Резиме уређаја за заштиту од удара грома и пренапона


Планирана сигурност

Квар техничких инсталација и система у стамбеним и функционалним зградама је врло непријатан и скуп. Због тога се мора обезбедити беспрекоран рад уређаја током нормалног рада и грмљавине. Број громобранских активности у Немачкој који се одржавао на константно високом нивоу током многих година. Статистика штете осигуравајућих друштава јасно показује да постоје дефицити у погледу муње и мера заштите од пренапона и у приватном и у комерцијалном сектору (слика 1).

Професионално решење омогућава предузимање адекватних мера заштите. Концепт зоне громобранске заштите, на пример, омогућава дизајнерима, конструкторима и руковаоцима зграда и инсталација да размотре, примене и надгледају различите мере заштите. Сви релевантни уређаји, инсталације и системи су на тај начин поуздано заштићени уз разумне трошкове.

Слика-1-Гром-активност-регистрована-у-Немачкој-од 1999. до 2012. године

Извори сметњи

Пренапонске појаве током грмљавинске олује узроковане су директним / оближњим ударима грома или удаљеним ударима грома (слика 2 и слика 3). Директни или оближњи удари грома су удари грома у зграду, околину или електропроводљиве системе који улазе у зграду (нпр. Нисконапонске мреже, телекомуникационе линије и линије за пренос података). Резултујуће импулсне струје и импулсни напони, као и припадајуће електромагнетно поље (ЛЕМП), посебно су опасни за уређаје који се штите с обзиром на амплитуду и енергетски садржај. У случају директног или оближњег удара грома, пренапонске ударе узрокује пад напона на конвенционалној импеданси уземљења Р.st и резултујући потенцијални пораст зграде у односу на удаљену земљу (слика 3, случај 2). То значи највеће оптерећење за електричне инсталације у зградама.

Слика 2 - Општи ризици за зграде и инсталације који су резултат удара грома

Слика-3-Узроци пренапона-током пражњења грома

Карактеристични параметри присутне импулсне струје (вршна вредност, брзина пораста струје, наелектрисање, специфична енергија) могу се описати помоћу импулсног облика таласа од 10/350 μс. У међународним, европским и националним стандардима дефинирани су као испитна струја за компоненте и уређаје који штите од директних удара грома (слика 4). Поред пада напона на конвенционалној импеданси уземљења, пренапонски напони се генеришу у електричној инсталацији зграде и системима и уређајима повезаним са њом због индуктивног ефекта електромагнетног поља грома (слика 3, случај 3). Енергија ових индукованих пренапонских удара и насталих импулсних струја је далеко нижа од енергије директне импулсне струје грома и стога је описана импулсном таласном формом од 8/20 μс (слика 4). Компоненте и уређаји који не морају да проводе струје настале услед директних удара грома испитују се стога са импулсним струјама од 8/20 μс.

Слика-4-Тест-импулсне-струје-за-одводнике струје грома и пренапона

Шема заштите

Удари грома се називају даљинским ако се појаве на удаљенијој удаљености од објекта који се штити, ударе надземним водовима средњег напона или њиховом околином или се јављају као пражњење грома из облака у облак (слика 3, случајеви 4, 5, 6). Слично индукованим пренапонским ударима, ефектима удара грома на даљину на електричну инсталацију зграде управљају уређаји и компоненте који су димензионисани у складу са импулсним струјним таласима од 8/20 μс. Пренапонске ударе изазване преклопним операцијама (СЕМП) генеришу, на пример:

- одвајање индуктивних оптерећења (нпр. Трансформатора, реактора, мотора)

- паљење и прекидање лука (нпр. Опрема за електролучно заваривање)

- Искључивање осигурача

Ефекти прекидачких операција у електричној инсталацији зграде такође се могу симулирати импулсним струјама таласног облика од 8/20 μс у условима испитивања. Да би се осигурала континуирана доступност сложених система напајања и информационе технологије, чак и у случају директних сметњи грома, потребне су даље мере заштите од пренапона за електричне и електронске инсталације и уређаје засноване на систему заштите од грома за зграду. Важно је узети у обзир све узроке пренапонских удара. Да би се то постигло, примењује се концепт зоне заштите од грома како је описан у ИЕЦ 62305-4 (слика 5).

Слика-5-Укупан приказ-концепта-зоне-заштите од грома

Концепт зоне заштите од грома

Зграда је подељена на различите угрожене зоне. Ове зоне помажу у дефинисању потребних мера заштите, посебно уређаја и компоненти за заштиту од грома и пренапона. Део концепта зоне громобранске компатибилности са ЕМЦ компатибилношћу (ЕМЦ: Електромагнетна компатибилност) је спољни систем заштите од грома (укључујући систем завршетка ваздуха, систем доњег проводника, систем завршетка уземљења), изједначавање потенцијала, просторну заштиту и заштиту од пренапона за системи напајања и информационе технологије. Дефиниције се примењују класификоване у табели 1. Према захтевима и оптерећењима постављеним на уређаје за заштиту од пренапонске струје, они су категорисани као одводници струје грома, одводници пренапона и комбиновани одводници. Највиши захтеви су постављени на капацитет пражњења одводника струје грома и комбинованих одводника који се користе на прелазу из зоне заштите од грома 0A на 1 или 0A до 2. Ови одводници морају бити способни да неколико пута проводе делимичне струје грома од таласа 10/350 μс без уништавања како би се спречио упад деструктивних делимичних струја грома у електричну инсталацију зграде. На прелазној тачки са ЛПЗ 0B до 1 или низводно од одводника грома на прелазној тачки од ЛПЗ 1 до 2 и више, одводници пренапона се користе за заштиту од пренапонских удара. Њихов задатак је и да смање заосталу енергију узводних степени заштите и да ограниче пренапонске ударе индуковане или генерисане у самој инсталацији.

