BS EN IEC 62305 번개 보호 표준

번개 보호를위한 BS EN / IEC 62305 표준은 원래 2006 년 6651 월에 발표되어 이전 표준 인 BS 1999 : XNUMX를 대체합니다. 에 대한 유한 한 기간 동안 BS EN / IEC 62305 및 BS 6651은 병렬로 실행되었지만 2008 년 6651 월부터 BS 63205이 철회되었으며 현재 BS EN / IEC XNUMX는 낙뢰 보호에 대해 인정 된 표준입니다.

BS EN / IEC 62305 표준은 지난 62305 년 동안 번개와 그 영향에 대한 과학적 이해의 증가를 반영하고 일상 활동에 대한 기술 및 전자 시스템의 증가하는 영향을 고려합니다. 이전 제품보다 더 복잡하고 까다로운 BS EN / IEC XNUMX에는 일반 원칙, 위험 관리, 구조 및 생명 위험에 대한 물리적 손상 및 전자 시스템 보호라는 네 가지 부분이 포함됩니다.

표준의 이러한 부분이 여기에 소개됩니다. 2010 년에 이러한 부분은주기적인 기술 검토를 거쳐 1 년에 업데이트 된 부분 3, 4, 2011가 출시되었습니다. 업데이트 된 부분 2는 현재 논의 중이며 2012 년 말에 게시 될 예정입니다.

BS EN / IEC 62305의 핵심은 낙뢰 보호에 대한 모든 고려 사항이 포괄적이고 복잡한 위험 평가를 통해 이루어지며이 평가는 보호 할 구조뿐만 아니라 구조가 연결된 서비스도 고려한다는 것입니다. 본질적으로 구조적 낙뢰 보호는 더 이상 분리 된 상태에서 고려할 수 없으며 과도 과전압 또는 전기 서지에 대한 보호는 BS EN / IEC 62305에 필수적입니다.

BS EN / IEC 62305의 구조

BS EN / IEC 62305 시리즈는 네 부분으로 구성되며, 모두 고려해야합니다. 이 네 부분은 다음과 같습니다.

1 부 : 일반 원칙

BS EN / IEC 62305-1 (1 부)은 표준의 다른 부분에 대한 소개이며 기본적으로 표준의 첨부 부분에 따라 LPS (Lightning Protection System)를 설계하는 방법을 설명합니다.

2 부 : 위험 관리

BS EN / IEC 62305-2 (파트 2) 위험 관리 접근 방식은 낙뢰로 인한 구조물의 물리적 손상에만 그다지 집중하지 않고 인명 손실 위험, 서비스 손실 위험에 더 중점을 둡니다. 공공, 문화 유산 손실 및 경제적 손실.

파트 3 : 구조물의 물리적 손상 및 생명 위험

BS EN / IEC 62305-3 (파트 3)은 BS 6651의 주요 부분과 직접 관련이 있습니다.이 새로운 부분에는 기본 6651 개 (일반적인 BS 6651의 고위험) 수준.

파트 4 : 전기 및 전자 시스템

구조물 내에서 BS EN / IEC 62305-4 (4 부)는 구조물 내에 수용된 전기 및 전자 시스템의 보호를 다룹니다. BS 6651의 Annex C가 전달한 내용을 구현하지만 LPZ (Lightning Protection Zone)라고하는 새로운 영역 접근 방식을 사용합니다. 구조 내 전기 / 전자 시스템에 대한 LEMP (Lightning Electromagnetic Impulse) 보호 시스템 (현재 SPM이라고 함)의 설계, 설치, 유지 관리 및 테스트에 대한 정보를 제공합니다.

다음 표는 이전 표준 인 BS 6651과 BS EN / IEC 62305 사이의 주요 차이에 대한 광범위한 개요를 제공합니다.

손상 및 손실

BS EN / IEC 62305는 네 가지 주요 손상 원인을 식별합니다.

S1 구조로 깜박임

S2 구조물 근처에서 깜박임

S3 서비스로 깜박임

S4 서비스 근처에서 깜박임

각 손상 원인은 다음 세 가지 유형의 손상 중 하나 이상을 초래할 수 있습니다.

D1 스텝 및 터치 전압으로 인한 생명체의 부상

D2 스파크를 포함한 낙뢰 전류 영향으로 인한 물리적 손상 (화재, 폭발, 기계적 파괴, 화학적 방출)

D3 LEMP (Lightning Electromagnetic Impulse)로 인한 내부 시스템 오류

번개로 인한 손상으로 인해 다음과 같은 유형의 손실이 발생할 수 있습니다.

L1 인명 손실

L2 대중에 대한 서비스 손실

L3 문화 유산 손실

L4 경제적 가치 손실

위의 모든 매개 변수의 관계는 표 5에 요약되어 있습니다.

12 페이지의 그림 271에는 번개로 인한 손상 및 손실 유형이 나와 있습니다.

BS EN 1 표준의 파트 62305을 구성하는 일반 원칙에 대한 자세한 설명은 전체 참조 가이드 'BS EN 62305에 대한 가이드'를 참조하십시오. BS EN 표준에 초점을 맞추고 있지만이 가이드는 IEC 등가물을 설계하는 컨설턴트에게 관심있는 지원 정보를 제공 할 수 있습니다. 이 가이드에 대한 자세한 내용은 283 페이지를 참조하십시오.

