BS EN IEC 62305 Стандарт молниезащиты

Стандарт BS EN / IEC 62305 для молниезащиты был первоначально опубликован в сентябре 2006 года и заменил предыдущий стандарт BS 6651: 1999. Для конечный период, BS EN / IEC 62305 и BS 6651 работали параллельно, но с августа 2008 года BS 6651 был отменен, и теперь BS EN / IEC 63205 является признанным стандартом для защиты от молний.

Стандарт BS EN / IEC 62305 отражает возросшее научное понимание молнии и ее последствий за последние двадцать лет и учитывает растущее влияние технологий и электронных систем на нашу повседневную деятельность. Более сложный и требовательный, чем его предшественник, BS EN / IEC 62305 включает четыре отдельных части - общие принципы, управление рисками, физическое повреждение конструкций и опасность для жизни, а также защиту электронных систем.

Эти части стандарта представлены здесь. В 2010 году эти части подвергались периодической технической проверке, а обновленные части 1, 3 и 4 были выпущены в 2011 году. Обновленная часть 2 в настоящее время обсуждается и, как ожидается, будет опубликована в конце 2012 года.

Ключ к BS EN / IEC 62305 заключается в том, что все соображения по защите от молний основываются на всеобъемлющей и комплексной оценке рисков и что эта оценка учитывает не только защищаемую конструкцию, но и услуги, к которым она подключена. По сути, структурная молниезащита больше не может рассматриваться изолированно, защита от переходных перенапряжений или электрических скачков является неотъемлемой частью стандарта BS EN / IEC 62305.

Структура BS EN / IEC 62305

Серия BS EN / IEC 62305 состоит из четырех частей, все из которых необходимо учитывать. Эти четыре части описаны ниже:

Часть 1: Общие принципы

BS EN / IEC 62305-1 (часть 1) представляет собой введение в другие части стандарта и по существу описывает, как разработать систему молниезащиты (LPS) в соответствии с прилагаемыми частями стандарта.

Часть 2: Управление рисками

Подход к управлению рисками BS EN / IEC 62305-2 (часть 2) не так сильно концентрируется на чисто физических повреждениях конструкции, вызванных разрядом молнии, а больше на риске человеческих жизней, потере обслуживания общественность, утрата культурного наследия и экономический ущерб.

Часть 3: Физические повреждения конструкций и опасность для жизни

BS EN / IEC 62305-3 (часть 3) относится непосредственно к основной части BS 6651. Он отличается от BS 6651 тем, что эта новая часть имеет четыре класса или уровня защиты LPS, в отличие от двух основных (обычных и высокий риск) в BS 6651.

Часть 4: Электрические и электронные системы

в зданиях BS EN / IEC 62305-4 (часть 4) охватывает защиту электрических и электронных систем, размещенных внутри сооружений. Он воплощает то, что изложено в Приложении C к BS 6651, но с новым зональным подходом, именуемым зонами защиты от молнии (LPZ). Он предоставляет информацию для проектирования, установки, обслуживания и тестирования системы защиты от грозовых электромагнитных импульсов (LEMP) (теперь называемой «Меры защиты от скачков напряжения» - SPM) для электрических / электронных систем внутри конструкции.

В следующей таблице дается общий обзор основных различий между предыдущим стандартом BS 6651 и BS EN / IEC 62305.

Ущерб и потеря

BS EN / IEC 62305 определяет четыре основных источника повреждений:

S1 мигает к конструкции

S2 мигает рядом с конструкцией

S3 мигает к услуге

S4 мигает рядом с услугой

Каждый источник повреждений может привести к одному или нескольким из трех типов повреждений:

D1 Травмы живых существ из-за ступенчатого и контактного напряжения

D2 Физические повреждения (пожар, взрыв, механическое разрушение, выделение химических веществ) из-за воздействия тока молнии, включая искрение

D3 Отказ внутренних систем из-за грозового электромагнитного импульса (LEMP)

В результате удара молнии могут возникнуть следующие типы потерь:

L1 Потеря человеческой жизни

L2 Прекращение обслуживания населения

L3 Утрата культурного наследия

L4 Потеря экономической ценности

Взаимосвязь всех вышеперечисленных параметров представлена ​​в Таблице 5.

На рис. 12 на стр. 271 показаны типы повреждений и потерь в результате удара молнии.

Для более подробного объяснения общих принципов, составляющих часть 1 стандарта BS EN 62305, пожалуйста, обратитесь к нашему полному справочнику «A Guide to BS EN 62305». Хотя это руководство сосредоточено на стандарте BS EN, это руководство может предоставить вспомогательную информацию, интересную консультантам, разрабатывающим эквивалент IEC. См. Стр. 283 для получения более подробной информации об этом руководстве.