Мере заштите од грома и пренапона на границама горе описаних зона заштите од грома једнако се примењују на системе напајања и информационе технологије. Све мере описане у концепту ЕМЦ компатибилне зоне заштите од муње помажу у постизању сталне доступности електричних и електронских уређаја и инсталација. За детаљније техничке информације посетите ввв.лсп-интернатионал.цом.

Figure-5.1-Transition-from-LPZ-0A-to-LPZ-0B-Figure-5.2-Transitions-from-LPZ-0A-to-LPZ-1-and-LPZ-0B-to-LPZ-1
Figure-5.3-Transition-from-LPZ-1-to-LPZ-2-Figure-5.4-Transition-from-LPZ-2-to-LPZ-3

ИЕЦ КСНУМКС-КСНУМКС: КСНУМКС

Спољне зоне:

ЛПЗ 0: Зона у којој је претња услед неослабљеног електромагнетног поља грома и где унутрашњи системи могу бити изложени пуној или делимичној ударној струји грома.

ЛПЗ 0 је подељен на:

ЛПЗ 0A: Зона у којој је претња услед директног блица грома и пуног електромагнетног поља грома. Унутрашњи системи могу бити изложени пуној струји грома.

ЛПЗ 0B: Зона заштићена од директних блица, али где је претња потпуно електромагнетно поље грома. Унутрашњи системи могу бити изложени делимичним ударним струјама грома.

Унутрашње зоне (заштићене од директних блица):

ЛПЗ 1: Зона у којој је пренапонска струја ограничена интерфејсима за поделу и изолацију струје и / или СПД-има на граници. Просторно оклопљење може умањити електромагнетно поље грома.

ЛПЗ 2… н: Зона у којој пренапонска струја може бити даље ограничена интерфејсима за поделу и изолацију струје и / или додатним СПД-има на граници. Додатно просторно оклопљење може се користити за даље слабљење електромагнетног поља грома.

Одредбе и дефиниције

Прекидна способност, следити тренутну способност гашења Иfi

Прекидна способност је неутицајна (потенцијална) ефективна вредност мрежне струје која се аутоматски може угасити заштитним уређајем од пренапона приликом повезивања УC. То се може доказати испитивањем радног стања у складу са ЕН 61643-11: 2012.

Категорије према ИЕЦ 61643-21: 2009

Бројни импулсни напони и импулсне струје описани су у ИЕЦ 61643-21: 2009 за испитивање способности ношења струје и ограничења напона импулсних сметњи. Табела 3 овог стандарда наводи их у категорије и даје жељене вредности. У табели 2 стандарда ИЕЦ 61643-22 извори прелазних процеса су додељени различитим категоријама импулса према механизму раздвајања. Категорија Ц2 укључује индуктивно спрезање (пренапонски таласи), категорија Д1 галванско спрезање (струје грома). Релевантна категорија наведена је у техничким подацима. ЛСП пренапонски заштитни уређаји премашују вредности у наведеним категоријама. Због тога се тачна вредност способности ношења импулсне струје означава номиналном струјом пражњења (8/20 μс) и импулсном струјом грома (10/350 μс).

Комбиновани талас

Комбиновани талас генерише хибридни генератор (1.2 / 50 μс, 8/20 μс) са фиктивном импедансом од 2 Ω. Напон отвореног круга овог генератора назива се УOC. УOC је пожељни индикатор за одводнике типа 3, јер се само ови одводници могу тестирати комбинованим таласом (према ЕН 61643-11).

Гранична фреквенција фG

Гранична фреквенција дефинише понашање одводника зависно од фреквенције. Гранична фреквенција је еквивалентна фреквенцији која изазива губитак уметања (аE) од 3 дБ под одређеним условима испитивања (видети ЕН 61643-21: 2010). Ако није другачије назначено, ова вредност се односи на систем од 50 Ω.

Степен заштите

Степен заштите ИП одговара категоријама заштите

описано у ИЕЦ 60529.

Време искључења тa

Време искључења је време које пролази до аутоматског искључења са напајања у случају квара кола или опреме која се штити. Време искључења је вредност специфична за примену која произлази из интензитета струје квара и карактеристика заштитног уређаја.

Енергетска координација СПД-а

Координација енергије је селективна и координирана интеракција каскадних заштитних елемената (= СПД) целокупног концепта заштите од муње и пренапона. То значи да се укупно оптерећење импулсне струје грома дели између СПД-а у складу са њиховом способношћу за пренос енергије. Ако енергетска координација није могућа, СПД-ови низводно нису довољни

растерећени узводним СПД-ом, јер узводни СПД-ови раде прекасно, недовољно или никако. Сходно томе, СПД-ови низводно као и терминална опрема која се штити могу бити уништени. ДИН ЦЛЦ / ТС 61643-12: 2010 описује како се верификује енергетска координација. СПД типа 1 са засуном на варници нуде значајне предности захваљујући пребацивању напона

карактеристика (види WАВЕ BРЕАКЕР FУНЦТИОН).

Фреквенцијски опсег

Опсег фреквенција представља опсег преноса или граничну фреквенцију одводника у зависности од описаних карактеристика пригушења.

Унето слабљење

Са датом фреквенцијом, губитак уметања пренапонског заштитног уређаја дефинисан је односом вредности напона на месту уградње пре и после уградње пренапонског заштитног уређаја. Ако није другачије назначено, вредност се односи на систем од 50 Ω.

