BS EN IEC 62305 Yıldırımdan korunma standardı

Yıldırımdan korunma için BS EN / IEC 62305 Standardı, önceki standart olan BS 2006: 6651'un yerini almak üzere ilk olarak Eylül 1999'da yayınlandı. Bir sonlu dönem, BS EN / IEC 62305 ve BS 6651 paralel olarak çalıştı, ancak Ağustos 2008 itibarıyla BS 6651 geri çekildi ve şimdi BS EN / IEC 63205 yıldırımdan korunma için tanınan standarttır.

BS EN / IEC 62305 standardı, yıldırımın ve etkilerinin son yirmi yılda artan bilimsel anlayışını yansıtır ve teknoloji ve elektronik sistemlerin günlük faaliyetlerimiz üzerindeki artan etkisini değerlendirir. Selefinden daha karmaşık ve titiz olan BS EN / IEC 62305, dört farklı bölümden oluşur - genel ilkeler, risk yönetimi, yapılara fiziksel hasar ve hayati tehlike ve elektronik sistem koruması.

Standardın bu bölümleri burada tanıtılmaktadır. 2010 yılında bu parçalar, 1'de yayınlanan güncellenmiş bölüm 3, 4 ve 2011 ile periyodik teknik incelemeye tabi tutuldu. Güncellenen bölüm 2 şu anda tartışılıyor ve 2012'nin sonlarında yayınlanması bekleniyor.

BS EN / IEC 62305'in anahtarı, yıldırımdan korunma ile ilgili tüm hususların kapsamlı ve karmaşık bir risk değerlendirmesi tarafından yönlendirilmesi ve bu değerlendirmenin sadece korunacak yapıyı değil, aynı zamanda yapının bağlı olduğu hizmetleri de hesaba katmasıdır. Temelde, yapısal yıldırım koruması artık tek başına düşünülemez, geçici aşırı gerilimlere veya elektrik dalgalanmalarına karşı koruma BS EN / IEC 62305'in ayrılmaz bir parçasıdır.

BS EN / IEC 62305'in Yapısı

BS EN / IEC 62305 serisi, hepsinin dikkate alınması gereken dört bölümden oluşur. Bu dört bölüm aşağıda özetlenmiştir:

Bölüm 1: Genel ilkeler

BS EN / IEC 62305-1 (bölüm 1), standardın diğer bölümlerine bir giriş niteliğindedir ve esas olarak, standardın eşlik eden bölümlerine uygun olarak bir Yıldırımdan Korunma Sisteminin (LPS) nasıl tasarlanacağını açıklar.

Bölüm 2: Risk yönetimi

BS EN / IEC 62305-2 (bölüm 2) risk yönetimi yaklaşımı, yıldırım deşarjının neden olduğu bir yapıdaki tamamen fiziksel hasara çok fazla odaklanmaz, ancak daha çok insan hayatının kaybı riski, hizmet kaybına kamuoyu, kültürel mirasın kaybı ve ekonomik kayıp.

Bölüm 3: Yapılara fiziksel hasar ve hayati tehlike

BS EN / IEC 62305-3 (bölüm 3), doğrudan BS 6651'in büyük kısmı ile ilgilidir. Bu yeni parçanın, temel ikisinin (sıradan) aksine dört LPS Sınıfı veya LPS koruma düzeyine sahip olması bakımından BS 6651'den farklıdır. ve yüksek risk) seviyeleri BS 6651'de.

Bölüm 4: Elektrik ve elektronik sistemler

yapılar içinde, BS EN / IEC 62305-4 (bölüm 4), yapılar içinde barındırılan elektrik ve elektronik sistemlerin korunmasını kapsar. BS 6651'deki Ek C'nin ilettiklerini, ancak Yıldırımdan Korunma Bölgeleri (LPZ'ler) olarak adlandırılan yeni bir bölgesel yaklaşımla somutlaştırır. Bir yapı içindeki elektrik / elektronik sistemler için Yıldırım Elektromanyetik Darbe (LEMP) koruma sisteminin (artık Aşırı Gerilim Koruma Önlemleri - SPM olarak anılacaktır) tasarımı, kurulumu, bakımı ve testi için bilgi sağlar.

Aşağıdaki tablo, önceki standart olan BS 6651 ve BS EN / IEC 62305 arasındaki temel farklara ilişkin geniş bir özet vermektedir.

Hasar ve kayıp

BS EN / IEC 62305, dört ana hasar kaynağını tanımlar:

S1 Yapıya yanıp söner

S2 Yapının yakınında yanıp sönüyor

S3 bir hizmete yanıp söner

S4 Bir servisin yakınında yanıp sönüyor

Her hasar kaynağı, üç tür hasarın birine veya birkaçına neden olabilir:

D1 Adım ve dokunma gerilimlerinden dolayı canlıların yaralanması

D2 Kıvılcım dahil yıldırım akımı etkilerinden kaynaklanan fiziksel hasar (yangın, patlama, mekanik yıkım, kimyasal salınım)

D3 Yıldırım Elektromanyetik Darbesi (LEMP) nedeniyle dahili sistem arızası

Aşağıdaki kayıp türleri yıldırımdan kaynaklanan hasarlardan kaynaklanabilir:

L1 İnsan hayatının kaybı

L2 Halka hizmet kaybı

L3 Kültürel miras kaybı

L4 Ekonomik değer kaybı

Yukarıdaki tüm parametrelerin ilişkileri Tablo 5'te özetlenmiştir.

Şekil 12 sayfa 271, yıldırımdan kaynaklanan hasar ve kayıp türlerini gösterir.

BS EN 1 standardının 62305. bölümünü oluşturan genel ilkelerin daha ayrıntılı açıklaması için, lütfen tam referans kılavuzumuz 'BS EN 62305 Kılavuzu'na bakın. BS EN standardına odaklanılmasına rağmen, bu kılavuz IEC eşdeğerine göre tasarım yapan danışmanlara ilgi çekici destekleyici bilgiler sağlayabilir. Bu kılavuz hakkında daha fazla ayrıntı için lütfen sayfa 283'e bakın.

