SCHUTZ VOR INDIREKTEN BLITZSCHLÄGEN

Indirekter Blitzschlag und Abfluss Qualität der Verkabelung der Anlage und speziell des Erdungsnetzes (Fortsetzung)

Uab = [Za.Ia + Zc(Ia+Ib)] - [Zb.Ib + Zc(Ia+Ib)].

Wir sehen, dass sich die Faktoren Zc (Ia + Ib )] aufheben und dass die Spannung zwischen den Erden A und B daher nicht von der Qualität der Erden in der Anlage abhängt.

Wenn Ia=10kA Stoßstrom, Ib=100A Reststrom und die Impedanzen Za und Zb den gleichen Wert von 10Ω haben: Uab = (10 x 10.000) . (10 x 100 ) = 100 000 V

Wenn die beiden Massennetze A und B nahe beieinander liegen, kann dieser Potenzialunterschied ausreichen, um eine Initialzündung zwischen diesen beiden Netzen zu verursachen.

Die Verringerung der lokalen Potenzialanstiege in den Erdungsnetzen wird dadurch erreicht, dass alles, was als Rückleiter für Erdströme dienen kann, so weit wie möglich miteinander verbunden wird. Dadurch werden zum einen die Impedanzen der Erdnetze verringert und zum anderen die Erdströme auf mehrere Leiter verteilt.

Die wichtigste und grundlegende Voraussetzung für die Qualität des Schutzes vor den elektromagnetischen Auswirkungen von Blitzen ist die Begrenzung der Potenzialunterschiede zwischen benachbarten Massen, um die Ursachen für Zündung und Stromfluss zu beseitigen. Es ist daher verständlich, dass vermaschte Massennetze unerlässlich sind.

Die Gesamtheit der Netze, die den Potentialbezug einer Gruppe von Einrichtungen sicherstellen, wird als "Erdungsnetz" oder "lokale Erde" bezeichnet.

Ein Netz aus vermaschten Massen unterdrückt zwar nicht den Anstieg des Gleichtaktpotenzials, aber die Massen aller daran angeschlossenen Geräte steigen gleichzeitig auf das Potenzial.

Dadurch fließt kein parasitärer Strom mehr zwischen den Geräten und wenn alle Elemente in diesem Netzwerk denselben Potenzialbezug haben, gibt es keine Überspannung mehr zwischen den Massen

Aus dem oben Gesagten könnte man schließen, dass die Qualität der Erdung nicht wichtig ist und dass man sogar darauf verzichten könnte. Das wäre der Fall, wenn die Anlage ein perfekter Faradayscher Käfig wäre, aber das ist nicht der Fall: Die Qualität der Erdung muss aus folgenden Gründen gewährleistet sein: -Die Erdung von Anlagen ist gesetzlich vorgeschrieben: Das Erdungsnetz muss den Normen für die Sicherheit von Personen entsprechen. -Um die Sicherheit von Personen zu gewährleisten, müssen Potenzialunterschiede in Längsrichtung und insbesondere Schrittspannungen begrenzt werden, vor allem in der Nähe von Stromkreisen und Erdungspunkten. -Eine gute Erde verringert die Folgen eines schlechten Erdungsnetzes, indem sie den Wert von Querpotentialdifferenzen begrenzt.

 Getrennte Ländereien

Einige Anbieter von Computerhardware, empfehlen eine separate Erde, um eine "saubere Erde" für ihre Hardware zu erhalten. Diese Idee der getrennten Erdung ist absolut abzulehnen. Diese Idee steht im Widerspruch zum unantastbaren Prinzip des Potenzialausgleichs. Getrennte Erdung ist nur bei Installationen akzeptabel, die absolut keine physische Verbindung zueinander haben, egal welcher Art: Datenbus, Stromquelle, Kabelkanal, Flüssigkeitsleitungen usw. Weit entfernte Installationen, die sich einen Datenbus teilen, werden wie Installationen behandelt, die mit dem Telefonnetz verbunden sind.

Qualität der Verkabelung Um die positiven Effekte des Blitzschutzes nicht aufzuheben, muss die Verkabelung den Potentialausgleich des Systems verstärken und die Kopplungseffekte zwischen verschmutzenden und empfindlichen Drähten reduzieren. Dabei sind die folgenden Regeln zu beachten:

-Kabelkanäle und -schächte müssen aus Metallsein , wobei jedes Bauteil mit dem vorherigen und dem nächsten verschraubt werden muss. Das Ganze muss sorgfältig mit den verschiedenen versorgten Schränken verbunden werden. Dieser Punkt ist besonders wichtig, da eine Verbindung durch einen 2 m langen Draht ausreicht, um die reduzierende Wirkung des Kabelkanals zunichte zu machen. Eine Verbindung von nur 10 cm Länge halbiert bereits die Effizienz. Und ganz allgemein: Jede Verbindung zum Potenzialausgleichsnetz muss kurz und geradlinigsein .

