雷およびサージ保護デバイスの概要

計画された安全性

避雷ゾーンの概念

建物はさまざまな絶滅危惧種のゾーンに分かれています。 これらのゾーンは、必要な保護手段、特に雷およびサージ保護デバイスとコンポーネントを定義するのに役立ちます。 EMC互換（EMC：電磁両立性）避雷ゾーンの概念の一部は、外部避雷システム（空気終端システム、ダウンコンダクタシステム、アース終端システムを含む）、等電位ボンディング、空間シールド、およびサージ保護です。電源および情報技術システム。 定義は、表1に分類されているとおりに適用されます。サージ保護デバイスにかかる要件と負荷に応じて、雷電流アレスタ、サージアレスタ、および複合アレスタに分類されます。 最も高い要件は、雷保護ゾーン0からの移行時に使用される雷電流避雷器および複合避雷器の放電容量に課せられます。_A 1または0に_A これらの避雷器は、建物の電気設備への破壊的な部分雷電流の侵入を防ぐために、破壊されることなく、2 /10μsの波形の部分雷電流を数回伝導できなければなりません。 LPZ350からの移行点_B LPZ 1から1以上への移行点で、雷電流アレスタの2または下流に、サージアレスタを使用してサージから保護します。 彼らの任務は、上流の保護段階の残留エネルギーをさらに削減することと、設備自体で誘発または生成されるサージを制限することの両方です。

上記の雷保護ゾーンの境界での雷およびサージ保護対策は、電源および情報技術システムに等しく適用されます。 EMC互換の避雷ゾーンの概念で説明されているすべての対策は、電気および電子デバイスと設備の継続的な可用性を実現するのに役立ちます。 詳細な技術情報については、次のWebサイトをご覧ください。 www.lsp-international.com。

IEC 62305-4：2010

外側のゾーン：

LPZ 0：脅威が減衰されていない雷電磁界によるものであり、内部システムが完全または部分的な雷サージ電流にさらされる可能性があるゾーン。

LPZ0は次のように細分化されます。

LPZ0_A：脅威が直接雷フラッシュと完全な雷電磁界によるものであるゾーン。 内部システムは、完全な雷サージ電流にさらされる可能性があります。

LPZ0_B：直射日光から保護されているゾーンですが、脅威は完全な雷電磁界です。 内部システムは、部分的な雷サージ電流にさらされる可能性があります。

内側のゾーン（直射日光から保護）：

LPZ 1：サージ電流が電流共有および絶縁インターフェースによって、および/または境界のSPDによって制限されるゾーン。 空間シールドは、雷電磁界を減衰させる可能性があります。

LPZ 2…n：サージ電流が、電流共有および絶縁インターフェースによって、および/または境界での追加のSPDによってさらに制限される可能性があるゾーン。 追加の空間シールドを使用して、雷電磁界をさらに減衰させることができます。

用語と定義

遮断容量、現在の消火能力に従うI_fi

遮断容量は、Uを接続するときにサージ保護デバイスによって自動的に消滅する可能性のある主電源追従電流の影響を受けていない（予想される）rms値です。_C。 EN 61643-11：2012に準拠した動作デューティテストで証明できます。

IEC 61643-21：2009に準拠したカテゴリ

インパルス干渉の通電能力と電圧制限をテストするために、いくつかのインパルス電圧とインパルス電流がIEC 61643-21：2009に記載されています。 この規格の表3は、これらをカテゴリにリストし、推奨値を示しています。 IEC 2-61643規格の表22では、トランジェントの発生源は、デカップリングメカニズムに従ってさまざまなインパルスカテゴリに割り当てられています。 カテゴリC2には、誘導結合（サージ）、カテゴリD1ガルバニック結合（雷電流）が含まれます。 関連するカテゴリは、技術データで指定されています。 LSPサージ保護デバイスは、指定されたカテゴリの値を超えています。 したがって、インパルス電流伝達能力の正確な値は、公称放電電流（8 /20μs）と雷インパルス電流（10 /350μs）で示されます。

コンビネーションウェーブ

組み合わせ波は、架空のインピーダンス1.2Ωのハイブリッドジェネレーター（50 /8μs、20 /2μs）によって生成されます。 この発電機の開回路電圧はUと呼ばれます_OC。 うん_OC これらのアレスタのみがコンビネーションウェーブでテストできるため、タイプ3アレスタの推奨インジケータです（EN 61643-11に準拠）。

