Napetostni zaščitni sistem (sistem zaščite pred navedom): Integrirana shema zunanje in notranje zaščite

​

​1. Pogosto in cilji rešitve​

Dejavnost bleska je pomemben dejavnik, ki ogroža varnost stavb, osebja in notranje opreme. Bleskov udarci generirajo visoko intenzivne neposredne tokove in prehodne pretokove. Ti lahko ne le povzročijo škodo na stavbi in fizično uničenje opreme, ampak tudi prenašajo skozi kovinske črte, kot so električne napajalne črte in signaalne črte, kar vodi do motenj elektronske opreme, izgube podatkov in celo sekundarnih nesreč, kot so požari. Ta rešitev se navezuje na vzpostavitev celostnega zaščitnega sistema, sestavljenega iz zunanje zaščite pred bleskom (ELPS) in naprav za zaščito pred prehodnimi pretoki (SPD), ki učinkovito preprečujejo, vodijo, odpeljujejo in omejujejo bleskov energetski potencial, da se maksimalizira strukturna varnost stavbe in zagotovi nadzornost in stabilnost delovanja notranje opreme in sistemov.

​2. Pregled komponent sistema za zaščito pred bleskom (LPS)​

Učinkovit integriran Sistem za zaščito pred bleskom (LPS) vključuje dva nujna in medsebojno podpirajoča se osnovna komponenta:

• ​Zunanji sistem za zaščito pred bleskom (ELPS):​​ Glavno namenjen zaščiti pred neposrednimi bleskovimi udarci.
• ​Notranji sistem za zaščito pred bleskom (sistem SPD):​​ Glavno namenjen zaščiti pred prehodnimi pretoki (surge), ki so posledica elektromagnetskega impulza bleska (LEMP) in vstopajo v opremo skozi črte.

​3. Shema namestitve zunanjega odvodnika prehodnih pretokov (zaščita pred neposrednimi udarci)​​

• ​Osnovna funkcija:​​ Preprečevanje neposrednih bleskovih udarcev in varno usmerjanje velikih bleskovih tokov v tla, da se prepreči fizična škoda (na primer, penetracija, požar, strukturna škoda), ki jo lahko neposredni udarec povzroči sami stavbi.
• ​Ključne komponente:​​
• ​Sistem zaustavitve zraka (bleskovice/stripe/mreže):​​ Nameščeni na strehi stavbe ali najvišjih točkah, da privabijo in sprejmejo bleskov udarc. Izberite ustrezno vrsto (na primer, igla, mreža, traka) in razporedite glede na obliko in površino stavbe, da zagotovite zaščito, ki zadošča zahtevam principa "valjajočega se krogla".
• ​Povodnice:​​ Uporabljene za usmerjanje bleskovih tokov od sistema zaustavitve zraka do sistema za zaključek v tla. Bi morale biti usmerjene po najkrajših in najbolj premudrih potih, z dovoljšim številom in enakomerno porazdelitvijo (razmik v skladu z predpisi). Materiali so tipično ocelina z cinkom ali okrogla ocel. Se izogibajte namestitvi blizu pogostih poti osebja ali uporabite zaščitne ukrepe izolacije.
• ​Sistem za zaključek v tla:​​ Odvaja bleskov tok v tla. To je jedro in temelj zaščitnega sistema; njegova kakovost (vrednost upornosti tla) je ključna. Tipično sestavljen iz elektrod tla (navpične palice, vodoravni vodiči) in povezovalnih vodil. Uporabite material, ki odpire koroziji (na primer, ocelina z cinkom, bakar), zagotovite dovolj globoko zakopavanje in oblikujte učinkovito enopotencialno vezano krožnico (vezava tla na temelju) okoli stavbe. Upornost tla bi morala biti minimizirana (običajno zahtevana ≤10Ω, specifične zahteve glede na relevantne standarde).
• ​Mesta namestitve:​​
• Najvišje točke strehe stavbe in kraji, občutljivi za udarce (robovi, okraji strehe, ograje, ventilacijski otoki, dimniki itd.).
• Posebne strukture (na primer, stolpi, antene, nosilci fotovoltačnih panelov) zahtevajo posebno ali združeno obravnavo.
• ​Ključni vidiki sheme:​​
• ​Sklicevanje na standarde:​​ Strogo upoštevajte nacionalne in industrijske projektna pravila za zaščito pred bleskom (na primer, GB 50057 "Pravilo za projektiranje zaščite pred bleskom stavb", ekvivalentno IEC 62305 serija).
• ​Kakovost materiala:​​ Uporabite visokokakovosten, odporen na korozijo material, ki zadošča standardom.
• ​Enopotencialna vezava:​​ Vsi kovinski elementi (na primer, cevi, omara opreme, kovinske strehe, jeklene konstrukcije) morajo biti zanesljivo vezani na najbližjo povodnico ali sistem za zaključek v tla, da se preprečijo bočni udarci.
• ​Varnostni razmiki:​​ Zagotovite zadostne varnostne razmike med sistemi zaustavitve zraka in strukturo, ter med povodnicami in storitvami/crkami.
• ​Zanesljive povezave:​​ Vse točke povezave morajo biti močne (varjenje ali odobreni klešči), da se zagotovi dobra električna zveznost.