계획 설계 기준

구조물 및 연결된 서비스에 대한 이상적인 낙뢰 보호는 접지되고 완벽하게 전도성이있는 금속 실드 (박스) 내에 구조물을 둘러싸고, 추가로 진입 점에서 연결된 서비스를 실드에 적절하게 결합하는 것입니다.

이것은 본질적으로 낙뢰 전류와 유도 된 전자기장이 구조물에 침투하는 것을 방지합니다. 그러나 실제로 그러한 길이로 이동하는 것은 불가능하거나 실제로 비용 효율적입니다.

따라서이 표준은 권장 사항에 따라 채택 된 보호 조치가 낙뢰로 인한 손상 및 결과적 손실을 줄이는 정의 된 낙뢰 전류 매개 변수 세트를 설정합니다. 이러한 손상 및 결과적 손실의 감소는 낙뢰 매개 변수가 낙뢰 보호 수준 (LPL)으로 설정된 정의 된 한계 내에있는 경우 유효합니다.

번개 보호 수준 (LPL)

이전에 발표 된 기술 문서에서 얻은 매개 변수를 기반으로 6 가지 보호 수준이 결정되었습니다. 각 레벨에는 고정 된 최대 및 최소 낙뢰 전류 매개 변수 세트가 있습니다. 이러한 매개 변수는 표 XNUMX에 나와 있습니다. 낙뢰 보호 구성 요소 및 서지 보호 장치 (SPD)와 같은 제품 설계에 최대 값이 사용되었습니다. 낙뢰 전류의 최소값은 각 레벨에 대한 회전 구체 반경을 유도하는 데 사용되었습니다.

번개 보호 구역 (LPZ)

LPZ (Lightning Protection Zone) 개념은 BS EN / IEC 62305 내에 도입되어 특히 구조물 내에서 LEMP (Lightning Electromagnetic Impulse)에 대응하기위한 보호 조치를 설정하는 데 필요한 보호 조치를 결정하는 데 도움이됩니다.

일반적인 원칙은 보호가 필요한 장비는 전자 기적 특성이 장비 스트레스 내성 또는 내성 기능과 호환되는 LPZ에 위치해야한다는 것입니다.

이 개념은 직접적인 낙뢰 (LPZ 0)의 위험이있는 외부 영역에 적합합니다._A) 또는 부분 번개 전류 발생 위험 (LPZ 0_B) 및 내부 영역 내의 보호 수준 (LPZ 1 및 LPZ 2).

일반적으로 구역 (LPZ 2, LPZ 3 등)의 수가 많을수록 예상되는 전자기 효과는 낮아집니다. 일반적으로 민감한 전자 장비는 높은 번호의 LPZ에 위치해야하며 관련 서지 보호 조치 (BS EN 62305 : 2011에 정의 된 'SPM')에 의해 LEMP로부터 보호되어야합니다.

SPM은 이전에 BS EN / IEC 62305 : 2006에서 LEMP 보호 조치 시스템 (LPMS)으로 불 렸습니다.

그림 13은 구조 및 SPM에 적용된 LPZ 개념을 강조합니다. 개념은 BS EN / IEC 62305-3 및 BS EN / IEC 62305-4에서 확장됩니다.

BS EN / IEC 62305-2에 따라 위험 평가를 사용하여 가장 적합한 SPM을 선택합니다.

BS EN / IEC 62305-2 위험 관리

BS EN / IEC 62305-2는 BS EN / IEC 62305-3 및 BS EN / IEC 62305-4의 올바른 구현의 핵심입니다. 위험의 평가 및 관리는 이제 BS 6651의 접근 방식보다 훨씬 더 깊이 있고 광범위합니다.

BS EN / IEC 62305-2는 특히 위험 평가를 수행하며 그 결과는 필요한 LPS (Lightning Protection System) 수준을 정의합니다. BS 6651은 위험 평가 주제에 9 페이지 (그림 포함)를 할당했지만 BS EN / IEC 62305-2에는 현재 150 페이지가 넘습니다.

위험 평가의 첫 번째 단계는 네 가지 유형의 손실 (BS EN / IEC 62305-1에서 식별 됨) 중 구조와 그 내용이 발생할 수있는 것을 식별하는 것입니다. 위험 평가의 궁극적 인 목표는 다음과 같이 관련 XNUMX 차 위험을 정량화하고 필요한 경우 줄이는 것입니다.

R₁ 인명 손실 위험

R₂ 대중에 대한 서비스 손실 위험

R₃ 문화 유산 손실 위험

R₄ 경제적 가치 손실 위험

처음 세 가지 주요 위험 각각에 대해 허용 가능한 위험 (R_T)가 설정됩니다. 이 데이터는 IEC 7-62305의 표 2 또는 BS EN 1-62305의 국가 별 부속서의 표 NK.2에서 얻을 수 있습니다.

