낙뢰 및 서지 보호 장치 요약

계획된 안전

번개 보호 영역 개념

건물은 여러 멸종 위기 지역으로 나뉩니다. 이러한 영역은 필요한 보호 조치, 특히 낙뢰 및 서지 보호 장치 및 구성 요소를 정의하는 데 도움이됩니다. EMC 호환 (EMC : Electro Magnetic Compatibility) 낙뢰 보호 영역 개념의 일부는 외부 낙뢰 보호 시스템 (수뢰 부 시스템, 인하 도선 시스템, 접지 시스템 포함), 등전위 본딩, 공간 차폐 및 서지 보호입니다. 전력 공급 및 정보 기술 시스템. 정의는 표 1에 분류 된대로 적용됩니다. 서지 보호 장치에 대한 요구 사항 및 부하에 따라 낙뢰 전류 피뢰기, 서지 피뢰기 및 결합 피뢰기로 분류됩니다. 낙뢰 보호 구역 0에서 전환 할 때 사용되는 낙뢰 전류 피뢰기 및 결합 피뢰기의 방전 용량에 가장 높은 요구 사항이 적용됩니다._A 1 또는 0_A 이 피뢰기는 건물의 전기 설비에 파괴적인 부분 낙뢰 전류가 유입되는 것을 방지하기 위해 파괴되지 않고 2/10 μs 파형의 부분 낙뢰 전류를 여러 번 전도 할 수 있어야합니다. LPZ 350에서 전환 지점에서_B LPZ 1에서 1 이상으로의 전환 지점에서 낙뢰 전류 피뢰기의 2 또는 다운 스트림에 연결하는 경우 서지 피뢰기는 서지로부터 보호하는 데 사용됩니다. 그들의 임무는 업스트림 보호 단계의 잔류 에너지를 훨씬 더 줄이고 설비 자체에서 유도되거나 생성되는 서지를 제한하는 것입니다.

위에서 설명한 낙뢰 보호 구역 경계의 낙뢰 및 서지 보호 조치는 전원 공급 장치 및 정보 기술 시스템에 동일하게 적용됩니다. EMC 호환 낙뢰 보호 영역 개념에 설명 된 모든 조치는 전기 및 전자 장치 및 설치의 지속적인 가용성을 달성하는 데 도움이됩니다. 자세한 기술 정보는 다음을 방문하십시오. www.lsp-international.com.

IEC 62305-4 : 2010

외부 영역 :

LPZ 0 : 감쇠되지 않은 낙뢰 전자기장으로 인해 위협이 발생하고 내부 시스템이 전체 또는 부분 낙뢰 서지 전류에 노출 될 수있는 영역입니다.

LPZ 0은 다음과 같이 세분됩니다.

LPZ 0_A: 직접적인 번개 섬광과 완전한 번개 전자기장으로 인해 위협이되는 영역. 내부 시스템은 완전한 낙뢰 서지 전류에 노출 될 수 있습니다.

LPZ 0_B: 직접적인 번개 섬광으로부터 보호되지만 위협이되는 곳은 완전한 번개 전자기장입니다. 내부 시스템은 부분적인 낙뢰 서지 전류를받을 수 있습니다.

내부 영역 (직사 번개로부터 보호됨) :

LPZ 1 : 서지 전류가 전류 공유 및 절연 인터페이스 및 / 또는 경계의 SPD에 의해 제한되는 영역. 공간 차폐는 번개 전자기장을 약화시킬 수 있습니다.

LPZ 2… n : 전류 공유 및 절연 인터페이스 및 / 또는 경계의 추가 SPD에 의해 서지 전류가 추가로 제한 될 수있는 영역. 추가 공간 차폐를 사용하여 번개 전자기장을 추가로 감쇠시킬 수 있습니다.

용어 및 정의

차단 용량, 현재 소화 능력을 따르십시오 I_fi

차단 용량은 U를 연결할 때 서지 보호 장치에 의해 자동으로 소멸 될 수있는 주전원 후속 전류의 영향을받지 않는 (예상) rms 값입니다._C. EN 61643-11 : 2012에 따른 작동 듀티 테스트에서 입증 될 수 있습니다.

IEC 61643-21 : 2009에 따른 카테고리

전류 전달 능력 및 임펄스 간섭의 전압 제한을 테스트하기 위해 여러 임펄스 전압 및 임펄스 전류가 IEC 61643-21 : 2009에 설명되어 있습니다. 이 표준의 표 3은이를 범주별로 나열하고 선호하는 값을 제공합니다. IEC 2-61643 표준의 표 22에서 과도 소스는 디커플링 메커니즘에 따라 다른 임펄스 범주에 할당됩니다. 카테고리 C2에는 유도 성 커플 링 (서지), 카테고리 D1 갈바닉 커플 링 (번개 전류)이 포함됩니다. 관련 카테고리는 기술 데이터에 명시되어 있습니다. LSP 서지 보호 장치는 지정된 범주의 값을 능가합니다. 따라서 임펄스 전류 전달 능력에 대한 정확한 값은 공칭 방전 전류 (8/20 μs)와 번개 임펄스 전류 (10/350 μs)로 표시됩니다.