Интегрисани резервни осигурач

Према стандарду производа за СПД, морају се користити заштитни уређаји / резервни осигурачи од прекомерне струје. То, међутим, захтева додатни простор на разводној плочи, додатне дужине каблова, које би требале бити што краће према ИЕЦ 60364-5-53, додатно време уградње (и трошкови) и димензионисање осигурача. Осигурач интегрисан у одводник, идеалан за импулсне струје, уклања све ове недостатке. Просторски простор, мањи напори ожичења, интегрисано надгледање осигурача и повећани заштитни ефекат због краћих прикључних каблова јасне су предности овог концепта.

Импулсна струја грома Иђаволак

Импулсна струја грома је стандардизована крива импулсне струје са таласним обликом 10/350 μс. Његови параметри (вршна вредност, наелектрисање, специфична енергија) симулирају оптерећење изазвано природним струјама грома. Одводници струје грома и комбиновани одводници морају бити способни да испразне такве импулсне струје грома неколико пута без уништавања.

Осигурач од прекомерне струје / одводника на мрежној страни

Заштитни уређај од прекомерне струје (нпр. Осигурач или прекидач) који се налази изван одводника на доводној страни како би прекинуо струју праћења фреквенције напајања чим је прекорачена прекидна способност пренапонског заштитног уређаја. Додатни осигурач није потребан јер је резервни осигурач већ интегрисан у СПД.

Максимални континуирани радни напон УC

Максимални континуирани радни напон (максимално дозвољени радни напон) је ефективна вредност максималног напона који се током рада може повезати са одговарајућим стезаљкама пренапонског заштитног уређаја. Ово је максимални напон на одводнику у

дефинисано непроводно стање, које враћа одводник назад у ово стање након што се активира и испразни. Вредност УC зависи од номиналног напона система који се штити и спецификација инсталатера (ИЕЦ 60364-5-534).

Максимални континуирани радни напон УЦПВ за фотонапонски систем (ПВ)

Вредност максималног једносмерног напона који се може трајно применити на стезаљке СПД. Да би се осигурало да УЦПВ је већи од максималног напона отвореног круга ПВ система у случају свих спољних утицаја (нпр. температура околине, интензитет сунчевог зрачења), УЦПВ мора бити већи од овог максималног напона отвореног круга за фактор 1.2 (према ЦЛЦ / ТС 50539-12). Овај фактор од 1.2 осигурава да СПД нису погрешно димензионисани.

Максимална струја пражњења ИМак

Максимална струја пражњења је максимална вредност импулсне струје од 8/20 μс коју уређај може безбедно да испразни.

Максимални преносни капацитет

Максимални преносни капацитет дефинише максималну високофреквентну снагу која се може пренети преко коаксијалног уређаја за заштиту од пренапона без ометања заштитне компоненте.

Номинална струја пражњења Иn

Називна струја пражњења је вршна вредност импулсне струје од 8/20 μс за коју је пренапонски заштитни уређај оцењен у одређеном испитном програму и који пренапонски заштитни уређај може да испразни неколико пута.

Номинална струја оптерећења (називна струја) ИL

Номинална струја оптерећења је највећа дозвољена радна струја која може трајно пролазити кроз одговарајуће стезаљке.

Називни напон УN

Називни напон означава номинални напон система који се штити. Вредност називног напона често служи као ознака типа за уређаје за заштиту од пренапона у системима информационе технологије. Означена је као ефективна вредност за системе наизменичне струје.

Н-ПЕ одводник

Уређаји за заштиту од пренапонске струје искључиво дизајнирани за уградњу између Н и ПЕ проводника.

Опсег радне температуре ТU

Опсег радне температуре указује на опсег у којем се уређаји могу користити. За уређаје који се не загревају, једнако је опсегу температуре околине. Пораст температуре за уређаје за самозагревање не сме прећи максималну назначену вредност.

Заштитни круг

Заштитни кругови су вишестепени, каскадни заштитни уређаји. Појединачне фазе заштите могу се састојати од варница, варистора, полупроводничких елемената и цеви за пражњење гаса (види Енергетска координација).

Струја заштитног проводника ИPE

Заштитна проводничка струја је струја која пролази кроз ПЕ везу када је пренапонски заштитни уређај повезан на максимални континуирани радни напон УC, према упутству за уградњу и без потрошача на страни оптерећења.

Даљински сигнални контакт

Даљински сигнални контакт омогућава лако даљинско надгледање и индикацију радног стања уређаја. Садржи трополни терминал у облику плутајућег преклопног контакта. Овај контакт се може користити као прекид и / или за успостављање контакта и на тај начин се лако може интегрисати у систем управљања зградом, контролер разводног ормана итд.

Време одзива тA

Времена одзива углавном карактеришу перформансе одзива појединачних заштитних елемената који се користе у одводницима. У зависности од брзине пораста ду / дт импулсног напона или ди / дт импулсне струје, време одзива може варирати у одређеним границама.

Повратак губитак

У високофреквентним апликацијама, повратни губитак односи се на то колико се делова „водећег“ таласа рефлектује на заштитном уређају (тачка пренапона). Ово је директна мера колико је заштитни уређај прилагођен карактеристичној импеданси система.

Серијски отпор

Отпор у смеру протока сигнала између улаза и излаза одводника.

Пригушење штита

Однос снаге која се доводи у коаксијални кабл према снази коју зрачи кабл кроз фазни проводник.