각 주요 위험 (R_n)는 표준에 정의 된대로 일련의 긴 계산을 통해 결정됩니다. 실제 위험 (R_n)는 허용 가능한 위험 (R_T), 보호 조치가 필요하지 않습니다. 실제 위험 (R_n)는 해당 허용 위험 (R_T) 보호 조치를 취해야합니다. 위의 프로세스는 (선택한 보호 조치와 관련된 새로운 값을 사용하여) 반복됩니다. R_n 해당하는 것보다 작거나 같음 R_T. 번개 보호 시스템 (LPS) 및 서지 보호 조치 (SPM)의 선택 또는 실제로 번개 보호 수준 (LPL)을 결정하여 번개 전자기 충격 (LEMP)에 대응하는 것은 그림 14에 표시된 것처럼이 반복적 인 프로세스입니다.

BS EN / IEC 62305-3 구조물에 대한 물리적 손상 및 생명 위험

표준 모음의이 부분은 구조 안팎의 보호 조치를 다루며 BS 6651의 주요 부분과 직접 관련됩니다.

이 표준 부분의 본문은 외부 LPS (Lightning Protection System), 내부 LPS 및 유지 관리 및 검사 프로그램의 설계에 대한 지침을 제공합니다.

번개 보호 시스템 (LPS)

BS EN / IEC 62305-1은 가능한 최소 및 최대 번개 전류를 기반으로 XNUMX 개의 LPL (Lightning Protection Level)을 정의했습니다. 이러한 LPL은 LPS (Lightning Protection System) 클래스와 직접적으로 동일합니다.

LPL과 LPS의 7 가지 수준 간의 상관 관계는 표 XNUMX에 나와 있습니다. 본질적으로 LPL이 클수록 LPS의 높은 등급이 필요합니다.

설치할 LPS 등급은 BS EN / IEC 62305-2에 강조된 위험 평가 계산 결과에 따라 결정됩니다.

외부 LPS 설계 고려 사항

낙뢰 보호 설계자는 처음에 낙뢰 지점에서 발생하는 열 및 폭발 효과와 고려중인 구조물에 대한 결과를 고려해야합니다. 결과에 따라 설계자는 다음 유형의 외부 LPS 중 하나를 선택할 수 있습니다.

– 절연

– 비 절연

격리 된 LPS는 일반적으로 구조가 가연성 물질로 구성되거나 폭발 위험이있는 경우 선택됩니다.

반대로, 그러한 위험이 존재하지 않는 곳에 비 절연 시스템을 장착 할 수 있습니다.

외부 LPS는 다음으로 구성됩니다.

– 공기 종료 시스템

– 다운 컨덕터 시스템

– 접지 시스템

LPS의 이러한 개별 요소는 BS EN 62305 시리즈 (BS EN 50164의 경우)를 준수하는 적절한 낙뢰 보호 구성 요소 (LPC)를 사용하여 함께 연결되어야합니다 (이 BS EN 시리즈는 BS EN / IEC로 대체 될 예정입니다. 62561 시리즈). 이렇게하면 구조물에 번개 전류가 방전되는 경우 올바른 설계와 구성 요소 선택으로 잠재적 인 손상을 최소화 할 수 있습니다.

공기 종료 시스템

에어 터미네이션 시스템의 역할은 낙뢰 방전 전류를 포착하고 다운 컨덕터 및 접지 터미네이션 시스템을 통해이를 접지에 무해하게 분산시키는 것입니다. 따라서 올바르게 설계된 공기 종단 시스템을 사용하는 것이 매우 중요합니다.

BS EN / IEC 62305-3은 공기 종단 설계를 위해 어떤 조합 으로든 다음을 옹호합니다.

– 공기 봉 (또는 마감재)이 독립형 마스트이든 지붕에 메시를 형성하기 위해 도체와 연결되어 있든 관계없이

– 전차선 (또는 매달린) 도체 (자립형 마스트로지지되거나 지붕에 메시를 형성하기 위해 도체와 연결됨)

– 지붕과 직접 접촉하거나 지붕 위에 매달릴 수있는 메시 형 도체 네트워크 (지붕이 직접적인 번개 방전에 노출되지 않는 것이 가장 중요한 경우)

이 표준은 사용되는 모든 유형의 공기 종단 시스템이 표준 본문에 명시된 위치 지정 요구 사항을 충족해야 함을 분명히합니다. 공기 종단 구성 요소가 구조의 모서리, 노출 된 지점 및 가장자리에 설치되어야 함을 강조합니다. 공기 종단 시스템의 위치를 ​​결정하는 데 권장되는 세 가지 기본 방법은 다음과 같습니다.

– 롤링 스피어 방식

– 보호 각 방식

– 메쉬 방법

이러한 방법은 다음 페이지에 자세히 설명되어 있습니다.

롤링 스피어 방법

롤링 스피어 방법은 구조에 대한 측면 타격 가능성을 고려하여 보호가 필요한 구조 영역을 식별하는 간단한 방법입니다. 롤링 구를 구조물에 적용하는 기본 개념은 그림 15에 나와 있습니다.

롤링 스피어 방법은 BS 6651에서 사용되었으며, 유일한 차이점은 BS EN / IEC 62305에서 관련 LPS 등급에 해당하는 롤링 스피어의 반경이 다르다는 것입니다 (표 8 참조).

이 방법은 모든 유형의 구조, 특히 복잡한 형상에 대한 보호 영역을 정의하는 데 적합합니다.

보호 각도 방법

보호 각도 방법은 롤링 구체 방법을 수학적으로 단순화 한 것입니다. 보호 각도 (a)는 수직 막대의 끝 (A)과 막대가 놓이는 표면 아래로 돌출 된 선 사이에 생성 된 각도입니다 (그림 16 참조).

