Молниезащитная система (защита от перенапряжений): Интегрированная схема внешней и внутренней защиты

​

​1. Шешімнің негізгі мақсаты және ортағы​

Жарқырау қысымдары - биналар, қызметкерлер және ішкі жабдықтар қауіпсіздігіне пайда болатын маңызды фактор. Жарқырау қысымдары жоғары деңгейдегі тұрақты өткізгіштер мен уақытша жоғары қысымдарды пайда етеді. Олар ғана биналардың зиянына және жабдықтардың физикалық қырғылауына әкелуге болады, бірақ электр энергиясы және сигнал жолдары арқылы ішкі жабдықтарға қатысты, электрондық жабдықтардың қатысқан жұмысына, деректердің жоюына, түбінде жарық шығу сияқты екінші деңгейдегі кедергілерге әкелуге да болады. Бұл шешім - бина құрылымының максималды қауіпсіздігін қамтамасыз ету және ішкі жабдықтар және жүйелердің қолжетімділігі мен стабилдігін қамтамасыз ету үшін, сыртқы жарқырау қорғау жүйесі (ELPS) және тоқталу қорғау жабдықтары (SPD) арқылы қамтамасыз ету үшін жарқырау энергиясын қолдану, бағыттау, шығару және шектеу.

​2. Жарқырау қорғау жүйесі (LPS) компоненттерінің жалпы көрінісі​

Нәтижелі интегралды жарқырау қорғау жүйесі (LPS) - екі мүмкіндісіз және бір-бірімен қосылған негізгі компоненттен тұрады:

• ​Сыртқы жарқырау қорғау жүйесі (ELPS):​​ Негізінен, тура жарқырау қысымдарынан қорғау үшін қолданылады.
• ​Ішкі жарқырау қорғау жүйесі (тоқталу қорғау, SPD жүйесі):​​ Негізінен, жарқырау электромагниттік импульстар (LEMP) арқылы жолдар арқылы ішкі жабдықтарға енген уақытша жоғары қысымдардан (тоқталу) қорғау үшін қолданылады.

​3. Сыртқы тоқталу қорғаушы орнату схемасы (тура жарқыраулардан қорғау)​​

• ​Негізгі функция:​​ Тура жарқырау қысымдарын қабылдау және өте жоғары жарқырау ағынын тереңге қауіпсіз түрде өткізу, бина құрылымына тура жарқырау қысымдарының физикалық зиянын (пернету, жарық, құрылымдық зиян) тарту.
• ​Негізгі компоненттер:​​
• ​Ауа аяқтау жүйесі (жарқырау жезектері/жолдары/түйіздері):​​ Бина төбесі немесе ең жоғары нүктелеріне орнатылады, жарқырау қысымдарын тарту үшін. Бина формасы мен ауданына қарай ұсынылатын түрлерін (мисалы, жезек, түйіз, жол) таңдап, "жүгіру топырақ" әдісінің талаптарына сәйкес қорғау аумағын қамтамасыз ету үшін.
• ​Төмен өткізгіштер:​​ Ауа аяқтау жүйесінен жер аяқтау жүйесіне дейін жарқырау ағынын өткізу үшін. Ең қыска және тік жолдармен өткізілуі керек, еңбекшілердің жолдарына жақын орнатылған жағдайда изоляция қорғау әдістерін қолдану немесе жеңілдету керек. Материалдар - адатта цинктелген тік және дөңгелек демір.
• ​Жер аяқтау жүйесі:​​ Жарқырау ағынын жерге шығару. Бұл қорғау жүйесінің негізгі және негізі, сапасы (жер қысым мәні) маңызды. Адатта жер электродтары (тік жезектер, горизонталды өткізгіштер) және байланыс өткізгіштерден тұрады. Коррозияға қарсыл материалдар (мисалы, цинктелген демір, мис) қолданылады, жеткілікті терең орнатылуы және бина аймағында әріптес потенциалдық байланыс қатарын қамтамасыз ету үшін. Жер қысым мәнін минималдау (адатта ≤10Ω, конкретті талаптар бойынша стандарттарға сәйкес).
• ​Орнату орны:​​
• Бина төбесінің ең жоғары нүктелері және жарқырау қысымдарына ұшынып кету мүмкіндігі бар орындар (бұрыштар, жылысу жолдары, парапеттер, вентиляторлар, каминдер ж.б.).
• Арналған құрылымдар (мисалы, тұрманың, антенналар, күн энергиясы панелдерінің қолқышылары) өзара немесе біріктірілген қарастырылуы керек.
• ​Схеманың негізгі нүктелері:​​
• ​Стандарттарға сай келу:​​ Улттық және отрасылық жарқырау қорғау өнеркәсібінің стандарттарына (мисалы, GB 50057 "Биналардың жарқырау қорғауы үшін дизайн коды", IEC 62305 сериясына тең) строго қатыстыру.
• ​Материалдар сапасы:​​ Стандарттарға сәйкес және коррозияға қарсыл жақсы сападағы материалдар қолдану.
• ​Әріптес потенциалдық байланыс:​​ Барлық металлдық компоненттер (мисалы, трубалар, жабдық корпусы, металл төбелері, демір құрылымдары) ең жақын төмен өткізгішке немесе жер аяқтау жүйесіне қол жетімді байланысқа қажет, бірегі қысымдардан қорғау үшін.
• ​Қауіпсіздік аралық қашықтықтары:​​ Ауа аяқтау жүйесі мен құрылым, төмен өткізгіштер мен қызметтер/трубалар арасында қажетті қауіпсіздік аралық қашықтықтар қамтамасыз ету.
• ​Тоқталу байланыстары:​​ Барлық байланыс нүктелері жоғары қауіпсіздікке ие (сызықтыру немесе расталған қозғалтқыштар) және жабдықтардың жоғары электр қатарын қамтамасыз ету үшін.