Уређаји за заштиту од пренапонске заштите (СПД)

Уређаји за заштиту од пренапонских удара углавном се састоје од отпорника зависних од напона (варистори, потисне диоде) и / или варничних празнина (путање пражњења). Уређаји за заштиту од пренапона користе се за заштиту друге електричне опреме и инсталација од неприхватљиво високих пренапонских удара и / или за успостављање изједначавања потенцијала. Уређаји за заштиту од пренапона су категорисани:

  1. а) према њиховој употреби у:
  • Уређаји за заштиту од пренапона за инсталације и уређаје за напајање

за номинални опсег напона до 1000 В

- према ЕН 61643-11: 2012 у СПД типа 1/2/3

- према ИЕЦ 61643-11: 2011 у СПД класе И / ИИ / ИИИ

Прелазак на Ред / Лине. породица производа према новом стандарду ЕН 61643-11: 2012 и ИЕЦ 61643-11: 2011 биће завршени током 2014. године.

  • Уређаји за заштиту од пренапона за инсталације и уређаје информационе технологије

за заштиту савремене електронске опреме у телекомуникационим и сигналним мрежама номиналних напона до 1000 В ац (ефективна вредност) и 1500 В дц од индиректних и директних ефеката удара грома и других прелазних појава.

- према ИЕЦ 61643-21: 2009 и ЕН 61643-21: 2010.

  • Изолирање варничних празнина за системе завршетка уземљења или изједначавање потенцијала
  • Уређаји за заштиту од пренапона за употребу у фотонапонским системима

за номинални опсег напона до 1500 В

- према ЕН 50539-11: 2013 у СПД типа 1/2

  1. б) према њиховом капацитету пражњења импулсне струје и заштитном дејству у:
  • Одводници струје грома / координирани одводници струје грома

за заштиту инсталација и опреме од сметњи насталих услед директних или оближњих удара грома (уграђених на границама између ЛПЗ 0A и 1).

  • Одводници пренапона

за заштиту инсталација, опреме и терминалних уређаја од даљинских удара грома, преклопних пренапона као и електростатичких пражњења (инсталираних на границама низводно од ЛПЗ 0B).

  • Комбиновани одводници

за заштиту инсталација, опреме и терминалних уређаја од сметњи насталих услед директних или оближњих удара грома (уграђених на границама између ЛПЗ 0A и 1 као и 0A и 2).

Технички подаци пренапонских заштитних уређаја

Технички подаци пренапонских заштитних уређаја укључују информације о њиховим условима употребе у складу са:

  • Примена (нпр. Уградња, мрежни услови, температура)
  • Перформансе у случају сметњи (нпр. Капацитет пражњења импулсне струје, способност гашења струје, ниво заштите од напона, време одзива)
  • Перформансе током рада (нпр. Номинална струја, слабљење, отпор изолације)
  • Перформансе у случају квара (нпр. Резервни осигурач, растављач, сигурносни квар, опција даљинског сигнализирања)

Могућност издржавања кратког споја

Способност издржавања кратког споја је вредност потенцијалне струје кратког споја фреквенције напајања којом управља уређај за заштиту од пренапонског удара када је одговарајући максимални резервни осигурач прикључен узводно.

Оцена кратког споја И.СЦПВ СПД-а у фотонапонском (ПВ) систему

Максимална неупадљива струја кратког споја коју СПД, сам или заједно са својим уређајима за искључивање, може да поднесе.

Привремени пренапон (ТОВ)

Привремени пренапонски напон може бити присутан на краћем временском периоду због квара на високонапонском систему. То се мора јасно разликовати од пролазног узрока изазваног ударом грома или пребацивањем, који не трају дуже од око 1 мс. Амплитуда УT и трајање овог привременог пренапона су наведени у ЕН 61643-11 (200 мс, 5 с или 120 мин.) и појединачно се испитују на релевантне СПД у складу са конфигурацијом система (ТН, ТТ, итд.). СПД може или а) поуздано отказати (ТОВ сигурност) или б) бити отпоран на ТОВ (ТОВ издржати), што значи да је потпуно оперативан током и након

привремени пренапони.

Тхермал дисцоннецтор

Уређаји за заштиту од пренапона за употребу у системима за напајање опремљени отпорницима под надзором напона (варистори) углавном имају интегрисани термички растављач који у случају преоптерећења одваја пренапонски заштитни уређај од мреже и указује на ово радно стање. Растављач реагује на „тренутну топлоту“ коју ствара преоптерећени варистор и искључује пренапонски заштитни уређај са мреже ако је прекорачена одређена температура. Растављач је дизајниран да на време одвоји преоптерећени пренапонски заштитни уређај како би спречио пожар. Није намењен осигурању заштите од индиректног контакта. Функција

ови топлотни растављачи могу се тестирати помоћу симулираног преоптерећења / старења одводника.

Укупна струја пражњења Иукупан

Струја која протиче кроз ПЕ, ПЕН или уземљење вишеполног СПД током испитивања укупне струје пражњења. Овај тест се користи за одређивање укупног оптерећења ако струја истовремено тече кроз неколико заштитних путања вишеполног СПД. Овај параметар је одлучујући за укупан капацитет пражњења којим се поуздано рукује збиром појединца

стазе СПД-а.

Степен заштите напона Уp

Степен заштите од напона пренапонског заштитног уређаја је максимална тренутна вредност напона на стезаљкама пренапонског заштитног уређаја, утврђена из стандардизованих појединачних испитивања:

- Напон варничења импулса грома 1.2 / 50 μс (100%)

- Спарковер напон брзином пораста од 1кВ / μс

- Измерени гранични напон при називној струји пражњења Иn

Степен заштите од напона карактерише способност уређаја за заштиту од пренапона да ограничи пренапонске ударе на преостали ниво. Степен заштите од напона дефинише место инсталације с обзиром на категорију пренапона према ИЕЦ 60664-1 у системима напајања. Да би се уређаји за заштиту од пренапона могли користити у системима информационе технологије, ниво заштите од напона мора бити прилагођен нивоу имуности опреме која се штити (ИЕЦ 61000-4-5: 2001).