에어로드에 의해 제공되는 보호 각은 분명히 360 차원 개념으로, 에어로드를 중심으로 XNUMXº의 보호 각도로 라인 AC를 스윕하여로드에 보호 원뿔이 지정됩니다.

보호 각도는 에어로드의 높이와 LPS 등급에 따라 다릅니다. 에어로드에 의해 제공되는 보호 각도는 BS EN / IEC 2-62305의 표 3에서 결정됩니다 (그림 17 참조).

보호 각도를 변경하는 것은 BS 45에서 대부분의 경우에 제공되는 단순한 6651º 보호 영역에 대한 변경입니다. 또한 새 표준은 기준면 위의 공기 종단 시스템의 높이를지면이든 지붕 수준이든 사용합니다 (참조 : 그림 18).

메시 방법

이것은 BS 6651의 권장 사항에 따라 가장 일반적으로 사용 된 방법입니다. 다시 BS EN / IEC 62305 내에서 네 가지 다른 공기 종단 메쉬 크기가 정의되고 관련 LPS 등급에 해당합니다 (표 9 참조).

이 방법은 다음 조건이 충족되는 경우 평면 표면에 보호가 필요한 경우에 적합합니다.

– 공기 종단 컨덕터는 지붕 가장자리, 지붕 돌출부 및 지붕 융기 부분에 피치가 1 in 10 (5.7º)을 초과하는 위치에 있어야합니다.

– 공기 종단 시스템 위로 금속 설치가 돌출되지 않음

번개로 인한 손상에 대한 현대 연구에 따르면 지붕의 모서리와 모서리가 손상에 가장 취약하다는 사실이 밝혀졌습니다.

따라서 특히 평평한 지붕이있는 모든 구조물에서 주변 도체는 가능한 한 지붕의 바깥 쪽 가장자리에 가깝게 설치해야합니다.

BS 6651에서와 같이 현재 표준은 지붕 아래에서 도체 (우연한 금속 가공이든 전용 LP 도체이든) 사용을 허용합니다. 수직 에어로드 (마감) 또는 스트라이크 플레이트는 지붕 위에 장착하고 아래의 도체 시스템에 연결해야합니다. 에어로 드는 10m 이하의 간격을 유지해야하며 스트라이크 플레이트를 대안으로 사용하는 경우 전략적으로 5m 이하의 간격으로 지붕 ​​영역 위에 배치해야합니다.

비 전통적인 공기 종단 시스템

그러한 시스템의 지지자들이 제기 한 주장의 타당성에 대해 수년에 걸쳐 많은 기술적 (및 상업적) 논쟁이 열렸습니다.

이 주제는 BS EN / IEC 62305를 편집 한 기술 작업 그룹 내에서 광범위하게 논의되었습니다. 결과는이 표준에 포함 된 정보를 유지하는 것이 었습니다.

BS EN / IEC 62305는 공기 종단 시스템 (예 : 공기로드)이 제공하는 보호의 부피 또는 영역이 공기 종단 시스템의 실제 물리적 치수에 의해서만 결정되어야한다고 분명히 명시합니다.

이 성명은 부록 (BS EN / IEC 2011-62305 : 62305의 부록 A)의 일부를 구성하는 대신 표준 본문에 통합함으로써 BS EN 3의 2006 버전 내에서 강화되었습니다.

일반적으로 에어로드의 높이가 5m 인 경우이 에어로드에 의해 제공되는 보호 구역에 대한 유일한 주장은 5m 및 관련 LPS 등급을 기준으로하며 일부 비 재래식 에어로드가 주장하는 향상된 치수가 아닙니다.

이 표준 BS EN / IEC 62305와 병렬로 실행되는 다른 표준은 없습니다.

천연 성분

금속 지붕이 자연 공기 종단 장치로 간주 될 때 BS 6651은 고려중인 재료의 최소 두께와 유형에 대한 지침을 제공했습니다.

BS EN / IEC 62305-3은 지붕이 번개 방전으로 인한 펑크 방지로 간주되어야하는 경우 추가 정보와 유사한 지침을 제공합니다 (표 10 참조).

구조물 주변에는 항상 최소 XNUMX 개의 다운 컨덕터가 있어야합니다. 연구에 따르면 낙뢰 전류의 주요 부분을 전달하는 것으로 밝혀 졌으므로 가능한 한 구조물의 노출 된 각 모서리에 다운 컨덕터를 설치해야합니다.

천연 성분

BS 62305과 마찬가지로 BS EN / IEC 6651는 LPS에 통합 될 구조 위 또는 내부에서 우연한 금속 부품의 사용을 권장합니다.

BS 6651이 콘크리트 구조물에있는 철근을 사용할 때 전기적 연속성을 장려했지만 BS EN / IEC 62305-3도 마찬가지입니다. 또한 철근이 용접되거나 적절한 연결 부품으로 클램핑되거나 철근 직경의 최소 20 배가 겹쳐 진다고 명시되어 있습니다. 이것은 번개 전류를 전달할 가능성이있는 철근이 한 길이에서 다음 길이로 안전하게 연결되도록하기위한 것입니다.

