Чоловік встановлює пристрій захисту від перенапруг у шафу керування

Захист від перенапруг — основні принципи Технології, стандарти й директиви щодо захисту від перенапруг

Тут ви знайдете відповіді на такі запитання:

Як виникає перенапруга і які в неї наслідки?
Як створити дієвий захист від перенапруги?
Які технології використовуються у концепції захисту і в продукції?
Що слід врахувати?

Головна сторінка
Технології
Захист від перенапруг — технологія
Захист від перенапруг — основні принципи

Технології, стандарти й директиви щодо захисту від перенапруг

Від виникнення перенапруги і до готової концепції захисту

Можливо, у вас зібралось багато питань — починаючи з питання щодо того, як взагалі виникають перенапруги, і закінчуючи технічними відомостями про мережеві системи або окремими вузлами рішення захисту від перенапруг та пристроєм. На цих сторінках і в цій електронній брошурі ми хочемо відповісти на ці запитання. Бажаємо цікавого читання!

Відкрити електронну брошуру

Причини перенапруг

Перенапруги — що це, власне, таке? Як виникає перенапруга? Як вони потрапляють до пристроїв і установок? Напевно, ви вже також запитували себе про це. Далі наведено детальну інформацію про технології захисту від перенапруг.

Причини виникнення

Тривалість перенапруг обчислюється частками секунди. Через це їх також називають перехідними напругами або перехідними процесами. Час їх зростання дуже короткий і становить лише кілька мікросекунд, перш ніж вони знову відносно повільно затухають протягом не більш ніж 100 мікросекунд.
Перенапруги виникають унаслідок таких подій:

розряди блискавки (LEMP)
Для позначення грозових розрядів використовується фаховий термін LEMP. Англійською це означає Lightning Electromagnetic Pulse (електромагнітний імпульс грозових розрядів).
Удари блискавки під час грози викликають надзвичайно високі перехідні перенапруги. Ці перенапруги набагато вище тих, які виникають унаслідок комутаційних операцій або електростатичного розряду. Однак перенапруги такого типу виникають відносно рідко порівняно з іншими видами.

комутаційні операції (SEMP)
Для позначення комутаційних операцій використовується абревіатура SEMP. Англійською це означає Switching Electromagnetic Pulse (комутаційний електромагнітний імпульс).
У цьому випадку під комутаційними операціями розуміється перемикання потужних машин або короткі замикання в мережі електричного живлення. Під час цих процесів за частки секунди виникають дуже сильні зміни струму у відповідних проводах.

електростатичні розряди (ESD)
Англійська абревіатура ESD розшифровується як Electrostatic Discharge і означає електростатичний розряд.
У цьому випадку відбувається передача електричного заряду при наближенні або контакті тіл, які мають різні електростатичні потенціали. Можна навести загальновідомий приклад, коли відбувається електричний розряд людини, яка займалася бігом на килимовій доріжці, накопичуючи при цьому електричний заряд, — цей заряд потім розряджається, якщо людина торкається металевого заземленого предмета, наприклад поручня.

Види зв’язку

Перенапруги можуть потрапляти в електричні кола різними шляхами. Ці шляхи називають видами зв’язку.

Гальванічний зв’язок (ліворуч), індуктивний зв’язок (по центру) та конденсаторний зв’язок (праворуч)

Гальванічний зв’язок
Так називають перенапруги, які потрапляють безпосередньо в електричні кола. Це можна спостерігати, наприклад, під час ударів блискавки. При цьому до перенапруги призводять високі амплітуди струму блискавки на опорі заземлення відповідної будівлі.
Усі проводи, під’єднані до центральної системи вирівнювання потенціалів, піддаються впливу цієї напруги. У проводах, якими передається струм блискавки, виникає додаткова перенапруга. Її появу можна пояснити головним чином індуктивною складовою опору проводів внаслідок великої крутизни струму. В основі розрахунків лежить закон електромагнітної індукції: u0 = L x di/dt.

Індуктивний зв’язок
Цей процес відбувається за трансформаторним принципом під дією електромагнітного поля навколо проводу, яким протікає струм. Зовнішня перенапруга, що безпосередньо виникає при цьому, призводить до утворення струму розряду у відповідному проводі зі значною величиною наростання.
Одночасно з цим навколо проводу виникає сильне магнітне поле, подібно до первинної обмотки трансформатора. Магнітне поле індукує перенапругу в інших проводах, що знаходяться в полі його дії, подібно до вторинної обмотки трансформатора. Проводами зовнішня перенапруга потрапляє до підключеного пристрою.

Конденсаторний зв’язок
Ця зовнішня перенапруга завжди відбувається за допомогою електричного поля між двома точками з великою різницею потенціалів. Над відводом грозового розрядника утворюється високий потенціал унаслідок грозового розряду. Між відводом та іншими частинами з нижчим потенціалом виникає електричне поле.
Це можуть бути, наприклад, провідники для передачі електричного та сигналів або пристрої всередині будівлі. Відбувається переміщення заряду через електричне поле. А це призводить до зростання напруги або до перенапруги у відповідних провідниках і пристроях.

Напрямок дії перенапруг

Перенапруги у відповідних електричних колах діють у двох напрямках.

Поздовжня напруга (ліворуч) і поперечна напруга (праворуч)

Поздовжня напруга
Поздовжні напруги [UL] з’являються внаслідок перенапруг або високочастотних напруг перешкод між активними проводами і землею. Також використовують такі терміни, як несиметричний або синфазний режим.
Несиметричні напруги становлять загрозу насамперед для компонентів, що знаходяться між активними потенціалами і заземленням, а також для ізоляції між активними потенціалами і землею. Вони призводять до пробоїв на друкованих платах або обладнанні, що підводить напругу до заземлених частин корпусу.