Планирање унутрашње заштите од грома и пренапонске заштите

Заштита од грома и пренапона за индустријске зграде

Заштита од грома и пренапона-за-индустријску зграду

Заштита од грома и пренапона за пословну зграду

Заштита од грома и пренапона-за-пословну зграду

Заштита од грома и пренапона за стамбену зграду

Заштита од грома и пренапона-за-стамбену зграду

Захтеви за спољне компоненте заштите од грома

Компоненте које се користе за уградњу спољног система за заштиту од грома морају да испуњавају одређене механичке и електричне захтеве који су наведени у стандардној серији ЕН 62561-к. Компоненте за заштиту од грома категорисане су према њиховој функцији, на пример компоненте за повезивање (ЕН 62561-1), проводници и електроде за уземљење (ЕН 62561-2).

Испитивање конвенционалних компонената за заштиту од грома

Металне компоненте за заштиту од муње (стезаљке, проводници, полуге за завршетак ваздуха, уземљене електроде) изложене временским утицајима морају бити подвргнуте вештачком старењу / кондиционирању пре испитивања ради провере њихове погодности за предвиђену примену. У складу са ЕН 60068-2-52 и ЕН ИСО 6988, металне компоненте се подвргавају вештачком старењу и испитују у два корака.

Природно атмосферско дејство и излагање корозији компонената за заштиту од грома

Корак 1: Лечење сланом маглицом

Ово испитивање је намењено компонентама или уређајима који су дизајнирани да издрже изложеност сланој атмосфери. Опрема за испитивање састоји се од коморе са сланом маглицом у којој се узорци испитују на нивоу испитивања 2 дуже од три дана. Тест ниво 2 укључује три фазе прскања од по 2 сата, користећи 5% раствор натријум хлорида (НаЦл) на температури између 15 ° Ц и 35 ° Ц, праћено складиштењем влаге при релативној влажности од 93% и температури од 40 ° Ц. ± 2 ° Ц током 20 до 22 сата у складу са ЕН 60068-2-52.

Корак 2: Третман влажном сумпорном атмосфером

Овим тестом се процењује отпорност влаге материјала или предмета кондензоване који садрже сумпор-диоксид у складу са ЕН ИСО 6988.

Опрема за испитивање (слика 2) састоји се од испитне коморе у којој се налазе узорци

третирају се концентрацијом сумпор-диоксида у запреминском уделу од 667 к 10-6 (± 24 к 10-6) у седам циклуса испитивања. Сваки циклус који траје 24 сата састоји се од периода грејања од 8 сати на температури од 40 ± 3 ° Ц у влажној, засићеној атмосфери, након чега следи период одмора од 16 сати. После тога, влажна сумпорна атмосфера се замењује.

И компоненте за спољну употребу и делови закопани у земљу подвргавају се старењу / кондиционирању. За компоненте закопане у земљу морају се размотрити додатни захтеви и мере. Никакве алуминијумске стезаљке или проводници не смеју бити закопани у земљу. Ако се нерђајући челик закопава у земљу, сме се користити само високолегирани нерђајући челик, нпр. СтСт (В4А). У складу са немачким стандардом ДИН ВДЕ 0151, СтСт (В2А) није дозвољен. Компоненте за унутрашњу употребу, попут шипки за изједначавање потенцијала, не морају се подвргавати старењу / кондиционирању. Исто се односи и на уграђене компоненте

у бетону. Због тога су ове компоненте често израђене од поцинкованог (црног) челика.

Системи за завршетак ваздуха / полуге за завршетак ваздуха

Шипке за завршетак ваздуха се обично користе као системи за завршавање ваздуха. Доступни су у различитим изведбама, на пример дужине 1 м за уградњу у бетонску подлогу на равне кровове, до телескопских јарбола за заштиту од грома дужине 25 м за постројења на биогас. ЕН 62561-2 наводи минималне попречне пресеке и дозвољене материјале са одговарајућим електричним и механичким својствима за ваздушне завршне шипке. У случају ваздушних завршетака са већим висинама, отпор савијања полуге за заустављање ваздуха и стабилност комплетних система (полуга за заустављање ваздуха у стативу) морају се верификовати статичким прорачуном. Потребни пресеци и материјали морају се одабрати на основу

на овом прорачуну. При овом прорачуну морају се узети у обзир и брзине ветра у одговарајућој зони оптерећења ветром.

Испитивање компонената везе

Прикључне компоненте, или често једноставно назване стезаљкама, користе се као громобранске компоненте за повезивање проводника (доњи проводник, проводник за завршетак ваздуха, улаз у земљу) једни с другима или на инсталацију.

У зависности од врсте стезаљки и материјала стезаљки, могуће је пуно различитих комбинација стезаљки. Усмеравање проводника и могуће комбинације материјала су пресудни у овом погледу. Врста усмеравања проводника описује како стезаљка повезује проводнике у попречном или паралелном распореду.

У случају оптерећења струје грома, стезаљке су подвргнуте електродинамичким и топлотним силама које у великој мери зависе од врсте усмеравања проводника и споја стезаљке. Табела 1 приказује материјале који се могу комбиновати без изазивања контактне корозије. Комбинација различитих материјала једни с другима и њихове различите механичке чврстоће и термичка својства имају различит ефекат на компоненте прикључка када струја грома пролази кроз њих. Ово је посебно очигледно за компоненте споја од нерђајућег челика (СтСт) код којих се јављају високе температуре због ниске проводљивости чим струје грома прођу кроз њих. Због тога се мора извршити испитивање струје грома у складу са ЕН 62561-1 за све стезаљке. Да би се тестирао најгори случај, морају се тестирати не само различите комбинације проводника, већ и комбинације материјала које је одредио произвођач.