내부 철근을 외부 인하 도선 또는 접지 네트워크에 연결해야하는 경우 그림 20에 표시된 배열 중 하나가 적합합니다. 본딩 컨덕터에서 철근으로의 연결이 콘크리트로 싸여 져야하는 경우 표준은 두 개의 클램프를 사용하도록 권장합니다. 하나는 한 길이의 철근에 연결되고 다른 하나는 다른 길이의 철근에 연결됩니다. 그런 다음 조인트는 Denso 테이프와 같은 수분 억제 화합물로 둘러싸 야합니다.

철근 (또는 구조용 강철 프레임)이 인하 도선으로 사용되는 경우 공기 종단 시스템에서 접지 시스템까지의 전기적 연속성을 확인해야합니다. 새로운 건축 구조물의 경우 이는 전용 철근을 사용하여 초기 건설 단계에서 결정하거나 또는 콘크리트를 타설하기 전에 구조물 상단에서 기초까지 전용 구리 도체를 실행하는 방법으로 결정할 수 있습니다. 이 전용 구리 도체는 인접 / 인접 철근에 주기적으로 접착해야합니다.

기존 구조물 내 철근의 경로와 연속성이 의심스러운 경우 외부 인하 도선 시스템을 설치해야합니다. 이들은 구조물의 상단과 하단에있는 구조물의 보강 네트워크에 이상적으로 결합되어야합니다.

접지 시스템

접지 시스템은 낙뢰 전류를 안전하고 효과적으로지면으로 분산시키는 데 필수적입니다.

BS 6651에 따라 새로운 표준은 낙뢰 보호, 전력 ​​및 통신 시스템을 결합한 구조용 단일 통합 접지 종단 시스템을 권장합니다. 본딩이 발생하기 전에 운영 기관 또는 관련 시스템 소유자의 동의를 얻어야합니다.

좋은 접지 연결은 다음과 같은 특성을 가져야합니다.

– 전극과 대지 사이의 낮은 전기 저항. 접지 전극 저항이 낮을수록 번개 전류가 다른 경로보다 우선적으로 해당 경로를 따라 흐르도록 선택하여 전류가 안전하게 전도되고 지구에서 소멸 될 수 있습니다.

– 우수한 내식성. 접지 전극과 그 연결을위한 재료의 선택은 매우 중요합니다. 수년 동안 토양에 묻힐 것이므로 완전히 신뢰할 수 있어야합니다.

이 표준은 낮은 접지 저항 요구 사항을 옹호하며 10ohm 이하의 전체 접지 종단 시스템으로 달성 할 수 있다고 지적합니다.

세 가지 기본 접지 전극 배열이 사용됩니다.

– A 형 배열

– B 형 배열

– 기초 접지극

유형 A 배열

이것은 수평 또는 수직 접지 전극으로 구성되며 구조물 외부에 고정 된 각 인하 도선에 연결됩니다. 이것은 본질적으로 BS 6651에서 사용되는 접지 시스템으로, 각 다운 컨덕터에는 접지 전극 (로드)이 연결되어 있습니다.

유형 B 배열

이 배열은 본질적으로 구조의 주변에 위치하며 전체 길이의 최소 80 % 동안 주변 토양과 접촉하는 완전히 연결된 링 접지 전극입니다 (즉, 전체 길이의 20 %는 구조의 지하실 및 지구와 직접 접촉하지 않음).

기초 접지극

이것은 본질적으로 유형 B 접지 배열입니다. 구조의 콘크리트 기초에 설치된 도체로 구성됩니다. 추가 길이의 전극이 필요한 경우 B 형 배열과 동일한 기준을 충족해야합니다. 기초 접지 전극은 강철 보강 기초 메쉬를 보강하는 데 사용할 수 있습니다.

외부 LPS의 분리 (격리) 거리

외부 LPS와 구조용 금속 부품 사이의 분리 거리 (즉, 전기 절연)가 필수적으로 필요합니다. 이것은 구조물 내부에 부분적인 낙뢰 전류가 유입 될 가능성을 최소화합니다.

이는 구조물로 이어지는 경로가있는 전도성 부품에서 충분히 멀리 낙뢰 전도체를 배치함으로써 달성 할 수 있습니다. 따라서 낙뢰 방전이 낙뢰 도체에 닿으면 '간격을 해소'할 수없고 인접한 금속 제품으로 번쩍 일 수 없습니다.

BS EN / IEC 62305는 낙뢰 보호, 전력 ​​및 통신 시스템을 결합한 구조용 단일 통합 접지 종단 시스템을 권장합니다.

내부 LPS 설계 고려 사항

내부 LPS의 기본 역할은 보호 할 구조물 내에서 발생하는 위험한 스파크를 방지하는 것입니다. 이는 낙뢰 방전 후 외부 LPS 또는 실제로 구조의 다른 전도성 부분에 흐르는 낙뢰 전류와 내부 금속 설비로 번쩍이거나 스파크를 시도하기 때문일 수 있습니다.

적절한 등전위 본딩 조치를 수행하거나 금속 부품 사이에 충분한 전기 절연 거리가 있는지 확인하면 다른 금속 부품 사이에 위험한 스파크가 발생하는 것을 방지 할 수 있습니다.