조합 파

조합 파는 가상 임피던스가 1.2Ω 인 하이브리드 발생기 (50 / 8μs, 20 / 2μs)에 의해 생성됩니다. 이 발전기의 개방 회로 전압은 U라고합니다._OC. 유_OC 이 어 레스터 만 조합 파 (EN 3-61643에 따라)로 테스트 할 수 있기 때문에 타입 11 어 레스터에 선호되는 표시기입니다.

차단 주파수 f_G

차단 주파수는 피뢰기의 주파수에 따른 동작을 정의합니다. 차단 주파수는 삽입 손실을 유발하는 주파수 (a_E) 특정 테스트 조건에서 3dB (EN 61643-21 : 2010 참조). 달리 표시되지 않는 한이 값은 50Ω 시스템을 나타냅니다.

보호 등급

IP 보호 등급은 보호 범주에 해당합니다.

IEC 60529에 설명되어 있습니다.

연결 해제 시간 t_a

차단 시간은 보호 대상 회로 또는 장비에 장애가 발생한 경우 전원 공급 장치가 자동으로 차단 될 때까지 걸리는 시간입니다. 차단 시간은 고장 전류의 강도와 보호 장치의 특성으로 인해 발생하는 애플리케이션 별 값입니다.

SPD의 에너지 조정

에너지 조정은 전체 번개 및 서지 보호 개념의 계단식 보호 요소 (= SPD)의 선택적이고 조정 된 상호 작용입니다. 이는 번개 임펄스 전류의 총 부하는 에너지 전달 능력에 따라 SPD간에 분할됨을 의미합니다. 에너지 조정이 불가능하면 다운 스트림 SPD가 불충분합니다.

업스트림 SPD가 너무 늦게, 불충분하거나 전혀 작동하지 않기 때문에 업스트림 SPD에 의해 완화됩니다. 결과적으로 다운 스트림 SPD와 보호 할 단말 장비가 파괴 될 수 있습니다. DIN CLC / TS 61643-12 : 2010은 에너지 조정을 확인하는 방법을 설명합니다. Spark-gap 기반 유형 1 SPD는 전압 스위칭으로 인해 상당한 이점을 제공합니다.

특성 (참조 WeTA B리커 F기름 부음).

진동수 범위

주파수 범위는 설명 된 감쇠 특성에 따라 어 레스터의 전송 범위 또는 차단 주파수를 나타냅니다.

삽입 손실

주어진 주파수에서 서지 보호 장치의 삽입 손실은 서지 보호 장치를 설치하기 전후에 설치 장소의 전압 값의 관계에 의해 정의됩니다. 달리 표시되지 않는 한이 값은 50Ω 시스템을 나타냅니다.

통합 백업 퓨즈

SPD의 제품 표준에 따라 과전류 보호 장치 / 백업 퓨즈를 사용해야합니다. 그러나이를 위해서는 분전반에 추가 공간, 추가 케이블 길이 (IEC 60364-5-53에 따라 가능한 한 짧아야 함), 추가 설치 시간 (및 비용) 및 퓨즈 치수가 필요합니다. 관련된 임펄스 전류에 이상적으로 적합한 어 레스터에 통합 된 퓨즈는 이러한 모든 단점을 제거합니다. 공간 확보, 배선 노력 감소, 통합 퓨즈 모니터링 및 짧은 연결 케이블로 인한 보호 효과 증가는이 개념의 분명한 장점입니다.

번개 전류 I_{꼬마 도깨비}

번개 임펄스 전류는 10/350 μs 파형의 표준화 된 임펄스 전류 곡선입니다. 매개 변수 (피크 값, 전하, 비 에너지)는 자연 번개 전류로 인한 부하를 시뮬레이션합니다. 낙뢰 전류 및 복합 피뢰기는 파괴되지 않고 이러한 낙뢰 임펄스 전류를 여러 번 방전 할 수 있어야합니다.

메인 측 과전류 보호 / 어 레스터 백업 퓨즈

과전류 보호 장치 (예 : 퓨즈 또는 회로 차단기)는 서지 보호 장치의 차단 용량을 초과하는 즉시 전원 주파수 후속 전류를 차단하기 위해 인피 드 측 피뢰기 외부에 있습니다. 백업 퓨즈가 이미 SPD에 통합되어 있으므로 추가 백업 퓨즈가 필요하지 않습니다.

최대 연속 작동 전압 U_C

최대 연속 작동 전압 (최대 허용 작동 전압)은 작동 중에 서지 보호 장치의 해당 단자에 연결할 수있는 최대 전압의 rms 값입니다. 이것은 피뢰기의 최대 전압입니다.

정의 된 비전도 상태로, 어 레스터가 트립 및 방전 된 후이 상태로 되돌아갑니다. U의 가치_C 보호 할 시스템의 공칭 전압과 설치자의 사양 (IEC 60364-5-534)에 따라 다릅니다.