Şema tasarım kriterleri

Bir yapı ve ona bağlı hizmetler için ideal yıldırımdan korunma, yapıyı topraklanmış ve mükemmel şekilde iletken metalik bir kalkan (kutu) içine almak ve buna ek olarak, kalkanın giriş noktasında herhangi bir bağlı hizmetin yeterli bağlanmasını sağlamak olacaktır.

Bu, özünde yıldırım akımının ve indüklenen elektromanyetik alanın yapıya girmesini engelleyecektir. Bununla birlikte, pratikte bu tür uzunluklara gitmek mümkün veya gerçekten uygun maliyetli değildir.

Dolayısıyla bu standart, tavsiyelerine uygun olarak benimsenen koruma önlemlerinin yıldırım çarpması sonucu herhangi bir hasarı ve sonuç olarak ortaya çıkan kaybı azaltacağı tanımlanmış bir yıldırım akımı parametreleri seti ortaya koymaktadır. Hasar ve dolaylı kayıptaki bu azalma, yıldırım çarpması parametrelerinin Yıldırımdan Korunma Seviyeleri (LPL) olarak belirlenen tanımlı sınırlar dahilinde olması koşuluyla geçerlidir.

Yıldırımdan Korunma Seviyeleri (LPL)

Daha önce yayınlanmış teknik makalelerden elde edilen parametrelere dayalı olarak dört koruma seviyesi belirlenmiştir. Her seviyenin sabit bir maksimum ve minimum yıldırım akımı parametreleri seti vardır. Bu parametreler Tablo 6'da gösterilmektedir. Yıldırımdan korunma bileşenleri ve Aşırı Gerilim Koruyucu Cihazlar (SPD'ler) gibi ürünlerin tasarımında maksimum değerler kullanılmıştır. Yıldırım akımının minimum değerleri, her seviye için yuvarlanan küre yarıçapını türetmek için kullanılmıştır.

Yıldırımdan Korunma Bölgeleri (LPZ)

Yıldırımdan Korunma Bölgeleri (LPZ) kavramı, özellikle bir yapı içindeki Yıldırım Elektromanyetik Darbesine (LEMP) karşı koymak için gerekli koruma önlemlerinin belirlenmesine yardımcı olmak için BS EN / IEC 62305 kapsamında tanıtıldı.

Genel ilke, koruma gerektiren ekipmanın, elektromanyetik özellikleri ekipmanın gerilim dayanımı veya bağışıklık kapasitesi ile uyumlu olan bir LPZ'ye yerleştirilmesidir.

Konsept, doğrudan yıldırım çarpması riskiyle (LPZ 0_A) veya kısmi yıldırım akımı oluşma riski (LPZ 0_B) ve dahili bölgelerdeki koruma seviyeleri (LPZ 1 & LPZ 2).

Genelde bölge sayısı arttıkça (LPZ 2; LPZ 3 vb.) Beklenen elektromanyetik etkiler o kadar düşük olur. Tipik olarak, herhangi bir hassas elektronik ekipman daha yüksek numaralı LPZ'lerde bulunmalı ve ilgili Aşırı Gerilim Koruma Önlemleri (BS EN 62305: 2011'de tanımlanan 'SPM') ile LEMP'ye karşı korunmalıdır.

SPM, daha önce BS EN / IEC 62305: 2006'da LEMP Koruma Önlemleri Sistemi (LPMS) olarak anılıyordu.

Şekil 13, yapıya ve SPM'ye uygulanan LPZ konseptini vurgular. Konsept, BS EN / IEC 62305-3 ve BS EN / IEC 62305-4'te genişletilmiştir.

En uygun SPM'nin seçimi, BS EN / IEC 62305-2'ye göre risk değerlendirmesi kullanılarak yapılır.

BS EN / IEC 62305-2 Risk yönetimi

BS EN / IEC 62305-2, BS EN / IEC 62305-3 ve BS EN / IEC 62305-4'ün doğru uygulanmasının anahtarıdır. Risk değerlendirmesi ve yönetimi artık BS 6651'in yaklaşımından önemli ölçüde daha derinlemesine ve kapsamlıdır.

BS EN / IEC 62305-2, özellikle sonuçları gerekli Yıldırımdan Korunma Sistemi (LPS) seviyesini tanımlayan bir risk değerlendirmesi yapmakla ilgilidir. BS 6651, risk değerlendirmesi konusuna 9 sayfa (şekiller dahil) ayırırken, BS EN / IEC 62305-2 şu anda 150'den fazla sayfa içermektedir.

Risk değerlendirmesinin ilk aşaması, yapının ve içeriğinin dört tür kayıptan (BS EN / IEC 62305-1'de tanımlandığı gibi) hangisine maruz kalabileceğini belirlemektir. Risk değerlendirmesinin nihai amacı, ilgili birincil riskleri ölçmek ve gerekirse azaltmaktır, yani:

R₁ insan hayatını kaybetme riski

R₂ halka hizmet kaybı riski

R₃ kültürel mirasın kaybı riski

R₄ ekonomik değer kaybı riski

İlk üç birincil riskin her biri için tolere edilebilir bir risk (R_T) ayarlandı. Bu veriler, IEC 7-62305 Tablo 2'de veya BS EN 1-62305 Ulusal Ekinde Tablo NK.2'de bulunabilir.

