Ringkaskan peranti perlindungan kilat dan lonjakan

Keselamatan Terancang

Konsep zon perlindungan kilat

Bangunan ini terbahagi kepada zon terancam yang berbeza. Zon-zon ini membantu menentukan langkah-langkah perlindungan yang diperlukan, khususnya peranti dan komponen perlindungan kilat dan lonjakan. Sebahagian daripada konsep zon perlindungan kilat yang kompatibel dengan EMC (EMC: Electro Magnetic Compatibility) adalah sistem perlindungan kilat luaran (termasuk sistem penamatan udara, sistem konduktor bawah, sistem penamatan bumi), ikatan equipotential, pelindung spatial dan perlindungan lonjakan untuk bekalan kuasa dan sistem teknologi maklumat. Definisi berlaku seperti yang diklasifikasikan dalam Jadual 1. Mengikut keperluan dan beban yang ditempatkan pada alat pelindung lonjakan, mereka dikategorikan sebagai penahan arus kilat, penahan lonjakan dan penangkap gabungan. Keperluan tertinggi diletakkan pada kapasiti pelepasan penangkap arus kilat dan penangkap gabungan yang digunakan semasa peralihan dari zon perlindungan kilat 0_A hingga 1 atau 0_A hingga 2. Alat penangkap ini mesti mampu mengalirkan arus separa separa gelombang 10/350 μs beberapa kali tanpa hancur untuk mengelakkan kemasukan arus kilat separa yang merosakkan ke dalam pemasangan elektrik bangunan. Pada titik peralihan dari LPZ 0_B hingga 1 atau hilir penangkap arus kilat di titik peralihan dari LPZ 1 hingga 2 dan lebih tinggi, penahan lonjakan digunakan untuk melindungi daripada lonjakan. Tugas mereka adalah untuk mengurangkan sisa tenaga dari tahap perlindungan hulu lebih jauh dan untuk membatasi lonjakan yang disebabkan atau dihasilkan dalam pemasangan itu sendiri.

Langkah-langkah perlindungan kilat dan lonjakan di sempadan zon perlindungan kilat yang dijelaskan di atas sama berlaku untuk sistem bekalan kuasa dan teknologi maklumat. Semua langkah yang dijelaskan dalam konsep zon perlindungan kilat yang sesuai dengan EMC membantu mencapai ketersediaan peranti elektrik dan elektronik yang berterusan. Untuk maklumat teknikal yang lebih terperinci, sila lawati www.lsp-international.com.

IEC 62305-4: 2010

Zon luar:

LPZ 0: Zon di mana ancaman disebabkan oleh medan elektromagnetik kilat yang tidak dilemahkan dan di mana sistem dalamannya mungkin mengalami arus lonjakan kilat penuh atau separa.

LPZ 0 dibahagikan kepada:

LPZ 0_A: Zon di mana ancaman disebabkan oleh kilat kilat langsung dan medan elektromagnetik kilat penuh. Sistem dalaman mungkin mengalami arus lonjakan kilat penuh.

LPZ 0_B: Zon dilindungi daripada kilat kilat langsung tetapi di mana ancamannya adalah medan elektromagnetik kilat penuh. Sistem dalaman mungkin mengalami arus lonjakan separa kilat.

Zon dalaman (dilindungi daripada kilat langsung):

LPZ 1: Zon di mana arus lonjakan dibatasi oleh perkongsian dan pengasingan antara muka semasa dan / atau SPD di sempadan. Perisai spasial dapat mengurangkan medan elektromagnetik kilat.

LPZ 2… n: Zon di mana arus lonjakan dapat dibatasi lebih jauh dengan perkongsian arus dan pengasingan antara muka dan / atau oleh SPD tambahan di sempadan. Perisai ruang tambahan boleh digunakan untuk mengurangkan medan elektromagnetik kilat.

Terma dan Definisi

Kapasiti putus, ikuti kemampuan pemadaman semasa I_fi

Kapasiti pecah adalah nilai rms arus elektrik yang tidak terpengaruh (arus) yang secara automatik dapat dipadamkan oleh alat pelindung lonjakan semasa menyambungkan U_C. Ia dapat dibuktikan dalam ujian tugas operasi mengikut EN 61643-11: 2012.

Kategori mengikut IEC 61643-21: 2009

Sejumlah voltan impuls dan arus impuls dijelaskan dalam IEC 61643-21: 2009 untuk menguji keupayaan membawa arus dan had voltan gangguan impuls. Jadual 3 standard ini menyenaraikannya ke dalam kategori dan memberikan nilai yang disukai. Dalam Jadual 2 piawaian IEC 61643-22 sumber peralihan ditugaskan ke kategori impuls yang berbeza mengikut mekanisme pemutusan. Kategori C2 merangkumi gandingan induktif (lonjakan), gandingan galvanik kategori D1 (arus kilat). Kategori yang berkaitan dinyatakan dalam data teknikal. Peranti pelindung lonjakan LSP melebihi nilai dalam kategori yang ditentukan. Oleh itu, nilai tepat untuk daya dorong arus impuls ditunjukkan oleh arus pelepasan nominal (8/20 μs) dan arus impuls kilat (10/350 μs).