Поперечна напруга
Поперечні напруги [UQ] з’являються внаслідок перенапруг або високочастотної напруги перешкод між активними проводами електричного кола. Використовуються також такі терміни, як симетричний і диференційний режим.
Симетричні перенапруги становлять загрозу для входу напруги і сигналу у пристроях та інтерфейсах. Вони призводять до прямого перевантаження та руйнування відповідного обладнання в системах електропостачання або у компонентах для обробки сигналів.

Наслідки впливу перенапруг

Перенапруги, що виникають в електричній схемі, у більшості випадків заподіюють шкоду обладнанню і пристроям. Для пристроїв, які постійно перебувають в експлуатації, ризик особливо високий. Такі ушкодження можуть призводити до дуже великих витрат.
Оскільки не лише купівля нових пристроїв коштує грошей, але й ремонт старих. Ще дорожче обходиться тривалий простій обладнання або навіть втрата програмного забезпечення чи даних.

Частота виникнення збитків внаслідок перенапруг (Джерело: GDV/2019)

Частота виникнення збитків

У статистичних звітах страхових компаній щорічно публікуються суттєві дані про частоту виникнення збитків унаслідок перенапруг. Шкода, заподіяна обладнанню, у більшості випадків відшкодовується користувачеві електронних установок страховою компанією. Шкода програмному забезпеченню та простій установки з великими фінансовими витратами в багатьох випадках залишаються незастрахованими.
Статистика німецьких страхових компаній за 2019 рік показує, що значну частину загальної шкоди становлять збитки, спричинені перенапругою й ударами блискавок. Незважаючи на те, що в останні роки розмір шкоди трохи зменшився, страхові компанії щорічно сплачують приблизно 200 млн. євро за полісами страхування домашнього майна та житла (джерело: GDV)

Пошкодження електронного компонента внаслідок перенапруги

Потенціал виникнення небезпеки

Кожна електрична схема працює з указаною для неї напругою. Тому будь-яке підвищення напруги понад верхню межу допуску є перенапругою.
Обсяг завданої шкоди сильно залежить від електричної міцності використовуваних конструктивних елементів і від кількості енергії, що може перетворюватися у відповідній електричній схемі.

Схема принципу захисного кола

Концепція захисту

Принцип захисного кола передбачає вичерпні заходи для захисту від перенапруг. При цьому потрібно помістити все устаткування, що захищається, до уявного кола. В усіх точках, де коло перетинають проводи, необхідно встановити пристрої захисту від перенапруг. Вибираючи пристрої захисту, слід враховувати номінальні дані кожної схеми. Завдяки цьому зона всередині захисного кола є безпечною та надійно захищеною від перенапруг, що передаються проводами.
Принцип захисного кола можна поділити на такі сфери застосування:

Електричне живлення
Технології КВП
інформаційні технології
Передавальні та приймальні установки

Розташування окремих захисних зон на прикладі типового приватного будинку

Захисні зони

Для створення дієвого захисту важливо визначити, де знаходяться пристрої, що перебувають під загрозою, і чим вони можуть бути пошкоджені. На цьому рисунку зображено типовий приватний будинок, на прикладі якого пояснено розташування окремих зон захисту.

Скороченням LPZ (Lightning Protection Zone — зона блискавкозахисту) позначаються різні ділянки можливого виникнення пошкоджень. При цьому розрізняють такі зони:

LPZ 0_A (безпосередній вплив блискавки): позначає ділянку можливої небезпеки поза будівлею;
LPZ 0_B (безпосередній вплив блискавки): позначає захищену ділянку поза будівлею;
LPZ 1: позначає зону всередині будівлі, у якій існує ризик виникнення сильних перенапруг.
LPZ 2: позначає зону всередині будівлі, у якій існує ризик виникнення нижчих перенапруг.
LPZ 3: пошкодження в цій зоні можуть виникнути внаслідок перенапруг або інших впливів, які створюють самі пристрої та провідники.

Виникнення індукованої напруги у проводах

Наслідки впливу імпульсних струмів у проводах

При обмеженні перенапруги йдеться про відведення високочастотних струмів і разом із тим про перехідні процеси. Це означає, що головну роль відіграє не омічний, а індуктивний опір провідника.
При відведенні таких імпульсних струмів на потенціал заземлення за законом електромагнітної індукції виникають повторні перенапруги між точкою введення і землею.

u0 = L x di/dt

u0 = індукована напруга у В
L = індуктивність у Vs/A в H
di = змінення струму в A
dt = часовий інтервал в с

Індуктивний опір можна скоротити лише зменшенням довжини провідника або паралельним підключенням ліній відводу. Тому для зменшення загального імпедансу лінії відведення, а з ним і залишкової напруги, кращим технічним рішенням є замкнене вирівнювання потенціалів, якщо можливо, з дрібними петлями.