최대 연속 작동 전압 U_CPV 태양 광 (PV) 시스템 용

SPD의 단자에 영구적으로 적용될 수있는 최대 DC 전압 값. U를 확인하려면_CPV 모든 외부 영향 (예 : 주변 온도, 태양 복사 강도)의 경우 PV 시스템의 최대 개방 회로 전압보다 높음, U_CPV 이 최대 개방 회로 전압보다 1.2 배 높아야합니다 (CLC / TS 50539-12에 따름). 이 계수 1.2는 SPD의 치수가 잘못 지정되지 않도록합니다.

최대 방전 전류 I_최대

최대 방전 전류는 장치가 안전하게 방전 할 수있는 8/20 μs 임펄스 전류의 최대 피크 값입니다.

최대 전송 용량

최대 전송 용량은 보호 부품을 방해하지 않고 동축 서지 보호 장치를 통해 전송할 수있는 최대 고주파 전력을 정의합니다.

공칭 방전 전류 I_n

공칭 방전 전류는 특정 테스트 프로그램에서 서지 보호 장치의 정격이 지정되고 서지 보호 장치가 여러 번 방전 할 수있는 8/20 μs 임펄스 전류의 피크 값입니다.

공칭 부하 전류 (공칭 전류) I_L

공칭 부하 전류는 해당 단자를 통해 영구적으로 흐를 수있는 최대 허용 작동 전류입니다.

공칭 전압 U_N

공칭 전압은 보호 할 시스템의 공칭 전압을 나타냅니다. 공칭 전압 값은 종종 정보 기술 시스템 용 서지 보호 장치의 유형 지정으로 사용됩니다. ac 시스템의 rms 값으로 표시됩니다.

N-PE 피뢰기

N 및 PE 도체 사이에 설치하기 위해 독점적으로 설계된 서지 보호 장치.

작동 온도 범위 T_U

작동 온도 범위는 장치를 사용할 수있는 범위를 나타냅니다. 비자가 발열 장치의 경우 주변 온도 범위와 동일합니다. 자체 발열 장치의 온도 상승은 표시된 최대 값을 초과하지 않아야합니다.

보호 회로

보호 회로는 다단계 계단식 보호 장치입니다. 개별 보호 단계는 스파크 갭, 배리스터, 반도체 요소 및 가스 방전 튜브로 구성 될 수 있습니다 (에너지 조정 참조).

보호 도체 전류 I_PE

보호 도체 전류는 서지 보호 장치가 최대 연속 작동 전압 U에 연결될 때 PE 연결을 통해 흐르는 전류입니다._C, 설치 지침에 따라 부하측 소비자가 없습니다.

원격 신호 접점

원격 신호 접점을 통해 장치의 작동 상태를 원격으로 쉽게 모니터링하고 표시 할 수 있습니다. 플로팅 전환 접점 형태의 XNUMX 극 단자가 특징입니다. 이 접점은 차단 및 / 또는 연결로 사용할 수 있으므로 빌딩 제어 시스템, 스위치 기어 캐비닛의 컨트롤러 등에 쉽게 통합 될 수 있습니다.

응답 시간 t_A

응답 시간은 주로 어 레스터에 사용되는 개별 보호 요소의 응답 성능을 특징으로합니다. 임펄스 전압의 상승률 du / dt 또는 임펄스 전류의 di / dt에 따라 응답 시간은 특정 한계 내에서 달라질 수 있습니다.

반사 손실

고주파 애플리케이션에서 반사 손실은 보호 장치 (서지 지점)에서 반사되는 "선도"파동의 부분 수를 나타냅니다. 이것은 보호 장치가 시스템의 특성 임피던스에 얼마나 잘 맞춰져 있는지 직접 측정합니다.

직렬 저항

피뢰기의 입력과 출력 사이에서 신호 흐름 방향의 저항.

차폐 감쇠

동축 케이블에 공급되는 전력과 위상 도체를 통해 케이블에서 방출되는 전력의 관계.

서지 보호 장치 (SPD)

서지 보호 장치는 주로 전압 종속 저항 (배리스터, 억제 다이오드) 및 / 또는 스파크 갭 (방전 경로)으로 구성됩니다. 서지 보호 장치는 허용되지 않는 높은 서지로부터 다른 전기 장비 및 설비를 보호하고 /하거나 등전위 본딩을 설정하는 데 사용됩니다. 서지 보호 장치는 다음과 같이 분류됩니다.

1. a) 사용에 따라 :

• 전원 공급 장치 및 장치 용 서지 보호 장치

최대 1000V의 공칭 전압 범위

– EN 61643-11 : 2012에 따라 유형 1/2/3 SPD

– IEC 61643-11 : 2011에 따라 클래스 I / II / III SPD로

레드 / 라인의 전환. 새로운 EN 61643-11 : 2012 및 IEC 61643-11 : 2011 표준에 대한 제품군은 2014 년에 완성 될 예정입니다.

• 정보 기술 설치 및 장치 용 서지 보호 장치

낙뢰 및 기타 과도 현상의 간접적 및 직접적인 영향으로부터 최대 1000V ac (유효 값) 및 1500V dc의 정격 전압을 사용하는 통신 및 신호 네트워크의 최신 전자 장비를 보호합니다.

– IEC 61643-21 : 2009 및 EN 61643-21 : 2010에 따름.

