Εσωτερική προστασία από κεραυνούς και συσκευές υπερτάσεων: Ποια είναι η διαφορά;
1. Σχέση μεταξύ εσωτερικής αντικεραυνικής προστασίας και Προστασία από υπερτάσεις
Εσωτερική προστασία από κεραυνούς (Εσωτερικό LPS):
Αυτό αποτελεί μέρος του συστήματος αντικεραυνικής προστασίας. Περιλαμβάνει ισοδυναμική σύνδεση για αντικεραυνική προστασία ή/και ηλεκτρική απομόνωση από το εξωτερικό σύστημα αντικεραυνικής προστασίας.
Μέτρα προστασίας από υπερτάσεις (SPM):
Αυτά είναι μέτρα που λαμβάνονται για την προστασία των εσωτερικών συστημάτων από τους ηλεκτρομαγνητικούς παλμούς κεραυνών (LEMP). Το SPM αποτελεί επίσης μέρος του συνολικού συστήματος προστασίας από κεραυνούς.
Σύμφωνα με το Σχήμα 1 στο GB/T 21714.1, η πλήρης προστασία από κεραυνούς περιλαμβάνει τόσο το Σύστημα Προστασίας από Κεραυνούς (LPS) όσο και τα Μέτρα Προστασίας από Υπερτάσεις (SPM). Η προστασία από υπερτάσεις (SPM) καλύπτεται στο GB/T 21714.4, ενώ η εσωτερική προστασία από κεραυνούς αποτελεί μέρος του LPS (το οποίο περιλαμβάνει τόσο εξωτερικά όσο και εσωτερικά μέρη) και περιγράφεται στο GB/T 21714.3.
Σχήμα 1 – Σχέση μεταξύ των μερών του GB/T 21714
2. Προέλευση της εσωτερικής αντικεραυνικής προστασίας και Προστασία από υπερτάσεις
2.1 IEC 1024-1:1990
Στο πρότυπο IEC 1024-1:1990, «Προστασία κατασκευών από κεραυνούς – Μέρος 1: Γενικές αρχές», η ενότητα 1.2.7 ορίζει την Εσωτερική Αντικεραυνική Προστασία ως όλα τα πρόσθετα μέτρα πέραν του εξωτερικού συστήματος αντικεραυνικής προστασίας. Αυτά τα μέτρα βοηθούν στη μείωση των ηλεκτρομαγνητικών επιπτώσεων των ρευμάτων κεραυνού εντός του προστατευόμενου χώρου. Έτσι, σύμφωνα με το IEC 1024-1:1990, το εσωτερικό LPS περιλαμβάνει οτιδήποτε άλλο εκτός από το εξωτερικό LPS — το οποίο καλύπτει επίσης την προστασία από ηλεκτρομαγνητικούς παλμούς (LEMP).
2.2 IEC 62305-1:2006
Μέχρι την έκδοση του προτύπου IEC 62305-1:2006, «Προστασία από κεραυνούς – Μέρος 1: Γενικές αρχές» (1η έκδοση), οι ορισμοί έγιναν πιο συγκεκριμένοι:
3.42 Εσωτερικό Σύστημα Προστασίας από Κεραυνούς (LPS): Μέρος του LPS που αποτελείται από ισοδυναμική σύνδεση ή/και ηλεκτρική απομόνωση από το εξωτερικό LPS. 3.49 Σύστημα Μέτρων Προστασίας από Κεραυνούς (LPMS): Ένα πλήρες σύστημα μέτρων για την προστασία των εσωτερικών συστημάτων από ηλεκτρομαγνητικούς παλμούς κεραυνού (LEMP).
Η σειρά IEC 62305-1 έως 4:2006 αντικατέστησε προηγούμενα πρότυπα, συνδυάζοντας πολλά έγγραφα IEC TC81. Διαχώρισε τον παλιό ορισμό του εσωτερικού LPS από το IEC 1024 σε δύο μέρη: εσωτερικό LPS και LPMS (για προστασία LEMP). Στο IEC 62305-1:2024, το LPMS μετονομάστηκε επίσημα σε Μέτρα Προστασίας από Υπέρταση (SPM).
3 Εσωτερικά μέτρα προστασίας από κεραυνούς
Η εσωτερική προστασία από κεραυνούς είναι απαραίτητη για την ορθή λειτουργία ενός συστήματος προστασίας από κεραυνούς. Εάν δεν υπάρχει εσωτερική προστασία, τα ρεύματα κεραυνών που ρέουν μέσω του εξωτερικού LPS ή άλλων αγώγιμων μερών του κτιρίου ενδέχεται να προκαλέσουν επικίνδυνους σπινθήρες. Αυτοί οι σπινθήρες μπορούν να οδηγήσουν σε πυρκαγιές, τραυματισμούς ή ζημιές στις υποδομές. Εκτός από τις διαφορές στις αποστάσεις διαχωρισμού, η εσωτερική προστασία είναι η ίδια σε όλα τα επίπεδα προστασίας από κεραυνούς. Σπινθήρες μπορεί να προκύψουν μεταξύ του εξωτερικού LPS και των ακόλουθων εξαρτημάτων: Μεταλλικές εγκαταστάσεις, Εσωτερικά συστήματα του κτιρίου, Εξωτερικά αγώγιμα μέρη ή αγωγοί που συνδέονται με το προστατευόμενο κτίριο.
Σύμφωνα με τα πρότυπα, οι σπινθήρες που εμφανίζονται σε δυνητικά εκρηκτικές περιοχές της κατασκευής θεωρούνται πάντα επικίνδυνες. Για την αποφυγή σχηματισμού σπινθήρων, θα πρέπει να χρησιμοποιείται μία από τις ακόλουθες μεθόδους: Ισοδυναμική σύνδεση ή: Ηλεκτρική μόνωση μεταξύ μεταλλικών μερών.