Her birincil risk (R_n), standartta tanımlanan uzun bir dizi hesaplama yoluyla belirlenir. Gerçek risk (R_n) tolere edilebilir riskten küçük veya ona eşittir (R_T), bu durumda hiçbir koruma önlemine gerek yoktur. Gerçek risk (R_n) karşılık gelen tolere edilebilir riskinden (R_T), ardından koruma önlemleri alınmalıdır. Yukarıdaki süreç (seçilen koruma önlemleriyle ilgili yeni değerler kullanılarak), R_n karşılık gelen değerden küçük veya ona eşittir R_T. Yıldırımdan Korunma Sisteminin (LPS) Yıldırımdan Korunma Seviyesine (LPL) ve Yıldırım Elektromanyetik darbesine (LEMP) karşı Koruyucu Önlemlere (SPM) karar veren, Şekil 14'te gösterildiği gibi bu yinelemeli işlemdir.

BS EN / IEC 62305-3 Yapılara fiziksel hasar ve yaşam tehlikesi

Standartlar paketinin bu bölümü, bir yapının içindeki ve etrafındaki koruma önlemleriyle ilgilidir ve bu nedenle doğrudan BS 6651'in büyük bölümü ile ilgilidir.

Standardın bu bölümünün ana gövdesi, harici bir Yıldırımdan Korunma Sistemi (LPS), dahili LPS ve bakım ve denetim programlarının tasarımına rehberlik eder.

Yıldırımdan Korunma Sistemi (LPS)

BS EN / IEC 62305-1, olası minimum ve maksimum yıldırım akımlarına bağlı olarak dört Yıldırım Koruma Seviyesi (LPL) tanımlamıştır. Bu LPL'ler, doğrudan Yıldırımdan Korunma Sistemi (LPS) sınıflarına eşittir.

Dört LPL ve LPS seviyesi arasındaki korelasyon Tablo 7'de tanımlanmıştır. Esasen, LPL ne kadar büyükse, LPS'nin o kadar yüksek sınıfı gereklidir.

Kurulacak LPS sınıfı, BS EN / IEC 62305-2'de vurgulanan risk değerlendirme hesaplamasının sonucuna göre belirlenir.

Harici LPS tasarım konuları

Yıldırımdan korunma tasarımcısı ilk olarak bir yıldırım çarpması noktasında ortaya çıkan termal ve patlayıcı etkileri ve söz konusu yapı üzerindeki sonuçlarını dikkate almalıdır. Sonuçlara bağlı olarak, tasarımcı aşağıdaki harici LPS türlerinden birini seçebilir:

- Yalıtılmış

- Izole edilmemiş

Yalıtılmış bir LPS, tipik olarak, yapı yanıcı malzemelerden yapıldığında veya bir patlama riski taşıdığında seçilir.

Tersine, izole edilmemiş bir sistem böyle bir tehlikenin bulunmadığı yerlere takılabilir.

Harici bir LPS şunlardan oluşur:

- Hava sonlandırma sistemi

- İniş iletken sistemi

- Toprak sonlandırma sistemi

Bir LPS'nin bu bireysel elemanları, BS EN 62305 serisine uygun (BS EN 50164 durumunda) uygun yıldırım koruma bileşenleri (LPC) kullanılarak birbirine bağlanmalıdır (bu BS EN serisinin yerine BS EN / IEC tarafından geçildiğini unutmayın. 62561 serisi). Bu, yapıya bir yıldırım akımı boşalması durumunda, doğru tasarım ve bileşen seçiminin olası hasarı en aza indirmesini sağlayacaktır.

Hava sonlandırma sistemi

Bir hava sonlandırma sisteminin rolü, yıldırım deşarj akımını yakalamak ve onu iniş iletkeni ve toprak sonlandırma sistemi aracılığıyla zararsız bir şekilde toprağa dağıtmaktır. Bu nedenle, doğru tasarlanmış bir hava sonlandırma sisteminin kullanılması hayati önem taşır.

BS EN / IEC 62305-3, hava sonlandırma tasarımı için herhangi bir kombinasyonda aşağıdakileri savunur:

- Havalı çubuklar (veya finialler) ister tek başına duran masörler olsun, ister çatıda bir ağ oluşturmak için iletkenlerle bağlantılı olsunlar

- Katener (veya asılı) iletkenler, ister bağımsız direklerle destekleniyor ister çatıda bir ağ oluşturmak için iletkenlerle bağlantılı olsun

- Çatı ile doğrudan temas halinde olabilen veya üzerinde asılı olabilen fileli iletken ağ (çatının doğrudan yıldırım deşarjına maruz kalmaması büyük önem taşıyorsa)

Standart, kullanılan tüm hava sonlandırma sistemlerinin, standardın gövdesinde belirtilen konumlandırma gereksinimlerini karşılaması gerektiğini açıkça ortaya koymaktadır. Hava sonlandırma bileşenlerinin yapının köşelerine, açıkta kalan noktalarına ve kenarlarına monte edilmesi gerektiğini vurgular. Hava sonlandırma sistemlerinin konumunu belirlemek için önerilen üç temel yöntem şunlardır:

- Yuvarlanan küre yöntemi

- Koruyucu açı yöntemi

- Kafes yöntemi

Bu yöntemler aşağıdaki sayfalarda detaylandırılmıştır.

Yuvarlanan küre yöntemi

Yuvarlanan küre yöntemi, yapıya yandan çarpma olasılığını hesaba katarak, bir yapının korunması gereken alanlarını tanımlamanın basit bir yoludur. Yuvarlanan küreyi bir yapıya uygulamanın temel konsepti Şekil 15'te gösterilmektedir.

Yuvarlanan küre yöntemi BS 6651'de kullanılmıştır, tek fark, BS EN / IEC 62305'te ilgili LPS sınıfına karşılık gelen yuvarlanan kürenin farklı yarıçaplarının olmasıdır (bkz. Tablo 8).

Bu yöntem, özellikle karmaşık geometriye sahip yapılar olmak üzere tüm yapı türleri için koruma bölgelerini tanımlamak için uygundur.

Koruyucu açı yöntemi

Koruyucu açı yöntemi, yuvarlanan küre yönteminin matematiksel bir basitleştirmesidir. Koruyucu açı (a), dikey çubuğun ucu (A) ile çubuğun oturduğu yüzeye doğru çıkıntı yapan bir çizgi arasında oluşturulan açıdır (bkz. Şekil 16).