• 접지 시스템 또는 등전위 본딩을위한 스파크 갭 분리
• 태양 광 시스템에 사용하기위한 서지 보호 장치

최대 1500V의 공칭 전압 범위

– EN 50539-11 : 2013에 따라 유형 1/2 SPD

1. b) 임펄스 전류 방전 용량 및 보호 효과에 따라 :

• 낙뢰 전류 피뢰기 / 조정 된 낙뢰 전류 피뢰기

직접 또는 근처 낙뢰로 인한 간섭으로부터 설치 및 장비를 보호하기 위해 (LPZ 0 사이의 경계에 설치됨)_A 및 1).

• 서지 피뢰기

원격 낙뢰로부터 설치, 장비 및 터미널 장치 보호, 과전압 및 정전기 방전 (LPZ 0의 하류 경계에 설치됨)_B).

• 결합 된 피뢰기

직접 또는 인근 낙뢰로 인한 간섭으로부터 설비, 장비 및 터미널 장치를 보호하기 위해 (LPZ 0 사이의 경계에 설치됨)_A 및 1과 0_A 및 2).

서지 보호 장치의 기술 데이터

서지 보호 장치의 기술 데이터에는 다음 사항에 따른 사용 조건에 대한 정보가 포함됩니다.

• 애플리케이션 (예 : 설치, 주전원 조건, 온도)
• 간섭 발생시 성능 (예 : 임펄스 전류 방전 용량, 전류 소화 능력 따르기, 전압 보호 수준, 응답 시간)
• 작동 중 성능 (예 : 공칭 전류, 감쇠, 절연 저항)
• 오류 발생시 성능 (예 : 백업 퓨즈, 단로기, 안전 장치, 원격 신호 옵션)

단락 내성 기능

단락 저항 능력은 관련 최대 백업 퓨즈가 업스트림에 연결될 때 서지 보호 장치가 처리하는 예상 전원 주파수 단락 전류의 값입니다.

단락 등급 I_SCPV 태양 광 (PV) 시스템에서 SPD의

SPD가 단독으로 또는 연결 해제 장치와 함께 견딜 수있는 영향을받지 않는 최대 단락 전류.

일시적인 과전압 (TOV)

고전압 시스템의 오류로 인해 일시적인 과전압이 서지 보호 장치에 잠시 동안 존재할 수 있습니다. 이는 낙뢰 또는 스위칭 작동으로 인해 발생하는 일시적인 현상 (약 1ms 이하)과 명확하게 구별되어야합니다. 진폭 U_T 이 임시 과전압의 지속 시간은 EN 61643-11 (200ms, 5 초 또는 120 분)에 지정되어 있으며 시스템 구성 (TN, TT 등)에 따라 관련 SPD에 대해 개별적으로 테스트됩니다. SPD는 a) 안정적으로 실패 (TOV 안전성) 또는 b) TOV 내성 (TOV 견딜 수 있음)이 될 수 있습니다.

일시적인 과전압.

단로기

전압 제어 저항기 (바리스터)가 장착 된 전원 공급 시스템에 사용되는 서지 보호 장치는 대부분 과부하시 전원에서 서지 보호 장치를 분리하고이 작동 상태를 표시하는 통합 열 차단기를 갖추고 있습니다. 차단기는 과부하 된 배리스터에 의해 생성 된 "현재 열"에 반응하고 특정 온도가 초과되면 전원에서 서지 보호 장치를 분리합니다. 단로기는 화재를 방지하기 위해 과부하 서지 보호 장치를 제때 분리하도록 설계되었습니다. 간접 접촉에 대한 보호를 보장하기위한 것이 아닙니다. 기능

이러한 열 차단기는 피뢰기의 과부하 / 노화 시뮬레이션을 통해 테스트 할 수 있습니다.

총 방전 전류 I_합계

총 방전 전류 테스트 중에 다극 SPD의 PE, PEN 또는 접지 연결을 통해 흐르는 전류. 이 테스트는 전류가 다중 극 SPD의 여러 보호 경로를 통해 동시에 흐르는 경우 총 부하를 결정하는 데 사용됩니다. 이 매개 변수는 개인의 합계에 의해 안정적으로 처리되는 총 방전 용량에 결정적입니다.

SPD의 경로.

전압 보호 레벨 U_p

서지 보호 장치의 전압 보호 수준은 표준화 된 개별 테스트에서 결정된 서지 보호 장치의 단자에서 전압의 순간 최대 값입니다.

– 번개 임펄스 스파크 오버 전압 1.2 / 50 μs (100 %)

– 상승률 1kV / μs의 스파크 오버 전압

– 공칭 방전 전류 I에서 측정 된 한계 전압_n

전압 보호 수준은 서지를 잔류 수준으로 제한하는 서지 보호 장치의 기능을 특징으로합니다. 전압 보호 수준은 전원 공급 장치 시스템의 IEC 60664-1에 따라 과전압 범주와 관련된 설치 위치를 정의합니다. 정보 기술 시스템에서 사용되는 서지 보호 장치의 경우 전압 보호 수준을 보호 할 장비의 내성 수준에 맞게 조정해야합니다 (IEC 61000-4-5 : 2001).