Τα μέτρα ισοδυναμικής σύνδεσης (βλ. Σχήμα 2) περιλαμβάνουν τα ακόλουθα:
Αγωγοί σύνδεσης, που χρησιμοποιούνται όταν οι φυσικές συνδέσεις δεν παρέχουν ηλεκτρική συνέχεια, π.χ., με άμεση σύνδεση σε σωλήνες νερού ή θέρμανσης.
Συσκευές προστασίας από υπερτάσεις (SPD), που χρησιμοποιούνται όταν η άμεση σύνδεση δεν είναι δυνατή, π.χ. για γραμμές χαμηλής τάσης· και
Απομονωμένα διάκενα σπινθήρων (ISG), που χρησιμοποιούνται όταν δεν επιτρέπονται αγωγοί σύνδεσης, π.χ. για σωλήνες καθοδικής προστασίας ή αγωγούς αερίου.
Σχήμα 2
Ισοδυναμικός δεσμός για προστασία από κεραυνούς έχει τα ακόλουθα χαρακτηριστικά με βάση διαφορετικούς τύπους εξωτερικών LPS:
Μεμονωμένο LPS: Η συγκόλληση γίνεται μόνο στο επίπεδο του εδάφους.
Συνημμένο LPS: Η συγκόλληση πρέπει να γίνει σε:
(1) Υπόγειο ή ισόγειο, και
(2) Οποιαδήποτε τοποθεσία όπου δεν επιτυγχάνεται η απαιτούμενη μόνωση ή η απόσταση διαχωρισμού.
Ηλεκτρικά μονωμένο LPS: Εκτός από τη συγκόλληση στο επίπεδο του εδάφους, η συγκόλληση μπορεί επίσης να γίνει σε συστήματα τερματισμού αέρα ή σε καθοδικούς αγωγούς.
4 Μέτρα Προστασίας από Υπερτάσεις
Το βασικό SPM περιλαμβάνει τα ακόλουθα στοιχεία:
(1) Δίκτυο γείωσης και σύνδεσης
Το σύστημα γείωσης άγει και διαχέει το ρεύμα κεραυνού με ασφάλεια στο έδαφος.
Το δίκτυο σύνδεσης ελαχιστοποιεί τις διαφορές δυναμικού και μειώνει τις επιδράσεις του μαγνητικού πεδίου.
(2) Ηλεκτρομαγνητική θωράκιση και σωστή καλωδίωση
Η χωρική θωράκιση μειώνει τα μαγνητικά πεδία εντός της ζώνης LPZ που προκαλούνται από άμεσα πλήγματα κεραυνού ή χτυπήματα κοντά στο κτίριο και βοηθά στη μείωση των εσωτερικών υπερτάσεων.
Η θωράκιση των εσωτερικών καλωδίων με θωρακισμένα καλώδια ή αγωγούς ελαχιστοποιεί τις προκαλούμενες υπερτάσεις.
Η σωστή διάταξη εσωτερικής καλωδίωσης βοηθά στην ελαχιστοποίηση των επαγωγικών βρόχων και στη μείωση των εσωτερικών υπερτάσεων. Η θωράκιση των εξωτερικών γραμμών στο σημείο εισόδου του κτιρίου μειώνει επίσης τις υπερτάσεις που διέρχονται από τα εσωτερικά συστήματα.
(3) Συντονισμένο σύστημα SPD
Ένα συντονισμένο σύστημα SPD περιορίζει τον αντίκτυπο τόσο των εξωτερικών όσο και των εσωτερικών υπερτάσεων.
(4) Διεπαφές απομόνωσης
Οι διεπαφές απομόνωσης μειώνουν την επίδραση των αγόμενων υπερτάσεων στις γραμμές που εισέρχονται στη Ζώνη Χαμηλής Τάσης (LPZ).
Η γείωση και η ισοδυναμική σύνδεση πρέπει πάντα να εξασφαλίζονται, ειδικά στα σημεία εισόδου του κτιρίου — είτε με άμεση σύνδεση είτε συνδέοντας κάθε αγώγιμη παροχή σε ένα SPD ως μέρος της ισοδυναμικής σύνδεσης.
(5) Χρήση Συστημάτων Προειδοποίησης για Καταιγίδες (TWS)
Η παράγραφος 7.1 του IEC 62305-1:2024 ορίζει ότι η ενεργοποίηση ενός TWS σύμφωνα με το IEC 62793 μπορεί να χρησιμεύσει ως μέτρο προστασίας αποσυνδέοντας εξωτερικές υπηρεσίες, συμβάλλοντας στη μείωση της συχνότητας ζημιών σε ηλεκτρικά και ηλεκτρονικά συστήματα.
5 Συμπέρασμα
Τα μέτρα εσωτερικού συστήματος στοχεύουν στην πρόληψη επικίνδυνων σπινθήρων, συμπεριλαμβανομένης της ισοδυναμικής σύνδεσης κεραυνού με το SPD πρώτου επιπέδου. Η προστασία από υπερτάσεις αντιμετωπίζει κυρίως τις υπερτάσεις που επηρεάζουν τα εσωτερικά συστήματα και τα SPD που χρησιμοποιούνται για τον σκοπό αυτό πρέπει να συντονίζονται με το SPD πρώτου επιπέδου, αλλά δεν περιλαμβάνουν το πρώτο επίπεδο. Ειδικό Πιστοποιητικό Πρόσβασης (SPD) εαυτό.