Встроенные устройства защиты от молнии и перенапряжения: в чем разница?
1. Взаимосвязь между внутренней молниезащитой и Защита от скачков напряжения
Внутренняя молниезащита (внутренняя система защиты от молнии):
Это часть системы молниезащиты. Она включает в себя выравнивание потенциалов для защиты от молнии и/или электрическую изоляцию от внешней системы молниезащиты.
Меры защиты от скачков напряжения (SPM):
Это меры, принимаемые для защиты внутренних систем от электромагнитных импульсов молнии (ЭМИ). Система SPM также является частью общей системы молниезащиты.
Согласно рисунку 1 в GB/T 21714.1, полная молниезащита включает в себя как систему молниезащиты (СЗ), так и меры защиты от перенапряжений (МЗП). Защита от перенапряжений (МЗП) рассматривается в GB/T 21714.4, тогда как внутренняя молниезащита является частью СЗ (которая включает как внешние, так и внутренние части) и описывается в GB/T 21714.3.
Рисунок 1 – Взаимосвязь между частями GB/T 21714
2. Происхождение внутренней молниезащиты и Защита от скачков напряжения
2.1 IEC 1024-1:1990
В стандарте IEC 1024-1:1990 «Защита конструкций от молнии – Часть 1: Общие принципы», раздел 1.2.7 определяет внутреннюю молниезащиту как все дополнительные меры, выходящие за рамки внешней системы молниезащиты. Эти меры помогают снизить электромагнитное воздействие токов молнии внутри защищаемого пространства. Таким образом, согласно IEC 1024-1:1990, внутренняя система молниезащиты включает в себя все, кроме внешней системы молниезащиты, которая также охватывает защиту от электромагнитных импульсов (ЭМИ).
2.2 IEC 62305-1:2006
К моменту принятия стандарта IEC 62305-1:2006 «Защита от молнии – Часть 1: Общие принципы» (1-е издание) определения стали более конкретными:
3.42 Внутренняя система молниезащиты (СЗ): Часть СЗ, состоящая из выравнивания потенциалов и/или электрической изоляции от внешней СЗ. 3.49 Система мер защиты от электромагнитных импульсов молнии (ЭМИГМ): Полная система мер для защиты внутренних систем от электромагнитных импульсов молнии (ЭМИГМ).
Серия стандартов IEC 62305-1-4:2006 заменила более ранние стандарты, объединив несколько документов IEC TC81. В ней старое определение внутреннего LPS из IEC 1024 было разделено на две части: внутренний LPS и LPMS (для защиты от LEMP). В IEC 62305-1:2024 LPMS был официально переименован в меры защиты от перенапряжений (SPM).
3. Внутренние меры молниезащиты
Внутренняя молниезащита необходима для корректной работы системы молниезащиты. При отсутствии внутренней защиты токи молнии, протекающие через внешнюю систему молниезащиты или другие проводящие части здания, могут вызывать опасные искры. Эти искры могут привести к пожарам, травмам или повреждению инфраструктуры. За исключением различий в расстояниях, внутренняя защита одинакова для всех уровней молниезащиты. Искры могут возникать между внешней системой молниезащиты и следующими компонентами: металлическими конструкциями, внутренними системами здания, внешними проводящими частями или трубопроводами, подключенными к защищаемому зданию.
Согласно стандартам, искры, возникающие в потенциально взрывоопасных зонах конструкции, всегда считаются опасными. Для предотвращения образования искр следует использовать один из следующих методов: эквипотенциальное соединение или электрическая изоляция между металлическими частями.
Меры по обеспечению эквипотенциального связывания (см. рисунок 2) включают следующее:
Заземляющие проводники используются в случаях, когда естественные соединения не обеспечивают электрической непрерывности, например, при прямом подключении к водопроводным или отопительным трубам;
Устройства защиты от перенапряжения (SPD) используются в тех случаях, когда прямое соединение невозможно, например, для низковольтных линий; и
Изолированные искровые зазоры (ИСЗ) используются в случаях, когда использование заземляющих проводников запрещено, например, для катодной защиты труб или газопроводов.
Рисунок 2
Эквипотенциальное связывание для молниезащита Обладает следующими характеристиками в зависимости от типа внешнего ЛПС:
Изолированные LPS: соединение осуществляется только на уровне земли;
Прикрепленный LPS: Склеивание следует производить в следующих местах:
(1) Подвал или первый этаж, и;
(2) Любое место, где не достигается требуемая теплоизоляция или расстояние разделения.
Электроизолированные линии электропередачи: помимо заземления, заземление также может быть выполнено в системах воздушных выводов или токоотводах.
4 меры защиты от скачков напряжения
Базовая версия SPM включает следующие компоненты:
(1) Сеть заземления и соединения
Система заземления проводит и рассеивает ток молнии в безопасном направлении в землю.
Сеть связей минимизирует разность потенциалов и снижает воздействие магнитного поля.
(2) Электромагнитное экранирование и правильная проводка
Пространственная защита снижает магнитные поля внутри зоны низкого давления, вызванные прямыми ударами молнии или ударами вблизи здания, и помогает уменьшить внутренние скачки напряжения.
Экранирование внутренних кабелей с помощью экранированных кабелей или кабелепроводов минимизирует наведенные скачки напряжения.
Правильная внутренняя проводка помогает минимизировать индукционные петли и уменьшить внутренние скачки напряжения. Экранирование внешних линий в точке ввода в здание также снижает скачки напряжения, передаваемые во внутренние системы.
(3) Скоординированная система СПД
Скоординированная система защиты от перенапряжения ограничивает воздействие как внешних, так и внутренних скачков напряжения.
(4) Изоляционные интерфейсы
Разделительные интерфейсы уменьшают воздействие проводимых импульсных перенапряжений на линии, входящие в зону низкого давления.
Заземление и выравнивание потенциалов должны всегда обеспечиваться, особенно в точках ввода в здание — либо путем прямого подключения, либо путем подключения каждого проводящего кабеля к устройству защиты от перенапряжения (SPD) в рамках выравнивания потенциалов.
(5) Использование систем предупреждения о грозах (TWS)
В пункте 7.1 стандарта IEC 62305-1:2024 указано, что активация системы TWS в соответствии со стандартом IEC 62793 может служить защитной мерой путем отключения внешних источников питания, что помогает снизить частоту повреждений электрических и электронных систем.
5. Заключение
Меры, принимаемые внутри системы, направлены на предотвращение опасного искрения, включая выравнивание потенциалов при ударе молнии с устройством защиты от перенапряжения первого уровня. Защита от перенапряжений в основном предназначена для защиты от перенапряжений, затрагивающих внутренние системы, и используемые для этой цели устройства защиты от перенапряжения должны быть согласованы с устройством защиты от перенапряжения первого уровня, но не включают в себя устройство защиты от перенапряжения первого уровня. СПД сам.