Системи вирівнювання потенціалів

Вирівнювання потенціалів

Повний захист досягається лише за рахунок повної ізоляції або повного вирівнювання потенціалів. Але оскільки на практиці повна ізоляція в багатьох випадках просто неможлива, залишається використовувати лише повне вирівнювання потенціалів.
Для цього необхідно під’єднати всі електропровідні частини до системи вирівнювання потенціалів. Під’єднання провідників, що знаходяться під напругою, до центральної системи вирівнювання потенціалів проводиться через захисні пристрої. У разі перенапруги вони починають проводити струм і забезпечують коротке замикання перенапруги. Так можна уникнути наслідків імпульсних перенапруг.
Системи вирівнювання потенціалів можуть мати різну побудову:

лінійне вирівнювання потенціалів
зіркоподібне вирівнювання потенціалів
петлеподібне вирівнювання потенціалів

При цьому петлеподібне вирівнювання потенціалів є найдієвішим методом, оскільки всі струмопровідні частини оснащуються окремим провідником, а додаткові провідники з’єднують усі кінцеві пункти за найкоротшим маршрутом. Цей вид вирівнювання потенціалів застосовується в особливо чутливих установках, наприклад в обчислювальних центрах.

Багатоступенева концепція захисту для електричного живлення

Заходи для захисту пристроїв і установок можуть включати в себе два або три ступені залежно від типу розрядника та прогнозованих умов експлуатації. Захисні пристрої для окремих ступенів істотно відрізняються один від одного пропускною здатністю розрядника та рівнем захисту відповідно до приналежності до певного ступеня захисту.
Триступенева концепція захисту з роздільно встановленими ступенями захисту:

Тип 1: блискавкозахисний розрядник
Рівень захисту <4 кВ, типове місце використання: головний розподільник
Тип 2: розрядник для захисту від перенапруг
Рівень захисту <2,5 кВ, типове місце використання: вторинний розподільник
Тип 3: захист пристроїв
Рівень захисту <1,5 кВ, типове місце використання: перед кінцевим пристроєм
Ступені захисту 1 та 2 також можна реалізувати за допомогою комбінованого розрядника типу 1+2. Цей пристрій захисту відповідає вимогам, що висуваються до розрядників типів 1 і 2. Істотною перевагою є простота монтажу. Немає також необхідності дотримання особливих умов монтажу.
Триступенева концепція захисту з використанням комбінованого розрядника типу 1+2 й окремого розрядника типу 3:
комбінований розрядник типу 1+2
Рівень захисту <2,5 кВ, типове місце використання: головний розподільник
Тип 3: захист пристроїв
Рівень захисту <1,5 кВ, типове місце використання: перед кінцевим пристроєм

Завантажити брошуру про основні принципи захисту від перенапруг

Наша брошура містить огляд основних принципів блискавкозахисту й захисту електричних установок від перенапруг. Швидко ознайомтеся з найважливішими фактами. Дізнайтеся, які існують рішення для задоволення вимог вашої галузі. Або здобудьте нові знання про зв’язки та приховані фактори, про які знають лише спеціалісти.

Бажаємо цікавого читання!

Завантажити брошуру «Основні принципи захисту від перенапруг»

Компоненти та захисні пристрої

Коли виникають перенапруги, необхідно в найкоротший час накоротко замкнути відповідні пристрої та кабелі з системою вирівнювання потенціалів. Для цього доступні різні компоненти з відповідними характеристиками. Здебільшого ці компоненти вирізняються характеристикою спрацьовування та пропускною здатністю розрядника.

Позначення на схемах і вольт-амперна характеристика діода-супресора

Діоди-супресори

Характеристики

У загальному випадку функція визначається як тонкий захист.
Дуже короткий час реагування.
Низьке обмеження напруги.
Стандартне виконання з низьким допустимим навантаженням по струму та високою пропускною здатністю.
Максимальна пропускна здатність розрядника становить близько 750 A за номінальної напруги 5 В.
У разі збільшення номінальної напруги значно зменшується пропускна здатність розрядника.

Особливості

У наявності є також діоди з вищою номінальною напругою та більшою пропускною здатністю розрядника. Однак ці конструкційні форми мають істотно більші розміри, а тому не використовуються в комбінованих захисних схемах.

Умовні позначення:

U_R = зворотна напруга
U_B = напруга на пробій
U_C = напруга обмеження
I_PP = струм імпульсу
I_R = зворотний струм

Позначення на схемах і вольт-амперна характеристика металооксидних варисторів

Варистори

Характеристики

У загальному випадку функція визначається як середньочутливий захист.
Час відгуку знаходиться в нижньому діапазоні наносекунд.
Реагують швидше, ніж газонаповнені пристрої захисту.
Не викликають супроводжуючого струму в мережі.

Особливості

Варистори з номінальним струмом розряду до 2,5 кА використовують як середньочутливі захисні пристрої у КВП. В області електричного живлення варистори з номінальним струмом розряду до 3 кА є важливим компонентом схем у розрядниках типу 3 для захисту пристроїв. Значно потужніші варистори використовують у розрядниках для захисту від перенапруг типу 2. У стандартному виконанні в цій сфері застосування вони витримують номінальні струми розряду до 20 кА. Для спеціальних випадків застосування передбачено також пристрої захисту типу 2 з номінальним струмом до 80 кA.

Умовні позначення:

A = високоомний робочий діапазон
B = низькоомний робочий діапазон / діапазон обмеження

Позначення на схемах і вольт-амперна характеристика газонаповненого розрядника для захисту від перенапруг

Газонаповнені розрядники для захисту від перенапруг

Характеристики:

У загальному випадку функція визначається як середньочутливий захист.
Час відгуку знаходиться в середньому діапазоні наносекунд.
У стандартному виконанні пристрої відводять струми до 20 кА.
Незважаючи на велику пропускну здатність розрядника компонент має зовсім невеликі розміри.