カットオフ周波数f_G

カットオフ周波数は、避雷器の周波数依存の動作を定義します。 カットオフ周波数は、挿入損失を引き起こす周波数と同等です（a_E）特定のテスト条件下で3 dB（EN 61643-21：2010を参照）。 特に明記されていない限り、この値は50Ωシステムを指します。

保護の程度

IP保護等級は、保護カテゴリに対応しています

IEC60529に記載されています。

切断時間t_a

切断時間とは、保護対象の回路や機器に障害が発生した場合に、電源から自動的に切断されるまでの時間です。 切断時間は、障害電流の強度と保護装置の特性に起因するアプリケーション固有の値です。

SPDのエネルギー調整

エネルギー調整は、全体的な雷およびサージ保護の概念のカスケード保護要素（= SPD）の選択的かつ調整された相互作用です。 これは、雷インパルス電流の総負荷が、エネルギー伝達能力に応じてSPD間で分割されることを意味します。 エネルギー調整が不可能な場合、下流のSPDは不十分です

アップストリームSPDの動作が遅すぎるか、不十分であるか、まったく動作しないため、アップストリームSPDによって軽減されます。 その結果、下流のSPDおよび保護対象の端末機器が破壊される可能性があります。 DIN CLC / TS 61643-12：2010は、エネルギー調整を検証する方法について説明しています。 スパークギャップベースのタイプ1SPDは、電圧スイッチングによりかなりの利点を提供します

特性（を参照） WeTA Bリーカー FUNCTION）。

周波数範囲

周波数範囲は、説明されている減衰特性に応じて、避雷器の送信範囲またはカットオフ周波数を表します。

挿入損失

所定の周波数で、サージ保護デバイスの挿入損失は、サージ保護デバイスを設置する前後の設置場所での電圧値の関係によって定義されます。 特に明記されていない限り、値は50Ωシステムを指します。

統合バックアップヒューズ

SPDの製品規格によると、過電流保護デバイス/バックアップヒューズを使用する必要があります。 ただし、これには、分電盤に追加のスペース、追加のケーブル長が必要です。これは、IEC 60364-5-53に従って可能な限り短くする必要があり、追加の設置時間（およびコスト）とヒューズの寸法を示します。 関係するインパルス電流に理想的に適した避雷器に統合されたヒューズは、これらすべての欠点を排除します。 スペースの増加、配線の労力の軽減、統合されたヒューズの監視、および接続ケーブルの短縮による保護効果の向上は、この概念の明らかな利点です。

雷インパルス電流I_インプ

雷インパルス電流は、10 /350μsの波形を持つ標準化されたインパルス電流曲線です。 そのパラメータ（ピーク値、電荷、比エネルギー）は、自然の雷電流によって引き起こされる負荷をシミュレートします。 雷電流および複合避雷器は、破壊されることなく、そのような雷インパルス電流を数回放電できなければなりません。

主電源側の過電流保護/避雷器バックアップヒューズ

サージ保護デバイスの遮断容量を超えるとすぐに電源周波数追従電流を遮断するために、インフィード側の避雷器の外側に配置された過電流保護デバイス（ヒューズや回路ブレーカーなど）。 バックアップヒューズはすでにSPDに統合されているため、追加のバックアップヒューズは必要ありません。

最大連続動作電圧U_C

最大連続動作電圧（最大許容動作電圧）は、動作中にサージ保護デバイスの対応する端子に接続できる最大電圧のrms値です。 これは、の避雷器の最大電圧です。

定義された非導通状態。これは、トリップして放電した後、アレスタをこの状態に戻します。 Uの値_C 保護するシステムの公称電圧と設置者の仕様（IEC 60364-5-534）によって異なります。

最大連続動作電圧U_CPV 太陽光発電（PV）システム用

SPDの端子に恒久的に印加される可能性のある最大DC電圧の値。 Uを確実にするために_CPV すべての外部の影響（例えば、周囲温度、日射強度）の場合、PVシステムの最大開回路電圧よりも高い、U_CPV この最大開回路電圧より1.2倍高くなければなりません（CLC / TS 50539-12による）。 この係数1.2は、SPDの寸法が正しくないことを保証します。

