Beskyttelseskonsept

Konsekvenser av overspenning

Visning av beskyttelseskretsprinsippet  

Visning av beskyttelseskretsprinsippet

Beskyttelseskretsprinsippet beskriver et sømløst tiltak for å beskytte mot overspenning. I den forbindelse trekker man en tenkt krets rundt objektet som skal beskyttes. På alle punkter der ledningene krysser denne kretsen, skal det installeres overspenningsbeskyttelsesutstyr. De nominelle dataene for respektiv strømkrets skal tas hensyn til ved valg av beskyttelsesutstyr. Dermed er området innenfor beskyttelseskretsen sikret på en slik måte at ledningsført overspenning unngås konsekvent.

Beskyttelseskretskonsepter kan inndeles videre i følgende områder:

  • Strømforsyning
  • Måle-, styre- og reguleringsteknikk
  • Informasjonsteknikk
  • Sende- og mottaksanlegg

Beskyttelsessoner

Plassering av de enkelte beskyttelsessonene med en typisk enebolig som eksempel  

Plassering av de enkelte beskyttelsessonene med en typisk enebolig som eksempel

For å oppnå effektiv beskyttelse er det viktig å fastsette hvor utsatt utstyr befinner seg og hvilke påvirkninger som gjør at de nettopp er utsatt. Bildet viser en typisk enebolig som eksempel med forklaring av plasseringen av de enkelte beskyttelsessonene.

Forkortelsen LPZ står for "Lightning Protection Zone" og betegner de forskjellige fareområdene. Man skiller mellom følgende soner:

  • LPZ 0A (direkte lynpåvirkning): Betegner det utsatte området utenfor bygningen.
  • LPZ 0B (direkte lynpåvirkning): Betegner det beskyttede området utenfor bygningen.
  • LPZ 1: Betegner en sone innenfor bygningen som er utsatt som følge av energirik overspenning.
  • LPZ 2: Betegner en sone innenfor bygningen som er utsatt som følge av mindre energirik overspenning.
  • LPZ 3: Sonen er utsatt som følge av overspenning og andre påvirkninger som oppstår fra utstyret og selve ledningene.

Effekter av støtstrøm i ledninger

Hvordan induksjonsspenning i ledninger oppstår  

Hvordan induksjonsspenning i ledninger oppstår

Ved begrensning av overspenning dreier det seg om avledning av høyfrekvent strøm og dermed om transiente prosesser. Det betyr at det i første omgang ikke er den ohmske motstanden, men den induktive motstanden i en ledning som er utslagsgivende.

Når slik støtstrøm avledes mot jordpotensialet, genereres det på nytt overspenning mellom innkoblingspunktet og jord i henhold til induksjonsloven.

u0 = L x di/dt
u0 = Indusert spenning i V
L = Induktivitet i Vs/A i H
di = Strømendring i A
dt = Tidsintervall i s

Den induktive motstanden kan kun reduseres ved å forkorte ledningslengden eller parallellkoble avlederstrekninger. Derfor er en maskeformet potensialutligning med tettest mulige masker den absolutt beste tekniske løsningen for å holde avlederstrekningens totale impedans og dermed restspenningen på et minimum.

Potensialutjevning

Potensialutjevningssystemer  

Potensialutjevningssystemer

Komplett beskyttelse oppnår man kun med en fullstendig isolering eller fullstendig potensialutjevning. Men fordi en fullstendig isolering ikke er mulig for mange praktiske anvendelser, gjenstår kun den fullstendige potensialutjevningen.

I den forbindelse skal alle elektrisk ledende deler tilkobles potensialutjevningssystemet. Forbindelsen fra spenningsførende ledninger til den sentrale potensialutjevningen etableres ved hjelp av beskyttelsesutstyr. Ved overspenning blir disse ledende, og kortslutter overspenningen. På den måten kan skader som følge av overspenning effektivt forhindres.

Potensialutjevningssystemer kan være oppbygget på forskjellige måter:

  • Linjeformet potensialutjevning
  • Stjerneformet potensialutjevning
  • Maskeformet potensialutjevning

Den maskeformede potensialutjevningen er i den forbindelse den mest effektive metoden, da alle elektrisk ledende deler har en separat ledning, og ekstra ledninger kobler alle sluttpunkter via kortest mulige vei. Denne typen potensialutjevning er hensiktsmessig i spesielt ømfintlige anlegg, for eksempel datasentre.

Flertrinns beskyttelseskonsept for strømforsyningen

Nødvendige tiltak for å beskytte utstyr og anlegg er inndelt i to eller tre trinn, avhengig av beskyttelsesutstyr og ventede miljøpåvirkninger. Beskyttelsesutstyret for de enkelte trinnene har primært forskjellige avlederegenskaper og beskyttelsesnivå i henhold til hvilket beskyttelsestrinn de kan tilordnes.

Tretrinns beskyttelseskonsept med adskilt installerte beskyttelsestrinn:

  • Type 1: lynavleder
    Beskyttelsesnivå < 4 kV, vanlig installeringssted: hovedfordeling
  • Type 2: overspenningsbeskyttelsesutstyr
    Beskyttelsesnivå < 2,5 kV, vanlig installeringssted: underfordeling
  • Type 3: komponentbeskyttelse
    Beskyttelsesnivå < 1,5 kV, vanlig installeringssted: foran sluttutstyret

Beskyttelsestrinnene 1 og 2 er også mulig i en kombinasjonsavleder type 1+2. Dette beskyttelsesutstyret imøtekommer kravene som stilles til avledere type 1 og 2. Den enkle installeringen utgjør den største fordelen. Det finnes heller ingen spesielle installeringsbetingelser å ta hensyn til.

Tretrinns beskyttelseskonsept med kombinasjonsavleder type 1+2 og separat avleder type 3:

  • Kombinasjonsavleder type 1+2
    Beskyttelsesnivå < 2,5 kV, vanlig installeringssted: hovedfordeling
  • Type 3: komponentbeskyttelse
    Beskyttelsesnivå < 1,5 kV, vanlig installeringssted: foran sluttutstyret

PHOENIX CONTACT AS

Strømsveien 344
N-1081 Oslo
+47 22 07 68 00