- Ein Erdungsleiter, der über einen metallischen Kabelkanal verläuft ,muss blank und in direktem Kontakt mit ihmsein . -Strom- und Schwachstromkabel werden in separaten Kabelkanälen verlegt oder, falls dies nicht möglich ist, auf beiden Seiten des Kabelkanals platziert. Ein Abstand von 20 cm zwischen diesen Kabeln ist erforderlich, um das Risiko einer Kopplung bei Blitzeinschlag auszuschließen. Eine Metallabdeckung über einem Kabelkanal, in dem ein störendes Kabel verläuft, verstärkt die Kopplung.

- Die am stärksten verschmutzenden Kabel sollten sich in den Ecken des Kabelkanals befinden und so weit wie möglich in einer unterirdischen Rinne oder zumindest so nah wie möglich am Boden verlaufen, um die Fläche der Sendeschleife zu verringern. Diese Schleife besteht aus dem Leiter und den Verbindungen zur Erde oder zur Grundfläche.

-Kabel mit einer Abschirmung werden in der Mitte des Kabelkanals verlegt. -Empfindliche Kabel, die nicht von den verschmutzenden Kabeln getrennt werden können, müssen abgeschirmt werden. Die Abschirmung sorgt für den Schutz vor elektrischen oder elektromagnetischen Feldern. Eine Abschirmung muss von einem Ende des zu schützenden Leiters zum anderen durchgehend sein. Jede Unterbrechung der Abschirmung ermöglicht den Eintritt von gestrahlten Störungen. Die Abschirmung von Kabeln muss mit dem Erdungsnetz verbunden sein. Lange Kabel, die Geräte an Standorten verbinden, an denen der Potentialausgleich nicht gewährleistet ist, müssen mit Schutzvorrichtungen (galvanische Trennung, Blitzableiter) versehen werden.

- Im allgemeinen Fall, dass die Nutzsignale im Vergleich zu den Störsignalen einen ausreichenden Pegel aufweisen, werden die Kabelabschirmungen an beiden Enden mit Masse verbunden und entlang der Strecke der Verbindung regelmäßig mit benachbarten Massen verbunden .

Diese Regel darf jedoch niemals den Anweisungen der Hersteller der verwendeten Geräte entgegenstehen. - In besonderen Fällen, in denen es zu einer störenden Kopplung zwischen dem in der Abschirmung fließenden Störstrom und dem im aktiven Leiter fließenden Nutzsignal kommt, wird die Abschirmung nur auf der Seite des empfindlichen Geräts angeschlossen, und zwar nur bei kurzen Verbindungen. Dies bedeutet, dass auch der Potenzialanstieg zwischen dem Leiter, der Abschirmung und den Massen an dem Ende, an dem die Abschirmung nicht mit der Masse verbunden ist, beherrscht werden muss.

-Bei langen Verbindungen besteht eine Lösung darin, eine doppelte Abschirmung zu verwenden, wobei die erste Abschirmung auf beiden Seiten mit Masse verbunden ist und die innere Abschirmung nur auf der Seite des zu schützenden Geräts mit Masse verbunden ist.

- Ein einfach abgeschirmtes Kabel, das nur an einem Ende angeschlossen ist, ist unwirksam in H F - Die Einführung von abgeschirmten Kabeln in Schaltkästen sollte so erfolgen, dass die Abschirmungüber360° mit der Masse des Geräts verbunden wird.In einer Klemmleiste eingeklemmte Geflechtstränge sind zu vermeiden .

- Ein Abgeschirmtes Kabel, das nicht nicht richtig angeschlossen ist, ist völlig unwirksam.

-Immunität von elektronischen Geräten

Nachdem die gesamte Einrichtung des Erdungsnetzes und der Maschenmassen erfolgt ist, die Trennung von Stark- und Schwachstrom sorgfältig beachtet und die Abschirmungen korrekt angeschlossen wurden, ist der Qualitätsteil der Verkabelung gesichert. Nun geht es um die Störfestigkeit der zu schützenden Geräte.

Wenn der Schutz eines elektronischen Systems bereits bei seiner Definition berücksichtigt wird, werden die Eigenschaften der Störfestigkeit empfindlicher Geräte im Lastenheft für diese Geräte festgelegt. Die Anforderungen des Lastenhefts sind umso strenger, je höher die Risikoexposition ist und/oder je größer das Problem einer Fehlfunktion ist. Unabhängig davon, ob das Material bereits vor Ort ist oder erst noch definiert werden muss, ist es unerlässlich, die Eigenschaften des Materials in Bezug auf seine Störungsresistenz zu kennen. - Im ersten Fall ermöglicht diese Kenntnis, den Umfang der zu ergreifenden Schutzmaßnahmen zu bestimmen.