最大放電電流I_マックス

最大放電電流は、デバイスが安全に放電できる8 /20μsインパルス電流の最大ピーク値です。

最大伝送容量

最大伝送容量は、保護コンポーネントに干渉することなく、同軸サージ保護デバイスを介して伝送できる最大高周波電力を定義します。

公称放電電流I_n

公称放電電流は、サージ保護デバイスが特定のテストプログラムで定格され、サージ保護デバイスが数回放電できる8 /20μsのインパルス電流のピーク値です。

公称負荷電流（公称電流）I_L

公称負荷電流は、対応する端子を恒久的に流れる可能性のある最大許容動作電流です。

公称電圧U_N

公称電圧は、保護されるシステムの公称電圧を表します。 公称電圧の値は、多くの場合、情報技術システムのサージ保護デバイスのタイプ指定として機能します。 これは、ACシステムのrms値として示されます。

N-PEアレスタ

N導体とPE導体の間に設置するために専用に設計されたサージ保護デバイス。

作動温度範囲T_U

動作温度範囲は、デバイスを使用できる範囲を示します。 非自己発熱デバイスの場合、周囲温度範囲と同じです。 自己発熱装置の温度上昇は、示された最大値を超えてはなりません。

保護回路

保護回路は、多段のカスケード保護デバイスです。 個々の保護ステージは、スパークギャップ、バリスタ、半導体エレメント、およびガス放電管で構成されます（エネルギー調整を参照）。

保護導体電流I_PE

保護導体電流は、サージ保護デバイスが最大連続動作電圧Uに接続されたときにPE接続を流れる電流です。_C、インストール手順に従い、負荷側の消費者なし。

リモートシグナリングコンタクト

リモートシグナリング接点により、デバイスの動作状態を簡単にリモートで監視および表示できます。 フローティング切り替え接点の形をしたXNUMX極端子を備えています。 この接点は、ブレークおよび/または接点として使用できるため、ビル制御システム、開閉装置キャビネットのコントローラーなどに簡単に統合できます。

応答時間t_A

応答時間は主に、避雷器で使用される個々の保護要素の応答性能を特徴づけます。 インパルス電圧のdu / dtまたはインパルス電流のdi / dtの上昇率に応じて、応答時間は特定の制限内で変化する場合があります。

リターンロス

高周波アプリケーションでは、反射減衰量は、「リーディング」波の何部分が保護デバイス（サージポイント）で反射されるかを示します。 これは、保護装置がシステムの特性インピーダンスにどの程度適合しているかを直接測定したものです。

直列抵抗

避雷器の入力と出力の間の信号の流れの方向の抵抗。

シールドの減衰

同軸ケーブルに供給される電力と、相導体を介してケーブルから放射される電力との関係。

サージ保護デバイス（SPD）

サージ保護デバイスは、主に電位依存性抵抗器（バリスタ、サプレッサーダイオード）および/またはスパークギャップ（放電経路）で構成されています。 サージ保護デバイスは、他の電気機器や設備を許容できないほど高いサージから保護するため、および/または等電位ボンディングを確立するために使用されます。 サージ保護デバイスは次のように分類されます。

1. a）用途に応じて：

• 電源設備およびデバイス用のサージ保護デバイス

最大1000Vの公称電圧範囲の場合

– EN 61643-11：2012に準拠してタイプ1/2/3 SPD

– IEC 61643-11：2011に準拠してクラスI / II / III SPD

赤/線の切り替え。 新しいEN61643-11：2012およびIEC 61643-11：2011規格の製品ファミリは、2014年中に完成する予定です。

• 情報技術設備およびデバイス用のサージ保護デバイス

落雷やその他の過渡現象の間接的および直接的な影響から、最大1000 V ac（実効値）および1500 Vdcの公称電圧を持つ電気通信および信号ネットワークの最新の電子機器を保護するため。

– IEC 61643-21：2009およびEN 61643-21：2010に準拠。

• アース終端システムまたは等電位ボンディング用のスパークギャップの分離
• 太陽光発電システムで使用するためのサージ保護デバイス

最大1500Vの公称電圧範囲の場合

– EN 50539-11：2013に準拠してタイプ1 / 2SPDに

1. b）インパルス電流の放電容量と保護効果に応じて：

• 雷電流アレスタ/調整された雷電流アレスタ

直接または近くの落雷に起因する干渉から設備および機器を保護するため（LPZ 0間の境界に設置）_A と1）。

• サージアレスタ

リモートの落雷、スイッチング過電圧、および静電放電（LPZ 0の下流の境界に設置）から設備、機器、および端末デバイスを保護するため_B).

