Oppsummer lyn- og overspenningsvernutstyr

Planlagt sikkerhet

Lynbeskyttelsessonekonsept

Bygningen er delt inn i forskjellige truede soner. Disse sonene hjelper til med å definere nødvendige beskyttelsestiltak, spesielt lyn- og overspenningsvernutstyr og komponenter. En del av et EMC-kompatibelt (EMC: Electro Magnetic Compatibility) lynbeskyttelsessonekonsept er det eksterne lynbeskyttelsessystemet (inkludert luftavslutningssystem, nedledersystem, jordavslutningssystem), ekvipotensiell binding, romlig skjerming og overspenningsbeskyttelse for strømforsynings- og informasjonsteknologisystemer. Definisjoner gjelder som klassifisert i tabell 1. I henhold til kravene og belastningene som er plassert på overspenningsvern, er de kategorisert som lynstrømsavledere, overspenningsavledere og kombinerte avledere. De høyeste kravene stilles til utslippskapasiteten til lynstrømavledere og kombinerte avledere som brukes ved overgangen fra lynbeskyttelsessone 0_A til 1 eller 0_A til 2. Disse stopperne må være i stand til å lede delvis lynstrømmer på 10/350 μs bølgeform flere ganger uten å bli ødelagt for å forhindre at destruktive delvise lynstrømmer kommer inn i den elektriske installasjonen i en bygning. Ved overgangspunktet fra LPZ 0_B til 1 eller nedstrøms lynstrømavlederen ved overgangspunktet fra LPZ 1 til 2 og høyere, brukes overspenningsvern for å beskytte mot overspenninger. Deres oppgave er både å redusere den gjenværende energien fra oppstrømsbeskyttelsesstadiene ytterligere, og å begrense de overspenningene som induseres eller genereres i selve installasjonen.

Lyn- og overspenningsbeskyttelsestiltakene ved grensene for lynbeskyttelsessonene beskrevet ovenfor gjelder også for strømforsynings- og informasjonsteknologisystemer. Alle tiltak beskrevet i EMC-kompatibelt lynbeskyttelsessonekonsept bidrar til kontinuerlig tilgjengelighet av elektriske og elektroniske enheter og installasjoner. For mer detaljert teknisk informasjon, besøk www.lsp-international.com.

IEC 62305-4: 2010

Ytre soner:

LPZ 0: Sone der trusselen skyldes det ikke-utmattede lynets elektromagnetiske felt og hvor de interne systemene kan bli utsatt for full eller delvis lynstrøm.

LPZ 0 er delt inn i:

LPZ 0_A: Sone der trusselen skyldes direkte lynblits og hele det elektromagnetiske feltet. De interne systemene kan bli utsatt for full lynstrøm.

LPZ 0_B: Sone beskyttet mot direkte lyn, men der trusselen er det fulle elektromagnetiske feltet. De interne systemene kan bli utsatt for delvis lynstrøm.

Indre soner (beskyttet mot direkte lyn):

LPZ 1: Sone der overspenningsstrømmen er begrenset av strømdelings- og isolasjonsgrensesnitt og / eller av SPD ved grensen. Romlig skjerming kan dempe det elektromagnetiske lynets felt.

LPZ 2 ... n: Sone der overspenningsstrømmen kan begrenses ytterligere av strømdelings- og isolasjonsgrensesnitt og / eller av ekstra SPD ved grensen. Ekstra romlig skjerming kan brukes til å dempe det lynets elektromagnetiske felt ytterligere.

Begreper og definisjoner

Bruddkapasitet, følg gjeldende slokkingsevne I_fi

Bruddkapasiteten er den ubehandlede (potensielle) rms-verdien til strømmen som følger automatisk, og som automatisk kan slukkes av overspenningsvernet når du kobler til U_C. Det kan bevises i en driftstest i henhold til EN 61643-11: 2012.

Kategorier i henhold til IEC 61643-21: 2009

Et antall impulsspenninger og impulsstrømmer er beskrevet i IEC 61643-21: 2009 for testing av strømføringsevnen og spenningsbegrensning av impulsinterferens. Tabell 3 i denne standarden viser disse i kategorier og gir foretrukne verdier. I tabell 2 i IEC 61643-22-standarden er transientkildene tildelt de forskjellige impulskategoriene i henhold til frakoblingsmekanismen. Kategori C2 inkluderer induktiv kobling (overspenning), kategori D1 galvanisk kobling (lynstrøm). Den aktuelle kategorien er spesifisert i de tekniske dataene. LSP overspenningsverninnretninger overgår verdiene i de angitte kategoriene. Derfor er den nøyaktige verdien for bæreevnen til impulsstrømmen indikert av den nominelle utladningsstrømmen (8/20 μs) og lynimpulsstrømmen (10/350 μs).

