תקן הגנה מפני ברקים BS EN IEC 62305

תקן BS EN / IEC 62305 להגנה מפני ברקים פורסם במקור בספטמבר 2006, כדי להחליף את התקן הקודם, BS 6651: 1999. למשך בתקופה סופית, BS EN / IEC 62305 ו- BS 6651 רצו במקביל, אך נכון לאוגוסט 2008, BS 6651 בוטל וכעת BS EN / IEC 63205 הוא התקן המוכר להגנה מפני ברקים.

תקן BS EN / IEC 62305 משקף הבנה מדעית מוגברת של ברק והשפעותיו בעשרים השנים האחרונות ומעריך את ההשפעה ההולכת וגוברת של טכנולוגיה ומערכות אלקטרוניות על הפעילות היומיומית שלנו. מורכב ומדויק יותר מקודמו, BS EN / IEC 62305 כולל ארבעה חלקים נפרדים - עקרונות כלליים, ניהול סיכונים, פגיעה פיזית במבנים וסכנת חיים והגנה על מערכות אלקטרוניות.

חלקים אלה של התקן מוצגים כאן. בשנת 2010 חלקים אלה עברו בדיקה טכנית תקופתית, כאשר החלקים 1, 3 ו- 4 המעודכנים פורסמו בשנת 2011. חלק 2 מעודכן נמצא כעת בדיון וצפוי להתפרסם בסוף 2012.

המפתח ל- BS EN / IEC 62305 הוא שכל השיקולים להגנה מפני ברקים מונעים על ידי הערכת סיכונים מקיפה ומורכבת וכי הערכה זו לא רק לוקחת בחשבון את המבנה שיש להגן אלא גם את השירותים אליהם מחובר המבנה. למעשה, הגנת ברק מבנית כבר לא יכולה להיחשב בבידוד, הגנה מפני מתח יתר חולף או נחשולי חשמל היא חלק בלתי נפרד מ- BS EN / IEC 62305.

מבנה BS EN / IEC 62305

סדרת BS EN / IEC 62305 מורכבת מארבעה חלקים, אשר כולם צריכים להילקח בחשבון. ארבעת החלקים הללו מתוארים להלן:

חלק 1: עקרונות כלליים

BS EN / IEC 62305-1 (חלק 1) הוא מבוא לשאר חלקי התקן ומתאר למעשה כיצד לתכנן מערכת הגנה מפני ברקים (LPS) בהתאם לחלקים הנלווים לתקן.

חלק 2: ניהול סיכונים

גישת ניהול הסיכונים BS EN / IEC 62305-2 (חלק 2), אינה מתרכזת כל כך הרבה בנזק הפיזי גרידא למבנה הנגרם כתוצאה מהפרשות ברקים, אלא יותר בסיכון לאובדן חיי אדם, אובדן שירות למערכת ציבור, אובדן מורשת תרבות ואובדן כלכלי.

חלק 3: פגיעה פיזית במבנים וסכנת חיים

BS EN / IEC 62305-3 (חלק 3) מתייחס ישירות לחלק העיקרי של BS 6651. זה שונה מ- BS 6651 בכך שחלק חדש זה כולל ארבע מחלקות או רמות הגנה של LPS, לעומת השניים הבסיסיים (רגילים ורמות סיכון גבוהות ב- BS 6651.

חלק 4: מערכות חשמל ואלקטרוניות

בתוך מבנים, BS EN / IEC 62305-4 (חלק 4) מכסה את ההגנה על מערכות חשמל ואלקטרוניות השוכנות בתוך מבנים. זה מגלם את מה שנספח נספח C ב- BS 6651, אך עם גישה אזורית חדשה המכונה אזורי הגנה מפני ברקים (LPZ). הוא מספק מידע לתכנון, התקנה, תחזוקה ובדיקה של מערכת הגנה מפני אלקטרומגנטיות ברקים (LEMP) (המכונה כיום אמצעי הגנת נחשולים - SPM) עבור מערכות חשמל / אלקטרוניות במבנה.

הטבלה הבאה מציגה מתאר רחב לגבי ההבדלים העיקריים בין התקן הקודם, BS 6651, לבין BS EN / IEC 62305.

נזק ואובדן

BS EN / IEC 62305 מזהה ארבעה מקורות נזק עיקריים:

S1 מהבהב למבנה

S2 מהבהב קרוב למבנה

S3 מהבהב לשירות

S4 מהבהב ליד שירות

כל מקור נזק עלול לגרום לאחד או יותר משלושה סוגים של נזק:

D1 פגיעה ביצורים חיים עקב מתח מדרגה ומגע

D2 נזק פיזי (שריפה, פיצוץ, הרס מכני, שחרור כימי) עקב השפעות זרם ברק כולל ניצוץ

D3 כשל במערכות פנימיות עקב דחף אלקטרומגנטי ברק (LEMP)

סוגי ההפסדים הבאים עשויים לנבוע מנזק בגלל ברקים:

L1 אובדן חיי אדם

L2 אובדן שירות לציבור

L3 אובדן מורשת תרבותית

L4 אובדן ערך כלכלי

היחסים של כל הפרמטרים לעיל מסוכמים בטבלה 5.

איור 12 בעמוד 271 מתאר את סוגי הנזק והאובדן הנובעים מברקים.

להסבר מפורט יותר על העקרונות הכלליים המהווים חלק 1 בתקן BS EN 62305, עיין במדריך ההתייחסות המלא שלנו 'מדריך ל- BS EN 62305'. למרות שממוקד בתקן BS EN, מדריך זה עשוי לספק מידע תומך בעל עניין ליועצים המתכננים למקבילה של חברת החשמל. אנא עיין בעמוד 283 לפרטים נוספים אודות מדריך זה.