• 複合アレスタ

直接または近くの落雷（LPZ 0間の境界に設置）に起因する干渉から設備、機器、および端末デバイスを保護するため_A および1と0_A と2）。

サージ保護デバイスの技術データ

サージ保護デバイスの技術データには、以下に応じた使用条件に関する情報が含まれています。

• アプリケーション（例：設置、主電源条件、温度）
• 干渉時の性能（例：インパルス電流放電容量、追従電流消火能力、電圧保護レベル、応答時間）
• 動作中の性能（例：公称電流、減衰、絶縁抵抗）
• 障害が発生した場合のパフォーマンス（バックアップヒューズ、断路器、フェイルセーフ、リモートシグナリングオプションなど）

短絡耐量

短絡耐量は、関連する最大バックアップヒューズが上流に接続されている場合にサージ保護デバイスによって処理される予想される電源周波数短絡電流の値です。

短絡定格I_SCPV 太陽光発電（PV）システムにおけるSPDの

SPDが単独で、またはその切断デバイスと組み合わせて耐えることができる、影響を受けない最大短絡電流。

一時的な過電圧（TOV）

高電圧システムの障害により、サージ保護デバイスに一時的な過電圧が短時間存在する場合があります。 これは、落雷またはスイッチング操作によって引き起こされる、約1ミリ秒以内の過渡現象と明確に区​​別する必要があります。 振幅U_T この一時的な過電圧の持続時間はEN61643-11（200 ms、5 s、または120分）で指定されており、システム構成（TN、TTなど）に従って関連するSPDについて個別にテストされます。 SPDは、a）確実に故障する（TOVの安全性）か、b）TOVに耐性がある（TOVに耐える）ことができます。

一時的な過電圧。

サーマルディスコネクタ

電圧制御抵抗器（バリスタ）を備えた電源システムで使用するサージ保護デバイスは、ほとんどの場合、過負荷の場合にサージ保護デバイスを主電源から切断し、この動作状態を示す統合熱断路器を備えています。 断路器は、過負荷のバリスタによって生成される「電流熱」に応答し、特定の温度を超えるとサージ保護デバイスを主電源から切断します。 断路器は、過負荷のサージ保護装置を時間内に切断して火災を防ぐように設計されています。 間接的な接触からの保護を保証することを意図したものではありません。 の機能

これらの断路器は、避雷器の過負荷/経年劣化をシミュレートすることでテストできます。

総放電電流I_合計

全放電電流テスト中に多極SPDのPE、PEN、またはアース接続を流れる電流。 このテストは、電流が多重極SPDの複数の保護パスを同時に流れる場合の総負荷を決定するために使用されます。 このパラメータは、個人の合計によって確実に処理される総排出容量にとって決定的です。

SPDのパス。

電圧保護レベルU_p

サージ保護デバイスの電圧保護レベルは、標準化された個々のテストから決定された、サージ保護デバイスの端子の電圧の最大瞬時値です。

–雷インパルススパークオーバー電圧1.2 /50μs（100％）

–上昇率が1kV /μsのスパークオーバー電圧

–公称放電電流Iで測定された限界電圧_n

電圧保護レベルは、サージを残留レベルに制限するサージ保護デバイスの機能を特徴づけます。 電圧保護レベルは、電源システムのIEC60664-1に準拠した過電圧カテゴリに関する設置場所を定義します。 情報技術システムで使用されるサージ保護デバイスの場合、電圧保護レベルを保護対象の機器のイミュニティレベルに適合させる必要があります（IEC 61000-4-5：2001）。