Критерии проектирования схемы

Идеальной молниезащитой для конструкции и подключенных к ней служб было бы заключить конструкцию в заземленный и идеально проводящий металлический экран (коробку), а также обеспечить надлежащее соединение любых подключенных служб в точке входа в экран.

Это, по сути, предотвратило бы проникновение тока молнии и индуцированного электромагнитного поля в конструкцию. Однако на практике пойти на такие меры невозможно, да и вообще экономически невозможно.

Таким образом, этот стандарт устанавливает определенный набор параметров тока молнии, при котором меры защиты, принятые в соответствии с его рекомендациями, уменьшат любой ущерб и косвенные убытки в результате удара молнии. Это сокращение ущерба и косвенных убытков действительно при условии, что параметры удара молнии находятся в определенных пределах, установленных как уровни защиты от молнии (LPL).

Уровни молниезащиты (LPL)

Четыре уровня защиты были определены на основе параметров, полученных из ранее опубликованных технических документов. Каждый уровень имеет фиксированный набор максимальных и минимальных параметров тока молнии. Эти параметры показаны в Таблице 6. Максимальные значения использовались при проектировании таких продуктов, как компоненты молниезащиты и устройства защиты от перенапряжения (SPD). Минимальные значения тока молнии были использованы для получения радиуса катящейся сферы для каждого уровня.

Зоны молниезащиты (LPZ)

Концепция зон молниезащиты (LPZ) была введена в BS EN / IEC 62305, в частности, для помощи в определении мер защиты, необходимых для установления защитных мер для противодействия электромагнитному импульсу молнии (LEMP) внутри конструкции.

Общий принцип заключается в том, что оборудование, требующее защиты, должно располагаться в LPZ, электромагнитные характеристики которого совместимы с устойчивостью оборудования к нагрузкам или его устойчивостью.

Концепция учитывает внешние зоны с риском прямого удара молнии (LPZ 0_A) или риск возникновения частичного тока молнии (LPZ 0_B) и уровней защиты во внутренних зонах (LPZ 1 и LPZ 2).

Как правило, чем выше номер зоны (LPZ 2; LPZ 3 и т. Д.), Тем меньше ожидаемые электромагнитные эффекты. Как правило, любое чувствительное электронное оборудование должно располагаться в LPZ с более высокими номерами и быть защищено от LEMP соответствующими мерами защиты от перенапряжения («SPM», как определено в BS EN 62305: 2011).

SPM ранее назывался системой мер защиты LEMP (LPMS) в BS EN / IEC 62305: 2006.

На рисунке 13 показана концепция LPZ применительно к конструкции и ВОП. Концепция расширена в BS EN / IEC 62305-3 и BS EN / IEC 62305-4.

Выбор наиболее подходящего SPM производится с использованием оценки риска в соответствии с BS EN / IEC 62305-2.

BS EN / IEC 62305-2 Управление рисками

BS EN / IEC 62305-2 является ключом к правильной реализации BS EN / IEC 62305-3 и BS EN / IEC 62305-4. Оценка и управление рисками сейчас значительно более глубокий и обширный, чем подход BS 6651.

BS EN / IEC 62305-2 специально посвящен оценке рисков, результаты которой определяют необходимый уровень системы молниезащиты (LPS). В то время как BS 6651 посвящен оценке рисков 9 страниц (включая рисунки), BS EN / IEC 62305-2 в настоящее время содержит более 150 страниц.

Первым этапом оценки риска является определение того, какой из четырех типов потерь (как указано в BS EN / IEC 62305-1) структура и ее содержимое могут понести. Конечной целью оценки риска является количественная оценка и, при необходимости, снижение соответствующих первичных рисков, например:

R₁ риск гибели людей

R₂ риск потери услуг для населения

R₃ риск потери культурного наследия

R₄ риск потери экономической ценности

Для каждого из первых трех основных рисков допустимый риск (R_T) установлен. Эти данные можно найти в таблице 7 IEC 62305-2 или в таблице NK.1 национального приложения BS EN 62305-2.

Каждый первичный риск (R_n) определяется посредством длинной серии вычислений, как определено в стандарте. Если реальный риск (R_n) меньше или равен допустимому риску (R_T), то никаких мер защиты не требуется. Если реальный риск (R_n) больше соответствующего допустимого риска (R_T), то необходимо принять меры защиты. Вышеописанный процесс повторяется (с использованием новых значений, относящихся к выбранным мерам защиты) до тех пор, пока R_n меньше или равно соответствующему R_T. Именно этот итеративный процесс, показанный на рисунке 14, определяет выбор или действительно уровень защиты от молнии (LPL) системы молниезащиты (LPS) и меры защиты от скачков напряжения (SPM) для противодействия электромагнитному импульсу молнии (LEMP).