Gelombang gabungan

Gelombang gabungan dihasilkan oleh penjana hibrid (1.2 / 50 μs, 8/20 μs) dengan impedans fiktif 2 Ω. Voltan litar terbuka penjana ini disebut sebagai U_OC. ATAU_OC adalah penunjuk pilihan untuk penangkap jenis 3 kerana hanya penangkap ini yang boleh diuji dengan gelombang gabungan (menurut EN 61643-11).

Kekerapan pemotongan f_G

Frekuensi pemotongan mentakrifkan tingkah laku bergantung pada frekuensi penangkap. Frekuensi pemotongan adalah bersamaan dengan frekuensi yang menyebabkan kehilangan sisipan (a_E3 dB dalam keadaan ujian tertentu (lihat EN 61643-21: 2010). Kecuali dinyatakan sebaliknya, nilai ini merujuk kepada sistem 50 Ω.

Tahap perlindungan

Tahap perlindungan IP sesuai dengan kategori perlindungan

dijelaskan dalam IEC 60529.

Memutuskan masa t_a

Waktu pemutusan adalah masa berlalu sehingga pemutusan automatik dari bekalan kuasa sekiranya berlaku kerosakan litar atau peralatan yang dilindungi. Waktu pemutusan adalah nilai khusus aplikasi yang dihasilkan dari intensiti arus kerosakan dan ciri-ciri alat pelindung.

Penyelarasan tenaga SPD

Koordinasi tenaga adalah interaksi selektif dan terkoordinasi elemen perlindungan lata (= SPD) dari konsep perlindungan kilat dan lonjakan keseluruhan. Ini bermaksud bahawa jumlah arus arus impak kilat dibahagi antara SPD mengikut kemampuan membawa tenaga mereka. Sekiranya penyelarasan tenaga tidak dapat dilakukan, SPD hilir tidak mencukupi

lega dengan SPD hulu kerana SPD hulu beroperasi terlambat, tidak mencukupi atau tidak sama sekali. Akibatnya, SPD hilir serta peralatan terminal yang akan dilindungi mungkin musnah. DIN CLC / TS 61643-12: 2010 menerangkan cara mengesahkan koordinasi tenaga. SPD jenis 1 berdasarkan Spark-gap menawarkan kelebihan yang besar kerana pertukaran voltan mereka

ciri (lihat WAVE BREAKER FUNCTION).

Julat frekuensi

Julat frekuensi mewakili julat transmisi atau frekuensi pemotongan arester bergantung pada ciri pelemahan yang dijelaskan.

Kehilangan sisipan

Dengan frekuensi yang ditentukan, kehilangan penyisipan alat pelindung lonjakan ditentukan oleh hubungan nilai voltan di tempat pemasangan sebelum dan sesudah memasang peranti pelindung lonjakan. Kecuali dinyatakan sebaliknya, nilainya merujuk pada sistem 50 Ω.

Fius sandaran bersepadu

Mengikut standard produk untuk SPD, alat pelindung arus lebih lama / sekering sandaran mesti digunakan. Walau bagaimanapun, ini memerlukan ruang tambahan di papan pengedaran, panjang kabel tambahan, yang sesingkat mungkin mengikut IEC 60364-5-53, masa pemasangan (dan kos) tambahan dan dimensi sekering. Fius yang terintegrasi dalam arester sesuai untuk arus impuls yang terlibat menghilangkan semua kekurangan ini. Penambahan ruang, usaha pendawaian yang lebih rendah, pemantauan fius bersepadu dan peningkatan kesan perlindungan kerana kabel penyambung yang lebih pendek adalah kelebihan jelas dari konsep ini.

Arus impuls kilat I_imp

Arus impuls kilat adalah keluk arus impuls standard dengan bentuk gelombang 10/350 μs. Parameternya (nilai puncak, cas, tenaga spesifik) mensimulasikan beban yang disebabkan oleh arus kilat semula jadi. Arus kilat dan penangkap gabungan mesti mampu melepaskan arus impas kilat seperti itu beberapa kali tanpa hancur.

Sekering perlindungan arus perdana / penahan arus utama

Peranti pelindung arus lebih tinggi (mis. Fius atau pemutus litar) yang terletak di luar arester di bahagian aliran untuk mengganggu arus frekuensi kuasa setelah arus putus dari alat pelindung lonjakan. Tidak diperlukan sekering sandaran tambahan kerana sekering sandaran sudah terintegrasi dalam SPD.

Voltan operasi berterusan maksimum U_C

Voltan operasi berterusan maksimum (voltan operasi maksimum yang dibenarkan) adalah nilai rms voltan maksimum yang mungkin disambungkan ke terminal yang sesuai dari alat pelindung lonjakan semasa operasi. Ini adalah voltan maksimum pada arester di

keadaan tidak konduktif yang ditentukan, yang mengembalikan penangkap kembali ke keadaan ini setelah ia berhenti dan habis Nilai U_C bergantung pada voltan nominal sistem yang akan dilindungi dan spesifikasi pemasang (IEC 60364-5-534).

Voltan operasi berterusan maksimum U_CPV untuk sistem fotovoltaik (PV)

Nilai voltan dc maksimum yang boleh diterapkan secara kekal ke terminal SPD. Untuk memastikan bahawa U_CPV lebih tinggi daripada voltan litar terbuka maksimum sistem PV sekiranya berlaku semua pengaruh luaran (contohnya suhu persekitaran, intensiti radiasi matahari), U_CPV mestilah lebih tinggi daripada voltan litar terbuka maksimum ini dengan faktor 1.2 (mengikut CLC / TS 50539-12). Faktor 1.2 ini memastikan bahawa SPD tidak dimensi secara salah.