Испитивања на примеру МВ стезаљке

Прво треба одредити број тест комбинација. Коришћена СН стезаљка је направљена од нерђајућег челика (СтСт) и стога се може комбиновати са челичним, алуминијумским, СтСт и бакарним проводницима како је наведено у табели 1. Штавише, може се повезати у попречном и паралелном распореду који такође треба испитати. То значи да постоји осам могућих комбинација испитивања за кориштену СН стезаљку (слике 3 и 4).

У складу са ЕН 62561 свака од ових комбинација испитивања мора да се тестира на три одговарајућа узорка / испитне поставке. То значи да 24 примерка ове једноструке СН стезаљке морају бити тестирана како би покрили комплетан асортиман. Сваки појединачни примерак монтира се са одговарајућим

момент притезања у складу са нормативним захтевима и подвргава се вештачком старењу помоћу обраде сланом маглицом и влажном сумпорном атмосфером, као што је горе описано. За накнадно електрично испитивање узорци морају бити фиксирани на изолационој плочи (слика 5).

Три импулса струје грома од 10/350 μс таласног облика са 50 кА (нормално оптерећење) и 100 кА (тешка оптерећења) примењују се на сваки узорак. Након оптерећења струјом грома, узорци не смеју показивати знакове оштећења.

Поред електричних испитивања где је узорак подвргнут електродинамичким силама у случају оптерећења струјом грома, у стандард ЕН 62561-1 интегрисано је и статичко-механичко оптерећење. Ово статичко-механичко испитивање посебно је потребно за паралелне конекторе, уздужне конекторе итд. И изводи се са различитим проводничким материјалима и опсезима стезања. Компоненте прикључка израђене од нерђајућег челика испитују се у најгорем случају само са једним проводником од нерђајућег челика (изузетно глатка површина). Прикључне компоненте, на пример СН стезаљка приказана на слици 6, припремају се са дефинисаним обртним моментом затезања и затим се оптерећују механичком затезном силом од 900 Н (± 20 Н) током једног минута. Током овог периода испитивања, проводници се не смеју померати више од једног милиметра, а делови везе не смеју показивати знаке оштећења. Ово додатно статичко-механичко испитивање је још један критеријум за испитивање компонената везе и такође мора бити документовано у извештају произвођача о испитивању, поред електричних вредности.

Контактни отпор (измерен изнад стезаљке) за стезаљку од нерђајућег челика не сме бити већи од 2.5 мΩ или 1 мΩ у случају других материјала. Потребан момент попуштања мора бити осигуран.

Због тога инсталатери система за заштиту од грома морају да одаберу прикључне компоненте за рад (Х или Н) који се очекује на локацији. На пример, стезаљка за рад Х (100 кА) мора да се користи за ваздушну завршну шипку (пуна струја грома), а стезаљка за рад Н (50 кА) у мрежици или на улазу у земљу (струја грома је већ распоређена).

Проводници

ЕН 62561-2 такође поставља посебне захтеве на проводнике као што су проводници за завршетак ваздуха и доле или уземљиве електроде, на пример прстенасте уземљиве електроде, на пример:

  • Механичка својства (минимална затезна чврстоћа, минимално издужење)
  • Електрична својства (макс. Отпорност)
  • Особине отпорности на корозију (вештачко старење како је горе описано).

Механичка својства морају се испитати и поштовати. Слика 8 приказује испитну поставку за испитивање влачне чврстоће кружних проводника (нпр. Алуминијума). Квалитет премаза (глатки, непрекидни), као и минимална дебљина и пријањање на основни материјал су важни и морају се испитати, посебно ако се користе обложени материјали попут поцинкованог челика (Ст / тЗн).

Ово је описано у стандарду у облику теста савијања. У ту сврху, примерак се савија кроз радијус једнак 5 пута његовог пречника до угла од 90 °. Притом узорак можда неће показивати оштре ивице, лом или пилинг. Штавише, материјали проводника биће једноставни за обраду приликом инсталирања система за заштиту од грома. Жице или траке (калеми) треба да се лако исправљају помоћу исправљача жица (водеће ременице) или помоћу торзије. Даље, требало би бити лако инсталирати / савити материјале на конструкције или у земљу. Ови стандардни захтеви су релевантне карактеристике производа које морају бити документоване у одговарајућим листовима производа произвођача.

Земаљске електроде / земљане шипке

Одвојиве ЛСП земљане шипке израђене су од специјалног челика и потпуно су топло поцинковане потапањем или се састоје од високолегираног нерђајућег челика. Спојна спојница која омогућава повезивање шипки без повећања пречника је посебна карактеристика ових земаљских шипки. Свака шипка има проврт и крај осовинице.

ЕН 62561-2 утврђује захтеве за земаљске електроде као што су материјал, геометрија, минималне димензије као и механичка и електрична својства. Спојни спојеви који повезују појединачне шипке су слабе тачке. Из тог разлога ЕН 62561-2 захтева да се изврше додатна механичка и електрична испитивања како би се испитао квалитет ових спојница.

За овај тест, штап се ставља у водилицу са челичном плочом као подручје удара. Узорак се састоји од две спојене шипке дужине по 500 мм. Треба испитати три узорка сваке врсте земаљске електроде. На горњи крај узорка удара се вибрационим чекићем са одговарајућим улошком чекића у трајању од две минуте. Брзина удара чекића мора бити 2000 ± 1000 мин-1, а једнострука енергија удара мора бити 50 ± 10 [Нм].