内部雷保護およびサージ保護の計画

外部避雷コンポーネントの要件

外部雷保護システムの設置に使用されるコンポーネントは、EN62561-x標準シリーズで指定されている特定の機械的および電気的要件を満たす必要があります。 避雷コンポーネントは、接続コンポーネント（EN 62561-1）、導体、アース電極（EN 62561-2）など、機能に応じて分類されています。

従来の避雷コンポーネントのテスト

風化にさらされた金属製の避雷コンポーネント（クランプ、導体、エアターミネーションロッド、アース電極）は、テストの前に人工的なエージング/コンディショニングを行って、目的のアプリケーションへの適合性を確認する必要があります。 EN60068-2-52およびENISO 6988に準拠して、金属部品は人工時効にかけられ、XNUMXつのステップでテストされます。

自然の風化と避雷部品の腐食への暴露

ステップ1：ソルトミスト処理

このテストは、生理食塩水雰囲気への暴露に耐えるように設計されたコンポーネントまたはデバイスを対象としています。 試験装置は、試験片が試験レベル2で2日以上試験されるソルトミストチャンバーで構成されています。 テストレベル2には、5°C〜15°Cの温度で35％塩化ナトリウム溶液（NaCl）を使用し、その後相対湿度93％、温度40で湿度を保存する、それぞれ2時間の20つのスプレーフェーズが含まれます。 EN 22-60068-2に準拠して、±52°CでXNUMX〜XNUMX時間。

ステップ2：湿気のある硫黄雰囲気の処理

この試験は、EN ISO 6988に従って、二酸化硫黄を含む凝縮湿度のある材料または物体の耐性を評価するためのものです。

試験装置（図2）は、試験片が置かれている試験室で構成されています。

は、667回のテストサイクルで10 x 6-24（±10x 6-24）の体積分率の二酸化硫黄の濃度で処理されます。 8時間の持続時間を持つ各サイクルは、湿度の高い飽和雰囲気で40±3°Cの温度で16時間の加熱期間と、それに続くXNUMX時間の休止期間で構成されます。 その後、湿気の多い硫黄の雰囲気に置き換わります。

屋外用の部品と地面に埋められた部品の両方が経年劣化/調整されます。 地面に埋められたコンポーネントについては、追加の要件と対策を検討する必要があります。 アルミニウム製のクランプや導体を地面に埋めることはできません。 ステンレス鋼を地面に埋める場合は、StSt（V4A）などの高合金ステンレス鋼のみを使用できます。 ドイツのDINVDE 0151規格に従って、StSt（V2A）は許可されていません。 等電位ボンディングバーなどの屋内使用のコンポーネントは、エージング/コンディショニングを受ける必要はありません。 同じことが埋め​​込まれているコンポーネントにも当てはまります

コンクリートで。 したがって、これらのコンポーネントは、多くの場合、亜鉛メッキされていない（黒色の）鋼でできています。

エアターミネーションシステム/エアターミネーションロッド

エアターミネーションロッドは、通常、エアターミネーションシステムとして使用されます。 それらは多くの異なる設計で利用可能であり、例えば、平らな屋根にコンクリートベースで設置するための長さ1 mから、バイオガスプラント用の長さ25mの伸縮式避雷マストまでです。 EN 62561-2は、エアターミネーションロッドに対応する電気的および機械的特性を備えた最小断面積と許容材料を指定しています。 高さの高いエアターミネーションロッドの場合、エアターミネーションロッドの曲げ抵抗とシステム全体（三脚内のエアターミネーションロッド）の安定性を静的計算によって検証する必要があります。 必要な断面と材料は、に基づいて選択する必要があります

この計算について。 この計算では、関連する風荷重ゾーンの風速も考慮する必要があります。

接続コンポーネントのテスト

接続コンポーネント、または単にクランプと呼ばれることもありますが、避雷コンポーネントとして使用され、導体（ダウンコンダクタ、エアターミネーションコンダクタ、アースエントリ）を相互にまたは設備に接続します。

クランプの種類とクランプの材質に応じて、さまざまなクランプの組み合わせが可能です。 導体の配線と可能な材料の組み合わせは、この点で決定的です。 導体ルーティングの種類は、クランプが導体を交差または並列配置で接続する方法を示します。