קריטריונים לתכנון תכנית

ההגנה הברקית האידיאלית עבור מבנה ושירותיו המחוברים אליו תהיה סגירת המבנה בתוך מגן (קופסה) מתכתי מוארק ומוליך באופן מושלם, ובנוסף לספק חיבור הולם של כל השירותים המחוברים בנקודת הכניסה למגן.

זה, למעשה, ימנע את חדירת זרם הברק והשדה האלקטרומגנטי המושרה למבנה. עם זאת, בפועל לא ניתן או אכן חסכוני להרחיק לכת.

תקן זה קובע לפיכך קבוצה מוגדרת של פרמטרים של זרם ברק, כאשר אמצעי הגנה, שאומצו בהתאם להמלצותיו, יפחיתו כל נזק ואובדן כתוצאה כתוצאה ממכת ברק. הפחתה זו של נזק ואובדן כתוצאה תקפה בתנאי שפרמטרי פגיעת הברק נופלים בגבולות שהוגדרו, שנקבעו ברמות הגנה מפני ברקים (LPL).

רמות הגנה מפני ברקים (LPL)

ארבע רמות הגנה נקבעו על סמך פרמטרים שהתקבלו ממאמרים טכניים שפורסמו בעבר. לכל רמה יש קבוצה קבועה של פרמטרי זרם ברק מקסימלי ומינימלי. פרמטרים אלה מוצגים בטבלה 6. הערכים המרביים שימשו בתכנון מוצרים כגון רכיבי הגנה מפני ברקים והתקני מגן מפני נחשולים (SPD). הערכים המינימליים של זרם הברק שימשו להפקת רדיוס הכדור המתגלגל לכל רמה.

אזורי הגנה מפני ברקים (LPZ)

הרעיון של אזורי הגנה מפני ברקים (LPZ) הוצג במסגרת BS EN / IEC 62305 במיוחד כדי לסייע בקביעת אמצעי ההגנה הנדרשים לצורך קביעת אמצעי הגנה נגד דחף אלקטרומגנטי של ברק (LEMP) בתוך מבנה.

העיקרון הכללי הוא שהציוד הדורש הגנה צריך להיות ממוקם ב- LPZ שמאפייניו האלקטרומגנטיים תואמים את יכולת העמידה בלחץ הציוד או יכולת חסינות.

הרעיון פונה לאזורים חיצוניים, עם סיכון לשבץ ברק ישיר (LPZ 0_A), או סיכון להתרחשות זרם ברק חלקי (LPZ 0_B), ורמות הגנה באזורים פנימיים (LPZ 1 ו- LPZ 2).

באופן כללי ככל שמספר האזור גבוה יותר (LPZ 2; LPZ 3 וכו ') כך ההשפעות האלקטרומגנטיות צפויות להיות נמוכות יותר. בדרך כלל, כל ציוד אלקטרוני רגיש צריך להיות ממוקם ב- LPZs בעלי מספר גבוה יותר ולהגן מפני LEMP על ידי אמצעי הגנה מפני נחשולים נחשבים ('SPM' כהגדרתם ב- BS EN 62305: 2011).

SPM נקרא בעבר מערכת LEMP Protection Measures (LPMS) ב- BS EN / IEC 62305: 2006.

איור 13 מדגיש את תפיסת LPZ כפי שהיא מוחלת על המבנה ועל SPM. הרעיון מורחב ב- BS EN / IEC 62305-3 ו- BS EN / IEC 62305-4.

בחירת ה- SPM המתאים ביותר נעשית באמצעות הערכת הסיכון בהתאם ל- BS EN / IEC 62305-2.

BS EN / IEC 62305-2 ניהול סיכונים

BS EN / IEC 62305-2 הוא המפתח ליישום נכון של BS EN / IEC 62305-3 ו- BS EN / IEC 62305-4. הערכת וניהול הסיכון הם כעת מעמיק ונרחב יותר באופן משמעותי מהגישה של BS 6651.

BS EN / IEC 62305-2 עוסק במיוחד בביצוע הערכת סיכונים, שתוצאותיה מגדירות את רמת מערכת ההגנה מפני ברקים (LPS) הנדרשת. בעוד ש BS 6651 הקדיש 9 עמודים (כולל נתונים) לנושא הערכת הסיכון, BS EN / IEC 62305-2 מכיל כיום מעל 150 עמודים.

השלב הראשון של הערכת הסיכון הוא זיהוי איזה מארבעת סוגי ההפסדים (כפי שזוהו ב- BS EN / IEC 62305-1) המבנה ותכולתו יכולים להיגרם. המטרה הסופית של הערכת הסיכונים היא לכמת במידת הצורך ולהפחית את הסיכונים העיקריים הרלוונטיים, כלומר:

R₁ סיכון לאובדן חיי אדם

R₂ סיכון לאובדן שירות לציבור

R₃ סיכון לאובדן מורשת תרבותית

R₄ סיכון לאובדן ערך כלכלי

לכל אחד משלושת הסיכונים הראשוניים הראשונים, סיכון נסבל (R_T) מוגדר. ניתן לקבל נתונים אלה בטבלה 7 של חברת החשמל 62305-2 או בטבלה NK.1 בנספח הלאומי ל- BS EN 62305-2.

