramú rendszerek effektív értékeként van feltüntetve.

N-PE levezető

Kizárólag az N és a PE vezető közötti beépítésre tervezett túlfeszültség-védő eszközök.

Üzemi hőmérséklet-tartomány T_U

Az üzemi hőmérséklet-tartomány jelzi azt a tartományt, amelyben az eszközök használhatók. A nem önmelegítő készülékeknél megegyezik a környezeti hőmérsékleti tartománysal. Az önmelegítő készülékek hőmérséklet-emelkedése nem haladhatja meg a megadott maximális értéket.

Védő áramkör

A védőáramkörök többlépcsős, lépcsőzetes védőeszközök. Az egyes védelmi fokozatok szikrahézagokból, varisztorokból, félvezető elemekből és gázkisülési csövekből állhatnak (lásd: Energiakoordináció).

Védővezető áram I_PE

A védővezető áram az az áram, amely a PE csatlakozáson keresztül áramlik, amikor a túlfeszültség-védő készüléket az U maximális folyamatos üzemi feszültséghez csatlakoztatják._C, a telepítési utasítások szerint és terhelés nélküli fogyasztók nélkül.

Távjelző érintkező

A távjelző érintkező lehetővé teszi a távoli felügyeletet és a készülék működési állapotának jelzését. Három pólusú csatlakozóval rendelkezik, lebegő váltóérintkező formájában. Ez az érintkező megszakításként és / vagy érintkezésként használható, és így könnyen integrálható az épületvezérlő rendszerbe, a kapcsolószekrény vezérlőjébe stb.

Válaszidő t_A

A válaszidők főként a letartóztatókban használt egyes védelmi elemek reakciókészségét jellemzik. Az impulzusfeszültség du / dt vagy az impulzusáram di / dt emelkedési sebességétől függően a válaszidők bizonyos határok között változhatnak.

Vissza veszteség

Nagyfrekvenciás alkalmazásokban a visszatérési veszteség arra vonatkozik, hogy a „vezető” hullám hány része tükröződik a védőeszközön (túlfeszültség pont). Ez egy közvetlen mértéke annak, hogy egy védőeszköz mennyire hangolódik össze a rendszer jellemző impedanciájával.

Sorozatellenállás

Ellenállás a jeláramlás irányában egy levezető be- és kimenete között.

Pajzs csillapítása

A koaxiális kábelbe táplált teljesítmény viszonya a kábel által a fázisvezetőn keresztül sugárzott teljesítményhez.

Túlfeszültség-védő eszközök (SPD)

A túlfeszültség-védelmi eszközök főként feszültségfüggő ellenállásokból (varisztorok, csillapító diódák) és / vagy szikraközökből (kisülési utak) állnak. Túlfeszültség-védő eszközöket használnak arra, hogy más elektromos berendezéseket és berendezéseket megvédjenek a megengedhetetlenül magas túlfeszültségektől és / vagy potenciálkiegyenlítést hozzanak létre. A túlfeszültség-védelmi eszközök kategóriákba sorolhatók:

1. a) felhasználásuk szerint:

• Túlfeszültség-védő eszközök áramellátó berendezésekhez és eszközökhöz

1000 V névleges feszültségtartományig

- az EN 61643-11: 2012 szerint 1/2/3 típusú SPD-kbe

- az IEC 61643-11: 2011 szerint az I / II / III osztályú SPD-kbe

A piros / vonal átállása. termékcsalád az új EN 61643-11: 2012 és IEC 61643-11: 2011 szabványnak megfelelően 2014-ben készül el.

• Túlfeszültség-védő eszközök informatikai berendezésekhez és eszközökhöz

1000 V AC (effektív érték) és 1500 V DC egyenfeszültségű, távközlési és jelzőhálózatok modern elektronikus berendezéseinek megvédésére a villámcsapások és más tranziensek közvetett és közvetlen hatásaival szemben.

- az IEC 61643-21: 2009 és az EN 61643-21: 2010 szerint.