Kombinasjonsbølge

En kombinasjonsbølge genereres av en hybridgenerator (1.2 / 50 μs, 8/20 μs) med en fiktiv impedans på 2 Ω. Den åpne kretsspenningen til denne generatoren blir referert til som U_OC. den_OC er en foretrukket indikator for type 3-arrester, siden bare disse arresterne kan testes med en kombinasjonsbølge (i henhold til EN 61643-11).

Kuttfrekvens f_G

Kuttfrekvensen definerer den frekvensavhengige oppførselen til en arrester. Kuttfrekvensen tilsvarer frekvensen som induserer et innsettingstap (a_E) på 3 dB under visse testforhold (se EN 61643-21: 2010). Med mindre annet er angitt, refererer denne verdien til et 50 Ω-system.

Beskyttelsesgrad

IP-beskyttelsesgraden tilsvarer beskyttelseskategoriene

beskrevet i IEC 60529.

Koble fra tid t_a

Frakoblingstiden er tiden som går til den automatiske frakoblingen fra strømforsyningen i tilfelle svikt i kretsen eller utstyret som skal beskyttes. Frakoblingstiden er en applikasjonsspesifikk verdi som skyldes feilstrømmen og egenskapene til beskyttelsesanordningen.

Energikoordinering av SPD

Energikoordinering er den selektive og koordinerte interaksjonen mellom kaskadebeskyttelseselementer (= SPD) i et generelt lyn- og overspenningsvernkonsept. Dette betyr at den totale belastningen på lynimpulsstrømmen blir delt mellom SPD-ene i henhold til deres energibærende evne. Hvis energikoordinering ikke er mulig, er nedstrøms SPD-er utilstrekkelig

lettet av oppstrøms SPD siden oppstrøms SPD opererer for sent, utilstrekkelig eller slett ikke. Følgelig kan nedstrøms SPDer samt terminalutstyr som skal beskyttes ødelegges. DIN CLC / TS 61643-12: 2010 beskriver hvordan man kan verifisere energikoordinering. Spark-baserte SPD-er av type 1 gir betydelige fordeler på grunn av spenningsbryter

karakteristisk (se WAVE BREAKER FUNCTION).

frekvens~~POS=TRUNC område~~POS=HEADCOMP

Frekvensområdet representerer overføringsområdet eller avskjæringsfrekvensen til en arrester avhengig av de beskrevne dempningsegenskapene.

Innsetting tap

Med en gitt frekvens defineres innsettingstapet til en overspenningsbeskyttende enhet av forholdet mellom spenningsverdien på installasjonsstedet før og etter installasjon av overspenningsvern. Med mindre annet er angitt, refererer verdien til et 50 Ω-system.

Integrert sikkerhetskopi

I henhold til produktstandarden for SPD-er, må overstrømsvern / sikkerhetskopier brukes. Dette krever imidlertid ekstra plass i fordelerkortet, ekstra kabellengder, som skal være så korte som mulig i henhold til IEC 60364-5-53, ekstra installasjonstid (og kostnader) og dimensjonering av sikringen. En sikring integrert i avlederen som er ideell for impulsstrømmen som er involvert, eliminerer alle disse ulempene. Plassforsterkningen, lavere ledningsinnsats, integrert sikringsovervåking og økt beskyttelseseffekt på grunn av kortere tilkoblingskabler er klare fordeler med dette konseptet.

Lynimpulsstrøm I_imp

Lynimpulsstrømmen er en standardisert impulsstrømkurve med en bølgeform på 10/350 μs. Parametrene (toppverdi, ladning, spesifikk energi) simulerer belastningen forårsaket av naturlige lynstrømmer. Lynstrøm og kombinerte avledere må være i stand til å tømme slike lynimpulsstrømmer flere ganger uten å bli ødelagt.

Overstrømsbeskyttelse / beskyttelsessikring på hovedsiden

Overstrømsvern (f.eks. Sikring eller strømbryter) plassert utenfor avlederen på innmatingssiden for å avbryte strømfrekvensen, følger strømmen så snart overspenningsvernets overspenningsevne overskrides. Ingen ekstra sikring er nødvendig fordi sikkerhetskopien allerede er integrert i SPD.

Maksimal kontinuerlig driftsspenning U_C

Den maksimale kontinuerlige driftsspenningen (maks. Tillatt driftsspenning) er rms-verdien til den maksimale spenningen som kan kobles til de tilsvarende terminalene på overspenningsvernet under drift. Dette er den maksimale spenningen på avlederen i

den definerte ikke-ledende tilstanden, som tilbakestiller arrester til denne tilstanden etter at den har utløst og utladet. Verdien av U_C avhenger av den nominelle spenningen til systemet som skal beskyttes og installatørens spesifikasjoner (IEC 60364-5-534).