כל סיכון ראשוני (R_n) נקבע באמצעות סדרה ארוכה של חישובים כפי שהוגדרו בתקן. אם הסיכון בפועל (R_n) קטן או שווה לסיכון הנסבל (R_T), אז אין צורך באמצעי הגנה. אם הסיכון בפועל (R_n) גדול מהסיכון המתאים שלה (R_T), אז יש לנקוט באמצעי הגנה. התהליך הנ"ל חוזר על עצמו (תוך שימוש בערכים חדשים המתייחסים לאמצעי ההגנה שנבחרו) עד R_n קטן או שווה למקביל שלה R_T. זהו תהליך איטרטיבי זה כפי שמוצג באיור 14 המחליט את הבחירה או אכן רמת הגנה מפני ברקים (LPL) של מערכת הגנה מפני ברקים (LPS) ומנקה אמצעי הגנה (SPM) נגד דחף אלקטרומגנטי של ברק (LEMP).

BS EN / IEC 62305-3 נזק פיזי למבנים וסכנת חיים

חלק זה של חבילת התקנים עוסק באמצעי הגנה במבנה ובסביבתו וככזה מתייחס ישירות לחלק העיקרי של BS 6651.

הגוף העיקרי של חלק זה בתקן נותן הנחיות לגבי תכנון מערכת הגנת ברקים חיצונית (LPS), LPS פנימי ותוכניות תחזוקה ובדיקה.

מערכת הגנה מפני ברקים (LPS)

BS EN / IEC 62305-1 הגדיר ארבע רמות הגנה מפני ברקים (LPL) בהתבסס על זרמי הברק המינימליים והמרביים האפשריים. LPLs אלה משווים ישירות למחלקות של מערכת הגנה מפני ברקים (LPS).

המתאם בין ארבע הרמות של LPL ו- LPS מזוהה בטבלה 7. למעשה, ככל שה- LPL גדול יותר, נדרש מעמד גבוה יותר של LPS.

מחלקת ה- LPS להתקנה נשלטת על ידי תוצאת חישוב הערכת הסיכון המודגש ב- BS EN / IEC 62305-2.

שיקולי עיצוב LPS חיצוניים

על מעצב הגנת הברק להתחשב בתחילה בהשפעות התרמיות והנפיצות הנגרמות בנקודת פגיעת ברק ובהשלכות על המבנה הנדון. בהתאם לתוצאות, המעצב יכול לבחור באחד מהסוגים הבאים של LPS חיצוני:

- מבודד

- לא מבודד

LPS מבודד נבחר בדרך כלל כאשר המבנה בנוי מחומרים דליקים או מהווה סיכון לפיצוץ.

לעומת זאת, ניתן להתקין מערכת שאינה מבודדת כאשר אין סכנה כזו.

LPS חיצוני מורכב מ:

- מערכת סיום אוויר

- מערכת מוליכים למטה

- מערכת סיום כדור הארץ

יש לחבר אלמנטים בודדים אלו של LPS יחד באמצעות רכיבי הגנה מפני ברקים (LPC) מתאימים (במקרה של BS EN 62305) לסדרת BS EN 50164 (שימו לב כי סדרת BS EN זו אמורה להיות מוחלפת על ידי BS EN / IEC. סדרת 62561). זה יבטיח שבמקרה של פריקה של זרם ברק למבנה, התכנון והבחירה הנכונים של הרכיבים ימזערו כל נזק אפשרי.

מערכת סיום אוויר

תפקידה של מערכת סיום אוויר הוא לתפוס את זרם פריקת הברק ולהפיצו ללא מזיק לכדור הארץ באמצעות מוליך למטה ומערכת סיום כדור הארץ. לכן חשוב ביותר להשתמש במערכת סיום אוויר שתוכננה כהלכה.

BS EN / IEC 62305-3 תומך בדברים הבאים, בכל צירוף, לתכנון סיום האוויר:

- מוטות אוויר (או גימורים) בין אם הם מסטנים חופשיים ובין אם הם קשורים למוליכים ליצירת רשת על הגג

- מוליכים של צירים (או תלויים), בין אם הם נתמכים על ידי תרנים עומדים חופשיים או מקושרים עם מוליכים ליצירת רשת על הגג

- רשת מוליכים רשתית העשויה להיות במגע ישיר עם הגג או להיות תלויה מעליו (במקרה שיש חשיבות עליונה שהגג לא יהיה חשוף לפריקה ישירה של ברק)

התקן מבהיר היטב כי כל סוגי מערכות סיום האוויר המשמשות יעמדו בדרישות המיקום שנקבעו בגוף התקן. הוא מדגיש כי יש להתקין את רכיבי סיום האוויר בפינות, בנקודות חשופות ובקצוות המבנה. שלוש השיטות הבסיסיות המומלצות לקביעת המיקום של מערכות סיום האוויר הן:

- שיטת כדור הגלגול

- שיטת זווית ההגנה

- שיטת הרשת

שיטות אלה מפורטות בדפים הבאים.

שיטת כדור הגלגול

שיטת הכדור המתגלגל היא אמצעי פשוט לזיהוי אזורים במבנה הזקוק להגנה, תוך התחשבות באפשרות של מכה צדדית למבנה. הרעיון הבסיסי של יישום הכדור המתגלגל למבנה מתואר באיור 15.

בשיטת כדור הגלגול נעשה שימוש ב- BS 6651, ההבדל היחיד הוא שב- BS EN / IEC 62305 ישנם רדיוסים שונים של כדור הגלגול התואמים למחלקה הרלוונטית של LPS (ראה טבלה 8).

שיטה זו מתאימה להגדרת אזורי הגנה לכל סוגי המבנים, במיוחד אלה של גיאומטריה מורכבת.

שיטת זווית ההגנה

שיטת זווית ההגנה היא פשט מתמטי של שיטת כדור הגלגול. זווית ההגנה (א) היא הזווית שנוצרת בין קצה (A) של המוט האנכי לקו המוקרן מטה אל המשטח שעליו יושב המוט (ראה איור 16).

