Wewnętrzna ochrona odgromowa i urządzenia przeciwprzepięciowe: jaka jest różnica?

1. Związek między wewnętrzną ochroną odgromową a Ochrona przeciwprzepięciowa

Wewnętrzna ochrona odgromowa (wewnętrzny LPS):

Jest to część systemu ochrony odgromowej. Obejmuje on wyrównanie potencjałów dla piorunów i/lub izolację elektryczną od zewnętrznego systemu ochrony odgromowej.

Środki ochrony przeciwprzepięciowej (SPM):

Są to środki mające na celu ochronę systemów wewnętrznych przed impulsami elektromagnetycznymi pochodzącymi z wyładowań atmosferycznych (LEMP). SPM jest również częścią ogólnego systemu ochrony odgromowej.

Zgodnie z rysunkiem 1 w normie GB/T 21714.1 kompletna ochrona odgromowa obejmuje zarówno system ochrony odgromowej (LPS), jak i środki ochrony przeciwprzepięciowej (SPM). Ochrona przeciwprzepięciowa (SPM) jest omówiona w normie GB/T 21714.4, natomiast wewnętrzna ochrona odgromowa jest częścią LPS (obejmującego zarówno części zewnętrzne, jak i wewnętrzne) i jest opisana w normie GB/T 21714.3.

Rysunek 1 – Relacje między częściami GB/T 21714

2. Geneza wewnętrznej ochrony odgromowej i Ochrona przeciwprzepięciowa

2.1 IEC 1024-1:1990

W normie IEC 1024-1:1990 „Ochrona odgromowa obiektów budowlanych – Część 1: Zasady ogólne”, sekcja 1.2.7 definiuje wewnętrzną ochronę odgromową jako wszystkie dodatkowe środki wykraczające poza zewnętrzny system ochrony odgromowej. Środki te pomagają ograniczyć elektromagnetyczne oddziaływanie prądów piorunowych wewnątrz chronionej przestrzeni. Zatem, zgodnie z normą IEC 1024-1:1990, wewnętrzna ochrona odgromowa obejmuje wszystko poza zewnętrzną ochroną odgromową, która obejmuje również ochronę przed impulsami elektromagnetycznymi (LEMP).

2.2 IEC 62305-1:2006

W momencie uchwalenia normy IEC 62305-1:2006 „Ochrona odgromowa – Część 1: Zasady ogólne” (wydanie 1) definicje stały się bardziej szczegółowe:

3.42 Wewnętrzny system ochrony odgromowej (LPS): Część LPS składająca się z połączeń wyrównawczych potencjałów i/lub izolacji elektrycznej od zewnętrznego LPS. 3.49 System środków ochrony LEMP (LPMS): Pełny system środków ochrony wewnętrznych systemów przed impulsami elektromagnetycznymi pochodzącymi od piorunów (LEMP).

Seria norm IEC 62305-1 do 4:2006 zastąpiła wcześniejsze normy, łącząc kilka dokumentów IEC TC81. Podzieliła ona starą definicję wewnętrznego LPS z IEC 1024 na dwie części: wewnętrzny LPS i LPMS (dla ochrony LEMP). W IEC 62305-1:2024, LPMS oficjalnie przemianowano na Surge Protection Measures (SPM).

3 Wewnętrzne środki ochrony odgromowej

Wewnętrzna ochrona odgromowa jest niezbędna dla prawidłowego działania systemu ochrony odgromowej. W przypadku braku wewnętrznej ochrony, prądy piorunowe przepływające przez zewnętrzny LPS lub inne przewodzące części budynku mogą powodować niebezpieczne iskrzenie. Iskrzenia te mogą prowadzić do pożarów, obrażeń ciała lub uszkodzeń infrastruktury. Pomijając różnice w odległościach izolacyjnych, ochrona wewnętrzna jest taka sama dla wszystkich poziomów ochrony odgromowej. Iskrzenie może wystąpić pomiędzy zewnętrznym LPS a następującymi elementami: instalacjami metalowymi, instalacjami wewnętrznymi budynku, zewnętrznymi przewodzącymi częściami lub rurociągami podłączonymi do chronionego budynku.

