INNE EBOOKI AUTORA
-24%
Autor:
Wydawca:
Format:
pdf, ibuk
Cechą charakterystyczną współczesnych urządzeń elektrycznych i elektronicznych jest ich stosunkowo
niewielka odporność udarowa. Dotyczy to zarówno odporności na bezpośrednie oddziaływanie impulsowego
pola elektromagnetycznego, jak i odporności na działanie napięć i prądów udarowych dochodzących do tych
urządzeń z sieci zasilającej oraz z linii przesyłu sygnałów.
Znaczną część uszkodzeń urządzeń i systemów elektronicznych wywołują napięcia i prądy udarowe powstające
podczas wyładowań piorunowych. Obecnie szkody wywołane przez przepięcia atmosferyczne są wielokrotnie
większe od zniszczeń powstających podczas bezpośrednich uderzeń piorunów w obiekty budowlane
(pożary, uszkodzenia budynków, uszkodzenia instalacji itp.).
Zaprojektowanie i wykonanie poprawnie działającego systemu ograniczania narażeń piorunowych do odpowiedniego
poziomu wymaga posiadania niezbędnych informacji dotyczących:
podstawowych parametrów charakteryzujących zagrożenie występujące podczas:
– bezpośrednich wyładowań piorunowych w obiekty budowlane lub w ich bliskim sąsiedztwie,
– bezpośrednich wyładowań piorunowych w instalacje dochodzące do obiektów lub wyładowań w sąsiedztwie
tych instalacji,
poziomów odporności przyłączy zasilania i sygnałowych urządzeń na działanie napięć i prądów udarowych,
poziomów odporności urządzeń i systemów na oddziaływanie piorunowego pola elektromagnetycznego,
możliwości ograniczania występujących zagrożeń przez elementy i układy ograniczające napięcia i prądy
udarowe,
wybranych zagadnień zewnętrznej i wewnętrznej ochrony odgromowej obiektów budowlanych.
Narażenia powstające wskutek bezpośredniego oddziaływania rozpływającego się prądu piorunowego lub
przepięcia atmosferyczne są szczególnie groźne dla urządzeń pracujących w rozbudowanych systemach elektronicznych.
W takich przypadkach nawet drobne uszkodzenie pojedynczego urządzenia może unieruchomić
cały system. Analizując zagrożenie piorunowe należy zwrócić uwagę na:
wszelkiego rodzaju systemy telekomunikacyjne,
sieci komputerowe,
urządzenia stosowane w służbie zdrowia,
systemy, których awaria lub błędne działanie może stworzyć zagrożenie dla środowiska naturalnego (np.
systemy elektroniczne w zakładach przemysłu chemicznego),
systemy kontrolno-pomiarowe w energetyce,
urządzenia w rozległych systemach elektronicznych instalowane na otwartym terenie (np. stacje benzynowe,
oczyszczalnie ścieków itp.).
Powyższe fakty powodują gwałtowny wzrost zainteresowania problematyką kompleksowej ochrony przed
piorunowym impulsem elektromagnetycznym, ze zwróceniem szczególnej uwagi na stworzenie warunków
bezawaryjnego i niezawodnego działania systemów elektronicznych.
Przystępując do projektowania urządzenia piorunochronnego LPS (Lightning Protection System) w obiekcie
budowlanym, w którym będą zainstalowane rozbudowane systemy elektroniczne, należy posiadać podstawowy
zasób wiedzy technicznej umożliwiający rozwiązywanie problemów związanych z:
ochroną odgromową obiektów budowlanych, ze szczególnym uwzględnieniem zasad ochrony przed bezpośrednim
oddziaływaniem rozpływającego się prądu piorunowego,
ochroną przed piorunowym impulsem elektromagnetycznym,
ochroną instalacji elektrycznej oraz zasilanych urządzeń przed rozpływającym się prądem piorunowym
oraz przepięciami atmosferycznymi,
wyrównywaniem potencjałów wewnątrz obiektów budowlanych, ekranowaniem przed piorunowym polem
elektrycznym i magnetycznym,
zakresem badań, doborem i rozmieszczaniem urządzeń ograniczających przepięcia SPD (Surge Protective
Device) w instalacji elektrycznej oraz w liniach przesyłu sygnałów,
sposobem prowadzenia badań odporności urządzeń i systemów na działanie napięć i prądów udarowych
oraz wymaganymi dopuszczalnymi poziomami odporności przyłączy zasilania i sygnałowych urządzeń
chronionych systemów na działanie udarów,
zasadami koordynacji odporności udarowej przyłączy urządzeń z istniejącym zagrożeniem piorunowym
oraz z możliwościami różnorodnych urządzeń ograniczających przepięcia,
zasadami prowadzenia badań i wymaganymi poziomami odporności urządzeń oraz całych systemów elektronicznych
na działanie impulsowego pola magnetycznego,
koordynacją układania przewodów wszelkiego rodzaju instalacji wewnątrz obiektów budowlanych,
doborem materiałów stosowanych do budowy urządzeń piorunochronnych.