זווית ההגנה שמקנה מוט אוויר היא בבירור מושג תלת מימדי לפיו המוט מוקצה בחרוט הגנה על ידי טאטוא קו AC בזווית ההגנה 360 מעלות סביב מוט האוויר.

זווית המגן שונה עם הגובה המשתנה של מוט האוויר וסוג ה- LPS. זווית המגן שמעניק מוט אוויר נקבעת מטבלה 2 של BS EN / IEC 62305-3 (ראה איור 17).

שינוי זווית ההגנה הוא שינוי באזור ההגנה הפשוט של 45 ° הניתן ברוב המקרים ב- BS 6651. יתר על כן, התקן החדש משתמש בגובה מערכת סיום האוויר מעל מישור הייחוס, בין אם זה קרקע או מפלס גג (ראה איור 18).

שיטת הרשת

זוהי השיטה הנפוצה ביותר בהמלצות BS 6651. שוב, בתוך BS EN / IEC 62305 מוגדרים ארבעה גדלי רשת סיום אוויר שונים ותואמים למחלקה הרלוונטית של LPS (ראה טבלה 9).

שיטה זו מתאימה כאשר משטחים רגילים דורשים הגנה בהתקיים התנאים הבאים:

- מוליכים לסיום אוויר חייבים להיות ממוקמים בקצוות הגג, על תלוי הגג ועל רכסי הגג עם גובה של יותר מ -1 מתוך 10 (5.7º)

- שום התקנה ממתכת לא בולטת מעל מערכת סיום האוויר

מחקר מודרני בנושא נזק שנגרם לברק הראה כי קצוות ופינות הגגות רגישים ביותר לנזק.

כך שבכל המבנים במיוחד עם גגות שטוחים, יש להתקין מוליכים היקפיים קרוב לקצוות הגג החיצוניים ככל שניתן.

כמו ב- BS 6651, התקן הנוכחי מאפשר שימוש במוליכים (בין אם מדובר במלאכת מתכת מקרית או מוליכי LP ייעודיים) מתחת לגג. יש להתקין מעל הגג מוטות אוויר אנכיים (גימור) או לוחות שביתה ומחוברים למערכת המוליכים שמתחת. מוטבי האוויר צריכים להיות מרווחים לא יותר מ -10 מ 'זה מזה, ואם משתמשים בלוחות שביתה כאלטרנטיבה, אלה צריכים להיות ממוקמים אסטרטגית על שטח הגג שלא יהיה יותר מ -5 מ' זה מזה.

מערכות סיום אוויר לא קונבנציונליות

הרבה ויכוחים טכניים (ומסחריים) השתוללו לאורך השנים בנוגע לתקפות הטענות של תומכי מערכות כאלה.

נושא זה נדון בהרחבה בקבוצות העבודה הטכניות שחיברו את BS EN / IEC 62305. התוצאה הייתה להישאר עם המידע הכלול בתקן זה.

BS EN / IEC 62305 קובע באופן חד משמעי כי נפח או אזור ההגנה הניתן על ידי מערכת סיום האוויר (למשל מוט אוויר) ייקבע רק על פי המימד הפיזי האמיתי של מערכת סיום האוויר.

הצהרה זו מתחזקת בגרסת 2011 של BS EN 62305, על ידי שילוב בגוף התקן, במקום להוות חלק מנספח (נספח A ל- BS EN / IEC 62305-3: 2006).

בדרך כלל אם מוט האוויר גובהו 5 מ ', התביעה היחידה לאזור ההגנה הניתן על ידי מוט אוויר זה תהיה מבוססת על 5 מ' והסוג הרלוונטי של LPS ולא כל מימד משופר שטוענים על ידי כמה מוטות אוויר לא קונבנציונליים.

אין תקן אחר הנחשב להפעלה במקביל לתקן תקני BS EN / IEC 62305 זה.

רכיבים טבעיים

כאשר גגות מתכתיים נחשבים כהסדר סיום אוויר טבעי, אז נתן BS 6651 הנחיות לגבי עובי מינימלי וסוג החומר הנבדק.

BS EN / IEC 62305-3 נותן הנחיות דומות כמו גם מידע נוסף אם יש להחשיב את הגג כנקב לנקב מפליטת ברק (ראה טבלה 10).

תמיד צריכים להיות לפחות שני מוליכים למטה המפוזרים סביב היקף המבנה. יש להתקין מוליכים למטה בכל מקום אפשרי בכל פינה חשופה במבנה, שכן מחקרים הראו כי אלה נושאים את עיקר זרם הברק.

רכיבים טבעיים

BS EN / IEC 62305, כמו BS 6651, מעודד שימוש בחלקי מתכת מקרי על המבנה או בתוכו שישולבו ב- LPS.

כאשר BS 6651 עודד המשכיות חשמלית בעת שימוש בפסי חיזוק הממוקמים במבני בטון, כך גם BS EN / IEC 62305-3. בנוסף, הוא קובע כי מוטות חיזוק מולחמים, מהודקים ברכיבי חיבור מתאימים או חופפים מינימום פי 20 מקוטר המוט. זאת על מנת להבטיח כי לאותם פסי חיזוק העשויים לשאת זרמי ברקים יש חיבורים מאובטחים מאורך אחד למשנהו.

כאשר נדרש חיבור מוטות חיזוק פנימיים למוליכים למטה חיצוניים או לרשת הארקה, אחד מהסדרים המוצגים באיור 20 מתאים. אם החיבור ממוליך ההצמדה למוטה אמור להיות עטוף בבטון, אז הסטנדרט ממליץ להשתמש בשני מלחציים, האחד מחובר לאחד מוטות האחד והשני לאורך מוט של מוטות. לאחר מכן יש לעטוף את המפרקים על ידי תרכובת מעכבת לחות כגון סרט דנסו.