Bir hava çubuğunun sağladığı koruyucu açı, açıkça üç boyutlu bir konsepttir, burada çubuğa, AC hattını hava çubuğunun etrafında tam 360º'lik bir koruma açısında süpürerek bir koruma konisi atanır.

Koruyucu açı, hava çubuğunun değişen yüksekliği ve LPS sınıfına göre farklılık gösterir. Bir hava çubuğunun sağladığı koruyucu açı BS EN / IEC 2-62305 Tablo 3'den belirlenir (bkz. Şekil 17).

Koruma açısının değiştirilmesi, BS 45'de çoğu durumda sağlanan basit 6651º koruma bölgesinde yapılan bir değişikliktir. Ayrıca, yeni standart, ister zemin ister çatı seviyesi olsun, referans düzlemin üzerindeki hava sonlandırma sisteminin yüksekliğini kullanır (Bkz. Şekil 18).

Örgü yöntemi

Bu, BS 6651'in önerileri altında en yaygın olarak kullanılan yöntemdir. Yine, BS EN / IEC 62305 dahilinde dört farklı hava sonlandırma ağ boyutu tanımlanmıştır ve ilgili LPS sınıfına karşılık gelir (bkz. Tablo 9).

Bu yöntem, aşağıdaki koşullar karşılanırsa düz yüzeylerin koruma gerektirdiği yerlerde uygundur:

- Hava sonlandırma iletkenleri çatı kenarlarına, çatı çıkıntılarına ve 1'da 10'i (5.7º) aşan bir eğimle çatının çıkıntılarına yerleştirilmelidir.

- Hava sonlandırma sisteminin üzerinde hiçbir metal kurulum çıkıntı yapmaz

Yıldırımın neden olduğu hasar üzerine yapılan modern araştırmalar, çatıların kenarlarının ve köşelerinin hasara en çok duyarlı olduğunu göstermiştir.

Bu nedenle, özellikle düz çatılı tüm yapılarda, çevre iletkenleri, mümkün olduğu kadar çatının dış kenarlarına yakın yerleştirilmelidir.

BS 6651'de olduğu gibi, mevcut standart çatı altında iletkenlerin (ister tesadüfi metal yapı veya özel LP iletkenleri olsun) kullanımına izin verir. Dikey hava çubukları (finialler) veya çarpma plakaları tavanın üzerine monte edilmeli ve altındaki iletken sisteme bağlanmalıdır. Hava çubukları 10 m'den fazla aralıklarla yerleştirilmemeli ve eğer alternatif olarak çarpma plakaları kullanılıyorsa, bunlar stratejik olarak çatı alanına 5 m'den fazla olmayan bir şekilde yerleştirilmelidir.

Geleneksel olmayan hava sonlandırma sistemleri

Bu tür sistemlerin savunucuları tarafından ileri sürülen iddiaların geçerliliği ile ilgili yıllar boyunca birçok teknik (ve ticari) tartışma yaşandı.

Bu konu, BS EN / IEC 62305'i derleyen teknik çalışma grupları içinde kapsamlı bir şekilde tartışıldı. Sonuç, bu standart dahilindeki bilgilerde kalmasıydı.

BS EN / IEC 62305, hava sonlandırma sisteminin (örneğin hava çubuğu) sağladığı koruma hacminin veya bölgesinin yalnızca hava sonlandırma sisteminin gerçek fiziksel boyutu tarafından belirleneceğini kesin olarak belirtir.

Bu ifade, BS EN 2011'in 62305 versiyonunda, bir Ek'in bir parçasını oluşturmak yerine standardın bünyesine dahil edilerek güçlendirilmiştir (BS EN / IEC 62305-3: 2006 Ek A).

Tipik olarak, havalı çubuk 5 m yüksekliğinde ise, bu hava çubuğunun sağladığı koruma bölgesi için tek talep, 5 m'ye ve ilgili LPS sınıfına dayalı olacaktır ve bazı geleneksel olmayan havalı çubuklar tarafından talep edilen herhangi bir gelişmiş boyuta dayanmayacaktır.

Bu standart BS EN / IEC 62305 ile paralel çalışması düşünülen başka bir standart yoktur.

Doğal bileşenler

Metal çatılar doğal bir hava sonlandırma düzenlemesi olarak düşünüldüğünde, BS 6651, minimum kalınlık ve söz konusu malzeme türü hakkında rehberlik etti.

BS EN / IEC 62305-3, çatının bir yıldırım deşarjından kaynaklanan delinmeye karşı dayanıklı olarak kabul edilmesi gerekiyorsa, benzer rehberlik ve ek bilgiler sağlar (bkz.Tablo 10).

Yapının çevresinde her zaman en az iki iniş iletkeni dağıtılmalıdır. Araştırmalar, yıldırım akımının büyük bir bölümünü taşıdığını gösterdiğinden, iniş iletkenleri, yapının açıktaki her köşesine mümkün olduğu kadar monte edilmelidir.

Doğal bileşenler

BS 62305 gibi BS EN / IEC 6651, LPS'ye dahil edilecek yapı üzerinde veya içinde tesadüfi metal parçaların kullanılmasını teşvik eder.

BS 6651, beton yapılarda bulunan takviye çubuklarını kullanırken elektriksel sürekliliği teşvik ettiğinde, BS EN / IEC 62305-3 de öyle. Ek olarak, donatı çubuklarının kaynaklandığını, uygun bağlantı bileşenleri ile kelepçelendiğini veya donatı çapının minimum 20 katı üst üste bindirildiğini belirtir. Bu, yıldırım akımları taşıması muhtemel olan takviye çubuklarının bir uzunluktan diğerine güvenli bağlantılara sahip olmasını sağlamak içindir.

