Вебинар «Международный электротехнический стандарт МЭК 62305 (IEC 62305). Защита электрических и электронных систем», страница 2

Четвертый вебинар из серии "Заземление и молниезащита: Международный электротехнический стандарт МЭК (IEC) 62305"

Текст вебинара. Страница 2

Быстрая навигация по слайдам:

 

Трансформаторы низкого и среднего напряжения

Трансформаторы низкого и среднего напряжения

 

— Ещё примеры. Если у нас есть трансформатор внутри здания, очень часто загородом или даже в городах у нас есть трансформаторы среднего, высокого или низкого напряжения. Если проходит линия к зданию между зонами 0 и 1, необходимо установить систему ограничения импульсных напряжений. Это на самом деле важное требование в Польше, когда здание напрямую связано. У нас есть обязательства устанавливать систему ограничителей импульсных напряжений. Во втором примере мы видим, когда трансформатор низкого и среднего напряжения помещен внутри здания. На первой картинке он был за пределами здания. Это часто бывает в больших зданиях, в каких-то промышленных зданиях. Линия среднего напряжения использована, если, то тогда мы сюда можем, здесь мы можем применить зонирование зоны 0, расширить ее в зону 1, но при этом нам необходимо будет установить систему ограничения импульсных напряжений со стороны низкого напряжения. На третьем примере мы видим ситуацию, когда у нас нет трансформатора, но есть электрические или сигнальные линии. И оборудование необходимо защитить, тогда должно быть использовано две скоординированных системы ограничений импульсных напряжений. Одна на границе LPZ 0 или 1, а вторая на границе зоны LPZ 1 – 2. И попозже о координации этих зон мы поговорим чуть позднее.

 

 

Классификация компонентов молниезащиты

Классификация компонентов молниезащиты

 

— Сейчас давайте рассмотрим классификацию и информацию о компонентах мер молниезащиты. У нас есть, естественно, заземление и зануление. Я уже подробно говорил о них во время нашей третьей части вебинара. Вы помните, что система заземления должна проводить, безопасно проводить ток молнии в землю, но обычно система уравнивания потенциалов не напрямую связана с электродами. Внутри зданий она минимизирует разницу потенциалов и также может снизить даже силу магнитного поля, которое вызвано ударом молнии. Это очень важная часть мер молниезащиты систем уравнивания потенциалов.

Магнитное экранирование и разводка LEMP

Магнитное экранирование и разводка LEMP

 

— Следующая часть мер — это магнитное экранирование и разводка LEMP. Что мы ожидаем от магнитного экранирования? Оно должно снижать силу магнитного поля, которое возникает от удара молнии внутри зданий, внутри зоны молниезащиты, потому что вспышки молний, когда они ударяют напрямую в здание или рядом со зданием, они влияют на установки, на оборудование. Нам необходимо снизить эффект, возникающий от них путем использования экранированных проводов или экранированных кабель-каналов, чтобы снизить возможный ущерб. Также необходимо использование правильной разводки линий, например, сигнальных линий, телекоммуникационных линий, которые подходят к оборудованию.

 

 

Изолирующие поверхности

Изолирующие поверхности

 

— И ещё один пункт наших мер — это изолирующие поверхности, когда мы используем линии, телекоммуникационные линии, линии передач информации внутри зон, внутри зданий в зависимости от оборудования мы можем использовать все меры, изоляционные трансформаторы, экранирование. Конечно, все должно зависеть от проектирования, от проекта и например, телекоммуникационная линия и линия передач данных она может быть создана по средством оптоволокна или оптических кабелей. И таким образом мы можем повысить уровень выносливости от импульсных напряжений. Изолирующие поверхности, они ограничивают эффект импульсных перенапряжений, но мы о них не будем слишком подробно говорить, может быть когда-нибудь возможно. Таким образом заземление и уравнивание потенциалов должны использоваться всегда. Всегда мы должны заземлять или уравнивать потенциалы систем молниезащиты. Мы должны занулять каждый проводимый сервис напрямую или через эквипотенциальную систему ограничения импульсных напряжений в точке входа в здание.