Maksimal kontinuerlig driftsspenning U_CPV for et solcelleanlegg (PV)

Verdien av den maksimale DC-spenningen som kan brukes permanent på terminalene på SPD. For å sikre at U_CPV er høyere enn maksimal åpen kretsspenning til solcelleanlegget i tilfelle alle eksterne påvirkninger (f.eks. omgivelsestemperatur, solstrålingsintensitet), U_CPV må være høyere enn denne maksimale åpne kretsspenningen med en faktor på 1.2 (i henhold til CLC / TS 50539-12). Denne faktoren på 1.2 sørger for at SPD-ene ikke er feil dimensjonert.

Maksimal utladningsstrøm I_max

Maksimal utladningsstrøm er den maksimale toppverdien for 8/20 μs impulsstrøm som enheten trygt kan tømme.

Maksimal overføringskapasitet

Maksimal overføringskapasitet definerer den maksimale høyfrekvente effekten som kan overføres via en koaksial overspenningsvern uten å forstyrre beskyttelseskomponenten.

Nominell utladningsstrøm I_n

Den nominelle utladningsstrømmen er toppverdien til en 8/20 μs impulsstrøm som overspenningsvernet er klassifisert for i et bestemt testprogram, og som det overspenningsbeskyttende utstyret kan tømme flere ganger.

Nominell belastningsstrøm (nominell strøm) I_L

Den nominelle laststrømmen er den maksimalt tillatte driftsstrømmen som permanent kan strømme gjennom de tilsvarende terminalene.

Nominell spenning U_N

Nominell spenning står for den nominelle spenningen til systemet som skal beskyttes. Verdien av nominell spenning tjener ofte som typebetegnelse for overspenningsvern for informasjonsteknologisystemer. Det er indikert som en rms-verdi for vekselstrømssystemer.

N-PE-arrester

Overspenningsvernapparater utelukkende designet for installasjon mellom N- og PE-lederen.

Driftstemperaturområde T_U

Driftstemperaturområdet angir rekkevidden enhetene kan brukes i. For ikke-selvoppvarmende enheter er det lik omgivelsestemperaturområdet. Temperaturstigningen for selvoppvarmende enheter må ikke overstige den maksimale verdien som er angitt.

Beskyttelseskrets

Beskyttelseskretser er flertrinns, kaskadebeskyttelsesanordninger. De enkelte beskyttelsestrinnene kan bestå av gnistgap, varistorer, halvlederelementer og gassutladningsrør (se Energikoordinering).

Beskyttelsesstrøm I_PE

Beskyttelseslederstrømmen er strømmen som strømmer gjennom PE-forbindelsen når overspenningsvernet er koblet til den maksimale kontinuerlige driftsspenningen U_C, i henhold til installasjonsinstruksjonene og uten forbrukere på lasten.

Ekstern signalkontakt

En ekstern signalkontakt tillater enkel fjernovervåking og indikasjon på enhetens driftstilstand. Den har en tre-polet terminal i form av en flytende vekslingskontakt. Denne kontakten kan brukes som pause og / eller ta kontakt og kan dermed enkelt integreres i bygningsstyringssystemet, styringen til koblingsskapet etc.

Svartid t_A

Responstider karakteriserer hovedsakelig responsytelsen til individuelle beskyttelseselementer som brukes i arrestere. Avhengig av stigningshastigheten du / dt for impulsspenningen eller di / dt for impulsstrømmen, kan responstidene variere innen visse grenser.

Returnere tap

I høyfrekvente applikasjoner refererer returtapet til hvor mange deler av den "ledende" bølgen som reflekteres ved beskyttelsesanordningen (overspenningspunkt). Dette er et direkte mål på hvor godt en beskyttelsesanordning er tilpasset den karakteristiske impedansen til systemet.

Seriemotstand

Motstand i retning av signalstrømmen mellom inngang og utgang til en arrester.

Skjolddemping

Forholdet mellom kraften som mates inn i en koaksialkabel og kraften som ledningen utstråler gjennom faselederen.

Overspenningsvern (SPD)

Overspenningsverninnretninger består hovedsakelig av spenningsavhengige motstander (varistorer, undertrykkelsesdioder) og / eller gnistgap (utladningsveier). Overspenningsvern brukes til å beskytte annet elektrisk utstyr og installasjoner mot høye overspenninger og / eller for å etablere potensialutjevning. Overspenningsvern er kategorisert:

1. a) i henhold til deres bruk i:

• Overspenningsvern for strømforsyningsinstallasjoner og enheter

for nominelle spenningsområder opp til 1000 V.

- i henhold til EN 61643-11: 2012 til type 1/2/3 SPD

- i henhold til IEC 61643-11: 2011 i klasse I / II / III SPD

Overgangen til den røde / linjen. produktfamilien til den nye EN 61643-11: 2012 og IEC 61643-11: 2011-standarden vil bli fullført i løpet av året 2014.

• Overspenningsvern for informasjonsteknologiinstallasjoner og enheter

for å beskytte moderne elektronisk utstyr i telekommunikasjons- og signalnettverk med nominelle spenninger opp til 1000 V AC (effektiv verdi) og 1500 V DC mot de indirekte og direkte effektene av lynnedslag og andre transienter.