BS EN / IEC 62305-3 Физическое повреждение конструкций и опасность для жизни

Эта часть набора стандартов касается мер защиты внутри и вокруг конструкции и, как таковая, напрямую относится к большей части BS 6651.

Основная часть этой части стандарта дает руководство по проектированию внешней системы молниезащиты (LPS), внутренней LPS, а также программ технического обслуживания и проверок.

Система молниезащиты (LPS)

BS EN / IEC 62305-1 определил четыре уровня молниезащиты (LPL) на основе вероятных минимальных и максимальных токов молнии. Эти LPL прямо приравниваются к классам систем молниезащиты (LPS).

Корреляция между четырьмя уровнями LPL и LPS указана в таблице 7. По сути, чем больше LPL, тем более высокий класс требуется.

Класс устанавливаемой СМЗ определяется результатом расчета оценки риска, указанного в BS EN / IEC 62305-2.

Соображения по конструкции внешнего СМЗ

Проектировщик молниезащиты должен изначально учитывать тепловые и взрывные эффекты, возникающие в точке удара молнии, и последствия для рассматриваемой конструкции. В зависимости от последствий проектировщик может выбрать любой из следующих типов внешней СМЗ:

- Изолированный

- Неизолированный

Изолированный СМЗ обычно выбирают, когда конструкция построена из горючих материалов или представляет опасность взрыва.

И наоборот, неизолированная система может быть установлена ​​там, где такой опасности нет.

Внешний LPS состоит из:

- Система молниеприемника

- Система токоотвода

- Система заземления

Эти отдельные элементы LPS должны быть соединены вместе с использованием соответствующих компонентов молниезащиты (LPC), соответствующих (в случае BS EN 62305) серии BS EN 50164 (обратите внимание, что эта серия BS EN должна быть заменена на BS EN / IEC. 62561 серии). Это гарантирует, что в случае разряда молнии в конструкции правильная конструкция и выбор компонентов минимизируют любые возможные повреждения.

Система молниеприемника

Роль системы молниеприемника заключается в улавливании тока разряда молнии и его безвредном отведении на землю через токоотвод и систему заземления. Поэтому крайне важно использовать правильно спроектированную молниеприемную систему.

В BS EN / IEC 62305-3 при проектировании молниеприемника в любой комбинации рекомендуется следующее:

- Пневматические стержни (или наконечники) независимо от того, являются ли они отдельно стоящими мачтами или связаны с проводниками для образования сетки на крыше.

- Контактные (или подвесные) проводники, независимо от того, поддерживаются ли они на отдельно стоящих мачтах или связаны с проводниками для образования сетки на крыше.

- Ячеистая проводящая сеть, которая может находиться в непосредственном контакте с крышей или быть подвешенной над ней (в случае, если крайне важно, чтобы крыша не подвергалась прямому воздействию молнии)

В стандарте четко указано, что все типы используемых молниеприемников должны соответствовать требованиям к размещению, изложенным в основной части стандарта. В нем подчеркивается, что компоненты молниеприемника должны устанавливаться на углах, открытых местах и ​​краях конструкции. Три основных метода, рекомендуемых для определения положения молниеприемников:

- Метод катящейся сферы

- Метод защитного угла

- Метод сетки

Эти методы подробно описаны на следующих страницах.

Метод катящейся сферы

Метод катящейся сферы - это простой способ определения областей конструкции, нуждающихся в защите, с учетом возможности боковых ударов по конструкции. Основная концепция применения катящейся сферы к конструкции показана на рисунке 15.

Метод катящейся сферы использовался в BS 6651, с той лишь разницей, что в BS EN / IEC 62305 существуют разные радиусы катящейся сферы, которые соответствуют соответствующему классу LPS (см. Таблицу 8).

Этот метод подходит для определения зон защиты для всех типов конструкций, особенно сложной геометрии.

Метод защитного угла

Метод защитного угла представляет собой математическое упрощение метода катящейся сферы. Защитный угол (a) - это угол между концом (A) вертикального стержня и линией, спроектированной вниз на поверхность, на которой находится стержень (см. Рисунок 16).

Защитный угол, обеспечиваемый воздушной штангой, явно представляет собой трехмерную концепцию, в соответствии с которой штанге назначается конус защиты за счет протягивания линии AC под углом защиты на 360º вокруг воздушной штанги.