אם יש להשתמש במוטות החיזוק (או מסגרות הפלדה המבניות) כמוליכים למטה, יש לוודא המשכיות חשמלית ממערכת סיום האוויר למערכת הארקה. למבנים לבנייה חדשה ניתן להחליט בשלב הבנייה המוקדם באמצעות מוטות חיזוק ייעודיים או לחלופין להפעיל מוליך נחושת ייעודי מראש המבנה אל היסוד לפני יציקת הבטון. מוליך נחושת ייעודי זה צריך להיות מלוכד לסורגי החיזוק הסמוכים / סמוכים מעת לעת.

אם יש ספק לגבי תוואי והמשכיות של מוטות החיזוק במבנים קיימים, יש להתקין מערכת מוליכים חיצונית למטה. באופן אידיאלי זה יש לקשור לרשת המחזקת של המבנים בחלק העליון והתחתון של המבנה.

מערכת סיום כדור הארץ

מערכת סיום האדמה חיונית להפצת זרם הברק בבטחה וביעילות לקרקע.

בהתאם ל- BS 6651, התקן החדש ממליץ על מערכת סיום כדור הארץ משולבת אחת למבנה, המשלבת מערכות הגנה מפני ברקים, חשמל וטלקומוניקציה. יש לקבל את הסכמת הרשות המבצעת או בעל המערכות הרלוונטיות לפני כל התחברות.

חיבור כדור הארץ טוב צריך להיות בעל המאפיינים הבאים:

- התנגדות חשמלית נמוכה בין האלקטרודה לכדור הארץ. ככל שהתנגדות האלקטרודה של האדמה נמוכה יותר כך סביר יותר שזרם הברק יבחר לזרום במסלול זה בהעדפה לכל אחר, מה שמאפשר לנהל את הזרם בבטחה אל כדור הארץ ולהתפוגג.

- עמידות בפני קורוזיה טובה. לבחירת החומר לאלקטרודת האדמה ולחיבוריה יש חשיבות חיונית. זה ייקבר באדמה במשך שנים רבות ולכן צריך להיות אמין לחלוטין

התקן תומך בדרישת התנגדות הארקה נמוכה ומציין כי ניתן להשיג זאת עם מערכת סיום כדור הארץ הכוללת 10 אוהם או פחות.

נעשה שימוש בשלושה סידורי אלקטרודות אדמה בסיסיים.

- סידור סוג A

- סידור סוג B

- יסודות אלקטרודות אדמה

סידור סוג A

זו מורכבת מאלקטרודות אדמה אופקיות או אנכיות, המחוברות לכל מוליך למטה הקבוע בחלקו החיצוני של המבנה. זו בעצם מערכת הארקה המשמשת ב- BS 6651, כאשר לכל מוליך למטה יש אלקטרודה (מוט) מחוברת אליו.

סידור סוג B

סידור זה הוא למעשה אלקטרודת אדמה טבעתית המחוברת באופן מלא, הממוקמת סביב פריפריה של המבנה ונמצאת במגע עם האדמה הסובבת לפחות 80% מאורכו הכולל (כלומר ניתן לאכלס 20% מאורכו הכללי. מרתף של המבנה ולא במגע ישיר עם האדמה).

יסודות אלקטרודות כדור הארץ

זהו למעשה סידור הארקה מסוג B. הוא כולל מוליכים המותקנים בבסיס הבטון של המבנה. אם נדרשים אורכים נוספים של אלקטרודות, הם צריכים לעמוד באותם קריטריונים כמו לסידור סוג B. ניתן להשתמש באלקטרודות אדמה בסיסיות להגדלת רשת הבסיס המחזקת פלדה.

מרחק הפרדה (בידוד) של ה- LPS החיצוני

למעשה נדרש מרחק הפרדה (כלומר הבידוד החשמלי) בין ה- LPS החיצוני לחלקי המתכת המבניים. זה ימזער כל סיכוי לזרם ברק חלקי שיוחדר באופן פנימי במבנה.

ניתן להשיג זאת על ידי הצבת מוליכי ברק מספיק רחוקים מכל חלקים מוליכים שיש להם מסלולים המובילים למבנה. לכן, אם פריקת הברק פוגעת במוליך הברק, היא אינה יכולה "לגשר על הפער" ולהבהב אל המתכת הסמוכה.

BS EN / IEC 62305 ממליץ על מערכת סיום אדמה משולבת אחת למבנה, המשלבת מערכות הגנה מפני ברקים, חשמל ומערכות טלקומוניקציה.

שיקולי עיצוב LPS פנימיים

תפקידו הבסיסי של ה- LPS הפנימי הוא להבטיח הימנעות מניצוץ מסוכן המתרחש בתוך המבנה שיש להגן עליו. זה יכול להיגרם, בעקבות פריקה של ברק, מזרם הברק הזורם ב- LPS החיצוני או אכן בחלקים מוליכים אחרים של המבנה וניסיון להבהב או לנצנץ למתקנים מתכתיים פנימיים.

ביצוע אמצעי הצמדה שיווי המשקל המתאימים או הקפדה על מרחק בידוד חשמלי מספיק בין החלקים המתכתיים עלולים למנוע ניצוצות מסוכנים בין חלקים מתכתיים שונים.

הצמדת פוטנציאל ברק

מליטה שיווי פוטנציאל היא פשוט חיבור החשמלי של כל המתקנים / חלקים המתכתיים המתאימים, כך שבמקרה של זרמי ברק, אף חלק מתכתי אינו נמצא בפוטנציאל מתח שונה זה לזה. אם החלקים המתכתיים הם למעשה באותו פוטנציאל, הרי שהסיכון לניצוץ או הברקה מתבטל.