- i henhold til IEC 61643-21: 2009 og EN 61643-21: 2010.

• Isolering av gnistgap for jordavslutningssystemer eller potensialutjevning
• Overspenningsvernapparater for bruk i solcelleanlegg

for nominelle spenningsområder opp til 1500 V.

- i henhold til EN 50539-11: 2013 til type 1/2 SPD

1. b) i henhold til deres impulsstrømutslippskapasitet og beskyttende effekt til:

• Lynstrømfangere / koordinerte lynstrømfangere

for å beskytte installasjoner og utstyr mot interferens som følge av direkte eller nærliggende lynnedslag (installert ved grensene mellom LPZ 0_A og 1).

• Overspenningsfangere

for å beskytte installasjoner, utstyr og terminalenheter mot eksterne lynnedslag, overspenning samt elektrostatiske utladninger (installert ved grensene nedstrøms LPZ 0_B).

• Kombinert arrester

for å beskytte installasjoner, utstyr og terminalenheter mot forstyrrelser som følge av direkte eller nærliggende lynnedslag (installert ved grensene mellom LPZ 0_A og 1 samt 0_A og 2).

Tekniske data for overspenningsvern

De tekniske dataene til overspenningsvern inkluderer informasjon om bruksvilkår i henhold til:

• Bruksområde (f.eks. Installasjon, strømforhold, temperatur)
• Ytelse i tilfelle forstyrrelser (f.eks. Impulsstrømutladningskapasitet, følg nåværende slokkingsevne, spenningsbeskyttelsesnivå, responstid)
• Ytelse under drift (f.eks. Nominell strøm, demping, isolasjonsmotstand)
• Ytelse i tilfelle feil (f.eks. Sikkerhetskopi, frakobling, feilsikker, alternativ for ekstern signalering)

Tåleegenskaper for kortslutning

Tåleevnen for kortslutning er verdien av den potensielle kortslutningsstrømmen for frekvens som håndteres av overspenningsvernet når den aktuelle maksimale sikringen er koblet oppstrøms.

Kortslutningsgrad I_SCPV av en SPD i et solcelleanlegg (PV)

Maksimal uinfisert kortslutningsstrøm som SPD, alene eller i forbindelse med frakoblingsenhetene, tåler.

Midlertidig overspenning (TOV)

Midlertidig overspenning kan være tilstede på overspenningsvernet i en kort periode på grunn av en feil i høyspenningssystemet. Dette må skilles tydelig fra en forbigående forårsaket av et lynnedslag eller en koblingsoperasjon, som ikke varer lenger enn ca. 1 ms. Amplituden U_T og varigheten av denne midlertidige overspenningen er spesifisert i EN 61643-11 (200 ms, 5 s eller 120 min.) og blir testet individuelt for de aktuelle SPDene i henhold til systemkonfigurasjonen (TN, TT, etc.). SPD kan enten a) mislykkes pålitelig (TOV-sikkerhet) eller b) være TOV-bestandig (TOV-motstand), noe som betyr at den er helt i drift under og etter

midlertidige overspenninger.

Termisk frakobling

Overspenningsvernapparater for bruk i strømforsyningssystemer utstyrt med spenningsstyrte motstander (varistorer) har for det meste en integrert termisk frakobler som kobler fra overspenningsbeskyttelsesenheten fra strømnettet i tilfelle overbelastning og indikerer denne driftstilstanden. Frakoblingen reagerer på "strømvarmen" som genereres av en overbelastet varistor og kobler overspenningsvernet fra strømnettet hvis en viss temperatur overskrides. Frakoblingen er designet for å koble fra det overbelastede overspenningsvernet i tide for å forhindre brann. Det er ikke ment å sikre beskyttelse mot indirekte kontakt. Funksjonen til

disse termiske frakoblerne kan testes ved hjelp av en simulert overbelastning / aldring av avlederne.

Total utladningsstrøm I_total

Strøm som strømmer gjennom PE-, PEN- eller jordforbindelsen til en flerpolet SPD under den totale utladningsstrømstesten. Denne testen brukes til å bestemme total belastning hvis strøm samtidig strømmer gjennom flere beskyttende baner i en flerpolet SPD. Denne parameteren er avgjørende for den totale utslippskapasiteten som håndteres pålitelig av summen av individet

stier til en SPD.

Spenningsbeskyttelsesnivå U_p

Spenningsbeskyttelsesnivået til en overspenningsvern er den maksimale øyeblikkelige verdien av spenningen ved terminalene til en overspenningsvern, bestemt fra standardiserte individuelle tester:

Lynimpuls sparkover spenning 1.2 / 50 μs (100%)

- Sparkover-spenning med en økningshastighet på 1kV / μs

- Målt grensespenning ved nominell utladningsstrøm I_n

Spenningsbeskyttelsesnivået karakteriserer evnen til en overspenningsbeskyttende enhet for å begrense overspenninger til et restnivå. Spenningsbeskyttelsesnivået definerer installasjonsstedet med hensyn til overspenningskategorien i henhold til IEC 60664-1 i strømforsyningssystemer. For overspenningsvernapparater som skal brukes i informasjonsteknologisystemer, må spenningsbeskyttelsesnivået tilpasses immunitetsnivået til utstyret som skal beskyttes (IEC 61000-4-5: 2001).