Защитный угол зависит от высоты воздушного стержня и класса LPS. Защитный угол, обеспечиваемый воздушным стержнем, определяется по таблице 2 стандарта BS EN / IEC 62305-3 (см. Рисунок 17).

Изменение угла защиты - это изменение простой зоны защиты 45 °, предоставляемой в большинстве случаев в BS 6651. Кроме того, новый стандарт использует высоту молниеприемника над базовой плоскостью, будь то уровень земли или крыши (см. Рисунок 18).

Сеточный метод

Это метод, который наиболее часто использовался в соответствии с рекомендациями BS 6651. Опять же, в BS EN / IEC 62305 определены четыре различных размера ячеек молниеприемника, которые соответствуют соответствующему классу LPS (см. Таблицу 9).

Этот метод подходит, если гладкие поверхности требуют защиты при соблюдении следующих условий:

- Проводники молниеприемника должны быть расположены по краям крыши, на свесах крыши и на выступах крыши с шагом более 1 из 10 (5.7º).

- Никакая металлическая установка не выступает над системой молниеприемника

Современные исследования повреждений, вызванных молнией, показали, что края и углы крыш наиболее подвержены повреждениям.

Таким образом, на всех конструкциях, особенно с плоскими крышами, проводники по периметру должны быть установлены как можно ближе к внешним краям крыши.

Как и в BS 6651, текущий стандарт разрешает использование проводов (будь то случайные металлические конструкции или специальные проводники низкого давления) под крышей. Вертикальные воздушные стержни (наконечники) или ответные планки должны быть установлены над крышей и подключены к проводящей системе внизу. Пневматические штанги должны располагаться на расстоянии не более 10 м друг от друга, и если в качестве альтернативы используются ответные планки, их следует стратегически разместить над крышей на расстоянии не более 5 м друг от друга.

Нетрадиционные молниеприемники

На протяжении многих лет бушевали многочисленные технические (и коммерческие) дебаты относительно обоснованности утверждений, сделанных сторонниками таких систем.

Эта тема широко обсуждалась в технических рабочих группах, которые составили BS EN / IEC 62305. В результате оставалась информация, содержащаяся в этом стандарте.

BS EN / IEC 62305 недвусмысленно заявляет, что объем или зона защиты, обеспечиваемая системой молниеприемника (например, пневматической штангой), должны определяться только реальными физическими размерами системы молниеприемника.

Это утверждение подкреплено версией BS EN 2011 62305 г., поскольку оно включено в основную часть стандарта, а не является частью приложения (приложение A к BS EN / IEC 62305-3: 2006).

Обычно, если воздушный стержень имеет высоту 5 м, то единственное требование к зоне защиты, обеспечиваемой этим воздушным стержнем, будет основываться на 5 м и соответствующем классе LPS, а не на каком-либо увеличенном размере, требуемом некоторыми нетрадиционными воздушными стержнями.

Никакого другого стандарта не предполагается для работы параллельно с этим стандартом BS EN / IEC 62305.

Натуральные компоненты

Когда металлические крыши рассматриваются как естественное устройство молниеприемника, тогда в BS 6651 были даны рекомендации по минимальной толщине и типу рассматриваемого материала.

BS EN / IEC 62305-3 дает аналогичные рекомендации, а также дополнительную информацию, если крышу следует считать устойчивой к проколам от разряда молнии (см. Таблицу 10).

Всегда должно быть как минимум два токоотвода, распределенных по периметру конструкции. По возможности токоотводы следует устанавливать в каждом незащищенном углу конструкции, поскольку исследования показали, что они проводят большую часть тока молнии.

Натуральные компоненты

BS EN / IEC 62305, как и BS 6651, поощряет использование случайных металлических частей на или внутри конструкции, которые будут включены в LPS.

BS 6651 поощрял электрическую непрерывность при использовании арматурных стержней, расположенных в бетонных конструкциях, то же самое делает и BS EN / IEC 62305-3. Кроме того, в нем указано, что арматурные стержни привариваются, зажимаются подходящими соединительными компонентами или перекрываются как минимум в 20 раз больше диаметра стержня. Это необходимо для того, чтобы арматурные стержни, по которым могут проходить токи молнии, имели надежные соединения от одной длины к другой.

Когда требуется подключение внутренних арматурных стержней к внешним токоотводам или заземляющей сети, подходит любой из вариантов, показанных на рисунке 20. Если соединение между заземляющим проводом и арматурой должно быть заключено в бетон, то стандарт рекомендует использовать два зажима, один из которых соединяется с арматурой одной длины, а другой - с арматурой другой длины. Затем стыки должны быть покрыты влагозащитным составом, например лентой Denso.