내부 낙뢰 보호 및 서지 보호 계획

외부 번개 보호 구성 요소에 대한 요구 사항

외부 낙뢰 보호 시스템을 설치하는 데 사용되는 구성 요소는 EN 62561-x 표준 시리즈에 지정된 특정 기계 및 전기 요구 사항을 충족해야합니다. 번개 보호 구성 요소는 기능에 따라 분류됩니다 (예 : 연결 구성 요소 (EN 62561-1), 도체 및 접지 전극 (EN 62561-2)).

기존 낙뢰 보호 구성 요소 테스트

풍화에 노출 된 금속 낙뢰 보호 부품 (클램프, 도체, 수뢰 봉, 접지극)은 의도 된 응용 분야에 대한 적합성을 확인하기 위해 테스트 전에 인공적인 노화 / 조화를 거쳐야합니다. EN 60068-2-52 및 EN ISO 6988에 따라 금속 부품은 인공 노화를 거쳐 두 단계로 테스트됩니다.

자연 풍화 및 낙뢰 보호 부품의 부식에 대한 노출

1 단계 : 소금 미스트 처리

이 테스트는 염분 대기에 대한 노출을 견디도록 설계된 구성 요소 또는 장치를위한 것입니다. 테스트 장비는 2 일 이상 테스트 레벨 2로 시편을 테스트하는 소금 분무 챔버로 구성됩니다. 테스트 수준 2에는 5 ° C ~ 15 ° C의 온도에서 35 % 염화나트륨 용액 (NaCl)을 사용한 후 상대 습도 93 % 및 온도 40에서 습도 저장을 사용하여 각각 2 시간 씩 20 개의 분무 단계가 포함됩니다. EN 22-60068-2에 따라 52 ~ XNUMX 시간 동안 ± XNUMX ° C.

2 단계 : 습한 유황 분위기 처리

이 테스트는 EN ISO 6988에 따라 이산화황을 포함하는 응축 된 습기의 재료 또는 물체의 저항을 평가하기위한 것입니다.

테스트 장비 (그림 2)는 시편이

667 개의 테스트주기에서 10 x 6-24 (± 10 x 6-24) 부피 분율의 이산화황 농도로 처리됩니다. 8 시간의 지속 시간을 갖는 각 사이클은 습하고 포화 된 대기에서 40 ± 3 ° C의 온도에서 16 시간의 가열 기간으로 구성되며 그 후 XNUMX 시간의 휴식 기간이 뒤 따릅니다. 그 후 습한 유황 분위기가 대체됩니다.

실외용 부품과 땅에 묻힌 부품은 모두 노화 / 컨디셔닝을받습니다. 땅에 묻혀있는 부품의 경우 추가 요구 사항과 조치를 고려해야합니다. 알루미늄 클램프 나 도체를 땅에 묻을 수 없습니다. 스테인리스 강을 땅에 묻어 야하는 경우에는 고 합금 스테인리스 강 (예 : StSt (V4A)) 만 사용할 수 있습니다. 독일 DIN VDE 0151 표준에 따라 StSt (V2A)는 허용되지 않습니다. 등전위 본딩 바와 같은 실 내용 부품은 노화 / 컨디셔닝을받을 필요가 없습니다. 임베디드 구성 요소에도 동일하게 적용됩니다.

콘크리트로. 따라서 이러한 구성 요소는 종종 아연 도금되지 않은 (검은 색) 강철로 만들어집니다.

수뢰 부 시스템 / 수뢰 부로드

수뢰 부 봉은 일반적으로 수뢰 부 시스템으로 사용됩니다. 예를 들어 평평한 지붕에 콘크리트 바닥을 설치하는 경우 길이 1m, 바이오 가스 플랜트의 경우 길이가 25m 인 텔레스코픽 낙뢰 보호 마스트까지 다양한 디자인으로 제공됩니다. EN 62561-2는 수뢰 부 봉에 해당하는 전기적 및 기계적 특성과 함께 최소 단면적과 허용 가능한 재료를 지정합니다. 높이가 더 큰 수뢰 부로드의 경우 수뢰 부로드의 굽힘 저항과 전체 시스템 (삼각대의 수뢰 부로드)의 안정성을 정적 계산을 통해 확인해야합니다. 필요한 단면과 재료를 기준으로 선택해야합니다.

이 계산에. 관련 풍하중 구역의 풍속도이 계산에 고려되어야합니다.

연결 구성 요소 테스트

연결 구성 요소 또는 종종 간단히 클램프라고 부르는 것은 도체 (다운 도체, 수뢰 도체, 접지 인입구)를 서로 또는 설비에 연결하기위한 낙뢰 보호 구성 요소로 사용됩니다.

클램프 및 클램프 재질의 유형에 따라 다양한 클램프 조합이 가능합니다. 도체 라우팅 및 가능한 재료 조합이이 점에서 결정적입니다. 전선 라우팅의 종류는 클램프가 교차 또는 병렬 배열로 전선을 연결하는 방법을 설명합니다.