Arus pelepasan maksimum I_maks

Arus pelepasan maksimum adalah nilai puncak maksimum arus impuls 8/20 μs yang dapat dilepaskan oleh peranti dengan selamat.

Kapasiti penghantaran maksimum

Kapasiti transmisi maksimum menentukan daya frekuensi tinggi maksimum yang dapat dihantar melalui alat pelindung lonjakan sepaksi tanpa mengganggu komponen perlindungan.

Arus pelepasan nominal I_n

Arus pelepasan nominal adalah nilai puncak arus impuls 8/20 μs yang mana alat pelindung lonjakan dinilai dalam program ujian tertentu dan yang mana alat pelindung lonjakan dapat dikeluarkan beberapa kali.

Arus beban nominal (arus nominal) I_L

Arus beban nominal adalah arus operasi maksimum yang dibenarkan yang boleh mengalir secara kekal melalui terminal yang sesuai.

Voltan nominal U_N

Voltan nominal bermaksud voltan nominal sistem yang akan dilindungi. Nilai voltan nominal sering berfungsi sebagai penunjuk jenis untuk alat pelindung lonjakan untuk sistem teknologi maklumat. Ia ditunjukkan sebagai nilai rms untuk sistem ac.

Penangkap N-PE

Peranti pelindung lonjakan yang direka secara eksklusif untuk pemasangan antara konduktor N dan PE.

Julat suhu operasi T_U

Julat suhu operasi menunjukkan julat di mana peranti dapat digunakan. Untuk peranti tanpa pemanasan sendiri, ia sama dengan julat suhu persekitaran. Kenaikan suhu untuk peranti pemanasan sendiri tidak boleh melebihi nilai maksimum yang ditunjukkan.

Litar pelindung

Litar pelindung adalah alat pelindung bertingkat, bertingkat. Tahap perlindungan individu mungkin terdiri daripada jurang percikan, varistor, elemen semikonduktor dan tiub pelepasan gas (lihat Koordinasi tenaga).

Arus konduktor pelindung I_PE

Arus konduktor pelindung adalah arus yang mengalir melalui sambungan PE apabila alat pelindung lonjakan disambungkan ke voltan operasi berterusan maksimum U_C, mengikut arahan pemasangan dan tanpa pengguna sisi beban.

Kenalan isyarat jauh

Kenalan isyarat jarak jauh membolehkan pemantauan jarak jauh yang mudah dan petunjuk keadaan operasi peranti. Ia dilengkapi terminal tiga tiang dalam bentuk kenalan pertukaran terapung. Kenalan ini boleh digunakan sebagai pemecah dan / atau melakukan kontak dan dengan demikian dapat disatukan dengan mudah dalam sistem kawalan bangunan, pengawal kabinet alat ganti, dll

Masa tindak balas t_A

Masa tindak balas terutamanya menggambarkan prestasi tindak balas elemen perlindungan individu yang digunakan dalam penangkap. Bergantung pada kadar kenaikan du / dt voltan impuls atau di / dt arus impuls, masa tindak balas mungkin berbeza dalam had tertentu.

Pulangan kerugian

Dalam aplikasi frekuensi tinggi, kehilangan kembali merujuk pada seberapa banyak bahagian gelombang "terkemuka" yang dipantulkan pada alat pelindung (titik lonjakan). Ini adalah ukuran langsung mengenai seberapa baik alat pelindung disesuaikan dengan ciri impedans sistem.

Rintangan seri

Rintangan ke arah aliran isyarat antara input dan output arester.

Pelemahan perisai

Hubungan daya yang dimasukkan ke dalam kabel sepaksi dengan kuasa yang dipancarkan oleh kabel melalui konduktor fasa.

Peranti pelindung lonjakan (SPD)

Peranti pelindung lonjakan terutamanya terdiri daripada perintang yang bergantung kepada voltan (varistor, diod penekan) dan / atau jurang percikan (jalur pelepasan). Peranti pelindung lonjakan digunakan untuk melindungi peralatan dan pemasangan elektrik lain daripada lonjakan tinggi yang tidak dapat diterima dan / atau untuk mewujudkan ikatan peralatan. Alat pelindung lonjakan dikategorikan:

1. a) mengikut penggunaannya ke dalam:

• Alat pelindung lonjakan untuk pemasangan dan peranti bekalan kuasa

untuk voltan nominal berkisar hingga 1000 V

- mengikut EN 61643-11: 2012 menjadi SPD jenis 1/2/3

- mengikut IEC 61643-11: 2011 ke SPD kelas I / II / III

Pertukaran Merah / Garisan. keluarga produk dengan standard EN 61643-11: 2012 dan IEC 61643-11: 2011 yang baru akan disiapkan pada tahun 2014.

• Lonjakan peranti pelindung untuk pemasangan dan peranti teknologi maklumat

untuk melindungi peralatan elektronik moden dalam rangkaian telekomunikasi dan isyarat dengan voltan nominal hingga 1000 V ac (nilai efektif) dan 1500 V dc terhadap kesan tidak langsung dan langsung dari kilat kilat dan peralihan lain.

- mengikut IEC 61643-21: 2009 dan EN 61643-21: 2010.