ניתן להשיג חיבור חשמלי זה על ידי מליטה טבעית / מקרית או על ידי שימוש במוליכי מליטה ספציפיים בגודל לפי לוחות 8 ו- 9 של BS EN / IEC 62305-3.

הצמדה יכולה להתבצע גם על ידי שימוש בהתקני מגן בפני נחשולים (SPD) כאשר החיבור הישיר עם מוליכים מליטה אינו מתאים.

איור 21 (המבוסס על BS EN / IEC 62305-3 איור 43) מציג דוגמה אופיינית לסידור מליטה שוויוני. מערכת הגז, המים וההסקה המרכזית קשורים כולם ישירות לסרגל ההדבקה המשווה פוטנציאל הנמצא בפנים אך קרוב לקיר חיצוני ליד מפלס הקרקע. כבל החשמל נקשר באמצעות SPD מתאים, במעלה הזרם של המונה החשמלי, לסרגל ההדבקה המשוויץ. סרגל מליטה זה צריך להיות ממוקם קרוב ללוח ההפצה הראשי (MDB) וגם מחובר באופן הדוק למערכת סיום כדור הארץ עם מוליכים באורך קצר. במבנים גדולים יותר או מורחבים עשויים להידרש מספר מוטות מליטה, אך כולם צריכים להיות קשורים זה בזה.

המסך של כל כבל אנטנה יחד עם כל ספק כוח מוגן למכשירים אלקטרוניים המועברים למבנה צריך להיות מלוכד גם בסרגל שיווי המשקל.

הנחיות נוספות המתייחסות למליטה שוויונית, מערכות הארקה של חיבורי רשת מרוכבים ובחירת SPD ניתן למצוא בספר ההדרכה של LSP.

BS EN / IEC 62305-4 מערכות חשמל ואלקטרוניות במבנים

מערכות אלקטרוניות פועלות כיום כמעט בכל היבט בחיינו, מסביבת העבודה, דרך מילוי המכונית בנזין ואפילו קניות בסופרמרקט המקומי. כחברה אנו מסתמכים כעת מאוד על רציפות ויעילות של מערכות כאלה. השימוש במחשבים, בקרות תהליכים אלקטרוניים וטלקומוניקציה התפוצץ בשני העשורים האחרונים. לא רק שקיימות מערכות רבות יותר, הגודל הפיזי של האלקטרוניקה המעורבת פחת במידה ניכרת (גודל קטן יותר פירושו פחות אנרגיה הנדרשת כדי לפגוע במעגלים).

BS EN / IEC 62305 מקבל כי אנו חיים כיום בעידן האלקטרוני והופך את ההגנה על LEMP (Lightning Electromagnetic Impulse) למערכות אלקטרוניות וחשמליות לאינטגרליות בתקן דרך חלק 4. LEMP הוא המונח שניתן להשפעות האלקטרומגנטיות הכוללות של הברק, כולל ערכו נחשולי מתח (זרם-יתר וזרמים חולפים) והקרינו השפעות שדה אלקטרומגנטיות.

נזק LEMP שכיח כל כך, עד שהוא מזוהה כאחד מהסוגים הספציפיים (D3) שיש להגן עליהם ונזק LEMP יכול להתרחש מכל נקודות המכה למבנה או לשירותים מחוברים - ישירים או עקיפים - להתייחסות נוספת לסוגים. של נזק שנגרם על ידי ברק, ראה טבלה 5. גישה מורחבת זו מביאה בחשבון גם את סכנת האש או הפיצוץ הקשורה לשירותים המחוברים למבנה, למשל חשמל, טלקום וקווים מתכתיים אחרים.

ברק הוא לא האיום היחיד ...

מתח יתר חולף הנגרם כתוצאה מאירועי מיתוג חשמלי נפוץ מאוד ויכול להוות מקור להפרעה ניכרת. זרם הזורם דרך מוליך יוצר שדה מגנטי בו מאוחסנת אנרגיה. כאשר הזרם מופרע או מכובה, האנרגיה בשדה המגנטי משתחררת לפתע. בניסיון להתפזר הוא הופך לחולף מתח גבוה.

ככל שאנרגיה מאוחסנת יותר, כך החולף המתקבל גדול יותר. זרמים גבוהים יותר ואורכים ארוכים יותר של מוליך תורמים ליותר אנרגיה שנשמרת וגם משוחררת!

זו הסיבה שעומסי אינדוקציה כגון מנועים, שנאים וכוננים חשמליים הם כל הסיבות הנפוצות למעבר מעבר.

המשמעות של BS EN / IEC 62305-4

בעבר מתח יתר או הגנה מפני נחשולים נכלל כנספח מייעץ בתקן BS 6651, עם הערכת סיכונים נפרדת. כתוצאה מכך, לעתים קרובות הותקנה הגנה לאחר נגרם נזק לציוד, לרוב באמצעות החובה על חברות הביטוח. עם זאת, הערכת הסיכון היחידה ב- BS EN / IEC 62305 מכתיבה האם נדרשת הגנה מבנית ו / או LEMP מכאן שלא ניתן כעת להחשיב את הגנת הברק המבנית במנותק מהגנת מתח יתר חולף - המכונה התקני מגן נחשולים (SPDs) במסגרת תקן חדש זה. זו כשלעצמה סטייה משמעותית מזו של BS 6651.