Системы заземления и зануления

Системы заземления и зануления

 

— Здесь мы видим идею заземления и зануления, которые мы создали в таком трехмерном виде. Эта картинка содержит в себе систему заземления, систему уравнивания потенциалов. Естественно, нужно принимать во внимание оборудование, которое используется внутри здания, компьютеры. И путем использования такой системы мы можем снизить силу электромагнитного поля, если у нас ударила молния, то такая вот ячеистая система внутри здания может серьёзно снизить силу электромагнитного поля, возникающего внутри здания от удара молнии.

— Конечно, для зданий, когда у нас очень чувствительное оборудование, например, телекоммуникационные системы, информационное оборудование, мы должны создавать системы молниеприемников, но используя электроды заземления типа В, это рекомендуется. Электрод типа В — это значит электрод-заземлитель или кольцевой электрод, который выполнят функцию уравнивания потенциалов. Типичная ячеистая система, ширина такой системы, она должна быть не выше 5 метров. Посмотрите на картинку, например, на рисуночке, в серединке №1 это ячеистая система использована с использованием укрепления арматуры. Под №2 вы видите опору, опору для передачи данных, для передачи какой-то информации. Это опора является очень чувствительной. Конечно, она связана путем сетчатой конфигурации. №3 — это отдельно стоящее оборудование, например, камера наблюдения, оборудование световое, различные виды отдельно стоящего оборудования, которые часто используются в различных зданиях и они также включены в систему электрическую, электронную всего здания. Они все связаны будут вот этой системой ячеистой, ячеистой системой заземления. Это рекомендуемое решение защиты оборудования, которое подвержено, сильно подвержено ударам молнии.

— Как мы создаем эту сеть заземления и зануления? Бывают разные структуры, но есть один пункт системы заземления, когда система уравнивания потенциалов создается с использованием металлоконструкций. У нас есть различные возможности для конфигурации системы зануления внутри здания. Это так называемая конфигурация в виде звезды S или M. Конфигурация М — это ячеистая конфигурация. Общая такая, основная конфигурация. В случаях ячеистой системы мы можем использовать, например, связанных между собой естественных компонентов системы молниезащиты металлоконструкций или другие металлические элементы, если они связаны с системой молниезащиты.

 

 

Замыкатели внутри зоны LPZ

Замыкатели внутри зоны LPZ

 

— Давайте больше поговорим более детально о замыкателях. Конечно, у нас есть замыкатели, которые должны быть установлены в определенных местах, например, в местах всех проводящих сервисов внутри зоны LPZ напрямую или с использованием системы ограничения импульсных напряжений для использования проводов защитного заземления, конечно, в зависимости от типа силовой установки. Замыкатели должны напрямую быть соединены с металлическими конструкциями, камерами, каркасами, рамами, металлическими элементами внутренних систем, а также магнитное экранирование зон молниезащиты по периферии и внутри зданий. Почему это очень важно? Потому что эффективность магнитного экранирования, она очень зависит от того, если экран заземлен или нет. Если мы не заземляем экран, тогда у нас возникает угроза нашему оборудованию. Замыкатели очень важны не только для системы заземления, не только для системы уравнивания потенциалов. Также есть очень важные правила установки. Каждый элемент системы уравнивания потенциалов должен быть, должен выполнять функцию минимизирования падения индуктивного напряжения. И очень важно, чтобы поперечное сечение металлических частей, оно соответствовало уровню выносливости от электромагнитных импульсов. Таким образом, мы можем минимизировать падение напряжений. Конечно, размеры материалов, они рекомендованы в этом стандарте, вы можете увидеть это в дальнейшем. И такие устройства защитные должны быть установлены так, чтобы соединение было кратчайшими между ними. И важно очень иметь в виду, насколько длинной должна быть соединительная связь между ними. Также важно иметь в виду, используете ли вы экранированные провода или кабель-каналы, которые могут минимизировать индуцированное перенапряжение в случаях прямого попадания молнии в здание.

— Далее вы видите табличку тех материалов, которые могут быть использованы и их размеры в квадратных миллиметрах приведены значения. Материалы могут быть либо медь, либо сталь, покрытая медью, либо гальванизированная сталь. От замыкателя до системы заземления используются соединительные проводники, а для проводников заземления используются материалы в зависимости от типа защиты. Мы здесь видим медь, сталь, алюминий и различные значения поперечного сечения данного для каждого материала, для каждого металла. Очень важно для практического выбора материалов, для установки мер молниезащиты важны размеры и используемый материал.