Planlegging av intern lynbeskyttelse og overspenningsvern

Krav til eksterne lynbeskyttelseskomponenter

Komponenter som brukes til å installere det eksterne lynbeskyttelsessystemet, skal oppfylle visse mekaniske og elektriske krav, som er spesifisert i EN 62561-x-standardserien. Lynbeskyttelseskomponenter er kategorisert i henhold til deres funksjon, for eksempel tilkoblingskomponenter (EN 62561-1), ledere og jordelektroder (EN 62561-2).

Testing av konvensjonelle lynbeskyttelseskomponenter

Komponenter for lynbeskyttelse av metall (klemmer, ledere, lufttermineringsstenger, jordelektroder) som utsettes for forvitring, må utsettes for kunstig aldring / kondisjonering før testing for å verifisere deres egnethet for den tiltenkte applikasjonen. I samsvar med EN 60068-2-52 og EN ISO 6988 blir metallkomponenter utsatt for kunstig aldring og testet i to trinn.

Naturlig forvitring og eksponering for korrosjon av lynbeskyttende komponenter

Trinn 1: Salttåkebehandling

Denne testen er beregnet på komponenter eller innretninger som er konstruert for å tåle eksponering for saltoppløsning. Testutstyret består av et salttåkekammer der prøvene testes med testnivå 2 i mer enn tre dager. Testnivå 2 inkluderer tre sprøytefaser på 2 timer hver, ved bruk av en 5% natriumkloridoppløsning (NaCl) ved en temperatur mellom 15 ° C og 35 ° C etterfulgt av en fuktighetslagring ved en relativ fuktighet på 93% og en temperatur på 40 ± 2 ° C i 20 til 22 timer i samsvar med EN 60068-2-52.

Trinn 2: Fuktig svovelholdig atmosfærebehandling

Denne testen er for å evaluere motstanden til materialer eller gjenstander kondensert fuktighet som inneholder svoveldioksid i samsvar med EN ISO 6988.

Testutstyret (figur 2) består av et testkammer der prøvene

behandles med en konsentrasjon av svoveldioksid i en volumfraksjon på 667 x 10-6 (± 24 x 10-6) i syv testsykluser. Hver syklus med en varighet på 24 timer består av en oppvarmingsperiode på 8 timer ved en temperatur på 40 ± 3 ° C i en fuktig, mettet atmosfære som etterfølges av en hviletid på 16 timer. Deretter erstattes den fuktige svovelholdige atmosfæren.

Begge komponentene for utendørs bruk og komponenter som er begravet i bakken er utsatt for aldring / kondisjonering. For komponenter som er nedgravd i bakken, må ytterligere krav og tiltak vurderes. Ingen aluminiumsklemmer eller ledere kan begraves i bakken. Hvis rustfritt stål skal begraves i bakken, kan bare høyt legert rustfritt stål brukes, f.eks StSt (V4A). I samsvar med den tyske DIN VDE 0151-standarden er ikke StSt (V2A) tillatt. Komponenter for innendørs bruk som potensialpotensielle limstenger trenger ikke å bli utsatt for aldring / kondisjonering. Det samme gjelder komponenter som er innebygd

i betong. Disse komponentene er derfor ofte laget av ikke-galvanisert (svart) stål.

Luftavslutningssystemer / luftavslutningsstenger

Luftavslutningsstenger brukes vanligvis som lufttermineringssystemer. De fås i mange forskjellige utførelser, for eksempel med en lengde på 1 m for montering med betongbunn på flate tak, opp til teleskopiske lynbeskyttelsesmastene med en lengde på 25 m for biogassanlegg. EN 62561-2 spesifiserer minimumstverrsnitt og tillatte materialer med tilsvarende elektriske og mekaniske egenskaper for luftterminalstenger. I tilfelle luftavslutningsstenger med større høyder, må bøyemotstanden til luftavstengningsstangen og stabiliteten til komplette systemer (luftavslutningsstang i et stativ) verifiseres ved hjelp av en statisk beregning. De nødvendige tverrsnittene og materialene må velges basert

på denne beregningen. Vindhastighetene til den aktuelle vindlastsonen må også tas med i beregningen.

Testing av tilkoblingskomponenter

Tilkoblingskomponenter, eller ofte bare kalt klemmer, brukes som lynbeskyttelseskomponenter for å koble ledere (nedleder, luftavslutningsleder, jordinngang) til hverandre eller til en installasjon.