ואכן, לפי BS EN / IEC 62305-3, לא ניתן עוד להתאים מערכת LPS ללא זרם ברק או מליטה SPD פוטנציאלית לשירותים מתכתיים נכנסים שיש להם "ליבות חיות" - כמו כבלי חשמל וטלקום - שלא ניתן לקשר ישירות לכדור הארץ. SPDs כאלה נדרשים להגן מפני הסיכון לאובדן חיי אדם על ידי מניעת ניצוץ מסוכן העלול לגרום לשריפה או סכנות התחשמלות.

SPDs מליטה זרם ברק או פוטנציאל שוויוני משמשים גם בקווי שירות תקורה המזינים את המבנה הנמצא בסיכון ממכה ישירה. עם זאת, השימוש ב- SPDs בלבד "אינו מספק הגנה יעילה מפני כשל במערכות חשמליות או אלקטרוניות רגישות", אם לצטט את BS EN / IEC 62305 חלק 4, המוקדש במיוחד להגנה על מערכות חשמל ואלקטרוניות במבנים.

SPDs זרם ברק מהווים חלק אחד ממערך מתואם של SPDs הכוללים SPDs מתח יתר - הדרושים בסך הכל בכדי להגן ביעילות על מערכות חשמל ואלקטרוניות רגישות מפני ארעיות ברק ומיתוג.

אזורי הגנה מפני ברקים (LPZ)

בעוד ש- BS 6651 זיהה מושג של יעוד בנספח C (קטגוריות מיקום A, B ו- C), BS EN / IEC 62305-4 מגדיר את המושג אזורי הגנה מפני ברקים (LPZ). איור 22 ממחיש את תפיסת ה- LPZ הבסיסית המוגדרת על ידי אמצעי הגנה מפני LEMP כמפורט בחלק 4.

בתוך מבנה, סדרה של LPZs נוצרת כדי להיות, או מזוהה כבר, עם פחות חשיפה להשפעות הברק.

אזורים עוקבים משתמשים בשילוב של מליטה, מיגון ו- SPDs מתואמים כדי להשיג הפחתה משמעותית בחומרת LEMP, מזרמי נחשול מתוח ומתחי-מעבר ארעיים, כמו גם מהשפעות שדה מגנטי מקרינות. מעצבים מתאמים רמות אלה כך שהציוד הרגיש יותר ממוקם באזורים המוגנים יותר.

ניתן לחלק את ה- LPZ לשתי קטגוריות - 2 אזורים חיצוניים (LPZ 0_A, LPZ 0_B) ובדרך כלל 2 אזורים פנימיים (LPZ 1, 2) אם כי ניתן להכניס אזורים נוספים להפחתה נוספת של השדה האלקטרומגנטי וזרם הברק במידת הצורך.

אזורים חיצוניים

LPZ 0_A הוא האזור הנתון למכות ברק ישירות ולכן ייתכן שיהיה עליו להוביל לזרם הברק המלא.

זהו בדרך כלל שטח הגג של מבנה. השדה האלקטרומגנטי המלא מתרחש כאן.

LPZ 0_B האזור אינו נתון למכות ברק ישירות והוא בדרך כלל דפנות מבנה.

עם זאת, השדה האלקטרומגנטי המלא עדיין מתרחש כאן ויכולים להתרחש כאן זרמי ברק חלקיים וגאות מיתוג.

אזורים פנימיים

LPZ 1 הוא האזור הפנימי הכפוף לזרמי ברקים חלקיים. זרמי הברק המתנהלים ו / או נחשולי המיתוג מצטמצמים בהשוואה לאזורים החיצוניים LPZ 0_A, LPZ 0_B.

זה בדרך כלל האזור בו השירותים נכנסים למבנה או שם נמצא מרכזיית ההפעלה הראשית.

LPZ 2 הוא אזור פנימי שנמצא עוד בתוך המבנה שבו שרידי זרמי הדחף הברק ו / או נחשולי מיתוג מופחתים בהשוואה ל- LPZ 1.

זהו בדרך כלל חדר מוקרן או, עבור חשמל, באזור לוח חלוקת המשנה. יש לתאם את רמות ההגנה באזור עם מאפייני החסינות של הציוד שיש להגן עליו, כלומר ככל שהציוד יהיה רגיש יותר, כך האזור הנדרש מוגן יותר.

המרקם והפריסה הקיימים של בניין עשויים להפוך לאזורים גלויים לעין, או שיהיה צורך ליישם טכניקות LPZ כדי ליצור את האזורים הנדרשים.

אמצעי הגנה מפני נחשולים (SPM)

חלק מהאזורים במבנה, כגון חדר מוקרן, מוגנים באופן טבעי טוב יותר מפני ברקים מאחרים ואפשר להרחיב את האזורים המוגנים יותר על ידי תכנון מדוקדק של ה- LPS, חיבור אדמה של שירותים מתכתיים כמו מים וגז וכבלים. טכניקות. עם זאת, ההתקנה הנכונה של מכשירי מגן נחשולים מתואמים (SPDs) מתגוננים על הציוד מפני נזק וכן מבטיחים המשכיות לפעולתו - קריטית למניעת זמן ההשבתה. אמצעים אלה בסך הכל מכונים אמצעי הגנה מפני נחשולים (SPM) (לשעבר מערכת אמצעי הגנת LEMP (LPMS)).

בעת החלת מליטה, מיגון ו- SPD, יש לאזן את המצוינות הטכנית עם הצורך הכלכלי. עבור מבנים חדשים, אמצעי הדבקה וסינון יכולים להיות מתוכננים באופן אינטגרלי כך שיהוו חלק מה- SPM השלם. עם זאת, עבור מבנה קיים, התאמה מחדש של קבוצה של SPDs מתואמות עשויה להיות הפיתרון הקל והמשתלם ביותר.

