我們現(xiàn)在生活在電子時(shí)代,LEMP是按照制造標(biāo)準(zhǔn)BS EN 62305-4用于保護(hù)電子和電氣系統(tǒng)。 LEMP是指閃電的整體電磁效應(yīng),包括傳導(dǎo)浪涌(瞬態(tài)過(guò)電壓和電流)和輻射電磁場(chǎng)效應(yīng)。BS EN 62305 - 4標(biāo)準(zhǔn)對(duì)損壞的來(lái)源,損壞類型和損失類型進(jìn)行了分類。
4.1損害來(lái)源
可能由閃電引起的損壞細(xì)分為:
?結(jié)構(gòu)損壞(包括所有進(jìn)入的電氣架空線和埋地線)連接到結(jié)構(gòu))
?服務(wù)損壞(在這種情況下服務(wù)是電信,數(shù)據(jù)的一部分,供電,供水,燃?xì)夂腿剂戏峙渚W(wǎng)絡(luò))。
4.2損壞類型
每種傷害源都可能導(dǎo)致三種類型的傷害中的一種或多種。可能的類型損壞情況如下:
D1由于步進(jìn)和觸摸電壓導(dǎo)致的人或牲畜的傷害
D2由于物理?yè)p壞(火災(zāi),爆炸,機(jī)械破壞,化學(xué)品釋放)閃電電流效應(yīng)包括火花
D3雷電電磁脈沖(LEMP)引起的內(nèi)部系統(tǒng)故障,這種更廣泛的方法考慮到特定服務(wù)(電力,電信和其他線路)連接到結(jié)構(gòu)的標(biāo)識(shí)表明火災(zāi)和/或爆炸可能發(fā)生在對(duì)連接服務(wù)或其附近發(fā)生雷擊的結(jié)果(這些是由火花引發(fā)的由于過(guò)電壓和部分雷電流通過(guò)這些連接的服務(wù)傳輸)。
這反過(guò)來(lái)可能直接影響特定類型的損失。
4.3損失類型
閃電造成的損壞可能導(dǎo)致以下類型的損失;
L1人命喪失
L2對(duì)公眾的服務(wù)損失
L3文化遺產(chǎn)的喪失
L4經(jīng)濟(jì)價(jià)值損失
注:L4涉及結(jié)構(gòu)及其內(nèi)容;由于損失,服務(wù)和活動(dòng)的損失。通常情況下,丟失昂貴且關(guān)鍵的設(shè)備,這些設(shè)備可能因電源損耗而無(wú)法挽回地?fù)p壞數(shù)據(jù)/電信線同樣,重要財(cái)務(wù)信息的丟失,例如,無(wú)法傳遞給客戶的由閃電瞬變引起的內(nèi)部IT硬件損壞,退化或中斷的金融機(jī)構(gòu)。
表1總結(jié)了所有上述參數(shù)的關(guān)系。
*僅適用于有爆炸危險(xiǎn)的建筑物以及醫(yī)院或其他失敗的建筑物內(nèi)部系統(tǒng)立即危及人的生命。
**僅適用于可能遺失動(dòng)物的物業(yè)。
LEMP損傷是如此普遍,以至于它被確定為特定類型(D3)之一應(yīng)提供保護(hù),并且可以從所有打擊點(diǎn)到結(jié)構(gòu)或連接服務(wù) - 直接或間接。這種擴(kuò)展的方法也考慮到火災(zāi)或火災(zāi)的危險(xiǎn)與連接到結(jié)構(gòu)的服務(wù)相關(guān)的爆炸,例如電力,電信等金屬線。
BS EN 62305-4是完整標(biāo)準(zhǔn)的組成部分。積分我們的意思是追隨風(fēng)險(xiǎn)如BS EN 62305-2中詳述的評(píng)估,所討論的結(jié)構(gòu)可能需要兩者結(jié)構(gòu)防雷保護(hù)系統(tǒng)(LPS)和一套完全協(xié)調(diào)的SPD,將風(fēng)險(xiǎn)降到最低接受標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的可容忍水平。 BS EN 62305明確指出結(jié)構(gòu)
不得將防雷保護(hù)器與瞬態(tài)過(guò)電壓/浪涌隔離開來(lái)考慮保護(hù),并給予來(lái)自所有罷工點(diǎn)的閃電,直接或間接,到結(jié)構(gòu)或連通服務(wù)會(huì)產(chǎn)生瞬變風(fēng)險(xiǎn),防雷保護(hù)器是一種至關(guān)重要的保護(hù)手段結(jié)構(gòu)防雷是否存在。