Особливості:

У цьому компоненті вольт-амперна характеристика із залежністю напруги від часу призводить до залишкових напруг, які можуть досягати кількох 100 В.

Умовні позначення:

Статична характеристика спрацьовування
Динамічна характеристика спрацьовування

Позначення на схемах і вольт-амперна характеристика іскрового проміжку

Іскрові проміжки

Характеристики

Основний елемент блискавкозахисного розрядника
Висока здатність гасіння супроводжуючих струмів мережі
Відносно висока швидкість спрацьовування
Вольт-амперна характеристика залежить від наростання напруги в часовому проміжку

Особливості

У більшості випадків основним елементом потужного блискавкозахисного розрядника є іскровий проміжок. У цьому компоненті два іскрових роги розташовуються один проти одного на невеликій відстані. Унаслідок перенапруги відбувається пробій між іскровими рогами і виникає електрична дуга. Цей плазмовий проміжок закорочує перенапругу. При цьому протікають дуже високі струми з круто зростаючою характеристикою, величина яких досягає тризначного значення в кА. Є відкриті та закриті іскрові проміжки. У силу фізичних особливостей відкриті іскрові проміжки мають вищу пропускну здатність розрядника та гасну здатність.

Технологія Arc-Chopping (з амплітудним обмеженням) довела свою високу ефективність для іскрових проміжків. При цьому навпроти електродів додатково розташовується так звана перегородка. Електрична дуга між електродами витісняється у напрямку до цієї перегородки, де вона розбивається. При цьому утворюються фрагменти електричної дуги, які видуваються із зони іскрового проміжку і потім легко гасяться. Таким чином, після зникнення перенапруги іскровий проміжок може знову стати високоомним.

Умовні позначення:

U_Z = напруга спрацьовування / напруга запалювання
t_Z = час відгуку

Двоступенева схема захисту з омічною розв’язкою (ліворуч) і триступенева схема захисту з індуктивною розв’язкою (праворуч)

Комбіновані схеми захисту для сигнальних інтерфейсів

Залежно від ситуації застосовуються різні компоненти. Вони можуть комбінуватися окремо або в складі комплексних захисних схем.

За допомогою комбінації різних компонентів можна об’єднати необхідні та специфічні для них переваги. Наприклад, комбінації з газонаповнених розрядників і діодів-супресорів утворюють стандартну схему захисту чутливих сигнальних інтерфейсів. Ця комбінація забезпечує ефективний захист на максимально можливому рівні та зі швидким реагуванням.

Компоненти непрямо підключаються у вигляді ступенів захисту за паралельною схемою. Тобто між компонентами підключаються омічні або індуктивні елементи розв’язки. Це призводить до зміщення часу спрацьовування східчасто розташованих ступенів захисту.

Принципові відмінності схем захисту полягають в таких характеристиках:

кількість ступенів захисту
напрямок дії схеми (поздовжній або поперечний захист)
номінальна напруга
ефект гасіння сигнальних частот
рівень захисту (напруга обмеження)

Розподіл напруги у двоступеневій схемі захисту

Функція багатоступеневих схем захисту

У разі виникнення перенапруги спочатку спрацьовує діод-супресор як найшвидший компонент. Струм розряду проходить через діод-супресор і підключений до нього розв’язувальний резистор. Розв’язувальний опір забезпечує зменшення напруги. Вона відповідає значенню різниці між різними напругами спрацьовування діода-супресора та газонаповненого розрядника для захисту від перенапруг.

Таким чином досягається напруга спрацьовування газонаповненого розрядника, перш ніж струм розряду створить перевантаження в діоді-супресорі. Тобто коли спрацьовує газонаповнений розрядник для захисту від перенапруг, струм розряду майже повністю проходить через газонаповнений розрядник. Залишкова напруга після газонаповненого розрядника складає не більше 20 В, що забезпечує розвантаження діода-супресора. За малого струму розряду, який не перевантажує діод-супресор, газонаповнений розрядник для захисту від перенапруг не спрацьовує.

Показана схема забезпечує переваги швидкої реакції при низькому обмеженні напруги і одночасно відзначається високою пропускною здатністю розрядника. Триступенева схема захисту з індуктивною розв’язкою працює за аналогічним принципом. Відмінність полягає в тому, що перемикання відбувається в два етапи: спочатку з діода-супресора на варистор, а потім на газонаповнений розрядник для захисту від перенапруг.

Принцип розподілу напруги в основному діє також і між різними ступенями захисту у сфері електроживлення. При цьому диференційна напруга UW падає у проводі між пристроями захисту типу 1 та типу 2, а також пристроями типу 2 та 3. Однак є також концепції розрядників для захисту систем електричного живлення від перенапруг, в яких координація між ступенями захисту забезпечується без урахування довжини проводів.

Умовні позначення:

U_G = напруга спрацьовування газонаповненого розрядника для захисту від перенапруг
U_D = напруга обмеження діода-супресора
U_W = диференційна напруга на розв’язувальним резистором

Стандарти та директиви Загальні стандарти у сферах блискавкозахисту, положення щодо встановлення та вибору продукції у сфері пристроїв захисту від перенапруг

У різних стандартах докладно описані вимоги до монтажу та безпеки, а також до використання виробів у різних системах. Нижче наведено перелік основних сфер і відповідних міжнародних стандартів.

