Protectia la Supratensiuni Joasa Tensiune
Protecția la supratensiuni – Joasă Tensiune
CUPRINS LUCRARE
CUPRINS LUCRARE 2
Capitolul 1. INTRODUCERE 4
1.1. Importanța și actualitatea temei 4
1.2. Scopul și obiectivele lucrării 5
1.2.1. Scopul proiectului: 5
1.2.2. Obiectivele proiectului: 6
1.3. Conținutul lucrării 6
Capitolul 2. CAUZELE ȘI EFECTELE SUPRATENSIUNILOR 8
2.1. Supratensiuni atmosferice 10
2.1.1 Descărcări directe și în proximitate 11
2.1.1.1 Căderea de tensiune pe rezistența de împământare 14
2.1.1.2 Tensiunea indusă în buclele metalice 15
2.1.2 Descărcări la distanță 22
2.1.3 Apariția supracurenților în liniile de semnal 23
2.1.3.1 Cuplarea rezistivă 24
2.1.3.2 Cuplarea inductivă 24
2.1.3.3 Cuplarea capacitivă 26
2.1.4 Amplitudinea supratensiunilor atmosferice 26
2.2. Supratensiuni de comutare 27
Capitolul 3. STANDARDE ȘI MĂSURI DE PROTECȚIE 31
3.1 Standarde și norme 31
3.2 Măsuri de protecție 37
3.2.1 Analiza riscurilor și nivelele de protecție 37
3.2.2 Protecția internă și extenă împotriva fulgerelor 40
3.2.3 Conceptul zonelor de protecție împotriva fulgerelor 42
3.2.3.1 Proiectarea protecției împotriva LEMP 44
3.2.3.2 Realizarea protecției împotriva LEMP 49
3.2.4 Protecția sistemelor electrice ale clădirilor împotriva supratensiunilor 50
3.2.5 Protecția sistemelor de telecomunicații împotriva supratensiunilor 54
3.3 Standarde pentru componente și dispozitive de protecție 55
3.3.1 Componente de conexiune 55
3.3.2 Descărcătoare pentru curenții fulgerelor și supratensiunilor 55
3.3.3 Principalii parametri care impun alegerea descărcătoarelor 57
Capitolul 4. DESCĂRCĂTOARE FINDER. APLICAȚII PRACTICE 61
4.1. Instalarea descărcătoarelor FINDER 61
4.2. Aplicații industriale ale descărcătoarelor FINDER 66
4.2.1. Sistemul TN 66
4.2.2. Sistemul IT 68
4.2.3. Sistemul TT 70
4.3. Exemple de instalare pentru aplicații industriale 73
Capitolul 5. LUCRARE PRACTICĂ 75
Capitolul 6. CONCLUZII 80
DEFINIȚII ȘI ABREVIERI 81
A. Definiții 81
B. Abrevieri 83
BIBLIOGRAFIE 84
INTRODUCERE
Importanța și actualitatea temei
În ultimul timp, problemele specifice tensiunilor joase – JT, au cunoscut o atenție deosebită având în vedere ponderea lor în sistemul electro-energetic aceste fiind și datorităfaptului căîn rețelele de joasă tensiune – JT, deseori, au acces persoane fără pregătire în domeniul energiei electrice și/sau persoane neinstruite corespunzător.
Actual, exigențele privind calitatea energiei electrice furnizată utilizatorilor, implică implementarea de noi scheme de protecție la defectele survenite în rețeaua electrică de alimentare.Pe lângă aceasta se impun șicondiții de protecție a personalului.
Conform politicii UE, un obiectiv într-o continuă desfășurare este integrarea sistemului electro-energetic din România în sistemul european. Acesta necesită armonizarea tuturor conceptelor și a soluțiilor adoptate cu alte sisteme energetice din UE.
În prezent, se lucrează la armonizarea activității CEI (International Electrotechnical Commission) care coordonează activitățile de standardizareîn domeniul energiei electrice, din Europa cu cele ale IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers). Rolul acestora este de a coordona activitățile de standardizare din America.
Pentru a obține o utilizare eficientă a energiei electrice, este necesară cunoașterea echipamentelor și a conceptelor care au stat la baza proiectării lor.
În funcție de scopul funcțional, rețelele electrice se clasifică după tensiunea nominală, configurație și regimul neutrului acestora.
Atât din punctul de vedere al exploatării raționale cât și din punctul de vedere al proiectării șiconstrucțieirețelelor electrice, se impunprin standard, valorile tensiunilor de lucru arețelelor electrice. Astfel, ținând cont de dinamica puterilor necesare, s-a normalizat gama de tensiuni prin STAS 930/65 [1].
În tabelul următor sunt prezentate gamele tensiuni normalizate precum și numărul conductoarelor active plus existențafizică a conductorului de nul.
Ne este cunoscut faptul că sistemele electro-energetice nu au ajuns încă la nivelul de a putea fi considerate ca surse neîntreruptibile. Stadiul actual în acest domeniu este într-un proces continuu de studii, cercetări și implementări de soluții care să aducă la un nivel superior sistemele electro-energetice.
Printre numeroasele probleme ale rețelelor de joasă tensiune sub 1 kV, care sunt destinate consumatorilor de mică putere din instalațiile industriale sau casnici, pentruiluminat sau în distribuția comunală, menționăm:
structura rețelelor de joasă tensiune;
calitatea energiei electrice;
exigențele ale utilizatorilor alimentați la rețeaua de joasă tensiune;
calitatea factorului de putere;
protecția personalului și protecția echipamentelor expuse riscurilor specifice sistemelor electro-energetice.
Scopul și obiectivele lucrării
Scopul proiectului:
Prezentarea stadiului actual în domeniul protecției la supratensiuni – Joasă Tensiune.
Analiza diferitelor dispozitive de protecție la supratensiuni (inclusiv a celor de origine atmosferică).
Prezentarea câtorva scheme de conectare a dispozitivelor de protecție la supratensiuni în rețeaua de joasă tensiune, în vederea reducerii riscului defectării/distrugerii consumatorilor alimentați.
Obiectivele proiectului:
Obiectivul principal al acestei lucrări constă în prezentarea dispozitivelor pentru protecția la supratensiuni apărute în rețeaua de joasă tensiune, precum și analiza unui dispozitiv de protecție la supratensiuni de origine atmosferică.
Conținutul lucrării
Lucrarea este structurată înXcapitole după cum urmează:
În Capitolul 1intitulat “Introducere”,sunt prezentate:
Importanța și actualitatea temei propuse a fi prezentate;
Scopul și obiectivelelucrării realizate;
Rezumat al conținutului lucrării.
În Capitolul 2intitulat “Cauzele și efectele supratensiunilor”,sunt prezentate două categorii importante ale supratensiunilor și anume:
supratensiunile atmosferice;
supratensiunile de comutare.
Capitolul 3intitulat “Standarde și măsuri de protecție”, este un capitol cu o importanță deosebită în acest domeniu de activitate. Aici au fost abordate următoarele elemente:
standardele și normele în vigoare;
măsurile de protecție necesare, pe situații;
standarde pentru componente și dispozitive de protecție;
Capitolul 4intitulat “Descărcătoare FINDER.Aplicații practice ale descărcătoarelor”, prezintă câteva tehnici de instalare ale descărcătoarelor FINDER, montaje corecte și greșite, scheme de conectare, sisteme de descărcătoare și coordonare energetică aplicații industriale.
Capitolul 5intitulat “Lucrare practică”, prezintă mmmmmmmmmmm mmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmm.
Lucrarea se încheie cu Definiții și Abrevieri și la finalul ei cu Bibliografie.
CAUZELE ȘI EFECTELE SUPRATENSIUNILOR
În inginerie, compatibilitatea electromagnetică (EMC) are ca punct de plecare în mod obișnuit un model de interferențe constând din (Fig. 2.1):
o sursă de interferențe (emițător);
un sistem (mecanism) de cuplare (cale de cuplare);
un echipament potențial susceptibil de a fi (receptor).
Fig. 2.1. Modelul interferențelor.
Fig. 2.2.Sistem electronic pus în pericol de
interferențele de conducție și de radiație.
Sistemele electrice care includ dispozitive electronice ca echipoament potențial susceptibil sunt puse în pericol prin interferențele de conducție și prin interferențele transmise prin radiație (interferențe de radiație), de către următoarele șase surse de interferență (Fig. 2.2):
Descărcări directe și în apropiere ale fulgerelor.
Impulsurile electromagnetice ale fulgerului (Lightning Electromagnetic Impulse – LEMP) produc de cele mai multe ori interferențe de conducție, cum ar fi curenții de descărcare atmosferică și curenții de descărcare atmosferică parțiali conduc la creșterea potețialului în sistemul afectat, la fel ca și interferențele de radiație.
Comutări în sistemele de forță
Impulsurile electromagnetice de comutare (Switching electromagnetic impulse – SEMP) constituie interferențe predominant de conducție la fel ca în cazul ca și interferențele de radiație.
Perturbații tehnice ale sistemelor electrice de putere
Produc în cele mai multe cazuri interferențe de conducție, cu distorsionări ale formei tensiunii.
Descărcările electrostatice (Electrostatic discarghes – ESD)
Sunt interferențe predominant de conducție, determinate de scânteile de descărcare.
Emițătoare de joasă și înaltă frecvență
Emițătoarele de joasă și înaltă frecvență produc interferențe continuie de radiație.
Exploziile nucleare
Impulsurile nucleare electromagnetice (Nuclear electromagnetic impulse – NEMP) au ca rezultat interferențe de radiație.
Cuplajul dintre sursa de interferențe și echipamentul potențial susceptibil se poate materializa prin conducție și/sau radiație (câmp electric, câmp magnetic, câmp electromagnetic).
Calea de cuplare poate fi descrisă în schema echivalentă a circuitului prin combinații de rezistențe și/sau capacități și/sau inductanțe.
Echipamentul potențial susceptibil de a fi afectat include telecomunicații, sisteme electrice tehnice (de exemplu: sisteteme electrice cu echipament electronic și infrastructură). În cazul protecției împotriva fulgerelor, structuri cum ar fi zonele cu pericol de explozie sau incendiu, locațiile pentru întâlniri, sunt considerate, a conține echipament potențial susceptibil în sensul EMC. În acest sens, echipamente potential susceptibile se pot întâlni în:
suprefețele comerciale (in industrie, afaceri, comerț, bănci și cladirile firmelor de asigurări);
locuri publice (spitale, locuri de întâlnire, structurile de control ale traficului aerian, muzee, biserici, zone sportive);
locații private.
Supratensiuni atmosferice
Fig. 2.3.Cauzele supratensiunilor produse de descărcările fulgerelor.
Fulgerul, privit ca sursă de interferențe afectează clădiri, și echipamentul și sistemele electrice din interiorul acestora.
Supratensiunile de origine atmosferică (Fig. 2.3, a) sunt datorate atât descărcărilor directe cât și descărcărilor din apropiere, cât și descărcărilor de la distanță. Conform figurii de mai sus, în cazul 1, fulgerul lovește clădirea, dar în cazul unei descărcări în apropiere fulgerul lovește un sistem adiacent (linie a sistemului electric de putere, o linie a sistemului de transmisie de date) sau o conductă, care conduce direct către sistemul de protecție. În cazul unei descărcări de la distanță este lovită de exemplu linia aeriană de transmisie a energiei electrice. „Supratensiunea reflectată” (unda propagată) este producă în linia de transmisie de către fulgerul dintre doi nori, iar supratensiunile sunt induse de fulgerul din spațiul înconjurător liniei.
Descărcări directe și în proximitate
Curentul de descărcare produs de fulgerul care parcurge conductoarele sistemului de protecție produce o cădere de tensiune pe rezistența de împământare a sistemului de protectie și induce supratensiuni în buclele formate de liniile instalațiilor electrice din interior. Curenții datorați parțial fulgerului se vor descărca și ei prin liniile de alimentare conectate ca egalizare de potential al protectiei împotriva fulgerului.
Descărcarea în spațiul înconjurător produce supratensiuni induse și prin aceasta supracurenți în buclele instalației special prevăzute pentru prevenirea interferențelor produse de radiațiile magnetice. Dacă fulgerul lovește rețeaua aeriană de alimentare vor apare în aceasta supratensiuni de conducție și prin urmare și curenți de conducție în aceasta. Fulgerul produs între norii de furtună produce supratensiuni și curenti de conducție în liniile rețelei de alimentare sau în alte linii conductoare ale diferitelor sisteme, datorită interferențelor electromagnetice.
Fig. 2.4. Componentele curentului produs de fulger (nivel de protecție I,
conform IEC 61024-1/ENV 61024-1 sau gradul „înalt” de pericol conform VG 96901 [1].
Parametrii curentului produs de fulger (primul supracurent parțial, supracurentul subsecvent și curentul de lungă durre, cât și descărcărilor de la distanță. Conform figurii de mai sus, în cazul 1, fulgerul lovește clădirea, dar în cazul unei descărcări în apropiere fulgerul lovește un sistem adiacent (linie a sistemului electric de putere, o linie a sistemului de transmisie de date) sau o conductă, care conduce direct către sistemul de protecție. În cazul unei descărcări de la distanță este lovită de exemplu linia aeriană de transmisie a energiei electrice. „Supratensiunea reflectată” (unda propagată) este producă în linia de transmisie de către fulgerul dintre doi nori, iar supratensiunile sunt induse de fulgerul din spațiul înconjurător liniei.