​4. Shema namestitve notranjega odvodnika prehodnih pretokov (SPD) (zaščita pred bleskovimi prehodnimi pretoki)​​

• ​Osnovna funkcija:​​ Omejevanje prehodnih pretokov (surge), ki so posledica bleska in vstopajo skozi električne napajalne črte, signaalne črte, komunikacijske črte itd., nanizane na ravni, ki jo lahko oprema prenaša, da se prepreči škoda zaradi pretoka/pretoka.
• ​Ključne komponente: Naprava za zaščito pred prehodnimi pretoki (SPD),​​ tudi znana kot naprava za zaščito pred pretokom ali bleskov odvodnik:
• ​Prehodni napajalnik (TVS):​​ Često uporabljen za zaščito fino opreme ali signaalnih črt.
• ​Napajalnik za prehodne pretoke:​​ Splošno ime, ki zajema različne tehnologije (na primer, Metal Oxide Varistor MOV, Gas Discharge Tube GDT, tranzistorji).
• ​Električni SPD:​​ Nameščen na različnih stopnjah distribucijskega sistema (glavna distribucija, poddistribucija, pred končno opremo).
• ​Signaalni/podatkovni SPD:​​ Nameščen pri vhodnih vratih za telefonske črte, omrežne črte (na primer, RJ45), koaksialne črte (na primer, CCTV video, satelitski signali), kontroldne črte itd.
• ​Povezava z tlem:​​ SPD-ji mora biti dobro zaključeni z nizko impedanco, da učinkovito odvedejo prehodne pretokove. Vodilja za zaključek morajo biti čim ​krajši, premudri in debeli​ ("Kratki-Premudri-Debeli" princip).
• ​Mesta in stopnje namestitve (Postopna zaščita - Koordinacija):​​
• ​Prva stopnja zaščite (Razred I / Tip 1 SPD):​​
• ​Mesto:​​ Glavna distribucijska plošča/vhod glavne napajalne črte (tipično na meji LPZ 0A/0B → LPZ 1).
• ​Funkcija:​​ Odvede večino velike energije (10/350μs valovna oblika) od neposrednih udarcev ali bližnjih udarcev, omejuje ostanki napetosti na nižjo raven. Tipično uporablja SPD-je z visokim kapacitetom iskrjenja. Zahteva zelo zanesljivo zaključenje z tlem.
• ​Druga stopnja zaščite (Razred II / Tip 2 SPD):​​
• ​Mesto:​​ Podstropne distribucijske plošče, regionalne distribucijske plošče, glavna plošča v prostorih opreme (na meji LPZ 1 → LPZ 2).
• ​Funkcija:​​ Nadalje omejuje ostanki prehodnih pretokov, prenesene preko prve stopnje, in prehodne pretokove, povzročene znotrajnjo preklopno operacijo (8/20μs valovna oblika), zagotavlja zonalno zaščito opreme. Tipično uporablja SPD-je z omejevanjem napetosti (na primer, na osnovi MOV).
• ​Tretja stopnja zaščite (Razred III / Tip 3 SPD / Zaščita pri uporabi):​​
• ​Mesto:​​ Tujeprij pred opremo, znotraj vtičnikov/tipkovnice ali notranje vodične opreme (na meji LPZ 2 → LPZ 3).
• ​Funkcija:​​ Naniza ostanki prehodnih pretokov (kombinirani val) na vstopnih vratih opreme, zagotavlja finalno natančno zaščito. Zelo pomembno za občutljivo elektronsko opremo (na primer, strežniki, delovne postaje, PLC, medicinska oprema, komunikacijska oprema). Tudi uporablja na vstopih signaalnih črt.
• ​Ključni vidiki sheme:​​
• ​Koordinacija:​​ SPD-ji na različnih stopnjah morajo doseči koordinacijo energije in napetosti (uporaba koblirnih/izolacijskih elementov med stopnjami ali lastnosti SPD-jev za dekobliranje), da se energija odvaja postopoma in napetost zmanjša korak za korakom. To prepreči, da bi nižje stopnje SPD-jev propadle zaradi prevelike energije.
• ​Kakovost zaključka z tlem:​​ Učinkovit zaključek SPD-jev z tlem je ključnega pomena za učinkovitost cele sheme. Vodilja za zaključek bi morali biti kratki, manj kot 0,5 metrov, z dovoljšim prečnim prerezem (glede na razred in lokacijo SPD-ja, tipično ≥6-25mm² vpletenega bakra).
• ​Sklicevanje na standard pri namestitvi:​​ Namestite v skladu s smernicami proizvoda SPD in relevantnimi standardi, da zagotovite pravilno fazno in talno povezavo.
• ​Enopotencialna vezava:​​ Vežite kovinske omare, polic, kabelske trake itd., da ustvarite učinek "Faradayeva kleti", da se zmanjša notranja razlika potencialov.
• ​Redno vzdrževanje:​​ SPD-ji so pogosto "žrtevne" naprave, ki zahtevajo redno pregledovanje (vizualni kazalo stanja, oddaljeno opozarjanje) in testiranje. Neuspele SPD-je morate kmalu zamenjati.

​5. Prednosti in implementacijska vrednost celostne rešitve​

• ​Celostna zaščita:​​ Zunanji sistem zaščiti pred neposrednimi udarci; notranji sistem zaščiti pred induciranimi prehodnimi pretoki (LEMP), sestavljata celoten verig zaščite.
• ​Maksimalizirana varnost:​​ Varuje strukturo stavbe, ljudsko življenje in dragocene električne/elektronske opreme pred škodo.
• ​Zagotavlja nadzornost delovanja:​​ Zmanjšuje tveganje propada opreme, prekinitev sistema in izgube podatkov zaradi bleska, kar povečuje zanesljivost sistema in nadzornost poslovanja.
• ​Zmanjšanje skupnega stroška lastništva:​​ Preventivno vlaganje je značilno bolj gospodarsko učinkovito glede na neposredne stroške škode zaradi bleskov (zamenjava opreme) in posredne stroške (ustavi proizvodnje, izguba podatkov, vpliv na ugled).
• ​Sklicevanje na predpise:​​ Utemeljuje nacionalne predpise o varnosti stavb, električni varnosti in zaščiti pred bleskom.