Если арматурные стержни (или каркасы из конструкционной стали) должны использоваться в качестве токоотводов, необходимо убедиться в непрерывности электрического тока от молниеприемной системы к системе заземления. Для новых построек это можно решить на ранней стадии строительства, используя специальные арматурные стержни или, в качестве альтернативы, проложить специальный медный проводник от верха конструкции до фундамента перед заливкой бетона. Этот специальный медный проводник следует периодически присоединять к прилегающим / соседним арматурным стержням.

Если есть сомнения относительно маршрута и непрерывности арматурных стержней в существующих конструкциях, следует установить систему внешнего токоотвода. В идеале они должны быть связаны с армирующей сеткой конструкций вверху и внизу конструкции.

Система заземления

Система заземления жизненно важна для безопасного и эффективного рассеивания тока молнии в землю.

В соответствии с BS 6651 новый стандарт рекомендует единую интегрированную систему заземления для конструкции, сочетающую молниезащиту, системы питания и телекоммуникации. Согласие эксплуатирующего органа или владельца соответствующих систем должно быть получено до любого соединения.

Хорошее заземление должно обладать следующими характеристиками:

- Низкое электрическое сопротивление между электродом и землей. Чем ниже сопротивление заземляющего электрода, тем более вероятно, что ток молнии будет протекать по этому пути, а не по любому другому, позволяя току безопасно проводиться и рассеиваться в земле.

- Хорошая коррозионная стойкость. Выбор материала для заземляющего электрода и его соединений имеет жизненно важное значение. Он будет зарыт в почву на долгие годы, поэтому должен быть полностью надежным.

Стандарт поддерживает требования к низкому сопротивлению заземления и указывает, что его можно достичь с помощью общей системы заземления 10 Ом или меньше.

Используются три основных типа заземляющих электродов.

- Расположение типа А

- Расположение типа B

- Электроды заземления фундамента

Расположение типа А

Он состоит из горизонтальных или вертикальных заземляющих электродов, соединенных с каждым токоотводом, закрепленным снаружи конструкции. По сути, это система заземления, используемая в BS 6651, где каждый токоотвод имеет подключенный к нему заземляющий электрод (стержень).

Расположение типа B

Эта конструкция по существу представляет собой полностью подключенный кольцевой заземляющий электрод, который расположен по периферии конструкции и находится в контакте с окружающей почвой минимум на 80% своей общей длины (т.е. 20% его общей длины могут быть размещены, скажем, в фундамент строения и не контактирующий напрямую с землей).

Электроды заземления фундамента

По сути, это заземление типа B. Он состоит из проводников, которые устанавливаются в бетонном фундаменте конструкции. Если требуются электроды дополнительной длины, они должны соответствовать тем же критериям, что и для расположения типа B. Электроды заземления фундамента можно использовать для увеличения стальной арматурной сетки фундамента.

Разделительное (изолирующее) расстояние внешней СМЗ

По существу требуется разделительное расстояние (т. Е. Электрическая изоляция) между внешней СМЗ и металлическими деталями конструкции. Это минимизирует вероятность попадания частичного тока молнии внутрь конструкции.

Этого можно добиться, разместив молниеотводы достаточно далеко от любых проводящих частей, которые имеют пути, ведущие в конструкцию. Таким образом, если разряд молнии попадает в молниеотвод, он не может "перекрыть разрыв" и вспыхнуть на соседние металлоконструкции.

BS EN / IEC 62305 рекомендует единую интегрированную систему заземления для конструкции, объединяющую молниезащиту, системы питания и телекоммуникации.

Соображения по конструкции внутренней LPS

Основная роль внутренней LPS заключается в предотвращении опасного искрения, возникающего в защищаемой конструкции. Это может быть связано с тем, что после разряда молнии ток молнии течет во внешней СМЗ или, действительно, в других проводящих частях конструкции и пытается произвести вспышку или искру на внутренние металлические конструкции.

Выполнение соответствующих мер по выравниванию потенциалов или обеспечение достаточного электрического изоляционного расстояния между металлическими частями может предотвратить опасное искрение между различными металлическими частями.

Уравнивание потенциалов молнии

Эквипотенциальное соединение - это просто электрическое соединение всех подходящих металлических установок / частей, так что в случае протекания тока молнии ни одна металлическая часть не находится под другим потенциалом напряжения относительно друг друга. Если металлические части по существу имеют одинаковый потенциал, риск искрения или пробоя сводится к нулю.