Descărcări directe și în proximitate
Curentul de descărcare produs de fulgerul care parcurge conductoarele sistemului de protecție produce o cădere de tensiune pe rezistența de împământare a sistemului de protectie și induce supratensiuni în buclele formate de liniile instalațiilor electrice din interior. Curenții datorați parțial fulgerului se vor descărca și ei prin liniile de alimentare conectate ca egalizare de potential al protectiei împotriva fulgerului.
Descărcarea în spațiul înconjurător produce supratensiuni induse și prin aceasta supracurenți în buclele instalației special prevăzute pentru prevenirea interferențelor produse de radiațiile magnetice. Dacă fulgerul lovește rețeaua aeriană de alimentare vor apare în aceasta supratensiuni de conducție și prin urmare și curenți de conducție în aceasta. Fulgerul produs între norii de furtună produce supratensiuni și curenti de conducție în liniile rețelei de alimentare sau în alte linii conductoare ale diferitelor sisteme, datorită interferențelor electromagnetice.
Fig. 2.4. Componentele curentului produs de fulger (nivel de protecție I,
conform IEC 61024-1/ENV 61024-1 sau gradul „înalt” de pericol conform VG 96901 [1].
Parametrii curentului produs de fulger (primul supracurent parțial, supracurentul subsecvent și curentul de lungă durată) sunt specificați în standardele VG 95371 în concordanță cu IEC 61024-1, DIN V ENV 61024-1 (VDE 0185 Part 100) IEC 61312-1 and DIN VDE 0185 Part 103 (conform Fig. 2.4, [1].
Conform specificațiilor IEC, există trei nivele nivele de protecție, iar în concordanța cu VG există doar două nivele de protecție (Tab. 2.1), [1].
Tabelul 2.1. Parametrii curentului produs de fulger.
Dacă nu este posibilă o analiză exactă sau această analiză este prea scumpă, curenții parțiali ai fulgerului produși în liniile de alimentare care pleacă de la o clădire lovită de fulger, poate fi estimată conform IEC 61312-1 and DINVDE 0185 Part 103 [1]. După cum se observă în Fig. 2.5, se presupune că 50% din curentul produs de fulger circulă prin structura sistemului de împământare, iar 50% este egal distribuit între sistemele de plecare plasate la distanță (conducte, rețele de putere și de comunicații). Pentru a simplifica lucrurile, se presupune că în fiecare sistem de alimentare, curenții parțiali ai fulgerului se vor distribui uniform în fiecare conductor al sistemului (de exemplu L1, L2, L3 și neutru în cablul de alimentare și în cele patru conductoare ale cablului de transmisie de date.
În DIN V ENV 61024-1 (VDE V 0185 Part 100) anexa C [1], se prezintă o metodă de estimare a curenților parțiali ai fulgerului descărcați de liniile de intrare (în cazul în care fulgerul lovește sistemul protejat). Astfel, curentul fulgerului va fi distribuit în sistemul de împământare, componentele conductoare exterioare și liniile de intrare (conectate direct sau prin descărcătoare) în felul următor.
Fig. 2.5.Estimarea curenților parțiali ai fulgerului [1].
Curentul It al fulgerului se distribuie în fiecare componentă conductoare exterioară și în fiecare linie, în funcție de numărul de conductoare de rezistența echivalentă de împământare a acestuia și rezistența echivalentă a sistemului de împământare:
(2.1)
în care:
Z este rezistența echivalentă de împământare proprie sistemului de împământare;
Zt este rezistența față de pământ a elementelor conductoare sau a liniilor electrice;
nt este numărul total al elementelor conductoare externe sau linii;
I este curentul fulgerului în concordanță cu gradul de protecție.
Dacă liniile sistemului de tehnologia informației (IT) nu sunt ecranate sau sunt plasate în canale de pozare, prin fiecare conductor va circula o parte din curent, în funcție de raportul It/n’, în care n’ numărul total de conductoare ale acestor linii, conform Tab. 2.2 [1], [2].
Tabelul 2.2.Rezistențele echivalente Z și Zt în funcție de rezistivitatea pământului.
Căderea de tensiune pe rezistența de împământare
Căderea maximă de tensiune ûE pe rezistența Rstde împământare a clădirii afectate de creșterea curentului se calculează în funcție de valoarea maximă a curentului fulgerului (Fig. 2.6):
(2.2)
Fig. 2.6.La valoarea maximă a curentului, potențialul crește
comparativ cu distanța fată de pământ [1].
Căderea de tensiune ûE nu este periculoasă pentru sistemul protejat dacă au fost inatalate legăturile echipotențiale ale sistemului de protecție împotriva fulgerelor. Standardele naționale și internaționale impun norme extinse pentru realizarea lagăturilor de egalizare (echipotențiale) ale sistemelor de protectie împotriva descărcărilor atmosferice. Aceste norme prevăd ca toate liniile (de intrare și de ieșire) să fie conectate la dispozitive eclatoare sau descărcătoare la sitemul de împământare.
În cazul unei descărcări atmosferice, potențialul întregului sistem va crește la valoarea ûE, dar în interiorul sistemului nu vor exista diferențe periculoase.
Tensiunea indusă în buclele metalice
Viteza maximă de creștere a curentului de descărcare Δi/Δt, determină în intervalul Δt valoarea de vârf a tensiunilor induse pe cale electromagnetică în toate buclele închise sau deschise, aflate în vecinătatea conductoarelor prin care circulă curentul de descărcare.
Tensiunea indusă în intervalul Δt datorită fenomenelor magnetice într-o buclă metalică, de formă dreptunghiulară U, este dată (Fig. 2.7) de:
(2.3)
în care:
U se exprimă în V;
M este inductamța mutuală a buclei în H;
Δi/Δt este viteza de creștere a curentului în A/s.
Fig. 2.7.Tensiunea de formă dreptunghiulară indusă în bucle de viteze de variație
Δi/Δt a curentului de descărcare.
Pentru dimensionarea sistemelor de protecție împotriva fulgerelor, se pot utiliza valorile maxime ale vitezei de creștere a curentului I/T1, în intervalul T1 (durata frontului) prezentate în Tab. 2.1. În scopul estimării valorii maxime a tensiunii de formă dreptunghiulară induse în buclele întrgii instalații (clădirii) U1, se presupune că buclele sunt plasate în vecinătatea conductoarelor infinit lungi prin care care circulă curentul de descărcare.
Pentru tensiunea de formă dreptunghiulară produsă de o buclă dreptunghiularăa formată dintr-un conductor de descărcare infinit lung și o linie a instalației (de exemplu conductorul de protecție – de împământare – al instalației care este conectat la bara sistemului echipotențial), se aplică relația:
(2.4)
în care:
U se măsoară în kV;
M1 este inductanța mutuală a buclei în μH;
Δi/Δt este variația curentului produs de fulger, care ciculă prin conductorul sistemului de protecție în kA/μs, conform Fig. 2.8.
Fig. 2.8.Inductanța mutuală M1necesară calculului tensiunii dreptunghiulare din buclele
dreptunghiulare, formate din conductorul prin care trece curentul de descărcare și o linie a instalației.
Pentru determinarea inductanței mutuale M1 conform figurii de mai sus, se consideră Δi/Δt = I/T1 din Tab. 2.1.
Un exemplu revelotor d poate urmări în Fig. 2.9.
Fig. 2.9. Exemplu referitor la Fig. 2.8.
Pentru o buclă dreptunghiulară formată dintr-o linie a instalației izolată față de conductorul de descărcare infinit lung, tensiunea dreptunghiulară se determină cu relația:
(2.5)
în care:
U se exprimă în kV;
M2 este inductanța mutuală a buclei în μH;
Δi/Δt este variația curentului produs de fulger în kA/μs.
M2 depinde de lungimea a a buclei aflată la distanța s de conductorul de descărcare. M2 se poate determina din Fig. 2.10, iar Δi/Δt = I/T1 din Tab. 2.1, în concordanță cu Fig. 2.11.
Fig. 2.10. Inductanța mutuală M2necesară calculului tensiunii dreptunghiulare din buclele
dreptunghiulare, formate din linia instalației (o legătură echipotentială între buclă și conductorul de descărcare nu influențează inductanța mutuală M2).
În afară de efectele tensiunii induse în buclele de dimensiuni mari datorate confihurațiilor instalațiilor, prezintă interes și efectele tensiunii induse în buclele mici și alungite formate din fire neecranate pozate pe traseele de cablare, precum și cele dormate din cablurile plasate în vecinătatea conductoarelor de descărcare a energiei fulgerelor.
Fig. 2.11. Exemplu referitor la Fig. 2.10.
Tensiunile induse între cabluri se numesc „tensiuni de traversare”. Aceste tensiuni pot afecta echipamentul electronic. În cazul buclelor înguste și alungite formate din firele unei instalații plasate în paralel cu un conductor de descărcare infinit lung, pentru determinarea tensiunii dreptunghiulare se aplică relația:
(2.5)
în care:
U se exprimă în V;
M3’ este inductanța mutuală a specifică a buclei în nH/m;
l este lungimea liniei instalației în m;
Δi/Δt viteza de variație a curentului în conductorul de descărcate în kA/μs.
M3’ depinde de distanța dintre conductoare b și de distanța dintre conductoarele instalației și conductorul de descărcare a energiei fulgerului.
M3’ se poate determina din Fig. 2.12. Δi/Δt = I/T1 se obține din Tab. 2.1, rezultatele fiind în concordanță cu Fig. 2.13.
Fig. 2.12. Inductanța mutuală M3’necesară calculului tensiunii dreptunghiulare
indusă în liniile biconductor(o legătură echipotentială între buclă și conductorul de descărcare nu influențează inductanța mutuală M2.
Fig. 2.13. Exemplu referitor la Fig. 2.12.
În cazul buclelor puțin înalte și alungite ale firelor ce compun linia instalației și sunt plasate la distanță față de conductorul de descărcare vertival infinit lung, tensiunea de formă dreptunghiulară este dată de:
(2.6)
în care:
U se exprimă în V;
M4’ este inductanța mutuală specifică a buclei în nH/m;
b este distanța la care sunt plasate firele;
Δi/Δt este viteza de variație a curentul în conductorul de descărcare a fulgerului în kA/μs.
M4’ depinde de lungimea l a firelor ce formează bucla și de distanța dintre ele și conductorul de descărcare. Acest parametru se poate determina din Fig. 2.14. Δi/Δt = I/T1 se obține din Tab. 2.1, rezultatele fiind în concordanță cu Fig. 2.15.
Spre deosebire de buclele de mari dimensiuni în care se induc tensiuni de valoare mare, în buclele înguste se induc tensiuni de aproximativ 100 V. Trebuie de ținut însă cont că aceste tensiuni sunt de tipul „tensiuni de traversare” în liniile tehnologiei informației, care funcționează cu tensiuni de 1 ÷ 10 V, conectate la echipamente electronice sensibile la supratensiuni.
Fig. 2.14. Inductanța mutuală M4’necesară calculului tensiunii dreptunghiulare indusă
în liniile biconductor (o legătură echipotentială între buclă și conductorul de descărcare
nu influențează inductanța mutuală M2.
Fig. 2.15. Exemplu referitor la Fig. 2.14.
În cazul liniilor cu conductoare torsadate și în special în cazul celor ecranate electromagnetic, tensiunile dreptunghiulare induse sunt mult mai mici în comparație cu tensiunile calculate cu relațiile de mai sus, iar tensiunile de traversare nu sunt în mod obișnuit periculoase.
Dacă bucla metalică este scurtcircuitată sau distanța de izolare străpunsă, tensiunea dreptunghiulară indusă U produce un curent indus Ii care va circula prin buclă și a cărui valoare poate fi calculată cu relația:
(2.7)
în care:
t este timpul în s;
τ este constanta de timp (τ = R/L);
R – rezistența ohmică a buclei în Ω;
L – inductanța proprie a buclei în H;
M este inductanța mutuală în H;
i este curentul de descărcare al fulgerului în A.
În apropierea canalului fulgerului sau a conductoarelor de descărcare, câmpul magnetic crește cu mare viteză datorită vitezei extrem de mare de creștere a curentului produs de fulger. Acest câmp magnetic va genera tensiuni de până la 100.000 V în interiorul clădirilor în „bucle de mari dimensiuni” formate din liniile instalațiilor cum ar fi cele de alimentare și cele de tehnologia informației, conductele de apă și cele de gaz.
Fig. 2.16. Echipament electronic periclitat de supretensiunile induse
de descărcarea fulgerului.
În Fig. 2.16 se prezintă un calculator conectat la sistemul de alimenrare și la sistemul de transmisie a datelor.