Dahili takviye çubuklarının harici iniş iletkenlerine veya topraklama ağına bağlanması gerektiğinde, Şekil 20'de gösterilen düzenlemelerden biri uygundur. Kuşaklama iletkeninden donatıya olan bağlantı betonla kaplanacaksa, standart iki kelepçenin kullanılmasını tavsiye eder; biri bir uzunlukta donatıya, diğeri farklı bir donatı uzunluğuna bağlanır. Derzler daha sonra Denso bant gibi nem önleyici bir bileşik ile kapatılmalıdır.

Takviye çubukları (veya yapısal çelik çerçeveler) iniş iletkenleri olarak kullanılacaksa, hava sonlandırma sisteminden topraklama sistemine elektriksel devamlılık sağlanmalıdır. Yeni inşa yapıları için buna, inşaatın erken aşamasında, özel takviye çubukları kullanılarak veya alternatif olarak, betonun dökülmesinden önce yapının tepesinden temele kadar özel bir bakır iletkeni çalıştırarak karar verilebilir. Bu özel bakır iletken, periyodik olarak bitişik / bitişik takviye çubuklarına bağlanmalıdır.

Mevcut yapılardaki takviye çubuklarının rotası ve sürekliliği konusunda şüphe varsa, harici bir iniş iletken sistemi kurulmalıdır. Bunlar ideal olarak yapının üstündeki ve altındaki yapıların takviye ağına bağlanmalıdır.

Toprak sonlandırma sistemi

Toprak sonlandırma sistemi, yıldırım akımının güvenli ve etkili bir şekilde toprağa dağılması için hayati önem taşır.

BS 6651 ile uyumlu olarak yeni standart, yıldırımdan korunma, güç ve telekomünikasyon sistemlerini birleştiren bir yapı için tek bir entegre toprak sonlandırma sistemi önerir. Herhangi bir bağlanma gerçekleşmeden önce ilgili sistemlerin işletme otoritesi veya sahibinin anlaşması alınmalıdır.

İyi bir toprak bağlantısı aşağıdaki özelliklere sahip olmalıdır:

- Elektrot ile toprak arasında düşük elektrik direnci. Toprak elektrot direnci ne kadar düşükse, yıldırım akımının o yoldan diğerine göre daha fazla akmayı seçmesi, akımın güvenli bir şekilde toprağa iletilmesine ve toprağa dağılmasına izin verir.

- İyi korozyon direnci. Toprak elektrodu ve bağlantıları için malzeme seçimi hayati önem taşımaktadır. Uzun yıllar toprağa gömülecek, bu yüzden tamamen güvenilir olmalı

Standart, düşük bir topraklama direnci gerekliliğini savunmakta ve bunun 10 ohm veya daha düşük bir genel toprak sonlandırma sistemi ile elde edilebileceğine işaret etmektedir.

Üç temel toprak elektrot düzenlemesi kullanılır.

- A tipi düzenleme

- B tipi düzenleme

- Temel toprak elektrotları

A tipi düzenleme

Bu, yapının dışına sabitlenmiş her bir iniş iletkenine bağlanan yatay veya dikey toprak elektrotlarından oluşur. Bu, özünde BS 6651'de kullanılan topraklama sistemidir, burada her iniş iletkeni kendisine bağlı bir toprak elektroduna (çubuk) sahiptir.

B tipi düzenleme

Bu düzenleme, esasen yapının çevresine yerleştirilmiş ve toplam uzunluğunun en az% 80'i boyunca çevreleyen toprakla temas halinde olan tamamen bağlı bir halka toprak elektrotudur (yani toplam uzunluğunun% 20'si, örneğin, yapının bodrum katı ve toprakla doğrudan temas halinde değil).

Temel toprak elektrotları

Bu, esasen B tipi bir topraklama düzenlemesidir. Yapının beton temeline monte edilen iletkenleri içerir. Herhangi bir ek elektrot uzunluğu gerekirse, B tipi düzenleme için olanlarla aynı kriterleri karşılamaları gerekir. Temel toprak elektrotları, çelik takviye temel ağını genişletmek için kullanılabilir.

Harici LPS'nin ayırma (izolasyon) mesafesi

Harici LPS ile yapısal metal parçalar arasında bir ayırma mesafesi (yani elektrik yalıtımı) esasen gereklidir. Bu, yapıya dahili olarak giren kısmi yıldırım akımının olasılığını en aza indirecektir.

Bu, yıldırım iletkenlerini yapıya giden yolları olan herhangi bir iletken parçadan yeterince uzağa yerleştirerek sağlanabilir. Dolayısıyla, yıldırım deşarjı yıldırım iletkenine çarparsa, “boşluğu kapatamaz '' ve bitişik metal yapıya parlayamaz.

BS EN / IEC 62305, yıldırımdan korunma, güç ve telekomünikasyon sistemlerini birleştiren bir yapı için tek bir entegre toprak sonlandırma sistemi önerir.

Dahili LPS tasarım konuları

Dahili LPS'nin temel rolü, korunacak yapı içinde meydana gelen tehlikeli kıvılcımların önlenmesini sağlamaktır. Bu, yıldırım deşarjını takiben, dış LPS'de veya aslında yapının diğer iletken parçalarında akan yıldırım akımından ve dahili metal kurulumlara parlama veya kıvılcım çıkarmaya teşebbüs etmekten kaynaklanıyor olabilir.

Uygun eşpotansiyel bağlama önlemlerinin alınması veya metal parçalar arasında yeterli bir elektrik yalıtımı mesafesi olduğundan emin olunması, farklı metal parçalar arasında tehlikeli kıvılcım oluşumunu önleyebilir.

Yıldırım eş potansiyel bağ

Eşpotansiyel bağlama, basitçe tüm uygun metalik tesisatların / parçaların elektriksel ara bağlantısıdır, öyle ki yıldırım akımlarının akması durumunda, hiçbir metalik parça birbirine göre farklı bir voltaj potansiyelinde olmaz. Metalik parçalar esasen aynı potansiyelde ise, kıvılcım veya alevlenme riski ortadan kalkar.