Это электрическое соединение может быть достигнуто путем естественного / случайного соединения или с помощью специальных соединительных проводов, размер которых соответствует таблицам 8 и 9 стандарта BS EN / IEC 62305-3.

Соединение также может быть выполнено с помощью устройств защиты от перенапряжения (SPD), где прямое соединение с заземляющими проводниками не подходит.

На рисунке 21 (который основан на BS EN / IEC 62305-3 рис.E.43) показан типичный пример устройства выравнивания потенциалов. Система газа, воды и центрального отопления подключена непосредственно к шине уравнивания потенциалов, расположенной внутри, но близко к внешней стене около уровня земли. Силовой кабель подключается через подходящий SPD перед электросчетчиком к шине уравнивания потенциалов. Эта заземляющая шина должна быть расположена рядом с главным распределительным щитом (MDB), а также должна быть тесно связана с системой заземления с помощью коротких проводов. В более крупных или расширенных конструкциях может потребоваться несколько соединительных стержней, но все они должны быть соединены друг с другом.

Экран любого антенного кабеля вместе с любым экранированным источником питания к электронным приборам, проложенным в конструкции, также должен быть соединен с эквипотенциальной шиной.

Дальнейшие указания по эквипотенциальному соединению, сетчатым системам заземления и выбору SPD можно найти в руководстве LSP.

BS EN / IEC 62305-4 Электрические и электронные системы внутри сооружений

Электронные системы теперь пронизывают почти все аспекты нашей жизни, от рабочей среды до заправки автомобиля бензином и даже покупок в местном супермаркете. Как общество, мы сейчас сильно зависим от непрерывной и эффективной работы таких систем. Использование компьютеров, электронного управления технологическими процессами и телекоммуникаций резко возросло за последние два десятилетия. Мало того, что существует больше систем, значительно уменьшился физический размер используемой электроники (меньший размер означает меньше энергии, необходимой для повреждения схем).

BS EN / IEC 62305 принимает тот факт, что мы живем в эпоху электроники, делая защиту от электромагнитных импульсов молнии (LEMP) для электронных и электрических систем неотъемлемой частью стандарта в части 4. LEMP - это термин, обозначающий общие электромагнитные эффекты молнии, включая кондуктивные скачки напряжения (переходные перенапряжения и токи) и эффекты излучаемого электромагнитного поля.

Повреждение LEMP настолько распространено, что оно определяется как один из конкретных типов (D3), от которого требуется защита, и что повреждение LEMP может происходить из всех точек воздействия на структуру или подключенные службы - прямые или косвенные - для дальнейшей ссылки на типы о повреждениях, вызванных молнией, см. Таблицу 5. Этот расширенный подход также принимает во внимание опасность пожара или взрыва, связанную с услугами, подключенными к сооружению, например, силовыми, телекоммуникационными и другими металлическими линиями.

Молния - не единственная угроза ...

Переходные перенапряжения, вызванные электрическими переключениями, очень распространены и могут быть источником значительных помех. Ток, протекающий по проводнику, создает магнитное поле, в котором хранится энергия. Когда ток прерывается или отключается, энергия магнитного поля внезапно высвобождается. При попытке рассеяться он становится переходным процессом высокого напряжения.

Чем больше накопленной энергии, тем больше переходный процесс. Более высокие токи и большая длина проводника способствуют накоплению и высвобождению большего количества энергии!

Вот почему индуктивные нагрузки, такие как двигатели, трансформаторы и электрические приводы, являются распространенными причинами переходных процессов переключения.

Значение BS EN / IEC 62305-4

Ранее переходные перенапряжения или защита от перенапряжения были включены в качестве рекомендательного приложения в стандарт BS 6651 с отдельной оценкой рисков. В результате защита часто устанавливалась после того, как оборудование было повреждено, часто по обязательствам перед страховыми компаниями. Однако единая оценка риска в BS EN / IEC 62305 определяет, требуется ли структурная защита и / или защита от LEMP, поэтому структурную молниезащиту теперь нельзя рассматривать отдельно от защиты от переходных перенапряжений, известной как устройства защиты от перенапряжения (SPD) в этом новом стандарте. Это само по себе является значительным отклонением от стандарта BS 6651.

Действительно, согласно BS EN / IEC 62305-3, система LPS больше не может быть установлена ​​без тока молнии или эквипотенциального соединения SPD с входящими металлическими сетями, которые имеют «живые жилы», такие как силовые и телекоммуникационные кабели, которые не могут быть соединены напрямую на Землю. Такие УЗИП необходимы для защиты от риска гибели людей путем предотвращения опасного искрения, которое может привести к возгоранию или поражению электрическим током.