Cablul de date, după intrarea în clădire este conectat corect la barele de egalizare a potențialului (BEP), după care cablul trece printr-o priză și un conector și ajunge la calculator. Cablul de alimentare (de putere) este și el conectat la BEP prin intermediul descărcătoarelor și alimentează calculatorul prin intermediul unei prize. Deoarece cablul de alimentare și cablul de date sunt linii independente, ele pot forma o buclă de inducție cu o suprafață de 100 m2. Capetele acestei bucle deschise se află în calculator. Aceasta este locația în care se obține efectiv supratensiunea magnetic indusă în buclă. În bucla respectivă se pot produce supracurenți care determină străpungeri în echipament sau uneori chiar incendii, nu numai în cazul unei descărcări directe ci și în cazul unei descărcări în imediata proximitate a buclei.
Descărcări la distanță
În cazul descărcărilor la distanță (fulgere la distență), perturbațiile se propagă atât de-a lungul liniilor (Fig. 2.3, 2a și 2b) cât și de-a lungul fulgerelor care se produc în vecinătatea sistemelor protejate, producând astfel câmpuri electromagnetice care pot afecta aceste sisteme (Fig. 2.3, 2c). Studiile anilor 1990 au demonstrat că instalațiile electronice plasate la o distanță de aproximativ 2 km de locul de fovire al fulgerului au capacitatea de a induce sau conduce supretensiuni și supracurenți. Lărgirea ariei de periculozitate se explică prin creșterea sensibilității a echipamentelor de înaltă tehnologie plasate în cladiri și de sporirea gradului de utilizare a rețelelor din ce în ce mai sensibile.
Lungimea maximă permisă pentru liniile de transmitere a datelor a crescut spectaculos în ultimii ani. De exemplu, interfețele utilizate la inceputurile transmisiilor de date la scară large permiteau conectări de retele cu lungimea maximă de 15 m de cablu. În prezent, există drivere de linie și interfețe care permit conectarea directă a cablurilor torsadate sau a celor cu două conductoare cu o lungime de până la 1000 m.
Când curenții partieli de descărcare circulă prin cabluri, generează tensiuni longitudinale și transversale (Fig. 2.17).
Tensiunea longitudinală ul generată între conductor și ecranul metalic solicită izolația dispozitivelor dintre teminalele de intrare și mantaua de împământare. Tensiunea transversală uq apare între fire și solicită circuitul de intrare al dispozitivului conectat la cablu. Dacă se cunoaște curentul parțial de descărcare î2, tensiunea longitudinală ûl se poate calcula utilizând rezistența de cuplare a cablului, conform Rk (Tab. 2.3).
Fig. 2.17. Perturbații în cablu.
Apariția supracurenților în liniile de semnal
Exemplele care urmează demonstreză modul în care se realizează cuplarea ohmică, inductivă și capacitivă a curentului de descărcare cu liniile de semnal ale sistemelor extinse.
Tabelul 2.3.Rezistențele de cuplare pentru curentul fulgerului [2].
Pentru aceasta, se considerăun sistem format din dispozitivul 1 din cladirea 1 și dispozitivul 2 din clădirea 2. Cele două dispozitive sunt interconectate între ele printr-o linie de semnal. În plus, se consideră că ambele dispozitive sunt conectate la barele sistemului de egalizare (BEP) din clădiri, prin conductoarele de protecție (de împământare – CP).
Cuplarea rezistivă
Conform Fig. 2.18, descărcarea fulgerului asupra clădirii 1, produce o direrență de potențial de aproximativ 100 kV pe rezistență ohmică RA1. O astfel de valoare a tensiunii este capabilă să străpungă izolația dispozitivelor 1 și 2, astfel încât supracurentul de descărcare produs de cuplajul rezistiv se stabilește prin sistemul de protecție al clăădirii 1, dispozitivul 1, linia de semnal, dispozitivul 2, sistemul de protecție al clădirii 2 și rezistența RA2. Valoarea acestui supracurent (care la vârf poate atnge câțiva kA), depinde de valorile relative ale rezistențelor RA1 și RA2.
Fig. 2.18. Cuplarea rezistivă (ohmică).
Cuplarea inductivă
După cum s-a precizat anterior, tensiunile induse în buclele metalice sunt cauzate de câmpurile magnetice inductive produse de canalul de fulger sau de conductoarele de descărcare a curentului produs de acesta.
În Fig. 2.19, între cele două dispozitive există o linie de semnal formată din două conductoare, formând o buclă de inducție.
Fig. 2.19. Cuplarea inductivă: bucla de inducție se formează între cele două
conductoare ale liniei de semnal.
În acestă buclă se poate induce o tensiune transversală de câțiva kV dacă fulgerul lovește clădirea 1, ceea ce va provoca o creștere a curentului indus la valori de câțiva kA. Aceste valori ale tensiunilor și curenților solicită componentele de intrare și de ieșire ale echipamentelor.
O altă posibilitate de cuplaj inductiv este prezentată în Fig. 2.20. În acest caz, bucla de inducție este formată din ansamblul linie de semnal – pământ.
Fig. 2.20. Cuplarea inductivă: bucla de inducție se formează între linia de semnal
și pământ.
Dacă fulgerul lovește clădirea 1, în buclă se va induce o tensiune ce câțiva kV. Această tensiuneva produce străpungerea izolației dintre dispozitivele 1 și 2 și ca urmare duce la apariția unui curent de ordinul kA.
Cuplarea capacitivă
Dacă fulgerul lovește pământul sau conductorul de descărcare canalul fulgerului sau conductorul de descărcare se vor găsi la o tensiune de ordinul kV (cam 100 kV) în raport cu mediul înconjurător datorită căderii de tensiune pe rezistența electrodului de împământare RA. Semnalul dintre dispozitivul 1 și dispozitivul 2 este produs de un cuplaj capacitiv cu canalul fulgerului sau conductorul de descărcare (Fig. 2.21).
Fig. 2.21. Cuplarea capacitivă.
Conform figurii de mai sus, linia dintre dispozitivul 1 și dispozitivul 2 este cuplată capacitiv cu calalul fulgerului sau cu conductorul de descărcare. Capacitățile de cuplare se încarcă și produc un „curent injectat” cam de 10 A, care circulă prin izolațiile dispozitivelor 1 și 2 către pământ.
Amplitudinea supratensiunilor atmosferice
Descărcările la distanță produc în faza inițială supratensiuni de ordinul a 10 kV. Curenții datrati acestor supratensiuni sunt de valoare relativ mică. Cu toate acestea, descărcările directe produc tensiuni de câteva sute de kV, iar curenții datorați acesteor tensiuni au în jur de 200 kA (nivelul I de protecție). Instalațiile de joasă tensiune rezistă în mod obișnuit la impulsuri de străpungere de câțiva kV. Cu toate acestea, la apariția supratensiunilor produse de descărcările directe există pericolul avarierii sau chiar distrugerii acestora de tensiunile de ordinul kV produse de descărcările la distanță și de tensiunile de ordinul sutelor de kV produse de descărcările directe (Tab. 2.4).
Tabelul 2.4.Impulsuri de tensiune disruptivă/tensiune de avarie (1,2/50μs) acceptate în sistemele și echipamentele electrice cu tensiunea nominală de până la 1.000 V [2].
Tensiunea nedisruptivă a unor dispozitive electronice poate avea un nivel foarte redus, chiar sub 10 V. Cu toate acestea, tensiunile datorate descărcărilor atmodferice pot fi de la 100 la 10.000 de ori mai mari decât tensiunile nedestructive suportate de sistemele electrice de joasă tensiune care conțin echipamente electronice. Este motivul pentru care valorile mari ale supratensiunilor trebuie reduse la valori care trebuie să fie net sub valorile disruptive/de avarie prevăzute de măsurile de protecție necesare echipamentelor de joasă tensiune. Pentru a garanta protecția echipamentelor chiar in cazul descărcărilor directe dispozitivele de protecție utilizate trebuie să fie capabile să descarce în mod nedistructiv curenții parțiali ai fulgerului.
Supratensiuni de comutare
Supratensiunile de comutare în sistemele de putere pot afecta și ele sistemele electrice de joasă tensiune și sistemele tehnologice auxiliare, în special datorită fenomenului de cuplaj capacitiv. În anumite cazuri, valorile acestor supratensiuni depășesc 15 kV. Cauzele acestor supratensiuni de comutare sunt cele enumerate în continuare.
a). Deconectarea unei linii de puterela gol (sau a unor condensatoare) – conform Fig. 2.22.
Fig. 2.22. Supratensiuni de comutare la deconectarea unei capacități.
În momentul deschiderii contactorului, tensiunea instantanee a sursei de alimentare devine mult mai mare decât tensiunea liniei deconectate. Diferența de potențial care se stabilește în doar câteva milisecunde, provoacă o descărcare între contactele contactorului (întrerupătorului) care sunt în acest moment încă închise. Tensiunea liniei egalizează nivelul tensiunii instantanee a sursei și arcul electric dintre contactele contactorului este stins.
Procesul se poate avea loc de mai multe ori. Supratensiunea generată de egalizarea valorilor instantanee ale tensiunii sursei de alimentare are caracteristica unei oscilații amortizate cu frecvența de câteva sute de kHz. Amplitudinea inițială a acestor supratensiuni de comutare corespunde întotdeauna diferenței de potențial dintre contactele contactoarelor în momentul amorsării arcului. Ea poate atinge valori de câteva ori mai mari decât tensiunea nominală a sursei de alimentare.
b) Deconectarea unui circuit la gol al transformatorului.Dacă se deconectează circuitul primarului de la rețeaua de alimentare, trebuie să se țină cont de faptul că propria capacitate a înfășurării era încărcată de energia câmpului magnetic. Circuitul capacitiv – inductiv va oscila până în momentul în care toată energia se va disipa pe rezistența proprie sub formă de căldură. Supratensiunea rezultată poate atinge valori de câteva ori mai mari decât tensiunea nominală de alimentare.
c) Punerea la pământ accidentală a unei rețele fără împământare. În cazul apariției unei puneri la pământ accidentale între un conductor periferic al unei rețele izolate față de pământ potențialul întregului sistem conductor va fi afectat de potențialul în raport cu pământul a conductorului în cauză. Dacă aecul de punere la pământ se întrterupe, se va produce un efect similar cu cel al decuplării unui conductor sau condesator: va apare o supratensiune de deconectare ce se manifestă sub forma unor oscilații amortizate.
Pe lângă supratensiunile de comutare de natură capacitivă din instalațiile de putere care influentează sistemele electrice de joasă tensiune, variațiile rapide ale curentului pot și ele să genereze supratensiuni în aceste instalații datorită cuplajului inductiv. Aceste variații bruște pot fi generate atât de conectarea cât și deconectarea unor sarcini importante, a unui scurtcircuit de avarie sau o punere la pământ simplă sau dublă accidentală.
Supratensiunile de comutare pot apare și în interiorul sistemelor electrice de joasă tensiune datorită următoarelor cauze prezentate mai jos.
Deconectarea inductanțelor conectate în paralel cu sursele de tensiune cum ar fi:
transformatoare, inductoare sau bobinele contactoarelor și ale releelor. În acest caz, supratensiunile sunt generate similar cu cazul descris anterior al deconectării unui circuit la gol al transformatorului.
Deconectarea unor inductanțe serie de pe latura unui circuit de curent cum ar fi buclele conductoare, inductanțe serie sau inductanțe ale conductoarelor existente. Acste inductanțe au tendință de a menține circulatia curentului chiar dacă circuitul este întrerupt. Amplitudinea supratensiunilor de comutare depind de valoarea curentului în momentul deconectării.
Deconectarea intenționată a anumitor circuite prin intermediul contactoarelor sau deconectarea neintenționată produsă de declanșarea siguranțelor sau a disjunctoarelor provoacă supratensiuni dacă deconectarea nu are loc în momentul în care curentul care circulă prin circuitul respectiv nu trece prin zero. Modificarea rapidă a valorii curentului datorată uneia din cauzele menționate mai sus provoacă supratensiuni sub formă de oscilații amortizate, cu amplitudine egală cu un multiplu al tensiunii nominale a sistemului.
Prin comutarea circuitelor de control pe fază, al efectelor fenomenului de comutație în sistemul perii – colector, precum și prin scoaterea bruscă de sub sarcină a mașinilor și transformatoarelor electrice.
Ample măsurători făcute în diverse rețele de joasă tensiune au demonstrat faptul că cele mai importante supratensiuni sunt acuzate de interferențel produse de arcurile electrice generate în aparatura de comutare automată.
Interferențele electromagnetice produse de comutările din sistemele electrice sunt în mod normal mai frecvente decât cele produse de descărcările atmosferice. Standardele EMC ce stabilesc valorile extreme ale energiei impulsurilor depind de tipul comutării. Există posibilitatea ca interferențele de comutare să se producă în afara cladirii și să patrundă prin intermediul retelelor de alimentare sau să fie generate intern. De aceea sunt definite prin analogie cu interferențele fugerelor ca o combinație de interferențe generate de supratensiuni și supracurenți sau ca supratensiuni impuse.
În afară de interferențele de conducție, trebuie menționate și inteferențele de radiație care sunt datorate chiar proceselor de comutare (arcurile electrice generate de declanșarea separatoarelor), care induc multe interferențe de conducție [3].