— В этой части нашей презентации сделаем небольшую остановку. Есть ещё один вопрос у нас в чате, который относится к экранированию электрических проводов. Вопрос звучит: «Какие технические решения существуют для экранирования электрических проводов и кабелей? Бронированный кабель будет иметь экран или нет?».

 

 

Таблица материалов и габаритных размеров для эранирования

Таблица материалов и габаритных размеров для эранирования

 

— Я надеюсь, будут еще вопросы, но мы поговорим сейчас о создании магнитного экранирования. Конечно, оно должно использоваться для всех металлических или арматурных структур здания. Если у нас в здании есть металлические элементы: арматура или какие-то еще каркасы, рамы металлические проводимой поверхности или даже крыша, тогда необходимо использовать естественные компоненты магнитного экранирования. Необходимо иметь в виду, естественно, размеры поперечного сечения металлических частей, чтобы минимизировать влияние электромагнитного поля от удара молнии. Это очень интересно — использование пространственного экранирования. Если у нас есть здание, построенное из кирпича без проводимых элементов и мы установим систему молниеприемников за пределами здания и свяжем ее в систему — это получится пространственное экранирование, созданное естественными или искусственными компонентами системы молниезащиты. Вот здесь приведена информация, что значит пространственное экранирование. Это пространственные экраны определяют зоны защиты, которые могут покрывать все здание, часть здания или какую-то определенную комнату или помещение, где находится оборудование. Они могут создавать решетчатую конфигурацию или пространственную область вокруг оборудования внутри здания и эти экраны рекомендуется использовать, потому что они могут легко ограничивать зоны молниезащиты.

Решетчатое пространственное экранирование

Решетчатое пространственное экранирование

 

— Давайте более подробно поговорим о решетчатом пространственном экранировании. Здесь мы говорим о безопасном расстоянии или безопасном объёме помещения, внутри которого мы можем быть уверены, что никакого эффекта электромагнитных импульсов от молний не может быть. Внутри этого объёма, вы видите на трёхмерной картинке этот объём приведён в форме куба.

Расчет безопасного помещения внутри здания

Расчет безопасного помещения внутри здания

 

— Этот куб определённого размера. Расстояние между внешним экраном и между защищаемым объёмом приведён. И в соответствии с ними мы можем понять, как и где мы можем установить чувствительное электронное оборудование. Безопасное расстояние — это значение ds/1. Если у нас есть Wm — это ширина ячеистой системы экранирования и SF — это факторы экранирования или фактор подавления электромагнитных импульсов. И таким образом мы получим расстояние в метрах, используя эти формулы на основании размера ширины сети. В таком случае мы можем определить можем ли мы использовать экран естественных, используя естественные компоненты здания. Мы можем определить, будет и у нас внутри здания безопасное помещение для чувствительного оборудования, которое не будет подвержено электромагнитным импульсам.

Три типа ячеистого экранирования

Три типа ячеистого экранирования

 

— В общем, в зависимости от типа здания, мы можем определить три типа, три различных типа ячеистого экранирования: тип 1, тип 2 и тип 3 — на картинке. Например, тип 2 — это когда здание невысокое, но большое. На тип 3 показано здание высокое, например, какой-то небоскреб. А тип 1 — это может быть небольшой частный дом. Используя размеры ширины и ячеистой системы, мы можем определить необходимый используемый тип.

Диаграммы значений расстояния от экранов до объектов

Диаграммы значений расстояния от экранов до объектов

 

— Для таких мер можно посчитать внутренние значения силы магнитного поля. На двух диаграммах приведены значения расстояния от экранов до объектов. Мы видим, что очень важное снижение. На втором примере мы видим, как посчитать силу магнитного поля в двух точках внутри экрана, а на первом была посчитана сила магнитного поля вдоль линии.