Графічне зображення до стандартів, директив і норм стосовно захисту від перенапруг

Графічне зображення: Стандарти, директиви та норми

Стандарти у сфері блискавкозахисту

Блискавкозахист — Частина 1: Загальні принципи
Protection against lightning — Part 1: General principles
• IEC 62305-1
• EN 62305-1
• DIN EN 62305-1 (VDE 0185-305-1)

Блискавкозахист — Частина 2: Керування ризиками
Protection against lightning — Part 2: Risk management
• IEC 62305-2
• EN 62305-2
• DIN EN 62305-2 (VDE 0185-305-2)

Блискавкозахист — Частина 2: Керування ризиками — Додаток 1: Загроза ударів блискавки у Німеччині
Protection against lightning — Part 2: Risk management — Supplement 1: Lightning threat in Germany
• DIN EN 62305-2, додаток 1 (VDE 0185-305-2, додаток 1)

Блискавкозахист — Частина 2: Керування ризиками — Додаток 2: Допомога у розрахунках для оцінювання ризику шкоди для будівельних установок, з диском CD-ROM
Protection against lightning — Part 2: Risk management — Supplement 2: Calculation assistance for assessment of risk for structures, with CD-ROM
• DIN EN 62305-2, додаток 2 (VDE 0185-305-2, додаток 2)

Блискавкозахист — Частина 2: Керування ризиками; додаток 3: Додаткова інформація щодо застосування стандарту DIN EN 62305-2 (VDE 0185-305-2)
Protection against lightning — Part 2: Risk management; Supplement 3: Additional information for the application of DIN EN 62305-2 (VDE 0185-305-2)
• DIN EN 62305-2, додаток 3 (VDE 0185-305-2, додаток 3)

Блискавкозахист — Частина 3: Захист будівельних установок та людей
Protection against lightning — Part 3: Physical damage to structure and life hazard
• IEC 62305-3
• EN 62305-3
• DIN EN 62305-3 (VDE 0185-305-3)

Блискавкозахист — Частина 3: Захист будівельних установок та людей — Додаток 1: Додаткова інформація щодо застосування стандарту DIN EN 62305-3
Protection against lightning — Part 3: Physical damage to structures and life hazard — Supplement 1: Additional information for the application of DIN EN 62305-3 (VDE 0185-305-3)
• DIN EN 62305-3, додаток 1 (VDE 0185-305-3, додаток 1)

Блискавкозахист — Частина 3: Захист будівельних установок та людей — Додаток 2: Додаткова інформація стосовно спеціальних будівельних установок
Protection against lightning — Part 3: Physical damage to structures and life hazard — Supplement 2: Additional information for special structures
• DIN EN 62305-3, додаток 2 (VDE 0185-305-3, додаток 2)

Блискавкозахист — Частина 3: Захист будівельних установок та людей — Додаток 3: Додаткова інформація щодо перевірки й технічного обслуговування систем блискавкозахисту
Protection against lightning — Part 3: Physical damage to structures and life hazard — Supplement 3: Additional information for the testing and maintenance of lightning protection systems
• DIN EN 62305-3, додаток 3 (VDE 0185-305-3, додаток 3)

Блискавкозахист — Частина 3: Захист будівельних установок та людей — Додаток 4: Використання металевих дахів у системах блискавкозахисту
Protection against lightning — Part 3: Physical damage to structures and life hazard - Supplement 4: Use of metallic roofs in lightning protection systems
• DIN EN 62305-3, додаток 4 (VDE 0185-305-3, додаток 4)

Блискавкозахист — Частина 3: Захист будівельних установок та людей; додаток 5: Блискавкозахист і захист від перенапруг для фотоелектричних систем живлення
Protection against lightning — Part 3: Physical damage to structures and life hazard; Supplement 5: Lightning and overvoltage protection for photovoltaic power supply systems
• DIN EN 62305-3, додаток 5 (VDE 0185-305-3, додаток 5)

Блискавкозахист — Частина 3: Захист будівельних установок та людей; додаток 6: Додаткова інформація щодо необхідності вжиття заходів блискавкозахисту згідно з DIN EN 62305-3 (VDE 0185-305-3)
Protection against lightning — Part 3: Physical damage to structures and life hazard; Supplement 6: Additional information on the requirement for lightning protection according to DIN EN 62305-3 (VDE 0185-305-3)
• DIN EN 62305-3, додаток 6 (VDE 0185-305-3, додаток 6)

Блискавкозахист — Частина 4: Електричні та електронні системи у будівельних установках
Protection against lightning — Part 4: Electrical and electronic systems within structures
• IEC 62305-4
• EN 62305-4
• DIN EN 62305-4 (VDE 0185-305-4)

Блискавкозахист — Частина 4: Електричні та електронні системи у будівельних установках — Додаток 1: Розподіл струму блискавки
Protection against lightning — Part 4: Electrical and electronic systems within structures — Supplement 1: Sharing of the lightning current
• DIN EN 62305-4, додаток 1, VDE 0185-305-4, додаток 1

Виробничі стандарти, вибір та принципи застосування

Пристрої захисту від перенапруг для низьковольтних мереж — Частина 11: Пристрої захисту від перенапруг для використання у низьковольтному обладнанні — Вимоги та випробування
Low-voltage surge protective devices — Part 11: Surge protective devices connected to low-voltage power systems — Requirements and test methods
• IEC 61643-11
• EN 61643-11
• DIN EN 61643-11 (VDE 0675-6-11)

Пристрої захисту від перенапруг для низьковольтних мереж — Частина 12: Пристрої захисту від перенапруг для використання у низьковольтному обладнанні — Вибір та принципи застосування
Low-voltage surge protective devices — Part 12: Surge protective devices connected to low-voltage power distribution systems — Selection and application principles
• IEC 61643-12
• EN: not available
• DIN EN 61643-12 (VDE 0675-6-12)