• Mengasingkan jurang percikan untuk sistem penamatan bumi atau ikatan equipotential
• Alat pelindung lonjakan untuk digunakan dalam sistem fotovoltaik

untuk voltan nominal berkisar hingga 1500 V

- mengikut EN 50539-11: 2013 menjadi SPD jenis 1/2

1. b) mengikut kapasiti pelepasan arus impuls dan kesan pelindungnya kepada:

• Penangkap arus kilat / penangkap arus kilat terkoordinasi

untuk melindungi pemasangan dan peralatan daripada gangguan yang disebabkan oleh kilat langsung atau berdekatan (dipasang di sempadan antara LPZ 0_A dan 1).

• Surge penangkap

untuk melindungi pemasangan, peralatan dan peranti terminal daripada serangan kilat jarak jauh, menukar voltan berlebihan serta pelepasan elektrostatik (dipasang di sempadan hilir LPZ 0_B).

• Penangkap gabungan

untuk melindungi pemasangan, peralatan dan peranti terminal daripada gangguan yang disebabkan oleh kilat langsung atau berdekatan (dipasang di sempadan antara LPZ 0_A dan 1 serta 0_A dan 2).

Data teknikal alat pelindung lonjakan

Data teknikal alat pelindung lonjakan merangkumi maklumat mengenai keadaan penggunaannya mengikut:

• Aplikasi (mis. Pemasangan, keadaan utama, suhu)
• Prestasi sekiranya berlaku gangguan (mis. Kapasiti pengaliran arus impuls, ikuti kemampuan pemadaman arus, tahap perlindungan voltan, masa tindak balas)
• Prestasi semasa operasi (contohnya arus nominal, pelemahan, ketahanan penebat)
• Prestasi sekiranya berlaku kegagalan (mis. Sekering cadangan, pemisah, failafe, pilihan isyarat jauh)

Keupayaan menahan litar pintas

Keupayaan menahan litar pintas adalah nilai kemungkinan arus litar pintas frekuensi kuasa yang dikendalikan oleh alat pelindung lonjakan apabila sekering cadangan maksimum yang berkaitan disambungkan ke hulu.

Peringkat litar pintas I_SCPV SPD dalam sistem fotovoltaik (PV)

Arus litar pintas maksimum yang tidak terpengaruh yang mampu ditahan oleh SPD, bersendirian atau bersama dengan peranti pemutusannya.

Voltan sementara (TOV)

Tegangan sementara mungkin terdapat pada alat pelindung lonjakan untuk jangka waktu yang pendek kerana berlaku kerosakan pada sistem voltan tinggi. Ini mesti dibezakan dengan jelas dari sementara yang disebabkan oleh sambaran kilat atau operasi pensuisan, yang berlangsung tidak lebih dari 1 ms. Amplitud U_T dan jangka masa voltan sementara ini ditentukan dalam EN 61643-11 (200 ms, 5 s atau 120 min.) dan diuji secara individu untuk SPD yang berkaitan mengikut konfigurasi sistem (TN, TT, dll.). SPD boleh a) gagal dipercayai (keselamatan TOV) atau b) tahan TOV (tahan TOV), yang bermaksud bahawa ia beroperasi sepenuhnya semasa dan mengikuti

voltan berlebihan sementara.

Pemutus haba

Peranti pelindung lonjakan untuk digunakan dalam sistem bekalan kuasa yang dilengkapi dengan perintang yang dikawal voltan (varistors) kebanyakannya mempunyai pemisah haba bersepadu yang memutuskan peranti pelindung lonjakan dari sesalur elektrik sekiranya berlaku beban berlebihan dan menunjukkan keadaan operasi ini. Pemutus bertindak balas terhadap "haba semasa" yang dihasilkan oleh varistor yang terlalu muatan dan memutuskan peranti pelindung lonjakan dari sesalur jika suhu tertentu terlampaui. Pemutus sambungan direka untuk memutuskan sambungan alat pelindung lonjakan arus yang berlebihan untuk mengelakkan kebakaran. Ini tidak bertujuan untuk memastikan perlindungan daripada hubungan tidak langsung. Fungsi dari

pemisah termal ini dapat diuji dengan menggunakan simulasi kelebihan / penuaan penangkap.

Jumlah arus pelepasan I_jumlah

Arus yang mengalir melalui sambungan PE, PEN atau bumi SPD multipole semasa ujian arus pelepasan keseluruhan. Ujian ini digunakan untuk menentukan jumlah beban jika arus secara serentak mengalir melalui beberapa jalur pelindung SPD multipole. Parameter ini menentukan untuk jumlah kapasiti pelepasan yang dapat ditangani dengan pasti oleh jumlah individu

laluan SPD.

Tahap perlindungan voltan U_p

Tahap perlindungan voltan peranti pelindung lonjakan adalah nilai seketika maksimum voltan di terminal peranti pelindung lonjakan, ditentukan dari ujian individu standard:

- Voltan percikan kilat impuls kilat 1.2 / 50 μs (100%)

- Voltan Sparkover dengan kadar kenaikan 1kV / μs

- Voltan had yang diukur pada arus pelepasan nominal I_n

Tahap perlindungan voltan mencirikan keupayaan alat pelindung lonjakan untuk mengehadkan lonjakan ke tahap baki. Tahap perlindungan voltan menentukan lokasi pemasangan berkenaan dengan kategori voltan berlebihan mengikut IEC 60664-1 dalam sistem bekalan kuasa. Agar alat pelindung lonjakan digunakan dalam sistem teknologi maklumat, tahap perlindungan voltan mesti disesuaikan dengan tahap kekebalan peralatan yang akan dilindungi (IEC 61000-4-5: 2001).