לחץ על כפתור העריכה כדי לשנות טקסט זה. Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Ut elit tellus, luctus nec ullamcorper mattis, pulvinar dapibus leo.

SPDs מתואמים

BS EN / IEC 62305-4 מדגיש את השימוש במכשירי SPD מתואמים להגנה על ציוד בסביבתם. זה פשוט אומר סדרה של SPD שמיקומם ותכונות הטיפול ב- LEMP מתואמות באופן שיגן על הציוד בסביבתם על ידי צמצום השפעות ה- LEMP לרמה בטוחה. אז ייתכן שיש SPD זרם ברק כבד בכניסה לשירות לטיפול ברוב אנרגיית הזינוק (זרם ברק חלקי מ- LPS ו / או מקורות תקורה) כאשר מתח המתח הארצי בהתאמה נשלט לרמות בטוחות על ידי SPDs מתח מתואם פלוס במורד הזרם. כדי להגן על ציוד קצה כולל נזק אפשרי על ידי החלפת מקורות, למשל מנועי אינדוקציה גדולים. יש להתאים SPDs מתאימים בכל מקום בו שירותים עוברים בין LPZ אחד למשנהו.

SPDs מתואמים צריכים לפעול ביעילות יחד כמערכת מדורגת כדי להגן על הציוד בסביבתם. לדוגמא, ה- SPD הנוכחי של הברק בכניסה לשירות אמור להתמודד עם מרבית אנרגיית הזינוק, כדי להקל מספיק על ה- SPD של זרם-העוצמה במורד הזרם בכדי לשלוט על מתח-היתר.

יש להתאים SPDs מתאימים בכל מקום בו שירותים עוברים בין LPZ אחד למשנהו

תיאום לקוי יכול להיות שה- SPDs של מתח יתר כפופים לאנרגיית נחשול גדולה מדי שמסכנת את עצמה ואת פוטנציאל הציוד מפני נזק.

יתר על כן, יש לתאם את רמות הגנת המתח או את המתחים של SPDs המותקנים עם מתח העמידה הבידוד של חלקי ההתקנה ומתח העמידה בפני חסינות של ציוד אלקטרוני.

SPD משופר

אמנם לא רצוי לפגוע בציוד, אך הצורך למזער את זמן ההשבתה כתוצאה מאובדן פעולה או תקלה בציוד יכול להיות קריטי. זה חשוב במיוחד לתעשיות המשרתות את הציבור, בין אם מדובר בבתי חולים, מוסדות פיננסיים, מפעלי ייצור או עסקים מסחריים, כאשר חוסר היכולת לספק את שירותם עקב אובדן פעולת הציוד יביא לבריאות ובטיחות משמעותית ו / או כלכלית. השלכות.

תקני SPD עשויים להגן רק מפני נחשולי מצב נפוץ (בין מוליכים חיים לכדור הארץ), ומספקים הגנה יעילה מפני נזק מוחלט אך לא מפני השבתה עקב שיבוש במערכת.

לפיכך, BS EN 62305 שוקל שימוש ב- SPDs משופרים (SPD *) המפחיתים עוד יותר את הסיכון לנזק ולתקלה בציוד קריטי בו נדרשת פעולה רציפה. לכן המתקינים יצטרכו להיות מודעים הרבה יותר לדרישות היישום וההתקנה של SPD מאשר אולי בעבר.

SPDs מעולים או משופרים מספקים הגנה על מתח נמוך יותר (טוב יותר) מפני נחשולים במצב משותף וגם במצב דיפרנציאלי (בין מוליכים חיים) ולכן גם מספקים הגנה נוספת על אמצעי הדבקה והגנה.

SPDs משופרים כאלה יכולים אפילו להציע עד לרשת החשמל סוג 1 + 2 + 3 או לבדיקת נתונים / טלקום Cat D + C + B הגנה בתוך יחידה אחת. מכיוון שציוד קצה, למשל מחשבים, נוטה להיות פגיע יותר בפני עליות במצב דיפרנציאלי, הגנה נוספת זו יכולה להוות שיקול חיוני.

יתר על כן, היכולת להגן מפני עליות במצב נפוץ ודיפרנציאלי מאפשרת לציוד להישאר בתפעול במהלך פעילות גל - מה שמציע תועלת ניכרת לארגוני מסחר, תעשייה ושירות ציבורי כאחד.

כל ה- SPD של LSP מציעים ביצועים משופרים של SPD עם מתחים נמוכים המובילים בתעשייה

(רמת הגנת מתח, U_p), מכיוון שזו הבחירה הטובה ביותר להשיג הגנה חוזרת חסכונית וללא תחזוקה בנוסף למניעת השבתה יקרה של המערכת. הגנה על מתח נמוך דרך כל המצבים הנפוצים וההפרשיים פירושה שפחות יחידות נדרשות לספק הגנה, מה שחוסך בעלויות היחידה והתקנה, כמו גם זמן ההתקנה.

כל ה- SPD של LSP מציעים ביצועי SPD משופרים עם מתח נמוך של תעבורה המוביל בתעשייה

סיכום

ברק מהווה איום ברור על מבנה אך איום הולך וגובר על המערכות בתוך המבנה עקב השימוש המוגבר ותלות בציוד חשמלי ואלקטרוני. סדרת התקנים BS EN / IEC 62305 מכירה בבירור בכך. הגנה מפני ברקים מבניים כבר לא יכולה להיות בבידוד ממתח חולף או הגנה מפני ציוד נחשול. השימוש ב- SPD משופר מספק אמצעי הגנה יעיל ומשתלם המאפשר הפעלה רציפה של מערכות קריטיות במהלך פעילות LEMP.