Пристрої захисту від перенапруг для низьковольтних мереж — Частина 21: Пристрої захисту від перенапруг для використання у телекомунікаційних мережах і мережах обробки сигналів — Вимоги до експлуатаційних характеристик і методи випробування
Low voltage surge protective devices - Part 21: Surge protective devices connected to telecommunications and signalling networks - Performance requirements and testing methods
• IEC 61643-21
• EN: not available
• DIN EN 61643-21 (VDE 0845-3-1)

Пристрої захисту від перенапруг для низьковольтних мереж — Частина 22: Пристрої захисту від перенапруг для використання у телекомунікаційних мережах і мережах обробки сигналів — Вибір та принципи застосування
Low-voltage surge protective devices — Part 22: Surge protective devices connected to telecommunications and signalling networks — Selection and application principles
• IEC 61643-22 & CLC/TS 61643-22
• EN: not available
• DIN CLC/TS 61643-22 (VDE V 0845-3-2)

Пристрої захисту від перенапруг для низьковольтних мереж — Частина 31: Вимоги та випробування пристроїв захисту від перенапруг у фотоелектричних установках
Low-voltage surge protective devices — Part 31: Requirements and test methods for SPDs for photovoltaic installations
• IEC 61643-31
• EN 61643-31
• DIN EN 61643-31 (VDE 0675-6-31)

Пристрої захисту від перенапруг для низьковольтних мереж — Пристрої захисту від перенапруг для особливих сфер застосування, зокрема систем з постійною напругою — Частина 32: Вибір та принципи застосування — Розрядники для використання у фотоелектричних установках
Low-voltage surge protective devices — Surge protective devices for specific use including d.c. — Part 32: Selection and application principles — SPDs connected to photovoltaic installations
• IEC 61643-32
• EN: not available
• DIN EN 61643-32 (VDE 0675-6-32)

Вітроенергетичні установки — Частина 24: Блискавкозахист
Wind energy generation systems — Part 24: Lightning protection
• IEC 61400-24
• EN IEC 61400-24
• DIN EN IEC 61400-24 (VDE 0127-24)

Положення зі встановлення низьковольтного обладнання

з номінальною напругою до 1000 В

Встановлення низьковольтних установок — Частина 1: Основні принципи, визначення загальних характеристик, терміни
Low-voltage electrical installations — Part 1: Fundamental principles, assessment of general characteristics, definitions
• IEC 60364-1
• HD 60364-1
• DIN VDE 0100-100 (VDE 0100-100)

Встановлення низьковольтних установок — Частина 200: Терміни
Low-voltage installations — Part 200: Definitions
• IEC 60050-826
• EN: not available
• DIN VDE 0100-200 (VDE 0100-200)

Встановлення низьковольтних установок — Частина 4-41: Запобіжні заходи — Захист від ураження електричним струмом
Low-voltage electrical installations — Part 4-41: Protection for safety — Protection against electric shock
• IEC 60364-4-41
• HD 60364-4-41
• DIN VDE 0100-410, VDE 0100-410

Встановлення низьковольтних установок — Частина 4-43: Запобіжні заходи — Захист від струму перевантаження
Low-voltage electrical installations — Part 4-43: Protection for safety
• IEC 60364-4-43
• HD 60364-4-43
• DIN IEC 60364-4-43 (VDE 0100-430)

Встановлення низьковольтних установок — Частина 4-44: Запобіжні заходи — Захист від напруги перешкод й електромагнітних перешкод — Розділ 443: Захист від перехідних перенапруг внаслідок атмосферних впливів або операцій комутації
Low-voltage electrical installations — Part 4-44: Protection for safety — Protection against voltage disturbances and electromagnetic disturbances — Clause 443: Protection against transient overvoltages of atmospheric origin or due to switching
• IEC 60364-4-44
• HD 60364-4-443
• DIN VDE 0100-443 (VDE 0100-443)

Встановлення низьковольтних установок — Частина 5-51: Вибір і встановлення електричного обладнання — Загальні положення
Electrical installations of buildings — Part 5-51: Selection and erection of electrical equipment — Common rules
• IEC 60364-5-51
• HD 60364-5-51
• DIN VDE 0100-510 (VDE 0100-510)

Встановлення низьковольтних установок — Частина 5-53: Вибір і встановлення електричного обладнання — Роз’єднання, комутація й керування — Розділ 534: Пристрої захисту від перенапруги (SPD)
Low-voltage electrical installations — Part 5-53: Selection and erection of electrical equipment — Isolation, switching and control — Clause 534: Devices for protection against transient overvoltages
• IEC 60364-5-53
• HD 60364-5-53
• DIN VDE 0100-534 (VDE 0100-534)

Встановлення низьковольтних установок — Частина 5-54: Вибір і встановлення електричного обладнання — Заземлювальні установки й захисні провідники
Low-voltage electrical installations — Part 5-54: Selection and erection of electrical equipment — Earthing arrangements and protective conductors
• IEC 60364-5-54
• HD 60364-5-54
• DIN VDE 0100-540 (VDE 0100-540)

Встановлення низьковольтних установок — Частина 6: Перевірки
Low-voltage electrical installations — Part 6: Verification
• IEC 60364-6
• HD 60364-6
• DIN VDE 0100-600 (VDE 0100-600)