 

 

Способы оценки силы электромагнитного поля

Способы оценки силы электромагнитного поля

 

— Электромагнитное поле должно быть повалено. Если мы говорим о зонах LPZ 1 или LPZ 2, если у нас есть, произошел удар молнии прямой или рядом со зданием в этом случае мы можем сделать оценку снижения, фактора снижения в разных местах Н0, Н1, Н2. И при использовании медного или алюминиевого экранирования, есть формулы специальные, используя которые, мы можем определить факторы экранирования, мы можем узнать проницаемость. Также есть способы, как мы можем оценить силу электромагнитного поля внутри здания и внутри индивидуальных зон.

Разводка электромагнитных и экранирование линий

Разводка электромагнитных и экранирование линий

 

— Сейчас ещё один метод, который мы упомянули ранее — это разводка электромагнитных линий и экранирование линий. На первой картинке вы видите рисунок защитной системы. Здесь мы видим соединения двух единиц оборудования. Например, это компьютеры, между ними есть линия, силовая линия, сигнальная линия, №2 — сигнальная линия, №3 — силовой провод. Между собой они соединяются в индукционную петлю - №4. В этом случае магнитное поле может вызвать перенапряжение. Как мы можем его предотвратить? Прежде всего, мы можем использовать экранированные провода. В этом случае, конечно, мы минимизируем значения индуцированным эффектом. Также мы можем установить экран за пределами здания, если у нас есть внешняя система молниезащиты, как приведено на втором рисунке вверху. Здесь использована система молниезащиты, например, это может быть завод какой-то. Здесь использование зоны молниезащиты может снизить электромагнитное поле. Если у нас есть возможность изменить место. Если провода создают индукционную петлю.

— В последней части, которая также довольно большая и здесь покрывается выбор и установка системы ограничения импульсных напряжений. Прежде чем поговорить о ней, я бы хотел спросить, есть ли у вас вопросы, которые связаны с предыдущими темами, например, экранирование, заземление или уравнивание потенциалов, если есть. Да, я вижу один вопрос от господина Миляева, сейчас прочту. Это очень специфичный вопрос, как связать безопасные зоны, используя метод экранирования? Должны мы использовать гальванизированную сталь и если я помню правильно, этот вопрос относится к части 3 наших стандартов. Какое минимальное расстояние, если мы используем системы молниеприемников, молниеотводов? Насколько длинные и насколько большие они должны быть? Если вы используете арматуру, к примеру, и таким образом вы ее используете в системе, как естественный компонент, тогда каждая часть должна быть связана, как минимум двумя элементами. Мы должны защитить её от коррозии в дополнение. Конечно, есть ещё другой метод.

 

 

Стандарт для сигнальных и энергетических систем

Стандарт для сигнальных и энергетических систем

 

— Я думаю, что самая важная, самая интересная тема относится к системам ограничения импульсных напряжений. Эти системы должны быть правильно скоординированы и правильно установлены. Они должны соответствовать значениям перенапряжения, которую они должны подавлять, особенно, при условиях прямых попаданий молний в здание, а также для линий электропередач и для сигнальных линий. Для сигнальных линий мы на самом деле не обладаем большим количеством информации. Система ограничения импульсных напряжений, есть система ограничения импульсных напряжений для низких напряжений. Они должны соответствовать требованиям двух стандартов, которые вы видите в середине текста 61643, часть 1 — для энергосистем и 61643 — 21 — для коммуникационных и сигнальных систем. Я не уверен, используются ли эти стандарты в России и были ли они переведены для России, но это очень важно для пользователей и для производителей. Выбор и установка скоординированных систем ограничения импульсных напряжений также должны соответствовать стандартам МЭК 61643-12, 60364-5-53, которые относятся к установкам низкого напряжения. В этой части стандарта у нас есть дополнительные требования для электро энергосистем низкого напряжения и, конечно, есть на самом деле очень важно обладать информацией не только по стандартам молниезащиты, но и по уровню иммунитета электронного оборудования, которые на самом деле не покрыты информацией данной в стандартах МЭК 62305. Они описаны в стандартах МЭК 61000-4-5. Это требования уровня выносливости различных электронных и электрических систем, электрического оборудования. В странах европейского союза и в Польше у нас все установки, все электронные системы должны соответствовать этим требованиям, которые соответствуют уровню выносливости, уровню иммунитета.

<< Предыдущая страница
слайды с 1 по 14

Следующая страница >>
слайды с 29 по 42


Полезные материалы для проектировщиков:


Смотрите также: