Vidinė žaibo apsauga ir viršįtampių įtaisai: kuo jie skiriasi?
1. Vidinės žaibosaugos ir ryšio Apsauga nuo viršįtampių
Vidinė žaibo apsauga (vidinė LPS):
Tai yra žaibosaugos sistemos dalis. Ji apima žaibo potencialų išlyginimą ir (arba) elektros izoliaciją nuo išorinės žaibosaugos sistemos.
Apsaugos nuo viršįtampių priemonės (SPM):
Tai priemonės, kurių imamasi siekiant apsaugoti vidines sistemas nuo žaibo elektromagnetinių impulsų (ŽIP). Žaibo apsaugos sistema taip pat yra bendros žaibosaugos sistemos dalis.
Pagal 1 paveikslą GB/T 21714.1 standarte, visa žaibosauga apima ir žaibosaugos sistemą (LPS), ir viršįtampių apsaugos priemones (SPM). Apsauga nuo viršįtampių (SPM) aptariama GB/T 21714.4 standarte, o vidinė žaibosauga yra LPS dalis (kuri apima ir išorines, ir vidines dalis) ir aprašyta GB/T 21714.3 standarte.
1 pav. – GB/T 21714 dalių ryšys
2. Vidinės žaibosaugos kilmė ir Apsauga nuo viršįtampių
2.1 IEC 1024-1:1990
IEC 1024-1:1990 „Konstrukcijų apsauga nuo žaibo. 1 dalis. Bendrieji principai“ 1.2.7 skyriuje vidinė žaibosauga apibrėžiama kaip visos papildomos priemonės, be išorinės žaibosaugos sistemos. Šios priemonės padeda sumažinti žaibo srovių elektromagnetinį poveikį saugomoje erdvėje. Taigi, pagal IEC 1024-1:1990, vidinė ŽŽS apima viską, išskyrus išorinę ŽŽS, kuri taip pat apima apsaugą nuo elektromagnetinių impulsų (ŽIPS).
2.2 IEC 62305-1:2006
Iki IEC 62305-1:2006 „Apsauga nuo žaibo. 1 dalis. Bendrieji principai“ (1-asis leidimas) apibrėžimai tapo konkretesni:
3.42 Vidinė žaibosaugos sistema (ŽS): ŽS dalis, sudaryta iš potencialų išlyginimo ir (arba) elektros izoliacijos nuo išorinės ŽS. 3.49 Žaibosaugos priemonių sistema (ŽMS): Visapusiška priemonių sistema, skirta apsaugoti vidines sistemas nuo žaibo elektromagnetinių impulsų (ŽEMP).
IEC 62305-1–4:2006 serija pakeitė ankstesnius standartus, apjungdama kelis IEC TC81 dokumentus. Senasis vidinės LPS apibrėžimas iš IEC 1024 buvo padalintas į dvi dalis: vidinę LPS ir LPMS (apsaugai nuo viršįtampių). IEC 62305-1:2024 standarte LPMS buvo oficialiai pervadinta į viršįtampių apsaugos priemones (SPM).
3 Vidinės žaibosaugos priemonės
Vidinė žaibosauga yra būtina tinkamai veikiančiai žaibosaugos sistemai. Jei nėra vidinės apsaugos, žaibo srovės, tekančios per išorinę ŽPS arba kitas laidžias pastato dalis, gali sukelti pavojingas kibirkštis. Šios kibirkštys gali sukelti gaisrus, sužalojimus ar žalą infrastruktūrai. Be skirtingų atstumų, vidinė apsauga yra vienoda visuose žaibosaugos lygiuose. Kibirkštys gali atsirasti tarp išorinės ŽPS ir šių komponentų: metalinių instaliacijų, pastato vidinių sistemų, išorinių laidžiųjų dalių arba vamzdynų, prijungtų prie saugomo pastato.