Bu elektrik ara bağlantısı, doğal / tesadüfi bağlama ile veya BS EN / IEC 8-9 Tablo 62305 ve 3'a göre boyutlandırılmış özel kuşaklama iletkenleri kullanılarak sağlanabilir.

Bağlama, kuşaklama iletkenleriyle doğrudan bağlantının uygun olmadığı aşırı gerilim koruyucu cihazların (SPD'ler) kullanılmasıyla da gerçekleştirilebilir.

Şekil 21 (BS EN / IEC 62305-3, şekil E.43'e dayanmaktadır), bir eşpotansiyel bağlama düzenlemesinin tipik bir örneğini göstermektedir. Gaz, su ve merkezi ısıtma sisteminin tümü, içeride bulunan ancak zemin seviyesine yakın bir dış duvara yakın olan eşpotansiyel bağlantı çubuğuna doğrudan bağlanır. Güç kablosu, elektrik sayacından yukarı yönde uygun bir SPD aracılığıyla eşpotansiyel bağlama çubuğuna bağlanır. Bu kuşaklama çubuğu, ana dağıtım panosunun (MDB) yakınına yerleştirilmeli ve ayrıca kısa uzunluklu iletkenlerle toprak sonlandırma sistemine yakından bağlanmalıdır. Daha büyük veya uzatılmış yapılarda birkaç bağlama çubuğu gerekebilir, ancak bunların hepsi birbiriyle bağlantılı olmalıdır.

Herhangi bir anten kablosunun ekranı, yapıya yönlendirilen elektronik cihazlara giden herhangi bir korumalı güç kaynağı ile birlikte eşpotansiyel çubuğa da bağlanmalıdır.

Eşpotansiyel bağlantı, örgülü ara bağlantı topraklama sistemleri ve SPD seçimi ile ilgili daha fazla rehberlik LSP kılavuz kitabında bulunabilir.

BS EN / IEC 62305-4 Yapılar içindeki elektrik ve elektronik sistemler

Elektronik sistemler artık çalışma ortamından arabayı benzinle doldurarak ve hatta yerel süpermarkette alışveriş yaparak hayatımızın neredeyse her alanını kapsıyor. Toplum olarak, artık bu tür sistemlerin sürekli ve verimli çalışmasına büyük ölçüde güveniyoruz. Bilgisayarların, elektronik süreç kontrollerinin ve telekomünikasyonun kullanımı, son yirmi yılda patlama yaşadı. Var olan yalnızca daha fazla sistem değil, ilgili elektroniklerin fiziksel boyutu önemli ölçüde azaldı (daha küçük boyut, devrelere zarar vermek için daha az enerji gerektiği anlamına gelir).

BS EN / IEC 62305, şu anda elektronik çağda yaşadığımızı kabul ederek, elektronik ve elektrik sistemleri için LEMP (Yıldırım Elektromanyetik Darbe) korumasını bölüm 4 ile standarda entegre bir hale getirdi. yapılan dalgalanmalar (geçici aşırı gerilimler ve akımlar) ve yayılan elektromanyetik alan etkileri.

LEMP hasarı o kadar yaygındır ki, korunacak belirli tiplerden (D3) biri olarak tanımlanır ve LEMP hasarı, tüm çarpma noktalarından yapıya veya bağlı hizmetlere - doğrudan veya dolaylı - meydana gelebilir. Yıldırımın neden olduğu hasar için Tablo 5'e bakınız. Bu genişletilmiş yaklaşım aynı zamanda yapıya bağlı hizmetlerle (ör. güç, telekomlar ve diğer metalik hatlar) ilişkili yangın veya patlama tehlikesini de hesaba katar.

Yıldırım tek tehdit değil ...

Elektriksel anahtarlama olaylarının neden olduğu geçici aşırı gerilimler çok yaygındır ve önemli bir parazit kaynağı olabilir. Bir iletkenden geçen akım, enerjinin depolandığı bir manyetik alan oluşturur. Akım kesildiğinde veya kapatıldığında, manyetik alandaki enerji aniden serbest bırakılır. Kendini dağıtma girişiminde yüksek voltaj geçici hale gelir.

Depolanan enerji ne kadar fazla olursa, ortaya çıkan geçici de o kadar büyük olur. Daha yüksek akımlar ve daha uzun iletken uzunlukları hem depolanan hem de salınan daha fazla enerjiye katkıda bulunur!

Bu nedenle motorlar, transformatörler ve elektrikli sürücüler gibi endüktif yüklerin tümü, anahtarlama geçişlerinin ortak nedenleridir.

BS EN / IEC 62305-4'ün önemi

Daha önce geçici aşırı gerilim veya aşırı gerilim koruması, ayrı bir risk değerlendirmesi ile BS 6651 standardına bir tavsiye eki olarak dahil edildi. Sonuç olarak, genellikle sigorta şirketlerinin yükümlülüğü nedeniyle ekipman hasarına uğradıktan sonra koruma sağlandı. Bununla birlikte, BS EN / IEC 62305'teki tek risk değerlendirmesi, yapısal ve / veya LEMP korumasının gerekli olup olmadığını belirler, bu nedenle yapısal yıldırım koruması artık geçici aşırı gerilim korumasından izole olarak düşünülemez - bu yeni standartta Aşırı Gerilim Koruyucu Cihazlar (SPD'ler) olarak bilinir. Bu başlı başına BS 6651'inkinden önemli bir sapmadır.

Aslında, BS EN / IEC 62305-3'e göre, bir LPS sistemi artık yıldırım akımı olmadan veya SPD'leri doğrudan bağlanamayan "canlı çekirdeklere" sahip gelen metalik hizmetlere - güç ve telekom kabloları gibi - bağlanmadan takılamaz dünyaya. Bu tür SPD'lerin, yangın veya elektrik çarpması tehlikesi oluşturabilecek tehlikeli kıvılcımlanmayı önleyerek insan hayatını kaybetme riskine karşı koruma sağlaması gerekir.