번개 등전위 본딩

등전위 본딩은 모든 적절한 금속 설비 / 부품의 전기적 상호 연결로, 번개 전류가 흐르는 경우 금속 부품이 서로에 대해 서로 다른 전압 전위에 있지 않습니다. 금속 부품이 본질적으로 동일한 전위에 있으면 스파크 또는 섬락의 위험이 무효화됩니다.

이러한 전기적 상호 연결은 자연스러운 / 우연한 본딩 또는 BS EN / IEC 8-9의 표 62305 및 3에 따라 크기가 지정된 특정 본딩 컨덕터를 사용하여 달성 할 수 있습니다.

본딩 도체와의 직접 연결이 적합하지 않은 SPD (서지 보호 장치)를 사용하여 본딩을 수행 할 수도 있습니다.

그림 21 (BS EN / IEC 62305-3 그림 E.43 기반)은 등전위 본딩 배열의 전형적인 예를 보여줍니다. 가스, 물 및 중앙 난방 시스템은 모두 내부에있는 등전위 본딩 바에 직접 연결되지만지면 근처의 외벽에 가깝습니다. 전원 케이블은 전기 계량기의 상류에있는 적절한 SPD를 통해 등전위 본딩 바에 연결됩니다. 이 본딩 바는 주 배전반 (MDB) 가까이에 위치해야하며 짧은 길이의 도체를 사용하여 접지 종단 시스템에도 가깝게 연결해야합니다. 더 크거나 확장 된 구조에서는 여러 개의 본딩 바가 필요할 수 있지만 모두 서로 연결되어야합니다.

안테나 케이블의 스크린과 구조물로 배선되는 전자 제품에 대한 차폐 된 전원 공급 장치도 등전위 막대에 연결해야합니다.

등전위 본딩, 메시 형 상호 연결 접지 시스템 및 SPD 선택과 관련된 추가 지침은 LSP 가이드 북에서 찾을 수 있습니다.

BS EN / IEC 62305-4 구조물 내의 전기 및 전자 시스템

전자 시스템은 이제 작업 환경에서 자동차에 휘발유를 채우고 지역 슈퍼마켓에서 쇼핑하는 것에 이르기까지 우리 삶의 거의 모든 측면에 퍼져 있습니다. 사회로서 우리는 이제 그러한 시스템의 지속적이고 효율적인 운영에 크게 의존하고 있습니다. 컴퓨터, 전자 프로세스 제어 및 통신의 사용은 지난 XNUMX 년 동안 폭발적으로 증가했습니다. 더 많은 시스템이 존재할뿐만 아니라 관련된 전자 장치의 물리적 크기가 상당히 감소했습니다 (크기가 작을수록 회로 손상에 필요한 에너지가 줄어 듭니다).

BS EN / IEC 62305는 우리가 지금 전자 시대에 살고 있음을 인정하여 전자 및 전기 시스템에 대한 LEMP (Lightning Electromagnetic Impulse) 보호를 4 부를 통해 표준에 통합합니다. LEMP는 다음을 포함하여 번개의 전반적인 전자기 효과에 부여되는 용어입니다. 전도 된 서지 (과도적인 과전압 및 전류) 및 방사 전자기장 효과.

LEMP 손상은 매우 만연하여 보호 할 특정 유형 (D3) 중 하나로 식별되며 LEMP 손상은 유형에 대한 추가 참조를 위해 구조 또는 연결된 서비스 (직접 또는 간접)에 대한 모든 공격 지점에서 발생할 수 있습니다. 낙뢰로 인한 손상은 표 5를 참조하십시오.이 확장 된 접근 방식은 또한 구조물에 연결된 서비스 (예 : 전력, 통신 및 기타 금속 라인)와 관련된 화재 또는 폭발의 위험을 고려합니다.

번개가 유일한 위협은 아닙니다…

전기적 스위칭 이벤트로 인한 과도 과전압은 매우 일반적이며 상당한 간섭의 원인이 될 수 있습니다. 도체를 통해 흐르는 전류는 에너지가 저장되는 자기장을 생성합니다. 전류가 차단되거나 꺼지면 자기장의 에너지가 갑자기 방출됩니다. 자체 소산을 시도하면 과도 전압이 높아집니다.

저장된 에너지가 많을수록 과도 전류가 커집니다. 더 높은 전류와 더 긴 도체는 더 많은 에너지를 저장하고 방출하는 데 기여합니다!

이것이 모터, 변압기 및 전기 드라이브와 같은 유도 부하가 모두 스위칭 과도 현상의 일반적인 원인 인 이유입니다.

BS EN / IEC 62305-4의 중요성

이전에는 과도 과전압 또는 서지 보호가 별도의 위험 평가와 함께 BS 6651 표준의 권고 부록으로 포함되었습니다. 그 결과, 장비 손상이 발생한 후 종종 보험 회사에 대한 의무를 통해 보호가 이루어졌습니다. 그러나 BS EN / IEC 62305의 단일 위험 평가는 구조 및 / 또는 LEMP 보호가 필요한지 여부를 나타내므로 이제는이 새로운 표준 내에서 서지 보호 장치 (SPD)로 알려진 과도 과전압 보호와 분리 된 구조 낙뢰 보호를 고려할 수 없습니다. 이것은 그 자체로 BS 6651과는 상당한 차이입니다.