Avhengig av type klemme og klemmemateriale er mange forskjellige klemmekombinasjoner mulig. Lederrutingen og de mulige materialkombinasjonene er avgjørende i denne forbindelse. Den typen lederrute beskriver hvordan en klemme forbinder lederne i tverr- eller parallellarrangement.

Ved lynstrømbelastning utsettes klemmene for elektrodynamiske og termiske krefter som i høy grad avhenger av typen lederrute og klemforbindelsen. Tabell 1 viser materialer som kan kombineres uten å forårsake kontaktkorrosjon. Kombinasjonen av forskjellige materialer med hverandre og deres forskjellige mekaniske styrker og termiske egenskaper har forskjellige effekter på tilkoblingskomponentene når lynstrøm strømmer gjennom dem. Dette er spesielt tydelig for tilkoblingskomponenter av rustfritt stål (StSt) der høye temperaturer oppstår på grunn av lav ledningsevne så snart strømmer strømmer gjennom dem. Derfor må en lynstrømstest i samsvar med EN 62561-1 utføres for alle klemmer. For å teste det verste tilfellet, må ikke bare de forskjellige lederkombinasjonene, men også materialkombinasjonene som er spesifisert av produsenten, testes.

Tester basert på eksemplet på en MV-klemme

Først må antall testkombinasjoner bestemmes. MV-klemmen som brukes er laget av rustfritt stål (StSt) og kan derfor kombineres med stål-, aluminium-, StSt- og kobberledere som angitt i tabell 1. Videre kan den kobles i tverr- og parallellarrangement som også må testes. Dette betyr at det er åtte mulige testkombinasjoner for MV-klemmen som brukes (figur 3 og 4).

I samsvar med EN 62561 må hver av disse testkombinasjonene testes på tre egnede prøver / testoppsett. Dette betyr at 24 eksemplarer av denne enkelt MV-klemmen må testes for å dekke hele sortimentet. Hver enkelt prøve er montert med tilstrekkelig

tiltrekkingsmoment i samsvar med normative krav og utsettes for kunstig aldring ved hjelp av salttåke og fuktig svovelholdig atmosfærebehandling som beskrevet ovenfor. For den påfølgende elektriske testen må prøvene festes på en isolasjonsplate (figur 5).

Tre lynstrømimpulser på 10/350 μs bølgeform med 50 kA (normal belastning) og 100 kA (tung belastning) blir brukt på hvert eksemplar. Etter å ha blitt lastet med lynstrøm, må prøvene ikke vise tegn på skade.

I tillegg til de elektriske testene der prøven utsettes for elektrodynamiske krefter i tilfelle lynstrømbelastning, ble en statisk-mekanisk belastning integrert i EN 62561-1-standarden. Denne statisk-mekaniske testen er spesielt påkrevd for parallelle kontakter, langsgående kontakter osv. Og utføres med forskjellige ledermaterialer og klemområder. Tilkoblingskomponenter laget av rustfritt stål testes under verste fall bare med en enkelt rustfri leder (ekstremt glatt overflate). Tilkoblingskomponentene, for eksempel MV-klemmen vist i figur 6, blir fremstilt med et definert tiltrekkingsmoment og deretter belastet med en mekanisk strekkraft på 900 N (± 20 N) i ett minutt. I løpet av denne testperioden må lederne ikke bevege seg mer enn en millimeter, og tilkoblingskomponentene må ikke ha tegn på skade. Denne ekstra statisk-mekaniske testen er et annet testkriterium for tilkoblingskomponenter og må også dokumenteres i produsentens testrapport i tillegg til de elektriske verdiene.

Kontaktmotstanden (målt over klemmen) for en klemme i rustfritt stål må ikke overstige 2.5 mΩ eller 1 mΩ i tilfelle andre materialer. Det nødvendige løsningsmomentet må sikres.

Derfor må installatører av lynbeskyttelsessystemer velge tilkoblingskomponentene for plikten (H eller N) som kan forventes på stedet. En klemme for drift H (100 kA), for eksempel, må brukes til en lufttermineringsstang (full lynstrøm) og en klemme for drift N (50 kA) må brukes i et maske eller ved en jordinngang (lynstrøm allerede distribuert).

dirigenter

EN 62561-2 stiller også spesielle krav til ledere som luftavslutning og nedledere eller jordelektroder, f.eks. Ringjordelektroder, for eksempel:

• Mekaniske egenskaper (minimum strekkfasthet, minimum forlengelse)
• Elektriske egenskaper (maks. Resistivitet)
• Korrosjonsbestandighetsegenskaper (kunstig aldring som beskrevet ovenfor).

De mekaniske egenskapene må testes og observeres. Figur 8 viser testoppsettet for testing av strekkfastheten til sirkulære ledere (f.eks. Aluminium). Kvaliteten på belegget (glatt, kontinuerlig) så vel som minimum tykkelse og vedheft til grunnmaterialet er viktig og må testes, spesielt hvis beleggede materialer som galvanisert stål (St / tZn) brukes.