• Szigetelő hézagok földelő végződésekhez vagy potenciálkiegyenlítéshez
• Túlfeszültség-védő készülékek fotovoltaikus rendszerekben

1500 V névleges feszültségtartományig

- az EN 50539-11: 2013 szerint 1/2 típusú SPD-kbe

1. b) impulzusáram kisülési kapacitásuk és védőhatásuk szerint:

• Villámáram-levezetők / összehangolt villámáram-levezetők

a létesítmények és berendezések védelmére a közvetlen vagy közeli villámcsapások okozta interferenciák ellen (az LPZ 0 közötti határokra telepítve)_A és 1).

• Túlfeszültség-levezetők

a berendezések, berendezések és végberendezések távoli villámcsapásoktól, a túlfeszültségek és az elektrosztatikus kisülések elleni védelméhez (az LPZ 0 alatti áramkörökhöz)_B).

• Kombinált letartóztatók

a létesítmények, berendezések és végberendezések közvetlen vagy közeli villámcsapások okozta interferenciák elleni védelmére (az LPZ 0 határai között vannak felszerelve)_A és 1, valamint 0_A és 2).

A túlfeszültség-védelmi eszközök műszaki adatai

A túlfeszültség-védelmi eszközök műszaki adatai tartalmazzák az azok használati körülményeire vonatkozó információkat:

• Alkalmazás (pl. Telepítés, hálózati feltételek, hőmérséklet)
• Teljesítmény interferencia esetén (pl. Impulzusáram kisütési kapacitás, kövesse az áramoltási képességet, feszültségvédelmi szintet, válaszidőt)
• Teljesítmény üzem közben (pl. Névleges áram, csillapítás, szigetelési ellenállás)
• Teljesítmény meghibásodás esetén (pl. Biztonsági biztosíték, szakaszoló, hibabiztos, távjelzési lehetőség)

Rövidzár ellenállóképesség

A rövidzárlati ellenállóképesség az a potenciális áramfrekvenciás rövidzárlati áram értéke, amelyet a túlfeszültség-védelmi berendezés kezel, amikor a megfelelő maximális biztonsági biztosítékot az áramlás irányába csatlakoztatják.

Rövidzárlati besorolás I_SCPV egy fotovoltaikus (PV) rendszerű SPD

Maximális nem befolyásolt rövidzárlati áram, amelyet az SPD önmagában vagy leválasztó eszközeivel együtt képes ellenállni.

Ideiglenes túlfeszültség (TOV)

A túlfeszültség-védelmi berendezésnél rövid ideig ideiglenes túlfeszültség lehet a nagyfeszültségű rendszer hibája miatt. Ezt világosan meg kell különböztetni egy villámcsapás vagy kapcsolási művelet okozta átmenettől, amely legfeljebb kb. 1 ms lehet. U amplitúdó_T és ennek az ideiglenes túlfeszültségnek az időtartama az EN 61643-11 szabványban van meghatározva (200 ms, 5 s vagy 120 perc), és a rendszer konfigurációjának (TN, TT stb.) megfelelően egyedileg tesztelik a vonatkozó SPD-ket. Az SPD vagy a) megbízhatóan meghibásodhat (TOV biztonság), vagy b) TOV-ellenálló (TOV ellenáll), ami azt jelenti, hogy teljesen működőképes az alatt és után

átmeneti túlfeszültségek.

Hőelválasztó

A feszültségvezérelt ellenállásokkal (varisztorokkal) ellátott áramellátási rendszerekben használt túlfeszültség-védelmi eszközök többnyire integrált hőválasztóval rendelkeznek, amely túlterhelés esetén leválasztja a túlfeszültség-védő eszközt a hálózatról, és jelzi ezt az üzemi állapotot. A szakaszoló válaszol a túlterhelt varisztor által generált „áramhőre”, és egy bizonyos hőmérséklet túllépése esetén leválasztja a túlfeszültség-védő eszközt a hálózatról. A szakaszolót úgy tervezték, hogy a túlterhelt túlfeszültség-védelmi eszközt időben lekapcsolja a tűz megelőzése érdekében. Nem célja a közvetett érintkezés elleni védelem biztosítása. A funkciója

ezeket a hőelválasztókat a levezetők szimulált túlterhelésével / öregedésével lehet tesztelni.