Yıldırım akımı veya eşpotansiyel bağlama SPD'leri, doğrudan çarpma riski altında olan yapıyı besleyen havai servis hatlarında da kullanılır. Bununla birlikte, bu SPD'lerin tek başına kullanımı, özellikle yapılar içindeki elektrik ve elektronik sistemlerin korunmasına adanmış BS EN / IEC 62305 bölüm 4'ü alıntılamak için "hassas elektrik veya elektronik sistemlerin arızalanmasına karşı etkili bir koruma sağlamaz".

Yıldırım akımı SPD'leri, hassas elektrik ve elektronik sistemleri hem yıldırım hem de anahtarlama geçişlerinden etkili bir şekilde korumak için toplamda ihtiyaç duyulan aşırı gerilim SPD'leri içeren koordineli bir SPD kümesinin bir parçasını oluşturur.

Yıldırımdan Korunma Bölgeleri (LPZ'ler)

BS 6651, Ek C'de (Konum Kategorileri A, B ve C) bir bölgelendirme kavramını kabul ederken, BS EN / IEC 62305-4 Yıldırımdan Korunma Bölgeleri (LPZ'ler) kavramını tanımlar. Şekil 22, 4. bölümde detaylandırıldığı üzere LEMP'ye karşı koruma önlemleri tarafından tanımlanan temel LPZ konseptini göstermektedir.

Bir yapı içinde, yıldırımın etkilerine arka arkaya daha az maruz kalması için bir dizi LPZ yaratılır veya zaten sahip olduğu belirlenir.

Ardışık bölgeler, iletilen aşırı akımlardan ve geçici aşırı gerilimlerden ve ayrıca yayılan manyetik alan etkilerinden LEMP şiddetinde önemli bir azalma elde etmek için bir bağlama, koruma ve koordineli SPD kombinasyonunu kullanır. Tasarımcılar bu seviyeleri koordine eder, böylece daha hassas ekipman daha korumalı bölgelere yerleştirilir.

LPZ'ler iki kategoriye ayrılabilir - 2 harici bölge (LPZ 0_A,LPZ 0_B) ve genellikle 2 dahili bölge (LPZ 1, 2) olmasına rağmen, gerekirse elektromanyetik alanın ve yıldırım akımının daha da azaltılması için başka bölgeler de eklenebilir.

Dış bölgeler

LPZ 0_A doğrudan yıldırım çarpmalarına maruz kalan alandır ve bu nedenle tam yıldırım akımına kadar taşımak zorunda kalabilir.

Bu tipik olarak bir yapının çatı alanıdır. Tam elektromanyetik alan burada meydana gelir.

LPZ 0_B doğrudan yıldırım darbelerine maruz kalmayan alandır ve tipik olarak bir yapının yan duvarlarıdır.

Bununla birlikte, tam elektromanyetik alan hala burada meydana gelir ve burada kısmi yıldırım akımları ve anahtarlama dalgalanmaları meydana gelebilir.

İç bölgeler

LPZ 1, kısmi yıldırım akımlarına maruz kalan iç alandır. İletilen yıldırım akımları ve / veya anahtarlama dalgalanmaları, LPZ 0 harici bölgelere kıyasla azaltılır._A,LPZ 0_B.

Bu genellikle servislerin yapıya girdiği veya ana güç panosunun bulunduğu alandır.

LPZ 2, LPZ 1'e kıyasla yıldırım darbe akımlarının ve / veya anahtarlama dalgalanmalarının kalıntılarının azaldığı yapının içinde ayrıca yer alan bir iç alandır.

Bu tipik olarak ekranlı bir odadır veya ana güç için alt dağıtım panosu alanında bulunur. Bir bölgedeki koruma seviyeleri, korunacak ekipmanın bağışıklık özellikleriyle koordine edilmelidir, yani ekipman ne kadar hassassa, bölge o kadar çok korunmalıdır.

Bir binanın mevcut dokusu ve yerleşimi, kolayca görünen bölgeler oluşturabilir veya gerekli bölgeleri oluşturmak için LPZ tekniklerinin uygulanması gerekebilir.

Aşırı Gerilim Koruma Önlemleri (SPM)

Bir yapının ekranlı oda gibi bazı alanları doğal olarak yıldırımdan diğerlerine göre daha iyi korunur ve LPS'nin dikkatli tasarımı, su ve gaz gibi metalik hizmetlerin toprakla bağlanması ve kablolama ile daha korunan bölgeleri genişletmek mümkündür. teknikleri. Bununla birlikte, ekipmanı hasardan koruyan ve çalışmasının sürekliliğini sağlayan - arıza süresinin ortadan kaldırılması için kritik olan, koordineli Aşırı Gerilim Koruyucu Cihazların (SPD'ler) doğru kurulumu. Toplamda bu önlemlere Aşırı Gerilim Koruma Önlemleri (SPM) (eski adıyla LEMP Koruma Önlemleri Sistemi (LPMS)) denir.

Bağlama, koruma ve SPD'ler uygularken, teknik mükemmellik ekonomik gereklilikle dengelenmelidir. Yeni yapılar için, birleştirme ve eleme önlemleri, eksiksiz SPM'nin bir parçasını oluşturmak için entegre olarak tasarlanabilir. Bununla birlikte, mevcut bir yapı için, bir dizi koordineli SPD'nin güçlendirilmesi muhtemelen en kolay ve en uygun maliyetli çözüm olacaktır.

Bu metni değiştirmek için düzenle düğmesine tıklayın. Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Ut elit tellus, luctus nec ullamcorper mattis, pulvinar dapibus leo.