雷電流負荷の場合、クランプは、導体の配線の種類とクランプの接続に大きく依存する電気力学的および熱的な力にさらされます。 表1に、接触腐食を起こさずに組み合わせることができる材料を示します。 異なる材料の相互の組み合わせ、およびそれらの異なる機械的強度と熱特性は、雷電流が接続コンポーネントを流れるときに、接続コンポーネントに異なる影響を及ぼします。 これは、雷電流が流れるとすぐに導電率が低いために高温が発生するステンレス鋼（StSt）接続コンポーネントで特に顕著です。 したがって、EN62561-1に準拠した雷電流テストをすべてのクランプに対して実行する必要があります。 最悪の場合をテストするには、さまざまな導体の組み合わせだけでなく、製造元によって指定された材料の組み合わせもテストする必要があります。

MVクランプの例に基づくテスト

最初に、テストの組み合わせの数を決定する必要があります。 使用するMVクランプはステンレス鋼（StSt）でできているため、表1に示すように、鋼、アルミニウム、StSt、および銅の導体と組み合わせることができます。さらに、交差および並列配置で接続でき、これもテストする必要があります。 これは、使用されるMVクランプに対して3つの可能なテストの組み合わせがあることを意味します（図4およびXNUMX）。

EN 62561に従って、これらのテストの組み合わせのそれぞれは、24つの適切な試験片/テストセットアップでテストする必要があります。 これは、この単一のMVクランプのXNUMXの試験片を、全範囲をカバーするためにテストする必要があることを意味します。 すべての標本は適切なものでマウントされています

規定の要件に準拠した締め付けトルクであり、上記のようにソルトミストと湿った硫黄雰囲気処理によって人工的なエージングが行われます。 その後の電気的試験では、試験片を絶縁プレートに固定する必要があります（図5）。

10 kA（通常デューティ）および350 kA（ヘビーデューティ）の50 /100μs波形のXNUMXつの雷電流インパルスがすべての試験片に適用されます。 雷電流を流した後、試験片に損傷の兆候が見られないようにする必要があります。

雷電流負荷の場合に試験片が電気力にさらされる電気的試験に加えて、静的機械的負荷がEN62561-1規格に統合されました。 この静的機械的試験は、特に平行コネクタ、縦方向コネクタなどに必要であり、さまざまな導体材料とクランプ範囲で実行されます。 ステンレス鋼製の接続コンポーネントは、単一のステンレス鋼導体のみ（非常に滑らかな表面）を使用して、最悪の場合の条件下でテストされます。 接続コンポーネント、たとえば図6に示すMVクランプは、定義された締め付けトルクで準備され、900 N（±20 N）の機械的引張力がXNUMX分間負荷されます。 このテスト期間中、導体はXNUMXミリメートルを超えて移動してはならず、接続コンポーネントに損傷の兆候が見られてはなりません。 この追加の静的機械的テストは、接続コンポーネントのもうXNUMXつのテスト基準であり、電気的値に加えて、製造元のテストレポートにも文書化する必要があります。

ステンレス鋼クランプの接触抵抗（クランプの上で測定）は、2.5mΩまたは他の材料の場合は1mΩを超えてはなりません。 必要な緩みトルクを確保する必要があります。

したがって、避雷システムの設置者は、現場で期待される義務（HまたはN）の接続コンポーネントを選択する必要があります。 たとえば、デューティH（100 kA）のクランプは、エアターミネーションロッド（完全な雷電流）に使用する必要があり、デューティN（50 kA）のクランプは、メッシュまたはアース入口で使用する必要があります。 （雷電流はすでに分配されています）。

コンダクター

EN 62561-2は、エアターミネーションやダウンコンダクターなどのコンダクター、またはリングアース電極などのアース電極にも特別な要求を課します。

• 機械的特性（最小引張強度、最小伸び）
• 電気的特性（最大抵抗率）
• 耐食性（上記の人工老化）。

機械的特性をテストして観察する必要があります。 図8は、円形導体（アルミニウムなど）の引張強度をテストするためのテストセットアップを示しています。 コーティングの品質（滑らかで連続的）、最小の厚さ、母材への接着​​性は重要であり、特に亜鉛メッキ鋼（St / tZn）などのコーティングされた材料を使用する場合はテストする必要があります。