Dette er beskrevet i standarden i form av en bøyetest. For dette formål bøyes et eksemplar gjennom en radius lik 5 ganger diameteren til en vinkel på 90 °. Ved å gjøre det kan det hende at prøven ikke viser skarpe kanter, brudd eller peeling. Videre skal ledermaterialene være enkle å behandle når de installerer lynbeskyttelsessystemer. Ledninger eller strimler (spoler) skal lett rettes ut ved hjelp av en trådretter (styreruller) eller ved hjelp av vridning. Videre skal det være enkelt å installere / bøye materialene ved konstruksjoner eller i jorda. Disse standardkravene er relevante produktfunksjoner som må dokumenteres i de tilsvarende produktdatabladene fra produsentene.

Jordelektroder / jordstenger

De utskillelige LSP-jordstengene er laget av spesialstål og er helt varmgalvanisert eller består av høyt legert rustfritt stål. Et koblingsledd som muliggjør tilkobling av stengene uten å forstørre diameteren, er et spesielt trekk ved disse jordstengene. Hver stang gir en boring og en tappende.

EN 62561-2 spesifiserer kravene til jordelektroder som materiale, geometri, minimumsdimensjoner samt mekaniske og elektriske egenskaper. Koblingsleddene som forbinder de enkelte stengene er svake punkter. Av denne grunn krever EN 62561-2 at det må utføres ytterligere mekaniske og elektriske tester for å teste kvaliteten på disse koblingsleddene.

For denne testen settes stangen i en føring med en stålplate som støtområde. Prøven består av to sammenføyde stenger med en lengde på 500 mm hver. Tre eksemplarer av hver type jordelektrode skal testes. Den øverste enden av prøven påvirkes av en vibrasjonshammer med en tilstrekkelig hammerinnsats i to minutter. Slaghastigheten til hammeren må være 2000 ± 1000 min-1, og slagkraften i ett slag må være 50 ± 10 [Nm].

Hvis koblingene har bestått denne testen uten synlige mangler, utsettes de for kunstig aldring ved hjelp av salttåke og fuktig svovelholdig atmosfærebehandling. Deretter lastes koblingene med tre lynstrømimpulser på 10/350 μs bølgeform på 50 kA og 100 kA hver. Kontaktmotstanden (målt over koblingen) til jordstenger i rustfritt stål må ikke overstige 2.5 mΩ. For å teste om koblingsleddet fremdeles er godt koblet etter å ha blitt utsatt for denne lynstrømbelastningen, blir koblingskraften testet ved hjelp av en strekkprøvemaskin.

Installasjonen av et funksjonelt lynbeskyttelsessystem krever at komponenter og enheter testet i henhold til den siste standarden brukes. Installatører av lynbeskyttelsessystemer må velge og installere komponentene riktig i henhold til kravene på installasjonsstedet. I tillegg til mekaniske krav, skal elektriske kriterier for den siste tilstanden av lynbeskyttelse vurderes og følges.

Beregning av kortslutningsstrøm fra jord til jord

Dimensjonering av jordavslutningssystemer med hensyn til ampasitet

For dette formålet må forskjellige worst case-scenarier undersøkes. I mellomspenningssystemer vil en dobbel jordfeil være det mest kritiske tilfellet. En første jordfeil (for eksempel ved en transformator) kan forårsake en annen jordfeil i en annen fase (for eksempel en defekt kabeltetningsende i et mellemspenningssystem). I henhold til tabell 1 i EN 50522-standarden (Jording av kraftanlegg som overstiger 1 kV vekselstrøm), vil en dobbel jordfeilstrøm I''kEE, som er definert som følger, strømme via jordledningene i dette tilfellet:

I “kEE = 0,85 • I“ k

(I “k = tre-polet initial symmetrisk kortslutningsstrøm)

I en 20 kV installasjon med en innledende symmetrisk kortslutningsstrøm I''k på 16 kA og en frakoblingstid på 1 sekund, ville den dobbelte jordfeilstrømmen være 13.6 kA. Jordkapslene og jordingsskinnene i stasjonsbygningen eller det nåværende rommet må klassifiseres i henhold til denne verdien. I denne sammenheng kan nåværende splitting vurderes i tilfelle et ringarrangement (en faktor på 0.65 brukes i praksis). Planleggingen må alltid baseres på de faktiske systemdataene (systemkonfigurasjon, jord-til-jord kortslutningsstrøm, frakoblingstid).

EN 50522-standarden spesifiserer maksimal kortslutningsstrømtetthet G (A / mm2) for forskjellige materialer. Tverrsnittet til en leder bestemmes ut fra materialet og frakoblingstiden.

den beregnede strømmen divideres nå med den aktuelle tettheten G for det aktuelle materialet og den tilsvarende frakoblingstiden og minimum tverrsnitt A_minutter av lederen er bestemt.