Perancangan perlindungan kilat dalaman dan perlindungan lonjakan

Keperluan untuk Komponen Perlindungan Kilat Luar

Komponen yang digunakan untuk memasang sistem perlindungan kilat luaran harus memenuhi keperluan mekanikal dan elektrik tertentu, yang ditentukan dalam siri standard EN 62561-x. Komponen perlindungan kilat dikategorikan mengikut fungsinya, misalnya komponen sambungan (EN 62561-1), konduktor dan elektrod bumi (EN 62561-2).

Pengujian komponen perlindungan kilat konvensional

Komponen pelindung kilat logam (pengapit, konduktor, batang penamatan udara, elektrod bumi) yang terdedah kepada luluhawa harus mengalami penuaan / penyaman buatan sebelum diuji untuk memastikan kesesuaiannya untuk aplikasi yang dimaksudkan. Selaras dengan EN 60068-2-52 dan EN ISO 6988 komponen logam mengalami penuaan buatan dan diuji dalam dua langkah.

Luluhawa semula jadi dan terdedah kepada kakisan komponen pelindung kilat

Langkah 1: Rawatan kabut garam

Ujian ini ditujukan untuk komponen atau peranti yang dirancang untuk menahan pendedahan kepada suasana masin. Peralatan ujian terdiri daripada ruang kabut garam di mana spesimen diuji dengan tahap ujian 2 selama lebih dari tiga hari. Tahap ujian 2 merangkumi tiga fasa penyemburan masing-masing 2 jam, menggunakan larutan natrium klorida 5% (NaCl) pada suhu antara 15 ° C dan 35 ° C diikuti dengan penyimpanan kelembapan pada kelembapan relatif 93% dan suhu 40 ± 2 ° C selama 20 hingga 22 jam sesuai dengan EN 60068-2-52.

Langkah 2: Rawatan atmosfer sulfur lembap

Ujian ini adalah untuk menilai ketahanan bahan atau objek kelembapan pekat yang mengandungi sulfur dioksida mengikut EN ISO 6988.

Peralatan ujian (Rajah 2) terdiri daripada ruang ujian di mana spesimen

dirawat dengan kepekatan sulfur dioksida dalam pecahan isipadu 667 x 10-6 (± 24 x 10-6) dalam tujuh kitaran ujian. Setiap kitaran yang mempunyai jangka waktu 24 jam terdiri dari jangka waktu pemanasan 8 jam pada suhu 40 ± 3 ° C dalam suasana lembap dan tepu yang diikuti oleh masa rehat 16 jam. Selepas itu, suasana sulfur lembap diganti.

Kedua-dua komponen untuk kegunaan luaran dan komponen yang terkubur di dalam tanah mengalami penuaan / penyaman. Untuk komponen yang terkubur di dalam tanah, keperluan dan langkah tambahan perlu dipertimbangkan. Tiada pengapit atau konduktor aluminium boleh dikebumikan di dalam tanah. Sekiranya keluli tahan karat dikuburkan di dalam tanah, hanya keluli tahan karat aloi tinggi yang boleh digunakan, misalnya StSt (V4A). Sesuai dengan standard DIN VDE 0151 Jerman, StSt (V2A) tidak dibenarkan. Komponen untuk penggunaan di dalam rumah seperti bar ikatan ekuototensial tidak harus mengalami penuaan / penyaman. Perkara yang sama berlaku untuk komponen yang disematkan

dalam konkrit. Oleh itu, komponen ini sering dibuat daripada keluli bukan galvanis (hitam).

Sistem penamatan udara / batang penamatan udara

Batang penamatan udara biasanya digunakan sebagai sistem penamatan udara. Mereka tersedia dalam pelbagai reka bentuk yang berbeza, misalnya dengan panjang 1 m untuk pemasangan dengan dasar konkrit pada bumbung rata, hingga tiang pelindung teleskopik dengan panjang 25 m untuk loji biogas. EN 62561-2 menentukan keratan rentas minimum dan bahan yang dibenarkan dengan sifat elektrik dan mekanikal yang sesuai untuk batang penamatan udara. Sekiranya rod penamatan udara dengan ketinggian yang lebih besar, rintangan lenturan batang penamatan udara dan kestabilan sistem lengkap (batang penamatan udara dalam tripod) harus disahkan dengan pengiraan statik. Bahagian dan bahan yang diperlukan mesti dipilih berdasarkan

pada pengiraan ini. Kelajuan angin di zon muatan angin yang berkaitan juga harus diambil kira untuk pengiraan ini.

Pengujian komponen sambungan

Komponen penyambungan, atau sering disebut pengapit, digunakan sebagai komponen pelindung kilat untuk menghubungkan konduktor (konduktor bawah, konduktor penamatan udara, kemasukan bumi) antara satu sama lain atau ke pemasangan.

Bergantung pada jenis bahan penjepit dan penjepit, banyak kemungkinan kombinasi penjepit yang berbeza. Peralihan konduktor dan kemungkinan kombinasi bahan sangat menentukan dalam hal ini. Jenis penghalaan konduktor menerangkan bagaimana pengapit menghubungkan konduktor dalam susunan silang atau selari.