Teljes kisülési áram I_teljes

A teljes kisütési áram vizsgálata során egy többpólusú SPD PE, PEN vagy földelő csatlakozásán keresztül áramló áram. Ezt a tesztet használják a teljes terhelés meghatározására, ha az áram egyidejűleg folyik át egy többpólusú SPD több védőútján. Ez a paraméter meghatározó a teljes kisütési kapacitás szempontjából, amelyet az egyén összege megbízhatóan kezel

az SPD útvonalai.

U feszültségvédelmi szint_p

A túlfeszültség-védelmi eszköz feszültségvédelmi szintje a túlfeszültség-védelmi eszköz kapcsain a feszültség maximális pillanatnyi értéke, amelyet a standardizált egyedi vizsgálatok alapján határoznak meg:

- Villámimpulzus-szikrázó feszültség 1.2 / 50 μs (100%)

- Sparkover feszültség 1 kV / μs emelkedési sebességgel

- A névleges kisülési áramnál mért határfeszültség_n

A feszültségvédelmi szint jellemzi a túlfeszültség-védelmi eszköz képességét a túlfeszültségek maradványszintre korlátozására. A feszültségvédelmi szint meghatározza a tápellátási rendszerek telepítési helyét az IEC 60664-1 szabvány szerinti túlfeszültség-kategória alapján. Ahhoz, hogy az informatikai rendszerekben túlfeszültség-védő eszközöket lehessen használni, a feszültségvédelem szintjét hozzá kell igazítani a védendő berendezés immunitási szintjéhez (IEC 61000-4-5: 2001).

Belső villámvédelem és túlfeszültség-védelem megtervezése

A külső villámvédelmi alkatrészekre vonatkozó követelmények

A külső villámvédelmi rendszer telepítéséhez használt alkatrészeknek meg kell felelniük bizonyos mechanikai és elektromos követelményeknek, amelyeket az EN 62561-x szabványsorozat határoz meg. A villámvédelmi alkatrészek funkciójuk szerint vannak besorolva, például a csatlakozókomponensek (EN 62561-1), a vezetékek és a földelektródák (EN 62561-2).

Hagyományos villámvédelmi alkatrészek tesztelése

Az időjárásnak kitett fém villámvédelmi elemeket (bilincsek, vezetők, légzáró rudak, földelektródák) a vizsgálat előtt mesterséges öregítésnek / kondicionálásnak kell alávetni, hogy ellenőrizzék azok megfelelőségét a tervezett alkalmazásra. Az EN 60068-2-52 és az EN ISO 6988 szerint a fém alkatrészeket mesterséges öregítésnek vetik alá és két lépésben tesztelik.

Természetes időjárás és a villámvédelmi alkatrészek korróziónak való kitettség

1. lépés: Sós ködkezelés

Ezt a vizsgálatot olyan alkatrészekre vagy eszközökre szánják, amelyeket úgy terveztek, hogy ellenálljanak a sós légkör hatásának. A vizsgálati berendezés egy sós ködkamrából áll, ahol a mintákat a 2. vizsgálati szinttel három napnál hosszabb ideig vizsgálják. A 2. vizsgálati szint három, egyenként 2 órás permetezési fázist tartalmaz, 5% -os nátrium-klorid-oldattal (NaCl) 15 ° C és 35 ° C közötti hőmérsékleten, majd páratartalommal 93% relatív páratartalom mellett 40 ° C hőmérsékleten. ± 2 ° C-on 20–22 órán át, az EN 60068-2-52 szabványnak megfelelően.