낙뢰 전류 부하의 경우 클램프는 전선 라우팅 및 클램프 연결의 종류에 따라 크게 달라지는 전기 역학적 및 열적 힘의 영향을받습니다. 표 1은 접촉 부식을 일으키지 않고 결합 될 수있는 재료를 보여줍니다. 서로 다른 재료의 조합과 다른 기계적 강도 및 열적 특성은 낙뢰 전류가 통과 할 때 연결 구성 요소에 다른 영향을 미칩니다. 이는 번개 전류가 흐르 자마자 낮은 전도도로 인해 고온이 발생하는 스테인리스 강 (StSt) 연결 부품의 경우 특히 분명합니다. 따라서 모든 클램프에 대해 EN 62561-1에 따른 낙뢰 전류 테스트를 수행해야합니다. 최악의 경우를 테스트하려면 다양한 컨덕터 조합뿐만 아니라 제조업체가 지정한 재료 조합도 테스트해야합니다.

MV 클램프의 예를 기반으로 한 테스트

처음에는 테스트 조합의 수를 결정해야합니다. 사용되는 MV 클램프는 스테인리스 강 (StSt)으로 만들어져 있으므로 표 1에 명시된대로 강철, 알루미늄, StSt 및 구리 도체와 결합 할 수 있습니다. 또한 테스트해야하는 교차 및 병렬 배열로 연결할 수 있습니다. 이는 사용 된 MV 클램프에 대해 3 가지 가능한 테스트 조합이 있음을 의미합니다 (그림 4 및 XNUMX).

EN 62561에 따라 이러한 각 테스트 조합은 24 개의 적합한 시편 / 테스트 설정에서 테스트되어야합니다. 즉,이 단일 MV 클램프의 XNUMX 개 표본을 전체 범위를 포괄하기 위해 테스트해야합니다. 모든 단일 시편은 적절한

조임 토크는 규범 적 요구 사항을 준수하고 위에서 설명한 바와 같이 염분 안개 및 습한 유황 분위기 처리를 통해 인공 노화를 겪습니다. 후속 전기 테스트를 위해 시편은 절연판에 고정되어야합니다 (그림 5).

10kA (일반 듀티) 및 350kA (헤비 듀티)의 50 / 100μs 파형의 세 가지 번개 전류 임펄스가 모든 표본에 적용됩니다. 낙뢰 전류를 가한 후에는 표본에 손상 흔적이 없어야합니다.

번개 전류 부하의 경우 시편이 전기 역학적 힘을받는 전기 테스트 외에도 정적 기계적 부하가 EN 62561-1 표준에 통합되었습니다. 이 정적 기계 테스트는 특히 병렬 커넥터, 세로 커넥터 등에 필요하며 다양한 도체 재료 및 클램핑 범위로 수행됩니다. 스테인리스 강으로 만들어진 연결 부품은 단일 스테인리스 강 도체 만 사용하여 최악의 조건에서 테스트됩니다 (매우 매끄러운 표면). 예를 들어 그림 6에 표시된 MV 클램프와 같은 연결 구성 요소는 정의 된 조임 토크로 준비된 다음 900 분 동안 20N (± XNUMXN)의 기계적 인장력으로로드됩니다. 이 테스트 기간 동안 컨덕터는 XNUMXmm 이상 움직이지 않아야하며 연결 ​​구성 요소에 손상 징후가 없어야합니다. 이 추가 정적 기계 테스트는 연결 구성 요소에 대한 또 다른 테스트 기준이며 전기 값과 함께 제조업체의 테스트 보고서에도 문서화되어야합니다.

스테인리스 스틸 클램프의 접촉 저항 (클램프 위에서 측정 됨)은 다른 재료의 경우 2.5mΩ 또는 1mΩ을 초과하지 않아야합니다. 필요한 풀림 토크가 보장되어야합니다.

따라서 낙뢰 보호 시스템 설치자는 현장에서 예상되는 의무 (H 또는 N)에 대한 연결 구성 요소를 선택해야합니다. 예를 들어, 듀티 H (100kA) 용 클램프는 수뢰 부 봉 (완전 낙뢰 전류)에 사용해야하며 듀티 N (50kA) 용 클램프는 메시 또는 접지 입구에서 사용해야합니다. (이미 배포 된 번개 전류).

지휘자

EN 62561-2는 또한 수뢰 부 및 인하 도체 또는 접지 전극 (예 : 링 접지 전극)과 같은 도체에 특별한 요구 사항을 적용합니다.

• 기계적 특성 (최소 인장 강도, 최소 신장)
• 전기적 특성 (최대 저항률)
• 내식성 (위에 설명 된 인공 노화).

기계적 특성을 테스트하고 관찰해야합니다. 그림 8은 원형 전도체 (예 : 알루미늄)의 인장 강도를 테스트하기위한 테스트 설정을 보여줍니다. 코팅 품질 (부드러움, 연속), 최소 두께 및 기본 재료에 대한 접착력이 중요하며 특히 아연 도금 강철 (St / tZn)과 같은 코팅 재료를 사용하는 경우 테스트해야합니다.