Sekiranya terdapat arus kilat, pengapit dikenakan daya elektrodinamik dan haba yang sangat bergantung pada jenis penghala konduktor dan sambungan pengapit. Jadual 1 menunjukkan bahan yang boleh digabungkan tanpa menyebabkan kakisan sentuhan. Kombinasi bahan yang berbeza antara satu sama lain dan kekuatan mekanikal dan sifat haba yang berlainan mempunyai kesan yang berbeza pada komponen sambungan ketika arus kilat mengalir melaluinya. Ini jelas terbukti untuk komponen sambungan keluli tahan karat (StSt) di mana suhu tinggi berlaku kerana kekonduksian yang rendah sebaik sahaja arus kilat mengalir melaluinya. Oleh itu, ujian arus kilat sesuai dengan EN 62561-1 harus dilakukan untuk semua pengapit. Untuk menguji keadaan terburuk, bukan sahaja kombinasi konduktor yang berbeza, tetapi juga kombinasi bahan yang ditentukan oleh pengeluar harus diuji.

Ujian berdasarkan contoh pengapit MV

Pada mulanya, bilangan kombinasi ujian harus ditentukan. Pengapit MV yang digunakan terbuat dari keluli tahan karat (StSt) dan karenanya dapat digabungkan dengan konduktor keluli, aluminium, StSt dan tembaga seperti yang dinyatakan dalam Jadual 1. Selain itu, ia dapat dihubungkan dalam susunan silang dan selari yang juga harus diuji. Ini bermaksud bahawa terdapat lapan kemungkinan kombinasi ujian untuk penjepit MV yang digunakan (Gambar 3 dan 4).

Selaras dengan EN 62561 setiap kombinasi ujian ini harus diuji pada tiga spesimen / set ujian yang sesuai. Ini bermaksud bahawa 24 spesimen penjepit MV tunggal ini harus diuji untuk merangkumi julat yang lengkap. Setiap spesimen dipasang dengan mencukupi

pengetatan tork sesuai dengan syarat normatif dan dikenakan penuaan buatan dengan menggunakan kabut garam dan rawatan atmosfer sulfur lembap seperti yang dijelaskan di atas. Untuk ujian elektrik seterusnya, spesimen harus dipasang pada plat penebat (Gambar 5).

Tiga impuls arus kilat dengan bentuk gelombang 10/350 μs dengan 50 kA (tugas normal) dan 100 kA (tugas berat) diterapkan pada setiap spesimen. Setelah dimuat dengan arus kilat, spesimen tidak boleh menunjukkan tanda-tanda kerosakan.

Sebagai tambahan kepada ujian elektrik di mana spesimen dikenakan daya elektrodinamik sekiranya beban arus kilat, beban mekanik statik telah disatukan dalam standard EN 62561-1. Ujian statik-mekanikal ini sangat diperlukan untuk penyambung selari, penyambung membujur, dan lain-lain dan dijalankan dengan bahan konduktor dan julat pengapit yang berbeza. Komponen penyambungan yang diperbuat daripada keluli tahan karat diuji dalam keadaan terburuk dengan satu konduktor keluli tahan karat sahaja (permukaan yang sangat halus). Komponen sambungan, misalnya penjepit MV yang ditunjukkan dalam Gambar 6, disiapkan dengan tork pengetatan yang ditentukan dan kemudian dimuat dengan daya tegangan mekanikal 900 N (± 20 N) selama satu minit. Sepanjang tempoh ujian ini, konduktor tidak boleh bergerak lebih dari satu milimeter dan komponen sambungan tidak boleh menunjukkan tanda-tanda kerosakan. Ujian statik-mekanikal tambahan ini adalah kriteria ujian lain untuk komponen sambungan dan juga harus didokumentasikan dalam laporan ujian pengeluar sebagai tambahan kepada nilai elektrik.

Rintangan sentuhan (diukur di atas pengapit) untuk pengapit keluli tahan karat tidak boleh melebihi 2.5 mΩ atau 1 mΩ sekiranya terdapat bahan lain. Tork pelonggaran yang diperlukan harus dipastikan.

Oleh itu, pemasang sistem perlindungan kilat harus memilih komponen sambungan untuk tugas (H atau N) yang diharapkan di lokasi. Pengapit untuk tugas H (100 kA), misalnya, harus digunakan untuk batang penamatan udara (arus kilat penuh) dan penjepit untuk tugas N (50 kA) harus digunakan dalam jaring atau di pintu masuk bumi (arus kilat sudah diedarkan).

Konduktor

EN 62561-2 juga meletakkan permintaan khas pada konduktor seperti penghantar udara dan konduktor bawah atau elektrod bumi, misalnya elektrod bumi cincin, contohnya:

• Sifat mekanikal (kekuatan tegangan minimum, pemanjangan minimum)
• Sifat elektrik (rintangan maksimum)
• Sifat tahan kakisan (penuaan buatan seperti yang dijelaskan di atas).

Sifat mekanik mesti diuji dan diperhatikan. Rajah 8 menunjukkan susunan ujian untuk menguji kekuatan tegangan konduktor pekeliling (contohnya aluminium). Kualiti lapisan (halus, berterusan) serta ketebalan minimum dan lekatan pada bahan asas adalah penting dan harus diuji terutamanya jika bahan bersalut seperti keluli tergalvani (St / tZn) digunakan.

