BESCHERMING TEGEN INDIRECTE BLIKSEMINSLAGHet gaat hier om de met de bliksem verband houdende spanningspulsen, die een materiaal bereiken via geleiders die spanningspulsen geleiden, of door inductie-effect.
Inductie, gekoppeld aan de bliksem, veroorzaakt overspanningen op open circuits die leiden tot ontstekingen, meestal in gemeenschappelijke modus (ten opzichte van de aarde) en op gesloten circuits, stromen die destructief zijn door thermisch effect.
Een ideale voorstelling van deze strategie zou die zijn van een autonoom aangedreven apparaat, door batterijen of zonnepanelen, dat alleen via radio, G.S.M. of satelliet met de buitenwereld zou communiceren. De sensoren of actuatoren zouden slechts plaatselijk zijn en zouden geen enkele referentie, zelfs geen indirecte, met de aarde hebben. Alle materialen die de elektronica bevatten zouden isolerend zijn en de elektrische geleiders zouden geen lus vormen. Alleen differentiële overspanningen zouden dan dit systeem kunnen verstoren. Er zou dan geen aarde of aarde zijn om aan te sluiten. Maar in werkelijkheid zijn dergelijke gevallen uiterst zeldzaam.
De bescherming van personen vereist vaak de aanwezigheid van een aardverbinding, er bestaan metaalmassa's, en daardoor ontstaan er potentiaalverschillen op de installaties. Het bestaan van aardingssystemen sluit echter niet uit dat gebruik kan worden gemaakt van de voordelen die de isolatiestrategie biedt.
Door gevoelige apparatuur autonoom te voeden met batterijen of zonnepanelen wordt voorkomen dat er aanzienlijkebliksemschokkenontstaan via het elektriciteitsdistributienetwerk, een van de favoriete vectoren voor bliksem. Maar als het elektriciteitsnet moet worden gebruikt, kan de isolatiestrategie nog steeds worden toegepast:
- Isolatie kortstondig,
- Isolatie permanent.
Veldmolen: Wij hebben hierboven de praktische nadelen van deze systemen gezien (zwaarte, kosten, enz.). Eén groot nadeel sluit het over het algemeen uit van de gekozen oplossingen:
de afstelling van de veldmolens is delicaat:
- te laag ingesteld, veroorzaken ze ongewenste alarmen,
- te hoog ingesteld, zijn ze ondoeltreffend.
de scheidingstransformator: Uit kostenoverwegingen zijn de middelen die worden gebruikt om te isoleren meestal voorbehouden aan installaties met een laag verbruik.
Deze zijn :
Isolatietransformatoren
Netwerkconditioners, die een scheidingstransformator en een spanningsregelaar combineren.
golfabsorbers, die bestaan uit een bliksemafleider, een spoel en een scheidingstransformator.
De scheidingstransformator, die alleen of in combinatie met andere componenten wordt gebruikt, is het middelpunt van het proces van isolatiebeveiliging.
Zodra de te beschermen frequenties hoger zijn dan 100 kHz, is de galvanische isolatie niet langer toereikend (b.v. bliksem), en is het noodzakelijk een isolerende transformator met afscherming te gebruiken. In dit geval wordt het scherm via de kortst mogelijke verbindingen verbonden met de aarde en de aarde van de transformator.
Goede resultaten kunnen worden verkregen zonder scherm, maar dit vereist zeer lage capaciteiten tussen primair en secundair. Het gebruik van een scheidingstransformator leidt ertoe dat, om de bescherming van personen te waarborgen, de voorschriften van de norm NFC 15-100 op afzonderlijke stroomkringen moeten worden toegepast.
Voor telefoonlijnen wordt galvanische scheiding gebruikt met specifieke producten zoals: Mimosa, Isolitel of andere vertalers. Deze materialen zijn over het algemeen duur en de eerste twee zijn alleen bruikbaar op analoge lijnen. Breedbandvertalers kunnen ook op digitale lijnen worden gebruikt.
Bij de overdracht van informatie tussen apparaten via bedrade media bestaat een aanzienlijk risico van vernieling doorblikseminslag .
Om een galvanische scheiding in te voeren gebruiken we à air of light als een transmissie medium.
Relais van transmissielijnen: het rendement hangt af van de isolatie van de relaiscontacten, gewoonlijk lager dan 2000 V, en van de parasitaire capaciteiten.
Voor analoge signalen kan een galvanische scheidingslijn op basis van een transformator worden gebruikt. Het principe bestaat erin het analoge ingangssignaal om te zetten in een frequentie en het omgekeerde te doen nadat het door de transformator is gegaan.
