Dispozitive interne de protecție împotriva trăsnetului și dispozitive de supratensiune: Care este diferența?

1. Relația dintre protecția internă împotriva trăsnetului și Protecție la supratensiune

Protecție internă împotriva trăsnetului (LPS intern):

Aceasta face parte din sistemul de protecție împotriva trăsnetului. Include echipotențializarea pentru trăsnet și/sau izolarea electrică față de sistemul extern de protecție împotriva trăsnetului.

Măsuri de protecție la supratensiune (SPM):

Acestea sunt măsuri luate pentru a proteja sistemele interne de impulsurile electromagnetice de trăsnet (LEMP). SPM face, de asemenea, parte din sistemul general de protecție împotriva trăsnetului.

Conform Figurii 1 din GB/T 21714.1, protecția completă la trăsnet include atât Sistemul de protecție la trăsnet (LPS), cât și Măsurile de protecție la supratensiune (SPM). Protecția la supratensiune (SPM) este acoperită în GB/T 21714.4, în timp ce protecția internă la trăsnet face parte din LPS (care include atât părțile externe, cât și cele interne) și este descrisă în GB/T 21714.3.

Figura 1 – Relația dintre părțile GB/T 21714

2. Originea protecției interne împotriva trăsnetului și Protecție la supratensiune

2.1 IEC 1024-1:1990

În IEC 1024-1:1990, „Protecția structurilor împotriva trăsnetului – Partea 1: Principii generale”, secțiunea 1.2.7 definește protecția internă împotriva trăsnetului ca fiind toate măsurile suplimentare dincolo de sistemul extern de protecție împotriva trăsnetului. Aceste măsuri ajută la reducerea efectelor electromagnetice ale curenților de trăsnet din interiorul spațiului protejat. Așadar, conform IEC 1024-1:1990, protecția internă împotriva trăsnetului include tot ce există în afară de protecția externă împotriva trăsnetului — care acoperă și protecția împotriva impulsurilor electromagnetice (LEMP).

2.2 IEC 62305-1:2006

Până la adoptarea standardului IEC 62305-1:2006, „Protecția împotriva trăsnetului – Partea 1: Principii generale” (ediția 1), definițiile au devenit mai specifice:

3.42 Sistem intern de protecție împotriva trăsnetului (SPT): O parte a SPT constând în legătură echipotențială și/sau izolare electrică față de SPT extern. 3.49 Sistem de măsuri de protecție LEMP (SMP): Un sistem complet de măsuri pentru protejarea sistemelor interne împotriva impulsurilor electromagnetice ale trăsnetului (LEMP).

Seria IEC 62305-1 până la 4:2006 a înlocuit standardele anterioare, combinând mai multe documente IEC TC81. Aceasta a împărțit vechea definiție a LPS intern din IEC 1024 în două părți: LPS intern și LPMS (pentru protecția LEMP). În IEC 62305-1:2024, LPMS a fost redenumit oficial în Măsuri de protecție la supratensiune (SPM).

3 Măsuri interne de protecție împotriva trăsnetului

Protecția internă împotriva trăsnetului este esențială pentru funcționarea corectă a sistemului de protecție împotriva trăsnetului. Dacă nu există o protecție internă, curenții de trăsnet care circulă prin sistemul de protecție împotriva trăsnetului extern sau prin alte părți conductoare ale clădirii pot provoca scântei periculoase. Aceste scântei pot duce la incendii, vătămări corporale sau daune la infrastructură. În afară de diferențele de distanțe de separare, protecția internă este aceeași pentru toate nivelurile de protecție împotriva trăsnetului. Pot apărea scântei între sistemul de protecție împotriva trăsnetului extern și următoarele componente: instalații metalice, sisteme interne ale clădirii, părți conductoare externe sau conducte conectate la clădirea protejată.

Conform standardelor, scânteile care apar în zonele potențial explozive ale structurii sunt întotdeauna considerate periculoase. Pentru a preveni formarea scânteilor, trebuie utilizată una dintre următoarele metode: Legătură echipotențială sau Izolație electrică între piesele metalice.

Măsurile de echipotențializare a legăturilor (vezi Figura 2) includ următoarele:

Conductori de legătură, utilizați atunci când conexiunile naturale nu asigură continuitate electrică, de exemplu, prin conectarea directă la conductele de apă sau de încălzire;

Dispozitive de protecție la supratensiune (SPD), utilizate atunci când conectarea directă la rețea nu este posibilă, de exemplu, pentru liniile de joasă tensiune; și

Eclatoare izolate (ISG), utilizate atunci când conductoarele de legătură nu sunt permise, de exemplu, pentru conducte de protecție catodică sau conducte de gaz.

Figura 2

Legătură echipotențială pentru protecție împotriva trăsnetului are următoarele caracteristici bazate pe diferite tipuri de LPS extern:

LPS izolat: Legătura se face doar la nivelul solului;

LPS atașat: Legătura trebuie efectuată la:

(1) Subsol sau nivelul solului și;

(2) Orice locație în care nu se realizează izolația sau distanța de separare necesară.

LPS izolat electric: Pe lângă legarea la nivelul solului, legarea se poate face și la sistemele de captare a aerului sau la conductele de coborâre.

4 Măsuri de protecție la supratensiune

SPM-ul de bază include următoarele componente:

(1) Rețea de împământare și legătură

Sistemul de împământare conduce și disipează curentul de trăsnet în siguranță în pământ.

Rețeaua de legătură minimizează diferențele de potențial și reduce efectele câmpului magnetic.

(2) Ecranare electromagnetică și cablare corespunzătoare

Ecranarea spațială reduce câmpurile magnetice din interiorul zonei de trăsnet cauzate de loviturile directe de trăsnet sau de loviturile din apropierea clădirii și ajută la reducerea supratensiunilor interne.

Ecranarea cablurilor interne cu cabluri sau conducte ecranate reduce la minimum supratensiunile induse.

O amplasare corectă a cablajului intern ajută la minimizarea buclelor de inducție și la reducerea supratensiunilor interne. Ecranarea liniilor externe la punctul de intrare în clădire reduce, de asemenea, supratensiunile conduse în sistemele interne.

(3) Sistem SPD coordonat

Un sistem SPD coordonat limitează impactul atât al supratensiunilor externe, cât și al celor interne.

(4) Interfețe de izolare

Interfețele de izolare reduc efectul supratensiunilor conduse asupra liniilor care intră în LPZ.

Legarea la pământ și echipotențializarea trebuie asigurate întotdeauna, în special la punctele de intrare în clădire — fie prin conectare directă, fie prin conectarea fiecărui serviciu conductiv la un SPD ca parte a legăturii echipotențiale.

(5) Utilizarea sistemelor de avertizare pentru furtuni (TWS)

Clauza 7.1 din IEC 62305-1:2024 prevede că activarea unui TWS în conformitate cu IEC 62793 poate servi ca măsură de protecție prin deconectarea serviciilor externe, contribuind la reducerea frecvenței deteriorării sistemelor electrice și electronice.

5 Concluzie

Măsurile interne ale sistemului vizează prevenirea scânteilor periculoase, inclusiv echipotențializarea trăsnetului cu descărcătorul de supratensiune de nivel întâi. Protecția la supratensiune se adresează în principal supratensiunilor care afectează sistemele interne, iar descărcătoarele de supratensiune utilizate în acest scop trebuie coordonate cu descărcătorul de supratensiune de nivel întâi, dar nu includ descărcătorul de supratensiune de nivel întâi. SPD însăși.