이것은 굽힘 테스트의 형태로 표준에 설명되어 있습니다. 이를 위해 시편은 직경의 5 배에 해당하는 반경을 통해 90 ° 각도로 구부러집니다. 이 과정에서 시편에 날카로운 모서리, 파손 또는 각질이 나타나지 않을 수 있습니다. 또한 도체 재료는 낙뢰 보호 시스템을 설치할 때 쉽게 처리 할 수 ​​있어야합니다. 와이어 또는 스트립 (코일)은 와이어 스트레이트 너 (가이드 풀리) 또는 비틀림으로 쉽게 펴야합니다. 또한 구조물이나 토양에 자재를 설치 / 구부리기 쉬워야합니다. 이러한 표준 요구 사항은 제조업체의 해당 제품 데이터 시트에 문서화되어야하는 관련 제품 기능입니다.

접지 전극 / 접지봉

분리 가능한 LSP 접지봉은 특수강으로 만들어지며 완전히 용융 아연 도금 처리되거나 고 합금 스테인리스 강으로 구성됩니다. 이 접지봉의 특징은 직경을 크게하지 않고 봉을 연결할 수있는 커플 링 조인트입니다. 모든로드는 보어와 핀 끝을 제공합니다.

EN 62561-2는 재료, 형상, 최소 치수는 물론 기계적 및 전기적 특성과 같은 접지 전극에 대한 요구 사항을 지정합니다. 개별로드를 연결하는 커플 링 조인트는 약점입니다. 이러한 이유로 EN 62561-2는 이러한 커플 링 조인트의 품질을 테스트하기 위해 추가적인 기계적 및 전기적 테스트를 수행해야합니다.

이 테스트를 위해로드를 충격 영역으로 강판을 사용하여 가이드에 넣습니다. 시편은 길이가 각각 500mm 인 두 개의 결합 된로드로 구성됩니다. 각 유형의 접지극에 대해 2000 개의 시험편을 시험한다. 시편의 상단은 1000 분 동안 적절한 해머 인서트가있는 진동 해머로 충격을받습니다. 해머의 타격 속도는 1 ± 50 min-10이어야하며 단일 스트로크 충격 에너지는 XNUMX ± XNUMX [Nm]이어야합니다.

커플 링이 눈에 띄는 결함없이이 테스트를 통과하면 염분 안개와 습한 유황 분위기 처리를 통해 인공 노화를 받게됩니다. 그런 다음 커플 링에는 각각 10kA 및 350kA의 50 / 100μs 파형의 2.5 개의 번개 전류 임펄스가로드됩니다. 스테인리스 강 접지봉의 접촉 저항 (커플 링 위에서 측정)은 XNUMXmΩ을 초과하지 않아야합니다. 이 낙뢰 전류 하중을받은 후에도 커플 링 조인트가 여전히 단단히 연결되어 있는지 테스트하기 위해 인장 시험기를 사용하여 커플 링 힘을 테스트합니다.

기능적 낙뢰 보호 시스템을 설치하려면 최신 표준에 따라 테스트 된 구성 요소와 장치를 사용해야합니다. 낙뢰 보호 시스템 설치자는 설치 현장의 요구 사항에 따라 구성 요소를 선택하고 올바르게 설치해야합니다. 기계적 요구 사항 외에도 최신 낙뢰 보호 상태에 대한 전기 기준을 고려하고 준수해야합니다.

라인-지구 단락 전류 계산

전류 용량에 따른 접지 시스템의 치수

이를 위해 서로 다른 최악의 시나리오를 조사해야합니다. 고압 시스템에서 이중 접지 오류가 가장 중요한 경우입니다. 첫 번째 접지 오류 (예 : 변압기에서)는 다른 위상에서 두 번째 접지 오류를 일으킬 수 있습니다 (예 : 고압 시스템의 케이블 씰링 끝단 결함). EN 1 표준의 표 50522 (1kV ac를 초과하는 전력 설비 접지)에 따르면, 다음과 같이 정의 된 이중 지락 전류 I''kEE는이 경우 접지 도체를 통해 흐릅니다.

I"kEE = 0,85 • I"k

(I“k = XNUMX 극 초기 대칭 단락 전류)

초기 대칭 단락 전류 I''k가 20kA이고 차단 시간이 16 초인 1kV 설치에서 이중 지락 전류는 13.6kA가됩니다. 접지 도체 및 역 건물 또는 tansformer 방에있는 접지 모선의 전류 용량은이 값에 따라 정격되어야합니다. 이러한 맥락에서 링 배열의 경우 전류 분할을 고려할 수 있습니다 (실제로 0.65의 계수가 사용됨). 계획은 항상 실제 시스템 데이터 (시스템 구성, 라인-접지 단락 전류, 연결 해제 시간)를 기반으로해야합니다.

EN 50522 표준은 다양한 재료에 대한 최대 단락 전류 밀도 G (A / mm2)를 지정합니다. 도체의 단면적은 재료와 분리 시간에 따라 결정됩니다.

계산 된 전류는 이제 관련 재료의 전류 밀도 G와 해당 분리 시간 및 최소 단면 A로 나뉩니다._분 지휘자의 결정됩니다.

