Внутрішній захист від блискавки та пристрої від перенапруги: у чому різниця?
1. Зв'язок між внутрішнім блискавкозахистом та Захист від перенапруги
Внутрішній блискавкозахист (внутрішній LPS):
Це частина системи блискавкозахисту. Вона включає зрівнювання потенціалів для блискавки та/або електричну ізоляцію від зовнішньої системи блискавкозахисту.
Заходи захисту від перенапруги (SPM):
Це заходи, що вживаються для захисту внутрішніх систем від електромагнітних імпульсів блискавки (LEMP). SPM також є частиною загальної системи блискавкозахисту.
Згідно з рисунком 1 у GB/T 21714.1, повний захист від блискавки включає як систему захисту від блискавки (LPS), так і заходи захисту від перенапруги (SPM). Захист від перенапруги (SPM) розглядається в GB/T 21714.4, тоді як внутрішній захист від блискавки є частиною LPS (яка включає як зовнішні, так і внутрішні частини) та описаний у GB/T 21714.3.
Рисунок 1 – Зв'язок між частинами GB/T 21714
2. Походження внутрішнього блискавкозахисту та Захист від перенапруги
2.1 ІЕК 1024-1:1990
У стандарті IEC 1024-1:1990 «Захист конструкцій від блискавки – Частина 1: Загальні принципи» у розділі 1.2.7 внутрішній блискавкозахист визначено як усі додаткові заходи, що виходять за рамки зовнішньої системи блискавкозахисту. Ці заходи допомагають зменшити електромагнітний вплив струмів блискавки всередині захищеного простору. Отже, згідно з IEC 1024-1:1990, внутрішній захист від блискавки включає все, крім зовнішнього захисту від блискавки, який також охоплює захист від електромагнітних імпульсів (LEMP).
2.2 ІЕК 62305-1:2006
На час видання IEC 62305-1:2006 «Захист від блискавки – Частина 1: Загальні принципи» (1-ше видання) визначення стали більш конкретними:
3.42 Внутрішня система блискавкозахисту (LPS): Частина LPS, що складається з еквіпотенціального з'єднання та/або електричної ізоляції від зовнішньої LPS. 3.49 Система захисних заходів LEMP (LPMS): Повна система заходів для захисту внутрішніх систем від електромагнітних імпульсів блискавки (LEMP).
Серія стандартів IEC 62305-1–4:2006 замінила попередні стандарти, об’єднавши кілька документів IEC TC81. Вона розділила старе визначення внутрішнього LPS з IEC 1024 на дві частини: внутрішній LPS та LPMS (для захисту від перенапруги). У IEC 62305-1:2024 LPMS було офіційно перейменовано на Заходи захисту від перенапруги (SPM).
3 Внутрішні заходи захисту від блискавки
Внутрішній блискавкозахист є важливим для належного функціонування системи блискавкозахисту. Якщо внутрішній захист відсутній, струми блискавки, що протікають через зовнішній пристрій блискавкозахисту (LPS) або інші провідні частини будівлі, можуть спричинити небезпечні іскри. Ці іскри можуть призвести до пожеж, травм або пошкодження інфраструктури. Окрім різниці у відстані до роз'єднання, внутрішній захист однаковий для всіх рівнів блискавкозахисту. Іскри можуть виникати між зовнішнім LPS та такими компонентами: металевими конструкціями, внутрішніми системами будівлі, зовнішніми провідними частинами або трубопроводами, підключеними до захищеної будівлі.
Згідно зі стандартами, іскри, що виникають у потенційно вибухонебезпечних зонах конструкції, завжди вважаються небезпечними. Щоб запобігти утворенню іскор, слід використовувати один із наступних методів: зрівнювання потенціалів або електричну ізоляцію між металевими деталями.
Заходи з вирівнювання потенціалів (див. Рисунок 2) включають наступне:
З'єднувальні провідники, що використовуються, коли природні з'єднання не забезпечують безперервності електричного струму, наприклад, шляхом безпосереднього підключення до водопровідних або опалювальних труб;
Пристрої захисту від перенапруги (SPD), що використовуються, коли пряме з'єднання неможливе, наприклад, для ліній низької напруги; та
Ізольовані іскрові проміжники (ISG), що використовуються, коли з'єднання провідників заборонено, наприклад, для труб катодного захисту або газопроводів.
Рисунок 2
Еквіпотенціальне з'єднання для захист від блискавки має такі характеристики залежно від різних типів зовнішніх LPS:
Ізольований LPS: склеювання виконується лише на рівні землі;
Прикріплений LPS: Склеювання слід виконувати за адресою:
(1) Підвал або рівень землі, та;
(2) Будь-яке місце, де не досягнуто необхідної ізоляції або безпечної відстані.
Електрично ізольована LPS: Окрім з'єднання на рівні землі, з'єднання також може виконуватися на системах водовідведення або токовідводах.
4 Заходи захисту від перенапруги
Базовий SPM включає такі компоненти:
(1) Мережа заземлення та з'єднання
Система заземлення безпечно проводить та розсіює струм блискавки в землю.
Мережа зв'язків мінімізує різницю потенціалів та зменшує вплив магнітного поля.
(2) Електромагнітне екранування та належне підключення
Просторове екранування зменшує магнітні поля всередині LPZ, спричинені прямими ударами блискавки або ударами поблизу будівлі, та допомагає зменшити внутрішні перенапруги.
Екранування внутрішніх кабелів екранованими кабелями або трубами мінімізує індуковані перенапруги.
Правильне розташування внутрішньої проводки допомагає мінімізувати індукційні петлі та зменшити внутрішні перенапруги. Екранування зовнішніх ліній у точці входу в будівлю також зменшує перенапруги, що проходять у внутрішні системи.
(3) Координована система SPD
Скоординована система SPD обмежує вплив як зовнішніх, так і внутрішніх перенапруг.
(4) Ізоляційні інтерфейси
Ізоляційні інтерфейси зменшують вплив кондуктивних перенапруг на лінії, що входять у зону низьких напруг (LPZ).
Заземлення та вирівнювання потенціалів повинні бути завжди забезпечені, особливо в точках входу в будівлю, — або шляхом прямого підключення, або шляхом підключення кожної струмопровідної лінії до SPD як частини вирівнювання потенціалів.
(5) Використання систем попередження про грозу (TWS)
У пункті 7.1 стандарту IEC 62305-1:2024 зазначено, що активація TWS відповідно до стандарту IEC 62793 може служити захисним заходом шляхом відключення зовнішніх послуг, що допомагає зменшити частоту пошкоджень електричних та електронних систем.
5 Висновок
Внутрішні системні заходи спрямовані на запобігання небезпечному іскренню, включаючи вирівнювання потенціалів блискавки з пристроєм захисту від перенапруги першого рівня. Захист від перенапруги в основному спрямований на запобігання перенапругам, що впливають на внутрішні системи, і пристрої захисту від перенапруги, що використовуються для цієї мети, повинні бути узгоджені з пристроєм захисту від перенапруги першого рівня, але не включають його. СДПГ сам по собі.