STANDARDE ȘI MĂSURI DE PROTECȚIE
Standarde și norme
Măsurarea curenților fulgerului în cazul turnurilor înalte, liniilor aeriene de înaltă tensiune (ÎT) și instalațiile de descărcare constituie o activitate desfășurată de mult timp, utilizând metode din ce în ce mai precise. Unitățile de măsurare a câmpului înregistrează și ele interferențele radiațiilor electromegnetice produse de descărcările atmosferice. În urma acestor cercetări fulgerul ca sursă de interferențe este definit prin prisma problemelor actuale de realizare a protecției. Există în prezent posibilitatea de a simula în condiții de laborator valorile extreme ale curenților de descărcare, fapt ce constituie o condiție necesară pentru testarea instalațiilor, dispozitivelor și a componentelor de protecție. Pe lângă aceasta, se pot simula în condiții de laborator și interferențele câmpurilor de descărcare în scopul testării echipamentului de tehnologia informației.
În prezent, există o arie largă de cercetări de bază și de dezvoltare a conceptelor privind protecția impotriva descărcărilor electrice. Printre acestea se poate menționa conceptul protecției zonale împotriva fulgerelor ca principiu al compatibilității electromagnetice (EMC), precum și măsuri și dispozitive de protecție adecvate împotriva câmpului și a interferențelor produse de descărcarea fulgerului. Efectele nefavorabile (uneori distructive) ale descărcărilor atmosferice reflectă necesitatea de a dispune de măsuri de protecție care să mențină riscul final de avarie la cote cât mai joase. În aceste condiții se poate garanta că infreastructura esențială poate fi ferită de catastrofe în cazul amenințărilor atmosferice extreme.
Măsurile complexe de protecție împotriva fugerelor, bazate pe EMC, care conțin așa-numitele măsuri de protecție împotriva undelor de șoc (supratensiuni și supracurenți) au fost standardizate. Standardele sunt întocmite de Comisia Internaționalăde Electrotehnică (IEC), de Comitetul European (Cenelec) și de comitetele naționale, după cum urmează:
Interferența electromagnetică produsă de descărcarea fulgerului și distribuția sa statistică ca elemente de bază clasificarea interferențelor după nivelul de protecție.
Metode de determinare a riscului pentru un anumit nivel de protecție.
Criterii pentru caracterizarea curentului de descărcare a fulgerului.
Criterii de selectare a câmpurilor magnetice produse de fulger.
Criterii de eliminare a interferențelor de conducție produse de fulger.
Cerințe și teste pentru componentele ce asigură protecția.
Concepții de protecție cuprinse în planul managerial în concordanță cu scopul EMC.
Când se pune problema proiectării unui sistemde protecție, este necesaar ca în primul rând sa se stabilească dacă protecția sistemului sau dispozitivului trebuie să fie eficientă numai în cazul distrugerii obiectivului protejat sau și în cazul interferențelor de orice fel. Efectele interferențelor sunt cuprinse în cadrul cunoștințelor „clasice” de compatibilitate electromagnetică (EMC) referitor la dispozitivul respectiv. Cel mai important obiectiv al protectiei împotriva supratensiunilor îl constituindu-l posibilitatea distrugerii acestuia.
Spre deosebire de interferențele electromagnetice, descărcările atmosferice produse de fulger și exploziile nucleare sunt relativ rare și de foarte scurtă durată. Astfel, sistemul de protecție este în mod obișnuit limitat la prevenirea distrugerilor, fluctuațiile pe termen scurt ale semnalului putând fi acceptate. Acesta este spre exemplu procedura standard aplicată într-o mare gamă de măsurători industriale și instalații de control și telecomunicații, precum și pentru sistemele de procesare electronică a datelor.
Totuși în cazuri cu totul deosebite cum ar fi sistemele de control ale centralelor nucleare, sistemele de alarmă ale instalațiilor militare nu se admite existența unor erori ale semnalelor, chiar în cazul descărcărilor atmosferice sau ale exploziilor nucleare. Unele instalatii reclamă o combinație între protecția impotriva fulgerelor, împotriva descărcărilor produse de comutări, a descărcărilor electrostatice, precum și împotriva impulsurilor electromagnetice nucleare.
Măsurile de protecție ce vor fi descrise în continuare, cum ar fi prorecția internă și externă împotriva fulgerelor, ecranarea și limitarea supratensiunilor și curenților conțin procedee care parțial se suprapun dar totodată se și completează una pe cealaltă. Dacă există posibilitarea aceste măsuri trebuie luate în etapele inițiale ale construcției structurale ale sistemelor și ale instalațiilor electrice la consumator. În caz contrar, măsurile de protecție pot fi luate și ulterior.
Conform celor prevăzute în normele compatibilității electromagnetice pentru dispozitive (Ghidul de aplicare al 89/336/EEC din 3 mai 1989 [4]), „echipamentul” trebuie să prezinte imunitate corespunzătoare împotriva interferențelor produse de fulgere. Termenul „echipament” nu reflectă numi dispozitivele electrice și electronice ci și instalațiile și sistemele care conțin module electrice sau electronice.
Spre exemplu, pentru a asigura protecția unui sistem complex de alimentare și de tehnologia informației dintr-o clădire în cazul unei descărcari directe sau in apropiere, se impune efectuarea unei analize ample a situației concrete de către un expert în protecția împotriva fulgerelor. Securizarea tuturor funcțiilor electronice și funcționarea acestor sisteme în condiții normale, impune realizarea unui studiu EMC, în concordanță cu o repartizare convenabilă a acestor echipamente în clădire.
Măsurile EMC pentru protecția împotriva fulgerelor trebuie stabilite în momentul planificării configurației sistemului, astfel încât funcționarea echipamentelor să fie ferită de interferențe precum și de efectele descărcărilor electrice.
Tehnicile, normele și standardele naționale și internaționale de protecția clădirilor împotriva fulgerelor impun protecția întregului sistem împotriva efectelor descărcărilor atmosferice. Aceste cerințe se materializează atât prin realizarea protecției externe cât și a protecției interne. Normele de protecție externă implică sistemele terminale ale instalației de aer condiționat, conductoarele paratrăznetelor și sistemul de împământare.
Protecția internă include măsuri adiționale pentru prevenirea efectelor magnetice și electrice ale curentului de descărcare în „volumul protejat”. Prioritară acestor măsuri este realizarea rețelei de egalizare apotențialului, care reduce diferențele de potențial dintre diferite zone, cauzate de curentul de descărcare.
Conform standardelor internaționale, „volumul protejat” este un sistem structural, protejat de sistemul de protecție împotriva fulgerelor. Prima sarcină a sistemului de protecție împotriva fulgerelor constă în interceptarea fulgerului printr-un sistem terminal în aer și descărcarea curentului printr-un sistem de conductoare către sistemul de împământare, unde va fi disipat în pământ. Apoi, interferențele rezultate prin cuplaj ohmic, capacitiv și inductiv trebuie reduse la valori nepericuloase în volumul protejat.
Dacă într-o anumită țară sistemul de protecție împotriva fulgerelor nu este prevăzut prin normele constructive, responsabilitatea aplicării normelor de protecție revine în întregime colectivului de supraveghere a investiției, proprietarului sau constructorului. Dacă trebuie luată o decizie în acest sens, aceasta trebuie să fie în concordanță cu standardele corespunzătoare sau cu reglementările cele mai relevante din domeniu.
În momentul intrării în vigoare, un standard, o reglementare sau o regulă tehnică stipulează numai un minimum de cerințe. Evoluțiile tehnologice și recentele descoperiri științifice trebuie înregistrate din când în când în cadrul unor noi standarde sau reglementări
În ultimii ani, s-au produs schimbări importante în organizarea sistemelor electronice și de procesare de date din interiorul clădirilor. Din această cauză, o clădire a cărui sistem de protecție împotriva fulgerelor a fost realizat conform normelor acum douăzeci de ani, nu va mai asigura o protecție eficientă sistemelor electronice și de prelucrare a datelor actuale.
Situația este clar ilustrată de statisticile pagubelor înregistrate de companiile de asigurări.
Din acest motiv, standardele internaționale reflectă cele mai noi rezultate ale cercetărilor privind protecția împotrica fulgerelor și ale progreselor tehnologice înregistrate în domeniul metodelor, sistemelor, și dispozitivelor de protecție.
Competențe în domeniul standardizării în acest domeniu îl au organismele:
Comitetul Tehnic 81 (TC81) al IEC are competențe internaționale;
Comitetul Tehnic 81X (TC81X) al Cenelec are competențe europeene (regionale);
Comitetele naționale.
În Fig. 3.1 se ilustrează mecanismul de dezvoltare a unui standard IEC prin Cenelec către standardul național german DKE, folosind ca exemplu standardul internațional IEC 61024-1.
Fig. 3.1. Standardele de protecție împotriva fulgerelor: internațional (IEC),
regional (CLC) și național (DKE).
Standardele din figura de mai sus se referă la:
IEC 60124-1 din 1009-03 „Protecția structurilor împotriva fulgerului”. Partea 1: „Principii generale”, a fost accesibil în întreaga lume din martie 1990.
Conceptul standardului european ENV 61024-1, din 1995-03, „Protecția structurilor împotriva fulgerului. Partea 1, Principii generale” a fost disponibil din ianuarie 1995.
Conceptul acestui standard european (tradus în limbile nationale au fost testate în țările europene în jur de trei ani.
După analiza rezultatelor acestor teste, Cenelec a conceput standardul EN 61024-1 obligator în toate țările europene.
În Germania acest standard a fost publicat sub denumirea DIN EN 61024-1 (VDE 0185, Partea 100)
Fig. 3.2. Standardele conținute de IEC TC 81.
Sarcinile actuale și de viitor ale standardizării IEC sunt prezentate în Fig. 3.2. Standardele IEC sunt transformate în standarde europene (ES) – uneori modificate, prin intermediul Cenelec. De exemplu, standardul IEC 61024-1 este transferat în ENV 61024-1.
Însă Cenelec lucreză și cu standardele sale proprii, cum ar fi standardul EN 50164-1 la 4, după cum se poate remarca în Fig. 3.3.
Fig. 3.3. Standardele Cenelec „Protrcția împotriva fulgerelor”.
Pentru estimarea riscurilor de producere a pagubelor determinaate de avariile produse de fulger, se aplică standardul IEC 61662, 1995-04, „Estimarea riscului de producere a pagubelor datorate fulgerului”, cu Amendamentul 1, 1996-05, „Estimarea riscului de producere a pagubelor datorate fulgerului”, Anexa C, „Structuri care conțin siteme electronice” [5].
Măsuri de protecție
Analiza riscurilor și nivelele de protecție
În noile standarde de protecție împotriva fulgerelor sunt precizate metode de estimare a riscului de producere a pagubelor în urma loviturii fulgerului și natura de măsurilor de protecție caracteristice fiecărui nivel de protecție. Estimarea riscului de producere a pagubelor într-o anumită structură în urma loviturii fulgerului sprijină specialistul în protecția împotriva fulgerelor să decidă care sistem de protecție este recomandat în cazul în discuție și să recomande măsurile de protecție cele mai potrivite. Scopul alegerii unui nivel de protecție corespunzător este acela de a reduce riscurile de producere a pagubelor sub un nivel acceptabil, în cazul unei lovituri directe a fulgerului. Selecția unui nivel suficient de protecție împotriva fulgerelor pentru un anumit sistem, se poate baza pe numărul presupus de lovituri directe (Nd) și pe numărul de lovituri directe acceptat (Nc) care vor cauza pagubele.
Schema logică a procesului de sectare a modului de protecție a sistemelor conform DIN V ENV 61023-1 (VDE V 0185 Partea 1), în Fig. 3.4.
Fig. 3.4. Schema logică de selecție a protecției sistemului împotriva fulgerelor.
Plecând de la densitatea fulgerelor Ng (numărul de lovituri pe km2 și an), care este caracteristică regiunii în care este aplicată clădirea, numărul mediu de lovituri ale fulgerelor ce se așteaptă pe suprafața clădirii Ae se poate determina prin intermediul suptafeței echivalente Ae (în km2).
Rezultă:
(3.1)
Suprafața echivalentă Ae se va determina conform Fig. 3.5. Ea ține cont de de faptul că o lovitură directă în vecinătatea clădirii are aceleași consecințe precum o lovitură directă în clădire. Numărul de lovituri directe acceptat Nc se va calcula prin:
(3.2)
în care:Nc este frecvență acceptată a loviturilor, A este factorul care ține cont de construcția clădirii (tipul construcției, materialul), D este componenta care ține cont de destinația și utilizarea clădirii, iar C este factorul care ține cont de importanța prejudiciilor produse.
Pentru determinarea acestor factori, trebuie să se tină cont de precizările de mai jos.
Factorul A (construcția clădirii): construcția pereților, a acoperișului, modul de acoperire folosit la acoperiș, suprastructurile de pe acoperiș.
Factorul B (utilizarea și conținutul clădirii): utilizarea de către oameni, conținutul clădirii, valoarea acestui conținut și măsurile și instalațiile destinate reducerii pagubelor.
Fig. 3.5. Determinarea ariei de colectare Ae pentru o anumită clădire.