これは、曲げ試験の形で規格に記載されています。 この目的のために、試験片はその直径の5倍に等しい半径で90°の角度に曲げられます。 そうすることで、標本は鋭いエッジ、破損または剥離を示さない場合があります。 さらに、避雷システムを設置する場合、導体材料は処理が容易でなければなりません。 ワイヤーまたはストリップ（コイル）は、ワイヤーストレートナー（ガイドプーリー）またはねじりによって簡単にまっすぐになるはずです。 さらに、構造物や土壌に材料を簡単に設置/曲げることができる必要があります。 これらの標準要件は関連する製品機能であり、メーカーの対応する製品データシートに文書化する必要があります。

アース電極/アース棒

分離可能なLSPアースロッドは特殊鋼でできており、完全に溶融亜鉛めっきされているか、高合金ステンレス鋼で構成されています。 直径を大きくすることなくロッドを接続できるカップリングジョイントは、これらのアースロッドの特徴です。 すべてのロッドはボアとピンエンドを提供します。

EN 62561-2は、材料、形状、最小寸法、機械的および電気的特性などのアース電極の要件を指定しています。 個々のロッドをつなぐカップリングジョイントが弱点です。 このため、EN 62561-2では、これらのカップリングジョイントの品質をテストするために、追加の機械的および電気的テストを実行する必要があります。

この試験では、衝撃領域として鋼板を使用してロッドをガイドに入れます。 試験片は、それぞれ長さが500mmの2000本の結合ロッドで構成されています。 各タイプのアース電極の1000つの試験片をテストします。 試験片の上端は、適切なハンマーインサートを備えた振動ハンマーによって1分間衝撃を受けます。 ハンマーのブローレートは50±10min-XNUMXである必要があり、シングルストロークの衝撃エネルギーはXNUMX±XNUMX [Nm]である必要があります。

カップリングが目に見える欠陥なしにこのテストに合格した場合、それらはソルトミストと湿った硫黄雰囲気処理によって人工的なエージングを受けます。 次に、カップリングに、それぞれ10kAと350kAの50 /100μs波形の2.5つの雷電流インパルスがロードされます。 ステンレス鋼のアース棒の接触抵抗（カップリングの上で測定）は、XNUMXmΩを超えてはなりません。 この雷電流負荷を受けた後もカップリングジョイントがしっかりと接続されているかどうかをテストするために、引張試験機を使用してカップリング力をテストします。

機能的な避雷システムを設置するには、最新の規格に従ってテストされたコンポーネントとデバイスを使用する必要があります。 避雷システムの設置者は、設置場所の要件に従ってコンポーネントを選択し、正しく設置する必要があります。 機械的要件に加えて、最新の雷保護状態の電気的基準を考慮し、遵守する必要があります。

線から地球への短絡電流の計算

電流容量に関するアース終端システムの寸法

この目的のために、さまざまな最悪のシナリオを検討する必要があります。 中電圧システムでは、二重地絡が最も重大なケースになります。 最初の地絡（たとえば、変圧器）は、別のフェーズで1番目の地絡（たとえば、中電圧システムのケーブルシーリングエンドの障害）を引き起こす可能性があります。 EN 50522規格の表1（XNUMX kV acを超える電力設備の接地）によると、この場合、次のように定義される二重地絡電流I''kEEが接地導体を介して流れます。

I“ kEE = 0,85•I“ k

（I "k = XNUMX極の初期対称短絡電流）

初期対称短絡電流I''kが20kAで切断時間が16秒の1kVの設置では、二重地絡電流は13.6kAになります。 駅舎またはタンスフォーマールームの接地導体と接地バスバーの電流容量は、この値に従って評価する必要があります。 これに関連して、リング配置の場合は電流分割を考慮することができます（実際には係数0.65が使用されます）。 計画は、常に実際のシステムデータ（システム構成、ラインからアースへの短絡電流、切断時間）に基づいて行う必要があります。

EN 50522規格は、さまざまな材料の最大短絡電流密度G（A / mm2）を指定しています。 導体の断面積は、材料と切断時間から決定されます。

計算された電流は、関連する材料の電流密度Gと、対応する切断時間および最小断面積Aで除算されます。_分 導体のが決定されます。

A_分=私」_{kEE（ブランチ）} /G[mm²]