4.4雷電保護(hù)和BS 7671接線規(guī)定
在過(guò)去的兩年中,我們作為電子設(shè)備社會(huì)的依賴程度急劇增加幾十年;因此,BS EN 62305已明確承認(rèn)對(duì)此類設(shè)備的保護(hù)規(guī)范部分BS EN 62305-4,其中規(guī)定:“閃電作為傷害的來(lái)源是一種非常高能量的現(xiàn)象。閃電閃爍釋放數(shù)百兆焦耳的能量。與毫焦耳的能量相比可能足以對(duì)電子電氣中敏感的電子設(shè)備造成損害在一個(gè)結(jié)構(gòu)內(nèi)的系統(tǒng)中,很明顯需要采取額外的保護(hù)措施保護(hù)一些這樣的設(shè)備。“由于失敗的成本增加,出現(xiàn)了對(duì)這一國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的需求電氣和電子系統(tǒng),由閃電的電磁效應(yīng)引起。特別是重要的是用于數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)以及過(guò)程的電子系統(tǒng)控制和安全的計(jì)劃有相當(dāng)大的資本成本,規(guī)模和復(fù)雜性(為哪個(gè)工廠出于成本和安全原因,中斷是非常不受歡迎的。)““布線規(guī)則”第443節(jié)以CENELEC協(xié)調(diào)文件為基礎(chǔ)在BS EN 62305-4之前發(fā)布。這導(dǎo)致了對(duì)照明防護(hù)的誤解根據(jù)第443條的“雷暴天”方法就足夠了。使用“雷暴天”作為可容忍風(fēng)險(xiǎn)的唯一標(biāo)準(zhǔn)是顯著偏離BS EN 62305在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中使用了許多其他因素。 IEC目前正在審查IEC 60364的第443節(jié)將其與IEC 62305重新對(duì)準(zhǔn)。建議全部風(fēng)險(xiǎn)在此過(guò)程正在進(jìn)行時(shí),遵循BS EN 62305的評(píng)估方法而不是第443節(jié)確??紤]所有風(fēng)險(xiǎn)因素的地方。
4.5表征瞬態(tài)電流和電壓
4.5.1電流和電壓波形
BS EN 62305考慮了金屬服務(wù)線路上的保護(hù)措施(通常是電源,信號(hào))和電信線路)使用瞬態(tài)過(guò)電壓或浪涌保護(hù)器(SPD)對(duì)抗兩者直接雷擊以及更常見的間接雷擊和切換瞬變。諸如BS EN 61643系列之類的標(biāo)準(zhǔn)定義了雷電流的特性和電壓,以實(shí)現(xiàn)可靠和可重復(fù)的SPD測(cè)試(以及防雷保護(hù)組件)。雖然這些波形可能與實(shí)際瞬態(tài)不同,但標(biāo)準(zhǔn)化形式基于多年的觀察和測(cè)量(在某些情況下模擬)。一般來(lái)說(shuō)它們提供了現(xiàn)實(shí)世界瞬態(tài)的公平近似。瞬態(tài)波形具有快速上升沿和較長(zhǎng)尾部。他們通過(guò)他們的巔峰描述值(或幅度),上升時(shí)間及其持續(xù)時(shí)間(或下降時(shí)間)。持續(xù)時(shí)間以時(shí)間衡量采取測(cè)試瞬態(tài)衰減到其峰值的一半。
下圖顯示了用于測(cè)試SPD的常見電流和電壓波形用于主電源,信號(hào)線和電信線。
4.5.2損害來(lái)源
直接雷擊導(dǎo)致的雷電流由模擬的10 /350μs表示具有快速上升時(shí)間和長(zhǎng)衰減的波形,復(fù)制了直接的高能量含量閃電。
4.5.2.1直接打擊