​4. Ішкі тоқталу қорғаушы (SPD) орнату схемасы (жарқырау тоқталуынан қорғау)​​

• ​Негізгі функция:​​ Электр жолдары, сигнал жолдары, байланыс жолдары арқылы ішкі жабдықтарға енген жарқырау қысымдарын шектеу, оларды жабдықтар қабылдауға қабылған қауіпсіз деңгейге әкелу, жоғары қысым/ағын нәтижесінде қырғылауын бас алу.
• ​Негізгі компоненттер: Тоқталу қорғау жабдығы (SPD),​​ басқа атауымен тоқталу қорғаушы немесе жарқырау қорғаушы:
• ​Уақытша қысым қорғаушы (TVS):​​ Көбінесе жоғары сапалы жабдықтарға немесе сигнал жолдарына қолданылады.
• ​Жоғары қысым қорғаушы:​​ Арнайы технологиялар (мисалы, металл оксид варистрор MOV, газды шығару түбі GDT, соңғы құрылымды қорғаушылар) арқылы қолданылады.
• ​Энергия SPD:​​ Энергия тарату жүйесінің аралық деңгейлерінде (бастапқы тарату, бөлек тарату, терминалдық жабдықтардың алдында) орнатылады.
• ​Сигнал/Дерекспі SPD:​​ Телефон жолдары, тармак жолдары (мисалы, RJ45), коаксиалды қолқыштар (мисалы, CCTV видео, спутник сигналдары), басқару жолдары ж.б. орталық порттарында орнатылады.
• ​Жер байланысы:​​ SPD-лер қажетті өте қысқа, тік және жуық жолмен жерге қол жеткізу арқылы тоқталу ағынын өткізуге қол жеткізу. Жер өткізгіштері қысқа, тік және жуық ("Қысқа-Тік-Жуық" принципі) болуы қажет.
• ​Орнату орны және деңгейлері (қадамды қорғау - координация):​​
• ​Бірінші деңгейлі қорғау (Class I / Type 1 SPD):​​
• ​Орны:​​ Бина бастапқы тарату панелі/бастапқы вход (адатта LPZ 0A/0B → LPZ 1 шекарасында).
• ​Функция:​​ Тура немесе жақын жарқырау қысымдарынан өте үлкен энергиян (10/350μs түрде) шығару, қалдық қысымды төмен деңгейге әкелу. Көбінесе өте үлкен өткізу қабілеті бар иск-ауыз типінің SPD-лер қолданылады. Жоғары қауіпсіздікті жерге қол жеткізу қажет.
• ​Екінші деңгейлі қорғау (Class II / Type 2 SPD):​​
• ​Орны:​​ Жабдықтар қолданылатын этаж тарату панелдері, аймақ тарату панелдері, бастапқы тарату панели (LPZ 1 → LPZ 2 шекарасында).
• ​Функция:​​ Бірінші деңгей арқылы өткен қалдық тоқталу қысымдарын және ішкі коммутация қысымдарын (8/20μs түрде) қолдану, аймақтық жабдықтарды қорғау. Көбінесе қысым шектеу типінің SPD-лер (мисалы, MOV негізіндегі) қолданылады.
• ​Үшінші деңгейлі қорғау (Class III / Type 3 SPD / Пункттық қорғау):​​
• ​Орны:​​ Жабдықтардың алдында, розеткалар/плагин полосаларында немесе жабдықтардың ішкі схемасында (LPZ 2 → LPZ 3 шекарасында).