Zgodnie z normami, iskry powstające w strefach konstrukcji zagrożonych wybuchem są zawsze uważane za niebezpieczne. Aby zapobiec powstawaniu iskier, należy zastosować jedną z następujących metod: połączenie wyrównawcze lub izolację elektryczną między częściami metalowymi.

Do środków wyrównania potencjałów (patrz rysunek 2) zalicza się:

Przewody łączące, stosowane w przypadku, gdy połączenia naturalne nie zapewniają ciągłości elektrycznej, np. przy bezpośrednim podłączeniu do rur wodociągowych lub grzewczych;

Urządzenia przeciwprzepięciowe (SPD) stosowane w przypadku, gdy nie jest możliwe bezpośrednie połączenie wyrównawcze, np. w przypadku linii niskiego napięcia; oraz

Iskierniki izolowane (ISG) stosowane w przypadkach, gdy nie jest dozwolone stosowanie przewodów łączących, np. w rurach ochrony katodowej lub gazociągach.

Rysunek 2

Wyrównanie potencjałów dla ochrona odgromowa ma następujące cechy charakterystyczne dla różnych typów zewnętrznych LPS:

Izolowane LPS: wiązanie odbywa się tylko na poziomie gruntu;

Załączony LPS: Łączenie powinno być wykonane w:

(1) Piwnica lub poziom gruntu oraz;

(2) Każde miejsce, w którym nie jest zachowana wymagana izolacja lub odległość separująca.

LPS z izolacją elektryczną: Oprócz połączeń wyrównawczych na poziomie gruntu, połączenia wyrównawcze można również wykonać w systemach zakończeń powietrznych lub przewodach odprowadzających.

4 środki ochrony przeciwprzepięciowej

Podstawowy SPM obejmuje następujące komponenty:

(1) Sieć uziemiająca i łącząca

System uziemienia bezpiecznie przewodzi i rozprasza prąd piorunowy do ziemi.

Sieć wiążąca minimalizuje różnice potencjałów i redukuje wpływ pola magnetycznego.

(2) Ekranowanie elektromagnetyczne i prawidłowe okablowanie

Ekranowanie przestrzenne redukuje pola magnetyczne wewnątrz strefy LPZ, które powstają na skutek bezpośrednich uderzeń piorunów lub uderzeń w pobliżu budynku, i pomaga ograniczyć wewnętrzne przepięcia.

Ekranowanie kabli wewnętrznych za pomocą kabli ekranowanych lub przewodów minimalizuje indukowane przepięcia.

Prawidłowe rozmieszczenie okablowania wewnętrznego pomaga zminimalizować pętle indukcyjne i zmniejszyć przepięcia wewnętrzne. Ekranowanie przewodów zewnętrznych w punkcie wejścia do budynku również zmniejsza przepięcia przenoszone do systemów wewnętrznych.

(3) Skoordynowany system SPD

Skoordynowany system SPD ogranicza wpływ przepięć zewnętrznych i wewnętrznych.

(4) Interfejsy izolacyjne

Interfejsy izolacyjne redukują wpływ przepięć przewodzonych na linie wchodzące do strefy LPZ.

Należy zawsze zapewnić uziemienie i wyrównanie potencjałów, zwłaszcza w punktach wejścia do budynku — albo poprzez bezpośrednie podłączenie, albo poprzez podłączenie każdej przewodzącej instalacji do SPD jako części wyrównania potencjałów.

(5) Wykorzystanie systemów ostrzegania przed burzami (TWS)

W punkcie 7.1 normy IEC 62305-1:2024 stwierdzono, że aktywacja systemu TWS zgodnie z normą IEC 62793 może pełnić funkcję środka ochronnego, odłączając usługi zewnętrzne, co pomaga ograniczyć częstotliwość uszkodzeń systemów elektrycznych i elektronicznych.

5. Wnioski

Środki ochrony wewnętrznej mają na celu zapobieganie niebezpiecznym iskrzeniom, w tym piorunowe wyrównanie potencjałów z SPD pierwszego stopnia. Ochrona przeciwprzepięciowa chroni głównie przed przepięciami oddziałującymi na systemy wewnętrzne, a SPD stosowane w tym celu muszą być skoordynowane z SPD pierwszego stopnia, ale nie obejmują SPD pierwszego stopnia. SPD się.