直接雷電可以將10 /350μs波形的部分雷電流注入系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)防雷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)接收直接打擊(源S1)或閃電直接撞擊架空服務(wù)線(源S3)。
4.5.2.2間接打擊
結(jié)構(gòu)附近(源S2)或連接服務(wù)附近的遠(yuǎn)程或間接閃電表示距離最遠(yuǎn)1km的結(jié)構(gòu)(源S4)(因此更常見)通過(guò)8 /20μs波形。 直接閃電和開關(guān)源引起的浪涌也是如此由此波形表示。 與10 /350μs相比,具有更短的衰減或下降時(shí)間波形,8 /20μs波形顯著減少能量(對(duì)于等效峰值電流)
但仍然具有毀滅性,足以損壞電氣和電子設(shè)備。
BS EN 62305-1認(rèn)識(shí)到由于閃電導(dǎo)致的內(nèi)部系統(tǒng)故障(損壞類型D3)電磁脈沖(LEMP)可以從所有罷工點(diǎn)到結(jié)構(gòu)或服務(wù) - 直接或間接(所有來(lái)源:S1,S2,S3和S4)。
4.6浪涌保護(hù)措施(SPM)
注意:電涌保護(hù)措施(SPM)以前稱為L(zhǎng)EMP保護(hù)措施系統(tǒng)(LPMS)BS EN 62305有幾種技術(shù)可用于最小化對(duì)電子的雷電威脅系統(tǒng)。與所有安全措施一樣,它們應(yīng)盡可能被視為累積而非累積作為替代品清單。 BS EN 62305將此定義為完整的保護(hù)措施系統(tǒng)針對(duì)LEMP的內(nèi)部系統(tǒng),使用術(shù)語(yǔ)浪涌保護(hù)措施(SPM)。
BS EN 62305-4描述了一些措施,以盡量減少瞬態(tài)過(guò)電壓的嚴(yán)重程度由雷電和電氣開關(guān)引起的。關(guān)鍵和基本保護(hù)措施是
?接地和粘接
?電磁屏蔽和線路布線
?協(xié)調(diào)電涌保護(hù)裝置
進(jìn)一步的保護(hù)措施包括:
?結(jié)構(gòu)LPS的擴(kuò)展
?設(shè)備位置
?使用光纖電纜(隔離保護(hù))
注意:出于本指南及其范圍的目的,僅考慮使用SPD的保護(hù)措施。有關(guān)所有保護(hù)措施的更多詳細(xì)信息,請(qǐng)參見BS EN 62305。SPM還必須在其內(nèi)部運(yùn)行并承受它們所處的環(huán)境考慮溫度,濕度,振動(dòng),電壓和電流等因素。使用根據(jù)BS EN的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估來(lái)選擇最合適的SPM62305-2考慮到技術(shù)和經(jīng)濟(jì)因素。例如,它可能不是在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)中實(shí)施電磁屏蔽措施的實(shí)用或成本效益所以使用協(xié)調(diào)的SPD可能更合適。理想情況下,SPD最好合并在項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段,雖然它們也可以很容易地安裝在現(xiàn)有的安裝中。為了確保即使在直接打擊的情況下關(guān)鍵系統(tǒng)的連續(xù)運(yùn)行,SPD也是如此
必要的,必須根據(jù)浪涌源和使用強(qiáng)度進(jìn)行適當(dāng)?shù)牟渴養(yǎng)S EN 62305-4中的防雷區(qū)(LPZ)概念。
4.6.1防雷區(qū)(LPZ)概念