Ini dijelaskan dalam standard dalam bentuk ujian lenturan. Untuk tujuan ini, spesimen dibengkokkan melalui radius sama dengan 5 kali diameternya hingga sudut 90 °. Dengan berbuat demikian, spesimen mungkin tidak menunjukkan tepi yang tajam, pecah atau pengelupasan. Lebih-lebih lagi, bahan konduktor mudah diproses semasa memasang sistem perlindungan kilat. Kawat atau jalur (gegelung) seharusnya diluruskan dengan mudah melalui pelurus wayar (takal panduan) atau dengan kilasan. Selain itu, pemasangan / lenturan bahan pada struktur atau tanah lebih mudah. Keperluan standard ini adalah ciri produk yang relevan yang harus didokumentasikan dalam lembaran data produk pengeluar yang sesuai.

Elektrod bumi / batang bumi

Batang tanah LSP yang boleh dipisahkan diperbuat daripada keluli khas dan tergalvani sepenuhnya-panas atau terdiri daripada keluli tahan karat aloi tinggi. Sambungan gandingan yang membolehkan penyambungan rod tanpa membesarkan diameter adalah ciri khas rod bumi ini. Setiap batang memberikan lubang dan hujung pin.

EN 62561-2 menentukan keperluan untuk elektrod bumi seperti bahan, geometri, dimensi minimum serta sifat mekanikal dan elektrikal. Sambungan gandingan yang menghubungkan batang individu adalah titik lemah. Atas sebab ini EN 62561-2 mensyaratkan bahawa ujian mekanikal dan elektrikal tambahan harus dilakukan untuk menguji kualiti sambungan gandingan ini.

Untuk ujian ini, batang dimasukkan ke dalam panduan dengan plat keluli sebagai kawasan hentaman. Spesimen terdiri daripada dua batang bergabung dengan panjang masing-masing 500 mm. Tiga spesimen setiap jenis elektrod bumi akan diuji. Hujung atas spesimen dipengaruhi oleh tukul getaran dengan sisipan tukul yang mencukupi selama dua minit. Laju hentakan tukul mestilah 2000 ± 1000 min-1 dan tenaga hentaman pukulan tunggal mestilah 50 ± 10 [Nm].

Sekiranya gandingan telah lulus ujian ini tanpa kecacatan yang dapat dilihat, mereka mengalami penuaan buatan dengan menggunakan kabut garam dan rawatan atmosfer sulfur lembap. Kemudian gandingan dimuat dengan tiga impuls arus kilat 10/350 μs bentuk gelombang masing-masing 50 kA dan 100 kA. Rintangan sentuhan (diukur di atas gandingan) rod bumi keluli tahan karat tidak boleh melebihi 2.5 mΩ. Untuk menguji sama ada sendi gandingan masih tersambung dengan kuat setelah dikenakan beban arus kilat ini, daya gandingan diuji dengan menggunakan mesin ujian tegangan.

Pemasangan sistem perlindungan kilat berfungsi memerlukan komponen dan peranti yang diuji mengikut standard terkini digunakan. Pemasang sistem perlindungan kilat harus memilih dan memasang komponen dengan betul mengikut keperluan di lokasi pemasangan. Sebagai tambahan kepada keperluan mekanikal, kriteria elektrik mengenai keadaan perlindungan kilat terkini harus dipertimbangkan dan dipatuhi.

Pengiraan Arus Litar pintas Jalur ke Bumi

Dimensi sistem penamatan bumi sehubungan dengan daya

Untuk tujuan ini, senario kes terburuk yang berbeza mesti dikaji. Dalam sistem voltan sederhana, kerosakan bumi berganda akan menjadi kes yang paling kritikal. Kesalahan bumi pertama (contohnya pada pengubah) boleh menyebabkan kerosakan bumi kedua dalam fasa lain (contohnya penutup pengedap kabel yang salah dalam sistem voltan sederhana). Mengikut jadual 1 standard EN 50522 (Pembumian pemasangan kuasa melebihi 1 kV ac), arus kerosakan bumi ganda I''kEE, yang ditakrifkan seperti berikut, akan mengalir melalui konduktor pembumian dalam kes ini:

Saya “kEE = 0,85 • Saya“ k

(I "k = arus litar pintas simetri tiga tiang awal)

Dalam pemasangan 20 kV dengan arus litar pintas simetri awal, aku 16 kA dan masa pemutusan 1 saat, arus kerosakan bumi dua kali ganda adalah 13.6 kA. Keupayaan konduktor pembumian dan bar pembumian di bangunan stesen atau bilik tansformer mesti dinilai mengikut nilai ini. Dalam konteks ini, pemisahan arus dapat dipertimbangkan dalam hal pengaturan cincin (faktor 0.65 digunakan dalam praktik). Perancangan mesti selalu berdasarkan data sistem sebenar (konfigurasi sistem, arus litar pintas talian ke bumi, masa pemutusan).

Piawaian EN 50522 menentukan ketumpatan arus litar pintas maksimum G (A / mm2) untuk bahan yang berbeza. Keratan rentas konduktor ditentukan dari bahan dan masa pemutusan.

dia mengira arus kini dibahagi dengan ketumpatan arus G dari bahan yang berkaitan dan masa pemutusan yang sesuai dan keratan rentas minimum A_minit dari konduktor ditentukan.