In het geval van radio-uitzendingen is de lucht, die het transmissiemedium is, de zender van de ontvangeroleert. Het blijft echter noodzakelijk deze instrumenten plaatselijk te beschermen en ervoor te zorgen dat de antennes geïsoleerd zijn van het grondnet en van de grond. Anders werken ze als een bliksemafleider.
In beide gevallen bestaat het proces uit het omzetten van een elektrisch signaal in een optisch signaal. Het zal dan mogelijk zijn te communiceren door een elektrisch geïsoleerd doorzichtig medium.
De opto-coupler is een elektronische component die aan de ingang en/of uitgang van de elektronische kaarten wordt geplaatst.
Deze oplossing heeft verscheidene nadelen, met betrekking tot de bescherming bliksem: de afstand tussen de lichtemitter en de ontvanger is noodzakelijkerwijs klein omdat zij in dezelfde component zijn opgenomen, verminderde isolatie (2000V), bestaan van parasitaire capaciteit, om de lichtscheiding te behouden moeten de voedingen van de diodes, emitter en ontvanger van hetzelfde kanaal, verschillend zijn.
Wanneer er verschillende opto-schakelingen aan de ingang van een toestel zijn, is de voeding van de zenddioden in het algemeen gemeenschappelijk voor alle opto-schakelingen. In het geval van een common mode fout op een van deze ingangen, wordt de stroomvoorziening gekoppeld aan de andere ingangen. De ontvangen informatie kan dan vervormd zijn.
Optische vezels hebben een ongeëvenaarde isolatie door de afstand tussen de zender en de ontvanger van het licht. De vezel, die wordt gebruikt om digitale informatie over te brengen, is vrij van de problemen van het gemeenschappelijke voedingspunt, waarmee men bij opto-koppelaars wordt geconfronteerd. Om redenen van mechanische bescherming zijn er afgeschermde vezels. Indien de afscherming van metaal is, komt de verkregen isolatie overeen met de grootste afstand tussen een van de uiteinden en de grond van de plaats waar de afscherming zich bevindt. De waarde van de vezel kan dus in twijfel worden getrokken. Hoewel stroomkringisolatie een aantrekkelijke strategie is voorbliksembeveiliging wegens haar schijnbare eenvoud, dwingen de beperkingen die bij de toepassing ervan worden ondervonden ons de mogelijkheden van de stroomstrategie te overwegen
Indirecte blikseminslagen en stroomAls gevoelige apparatuur niet voldoende van de plaatselijke aarde kan worden geïsoleerd om ze tegen indirecteblikseminslag te beschermen , moet ze tegen bliksem worden beschermd doorbliksemafleiders of overspanningsafleiders op de draadverbindingen te plaatsen.
In geval van overspanning voeren deze modules een overspanningsstroomfunctie naar de aarde uit. Wil eenbliksembeveiliging doeltreffend zijn, dan moet bijzondere aandacht worden besteed aan de volgende drie gebieden: Kwaliteit van de bedrading van de installatie en in het bijzonder van het aardingssysteem, -Immuniteit van de elektronische apparatuur, -Prestaties van de beveiligingen bliksembeveiliging, Kwaliteit van de bedrading, aardingssysteem De bedrading en het aardingssysteem moeten bijzonder zorgvuldig worden uitgevoerd, wil men de volledige doeltreffendheid verkrijgen van de produkten die worden gebruikt om een installatie te beschermen tegen bliksem . Met behulp van de norm C 15-100 zullen wij eerst de verschillende termen definiëren die worden gebruikt bij de bespreking van beschermingsvraagstukken, namelijk
- grondnet, - grondnet,
- vreemde elementen.
Het aardingssysteem bestaat uit een geheel van ondergrondse geleiders die in direct contact met de grond staan en elektrisch met elkaar verbonden zijn. Voor een kleinschalige installatie wordt de term " aardverbinding" gebruikt , terwijl voor grootschalige installaties de term "aardnet" wordt gebruikt. Het aardingsnet bestaat uit alle passieve, niet-geaarde geleiders die de metalen behuizingen van de apparatuur met elkaar verbinden. Hij is niet noodzakelijk verbonden met de aarde. Hij kan per ongeluk worden aangesloten op de actieve delen van de stroomkring ten gevolge van een defect in de isolatie van de actieve geleiders.
Vreemde elementen zijn elementen die een potentiaal kunnen introduceren, in het algemeen die van de aarde, en die geen deel uitmaken van de elektrische installatie. Zij omvatten bijvoorbeeld zichtbare of niet-zichtbare geleidende delen van gebouwen en ook water-, gas- en verwarmingsbuizen, alsmede niet-elektrische toestellen die op deze buizen zijn aangesloten (radiatoren, metalen gootstenen, enz.).