針對(duì)LEMP的防護(hù)基于分裂的防雷區(qū)(LPZ)的概念根據(jù)LEMP構(gòu)成的威脅程度,將有關(guān)結(jié)構(gòu)劃分為若干區(qū)域。一般的想法是在結(jié)構(gòu)中識(shí)別或創(chuàng)建較少暴露的區(qū)域閃電的部分或全部影響,并協(xié)調(diào)這些與免疫特性安裝在該區(qū)域內(nèi)的電氣或電子設(shè)備。連續(xù)區(qū)域的特點(diǎn)由于粘接,屏蔽或使用SPD,LEMP嚴(yán)重程度顯著降低。圖22說(shuō)明了詳細(xì)說(shuō)明針對(duì)LEMP的保護(hù)措施定義的基本LPZ概念在BS EN 62305-4中。這里的設(shè)備可以防止雷擊,包括直接和間接打擊結(jié)構(gòu)和服務(wù),帶有SPM。這包括空間屏蔽,進(jìn)入金屬的結(jié)合水和天然氣等服務(wù)以及協(xié)調(diào)的SPD的使用。
空間屏蔽是用于描述有效屏幕以防止穿透的術(shù)語(yǔ)LEMP。 結(jié)構(gòu)或房間內(nèi)的外部LPS或?qū)щ婁摻顚?gòu)成空間盾牌。
LPZ可以分為兩類(見下圖23) - 2個(gè)外部區(qū)域(LPZ 0A,LPZ0B)并且通常是2個(gè)內(nèi)部區(qū)域(LPZ1,2),但是可以進(jìn)一步引入其他區(qū)域如果需要,減少電磁場(chǎng)和雷電流。
LPZ OA直接閃光,全雷電流,全磁場(chǎng)
LPZ OB無(wú)直接閃光,但部分閃電或感應(yīng)電流,全磁場(chǎng)
LPZ 1無(wú)直接閃光,但部分閃電或感應(yīng)電流,阻尼磁場(chǎng)
LPZ 2無(wú)直接閃光或部分閃電,但感應(yīng)電流,進(jìn)一步阻尼磁場(chǎng)
LPZ 1和LPZ 2內(nèi)的受保護(hù)卷必須遵守安全距離ds
外部區(qū)域:
?LPZ 0A是直接雷擊的區(qū)域,因此可能需要攜帶達(dá)到完全雷電流。這通常是沒(méi)有結(jié)構(gòu)的屋頂區(qū)域結(jié)構(gòu)防雷。這里發(fā)生完整的電磁場(chǎng)。
?LPZ 0B是不受直接雷擊影響的區(qū)域,通常是a的側(cè)壁結(jié)構(gòu)或屋頂結(jié)構(gòu)防雷。然而全電磁磁場(chǎng)仍然在這里發(fā)生,并進(jìn)行部分或感應(yīng)雷電流和切換這里可能會(huì)出現(xiàn)激增。
內(nèi)部區(qū)域:
?LPZ 1是受部分雷電流影響的內(nèi)部區(qū)域。進(jìn)行了與外部區(qū)域相比,雷電流和/或開關(guān)浪涌減少如果采用合適的屏蔽措施,LPZ 0A,LPZ 0B和電磁場(chǎng)一樣。這通常是服務(wù)進(jìn)入結(jié)構(gòu)或主要權(quán)力的區(qū)域交換機(jī)位于。
?LPZ 2是一個(gè)內(nèi)部區(qū)域,位于結(jié)構(gòu)的殘余部分內(nèi)與LPZ 1相比,雷電沖擊電流和/或開關(guān)浪涌減少。類似地,如果合適的屏蔽措施,則電磁場(chǎng)進(jìn)一步減小采用。這通常是一個(gè)屏蔽的房間,或者用于子配電的主電源板區(qū)。
分區(qū)的一般概念并不新鮮。它是BS 6651“保護(hù)的附件C”的一部分“閃電結(jié)構(gòu)”由三種不同的位置類別定義,具有不同的浪涌暴露水平,(A類,B類和C類)。這3個(gè)位置類別仍然在IEEE中得到認(rèn)可
C62.41.1標(biāo)準(zhǔn)系列。
注意:BS 6651已被BS EN 62305取代,隨后撤回。
4.7 浪涌保護(hù)器測(cè)試參數(shù),類型,位置和應(yīng)用鑒于金屬電力服務(wù)的活核心,如電源,數(shù)據(jù)和電信電纜因此,無(wú)論何時(shí)線穿過(guò)每個(gè)LPZ,都不能直接接地,因此需要合適的浪涌保護(hù)器。 浪涌保護(hù)器在每個(gè)給定區(qū)域或安裝位置邊界的特征需要考慮到它們可能受到的浪涌能量以及確保瞬態(tài)過(guò)電壓僅限于相應(yīng)區(qū)域內(nèi)設(shè)備的安全水平。
下表詳細(xì)列出了標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試波形,其中峰值電流用于測(cè)試浪涌保護(hù)器