Pagal standartus, kibirkštys, atsirandančios potencialiai sprogiose konstrukcijos vietose, visada laikomos pavojingomis. Siekiant išvengti kibirkščių susidarymo, reikia naudoti vieną iš šių metodų: potencialų išlyginimą arba elektros izoliaciją tarp metalinių dalių.
Ekvipotencialinio sujungimo priemonės (žr. 2 pav.) apima:
Jungiamieji laidininkai, naudojami, kai natūralios jungtys neužtikrina elektros tęstinumo, pvz., tiesiogiai jungiant prie vandens ar šildymo vamzdžių;
Apsaugos nuo viršįtampių įtaisai (SPD), naudojami, kai tiesioginis sujungimas neįmanomas, pvz., žemos įtampos linijose; ir
Izoliuoti kibirkščių tarpikliai (ISG), naudojami, kai neleidžiama naudoti jungiamųjų laidininkų, pvz., katodinės apsaugos vamzdžiams ar dujotiekiams.
2 pav.
Potencialų ekvivalencija žaibo apsauga turi šias charakteristikas, pagrįstas skirtingais išorinių LPS tipais:
Izoliuota LPS: klijavimas atliekamas tik žemės lygyje;
Pridedama LPS: Klijavimas turėtų būti atliekamas adresu:
(1) Rūsys arba pirmas aukštas ir;
(2) Bet kuri vieta, kurioje nepasiekiama reikiama izoliacija arba atstumas.
Elektros izoliacija LPS: Be žemės lygio sujungimo, sujungimas taip pat gali būti atliekamas oro įvadų sistemose arba žemyn nukreiptuose laidininkuose.
4 viršįtampių apsaugos priemonės
Bazinį SPM sudaro šie komponentai:
(1) Įžeminimo ir sujungimo tinklas
Įžeminimo sistema saugiai praleidžia ir išsklaido žaibo srovę į žemę.
Jungiamasis tinklas sumažina potencialų skirtumus ir sumažina magnetinio lauko poveikį.
(2) Elektromagnetinis ekranavimas ir tinkamas laidų sujungimas
Erdvinis ekranavimas sumažina tiesioginių žaibo smūgių arba smūgių šalia pastato sukeliamus magnetinius laukus LPZ viduje ir padeda sumažinti vidinius viršįtampius.
Vidinių kabelių ekranavimas ekranuotais kabeliais arba vamzdžiais sumažina sukeltus viršįtampius.
Tinkamas vidinių laidų išdėstymas padeda sumažinti indukcinių kilpų skaičių ir vidinius viršįtampius. Išorinių linijų ekranavimas pastato įėjimo taške taip pat sumažina į vidines sistemas nukreiptus viršįtampius.
(3) Koordinuota SPD sistema
Koordinuota SPD sistema riboja tiek išorinių, tiek vidinių viršįtampių poveikį.
(4) Izoliacijos sąsajos
Izoliacinės sąsajos sumažina laidininkų sukeltų viršįtampių poveikį į LPZ įeinančioms linijoms.
Įžeminimas ir potencialų išlyginimas visada turi būti užtikrinti, ypač pastato įėjimo taškuose – tiesiogiai prijungiant arba kiekvieną laidų elementą prijungiant prie SPD kaip potencialų išlyginimo dalį.
(5) Perkūnijos įspėjimo sistemų (TWS) naudojimas
IEC 62305-1:2024 7.1 punkte teigiama, kad TWS aktyvavimas pagal IEC 62793 gali būti naudojamas kaip apsaugos priemonė atjungiant išorines paslaugas ir padedant sumažinti elektros ir elektroninių sistemų pažeidimų dažnumą.
5 Išvada
Vidinės sistemos priemonės skirtos užkirsti kelią pavojingam kibirkščiavimui, įskaitant žaibo išlyginamąjį potencialų sujungimą su pirmojo lygio SPD. Apsauga nuo viršįtampių daugiausia skirta viršįtampiams, veikiantiems vidines sistemas, ir šiam tikslui naudojami SPD turi būti suderinti su pirmojo lygio SPD, tačiau neapima pirmojo lygio SPD pats.