2. lépés: Nedves kénes atmoszféra kezelése

Ennek a tesztnek a célja a kén-dioxidot tartalmazó páralecsapódott anyagok vagy tárgyak ellenállásának értékelése az EN ISO 6988 szerint.

A vizsgálati berendezés (2. ábra) egy vizsgálókamrából áll, ahol a minták találhatók

kén-dioxid koncentrációval kezeljük 667 x 10-6 (± 24 x 10-6) térfogatarányban, hét vizsgálati ciklus alatt. Minden 24 órás ciklus 8 óra melegítési periódusból áll 40 ± 3 ° C hőmérsékleten, nedves, telített atmoszférában, amelyet 16 órás pihenőidő követ. Ezt követően a nedves, kénes légkört kicserélik.

A kültéri használatra szánt és a talajba temetett alkatrészeket egyaránt öregítik / kondicionálják. A talajba temetett alkatrészek esetében további követelményeket és intézkedéseket kell figyelembe venni. Alumínium bilincseket és vezetékeket nem szabad eltemetni a talajban. Ha a rozsdamentes acélt a földbe kell temetni, akkor csak nagyon ötvözött rozsdamentes acél használható, pl. StSt (V4A). A német DIN VDE 0151 szabvány szerint StSt (V2A) nem megengedett. A beltéri alkatrészeket, például az potenciálkiegyenlítő rudakat, nem kell öregíteni / kondicionálni. Ugyanez vonatkozik a beágyazott alkatrészekre is

betonban. Ezek az alkatrészek ezért gyakran nem horganyzott (fekete) acélból készülnek.

Légzáró rendszerek / légrögzítő rudak

A levegő-lezáró rudakat tipikusan levegő-lezáró rendszerként használják. Sokféle kivitelben kaphatók, például 1 m hosszúságúak, lapos tetőkön beton alapúak, a biogázüzemek 25 m hosszúságú teleszkópos villámvédő árbocáig. Az EN 62561-2 meghatározza a minimális keresztmetszeteket és a megengedett anyagokat, a megfelelő elektromos és mechanikai tulajdonságokkal a légrögzítő rudakhoz. Nagyobb magasságú légrudas rudak esetében statikus számítással kell ellenőrizni a légrudas rúd hajlítási ellenállását és a teljes rendszerek stabilitását (állványon lévő légzáró rudak). A szükséges keresztmetszeteket és anyagokat ki kell választani

ezen a számításon. Ebben a számításban az adott szélterhelési zóna szélsebességét is figyelembe kell venni.

Csatlakozási alkatrészek tesztelése

A csatlakozó alkatrészeket, vagy gyakran egyszerűen bilincseknek hívják, villámvédelmi elemként használják a vezetékek (lefelé vezető, légzáró vezető, földelő bemenet) egymáshoz vagy egy berendezéshez történő csatlakoztatásához.

A bilincs és a szorítóanyag típusától függően sokféle bilincs-kombináció lehetséges. A vezető útvonala és a lehetséges anyagkombinációk meghatározóak ebből a szempontból. A vezetővezetés fajtája azt írja le, hogy egy bilincs hogyan kapcsolja keresztbe vagy párhuzamosan a vezetőket.

Villámáramú terhelés esetén a bilincseket elektrodinamikai és termikus erőknek teszik ki, amelyek nagymértékben függenek a vezető útvonalának típusától és a bilincs csatlakozásától. Az 1. táblázat azokat az anyagokat mutatja, amelyek kombinálhatók anélkül, hogy kontaktkorróziót okoznának. Különböző anyagok egymással való kombinációja, valamint eltérő mechanikai szilárdságuk és termikus tulajdonságaik eltérő hatást gyakorolnak a csatlakozási elemekre, amikor villámáram folyik rajtuk keresztül. Ez különösen nyilvánvaló a rozsdamentes acél (StSt) csatlakozó alkatrészek esetében, ahol az alacsony vezetőképesség miatt magas hőmérséklet jelentkezik, amint villámáramok áramlanak rajtuk. Ezért minden bilincsnél el kell végezni az EN 62561-1 szabványnak megfelelő villámáram-vizsgálatot. A legrosszabb eset teszteléséhez nemcsak a különböző vezetőkombinációkat, hanem a gyártó által megadott anyagkombinációkat is tesztelni kell.