Podstawowe informacje dotyczące projektowania i wykonawstwa urządzeń piorunochronnych zawarto
w normach zestawionych w tabelach 1.1. i 1.2.
Należy zauważyć, że w tabelach ograniczono się tylko do zestawienia norm zawierających podstawowe informacje
i zalecenia dotyczące ochrony odgromowej i ograniczania przepięć w instalacji elektrycznej i liniach
przesyłu sygnałów. Dodatkowo należy uwzględnić wymagania dotyczące:
kompatybilności elektromagnetycznej urządzeń, należy zwrócić szczególną uwagę na poziomy odporności
udarowej przyłączy zasilania i sygnałowych urządzeń (rozdział 5),
układania sieci kablowych służących do rozprowadzania sygnałów telewizyjnych, radiofonicznych i usług
interaktywnych, tworzenia systemów uziomowych, dotyczy to szczególnie obiektów nadawczo-odbiorczych,
wyrównania potencjałów oraz ekranowania w obiektach budowlanych.
Zasób wiedzy technicznej zawarty w przedstawionych normach jest dostateczny do ograniczenia narażeń
piorunowych w typowych obiektach budowlanych, w których pracują podstawowe systemy elektroniczne.
Przedstawione informacje mogą okazać się niewystarczające w przypadkach dużych obiektów przemysłowych
i telekomunikacyjnych, centrów obliczeniowych, elektrowni, lotnisk i innych obiektów zawierających
systemy elektryczne i elektroniczne, od których wymagane jest pewne i niezawodne działanie.
Rok wydania | 2011 |
---|---|
Liczba stron | 246 |
Kategoria | Elektrotechnika i energetyka |
Wydawca | Dom Wydawniczy MEDIUM |
ISBN-13 | 978-83-929689-3-1 |
Numer wydania | 1 |
Język publikacji | polski |
Informacja o sprzedawcy | ePWN sp. z o.o. |
INNE EBOOKI AUTORA
POLECAMY
Ciekawe propozycje
Spis treści
SPIS TREŚCI | |
1. Wstęp | 7 |
1.1. Symbole graficzne elementów i układów ochronnych | 11 |
2. Zagrożenie piorunowe instalacji w obiekcie budowlanym | 12 |
2.1. Podstawowe parametry prądów piorunowych | 12 |
2.2. Zagrożenie związane z rozpływem prądów piorunowych w obiekcie | 15 |
2.3. Zagrożenia związane z zewnętrzną instalacją usługową | 17 |
2.4. Zagrożenia związane z indukowaniem się udarów podczas wyładowania | |
w obiekt budowlany lub w jego pobliżu | 18 |
2.5. Wyznaczanie napięć i prądów indukowanych w pętlach przewodów | 18 |
2.5.1. Napięcia i prądy indukowane w strefie LPZ 1 | 19 |
2.5.2. Napięcia i prądy indukowane w kolejnych strefach | 22 |
3. Napięcia i prądy udarowe w obwodach niskiego napięcia | 22 |
3.1. Wyładowania piorunowe w LPS obiektów budowlanych | 22 |
3.2. Wyładowania piorunowe w sąsiedztwie obiektu budowlanego | 24 |
3.3. Wyładowania piorunowe w sąsiedztwie linii dochodzących do obiektu | 25 |
3.4. Stany nieustalone w sieci elektroenergetycznej | 27 |
3.5. Impulsy elektromagnetyczne eksplozji nuklearnych | 28 |
3.5.1. Napięcia i prądy indukowane przez NEMP | 30 |
3.6. Przepięcia rejestrowane w instalacji elektrycznej w obiektach budowlanych | 31 |
3.7. Przenoszenie napięć udarowych przez transformatory | 35 |
3.8. Napięcia i prądy udarowe w obwodach sygnałowych | 35 |
3.8.1. Obwody telekomunikacyjne | 36 |