УЗИП тока молнии или эквипотенциального соединения также используются на воздушных линиях электропередач, питающих конструкцию, подверженную риску прямого удара. Однако использование только этих SPD «не обеспечивает эффективной защиты от отказа чувствительных электрических или электронных систем», если цитировать BS EN / IEC 62305, часть 4, которая специально посвящена защите электрических и электронных систем внутри конструкций.

УЗИП тока молнии составляют часть скоординированного набора УЗИП, который включает в себя УЗИП перенапряжения, которые в совокупности необходимы для эффективной защиты чувствительных электрических и электронных систем как от молний, ​​так и от коммутационных переходных процессов.

Зоны молниезащиты (LPZ)

В то время как BS 6651 признал концепцию зонирования в Приложении C (категории местоположения A, B и C), BS EN / IEC 62305-4 определяет концепцию зон молниезащиты (LPZ). На рисунке 22 показана основная концепция LPZ, определяемая мерами защиты от LEMP, подробно описанными в части 4.

Внутри конструкции создается серия LPZ, которые имеют или идентифицируются как уже имеющие, последовательно меньшую подверженность воздействию молнии.

Последовательные зоны используют комбинацию соединений, экранирования и скоординированных SPD для достижения значительного снижения серьезности LEMP, от кондуктивных импульсных токов и переходных перенапряжений, а также эффектов излучаемого магнитного поля. Дизайнеры согласовывают эти уровни таким образом, чтобы более чувствительное оборудование располагалось в более защищенных зонах.

Зоны LPZ можно разделить на две категории - 2 внешние зоны (LPZ 0_A, ЛПЗ 0_B) и обычно 2 внутренние зоны (LPZ 1, 2), хотя при необходимости могут быть введены и другие зоны для дальнейшего уменьшения электромагнитного поля и тока молнии.

Внешние зоны

ЛПЗ 0_A является областью, подверженной прямым ударам молнии, и поэтому, возможно, придется проводить до полного тока молнии.

Обычно это крыша конструкции. Здесь возникает полное электромагнитное поле.

ЛПЗ 0_B это область, не подверженная прямым ударам молнии, и обычно это боковые стены строения.

Однако полное электромагнитное поле все еще возникает здесь, и здесь могут возникать проводимые частичные токи молнии и коммутационные скачки.

Внутренние зоны

LPZ 1 - это внутренняя область, подверженная частичным токам молнии. Кондуктивные токи молнии и / или коммутационные броски уменьшаются по сравнению с внешними зонами LPZ 0_A, ЛПЗ 0_B.

Обычно это зона, в которой услуги входят в структуру или где расположен главный распределительный щит.

LPZ 2 - это внутренняя область, которая далее расположена внутри конструкции, где остатки импульсных токов молнии и / или коммутационных перенапряжений уменьшены по сравнению с LPZ 1.

Обычно это экранированная комната или, в случае электроснабжения, зона вспомогательного распределительного щита. Уровни защиты внутри зоны должны быть согласованы с характеристиками защищенности оборудования, которое необходимо защитить, т. Е. Чем более чувствительно оборудование, тем более защищенная зона требуется.

Существующая структура и планировка здания могут сделать очевидные зоны, или может потребоваться применить методы LPZ для создания требуемых зон.

Меры защиты от перенапряжения (SPM)

Некоторые области конструкции, такие как экранированная комната, естественно, лучше защищены от молнии, чем другие, и можно расширить более защищенные зоны за счет тщательного проектирования LPS, заземления металлических систем, таких как вода и газ, и прокладки кабелей. техники. Однако именно правильная установка скоординированных устройств защиты от перенапряжения (SPD) защищает оборудование от повреждений, а также обеспечивает непрерывность его работы, что критично для исключения простоев. Эти меры в целом называются мерами защиты от перенапряжения (SPM) (ранее - LEMP Protection Measures System (LPMS)).

При применении соединения, экранирования и SPD техническое совершенство должно быть сбалансировано с экономической необходимостью. Для новых построек меры по склеиванию и экранированию могут быть интегрированы и составить часть полного ВОП. Однако для существующей структуры модернизация набора скоординированных SPD, вероятно, будет самым простым и наиболее экономичным решением.

Нажмите кнопку редактирования, чтобы изменить этот текст. Lorem ipsum dolor sit amet, conctetur adipiscing elit. Ut elit tellus, luctus nec ullamcorper mattis, pulvinar dapibus leo.