Tesztek egy MV-szorító példáján

Először meg kell határozni a tesztkombinációk számát. Az alkalmazott MV bilincs rozsdamentes acélból (StSt) készül, ezért acél-, alumínium-, StSt- és rézvezetékekkel kombinálható az 1. táblázatban leírtak szerint. Ezenkívül kereszt- és párhuzamos elrendezésben is csatlakoztatható, amelyet szintén tesztelni kell. Ez azt jelenti, hogy nyolc lehetséges tesztkombináció létezik az alkalmazott MV bilincshez (3. és 4. ábra).

Az EN 62561 szabványnak megfelelően ezeket a tesztkombinációkat három megfelelő mintán / vizsgálati elrendezésen kell tesztelni. Ez azt jelenti, hogy ennek az egyetlen MV bilincsnek 24 mintáját meg kell vizsgálni, hogy lefedjék a teljes tartományt. Minden egyes mintát a megfelelővel szerelnek fel

meghúzási nyomaték a normatív követelményeknek megfelelően, és mesterséges öregedésnek van kitéve sós köd és nedves kénes atmoszféra szerinti kezeléssel a fentiek szerint. Az ezt követő elektromos teszthez a mintákat egy szigetelőlemezre kell rögzíteni (5. ábra).

Három 10/350 μs hullámformájú villámáram-impulzust 50 kA (normál igénybevétel) és 100 kA (nagy igénybevétel) értékkel adunk meg minden mintadarabra. A minták villámárammal történő feltöltése után nem mutathatnak sérüléseket.

Az elektromos vizsgálatok mellett, ahol a mintát villámáram-terhelés esetén elektrodinamikai erőknek tesszük ki, az EN 62561-1 szabványba statikus-mechanikus terhelést integráltunk. Ez a statikus-mechanikus vizsgálat különösen szükséges párhuzamos csatlakozók, hosszanti csatlakozók stb. Esetében, és különböző vezető anyagokkal és befogási tartományokkal hajtják végre. A rozsdamentes acélból készült csatlakozókomponenseket a legrosszabb körülmények között tesztelik, egyetlen rozsdamentes acél vezetővel (rendkívül sima felület). A csatlakozó alkatrészeket, például a 6. ábrán látható MV bilincset, meghatározott meghúzási nyomatékkal készítjük el, majd egy percig 900 N (± 20 N) mechanikai húzóerővel terheljük. Ebben a tesztidőszakban a vezetők nem mozoghatnak egy milliméternél többet, és a csatlakozó alkatrészeken nem lehet sérülés. Ez a kiegészítő statikus-mechanikai vizsgálat a csatlakozási alkatrészek másik vizsgálati kritériuma, és azt az elektromos értékek mellett a gyártó vizsgálati jegyzőkönyvében is dokumentálni kell.

A rozsdamentes acél bilincs érintkezési ellenállása (a bilincs fölött mérve) nem haladhatja meg a 2.5 mΩ-ot, vagy más anyagok esetén az 1 mΩ-ot. Biztosítani kell a szükséges lazítónyomatékot.

Következésképpen a villámvédelmi rendszerek üzembe helyezőinek ki kell választaniuk a csatlakozás alkatrészeit a helyszínen várható munkához (H vagy N). Például a H (100 kA) terhelésű szorítót egy légzáró rúdhoz (teljes villámáram) kell használni, és az N (50 kA) terheléshez használt bilincset hálóban vagy földelő bemenetnél kell használni (már elosztott villámáram).