3.8.2. Systemy informatyczne | 40 |
3.8.3. Systemy kontrolno-pomiarowe w stacjach elektroenergetycznych | 41 |
4. Strefowa koncepcja ochrony przed przepięciami | 43 |
5. Odporność udarowa przyłączy urządzeń | 48 |
5.1. Badania odporności udarowej urządzeń | 48 |
5.1.1. Udary | 49 |
5.1.2. Przebiegi oscylacyjne tłumione | 52 |
5.1.3. Serie szybkich zakłóceń impulsowych | 52 |
5.2. Poziomy odporności udarowej urządzeń | 53 |
5.2.1. Przyłącza zasilania | 53 |
5.2.2. Przyłącza sygnałowe | 55 |
6. Wyrównywanie potencjałów w obiektach budowlanych | 57 |
6.1. Ogólne zasady wyrównywania potencjałów instalacji wprowadzanych | |
do obiektu budowlanego | 57 |
6.1.1. Główna szyna wyrównawcza | 60 |
6.1.2. Główny pierścień wyrównawczy | 60 |
6.2. Wyrównywanie potencjałów wewnątrz obiektu budowlanego | 64 |
7. Ograniczanie przepięć w instalacji elektrycznej w obiekcie budowlanym | 65 |
7.1. Urządzenia do ograniczania przepięć typu 1 | 67 |
7.1.1. Zasady doboru i montażu | 70 |
7.1.1.1. Układy połączeń SPD | 72 |
7.1.1.2. Podstawowe zasady montażu | 77 |
7.1.2. SPD o napięciowym poziomie ochrony poniżej 4000 V | 81 |
7.1.3. SPD o napięciowym poziomie ochrony poniżej 2500 V | 83 |
7.1.4. SPD o napięciowym poziomie ochrony poniżej 1500 V | 84 |
7.1.5. Koordynacja właściwości SPD typu 1 z wymaganiami EMC urządzeń | 86 |
7.1.6. Oddziaływanie prądów udarowych na zabezpieczenia nadprądowe | 87 |
7.2. SPD typu 2 | 89 |
7.2.1. Zasady doboru i montażu | 91 |
7.3. SPD typu 3 | 94 |
7.3.1. Dobór i instalacja | 97 |
8. Wielostopniowe systemy ograniczania przepięć w instalacji elektrycznej | 98 |
8.1. Układy SPD typu 1 i 2 | 98 |
8.2. Układy SPD typu 2 i 3 | 103 |
8.3. Układ SPD a chronione urządzenie | 103 |
8.4. Zasady tworzenia wielostopniowego systemu ograniczania przepięć | 105 |
8.5. Podstawowe błędy występujące przy projektowaniu i montażu systemów SPD | 109 |
8.5.1. Błędy w fazie projektowania instalacji elektrycznej | 109 |
8.5.1.1. Błędna ocena występującego zagrożenia instalacji elektrycznej | 109 |
8.5.1.2. Niewłaściwe rozmieszczenie układów SPD różnych typów | 109 |
8.5.1.3. Błędne układy połączeń | 111 |
8.5.1.4. Brak koordynacji poziomów ograniczania przepięć przez układy SPD | |
z odpornością udarową chronionych urządzeń | 111 |
8.5.1.5. Różnice potencjałów pomiędzy instalacjami dochodzącymi do urządzenia | 111 |
8.5.2. Błędy przy montażu SPD | 111 |
8.5.2.1. Długie przewody stosowane do połączeń SPD | 111 |
8.5.2.2. Siły dynamiczne działające pomiędzy przewodami z prądem udarowym | 112 |
8.5.2.3. Brak lub niewłaściwy dobór zabezpieczenia nadprądowego | 112 |
8.5.2.4. Wydmuch gazów na zewnątrz SPD | 112 |
8.6. Eksploatacja i konserwacja SPD | 113 |
9. Elementy i układy do ochrony przed przepięciami w obwodach sygnałowych | 116 |
9.1. Elementy i urządzenia ograniczające przepięcia | 117 |
9.1.1. Iskierniki gazowe | 117 |
9.1.2. Warystory | 127 |
9.1.3. Diody zabezpieczające | 131 |
9.1.4. Diody tyrystorowe | 136 |
9.2. Elementy i układy tłumiące przepięcia | 137 |