Koordineli SPD'ler

BS EN / IEC 62305-4, çevrelerindeki ekipmanın korunması için koordineli SPD'lerin kullanımını vurgular. Bu basitçe, konumları ve LEMP işleme öznitelikleri, LEMP etkilerini güvenli düzeye düşürerek ortamlarındaki ekipmanı koruyacak şekilde koordine edilen bir dizi SPD anlamına gelir. Bu nedenle, servis girişinde aşırı gerilim enerjisinin çoğunu (bir LPS ve / veya havai hatlardan gelen kısmi yıldırım akımı) koordine edilmiş artı aşağı akım aşırı gerilim SPD'leri ile güvenli seviyelere kontrol edilen ilgili geçici aşırı gerilim ile idare etmek için ağır hizmet yıldırım akımı SPD olabilir. büyük endüktif motorlar gibi kaynakları değiştirerek potansiyel hasar dahil olmak üzere terminal ekipmanını korumak için. Hizmetlerin bir LPZ'den diğerine geçtiği her yerde uygun SPD'ler takılmalıdır.

Koordineli SPD'ler, çevrelerindeki ekipmanı korumak için kademeli bir sistem olarak birlikte etkili bir şekilde çalışmak zorundadır. Örneğin, hizmet girişindeki yıldırım akımı SPD, aşırı gerilimi kontrol etmek için aşağı akım aşırı gerilim SPD'lerini yeterince rahatlatarak aşırı gerilim enerjisinin çoğunu idare etmelidir.

Hizmetlerin bir LPZ'den diğerine geçtiği her yerde uygun SPD'ler takılmalıdır

Zayıf koordinasyon, aşırı gerilim SPD'lerinin çok fazla dalgalanma enerjisine maruz kalması anlamına gelebilir ve hem kendisini hem de potansiyel olarak ekipmanı hasar riskine sokar.

Ayrıca, kurulu SPD'lerin voltaj koruma seviyeleri veya geçiş voltajları, tesisatın parçalarının yalıtım dayanım voltajı ve elektronik ekipmanın bağışıklık dayanım voltajı ile koordine edilmelidir.

Gelişmiş SPD'ler

Ekipmanda doğrudan hasar istenmese de, çalışma kaybı veya ekipmanın arızalanması sonucunda aksama süresinin en aza indirilmesi ihtiyacı da kritik olabilir. Bu, özellikle hastaneler, finans kurumları, üretim tesisleri veya ticari işletmeler gibi halka hizmet veren endüstriler için önemlidir; ekipmanın işletiminin kaybı nedeniyle hizmetlerini sağlayamamanın önemli sağlık ve güvenlik ve / veya mali nedenlerle sonuçlanacağı sonuçlar.

Standart SPD'ler yalnızca genel mod dalgalanmalarına karşı koruma sağlayabilir (canlı iletkenler ve topraklama arasında), doğrudan hasara karşı etkili koruma sağlar, ancak sistem kesintisinden kaynaklanan arıza sürelerine karşı koruma sağlamaz.

Bu nedenle BS EN 62305, sürekli çalışmanın gerekli olduğu kritik ekipmanlarda hasar ve arıza riskini daha da azaltan gelişmiş SPD'lerin (SPD *) kullanımını dikkate alır. Bu nedenle, kurulumcuların SPD'lerin uygulama ve kurulum gereksinimleri konusunda belki de daha önce olduğundan çok daha fazla bilinçli olmaları gerekecektir.

Üstün veya gelişmiş SPD'ler, hem ortak modda hem de diferansiyel modda (canlı iletkenler arasında) dalgalanmalara karşı daha düşük (daha iyi) geçiş voltajı koruması sağlar ve bu nedenle, aynı zamanda bağlama ve ekranlama önlemleri üzerinde ek koruma sağlar.

Bu tür gelişmiş SPD'ler, tek bir ünite içinde şebeke Tipi 1 + 2 + 3 veya veri / telekom Testi Cat D + C + B koruması sunabilir. Bilgisayarlar gibi terminal ekipmanı, diferansiyel mod dalgalanmalarına karşı daha savunmasız olma eğiliminde olduğundan, bu ek koruma hayati bir değerlendirme olabilir.

Ayrıca, yaygın ve farklı mod dalgalanmalarına karşı koruma kapasitesi, ekipmanın dalgalanma aktivitesi sırasında çalışmaya devam etmesine izin verir - hem ticari, hem endüstriyel hem de kamu hizmeti kuruluşlarına önemli fayda sağlar.

Tüm LSP SPD'ler, endüstri lideri düşük geçiş gerilimleriyle gelişmiş SPD performansı sunar

(voltaj koruma seviyesi, U_p), çünkü bu, maliyetli sistem arıza sürelerini önlemenin yanı sıra uygun maliyetli, bakım gerektirmeyen tekrarlı koruma elde etmek için en iyi seçimdir. Tüm yaygın ve diferansiyel modlarda düşük geçiş voltajı koruması, koruma sağlamak için daha az ünitenin gerekli olduğu anlamına gelir, bu da ünite ve kurulum maliyetlerinden ve kurulum süresinden tasarruf sağlar.

Tüm LSP SPD'ler, endüstri lideri düşük geçiş voltajı ile gelişmiş SPD performansı sunar

Sonuç

Yıldırım, bir yapı için açık bir tehdit oluşturuyor, ancak elektrik ve elektronik ekipmanların artan kullanımı ve güvenilirliği nedeniyle yapı içindeki sistemler için büyüyen bir tehdit oluşturuyor. BS EN / IEC 62305 serisi standartlar bunu açıkça kabul etmektedir. Yapısal yıldırım koruması, artık geçici aşırı gerilimden veya ekipmanın aşırı gerilim korumasından izole edilemez. Gelişmiş SPD'lerin kullanımı, LEMP etkinliği sırasında kritik sistemlerin sürekli çalışmasına izin veren pratik, uygun maliyetli bir koruma aracı sağlar.