Скоординированные SPD

BS EN / IEC 62305-4 подчеркивает использование скоординированных SPD для защиты оборудования в их среде. Это просто означает серию SPD, расположение которых и атрибуты обработки LEMP скоординированы таким образом, чтобы защитить оборудование в их среде за счет снижения эффектов LEMP до безопасного уровня. Таким образом, на служебном входе может быть сверхмощный УЗИП тока молнии для обработки большей части энергии перенапряжения (частичный ток молнии от СМЗ и / или воздушных линий) с соответствующими переходными перенапряжениями, контролируемыми до безопасных уровней с помощью координированных УЗИП перенапряжения плюс нижестоящие для защиты оконечного оборудования, включая возможное повреждение из-за переключения источников, например, больших индуктивных двигателей. Соответствующие УЗИП должны быть установлены везде, где службы пересекают одну LPZ с другой.

Скоординированные SPD должны эффективно работать вместе как каскадная система для защиты оборудования в своей среде. Например, УЗИП тока молнии на служебном входе должно обрабатывать большую часть энергии скачков напряжения, в достаточной степени сбрасывая УЗИП перенапряжения на выходе для контроля перенапряжения.

Соответствующие УЗИП должны быть установлены везде, где службы пересекают одну LPZ с другой.

Плохая координация может означать, что устройства защиты от перенапряжения подвержены слишком большому выбросу энергии, что подвергает опасности себя и потенциально оборудование от повреждения.

Кроме того, уровни защиты по напряжению или сквозные напряжения установленных SPD должны быть согласованы с выдерживаемым напряжением изоляции частей установки и выдерживаемым напряжением помехоустойчивости электронного оборудования.

Расширенные SPD

Хотя прямое повреждение оборудования нежелательно, необходимость сведения к минимуму времени простоя в результате нарушения работы или неисправности оборудования также может быть критической. Это особенно важно для отраслей, обслуживающих население, будь то больницы, финансовые учреждения, производственные предприятия или коммерческие предприятия, где неспособность предоставлять свои услуги из-за выхода из строя оборудования может привести к серьезным последствиям для здоровья, безопасности и / или финансов. последствия.

Стандартные SPD могут защищать только от синфазных перенапряжений (между токоведущими проводниками и землей), обеспечивая эффективную защиту от прямого повреждения, но не от простоя из-за сбоя системы.

Поэтому в стандарте BS EN 62305 рассматривается использование усовершенствованных SPD (SPD *), которые дополнительно снижают риск повреждения и сбоев в работе критически важного оборудования, где требуется непрерывная работа. Поэтому установщикам потребуется гораздо больше знать о требованиях к применению и установке SPD, чем, возможно, они могли быть раньше.

Улучшенные или улучшенные SPD обеспечивают более низкую (лучшую) защиту сквозного напряжения от скачков как в синфазном, так и в дифференциальном режиме (между токоведущими проводниками) и, следовательно, также обеспечивают дополнительную защиту по мерам соединения и экранирования.

Такие улучшенные устройства защиты SPD могут даже предлагать защиту типа 1 + 2 + 3 от сети или данные / телекоммуникации Test Cat D + C + B в одном устройстве. Поскольку оконечное оборудование, например, компьютеры, как правило, более уязвимо к скачкам напряжения в дифференциальном режиме, эта дополнительная защита может быть жизненно важной.

Кроме того, возможность защиты от скачков напряжения в синфазном и дифференциальном режимах позволяет оборудованию продолжать работу во время скачков напряжения, что в равной мере дает значительные преимущества коммерческим, промышленным и общественным организациям.

Все LSP SPD обеспечивают улучшенные характеристики SPD с лучшим в отрасли низким сквозным напряжением

(уровень защиты по напряжению, U_p), поскольку это лучший выбор для достижения экономичной, не требующей обслуживания повторной защиты в дополнение к предотвращению дорогостоящих простоев системы. Защита от низкого сквозного напряжения во всех общих и дифференциальных режимах означает, что для обеспечения защиты требуется меньшее количество устройств, что позволяет сэкономить на затратах на устройство и установку, а также на времени установки.

Все LSP SPD обеспечивают улучшенные характеристики SPD с лучшим в отрасли низким сквозным напряжением

Заключение

Молния представляет собой явную угрозу для конструкции, но становится все более серьезной угрозой для систем внутри конструкции из-за более широкого использования и надежности электрического и электронного оборудования. Это четко подтверждается в серии стандартов BS EN / IEC 62305. Структурная молниезащита больше не может быть изолирована от переходного перенапряжения или защиты оборудования от перенапряжения. Использование усовершенствованных SPD обеспечивает практические рентабельные средства защиты, позволяющие непрерывно работать критически важным системам во время работы LEMP.