실제로 BS EN / IEC 62305-3에 따라 LPS 시스템은 더 이상 번개 전류 또는 등전위 본딩 SPD 없이는 직접 결합 할 수없는 전력 및 통신 케이블과 같은 "라이브 코어"가있는 수신 금속 서비스에 장착 할 수 없습니다. 지구에. 이러한 SPD는 화재 또는 감전 위험을 초래할 수있는 위험한 스파크를 방지하여 인명 손실 위험으로부터 보호해야합니다.

번개 전류 또는 등전위 본딩 SPD는 직접 타격으로 인해 위험에 처한 구조물에 공급하는 가공 서비스 라인에도 사용됩니다. 그러나 이러한 SPD의 사용만으로는 "민감한 전기 또는 전자 시스템의 고장에 대한 효과적인 보호를 제공하지 못합니다". BS EN / IEC 62305 파트 4를 인용하면 특히 구조물 내의 전기 및 전자 시스템 보호에 특화되어 있습니다.

번개 전류 SPD는 과전압 SPD를 포함하는 조정 된 SPD 세트의 한 부분을 형성합니다.이 SPD는 번개 및 스위칭 과도 상태에서 민감한 전기 및 전자 시스템을 효과적으로 보호하는 데 필요합니다.

번개 보호 구역 (LPZ)

BS 6651은 부록 C (위치 카테고리 A, B 및 C)에서 구역화 개념을 인식했지만 BS EN / IEC 62305-4는 번개 보호 구역 (LPZ)의 개념을 정의합니다. 그림 22는 4 부에 자세히 설명 된대로 LEMP에 대한 보호 조치로 정의 된 기본 LPZ 개념을 보여줍니다.

구조 내에서 일련의 LPZ가 생성되어 번개의 영향에 대한 노출이 연속적으로 적거나 이미있는 것으로 식별됩니다.

연속 영역은 본딩, 차폐 및 조정 된 SPD의 조합을 사용하여 전도 된 서지 전류 및 과도 과전압, 방사 자기장 효과로부터 LEMP 심각도를 현저히 감소시킵니다. 설계자는 더 민감한 장비가 더 보호 된 구역에 배치되도록 이러한 수준을 조정합니다.

LPZ는 두 개의 범주로 나눌 수 있습니다. – 2 개의 외부 영역 (LPZ 0_A, LPZ 0_B) 및 일반적으로 2 개의 내부 영역 (LPZ 1, 2)이 있지만 필요한 경우 전자기장과 낙뢰 전류를 더 줄이기 위해 추가 영역을 도입 할 수 있습니다.

외부 영역

LPZ 0_A 직접 번개가 치는 지역이므로 최대 번개 전류를 전달해야 할 수 있습니다.

이것은 일반적으로 구조물의 지붕 영역입니다. 여기에서 전체 전자기장이 발생합니다.

LPZ 0_B 직접적인 번개의 영향을받지 않는 영역이며 일반적으로 구조물의 측벽입니다.

그러나 여기에서 전체 전자기장이 여전히 발생하고 부분적인 낙뢰 전류와 스위칭 서지가 여기에서 발생할 수 있습니다.

내부 영역

LPZ 1은 부분적인 낙뢰 전류의 영향을받는 내부 영역입니다. 전도 된 낙뢰 전류 및 / 또는 스위칭 서지는 외부 영역 LPZ 0에 비해 감소합니다._A, LPZ 0_B.

이것은 일반적으로 서비스가 구조에 들어가거나 주 전원 배전반이있는 영역입니다.

LPZ 2는 LPZ 1에 비해 낙뢰 임펄스 전류 및 / 또는 스위칭 서지의 잔재가 감소하는 구조 내부에 더 위치한 내부 영역입니다.

이것은 일반적으로 차단 된 방이거나 주 전원의 경우 하위 배전반 영역에 있습니다. 구역 내의 보호 수준은 보호 할 장비의 내성 특성과 조정되어야합니다. 즉, 장비가 더 민감할수록 더 많은 보호 구역이 필요합니다.

건물의 기존 직물 및 레이아웃은 쉽게 명백한 구역을 만들 수 있거나 필요한 구역을 만들기 위해 LPZ 기술을 적용해야 할 수도 있습니다.

서지 보호 조치 (SPM)

차폐 실과 같은 구조의 일부 영역은 자연적으로 다른 영역보다 번개로부터 더 잘 보호되며 LPS의 신중한 설계, 물 및 가스와 같은 금속 서비스의 접지 결합, 케이블 링을 통해 보호 구역을 확장 할 수 있습니다. 기법. 그러나 장비를 손상으로부터 보호하고 작동의 연속성을 보장하는 조정 된 SPD (서지 보호 장치)를 올바르게 설치하는 것이 가동 중지 시간을 제거하는 데 중요합니다. 이러한 조치를 전체적으로 SPM (Surge Protection Measures) (이전의 LEMP 보호 조치 시스템 (LPMS))이라고합니다.

결합, 차폐 및 SPD를 적용 할 때 기술적 우수성과 경제적 필요성이 균형을 이루어야합니다. 새로운 빌드의 경우 결합 및 스크리닝 조치를 통합하여 전체 SPM의 일부를 구성 할 수 있습니다. 그러나 기존 구조의 경우 조정 된 SPD 세트를 개조하는 것이 가장 쉽고 비용 효율적인 솔루션 일 것입니다.