A_분= I”_{kEE (지점)} / 지 [mm²]

계산 된 단면을 통해 도체를 선택할 수 있습니다. 이 횡단면은 항상 다음으로 큰 공칭 횡단면으로 반올림됩니다. 예를 들어 보상 시스템의 경우 접지 시스템 자체 (접지와 직접 접촉하는 부분)는 상당히 낮은 전류, 즉 잔류 지락 전류 I만으로 부하를받습니다._E = rx I_RES 계수 r만큼 감소합니다. 이 전류는 약 10A를 초과하지 않으며 공통 접지 재료 단면을 사용하는 경우 문제없이 영구적으로 흐를 수 있습니다.

접지극의 최소 단면적

기계적 강도 및 부식과 관련된 최소 단면적은 독일 DIN VDE 0151 표준 (부식과 관련된 접지 전극의 재질 및 최소 치수)에 정의되어 있습니다.

Eurocode 1에 따른 격리 된 수뢰 부 시스템의 경우 풍하중

지구 온난화의 결과로 전 세계적으로 극심한 기상 조건이 증가하고 있습니다. 높은 풍속, 폭풍의 증가 및 폭우와 같은 결과는 무시할 수 없습니다. 따라서 설계자와 설치자는 특히 풍하중과 관련하여 새로운 문제에 직면하게됩니다. 이것은 건물 구조 (구조물의 정적)뿐만 아니라 수뢰 부 시스템에도 영향을 미칩니다.

낙뢰 보호 분야에서는 지금까지 DIN 1055-4 : 2005-03 및 DIN 4131 표준이 치수 기준으로 사용되었습니다. 2012 년 XNUMX 월, 이러한 표준은 유럽 전역의 표준화 된 구조 설계 규칙 (구조 계획)을 제공하는 유로 코드로 대체되었습니다.

DIN 1055-4 : 2005-03 표준은 Eurocode 1 (EN 1991-1-4 : 구조에 대한 조치 – 파트 1-4 : 일반 조치 – 바람 조치) 및 Eurocode 4131의 DIN V 2008 : 09-3 ( EN 1993-3-1 : 파트 3-1 : 타워, 마스트 및 굴뚝 – 타워 및 마스트). 따라서이 두 가지 표준은 낙뢰 보호 시스템 용 수뢰 부 시스템의 치수를 결정하는 기초를 형성하지만 Eurocode 1은 주로 관련이 있습니다.

다음 매개 변수는 예상되는 실제 풍하중을 계산하는 데 사용됩니다.

• 바람 구역 (독일은 기본 풍속이 다른 XNUMX 개의 바람 구역으로 나뉩니다)
• 지형 카테고리 (지형 카테고리는 구조물 주변을 정의 함)
• 지면 위의 물체 높이
• 위치의 높이 (해발 위, 일반적으로 해발 800m까지)

다음과 같은 기타 영향 요인 :

• 착빙
• 산등성이 또는 언덕 꼭대기에 위치
• 300m 이상의 물체 높이
• 800m 이상의 지형 높이 (해수면)

특정 설치 환경에 대해 고려해야하며 별도로 계산해야합니다.

서로 다른 매개 변수의 조합은 수뢰 부 시스템 및 상승 된 링 도체와 같은 기타 설비의 치수를 측정하기위한 기준으로 사용되는 돌풍 속도를 초래합니다. 당사 카탈로그에는 돌풍 풍속에 따라 필요한 콘크리트 기반 수를 결정할 수 있도록 당사 제품에 대한 최대 돌풍 풍속이 지정되어 있습니다 (예 : 격리 된 수뢰 시스템의 경우). 이를 통해 정적 안정성을 결정할 수있을뿐만 아니라 필요한 무게와 지붕 하중을 줄일 수 있습니다.

중요 사항 :

개별 구성품에 대해이 카탈로그에 지정된 "최대 돌풍 풍속"은 바람 지역을 기반으로하는 Eurocode 1 (DIN EN 1991-1-4 / NA : 2010-12)의 독일 특정 계산 요구 사항에 따라 결정되었습니다. 독일 및 관련 국가 별 지형 특성에 대한지도.

다른 국가에서이 카탈로그의 제품을 사용하는 경우 유로 코드 1 (EN 1991-1-4) 또는 기타 현지 적용 계산 규정 (유럽 외)에 설명 된 국가 별 특성 및 기타 현지 적용 계산 방법 (있는 경우)은 다음과 같아야합니다. 관찰. 따라서이 카탈로그에 언급 된 최대 돌풍 풍속은 독일에만 적용되며 다른 국가에서는 대략적인 방향 일뿐입니다. 돌풍 풍속은 국가 별 계산 방법에 따라 새로 계산해야합니다!

콘크리트 바닥에 수뢰 부 봉을 설치할 때 표의 정보 / 돌풍 속도를 고려해야합니다. 이 정보는 기존 수뢰 부 재료 (Al, St / tZn, Cu 및 StSt)에 적용됩니다.

수뢰 부로드가 스페이서로 고정 된 경우 계산은 아래 설치 가능성을 기반으로합니다.

최대 허용 돌풍 풍속은 관련 제품에 대해 지정되며 선택 / 설치시 고려해야합니다. 예를 들어 각진 지지대 (삼각형으로 배열 된 두 개의 스페이서) (요청시)를 통해 더 높은 기계적 강도를 얻을 수 있습니다.