• ​Функция:​​ Жабдық порттарындағы қалдық тоқталу қысымдарын (комбинациялық толқын) шектеу, соңғы деңгейдегі жақсы қорғау қамтамасыз ету. Жоғары өнімді электрондық жабдықтар (мисалы, серверлер, станциялар, PLC-лер, денсаулық сақтау жабдықтары, байланыс жабдықтары) үшін маңызды. Сигнал жолдарында да қолданылады.
• ​Схеманың негізгі нүктелері:​​
• ​Координация:​​ Аралық деңгейлердегі SPD-лер энергия мен қысым координациясын қамтамасыз ету үшін (деңгейлер арасында көбейткіш/ізоляция элементтерін пайдалану немесе SPD-лердің өзінің деңгейлер арасындағы қосымша қасиеттерін пайдалану) қажет, энергияны қадамды қойып, қысымды қадамды төмендету үшін. Бұл төмен деңгейдегі SPD-лердің өте үлкен энергия нәтижесінде қырғылауын бас алуға қол жеткізеді.
• ​Жер қауіпсіздігінің сапасы:​​ SPD-лердің қауіпсіздігі жер қауіпсіздігіне қатысты. Жер өткізгіштері 0.5 метрден қысқа болуы қажет, қатары қаншалықты (SPD классы мен орнына сәйкес, адатта ≥6-25mm² таралған мис) болуы қажет.
• ​Орнату қатыстыру:​​ SPD продукттың инструкциясына және қатысты стандарттарға сәйкес, дұрыс фаза және жер байланыстарымен орнату.
• ​Әріптес потенциалдық байланыс:​​ Металл кабинеттер, қолқыштар, кабельдік жолдарды "Фарадей кеңсесі" эффектін қамтамасыз ету үшін байланыстыру, ішкі потенциалдық айырмашылықтарды азайту.
• ​Регулярлық қызмет:​​ SPD-лер көбінесе "құрбан" құрылымдар, регулярлық тексеру (көрнекі статус көрсеткіші, жергілікті ескертпе) және тесттеу қажет. Қырғылаған SPD-лерді тез замена қажет.

​5. Толық шешімнің пайдасы және қолдану мәні​

• ​Толық қорғау:​​ Сыртқы жүйе тура жарқыраулардан қорғау; ішкі жүйе LEMP-тен қорғау, толық қорғау қатарын қамтамасыз ету.
• ​Максималды қауіпсіздік:​​ Бина құрылымы, адам өмірі, қымбат электр/электрондық жабдықтар қырғылауынан қорғау.
• ​Жүйелік қолжетімділікті қамтамасыз ету:​​ Жарқырау нәтижесінде жабдықтардың қырғылауы, жүйелердің жұмысын тоқтату, деректердің жоюы рискин азайту, жүйелік қауіпсіздікті және бизнес қолжетімділікті арттыру.
• ​Жалпы қызмет есебін азайту:​​ Профилактикалық инвестиция тура жарқырау қысымдарының (жабдықтардың замены) тура заттарына және косвенные заттарына (өндірудің тоқтатылуы, деректердің жоюы, репутациялық тағында) қарағанда маңызды экономикалық қызмет етеді.
• ​Закондық талаптарға сай келу:​​ Улттық бина қауіпсіздігі, электр қауіпсіздігі және жарқырау қорғау закондық талаптары мен стандарттарына сәйкес келеді.