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조정 된 SPD

BS EN / IEC 62305-4는 환경 내의 장비 보호를 위해 조정 된 SPD의 사용을 강조합니다. 이는 LEMP 효과를 안전한 수준으로 줄임으로써 환경에서 장비를 보호하는 방식으로 위치 및 LEMP 처리 속성이 조정되는 일련의 SPD를 의미합니다. 따라서 서비스 입구에 과부하 전류 SPD가있어 서지 에너지의 대부분 (LPS 및 / 또는 가공선에서 나오는 부분 번개 전류)을 처리 할 수 ​​있으며 각각의 과도 과전압은 조정 된 + 다운 스트림 과전압 SPD에 의해 안전한 수준으로 제어됩니다. 스위칭 소스 (예 : 대형 유도 모터)에 의한 잠재적 인 손상을 포함하여 터미널 장비를 보호합니다. 서비스가 한 LPZ에서 다른 LPZ로 이동할 때마다 적절한 SPD가 장착되어야합니다.

조정 된 SPD는 환경에서 장비를 보호하기 위해 계단식 시스템으로 효과적으로 함께 작동해야합니다. 예를 들어, 인입구의 낙뢰 전류 SPD는 대부분의 서지 에너지를 처리하여 다운 스트림 과전압 SPD를 충분히 완화하여 과전압을 제어해야합니다.

서비스가 한 LPZ에서 다른 LPZ로 이동할 때마다 적절한 SPD가 장착되어야합니다.

조정이 잘못되면 과전압 SPD가 너무 많은 서지 에너지에 노출되어 장비 자체와 잠재적으로 장비가 손상 될 위험이 있음을 의미 할 수 있습니다.

또한 설치된 SPD의 전압 보호 수준 또는 통과 전압은 설비 부품의 절연 내전압 및 전자 장비의 내전압과 조정되어야합니다.

향상된 SPD

장비에 대한 완전한 손상은 바람직하지 않지만 작동 손실 또는 장비 오작동으로 인한 가동 중지 시간을 최소화해야하는 필요성도 중요 할 수 있습니다. 이는 병원, 금융 기관, 제조 공장 또는 상업 사업과 같이 대중에게 서비스를 제공하는 산업에 특히 중요하며, 장비의 작동 손실로 인해 서비스를 제공 할 수없는 경우 심각한 건강과 안전 및 / 또는 재정이 초래 될 수 있습니다. 결과.

표준 SPD는 공통 모드 서지 (활성 컨덕터와 접지 사이)에 대해서만 보호 할 수 있으며, 시스템 중단으로 인한 다운 타임이 아닌 완전한 손상에 대한 효과적인 보호를 제공합니다.

따라서 BS EN 62305는 지속적인 작동이 필요한 중요 장비의 손상 및 오작동 위험을 더욱 줄여주는 SPD (향상된 SPD) 사용을 고려합니다. 따라서 설치자는 SPD의 응용 프로그램 및 설치 요구 사항을 이전보다 훨씬 더 잘 알고 있어야합니다.

우수하거나 강화 된 SPD는 공통 모드와 차동 모드 (활성 컨덕터 간) 모두에서 서지에 대해 더 낮은 (더 나은) 렛 스루 전압 보호를 제공하므로 본딩 및 차폐 조치에 대한 추가 보호를 제공합니다.

이러한 향상된 SPD는 하나의 장치 내에서 최대 주전원 유형 1 + 2 + 3 또는 데이터 / 통신 테스트 Cat D + C + B 보호를 제공 할 수도 있습니다. 컴퓨터와 같은 터미널 장비는 차동 모드 서지에 더 취약한 경향이 있으므로이 추가 보호는 중요한 고려 사항이 될 수 있습니다.

또한 공통 및 차동 모드 서지로부터 보호 할 수있는 용량으로 인해 서지 활동 중에 장비가 계속 작동 할 수 있으므로 상업, 산업 및 공공 서비스 조직 모두에게 상당한 이점을 제공합니다.

모든 LSP SPD는 업계 최고의 낮은 렛 스루 전압으로 향상된 SPD 성능을 제공합니다.

(전압 보호 레벨, U_p), 이는 비용이 많이 드는 시스템 다운 타임을 방지하는 것 외에도 비용 효율적이고 유지 보수가 필요없는 반복 보호를 달성하기위한 최선의 선택입니다. 모든 공통 및 차동 모드에서 통과 전압 보호가 낮다는 것은 보호를 제공하는 데 필요한 장치 수가 적다는 것을 의미하므로 장치 및 설치 비용은 물론 설치 시간도 절약됩니다.

모든 LSP SPD는 업계 최고의 낮은 렛 스루 전압으로 향상된 SPD 성능을 제공합니다.

결론

번개는 구조에 대한 분명한 위협이되지만 전기 및 전자 장비의 사용과 의존도가 증가함에 따라 구조 내 시스템에 대한 위협이 증가합니다. BS EN / IEC 62305 시리즈 표준은이를 분명히 인정합니다. 구조적 낙뢰 보호는 더 이상 과도 과전압 또는 장비의 서지 보호로부터 격리 될 수 없습니다. 향상된 SPD를 사용하면 LEMP 활동 중에 중요한 시스템을 지속적으로 작동 할 수있는 실질적인 비용 효율적인 보호 수단을 제공합니다.