Захист від ураження електричним струмом — Загальні вимоги до установок та обладнання
Protection against electric shock — Common aspects for installation and equipment
• IEC 61140
• EN 61140
• DIN EN 61140 (VDE 0140-1)

Комбінації низьковольтних комутаційних пристроїв — Частина 1: Загальні правила
Low-voltage switchgear and controlgear assemblies — Part 1: General rules
• IEC: under preparation
• EN: not available
• DIN EN 61439-1 (VDE 0660-600-1)

Комбінації низьковольтних комутаційних пристроїв — Частина 2: Комбінації комутаційних пристроїв в система енергопостачання
Low-voltage switchgear and controlgear assemblies — Part 2: Power switchgear and controlgear assemblies
• IEC: under preparation
• DIN EN IEC 61439-2 (VDE 0660-600-2)

Інші стандарти

Вимірювальні панелі — Частина 1: Загальні вимоги
Meter panels — Part 1: General requirements
• DIN VDE 0603-1 (VDE 0603-1)

Низьковольтні запобіжники — Частина 1: Загальні вимоги
Low-voltage fuses — Part 1: General requirements
• IEC 60269-1
• EN 60269-1
• DIN EN 60269-1 (VDE 0636-1)

Електричні монтажні матеріали — Автоматичні вимикачі для установок побутового й аналогічного призначення — Частина 1: Автоматичні вимикачі для систем змінного струму (AC)
Electrical accessories — Circuit-breakers for overcurrent protection for household and similar installations — Part 1: Circuit-breakers for a.c. operation
• IEC 60898-1
• EN 60898-1
• DIN EN 60898-1 (VDE 0641-11)

Електричні монтажні матеріали — Автоматичні вимикачі для установок побутового й аналогічного призначення — Частина 1: Автоматичні вимикачі для систем змінного струму (AC); додаток 1: Вказівки з використання автоматичних вимикачів серії DIN EN 60898 (VDE 0641) й селективних головних та автоматичних вимикачів згідно з DIN VDE 0641-21 (VDE 0641-21)
Electrical accessories — Circuit-breakers for overcurrent protection for household and similar installations — Part 1: Circuit-breakers for a.c. operation; Supplement 1: Operating instructions for the use of circuit breakers according to series DIN EN 60898 (VDE 0641) and of selective main circuit-breakers according to DIN VDE 0641-21 (VDE 641-21)
• DIN EN 60898-1, додаток 1 (VDE 0641-11, додаток 1)

Автоматичні вимикачі для установок побутового й аналогічного призначення — Частина 2: Автоматичні вимикачі для систем змінного й постійного струму (AC та DC)
Circuit-breakers for overcurrent protection for household and similar installations — Part 2: Circuit-breakers for a.c. and d.c. operation
• IEC 60898-2
• EN 60898-2
• DIN EN 60898-2 (VDE 0641-12)

Диференційні захисні вимикачі без вбудованого захисту від струму навантаження (RCCB) для установок побутового й аналогічного призначення — Частина 1: Загальні вимоги
Residual current operated circuit-breakers without integral overcurrent protection for household and similar uses (RCCBs) — Part 1: General rules
• IEC 61008-1
• EN 61008-1
• DIN EN 61008-1 (VDE 0664-10)

Диференційні захисні вимикачі зі вбудованим захистом від струму навантаження (RCBO) для установок побутового й аналогічного призначення — Частина 1: Загальні вимоги
Residual current operated circuit-breakers with integral overcurrent protection for household and similar uses (RCBOs) — Part 1: General rules
• IEC 61009-
• EN 61009-
• DIN EN 61009-1 (VDE 0664-20)

Експлуатація електричних установок — Частина 100: Загальні правила
Operation of electrical installations — Part 100: General requirements
• IEC: not available
• EN 50110-1 & EN 50110-1
• DIN VDE 0105-100 (VDE 0105-100)

Кабельні мережі для телевізійних сигналів, звукових сигналів та інтерактивних служб — Частина 11: Вимоги до безпеки
Cable networks for television signals, sound signals and interactive services — Part 11: Safety
• IEC: under preparation
• EN: not available
• DIN EN IEC 60728-11 (VDE 0855-1)

Заземлювальні установки для будівель — Планування, виконання та документація
Earthing systems for buildings — Planning, execution and documentation
• DIN 18014

Електричне обладнання у житлових будинках — Частина 1: Загальні принципи планування
Electrical installations in residential buildings — Part 1: Planning principles
• DIN 18015-1

Електричне обладнання у житлових будинках — Частина 2: Тип та обсяг мінімального оснащення
Electrical installations in residential buildings — Part 2: Nature and extent of minimum equipment
• DIN 18015-2

Характеристики напруги у громадських мережах енергопостачання
Voltage characteristics of electricity supplied by public electricity networks; German version
• EN 50160
• DIN EN 50160

Стандартні показники напруги за CENELEC
CENELEC standard voltages
• EN 60038
• DIN EN 60038 (VDE 0175-1)

Високовольтне випробувальне обладнання — Частина 1: Загальні терміни й умови випробувань
High-voltage test techniques — Part 1: General definitions and test requirements
• IEC 60060-1
• EN 60060-1
• DIN EN 60060-1 (VDE 0432-1)

Безпека машинного обладнання — Електричне обладнання машин — Частина 1: Загальні вимоги
Safety of machinery — Electrical equipment of machines — Part 1: General requirements
• IEC 60204-1
• EN 60204-1
• DIN EN 60204-1 (VDE 0113-1)