Ако су спојнице прошле овај тест без видљивих недостатака, подвргавају се вештачком старењу помоћу обраде сланом маглицом и влажном сумпорном атмосфером. Тада се спојнице оптерећују са три импулса струје грома од 10/350 μс таласног облика од 50 кА и 100 кА. Отпор контакта (измерен изнад спојнице) уземљених шипки од нерђајућег челика не сме бити већи од 2.5 мΩ. Да би се испитало да ли је спој спојнице и даље чврсто повезан након што је изложен овом оптерећењу струје грома, сила спојнице се испитује помоћу машине за испитивање затезања.

Инсталација функционалног система за заштиту од грома захтева употребу компонената и уређаја тестираних према најновијем стандарду. Инсталатери система за заштиту од муње морају одабрати и правилно инсталирати компоненте у складу са захтевима на месту уградње. Поред механичких захтева, морају се размотрити и поштовати електрични критеријуми најновијег стања заштите од грома.

Табела-1-Могуће-комбинације материјала-за-системе-за-завршетак-ваздуха-и-доле-проводници-и-за-везу-са-структурним деловима

Капацитет 50 Хз проводника за уземљење, спојева за изједначавање потенцијала и компонената везе

Опрема различитих електричних система делује у електричним инсталацијама:

  • Високонапонска технологија (ВН системи)
  • Технологија средњег напона (СН системи)
  • Нисконапонска технологија (НН системи)
  • Информациона технологија (ИТ системи)

Основа за поуздану интеракцију различитих система је заједнички систем завршетка уземљења и заједнички систем изједначавања потенцијала. Важно је да су сви проводници, стезаљке и конектори наведени за различите примене.

За зграде са интегрисаним трансформаторима морају се узети у обзир следећи стандарди:

  • ЕН 61936-1: Енергетске инсталације веће од 1 кВ наизменичне струје
  • ЕН 50522: Уземљење енергетских инсталација преко 1 кВ наизменичне струје

Материјали проводника и прикључне компоненте за употребу у ВН, СН и НН системима морају да поднесу топлотни стрес који произилази из струја од 50 Хз. Због потенцијалних струја кратког споја (50 Хз), попречни пресеци материјала земаљске електроде морају бити посебно одређени за различите системе / зграде. Струје кратког споја ка земљи (нормативни захтев двоструке струје земљоспоја И „кЕЕ) не смеју недопустиво загревати компоненте. Ако не постоје посебни захтеви мрежног оператора, за основу се узима следеће:

  • Трајање струје квара (време искључења) од 1 с
  • Максимална дозвољена температура од 300 ° Ц употребљеног уземљивача и прикључних компонената / стезних материјала

За избор пресека уземљивача пресудни су материјал и густина струје Г (у А / мм2) у односу на трајање струје квара.

Дијаграм-1-Ампутација-земља-електрода-материјали

Прорачун струје кратког споја линија-земља

Конфигурације система и припадајуће струје на земљу Средњенапонски системи могу да раде као системи са изолованом неутралном, системи са неутралним уземљењем ниске импедансе, чврсто уземљени неутрални системи или индуктивно уземљени неутрални системи (компензовани системи). У случају земљоспоја, овај последњи дозвољава ограничавање капацитивне струје која тече на месту квара на преосталу струју земљоспоја ИРЕС помоћу компензационе завојнице (потисна завојница са индуктивитетом Л = 1 / 3ωЦЕ) и стога се широко користи. Само ова заостала струја (обично до мак. 10% некомпензоване струје земљоспоја) напреже систем заустављања уземљења у случају квара. Преостала струја се даље смањује повезивањем локалног система за завршетак уземљења са другим системима за завршетак уземљења (нпр. Помоћу ефекта повезивања кабловског оклопа средњенапонских каблова). У ту сврху дефинише се фактор смањења. Ако систем има потенцијалну капацитивну струју земљоспоја од 150 А, у случају компензованог система претпоставља се максимална преостала струја земљоспоја од око 15 А, која би оптеретила локални систем земљоспоја. Ако је локални систем завршетка уземљења повезан са другим системима завршетка уземљења, ова струја би се додатно смањила.

Табела-1-заснована-на-ЕН-50522

Димензионисање система за завршетак уземљења с обзиром на ампутацију

У ту сврху морају се испитати различити најгори сценарији. У средњонапонским системима двоструки земљоспој би био најкритичнији случај. Први земљоспој (на пример на трансформатору) може проузроковати други земљоспој у другој фази (на пример неисправан крај заптивања кабла у средњонапонском систему). Према табели 1 стандарда ЕН 50522 (Уземљење енергетских инсталација преко 1 кВ наизменичног напона), двострука струја земљоспоја И''кЕЕ, која је дефинисана на следећи начин, у овом случају ће тећи кроз уземљиваче:

И „кЕЕ = 0,85 • И„ к

(И “к = трополна почетна симетрична струја кратког споја)

У инсталацији од 20 кВ са почетном симетричном струјом кратког споја И''к од 16 кА и временом искључења од 1 секунде, двострука струја земљоспоја била би 13.6 кА. Капацитет уземљивача и сабирница уземљења у згради станице или просторији за трансформаторе мора бити оцењен према овој вредности. У том контексту, тренутно раздвајање може се размотрити у случају распореда прстена (у пракси се користи фактор 0.65). Планирање се увек мора заснивати на стварним системским подацима (конфигурација система, струја кратког споја линија-земља, време искључења).

Стандард ЕН 50522 одређује максималну густину струје кратког споја Г (А / мм2) за различите материјале. Попречни пресек проводника одређује се из материјала и времена одвајања.

Табела-Кратки спој-густина струје-Г

он је израчунату струју сада поделио са густином струје Г одговарајућег материјала и одговарајућим временом одвајања и минималним пресеком Аминута проводника се одређује.

