Internt åskskydd och överspänningsskydd: Vad är skillnaden?
1. Sambandet mellan internt åskskydd och Överspänningsskydd
Internt blixtskydd (intern LPS):
Detta är en del av åskskyddssystemet. Det inkluderar potentialutjämning för blixtnedslag och/eller elektrisk isolering från det externa åskskyddssystemet.
Överspänningsskyddsåtgärder (SPM):
Detta är åtgärder som vidtas för att skydda interna system från elektromagnetiska blixtpulser (LEMP). SPM är också en del av det övergripande blixtskyddssystemet.
Enligt figur 1 i GB/T 21714.1 inkluderar ett komplett åskskydd både åskskyddssystemet (LPS) och överspänningsskyddsåtgärder (SPM). Överspänningsskydd (SPM) behandlas i GB/T 21714.4, medan internt åskskydd är en del av LPS (som inkluderar både externa och interna delar) och beskrivs i GB/T 21714.3.
Figur 1 – Förhållandet mellan delarna av GB/T 21714
2. Ursprunget till internt åskskydd och Överspänningsskydd
2.1 IEC 1024-1:1990
I IEC 1024-1:1990, "Skydd av strukturer mot blixtar – Del 1: Allmänna principer", definieras i avsnitt 1.2.7 internt åskskydd som alla ytterligare åtgärder utöver det externa åskskyddssystemet. Dessa åtgärder bidrar till att minska de elektromagnetiska effekterna av blixtströmmar inuti det skyddade utrymmet. Enligt IEC 1024-1:1990 omfattar intern LPS allt annat än den externa LPS – som också täcker skydd mot elektromagnetiska pulser (LEMP).
2.2 IEC 62305-1:2006
Vid tidpunkten för IEC 62305-1:2006, "Skydd mot blixtar – Del 1: Allmänna principer" (1:a upplagan), blev definitionerna mer specifika:
3.42 Internt åskskyddssystem (LPS): En del av LPS som består av potentialutjämning och/eller elektrisk isolering från den externa LPS:en. 3.49 LEMP Skyddsåtgärdssystem (LPMS): Ett komplett system av åtgärder för att skydda interna system mot elektromagnetiska blixtpulser (LEMP).
IEC 62305-1 till 4:2006-serien ersatte tidigare standarder och kombinerade flera IEC TC81-dokument. Den delade upp den gamla definitionen av intern LPS från IEC 1024 i två delar: intern LPS och LPMS (för LEMP-skydd). I IEC 62305-1:2024 döptes LPMS officiellt om till Surge Protection Measures (SPM).
3 Interna åskskyddsåtgärder
Internt åskskydd är avgörande för ett korrekt fungerande åskskyddssystem. Om inget internt skydd finns på plats kan blixtströmmar som flyter genom den externa LPS:en eller andra ledande delar av byggnaden orsaka farliga gnistor. Dessa gnistor kan leda till bränder, personskador eller skador på infrastrukturen. Bortsett från skillnader i separationsavstånd är det interna skyddet detsamma för alla åskskyddsnivåer. Gnistor kan uppstå mellan den externa LPS:en och följande komponenter: Metallinstallationer, byggnadens interna system, externa ledande delar eller rörledningar anslutna till den skyddade byggnaden.
Enligt standarder anses gnistor som uppstår i potentiellt explosiva områden i konstruktionen alltid vara farliga. För att förhindra gnistbildning bör en av följande metoder användas: potentialutjämning, eller; elektrisk isolering mellan metalldelar.
Potentialutjämningsåtgärder (se figur 2) inkluderar följande:
Bindningsledare, används när naturliga anslutningar inte ger elektrisk kontinuitet, t.ex. genom direkt anslutning till vatten- eller värmerör;
Överspänningsskydd (SPD), som används när direktutjämning inte är möjlig, t.ex. för lågspänningsledningar; och
Isolerade gnistgap (ISG), används när bindning av ledare inte är tillåtet, t.ex. för katodiska skyddsrör eller gasledningar.
Figur 2
Potentialutjämning för åskskydd har följande egenskaper baserat på olika typer av extern LPS:
Isolerad LPS: Bindning görs endast på marknivå;
Bifogad LPS: Bindning bör göras vid:
(1) Källare eller marknivå, och;
(2) Platser där erforderlig isolering eller avstånd inte uppnås.
Elektriskt isolerad LPS: Förutom jordningsutjämning kan utjämning även göras vid luftavskiljare eller nedledare.
4 Överspänningsskyddsåtgärder
Grundläggande SPM inkluderar följande komponenter:
(1) Jordnings- och utjämningsnät
Jordningssystemet leder och avleder blixtströmmen säkert ner i marken.
Bindningsnätverket minimerar potentialskillnader och minskar magnetfältseffekter.
(2) Elektromagnetisk avskärmning och korrekt kabeldragning
Spatial avskärmning minskar magnetfält inuti LPZ orsakade av direkta blixtnedslag eller nedslag nära byggnaden, och hjälper till att minska interna överspänningar.
Att skärma interna kablar med skärmade kablar eller rör minimerar inducerade överspänningar.
Korrekt intern kabeldragning hjälper till att minimera induktionsslingor och minska interna överspänningar. Skärmande externa ledningar vid byggnadens ingångspunkt minskar också överspänningar som leds in i interna system.
(3) Samordnat SPD-system
Ett samordnat SPD-system begränsar effekten av både externa och interna överspänningar.
(4) Isoleringsgränssnitt
Isoleringsgränssnitt minskar effekten av ledningsbundna överspänningar på ledningar som kommer in i LPZ:n.
Jordning och potentialutjämning måste alltid säkerställas, särskilt vid byggnadens ingångspunkter – antingen genom direkt anslutning eller genom att ansluta varje ledande tjänst till en avledare som en del av potentialutjämningen.
(5) Användning av åskvädervarningssystem (TWS)
Klausul 7.1 i IEC 62305-1:2024 anger att aktivering av en TWS i enlighet med IEC 62793 kan fungera som en skyddsåtgärd genom att koppla bort externa tjänster, vilket bidrar till att minska frekvensen av skador på elektriska och elektroniska system.
5 Slutsats
Interna systemåtgärder syftar till att förhindra farliga gnistbildningar, inklusive potentialutjämning för blixtnedslag med den första nivåns överspänningsskydd. Överspänningsskydd avser huvudsakligen överspänningar som påverkar interna system, och de överspänningsskydd som används för detta ändamål måste samordnas med den första nivåns överspänningsskydd, men inkluderar inte den första nivåns överspänningsskydd. SPD sig.