Перенапруга й захист від перенапруг у низьковольтних силових установках зі змінною напругою — Загальна інформація
Surge overvoltages and surge protection in low-voltage a.c. power systems — General basic information
• IEC/TR 62066
• DIN VDE 0184 (VDE 0184)

Координація ізоляції для електрообладнання низьковольтних систем — Частина 1. Принципи, вимоги та випробування
Insulation coordination for equipment within low-voltage supply systems — Part 1: Principles, requirements and tests
• IEC 60664-1
• EN: not available
• DIN EN 60664-1 (VDE 0110-1)

Координація ізоляції для низьковольтного обладнання — Частина 2-1: Правила використання — Пояснення до застосування серії стандартів IEC 60664, приклади вимірювань й випробування ізоляції
Insulation coordination for equipment within low-voltage systems — Part 2-1: Application guide — Explanation of the application of the IEC 60664 series, dimensioning examples and dielectric testing
• IEC/TR 60664-2-1
• EN: not available
• DIN EN 60664-1, додаток 1 (VDE 0110-1, додаток 1)

Координація ізоляції для електрообладнання низьковольтних систем — Додаток 3. Врахування інтерфейсів, рекомендації щодо застосування
Insulation coordination for equipment within low-voltage systems — Supplement 3: Interface consideration; Application guide
• IEC/TR 60664-2-2
• EN: not available
• DIN EN 60664-1, додаток 3, VDE 0110-1, додаток 3

Surge protective devices
• UL 1449

Список загальних стандартів в області блискавкозахисту, положення щодо встановлення та вибору продукції для захисту від перенапруг

Класифікація пристроїв захисту від перенапруг

Пристрої захисту від перенапруг (SPD) — це обладнання, основними компонентами якого є варистори, діоди-супресори, газонаповнені розрядники або іскрові проміжки. Пристрої захисту від перенапруг потрібні для захисту від впливу неприпустимо високої перехідної перенапруги й перехідних струмів на електричне обладнання. Розділення пристроїв захисту від перенапруг на «класи» відбувається згідно з чинними стандартами виробництва й застосування пристроїв захисту від перенапруг.
Пристрої захисту від перенапруги класифікуються відповідно від мети використання та захисних функцій:

Пристрої захисту від перенапруги (SPD) для використання в низьковольтних установках з номінальною напругою до 1000 В.

Під час вибору та монтажу продукції необхідно дотримуватися національних положень щодо оснащення низьковольтних установок, наприклад, IEC 61643-12, IEC 60364-5-53, частина 534 або VDE 0100, частина 534. Виробничим стандартом є EN(IEC) 61643-11. Згідно з ним пристрої захисту від перенапруг за стандартами IEC та EN — залежно від пропускної здатності й типових місць монтажу — розділяють на три класи випробувань:

Пристрої захисту типу 1 : потужні пристрої захисту від перенапруг для відведення сильних струмів розряду / перенапруг, що виникають внаслідок безпосередніх або близьких ударів. Місце монтажу: на межі між зоною блискавкозахисту LPZ 0A й зоною блискавкозахисту LPZ 1 — зазвичай у головних розподільниках. Пристрої захисту типу 1 рекомендовано використовувати в усіх випадках, коли споруда оснащена зовнішньою системою блискавкозахисту.
Пристрої захисту типу 2 : потужні пристрої захисту від перенапруг для відведення сильних струмів розряду / перенапруг, що виникають внаслідок далеких ударів, індуктивних або ємнісних зв’язків, а також під впливом комутаційних напруг. Місце монтажу: на межі між зоною блискавкозахисту LPZ 0B й зоною блискавкозахисту LPZ 1 або на межі між зонами блискавкозахисту LPZ 1 und LPZ 2 — зазвичай у головних та/або вторинних розподільниках.
Пристрої захисту типу 3 : додаткові пристрої для захисту від перенапруг чутливих кінцевих пристроїв (захист пристроїв). Місце монтажу: на межі між зонами блискавкозахисту LPZ 2 та LPZ 3 — зазвичай у безпосередній близькості до чутливих кінцевих пристроїв. Це можуть бути пристрої для стаціонарного монтажу у розподільних системах або переносні захисні пристрої біля розетки, безпосередньо перед кінцевим пристроєм, що потребує захисту.

Загальну інформацію наведено у рекомендаціях із застосування (selection and application principles) стандарту IEC 61643-12 або DIN EN 61643-12. Основні принципи блискавкозахисту, концепцію зон блискавкозахисту й процедуру аналізу ризиків описано в чотирьох частинах EN(IEC) 62305-… / VDE 0185-305-…

Захисні пристрої для використання у телекомунікаційних мережах і мережах обробки сигналів для захисту від прямого та непрямого впливу ударів блискавки та інших перехідних напруг. До них належать також низьковольтні системи обробки даних, вимірювальні контури, контури керування та регулювання і мережі передачі мовних даних з номінальною напругою до 1000 В змінного струму та 1500 В постійного струму.

Виробничим стандартом є EN 61643-21 VDE 0845, частина 3-1. Згідно з ним пристрої розділяють на категорії A1, A2, B1, B2, B3, C1, C2, C3 та D1, D2 для визначення вимог до випробувань та класів потужності. Захисний пристрій може мати маркування і пройти випробування для різних категорій та класів продуктивності.

Загальну інформацію наведено у посібнику із застосування стандарту IEC (TS) 61643-22. Додаткову інформацію можна знайти у частинах VDE 0800… та VDE 0845… . Необхідно враховувати додаткові положення національного законодавства.

Вгору