Vezetékek

Az EN 62561-2 speciális követelményeket támaszt olyan vezetőkkel szemben is, mint például a légzáró és leeresztő vezetékek vagy a földelektródák, például a gyűrűs földelektródák:

• Mechanikai tulajdonságok (minimális szakítószilárdság, minimális megnyúlás)
• Elektromos tulajdonságok (max. Ellenállás)
• Korrózióállósági tulajdonságok (mesterséges öregedés a fent leírtak szerint).

A mechanikai tulajdonságokat tesztelni és megfigyelni kell. A 8. ábra a körvezetékek (pl. Alumínium) szakítószilárdságának tesztelésére szolgáló tesztelrendezést mutatja be. A bevonat minősége (sima, folyamatos), valamint a minimális vastagság és az alapanyaghoz való tapadás fontos, és ezeket különösen akkor kell vizsgálni, ha bevonatos anyagokat, például horganyzott acélt (St / tZn) használnak.

Ezt a szabvány hajlító teszt formájában írja le. Ebből a célból a próbatestet átmérőjének ötszörösének 5 ° -os szögig meggörbítik. Ennek során előfordulhat, hogy a minta nem mutat éles széleket, törést vagy hámlást. Ezenkívül a vezető anyagoknak könnyen feldolgozhatóaknak kell lenniük villámvédelmi rendszerek telepítésekor. A huzalokat vagy szalagokat (tekercseket) feltételezhetően könnyen ki lehet egyenesíteni huzalegyengetővel (vezetőgörgőkkel) vagy torzióval. Ezenkívül könnyűnek kell lennie az anyagok beépítéséhez / hajlításához a szerkezeteknél vagy a talajban. Ezek a szabványkövetelmények a termék releváns jellemzői, amelyeket dokumentálni kell a gyártók megfelelő termékadatlapjain.

Földelektródák / földelő rudak

Az elválasztható LSP földelő rudak speciális acélból készülnek, és teljesen tűzihorganyzottak, vagy nagyon ötvözött rozsdamentes acélból készülnek. Ezeknek a földelőrudaknak a sajátossága az a tengelykapcsoló, amely lehetővé teszi a rudak csatlakoztatását az átmérő növelése nélkül. Minden rúd furatot és csapszeget biztosít.

Az EN 62561-2 meghatározza a földelektródákkal szemben támasztott követelményeket, mint például az anyag, a geometria, a minimális méretek, valamint a mechanikai és elektromos tulajdonságok. Az egyes rudakat összekötő összekötő kötések gyenge pontok. Ezért az EN 62561-2 előírja, hogy további mechanikai és elektromos vizsgálatokat kell végezni ezen tengelykapcsolók minőségének tesztelésére.

Ehhez a vizsgálathoz a rudat egy vezetőbe kell helyezni, amelynek ütközési területe acéllemez. A mintadarab két összekapcsolt rúdból áll, mindegyik 500 mm hosszú. A földelektródák mindegyik típusának három mintáját meg kell vizsgálni. A mintadarab felső végét egy megfelelő kalapácsbetéttel ellátott rezgőkalapács ütközik két percig. A kalapács ütési sebességének 2000 ± 1000 min-1-nek, az együtemű ütésenergiának 50 ± 10 [Nm] -nek kell lennie.

Ha a tengelykapcsolók látható hibán kívül teljesítették ezt a tesztet, mesterséges öregítésnek vetik alá őket sós köd és nedves kénes atmoszféra segítségével. Ezután a tengelykapcsolókat három 10/350 μs hullámformájú villámáram-impulzussal terhelik, mindegyikük 50 kA és 100 kA. A rozsdamentes acél földelő rudak érintkezési ellenállása (a tengelykapcsoló felett mérve) nem haladhatja meg a 2.5 mΩ-ot. Annak tesztelésére, hogy a tengelykapcsoló csuklója továbbra is szilárdan van-e összekapcsolva, miután ennek a villámáram-terhelésnek kitették, a húzóerőt egy húzóvizsgálati gép segítségével tesztelik.