Suszeptibilität Bei diesen Tests wird das Gerät verschiedenen Arten von Störungen ausgesetzt, und je nach den vom Hersteller festgelegten Betriebsmerkmalen kann die Grenze zwischen Suszeptibilität und Immunität bestimmt werden. Um die Anforderungen der CE-Kennzeichnung zu erfüllen, muss das getestete Gerät Störungen eines in den einschlägigen Normen festgelegten Niveaus unbeschadet überstehen. Wenn man sich auf die Definitionen in den entsprechenden IEC-Normen bezieht, kann man sagen, dass das geforderte Immunitätsniveau einen störungsfreien Betrieb in folgenden Anwendungsbereichen ermöglicht: Industriebüros, in denen die Verkabelung durch Trennung der verschiedenen Spannungen erfolgt. Für andere Betriebsbedingungen müssen die Anforderungen des Benutzers spezifiziert werden.

Schnelle Transienten. Hier wird geprüft, ob das Material steilflankigen Störungen ausgesetzt ist, die zufällig in regelmäßigen Bursts erzeugt werden. Statische Elektrizität. Mit diesem Test wird die Fähigkeit des Produkts bestimmt, elektrischen Entladungen zu widerstehen, die durch den Kontakt oder die Nähe einer Quelle mit hohem Potenzial erzeugt werden. Diese sehr energiearmen Entladungen simulieren z. B. den Kontakt mit einer Person, die durch Reibung mit Kunststoffen eine elektrostatische Ladung aufgebaut hat. Die Spannungen können bis zu 15000 V betragen und können für zugängliche Teile der Elektronik, wie z. B. Displays oder LEDs, zerstörerisch sein.

-Suszeptibilität durch Strahlung. Das Produkt wird in der Luft in vertikaler und dann in horizontaler Polarität einer Radiofrequenzquelle ausgesetzt, deren Frequenz von 80 Mega Hertz bis 2,7 Gigahertz variiert. Während des gesamten Tests wird das Verhalten der Ein- und Ausgänge beobachtet und muss mit den vom Hersteller beschriebenen Eigenschaften übereinstimmen. Anzeigen, LEDs und alle anderen sichtbaren Teile müssen überwacht werden, die Werte der Ein- und Ausgänge müssen innerhalb der festgelegten Grenzen bleiben, die Aufzeichnungen, sofern das Gerät solche enthält, und generell alle vom getesteten Gerät dargestellten oder wiedergegebenen Informationen müssen den Eigenschaften des Herstellers entsprechen. -Suszeptibilität des Fahrens. Das Produkt ist Störimpulsfolgen (0,15 bis 80 MHz) ausgesetzt, die über die angeschlossenen Leitungen übertragen werden.

Schock durch Blitzschlag. Bei der Prüfung auf Blitzschlagfestigkeit werden alle Zugänge zum Produkt im Gleichtakt mit standardisierten 8/20-Hybridwellenstößen beaufschlagt. Die Entladungen werden hervorgerufen, wenn die Last des Generators je nach getestetem Kanal die für die CE-Kennzeichnung spezifizierte Spannung aufweist: 2000 V auf dem Niederspannungsversorgungskanal und 200 V auf den Signal- und Telekommunikationskanälen. Der dabei erzeugte Strom darf nicht zu einer dauerhaften Fehlfunktion des getesteten Geräts führen. In der Praxis wird es oft nützlich sein, den Hersteller zu bitten, den Wert der Spannung anzugeben, die vor der Zerstörung verkraftet werden kann. Diese Zahlen müssen für jeden Kanal einzeln bekannt sein.

Emission Wie der Name schon sagt, dienen Emissionstests dazu, den Pegel der Funkfrequenzen zu bestimmen, die von dem getesteten Gerät erzeugt werden! Abgestrahlte Emissionen: Messung des Ausmaßes der Störungen, die das Produkt in seine Umgebung aussendet und damit das Risiko birgt, dass andere Geräte, die in seiner Nähe verwendet werden, Fehlfunktionen verursachen. Die Messungen müssen eine der in der Norm festgelegten Schablonen einhalten. Geleitete Emission. Bei niedrigeren Frequenzen, von einigen zehn Kilohertz bis zu 80 Megahertz, werden die Messungen an den Leitern des Produkts durchgeführt, um den Grad der Störung zu bestimmen, die durch das Gerät in das drahtgebundene Netz eingespeist wird. Auch hier müssen bestimmte Grenzwerte eingehalten werden.

Kapitel 1: BLITZSCHUTZ : Blitzschlag und Blitzschutz

Kapitel 2: SCHUTZ GEGEN DIREKTEN KERNSCHOCK  

Kapitel 3 : SCHUTZ GEGEN INDIREKTEN BLITZSCHLAG

Kapitel 4 : SCHUTZ GEGEN INDIREKTE KERNSCHOCKS (Fortsetzung)

Kapitel 5: LEISTUNGSFÄHIGKEIT DES KRAFTSTOFFSCHUTZES