Factorul C (prejudiciile produse): pricolul la care este supus mediul înconjurător datorită conținutului clădirii, avarierea unor servicii publice de alimentare importante datorită instalațiilor distruse ale clădirii sau prejudicii de altă natură.
Valoarea loviturilor acceptate Nc trebuie comparată cu numărul concret de lovituri anuale Nd. Comparația permite luarea unei decizii în sensul existenței sau înexistenței necesității utilizării unui sistem de protecție. În cazul unui răspuns afirmativ, tot în funcție de rezultatul acestei comparații se decide ce variantă de sistem de protecție va fi folosit:
Dacă Nd< Nc, nu există necesitatea utilizării unui sistem de prodecție.
Dacă Nd> Nc, se utilizează un sistem de protecție cu oeficiență dată de relația:
(3.3)
în concordanță cu nivelul de protecție indicat în Tab. 3.1.
Tab. 3.1. Relația dintre nivelul de protecție și eficiență.
După calcularea eficienței E, nivelul de protecție trebuie să rezulte din următoarele considerente:
E > 0,98 – nivelul I de protecție, cu măsuri suplimentare de protecție.
0,95 < E < 0,98 – nivel I de protecție.
0,90 < E < 0,95 – nivelul II de protecție.
0,80 < E < 0,90 – ninelul II de protecție.
0 < E < 0,80 – nivelul IV de protecție.
E < 0 – nu sunt necesare nici un fel de măsuri de protecție.
Măsurile suplimentare de protecție constau de exemplu în măsuri de reducere a tensiunii de contact și a tensiunii de pas, măsuri de împiedicare a răspândirii focului și măsuri de redurere a tensiunii induse de descărcare în instalațiile sensibile.
Protecția internă și extenă împotriva fulgerelor
Standardele care reglementează acest domeniu se ocupă de sistemele terminale de aer condiționat, conductoarele de coborâre ale pentru curentul de descărcare, sistemul de împământare, centura de egalizare a potențialului și spațiile de securitate în punctele de proximitate, după cum este ilustrat în Fig. 3.6.
Fig. 3.6. Protecția externă și internă împotriva fulgerelor.
Sistemele de protecție împotriva fulgerelor includ atât procedeele de protecție externă cât și cele de protecție internă.
După cums-a precizat mai sus, sistemele de protecție internă constau în sistemul terminal și instalației de aer condiționat, conductorul de coborâre (de descărcare a curentului fulgerului către pământ), precum și sistemul de împământare. Protecția internă include măsuri suplimentare pentru evitarea interferențelor electromagnetice datorate fulgerelor în spațiul protejat.
Legătura echipotențială de protecție înpotriva fulgerului constituie un element al protecției interne, care are rolul de a reduce diferențele de potențial cauzate de curentul de descărcare al fulgerului. Legătura echipotențială de protecție se realizează prin conectarea conductoarelor de protecție extenă cu cadrul metalic al structurii, cu instalațiile metalice, cu elementele conductive externe, cu elementele sistemelor de alimentare și cu echipamentele de tehnologie a informației din spațiul (volumul) protejat.
Măsurile de conectare includ: liniile ehipotențiale dacă continuitatea electrică nu se obține prin conexiuni naturale și descărcătoare în cazul în care nu sunt permise conexiunile directe cu liniile echipotențiale. Acest lucru este ilustrat în Fig. 3.7.
Fig. 3.7. Legăturile echipotențiale de protecție pentru utilitățile intrânde în clădire.
Conceptul zonelor de protecție împotriva fulgerelor
Standardul IEC 61312-1, „Protecția împotriva impulsurilor electromagnetice produse de fulgere – partea 1: Principii generale” a devenit operațional încă din sptembrie 1997. Necesitatea elaborării acestui standard a fost impusă de creșterea varietății de sisteme electronice plasate în cladiri, cum ar fi: calculatoare, instalații de telecomunicații, instalații de control, etc., denumite în acest standard „sisteme de informații”.
Sistemele enunțate mai sus sunt sunt utilizate în multe domenii ale industriei și comerțului, incuzând controlul producției unităților industriale de mare amploare, mare complexitate și un capital investit important. În aceste cazuri, pagubele reflectate în costuri și nivel de siguranță produse de descărcările electrice sunt cu precădere de nedorit.
Standardul IEC 61662, Amendamentul 1 „estimerea riscurilor de producere a pagubelor datorare fulgerului”, Anexa C: „Structurile care conțin sisteme electronice”, analizează riscurile produse de LEMP și în principal pe efectele acestuia asupra echipamentelor electronice.
Principiile generale de protecție împotriva impulsului electromagnetic produs de fulger (LEMP) stabilire în standardele internaționale, europene și naționale indică modul în care se poate împărți o structură în diverse zone de protecție în concordanță cu conceptul zonelor de protecție împotriva fulgerului și modul în care execută legăturile echipotențiale între zonele de protecție definite, după cum se poate urmări în Fig. 3.8.
Volumul ce trebuie protejat („volumul de protejat”) se împarte în zone de protecție (ZP sau LPZ – Lightning Protection Zone). Aceste zone sunt formate din armăturile clădirilor, camere ecranate și din dispozitive care utilizează structuri metalice existente. Fiecare zonă de protecție se caracterizează prin modificări evidente a modului de transmitere a interferențelor produse de fulger la frontierele lor.
În cazul în care un sistem metalic de alimentare traversează frontiera unei zone acest sistem de alimentare poate fi tratat ca o interfață.
Pentru conductoarele pasive (conducte, cămășile cablurilor) protecția se realizează prin rețeaua metalică a zonei respective, iar pentru liniile electrice se utilizează descărcătoare (eclatoare) în scopul disipării energiei de interferență.
În standardul IEC 61312-1 se precizează:
Măsurile de protecție bazate pe conceptul zonelor de protecție împotriva fulgerelor se consideră a fi un mod de concepere a sistemului de protecție, până în momentul în care măsurile sunt acceptete.
Se specifică interferențele primare produse de decărcările electrice.
Se indică configurația circuitelor generatoarelor pentru simularea cutenților produși de fulgere.
Se precizează duratele componentelor curenților produși de fulgere, pentru întocmirea analizelor necesare.
Se tratează măsurile de realizare a legăturilor echipotențiale de protecție.
Se descriu rețelele de protecție electromagnetică ale clădirilor și ale camerelor.
Se preciează modul de utilizare al descărcătoarelor.
Fig. 3.8. Exemplu de împățire a clădirii în zone de protecție (ZP – LPZ).
Coordonarea măsurilor de protecției împotriva LEMP în cazul clădirilor noi sau în cazul modificărilor bine cunoscute în execuția sau utilizarea acestor structuri sunt descrise conform standardului în Tab. 3.2.
Proiectarea protecției împotriva LEMP
Proiectarea protecției împotriva LEMP trebuie făcută de către unexpert în protecția împotriva fulgerelor (cu cunoștinte aprofundate de EMC), în colaborare cu proprietarul, arhitectul, proiectantul sistemului informațional, alte instituții cu atribuții în domeniu și dacă este necesar și cu antreprenorii. Proiectarea trebuie începută cu definirea nivelelor de protecție.
Tab. 3.2. Coordonarea realizării protecției în cazul clădirilor noi și dezvoltarea corespunzătoare
a sistemelor de protecție în cazul clădirilor vechi, care necesită acest lucru.
Proiectarea protecției LEMP trebuie să parcurgă etapele ce vor fi prezentate în cele ce urmează.
1. Definirea nivelelor de protecție, conform paragrafului 3.2.1.
2. Definirea zonelor de protecție. Conform Fig. 3.8, volumul de protejat va fi împărtit în zone de protecție. Zonele de protecție se vor stabili în urma examinării clădirii, a camerelor și a echipamentelor, prin utilizarea elementelor metalice existente: fațade metalice, armături și insertii metalice. Stabilirea numărului zonelor de protecție se stabilește în funcție de capacitatea de amortizare a câmpului electromagnetic produs de fulger. zonele în care câmpul este neamortizat se vod defini ca fiind zone de protecție de gradul zero,subdivizate în:
zona de protecție 0A, în care are loc lovitura directă a fulgerului;
zona de protecție 0B, in care lovitura directă este împiedicată de structurile aeriene terminale.
Definirea zonelor de protecție și a frontierele acestora este un proces complex, elaborat în mod obșnuit etapa cu etapă. În cadrul acestui proces, specialistul în protecția împotriva fulgerelor se consultă în mod curent cu principalele părți implicate în realizarea construcției, în scopul elaborării unui concept general optim, ținând cont de toate realitățile structurale (tehnice și economice). Se obișnuiește spre exemplu să se atribuie nivele diferite de protecție diferitelor clădiri care alcătuiesc o mare intreprindere industrială, pa baza analizei riscurilor, după este exemplificat în Fig. 3.9.
Fig. 3.9. Zonele de protecție împotriva fulgerului (LPZ) și nivelele de protecție (PL).
3. Măsuri de ecranare a camerelor. În procesul de proiectare a metodelor de ecranare a clădirilor și a camerelor o deosebitaa importanță o are existența componentelor metalice ale cladirii (de exemplu acoperișul și fațadele metalice, armătura de oțel din beton, metalele din pereți, grătarele de metal, suporturile metalice ale structurilor, conductele de metal), elemente care formează un adevărat scut electromagnetic, dacă sunt conectate într-o rețea de protecție. În aceste stadiu de proiectare trebuie de perecizat (și de aprobat de către constructor) a următoarelor
toate armăturile de oțel din plafoane, pereți și podele trebuie înterconectate între ele și conectate la sistemul de împământare (cel mult la fiecare 5 m);
fațadele metalice vor fi transformate în ecrane prin conectarea lor la sistemul de împământare (la fiecare 5m sau chiar mai puțin);
toate structurile de metal din lafoane, pereți și podele trebuie înterconectate și legate la sistemul de împământare (cel mult la fiecare 5 m);
armăturile de oțel ale fundațiilor trebuie conectate la sistemul de împământare (cel mult la fiecare 5 m).
4. Rețelele de legături echipitențiale. Încă din faza de proiectare, trebuie avut în vedere ca toate instalațiile de metal care ajung în zona protejată să fie conectate la rețeaua de legături echipotențiale. Conectarea se face fie direct, fie prin intermediul eclatoarelor sau descărcătoarelor. Standardele prevăd că astfel de instalații includ:
electrozi de împământare (pentru instalațiile de telecomunicații) conectati direct sau prin intermediul eclatoarelor, electrozi de împământare auxiliari, electrozi de împământare de măsură (în paralel cu eclatoarele) și conductoare de ecranare conectate la pământ;
linii electrice (cămășile și armăturile de metal ale cablurilor (cabluri de telecomunicații și de date), cabluri aeriene și cabluri de alimentare cu energie electrică;
instalații neelectrice: conducte de apă, de încălzire, de gaz, de ventilație, tubulatura de aer condiționat, conductele pentru stingerea incendiilor, conducte ale sistemelor de protecție catodică sau ale sistemelor de limitare a curenților de fugă.
În cazul sistemelor de comunicații tehnice extinse, bara de egalizare a potențialului apartinând sistemului de protecție trebuie astfel plasată (în interiorul cladirii, aproximativ la nivelul pământului), astfel încât să preia funcția de „cale de împământare” (earth bus).Bara de împământare închisă în inel, trebuie să aibă o impedanță mică față de sistemul de împământare și față de sistemul de ecranare al zonei (Fig. 3.10).
Fig. 3.10. Bara de legături echipotențiale a sistmului d protecție impotriva fulgerului.
Măsurile de protecție bazate pe conceptul zonelor de protecție permit proiectantului să aleagă între două configurații ale sistemului de conectare echipotențial: în formă de buclă sau în formă de stea. În cele mai multe cazuri se proiectează sistemul echipotențial în formă de buclă. Dispozitivele și echipamentul aflat în zona de protecție trebuie să fie interconectate prin trasee cât mai scurte posibil, cu părțile metalice ale zonei de protecție și cu armăturile acestora. Proiectantul va folosi componentele metalice deja existente ale clădirii, cum ar fi: armăturile podelelor , pereților și ale plafoanelorși instalațiile de metal nenelectrice (conductele de ventilatie, suporturile de cable, etc.).
5. Legături echipotențiale pentru liniile electrice și conducte de alimentare plasate la limitele zonelor de protecție. După ce, cu acordul tuturor părților implcate au fost definite zonele de protectie se impune definirea clară a tuturor interfețelor sistemelor metalice de alimentare și a liniilor electrice. Oridecâte și de câte ori un sistem de alimentare traversează frontierele unei zone și implicit și sistemul de ecranare al acesteia, asupra acestor sisteme trebuie luate anumite măsuri. Pentru sistemele de alimentare și liniile care cu nu au tensiune și nu conduc curent electric, măsurile se concretizează conexiuni conductive. Liniile cu tensiune și conducție de curent electric sunt echipate cu descărcătoare care disipă energia de interferență (în cazul supratensiunilor induse de descărcările electrice) din linii, către ecranul conectat la pămât al zonei.