A funkcionális villámvédelmi rendszer telepítéséhez a legújabb szabvány szerint tesztelt alkatrészek és eszközök használata szükséges. A villámvédelmi rendszerek telepítőinek ki kell választaniuk és helyesen kell felszerelniük az alkatrészeket a telepítés helyén érvényes követelményeknek megfelelően. A mechanikai követelmények mellett figyelembe kell venni és be kell tartani a villámvédelem legújabb állapotának elektromos kritériumait.

A vezeték-föld rövidzárlat áramának kiszámítása

A földzáró rendszerek méretezése az amplitúdó tekintetében

Ebből a célból különféle legrosszabb eseteket kell megvizsgálni. Középfeszültségű rendszerekben a kettős földelési hiba lenne a legkritikusabb eset. Az első földelési hiba (például egy transzformátornál) második földelési hibát okozhat egy másik fázisban (például hibás kábelzáró vég a középfeszültségű rendszerben). Az EN 1 szabvány 50522. táblázata szerint (az 1 kV váltóáramot meghaladó erőművek földelése) az alábbiakban meghatározott kettős földelési áramú I''KEE áramlik a földelővezetéken keresztül:

I „kEE = 0,85 • I„ k

(I “k = hárompólusú kezdeti szimmetrikus rövidzárlati áram)

Egy 20 kV-os létesítményben, amelynek kezdeti szimmetrikus rövidzárlati I'k értéke 16 kA és a lekapcsolási ideje 1 másodperc, a kettős földelési hiba 13.6 kA lenne. Az állomásépületben vagy a tansformer helyiségben található földelővezetékek és földelő gyűjtősínek erősségét ennek az értéknek megfelelően kell értékelni. Ebben az összefüggésben az áramfelosztást fontolóra lehet venni egy gyűrűelrendezés esetén (a gyakorlatban 0.65-ös tényezőt használunk). A tervezésnek mindig a tényleges rendszeradatokon kell alapulnia (rendszerkonfiguráció, föld-föld rövidzárlat, leválasztási idő).

Az EN 50522 szabvány meghatározza a maximális rövidzárlati áramsűrűséget G (A / mm2) különböző anyagokra. A vezető keresztmetszetét az anyag és a leválasztási idő alapján határozzák meg.

a kiszámított áramot elosztjuk a vonatkozó anyag G áramsűrűségével, a megfelelő lekapcsolási idővel és a minimális A keresztmetszettel_perc a vezető meghatározása.

A_perc= Én ”_{kEE (ág)} / G [mm²]

A számított keresztmetszet lehetővé teszi a vezető kiválasztását. Ezt a keresztmetszetet mindig felfelé kerekítik a következő nagyobb névleges keresztmetszetig. Kompenzált rendszer esetén például maga a földelosztó rendszer (a földdel közvetlenül érintkező rész) lényegesen alacsonyabb árammal van terhelve, nevezetesen csak az I maradék földelési árammal_E = rx I_RES r tényezővel csökkentve. Ez az áram nem haladja meg a kb. 10 A értéket, és problémamentesen áramolhat, ha közös földelőanyag keresztmetszeteket alkalmaznak.

A földelektródák minimális keresztmetszete

A minimális keresztmetszetet a mechanikai szilárdság és a korrózió tekintetében a német DIN VDE 0151 szabvány határozza meg (A földelektródák anyaga és minimális méretei a korrózió szempontjából).

Szélterhelés elszigetelt légelzáró rendszerek esetén az Eurocode 1 szerint

A szélsőséges időjárási körülmények az egész világon emelkednek a globális felmelegedés következtében. Nem lehet figyelmen kívül hagyni az olyan következményeket, mint a nagy szélsebesség, a megnövekedett viharok és az erős csapadék. Ezért a tervezőknek és a telepítőknek új kihívásokkal kell szembenézniük, különösen a szélterhelés tekintetében. Ez nem csak az épületszerkezeteket (a szerkezet statikáját) érinti, hanem a légelzáró rendszereket is.