計算された断面積により、導体を選択できます。 この断面積は、常に次に大きい公称断面積に切り上げられます。 たとえば、補償されたシステムの場合、アース終端システム自体（アースと直接接触している部分）には、かなり低い電流、つまり残留地絡電流Iのみが負荷されます。_E = rx I_RES 係数rで減少します。 この電流は約10Aを超えず、一般的な接地材料の断面積を使用すれば、問題なく恒久的に流れることができます。

アース電極の最小断面積

機械的強度と腐食に関する最小断面積は、ドイツのDIN VDE 0151規格（腐食に関するアース電極の材料と最小寸法）で定義されています。

Eurocode1に準拠した隔離された空気終端システムの場合の風荷重

地球温暖化の結果、世界中で異常気象が増加しています。 強風、暴風雨の増加、大雨などの結果は無視できません。 したがって、設計者と設置者は、特に風荷重に関して新たな課題に直面します。 これは、建物の構造（構造の静力学）だけでなく、空気終端システムにも影響します。

避雷の分野では、これまでDIN 1055-4：2005-03およびDIN4131規格が寸法基準として使用されてきました。 2012年XNUMX月、これらの標準は、ヨーロッパ全体で標準化された構造設計ルール（構造の計画）を提供するユーロコードに置き換えられました。

DIN 1055-4：2005-03規格はEurocode 1（EN 1991-1-4：構造物に対するアクション–パート1-4：一般的なアクション–風のアクション）およびDIN V 4131：2008-09のEurocode 3（EN 1993-3-1： EN 3-1-1：パートXNUMX-XNUMX：タワー、マスト、煙突–タワーとマスト）。 したがって、これらXNUMXつの規格は、避雷システムのエアターミネーションシステムの寸法を決定するための基礎を形成しますが、EurocodeXNUMXが主に関連しています。

次のパラメータは、予想される実際の風荷重を計算するために使用されます。

• 風域（ドイツは、基本風速が異なるXNUMXつの風域に分割されています）
• テレインカテゴリ（テレインカテゴリは構造物の周囲を定義します）
• 地上からのオブジェクトの高さ
• 場所の高さ（海抜、通常は海抜800 mまで）

次のような他の影響要因：

• アイシング
• 尾根または丘の頂上に配置する
• 300mを超えるオブジェクトの高さ
• 800 mを超える地形の高さ（海面）

特定の設置環境を考慮し、個別に計算する必要があります。

異なるパラメータの組み合わせにより、突風風速が発生します。これは、空気終端システムや高架リング導体などの他の設備の寸法を決定するための基礎として使用されます。 当社のカタログでは、突風風速に応じて必要なコンクリートベースの数を決定できるように、製品の最大突風風速が指定されています。たとえば、隔離された空気終端システムの場合などです。 これにより、静的安定性を判断できるだけでなく、必要な重量を減らして屋根の荷重を減らすこともできます。

重要な注意：

個々のコンポーネントについてこのカタログで指定されている「最大突風風速」は、風域に基づくEurocode 1（DIN EN 1991-1-4 / NA：2010-12）のドイツ固有の計算要件に従って決定されました。ドイツおよび関連する国固有の地形の特殊性の地図。

このカタログの製品を他の国で使用する場合、Eurocode 1（EN 1991-1-4）または他の地域で適用可能な計算規則（ヨーロッパ以外）に記載されている国固有の特殊性およびその他の地域で適用可能な計算方法（存在する場合）は、観察された。 したがって、このカタログに記載されている最大突風風速はドイツにのみ適用され、他の国では大まかな方向にすぎません。 突風風速は国別の計算方法で新たに計算する必要があります！

コンクリートベースにエアターミネーションロッドを設置する場合は、表の情報/突風風速を考慮する必要があります。 この情報は、従来のエアターミネーションロッド材料（Al、St / tZn、Cu、StSt）に適用されます。

エアターミネーションロッドがスペーサーで固定されている場合、以下の設置可能性に基づいて計算されます。

最大許容突風風速は、関連する製品に指定されており、選択/設置を考慮する必要があります。 より高い機械的強度は、例えば、角度の付いた支持体（三角形に配置された２つのスペーサー）によって達成することができる（要求に応じて）。