6. Plasarea și ecranarea cablurilor. Două zone de protectie locale și complet separate spatial pot fi transformate într-o singură zonă de protecție cu ajutorul unei linii de conectare a ecranelor (o conductă metalică de cablu, un traseu de cablu ecranat sau ecranele exterioare ale unor cabluri), conform Fig. 3.11.
Fig. 3.11. Ecranul liniei conectat la ecranele clădirii.
Realizarea protecției împotriva LEMP
Această etapă în finalizarea protecției LEMP, ce urmează proiectării, incude:
pregătirea diagramelor de descriere și expertiză;
elaborarea specificațiilor auxiliare;
finalizarea schemelor detaliate și a diagramelor de proces ale instalațiilor.
Aceste sarcini trebuie preluate de o firmă de inginerie electrică, cu suficientăexperiență pentru a putea îndeplini cu procedurile impuse de proiectare.
Spre exemplu, în documentație se specifică modul în care dulapurile metalice incintele și suporturile pentru cabluri pot fi incluse într-un sistem de conexiuni echipotențiale sub formă de plasă, în încăperile care conțin echipamente și sisteme aparținând de domeniul tehnologiei informației (Fig. 3.12).
Fig. 3.12. Legarea rețeleiechipotențial sub formă de plasă
la intrarea în dulapul metalic.
Este obligator să se întocmească lista detaliată a numărului și tipurilor de cabluri folosite, numărul de fire, modul de ecranare, tensiunile de funcționare, frecvențele semnalelor transmise.
Pe lângă acestea, trebuie indicate valorile descărcătoarelor folosite pentru liniile echipotențiale ale interfețelor zonelor de protecție împotriva fulgerului (Tab. 3.3).
Tab. 3.3. Parametrii uzuali ai descărcatoarelor instalați pe liniile de interfață ale zonelor de protecție împotriva fulgerelor.
Descărcătoarele incluse într-o schemă care are la bază conceptul zonelor de protecție împotriva fulgerelor sunt conectate în serie pe circuitul unui cablu.
Prin urmare, caracteristicile de ieșire ale descărcătoarelor succesive sunt stabilite astfel încât curenții ce se preconizează că vor apare să poată fi controlați.
În esență, proiectantul este liber să decidă modul optim în care să fie coordonată funcționarea descărcătoarelor, dispozitivelor și sistemelor, cât timp se garantează că interferențele apărute în zona respectivă vor fi mai mici decât valorile parametrilor caracteristici ai sistemelor ce asigură protecția zonei.
Protecția sistemelor electrice ale clădirilor împotriva supratensiunilor
Modul detaliat de tratare a protecției sistemelor electrice ale clădirilor împotriva supratensiunilor constituie obiectul standardului internațional IEC 60364. În cadrul acestui standard sunt definite următoarele:
Concordanța izolației (armonizarea izolatiei). Constă în clasificarea reciprocă a caracteristicilor izolației electrice a echipamentului, prin prisma condițiilor microambientale și a altor factori solicitanți importanți.
Supratensiunea permisă. Constă în valoarea maximă a supratensiunii de formă și polaritate convențională care nu produce conturnări sau străpungeri ale izolației în condiții specificate.
Valoarea nominală a supratensiunii. Reprezintă valoarea supratensiunii care nu produce efecte nedorite. Este indicată de producător pentru un anumit echipament sau un ansamblu al acestuia, reprezentând capacitatea izolației respective de a suporta vârfuri de tensiune periodice.
Categoria supratensiunii. Este o valoare numerică care specifică valoarea supratensiunii la care rezistă izolația. Categoriile se definesc prin I, II, III, IV.
Starea supratensiunii limitate. Reprezintă starea internă a unui sistem electric în cadrul căruia supratensiunile previzionate rămân limitate la o anumită amplitudine.
În standardul în discuție, „coordonarea izolației” cuprinde modul de selectare a caracteristicilor izolației unei componente a echipamentului, în funcție de rolul ei și de condițiile în care lucrează. Acest proces poate fi finalizat dacă caracteristicile echipamentului sunt stabilite pe baza cunoașterii solicitărilor la care poate fi supus respectivul echipament, pe întreaga durată de funcționare.
Ținând cont de supratensiunile accidentale, se constată că procedeul de coordonare a izolației se bazează pe starea supratensiunilor limitate. Există două tipuri de limtări:
Protecția în cadrul sistemului. Este starea interiorului sistemului, în care datorită caracteristicilor sistemului se presupune că posibilele supratensiuni tranzitorii rămân limitate va valori specificate ale amplitudinii.
Limitarea de protecție. Este starea din interiorul unui sistem în care datorită utilizării unor măsuri speciale de limitare a supratensiunilor, se poate presupune că posibilele supratensiuni tranzitorii vor fi limitate la valori specificate ale tensiunii.
Pentru a aplica principiul acoordonării izolației, trebuie ținut cont de doua tipuri diferite de supratensiuni tranzitorii:
Supratensiuni tranzitorii ce provin de la sistemul la care este conectat echipamentul prin terminalele sale.
Supratensiuni tranzitorii prodse chiar de echipamentul respectiv.
În scopul dimensionării echipamentului în concordanță cu principiul coordonării izolației, organismul responsabil cu standardizarea echipamentului trebuie să precizeze categoria supratensiunii, în funcție de utilizarea probabilă a echipamentului, luând în considerare și parametrii sistemului la care urmează a fi conectat echipamentul.
Categoriile de supratensiuni constituie niște mijloace de menținere a dispozitivelor în regim de funcționare, în concordanță cu cerințele impuse acestora și a face diferența dintre ele în funcție riscul probabil de scoatere din funcțiune. Corelate cu valorile supratensiunilor la care rezistă dispozitivele, categoriile de supratensiuni validează coordonarea cea mai potivită a izolației în întreaga instalație, constituind baza procesului de limitare a supratensiunilor, în scopul reducerii riscului de avarie la o valoare acceptabilă. O valoare numerică ridicată a categoriei de supratensiune indică o valoare mare a supratensiunii la care rezistă dispozitivele, oferind o mare plajă de alegere a metodelor de limitare a supratensiunilor.
Principiul categoriilor de suptensiuni se aplică echipamentelor alimentate direct de la susrse de joasă tensiune. Aplicarea metodei categoriilor de supratensiuni se bazează pe cerințele cuprinse în standardul IEC 60464-4-44. Pentru echipamentele alimentate direct de la un sistem de joasă tensiune stabilirea unei categorii de supratensiune se face pe baza următoarei descriei generale:
Echipamentul care face parte din categoria I de supratensiuni, este destinat conectării la instalația electrică de valoare fixă a clădirii. Măsurile împotriva supratensiunilor tranzitorii, se iau în afara dispozitivului, atât în instalația de alimentare cât și între instalația de alimentare și dispozitiv.
Echipamentul care face parte din catergoria II de supratensiuni, este destinat conectării la instalația fixă a clădirii (dispozitivele care includ aparetele cu destinație casnică, scule portabile sau aparatură similară).
Echipamentul care se încadrează în categoria III de supratensiuni constituie fie o parte din instalația fixă a clădirii, fie alte dispozitive cu un grad mare de utilizare (tablouri de distribuție, întrerupătoare, cabluri, trasee de bare, comutatoare, prize). Pe lângă acestea se adaugă și dispozitive de uz industrial cum ar fi motoarele electrice conectate permanent la instalația fixă a clădirii.
Echipamentul care se încadrează în catergoria IV de supratensiuni este destinat folosirii la instalația electrică a clădirilor, pe coloanele de alimentare (dispozitive de măsură electrice, dispozitive de protecție la supracurent, unități de control al gradului de deformare al tensiunii).
Supratensiunea nominală, corelată cu categoria de supratensiuni și cu tensiunea nominală a echipamentului este indicată în Tab. 3.4. Echipamentul cu valori speciale ale supratensiunii nominale, (având mai multe tensiuni nominale) poate fi încadrat în diverse categorii de supratensiuni.
Tab. 3.4. Impulsul nominal suportat de echipamentele
alimentate direct de la rețelele de joasă tensiune.
Pentru echipamentul care poate genera la terminalele sale supratensiuni (de exemplu aparatura electrică de comutare automată), supratensiunea nominală înseamnă că echipamentul nu trebuie să genereze supratensiuni care depășesc această valoare, în cazul în care funcționează conform standardului repectiv și a instrucțiunilor producătorului. Trebuie însă de precizat faptul că există întotdeauna riscul de producere a unor supratensiuni care să depășească valorile nominale, în funcție de condițiile impuse de circuitul în care funcționează.
Echipamentul care funcționează sub acțiunea unur categorii mai mari de supratensiuni, este prevăzut cu sisteme corespunzătoare de limitare a supratensiunilor. Amortizarea corespunzătoare a supratensiunilor se poate obține utilizând:
o instalație de protecție împotriva supratensiunilor;
un transformator cu înfășurări izolate (nu un autotransformator);
un sisten de distribuție cu multe ramificatii (care este capabil să descarce energia supratensiunilor);
o capacitate capabilă să acumuleze energia supratensiunilor;
o rezistență sau elemente de amortizare similare care au capacitatea de a descărca energia supratensiunilor.
Toate instalațiile de protecție împotriva supratensiunilor din interiorul sistemului sau a echipamentului trebuie să fie capabile să descarce o energie mai mare decât instalațiile de protecție din punctele de conectare ale sistemului, în cazul în care cele din urmă au o tensiune de funcționare mai mare.
Protecția sistemelor de telecomunicații împotriva supratensiunilor
Reglementările standardelor din acest domeniu se referă la siguranța instalațiilor și aparatelor de telecomunicații (sistemele de telecomunicații și dispozitivele de telecomunicații), din punct de vedere al vieții sau sănătății utilizatorilor sau al siguranței în funcționare a altor aparate. Pe de altă parte, reglementările impun măsuri de asigurare a integrității sistemelor informatice sau de prelucrare a datelor pentru care nu există standarde corespunzătoare [6].
În [6], secțiunea „Telecomunicații; împământare și conexiuni echipotențiale”, se tratează „ecranul liniilor” (ecranele conductoare cu care sunt prevăzute liniile de anumite forme geometrice) și integrarea construcțiilor metalice și a armăturilor în sistemul de ecranare destinat protecției sistemelor de telecomunicații. La realizarea ecranului electromagnetic și implicit a legăturii echipotențiale poate contribui și ecranul individual al liniei dacă ambele sale capete sunt conectate la potențialul de referință,
Integrarea structurilor de oțel și a armăturilor în întregul sistem de împământare. În cazul clădirilor care necesită condiții speciale de împământare, se impune utilizarea structurilor de oțel și a armăturilor în sistemul de împământare, pentru a preveni aparipentru a preveni apariția diferențelor de potențial între diferitele zone ale clădirii și prin aceasta a curenților de egalizare. Pentru acesta, armătura trebuie conectată la bara de împământare, dacă componentele armăturii sunt conectate între ele.
Egalizarea curenților în armătură, în paralel cu conductoarele de egalizare a potențialului conectate între diverse puncte, poate provoca interferențe cu sistemul de telecomunicații. Aceasta deoarece, datorită impedanței excesive apare un cuplaj nedorit cu circuitele de telecomunicații. Conectarea fără întreruperi a armăturii se poate realiza spre exemplu prin sudare sau îmbinare corespunzătoare. Dacă din considerente de eforturi statice sudarea nu este posibilă, trebuie adăugate structurui suplimentare de oțel sudate unele de altele și îmbinate corespunzător cu armătura.
Conectarea fară întreruperi a armăturii este posibilă chiar în cazul clădirilor din prefabricate, doar în perioada de construcție a clădirii. Din acest motiv, structurile echipotențiale de oțel și armături trebuie luate în calcul încă din faza de proiectare a fundațiilor și a construcției clădirii.
Standarde pentru componente și dispozitive de protecție
Standardele internaționale (IEC) și standardele naționale (Cenelec) cu privire la componentele și dispozitivele de protecție împotriva fulgerelor și a supratensiunilor sunt actualizate în permanență. Rolul acestora constă în clarificarea modului de funcționare și posibilitățile de utilizare a acestor echipamente.
Componente de conexiune
Standardul referitor la protecția împotriva fulgerelor, pentru componente (terminale), conectori) [7], specifică cerințele impuse și testele la care trebuie supuse componentele conductive ale curentului de descărcare a fulgerului. Acest standard este supus în permananță completării Comisiei Europene de Standardizare (Cenelec). Pe lângă considerațiile cu privire la îmbătrânirea echipamentului (simularea procesului continuu de coroziune întâlnit în practică) standardul include un test al curentului produs de fulger (10/350 μs), după cum urmează. Clasificarea producătorilor pentru componentele de conexiune, cuprinde clasele H și L, testate după cum urmează:
H (încărcare mare), curent de încercare de 100 kA (10/350 μs).
L (încărcare normală), curent de test de 50 kA (10/350 μs).
Criteriile de trecere a testelor referitoare la curenții produși de fulger sunt de exemplu: valoarea rezistenței de contact suficient de scăzută, producerea unor pagube, deformări sau desprinderi ale diverselor părți, neînsemnate. Pe lângă acestea, sunt precizate valorile cuplului de răsucire la care trebuie să reziste componentele de conexiune prinse prin șuruburi.