A villámvédelem területén eddig a DIN 1055-4: 2005-03 és a DIN 4131 szabványokat használták méretezési alapként. 2012 júliusában ezeket a szabványokat felváltották az eurokódexek, amelyek az egész Európára kiterjedő szabványosított szerkezeti tervezési szabályokat (szerkezetek megtervezése) írják elő.

A DIN 1055-4: 2005-03 szabványt az Eurocode 1 (EN 1991-1-4: A szerkezetekre gyakorolt ​​hatások - 1-4. Rész: Általános hatások - Szélhatások) és a DIN V 4131: 2008-09 az Eurocode 3 ( EN 1993-3-1: 3-1. Rész: Tornyok, árbocok és kémények - Tornyok és árbocok). Így ez a két szabvány képezi az alapot a villámvédelmi rendszerek légterelő rendszereinek méretezéséhez, azonban az Eurocode 1 elsősorban releváns.

A várható paraméterek kiszámításához a következő paramétereket kell használni:

• Szélzóna (Németország négy szélzónára oszlik, különböző alapszélsebességekkel)
• Terepkategória (a terepkategóriák meghatározzák a szerkezet környezetét)
• Az objektum talajszint feletti magassága
• A helyszín magassága (tengerszint felett, általában 800 m-rel a tengerszint felett)

Egyéb befolyásoló tényezők, például:

• Jegesedés
• Helyezzen egy hegygerincre vagy a domb tetejére
• Az objektum magassága 300 m felett
• A terep magassága 800 m felett (tengerszint)

figyelembe kell venni az adott telepítési környezetben, és külön kell kiszámolni.

A különböző paraméterek kombinációja a széllökés sebességét eredményezi, amelyet alapként kell használni a légterelő rendszerek és egyéb berendezések, például az emelt gyűrűs vezetők méretezéséhez. Katalógusunkban a maximális széllökés sebessége meg van határozva termékeink számára, hogy a széllökés sebességétől függően meghatározhassuk a szükséges beton alapok számát, például izolált légelzáró rendszerek esetén. Ez nem csak a statikus stabilitás meghatározását teszi lehetővé, hanem a szükséges súly és ezáltal a tetőterhelés csökkentését is.

Fontos megjegyzés:

Az ebben a katalógusban az egyes alkatrészekre meghatározott „maximális széllökés sebességét” az Eurocode 1 (DIN EN 1991-1-4 / NA: 2010-12) Németország-specifikus számítási követelményei alapján határozták meg, amelyek a szélzónán alapulnak. térkép Németországhoz és a kapcsolódó országspecifikus topográfiai sajátosságokhoz.

Ha a katalógus termékeit más országokban használja, akkor az Eurocode 1 (EN 1991-1-4) vagy más helyileg alkalmazható (Európán kívüli) előírásokban leírt országspecifikus sajátosságokat és egyéb, helyileg alkalmazható számítási módszereket, ha vannak ilyenek, be kell tartani. megfigyelt. Következésképpen az ebben a katalógusban említett maximális széllökés csak Németországra vonatkozik, és csak durván tájékozódik más országokban. A széllökés sebességét újonnan kell kiszámítani az országspecifikus számítási módszerek szerint!

A légelzáró rudak beton alapokba történő beépítésekor figyelembe kell venni a táblázatban szereplő információ / széllökés sebességét. Ez az információ a hagyományos légelzáró rudakra (Al, St / tZn, Cu és StSt) vonatkozik.

Ha a légzáró rudakat távtartókkal rögzítik, a számítások az alábbi telepítési lehetőségeken alapulnak.

A legnagyobb megengedett széllökés sebessége meg van határozva az érintett termékeknél, és ezeket figyelembe kell venni a kiválasztásnál / telepítésnél. Nagyobb mechanikai szilárdság érhető el például egy szögtartó segítségével (két távtartó háromszögben elrendezve) (külön kérésre).