Aминута= Ја ”кЕЕ (огранак) / Г [мм2]

Израчунати попречни пресек омогућава одабир проводника. Овај пресек се увек заокружује на следећи већи номинални пресек. У случају компензованог система, на пример, сам систем завршетка уземљења (део у директном контакту са земљом) оптерећен је знатно нижом струјом, наиме само преосталом струјом земљоспоја ИE = рк ИРЕС умањена за фактор р. Ова струја не прелази неких 10 А и може трајно да тече без проблема ако се користе уобичајени пресеци материјала за уземљење.

Минимални пресеци електрода за уземљење

Минимални попречни пресеци с обзиром на механичку чврстоћу и корозију дефинисани су у немачком стандарду ДИН ВДЕ 0151 (Материјал и минималне димензије уземљења електрода с обзиром на корозију).

Оптерећење ветром у случају изолованих система за заустављање ваздуха према Еврокоду 1

Екстремни временски услови су у порасту у целом свету као резултат глобалног загревања. Последице попут велике брзине ветра, повећаног броја олуја и обилних падавина не могу се занемарити. Стога ће се дизајнери и инсталатери суочити са новим изазовима, посебно у погледу оптерећења ветром. То не утиче само на грађевинске конструкције (статичност конструкције), већ и на системе за завршетак ваздуха.

На пољу заштите од грома до сада су као основа за димензионисање коришћени стандарди ДИН 1055-4: 2005-03 и ДИН 4131. У јулу 2012. године ови стандарди су замењени еврокодовима који пружају стандардизована правила за пројектовање конструкција широм Европе (планирање конструкција).

Стандард ДИН 1055-4: 2005-03 интегрисан је у Еуроцоде 1 (ЕН 1991-1-4: Дејства на конструкције - Део 1-4: Општа дејства - Дејства ветра) и ДИН В 4131: 2008-09 у Еуроцоде 3 ( ЕН 1993-3-1: Део 3-1: Куле, јарболи и димњаци - Куле и јарболи). Дакле, ова два стандарда чине основу за димензионисање система за завршетак ваздуха за системе заштите од грома, међутим, Еуроцоде 1 је првенствено релевантан.

Следећи параметри се користе за израчунавање стварног оптерећења ветра које се очекује:

  • Зона ветра (Немачка је подељена на четири зоне ветра са различитим основним брзинама ветра)
  • Категорија терена (категорије терена дефинишу околину објекта)
  • Висина објекта изнад нивоа земље
  • Висина локације (изнад нивоа мора, обично до 800 м надморске висине)

Остали фактори утицаја као што су:

  • Ицинг
  • Положај на гребену или врху брда
  • Висина објекта изнад 300 м
  • Висина терена изнад 800 м (ниво мора)

морају се узети у обзир за специфично окружење инсталације и морају се посебно израчунати.

Комбинација различитих параметара резултира брзином удара ветра која ће се користити као основа за димензионисање система за завршетак ваздуха и других инсталација као што су повишени прстенасти проводници. У нашем каталогу је наведена максимална брзина удара ветра да би наши производи могли да одреде потребан број бетонских подлога у зависности од брзине удара ветра, на пример у случају изолованих система за завршетак ваздуха. То не омогућава само одређивање статичке стабилности, већ и смањење потребне тежине, а тиме и оптерећења крова.

Важна напомена:

„Максималне брзине удара ветра“ наведене у овом каталогу за појединачне компоненте одређене су према немачким специфичним захтевима за прорачун Еуроцоде 1 (ДИН ЕН 1991-1-4 / НА: 2010-12) који се заснивају на зони ветра мапа за Немачку и придружене топографске посебности специфичне за поједину земљу.

Када користите производе из овог каталога у другим земљама, морају се узети у обзир посебности специфичне за земљу и друге локално применљиве методе прорачуна, ако постоје, описане у Еуроцоде 1 (ЕН 1991-1-4) или у другим локално применљивим прописима за израчунавање (изван Европе). посматрано. Сходно томе, максималне брзине налета ветра поменуте у овом каталогу односе се само на Немачку и само су оквирна оријентација за друге земље. Брзине налета ветра морају се ново израчунати у складу са методама прорачуна специфичним за земљу!

Приликом постављања завршетака за ваздух у бетонске подлоге, морају се узети у обзир информације о брзини ветра у табели. Ове информације се односе на конвенционалне материјале за завршетак ваздуха (Ал, Ст / тЗн, Цу и СтСт).

Ако су шипке за завршетак ваздуха причвршћене помоћу одстојника, прорачуни се заснивају на доњим могућностима уградње.

Максимално дозвољене брзине налета ветра наведене су за одговарајуће производе и морају се узети у обзир приликом избора / уградње. Већа механичка чврстоћа може се постићи нпр. Нагнутим носачем (два одстојника распоређена у троугао) (на захтев).

Оптерећење ветром у случају изолованих система за заустављање ваздуха према Еврокоду 1

Оптерећење ветром у случају изолованих система за завршетак ваздуха-према-Еуроцоде-1

Систем за завршетак ваздуха - доњи проводник - изолована спољна громобранска заштита стамбених и индустријских зграда

Завршни систем за ваздух-доле-проводник-изолована-спољна-гром-заштита-стамбене-и-индустријске зграде

Систем за завршетак ваздуха - доњи проводник - изолована спољна громобранска заштита антенског система

Систем завршетка ваздуха-доле-проводник-изоловани-спољни-гром-заштита-антенског система

Спољна громобранска заштита индустријске зграде са металним кровом, сламнатим кровом, посудом за гас, ферментором

Спољна-заштита од грома-индустријске-зграде-са-металним-кровом-сламнатим-кровом-гас-контејнер-ферментор