Descărcătoare pentru curenții fulgerelor și supratensiunilor
Activitățile comitetului IEC SC 37A, competent în standardizarea internațională a descărcătoarelor este prezentată în Fig.3.13. Standardizarea internațională a descărcătoarelor este reglementată de standardul IEC 61643-1 [8]. Conform acestui standard, descărcătoarele se clasifică în patru clase.
Clasa A.Descărcătoare aeriene, instalate pe liniile de joasă tensiune în locuri în care nu pot fi atinse. Încercarea se face cu supracurenți cu un front de creștere de 8/20 μs (Fig.3.14).
Clasa B. Descărcătoare instalate inscopul protecției conexiunilor echipotentiale împotriva fulgerelor, controlând loviturile directe. Ele sunt testate printr-un curent de test Iimp cu un front de creștere de 10/350 μs (Fig. 3.14).
Fig. 3.13. Standardizarea IEC SC 37A „Dispozitive de protecție pentru joasă tensiune”.
Clasa C. Descărcătoare de protecție pentru instalațiile fixe , spre exemplu în zonele de distribuție. Aceste descărcătoare sunt încercate la un supracurent nominal de descărcare Isn cu un front de creștere de 8/20 μs (Fig.3.14).
Fig. 3.14. Comparație între curenții dispozitivelor de protecție la supracurenți (SPDs).
Clasa D.Descărcătoare pentru protecția instalațiilor fixe sau mobile în special în zona prizelor sau inaintea terminalelor. Pentru testarea acestor descărcătoare, se folosește un generator (cu o rezistență internă de 2 Ω) care produce în gol o supratensiune de 1,2/50 μs și în scurtcircuit un supracurent de 8/20 μs. Tensiunea la gol Uoc produsă de generator și utilizată pentru încercări, constituie un parametru al acestor descărcătoare.
Principalii parametri care impun alegerea descărcătoarelor
Tensiunea nominală Uc. Tensiunea Uc indică valoarea maximă a tensiunii de funcționare a descarcătorului pentru care sunt îndeplinite performanțele indicate de producător.
Nivelul protecției Up. Acest parametru caracterizează abilitatea descărcătorului de a limita interferența la valoarea nepericuloasă Up. Nivelul de protecție pe care trebuie să-l asigure descărcătorul depinde de locul în care acesta se instalează (de catergoria supratensiunii) și/sau de capacitatea de rezistență la supratensiuni a dispozitivului ce trebuie protejat.
Capacitatea de descărcare. Acesta este un parametru decisiv în cazul în care descărcătorul trebuie ales în concordanță cu pericolele potențiale (lovituri directe, lovituri la distanță sau supratensiuni induse).
Performanțele reale ale descărcătorului sunt reflectate de acest parametru care indică curentul de descărcare de test/supracurentul/șocuri combinate de curenți care pot fi descărcați în siguranță, fără a perturba considerabil funcționarea sa. Tot pe baza acestui parametru se face și clasificarea descărcătoarelor:
Curenții de descărcare de încercare, Iimp® Clasa B.
Supracurenții Isn sau Imax® Clasa A, C.
Șocuri mixte Uoc® Clasa D.
Capacitatea de rupere/atenuarea curentului de descărcare IF. Acest parametru este impurtant pentru descărcătoarele descărcătoarele cu cameră de stingere și indică limita până la care curentul de descărcare va fi atenuat automat de către descărcător.
Dispozitive de deconectare/siguranțe de protecție. Sunt dispozitive deosebit de importante în special în cazul suprasarcinii descărcătoarelor, în cazul in care acestea nu sunt corect proiectate sau folosite și în cazul îmbătrânirii lor datorită unui număr mare de descărcări.
Coordonarea descărcătoarelor în funcție de necesități și locații.
Fig. 3.14 și Tab. 3.5, demonstrează modul de coordonare a descărcătoarelor, cu precizarea claselor de descărcătoare.
Clasa B de descărcătoare (decărcătoare ale curentului produs de fulger). Plasarea acestor descărcătoare se face în zona rețelei de alimentare cu energie electrică a clădirii, zonă în care pot apărea curenți parțiali datorați fulgerului mari.
Clasa C de descărcătoare. Zona tipică de amplasare a acestor descărcătoare este zona de distribuție. În această zonă trebuie controlate cu siguranță valorile tensiunii reziduale ale descărcătoarelor și șocurile de curenți (8/20 μs) de ordinul kA.
Fig. 3.15.Posibilități de amplasare a descărcătoarelor, clasificate în categorii
de supratensiuni, conform IEC.
Tab. 3.5.Sugestii pentru alegerea și repartizarea descărcătoarelor..
Clasa D de descărcătoare. Aceste descărcătoare sunt plasate atât între zona de distribuție și zona de consum (terminală), cât și la prizele de alimentare a consumatorilor.
În ceea ce privește descărcătoarele din clasa D, se precizează că rolul lor primordial al acestora nu este de protecție împotriva unui șoc de curent ci acela de protecție împotrva unor supratensiuni Uoc, a căror amplitudine va fi limitată la valori nepericuloase. Valorile tipice ale tensiunilor periculoase (care apar la intrările consumatorilor sau la prizele de alimentare) sunt cuprinse în domeniul 2,5 – 4 kV.
DESCĂRCĂTOARE FINDER. APLICAȚII PRACTICE
Pentru a putea alege tipul descărcătorului (SPD-ului) pentru a-l monta într-o instalație,trebuie săse cunoască datele tehnice specifice fiecăruia, parametrii care au fost prezentați în capitolul 3 al acestei lucrări.
Tensiunile de conectare a descărcătoarelor FINDER sunt prezentate în tabelul de mai jos.
Instalarea descărcătoarelor FINDER
Metodele de instalare constituie un rolimportant în protejarea dispozitivelor ce trebuie a fi protejate.O instalare efectuată necorespunzător face inutilă prezențaunui dispozitiv SPD în instalație.
La începutul instalării trebuie să analizăm cum și unde trebuie conectat descărcătorul luând în calcul nivelul de protecție efectivă. Nivelul de protecție efectivă ține cont,în afară de Up a SPD-ului și de căderea de tensiune de la capetele conductoarelor de conectareale descărcătorului (SPD-ului).
Realizând conexiuni foarte lungi, atât înspre descărcător cât și înspre dispozitivele ce trebuiesc protejate, se introduc valori de tensiune pe care nu avem cum să lecunoaștem, care se adună la Up a descărcătorului alterând, ba chiar, anulând capacitatea deprotecție oferită de descărcător (SPD).
Pentru a garanta protecția oferită de SPD, la instalare trebuie săse respecte o serie de atenționări tehnice, care sunt descrise în cele ce urmează:
Echipamentul de protejat trebuie să fie conectat la bara echipotențială la care este conectatdescărcătorul (SPD-ul), și nu la orice bară echipotențială aflată în clădire cum este prezentat în figura 4.1;În acest caz este introdusă inductanța care conectează bara echipotențială la care este conectat echipamentul de protejat cu bara echipotențială la care este conectat SPD-ul. În acest caz, ΔU este obținut prin însumarea celor 3 contribuții, iar Up/f va atinge, valori foarte mari.
Fig. 4.1.Conectare greșită a descărcătorului la o bară echipotențială oarecare.
Lungimea cablurilor dinspre și înspre SDP nu trebuie să depășească 50 cm. În cazul în care conexiunile depășesc lungimea de 50 cm, trebuie realizată conexiunea"intrare-ieșire", prezentată în figura 4.2.Această conexiune este recomandată deoarecereduce contribuția ΔU.În cazul conexiunilor "intrare-ieșire", cablurile de intrare și de ieșire din descărcător (SPD)trebuie menținute pe cât posibil la distanță.
Fig. 4.2.Conexiunea „intrare – ieșire”.
În figura 4.3 este prezentată o variantă de instalare corectă a descărcătorului.
Fig. 4.3.Variantă de instalare corectă a descărcătorului.
Îmbunătățirea nivelului de protecție prin reducereainductanței dintre conductoare, poate fi obținută prin:
răsucireaconductoarelor(conform figurii 4.4);
utilizarea cablurilor ecranate (conform figurii 4.5).
Fig. 4.4.Reducereainductanței dintre Fig. 4.5.Reducereainductanței dintre
conductoare prin răsucirea conductoarelor. conductoare prin utilizarea cablurilor ecranate.
Fig. 4.6.Conexiune greșită. Cabluri prea lungi. Fig. 4.7.Conexiune greșită. Cabluri prea lungi.
așezare a. așezare b.
În figura 4.8 sunt prezentate două moduri de conectare a descărcătorului: – unul greșit și alul corect. În figura din stânga regăsim modul eronat de conectare în care conductorul de împământare este legat împreună cu conductoarele protejate.În acest caz se poate produce un cuplaj inductiv careanuleazăefectul descărcătorului (SPO-ului);
O altă eroare ce trebuie de evitat este aceea de apune conductorul de împământare conectatla descărcător (SPD) împreună cuconductoarele protejate. În acest caz, sepot produce supratensiuni induse asupraconductoarelor protejate.
În figura din dreapta regăsim modul corect de conectare în care conductorul de împământare este separat de neutru. O instalare corectă prevede conectareaconductorului de împământare de ieșire dindescărcător (SPD) la o bară echipotențială, pe trasee dedicate.
Fig. 4.8.Instalare:
stânga – greșită –Conductorul de împământare împreunăcu conductoarele protejate.Se poate produce un cuplaj inductiv care anulează efectul descărcătorului (SPO-ului);
dreapta – corectă – Conductorul de împământare separat de neutru..
După luarea deciziei cu privire la echipamentul de protejat, trebuie stabilit unde va fi instalatdescărcătorul (SPD-ul). Cu cât SPD-ul este mai aproape de echipamentul de protejat, cu atâtnivelul de protecție este mai ridicat. Cu cât este mai Îndepărtat, cu atât nivelul de protecțiescade.
Un descărcător (SPD) instalat într-un panou nu oferă protecție pentru toate echipamenteleaflate în aval.Acesta protejează numai până la o anumită distanță, compatibilă cu tensiuneaadmisibilăa echipamentelor conectate.
În prezent, normativul nu stabilește limite în ceea ce privește capacitatea de protecție a unuidescărcător (SPD), doar dacă este poziționat până la 10 m de echipamentul de protejat.Este recomandat ca distanța de protecție maximă să nu depășească3 m.
Aplicații industriale ale descărcătoarelor FINDER
În sectorul industrial, criteriile de instalare sunt asemănătoare cu cele din sectorul civil,diferența constând doar în numărul de faze. Instalațiile industriale pot fi TN, IT și TT, acesteadin urmă fiind tipice și sectorului civil.
Cu referire la EN 60364 din care rezultă CEI 64-8, sunt definite trei tipuri de sisteme de distribuțiecare diferăîn funcție de conectarea la împământare a sistemului conductoarelor active și deconectarea la împământare a maselor:
În vederea clasificării lor se utilizează două litere care au următoarea semnificație:
Prima literă: T = neutrul este legat la pământ
Prima literă: I = neutrul este legat la pământ sau legat la pământ prin intermediul unei impedanțe
A doua literă: T = mase legate la pământ
A doua literă N = mase conectate la neutrul sistemului
Sistemul TN
În cazul sistemului TN, neutrul este conectat direct la instalația de împământare. Masele suntconectate direct la conductorul de neutru (TN-C) sau printr-un conductor de protecție (TN-S).
Dacă conductorul de neutru are rol și de conductor de protecție, ia denumirea de PEN.
Făcând trimitere la Varianta 2 a CEI 64-8, modalitatea corectă de instalare a descărcătoarelor(SPD-urilor) cere conexiunea de "Tip A", care prevede ca SPD-urile să fie instalate întreconductoarele active și conductorul de protecție principal sau între conductoarele active șicolectorul principal pentru împământare. Dintre cele două, trebuie ales cel mai scurt traseu.
Fig. 4.9.Sistemul TN.
Fig. 4.10.Conexiune de " 'Tip A"': Descărcător (SPD) amplasat
între conductoare active și PEN.
În dreptul panoului secundar, un sistem TN-C, ar putea deveni TN-S, iar ca și dispozitive deprotecție la contactele indirecte pot fi utilizate întreruptoare diferențiale (RCD) după cum este prezentat în figura 4.11.
Fig. 4.11.Conexiune de " 'Tip A"' și coordonare energetică
realizată cu descărcătoare (SPD) FINDER.
În panoul principal, în aval de dispozitivele de curent maxim, se instalează un descărcător(SPD) de Tip 1, iar în panoul secundar, în amonte de diferențial, un descărcător (SPD) de Tip 2,prevăzut cu 4 varistoare.
Sistemul IT
Fig. 4.12.Sistemul IT.
În sistemul IT, neutrul este izolat sau conectat la pământ printr-o impedanțăde valoaremare (pentru 230/400V, sute de Ohmi), în timp ce masele sunt conectate la instalația localăde împământare. Acesta este un sistem folosit pentru instalații cu exigențe specifice în ceea ceprivește continuitatea funcționării.
Și acest tip de instalare cere conexiunea de "Tip A".
