Вътрешна мълниезащита и устройства за защита от пренапрежение: Каква е разликата?

1. Връзка между вътрешната мълниезащита и Защита от пренапрежение

Вътрешна мълниезащита (вътрешна LPS):

Това е част от системата за мълниезащита. Тя включва изравняване на потенциалите за мълнии и/или електрическа изолация от външната система за мълниезащита.

Мерки за защита от пренапрежение (SPM):

Това са мерки, предприети за защита на вътрешните системи от електромагнитни импулси на мълния (LEMP). SPM също е част от цялостната система за мълниезащита.

Съгласно Фигура 1 в GB/T 21714.1, пълната мълниезащита включва както Системата за мълниезащита (LPS), така и Мерките за защита от пренапрежение (SPM). Защитата от пренапрежение (SPM) е обхваната в GB/T 21714.4, докато вътрешната мълниезащита е част от LPS (която включва както външни, така и вътрешни части) и е описана в GB/T 21714.3.

Фигура 1 – Връзка между частите на GB/T 21714

2. Произход на вътрешната мълниезащита и Защита от пренапрежение

2.1 IEC 1024-1:1990

В IEC 1024-1:1990, „Защита на конструкции от мълнии – Част 1: Общи принципи“, раздел 1.2.7 определя вътрешната мълниезащита като всички допълнителни мерки извън външната система за мълниезащита. Тези мерки спомагат за намаляване на електромагнитните ефекти на мълниевите токове вътре в защитеното пространство. Така, съгласно IEC 1024-1:1990, вътрешната мълниезащита (LPS) включва всичко различно от външната LPS — която обхваща и защитата от електромагнитни импулси (LEMP).

2.2 IEC 62305-1:2006

Към момента на публикуване на IEC 62305-1:2006, „Защита от мълнии – Част 1: Общи принципи“ (1-во издание), определенията станаха по-конкретни:

3.42 Вътрешна система за мълниезащита (LPS): Част от LPS, състояща се от изравняване на потенциалите и/или електрическа изолация от външната LPS. 3.49 Система за защитни мерки за LEMP (LPMS): Пълна система от мерки за защита на вътрешните системи от електромагнитни импулси от мълнии (LEMP).

Серията IEC 62305-1 до 4:2006 замени по-ранни стандарти, комбинирайки няколко документа IEC TC81. Тя раздели старото определение за вътрешен LPS от IEC 1024 на две части: вътрешен LPS и LPMS (за защита от LEMP). В IEC 62305-1:2024 LPMS беше официално преименувана на Мерки за защита от пренапрежение (SPM).

3 Вътрешни мерки за мълниезащита

Вътрешната мълниезащита е от съществено значение за правилното функциониране на мълниезащитната система. Ако няма вътрешна защита, мълниеносните токове, протичащи през външната мълниезащита (LPS) или други проводими части на сградата, могат да причинят опасни искри. Тези искри могат да доведат до пожари, наранявания или повреди на инфраструктурата. Освен разликите в разстоянията за разделяне, вътрешната защита е еднаква за всички нива на мълниезащита. Искри могат да възникнат между външната LPS и следните компоненти: метални инсталации, вътрешни системи на сградата, външни проводими части или тръбопроводи, свързани към защитената сграда.

Според стандартите, искрите, възникващи в потенциално експлозивни зони на конструкцията, винаги се считат за опасни. За да се предотврати образуването на искри, трябва да се използва един от следните методи: Изравняване на потенциалите или електрическа изолация между металните части.

Мерките за изравняване на потенциалите (вижте Фигура 2) включват следното:

Свързващи проводници, използвани когато естествените връзки не осигуряват електрическа непрекъснатост, например чрез директно свързване към водопроводни или отоплителни тръби;

Устройства за защита от пренапрежение (SPD), използвани, когато директното свързване не е възможно, например за нисковолтови линии; и

Изолирани искрови междини (ISG), използвани когато не е разрешено свързване на проводници, например за тръби с катодна защита или газопроводи.

Фигура 2

Еквипотенциално свързване за мълниезащита има следните характеристики, базирани на различните видове външни LPS:

Изолиран LPS: Свързването се извършва само на нивото на земята;

Приложен LPS: Залепването трябва да се извърши на:

(1) Сутерен или ниво на земята, и;

(2) Всяко място, където не е постигната необходимата изолация или разстояние за разделяне.

Електрически изолирана LPS: В допълнение към свързването на нивото на земята, свързването може да се извърши и при системи за мълчание или долни проводници.

4 Мерки за защита от пренапрежение

Основният SPM включва следните компоненти:

(1) Заземителна и свързваща мрежа

Заземителната система провежда и разсейва безопасно тока на мълния в земята.

Свързващата мрежа минимизира потенциалните разлики и намалява ефектите на магнитното поле.

(2) Електромагнитно екраниране и правилно окабеляване

Пространственото екраниране намалява магнитните полета вътре в LPZ, причинени от директни удари на мълнии или удари в близост до сградата, и спомага за намаляване на вътрешните пренапрежения.

Екранирането на вътрешните кабели с екранирани кабели или тръбопроводи минимизира индуцираните пренапрежения.

Правилното вътрешно окабеляване помага за минимизиране на индукционните контури и намаляване на вътрешните пренапрежения. Екранирането на външните линии на входа на сградата също намалява пренапреженията, провеждани във вътрешните системи.

(3) Координирана SPD система

Координираната SPD система ограничава въздействието както на външни, така и на вътрешни пренапрежения.

(4) Изолационни интерфейси

Изолационните интерфейси намаляват ефекта от проведените пренапрежения върху линиите, влизащи в LPZ.

Заземяването и изравняването на потенциалите трябва винаги да бъдат осигурени, особено на входовете на сградите — или чрез директно свързване, или чрез свързване на всяка проводима услуга към SPD като част от изравняването на потенциалите.

(5) Използване на системи за предупреждение за гръмотевични бури (TWS)

Клауза 7.1 от IEC 62305-1:2024 гласи, че активирането на TWS в съответствие с IEC 62793 може да служи като защитна мярка чрез изключване на външни услуги, което спомага за намаляване на честотата на повреди по електрическите и електронните системи.

5 Заключение

Вътрешните системни мерки целят предотвратяване на опасно искрене, включително изравняване на потенциалите при мълнии с първо ниво SPD. Защитата от пренапрежение се отнася главно до пренапрежения, засягащи вътрешните системи, и SPD, използвани за тази цел, трябва да бъдат координирани с първо ниво SPD, но не включват първото ниво. СПД себе си.