De rol van het aardingssysteem is het waarborgen van de veiligheid van personen en in de tweede plaats de bescherming van installaties tegen blikseminslag. Hij laat alle soorten stromen in de grond toe: 50 Hz-foutstromen in TT- of TN-mode of bliksemstromen. Hij stelt het referentiepotentiaal van de installatie in. Bij lage frequenties of voor voorbijgaande stromen met langzame variaties kan de aarde als resistief worden beschouwd; de waarde ervan is dan een functie van de vorm van de elementen waaruit zij is opgebouwd, de installatievoorwaarden en het weerstandsvermogen van de grond. Dit geldt tot enkele tientallen Hz.
Vanaf een paar honderd Hz wordt de impedantie van de geleiders hoofdzakelijk inductief en varieert evenredig met de frequentie. Deze aardimpedantie kan, bij een snelle variatie van de stroom, hoger zijn dan de weerstand bij lage frequentie.
In het geval van de stroom van bliksemstromen moeten de kenmerken van de aardingsnetten worden bepaald voor stromen tot honderd kilo Ampère en voor frequenties die meer dan een megahertz kunnen bedragen.
Het bestaat over het algemeen uit : een ononderbroken kabel die het gebouw waarin de elektrische installatie zich bevindt, omgeeft. Een lange geleider begraven in een greppel. Naakt metaal in direct contact met de aarde. De lange geleider wordt soms vervangen door een paal die verticaal in de grond wordt gedreven. De beste resultaten worden verkregen in de oppervlaktelaag van de aarde, en daarom wordt de voorkeur gegeven aan een lange geleider boven een verticale paal. De kwaliteit van de verbindingen en de weerstand tegen corrosie zijn de belangrijkste installatie-eigenschappen. Een lage waarde van de aardingsweerstand is noodzakelijk voor de bescherming van personen, maar voor de bescherming van bliksemschokken is deze waarde niet van cruciaal belang. Een zeer lage weerstand vergemakkelijkt de bescherming, maar het is veel beter zich in te spannen om een equipotentiaal netwerk te verkrijgen en genoegen te nemen met aardingswaarden van minder dan 50 Ω. Metingen aan echteblikseminslagen en met eenbliksemgenerator hebben aangetoond dat een "ster" met twee poten bij hoge frequenties een lagere impedantie heeft dan een rechte kabel die horizontaal is ingegraven en even lang is. De lengte van de kabel waarmee een aardverbinding tot stand wordt gebracht, heeft slechts een zeer geringe invloed op de impedantie ervan, maar de weerstand van de bodem en de frequentie van de schokgolf beïnvloeden deze impedantie evenredig met hun vierkantswortel. Deze kenmerken leiden tot het gebruik van de zogenaamde "kraaienpoot"-vorm voor neerwaartse geleiderstromen.
De equipotentialiteit van de verschillende aardingangen van dezelfde installatie is bepalend voor de efficiëntie van de bliksembeveiliging. Allereerst moet het begrip "referentieaarde" of "afgelegen aarde" worden gedefinieerd, die ver verwijderd is van het punt van binnenkomst in de grond van de bliksemstroom en waarvan het potentiaal wordt gedefinieerd als nul.
De stroom volgt een bliksem door de grond zal leiden tot potentiaalstijgingen in de lokale aardingen, aangezien deze niet perfect zijn. Deze potentiaalstijging kan worden weergegeven door impedanties die tussen het referentiemeetpunt en het punt van de aarding van de installatie worden geplaatst. 
Denk aan een installatie met twee afzonderlijke aardingen:
Eén, A genaamd, voor bescherming tegenbliksem wordt gedragen door de bliksemstroom Ia.
De andere, B genaamd, betreft de elektronische apparatuur en er loopt een reststroom Ib doorheen.
Indien Za en Zb de impedanties zijn van de aardingssystemen ten opzichte van de plaatselijke aarde, en Zc de impedantie tussen de plaatselijke en de verre aarde, kan de potentiaalstijging van aarde B ten opzichte van aarde A worden berekend voor eenblikseminslag met intensiteit Ia en reststroom Ib.
Paratronic
Zone Industrielle Rue des genêts
01600 REYRIEUX
T : +33(0) 4 74 00 12 70
F : +33(0) 4 74 00 02 42
Volg ons op sociale netwerken
Contacteer ons
Wilt u meer weten over onze producten of diensten? Bel ons rechtstreeks op
+33(0) 4 74 00 12 70 of schrijf ons.