A_minutter= Jeg ”_{kEE (gren)} / G [mm²]

Det beregnede tverrsnittet gjør det mulig å velge en leder. Dette tverrsnittet er alltid avrundet til neste større nominelle tverrsnitt. I tilfelle av et kompensert system, for eksempel, er selve jordavslutningssystemet (delen i direkte kontakt med jord) belastet med en betydelig lavere strøm, nemlig bare med jordfeilstrømmen I_E = rx jeg_RES redusert med faktoren r. Denne strømmen overstiger ikke 10 A og kan strømme permanent uten problemer hvis det brukes vanlige jordingsmateriale tverrsnitt.

Minimum tverrsnitt av jordelektroder

Minste tverrsnitt med hensyn til mekanisk styrke og korrosjon er definert i den tyske DIN VDE 0151-standarden (Material og minimumsdimensjoner for jordelektroder med hensyn til korrosjon).

Vindbelastning i tilfelle isolerte lufttermineringssystemer i henhold til Eurocode 1

Ekstreme værforhold øker over hele verden som et resultat av global oppvarming. Konsekvenser som høy vindhastighet, økt antall stormer og kraftig nedbør kan ikke ignoreres. Derfor vil designere og installatører møte nye utfordringer, spesielt med hensyn til vindbelastning. Dette påvirker ikke bare bygningskonstruksjoner (statikk av strukturen), men også lufttermineringssystemer.

Innen lynbeskyttelse har DIN 1055-4: 2005-03 og DIN 4131-standardene hittil blitt brukt som dimensjonsgrunnlag. I juli 2012 ble disse standardene erstattet av Eurokodene som gir europeiske standardiserte strukturelle designregler (planlegging av strukturer).

DIN 1055-4: 2005-03-standarden ble integrert i Eurocode 1 (EN 1991-1-4: Handlinger på konstruksjoner - Del 1-4: Generelle tiltak - Vindhandlinger) og DIN V 4131: 2008-09 i Eurocode 3 ( EN 1993-3-1: Del 3-1: Tårn, master og skorstein - Tårn og master). Dermed danner disse to standardene grunnlaget for å dimensjonere lufttermineringssystemer for lynbeskyttelsessystemer, men Eurocode 1 er imidlertid primært relevant.

Følgende parametere brukes til å beregne den faktiske vindlasten som kan forventes:

• Vindsone (Tyskland er delt inn i fire vindsoner med forskjellige grunnvindhastigheter)
• Terrengkategori (terrengkategoriene definerer omgivelsene til en struktur)
• Objektets høyde over bakkenivå
• Høyde på stedet (over havet, vanligvis opptil 800 moh)

Andre påvirkningsfaktorer som:

• Icing
• Posisjon på en ås eller toppen av en høyde
• Objektets høyde over 300 m
• Terrenghøyde over 800 m (havnivå)

må vurderes for det spesifikke installasjonsmiljøet og må beregnes separat.

Kombinasjonen av de forskjellige parametrene resulterer i vindvindhastigheten som skal brukes som grunnlag for dimensjonering av lufttermineringssystemer og andre installasjoner som forhøyede ringledere. I vår katalog er den maksimale vindhastigheten spesifisert for produktene våre for å kunne bestemme det nødvendige antall betongbaser avhengig av vindhastigheten, for eksempel i tilfelle isolerte lufttermineringssystemer. Dette tillater ikke bare å bestemme den statiske stabiliteten, men også å redusere den nødvendige vekten og dermed takbelastningen.

Viktig merknad:

De "maksimale vindvindhastighetene" spesifisert i denne katalogen for de enkelte komponentene ble bestemt i henhold til de tysk-spesifikke beregningskravene i Eurocode 1 (DIN EN 1991-1-4 / NA: 2010-12) som er basert på vindsonen kart for Tyskland og tilhørende landsspesifikke topografiske særegenheter.

Når du bruker produkter fra denne katalogen i andre land, må de landsspesifikke særegenheter og andre lokale, gjeldende beregningsmetoder, beskrevet i Eurocode 1 (EN 1991-1-4) eller i andre lokale gjeldende beregningsregler (utenfor Europa) være observert. Følgelig gjelder de maksimale vindvindhastighetene som er nevnt i denne katalogen bare for Tyskland og er bare en grov orientering for andre land. Vindvindhastighetene må beregnes nylig i henhold til landsspesifikke beregningsmetoder!

Når du installerer lufttermineringsstenger i betongbaser, må informasjon / vindkasthastigheter i tabellen tas i betraktning. Denne informasjonen gjelder konvensjonelle lufttermineringsmaterialer (Al, St / tZn, Cu og StSt).

Hvis lufttermineringsstenger festes ved hjelp av avstandsstykker, er beregningene basert på installasjonsmulighetene nedenfor.

Maksimalt tillatte vindvindhastigheter er spesifisert for de aktuelle produktene og må vurderes for valg / installasjon. En høyere mekanisk styrke kan oppnås ved f.eks. En vinklet støtte (to avstandsstykker anordnet i en trekant) (på forespørsel).