Fig. 4.13.Conexiune de " Tip A": Descărcător (SPD)
între conductoare active și PEN.
Sistemul IT este utilizat în condiții speciale, de exemplu, în industrii în care producția nu poate fi întreruptă. La prima defecțiune, un sistemIT devine sistem TT sau TN, motiv pentru care sistemul continuă să funcționeze corect, iarproducția nu va fi oprită. PE preia potențialul fazei defecte, însă aceastanu constituie o problemă deoarece PE și toate părțile care pot fi atinse în același timp preiauacelași potențial, deci nu pot apărea diferențe periculoase de potențial.
În funcție de tipul de IT, dacă este cu neutru distribuit sau nedistribuit, descărcătoarele trebuiealese ținând cont de tensiunea care poate apărea în caz de defectare a SPD-urilor.
Fig. 4.14.Sistem IT cu neutru nedistribuit.
Pentru sistemele IT cu neutrul distribuit, valoare nominală de întrerupere a curentului subsecventpentru SPD-ul (descărcătorul) conectat între Neutru și PE (pământ) ar trebui să fie aceeașica și pentru SPD-ul conectat între fazăși neutru.
Sistemul TT
Fig. 4.14.Sistem TT.
În sistemul TT neutrul este conectat direct la pământ în timp ce masele sunt conectate lao instalație de împământare locală, separată de cea a neutrului.
Făcând trimitere la Varianta 2 a CEI 64-8, În sistemele TT, descărcătoarele (SPD-urile) pot ficonectate la rețeaua electrică după conexiunea de "Tip B" sau de "Tip C". Conexiunea de"Tip B" presupune ca SPD-urile săfie conectate între fiecare dintre conductoarele active șiconductorul principal de protecție sau, dacă traseul este mai mic, între fiecare dintreconductoarele active și colectorul principal pentru împământare.
Fig. 4.15.Conexiune de "Tip B": Descărcătorul (SPD) conectat
la faze și neutru se legat la pământ.
Conexiunea de "Tip C"presupune conexiuneadescărcătoarelor(SPD-urilor) între fiecareconductor de fazășineutru și între conductorulde neutru șiconductorul de protecțiesau, dacă traseul estemai mic, între neutru șicolectorul principalpentru împământare.
În conexiunea de "Tip B" descărcătoarele sunt conectate în aval de diferențial deci, o eventualăsupratensiune va traversa mai întâi diferențialul înainte de a ajunge la descărcător (SPD).
Aceasta înseamnă că un diferențial normal, ca urmare a solicitărilor electrodinamice asociatesupratensiunilor, poate să explodeze sau pur și simplu săse deschidă, întrerupând circuitul.
Fig. 4.16.Conexiune de "Tip C": SPD-urilesunt conectate între faze/neutru
și între neutru/pământ.
Fig. 4.17. Conexiuneaunui descărcător (SPD) prevăzut
cu varistoare și eclator în amonte de diferențial.
Fig. 4.11.Conexiune de " 'Tip C"' și coordonare energetică
realizată cu descărcătoare (SPD) FINDER.
Exemple de instalare pentru aplicații industriale
Panou pentru automatizăti industriale protejate de un SPD de tip combinat (Tipul 7P.04).
LUCRARE PRACTICĂ
Fig. 5.1.Schema de montaj.
Montajul experimental a constat în realizarea unui tablou electric de joasă tensiune de distribuție a energiei electrice, pentru un consumator casnic simulat printr-o rezistență (element de încălzire pentru un filtru de cafea). Sarcina electrică rezistivă se caracterizează prin parametrii: Pn = 800 W, Un = 230 V.
Mai jos se redă imaginea de ansamblu.
Așa cum se poate observa din figură, tabloul electric conține:
lampă prezență tensiune UN = 230 V;
transformator de distribuție tip toroidal cu datele din (fișa de lucru?);
voltmetrul V1 (tensiune secundar);
microîntrerupător automat pentru protecția sarcinii rezistive (16 A);
șunt + ampermetru pentru măsurarea curentului de sarcină;
voltmetrul V2 pentru măsurarea tensiunii pe sarcină.
După microîntrerupătorul automat care are rol practic de comutare a tensiunii de alimentare pe sarcina rezistivă R, s-a montat între fază, nul și pământ dispozitivul de protecție la supratensiuni pe bază de varistor din material oxid de zinc (ZnO) combinat cu un microîntrerupător pentru protecția la suprasarcini și scurtcircuite.
Dispozitivul de fabricația Schneider Electric are următoarele date tehnice ….. .
Tabloul electric realizat permite conectarea la un autotransformator ATR – 8, prin intermediul căruia se poate varia tensiunea în primarul transformatorului toroidal și se obțin diferite valori ale tensiunii în secundar și implicit diferite valori ale curentului de sarcină. Voltmetrele și ampermetrul sunt cu afișor led? alimentate separat de la o sursă de 230 V c.a.
Schema electrică a tabloului de distribuție de joasă tensiune se prezintă mai jos.
În continuare, s-a analizat elementul neliniar de protecție la supratensiuni de la un dispozitiv pe bază de varistor din ZnO (cod SPCT2 – 075V).
Schema electrică pentru montajul experimental fiind dată mai jos.
Elementul neliniar de tip varistor s-a alimentat de la transformatorul toroidal ridicător de tensiune, după care s-a montat o punte redresoare monofazată pentru a obține tensiune continuă de alimentare și curent de sarcină continuu, prin elementul neliniar de tip varistor în scopul obținerii caracteristicii statice I = f(U), curentul măsurându-se prin intermediul unui miliampermetru de c.c. și tensiunea printr-un voltmetru de c.c.
Datele experimentale obținute sunt redate în următorul tabel:
În continuare se prezintă caracteristica statică I = f(U) și se observă aliura crescătoare a caracteristicii și s-a încercat și o aproximare matematică a acestei caracteristici, ecuația fiind utilă în obținerea caracteristicii rezistenței dinamice funcție de tensiune.
Funcția de aproximare pentru i = f(u);
unde α = 3 … 4 (≈ 3,8), k = 1,23∙10-6
S-a trasat caracteristica Rd = f(U) deoarece elementul neliniar d tip varistor funcționează la variații bruște ale supratensiunii. Se observă aliura descrescătoare a rezistenței dinamice a elementului neliniar de tip varistor odată cu creșterea tensiunii.
Practic la o tensiune foarte mică sau egală cu 0 rezistența dinamică Rd are valoare maximă, iar pe măsură ce crește supratensiunea, Rd scade și permite stabilirea unui curent de descărcare prin conductorul de împământare. De preferat ca acest curent de descărcare să fie cât mai mic posibil, o valoare prea mare conducând la deconectarea microîntrerupătorului automat asociat cu elementul varistor din dispozitivul de protecție montat în tabloul electric de distribuție (foto).
CONCLUZII
Lucrarea de față a avut în vedere analiza dispozitivului de protecție la supratensiuni pentru consumatorii electrocasnici, gama de joasă tensiune.
S-a analizat dispozitivul de protecție la supratensiune asociat cu microîntrerupător automat de tip (SPCT2 – 075V) s-a analizat în urma unui montaj experimental efectuat și s-a trasat grafic caracteristica statică curent de descărcare funcție supratensiune, pentru elementul neliniar de tip varistor de la dispozitivul de protecție la supratensiune tip SPTCT – 2 – 01 s-a găsit o relatie matematică de aproximare a caracteristicii statice și de asemenea s-a trasat caracteristica rezistență dinamică funcție de supratensiune observând aliura acesteia.
În urma analizei acestui dispozitiv de protecție la supratensiuni se poate trage concluzia că elementele neliniare pe bază de oxid de zinc realizează protecția consumatorilor casnici de joasă tensiune, în anumite limite dar aliura caracteristicii de protecție poate fi ameliorată prin utilizarea de eventual alte materiale pentru elementele neliniare sau realizarea unor dispozitive de protecție comandate care să intre în funcțiune la anumite valori de prag sau critice ale supratensiunii.
DEFINIȚII ȘI ABREVIERI
Definiții
Abrevieri
JT – joasă tensiune
MT – medie tensiune
ÎT – înaltă tensiune
CEI – International Electrotechnical Commission
IEEE – Institute of Electrical and Electronics Engineers
UE – Uniunea Europeană
SE – sistem energetic
ESD – Electrotstatic Discharge
(Nuclear electromagnetic impulse – NEMP)
ZP sau LPZ – Lightning Protection Zone
BIBLIOGRAFIE
[1]. Peter Hase, „ Overvoltage protection of Low Voltage Systems”, Published by The Institute of Egeneering and Technology, London, United Kingdom, 2008.
[2]. IEC 61312-1: 1995-02: “Protection against lightning electromagnetic impulse. Part 1: General principles”, Central de la Commission ElectrotechniqueInternationale. Geneva CH-1211, Feb.1995
[3]. LANG, U., and LINDNER, H.: “Überspannungen in Hochspannungsschaltanlagen – Schutz von Sekundäreinrichtungen”, Elektrizitätswirtschaft, 1986, 22,pp. 680–683
[4]. HASSE, P., WIESINGER, J,“Lightning protection for fulfilling the principlesof EM”, DEHN publication No. SD 321E, reprint from etz, 7, 1995, pp.12–13.
[5]. IEC 61662, Amendment 1: “Assessment of the risk of damage due to lightning, Annex C: Structures containing electronic systems”. Bureau Central de la CommissionElectrotechnique Internationale, Genève, May 1996.
[6]. DIN IEC60050 Part 151: 1983-12, section 151-01-16.
[7]. E DIN EN 50164-1 (VDE 0185 Part 201) “Lightning protection components. Part 1: : Requirements for connection components”, 1997-03.
[8]. IEC 61643-1 “Surge protective devices connected to low-voltage distribution systems, Part 1: Performance requirements and testing methods”, 1998-02.
[9]. RE-I 23/1974, “Instrucțiuni pentru exploatarea și întreținerea instalațiilor de legare la pământ”.
[10]. F – 1E – 8/1974,“Fișă tehnologică. Instalații electrice. Executarea instalațiilor de legare la pământ”.
[11]. RE-Ip 6-1976, “Îndreptar de proiectrae pentru prize de pământ cu bentonită”.
[12]. RE-FT 61-77,“Execuția și verificarea prizelor de pământ cu bentonită”.
[12]. 1RE-I-226-2002,“Instrucțiuni de realizare a protecțiilor împotriva supratensiunilor în instalațiile electrice de joasă tensiune”.
[13]. STAS 930/65.
[14]. Colectivul de specialiști FINDER, “Ghid de utilizare a descărcătoarelor de supratensiune”, septembrie 2012.
BIBLIOGRAFIE
[1]. Peter Hase, „ Overvoltage protection of Low Voltage Systems”, Published by The Institute of Egeneering and Technology, London, United Kingdom, 2008.
[2]. IEC 61312-1: 1995-02: “Protection against lightning electromagnetic impulse. Part 1: General principles”, Central de la Commission ElectrotechniqueInternationale. Geneva CH-1211, Feb.1995
[3]. LANG, U., and LINDNER, H.: “Überspannungen in Hochspannungsschaltanlagen – Schutz von Sekundäreinrichtungen”, Elektrizitätswirtschaft, 1986, 22,pp. 680–683
[4]. HASSE, P., WIESINGER, J,“Lightning protection for fulfilling the principlesof EM”, DEHN publication No. SD 321E, reprint from etz, 7, 1995, pp.12–13.
[5]. IEC 61662, Amendment 1: “Assessment of the risk of damage due to lightning, Annex C: Structures containing electronic systems”. Bureau Central de la CommissionElectrotechnique Internationale, Genève, May 1996.
[6]. DIN IEC60050 Part 151: 1983-12, section 151-01-16.
[7]. E DIN EN 50164-1 (VDE 0185 Part 201) “Lightning protection components. Part 1: : Requirements for connection components”, 1997-03.
[8]. IEC 61643-1 “Surge protective devices connected to low-voltage distribution systems, Part 1: Performance requirements and testing methods”, 1998-02.
[9]. RE-I 23/1974, “Instrucțiuni pentru exploatarea și întreținerea instalațiilor de legare la pământ”.
[10]. F – 1E – 8/1974,“Fișă tehnologică. Instalații electrice. Executarea instalațiilor de legare la pământ”.
[11]. RE-Ip 6-1976, “Îndreptar de proiectrae pentru prize de pământ cu bentonită”.
[12]. RE-FT 61-77,“Execuția și verificarea prizelor de pământ cu bentonită”.
[12]. 1RE-I-226-2002,“Instrucțiuni de realizare a protecțiilor împotriva supratensiunilor în instalațiile electrice de joasă tensiune”.
[13]. STAS 930/65.
[14]. Colectivul de specialiști FINDER, “Ghid de utilizare a descărcătoarelor de supratensiune”, septembrie 2012.
Copyright Notice
© Licențiada.org respectă drepturile de proprietate intelectuală și așteaptă ca toți utilizatorii să facă același lucru. Dacă consideri că un conținut de pe site încalcă drepturile tale de autor, te rugăm să trimiți o notificare DMCA.
Acest articol: Protectia la Supratensiuni Joasa Tensiune (ID: 163279)
Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.