9.2.1. Filtry dolnoprzepustowe | 138 |
9.2.2. Filtry górnoprzepustowe | 139 |
9.2.3. Sęki ćwierćfalowe | 140 |
9.2.4. Właściwości ochronne filtrów przeciwzakłóceniowych | 141 |
9.3. Elementy i urządzenia separujące | 144 |
9.3.1. Transformatory separujące | 145 |
9.3.2. Transoptory | 145 |
9.3.3. Światłowody | 147 |
9.3.4. Zasady skutecznej separacji galwanicznej | 147 |
10. Urządzenia do ograniczania przepięć w systemach przesyłu sygnałów | 149 |
10.1. Zasady doboru urządzeń ograniczających przepięcia | 151 |
10.2. Zasady poprawnego montażu i kontroli stanu SPD | 161 |
10.2.1. Spadki napięć na przewodach łączących SPD | 162 |
10.2.2. Koordynacja współdziałania pomiędzy SPD w układach wielostopniowych | 164 |
10.2.3. Różnice potencjałów pomiędzy instalacjami dochodzącymi do urządzenia | 165 |
10.3. Przykłady doboru urządzeń ograniczających przepięcia | 166 |
10.3.1. Abonencka stacja końcowa w systemie cyfrowej transmisji sygnałów ISDN | 166 |
10.3.2. Urządzenia stacji bazowych GSM | 172 |
10.3.3. Transmisja sygnałów za pomocą kabli koncentrycznych | 177 |
11. Koordynacja układania instalacji niskonapięciowych w obiektach budowlanych | 178 |
11.1. Ogólne zasady układania przewodów w obiekcie budowlanym | 178 |
11.2. Odstępy między przewodami różnych instalacji | 180 |
11.3. Układanie przewodów między obiektami | 184 |
12. Przykłady ochrony przed przepięciami instalacji i urządzeń w obiekcie budowlanym | 186 |
12.1. Ograniczanie przepięć w systemach zasilania gwarantowanego | 186 |
12.2. Instalacje prądu stałego | 192 |
12.3. Ograniczanie przepięć w instalacjach elektrowni wiatrowych | 196 |
12.3.1. Ograniczanie przepięć w instalacji elektrycznej | 197 |
12.3.2. Ograniczanie przepięć w systemach przesyłu sygnałów | 197 |
12.4. Ochrona urządzeń na dachach obiektów | 200 |
12.5. Ograniczanie przepięć w instalacjach elektrycznych niewielkich obiektów | 204 |
12.6. Ochrona systemów antenowych | 206 |
12.7. Ochrona odgromowa i przeciwprzepięciowa urządzeń systemów telewizji dozorowej | 208 |
12.7.1. Poziomy odporności udarowej urządzeń | 208 |
12.7.2. Ograniczanie przepięć w instalacji elektrycznej | 209 |
12.7.3. Ograniczanie przepięć dochodzących do przyłączy sygnałowych | 210 |
12.7.4. Ochrona odgromowa kamer | 212 |
12.8. Ochrona odgromowa i przeciwprzepięciowa systemów fotowoltaicznych | 214 |
12.8.1. Ochrona przed bezpośrednim działaniem prądu piorunowego | 215 |
12.8.2. Ochrona przed przepięciami w instalacji elektrycznej | 216 |
12.9. Ograniczanie przepięć w systemach kontrolno-pomiarowych | 219 |
12.9.1. Sterowniki | 219 |
12.9.2. Przetworniki i czujniki | 222 |
12.9.3. Obwody iskrobezpieczne | 224 |
12.10. Ograniczanie przepięć dochodzących do telekomunikacyjnych urządzeń abonenckich | 228 |
12.11. Ograniczanie przepięć w okablowaniu strukturalnym | 231 |
12.12. Ograniczanie przepięć w systemach telemechaniki | 235 |
12.13. Iskierniki do połączeń wyrównawczych | 236 |
13. Podsumowanie | 239 |
14. Literatura | 241 |