A_minit= Saya "_{kEE (cawangan)} / G [mm²]

Keratan rentas yang dikira memungkinkan untuk memilih konduktor. Keratan rentas ini selalu dibulatkan ke penampang nominal yang lebih besar seterusnya. Sekiranya sistem pampasan, misalnya, sistem penutupan bumi itu sendiri (bahagian yang bersentuhan langsung dengan bumi) dimuat dengan arus yang jauh lebih rendah iaitu hanya dengan sisa arus kerosakan bumi I_E = rx I_RES dikurangkan oleh faktor r. Arus ini tidak melebihi kira-kira 10 A dan boleh mengalir secara kekal tanpa masalah jika bahagian silang bahan pembumian biasa digunakan.

Keratan rentas minimum elektrod bumi

Keratan rentas minimum berkenaan dengan kekuatan mekanikal dan kakisan ditentukan dalam standard DIN VDE 0151 Jerman (Bahan dan dimensi minimum elektrod bumi berkaitan dengan kakisan).

Beban angin sekiranya sistem penamatan udara terpencil mengikut Eurocode 1

Keadaan cuaca yang melampau meningkat di seluruh dunia akibat pemanasan global. Akibat seperti kelajuan angin yang tinggi, peningkatan jumlah ribut dan hujan lebat tidak dapat diabaikan. Oleh itu, pereka dan pemasang akan menghadapi cabaran baru terutama berkaitan dengan beban angin. Ini tidak hanya mempengaruhi struktur bangunan (statik struktur), tetapi juga sistem penamatan udara.

Dalam bidang perlindungan kilat, standard DIN 1055-4: 2005-03 dan DIN 4131 telah digunakan sebagai dasar dimensi sejauh ini. Pada bulan Julai 2012, piawaian ini digantikan oleh Eurocodes yang menyediakan peraturan reka bentuk struktur standard Eropah (perancangan struktur).

Piawaian DIN 1055-4: 2005-03 disatukan dalam Eurocode 1 (EN 1991-1-4: Tindakan pada struktur - Bahagian 1-4: Tindakan umum - Tindakan angin) dan DIN V 4131: 2008-09 di Eurocode 3 ( EN 1993-3-1: Bahagian 3-1: Menara, tiang dan cerobong - Menara dan tiang). Oleh itu, kedua-dua piawaian ini menjadi asas untuk dimensi sistem penamatan udara untuk sistem perlindungan kilat, namun, Eurocode 1 sangat relevan.

Parameter berikut digunakan untuk mengira beban angin sebenar yang diharapkan:

• Zon angin (Jerman dibahagikan kepada empat zon angin dengan kelajuan angin asas yang berbeza)
• Kategori medan (kategori medan menentukan persekitaran struktur)
• Ketinggian objek di atas permukaan tanah
• Ketinggian lokasi (di atas permukaan laut, biasanya hingga 800 m di atas permukaan laut)

Faktor lain yang mempengaruhi seperti:

• aising
• Letakkan di rabung atau puncak bukit
• Ketinggian objek melebihi 300 m
• Ketinggian muka bumi melebihi 800 m (permukaan laut)

harus dipertimbangkan untuk persekitaran pemasangan tertentu dan harus dikira secara berasingan.

Kombinasi parameter yang berlainan menghasilkan kecepatan angin kencang yang akan digunakan sebagai dasar untuk dimensi sistem penamatan udara dan pemasangan lain seperti konduktor cincin tinggi. Dalam katalog kami, kelajuan angin hembusan maksimum ditentukan untuk produk kami dapat menentukan bilangan asas konkrit yang diperlukan bergantung pada kelajuan angin tiupan, misalnya jika berlaku sistem penamatan udara terpencil. Ini bukan sahaja dapat menentukan kestabilan statik, tetapi juga untuk mengurangkan berat yang diperlukan dan dengan itu beban bumbung.

Nota penting:

"Kelajuan angin hembusan maksimum" yang dinyatakan dalam katalog ini untuk komponen individu ditentukan mengikut keperluan pengiraan khusus Jerman untuk Eurocode 1 (DIN EN 1991-1-4 / NA: 2010-12) yang berdasarkan zon angin peta untuk Jerman dan keistimewaan topografi khusus negara yang berkaitan.

Semasa menggunakan produk katalog ini di negara lain, kekhususan khusus negara dan kaedah pengiraan lain yang berlaku di negara ini, jika ada, yang dijelaskan dalam Eurocode 1 (EN 1991-1-4) atau dalam peraturan pengiraan lain yang berlaku di luar (luar Eropah) mesti diperhatikan. Oleh itu, kelajuan angin bertiup maksimum yang disebutkan dalam katalog ini hanya berlaku untuk Jerman dan hanya berorientasi kasar untuk negara lain. Kelajuan angin berhembus harus dikira baru mengikut kaedah pengiraan khusus negara!

Semasa memasang rod penamatan udara di pangkalan konkrit, maklumat / kelajuan angin tiupan dalam jadual harus dipertimbangkan. Maklumat ini berlaku untuk bahan batang penamatan udara konvensional (Al, St / tZn, Cu dan StSt).

Sekiranya rod penamatan udara diperbaiki dengan menggunakan spacer, pengiraannya berdasarkan kemungkinan pemasangan di bawah.

Kelajuan angin bertiup maksimum yang dibenarkan ditentukan untuk produk yang berkaitan dan harus dipertimbangkan untuk pemilihan / pemasangan. Kekuatan mekanikal yang lebih tinggi dapat dicapai dengan cara misalnya penyokong bersudut (dua spacer yang disusun dalam segitiga) (atas permintaan).