BESCHERMING TEGEN INDIRECTE BLIKSEMINSLAG

Indirecte blikseminslag en afvloeiing Kwaliteit van de bedrading van de installatie, met name van het aardingssysteem (vervolg)

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

Men ziet dat de factoren Zc (Ia + Ib ) elkaar opheffen en dat bijgevolg de spanning tussen de massa's A en B niet afhangt van de kwaliteit van de massa's in de installatie

Als Ia=10kA piekstroom, Ib=100A reststroom en de impedanties Za en Zb op dezelfde waarde van 10Ω: Uab = (10 x 10 000) . (10 x 100 ) = 100 000 V

Indien de twee aardnetten A en B dicht bij elkaar liggen, kan dit potentiaalverschil voldoende zijn om een ontsteking tussen de twee netten te veroorzaken.

De vermindering van plaatselijke potentiaalstijgingen in aardnetten wordt bereikt door een zo groot mogelijk deel van de aardstroomretourgeleiders onderling te verbinden. Dit vermindert de impedantie van de aardnetten en verdeelt de aardstromen over verschillende geleiders.

De essentiële en fundamentele voorwaarde voor de kwaliteit van de bescherming tegen de elektromagnetische effecten van bliksem is het beperken van de potentiaalverschillen tussen aangrenzende terreinen, zodat de oorzaken van ontstekingen en stroomstromen worden weggenomen. Het is dan ook gemakkelijk te begrijpen waarom vermaasde grondnetwerken van essentieel belang zijn.

Een "aardingsnet" of "lokale aarde" is het geheel van netten dat de potentiaalvereffening van een geheel van installaties verzekert.

Een vermaasd aardingsnet onderdrukt de stijging van de common mode potentialen niet, maar de massa's van alle apparaten die erop zijn aangesloten, stijgen tegelijkertijd in potentiaal.

Bijgevolg vloeit er geen parasitaire stroom tussen de elementen en als alle elementen van dit netwerk dezelfde potentiaalreferentie hebben, is er geen overspanning tussen de massa's

Uit het bovenstaande zou men kunnen afleiden dat de kwaliteit van het terrein onbelangrijk is en zelfs achterwege kan worden gelaten. Dit zou waar zijn als de installatie een perfecte kooi van Faraday zou zijn, maar dat is niet het geval: de kwaliteit van de aarding moet worden gewaarborgd om de volgende redenen: De aarding van installaties is een wettelijke verplichting: het aardingssysteem moet voldoen aan de normalisatie met betrekking tot de persoonlijke veiligheid. Met het oog op de persoonlijke veiligheid is het noodzakelijk de potentiaalverschillen in de lengterichting en in het bijzonder de stapspanningen, vooral in de nabijheid van stroomkringen en aardingspunten, te beperken. Een goede aarding vermindert de gevolgen van een slecht aardingsnet door de waarde van de transversale potentiaalverschillen te beperken.

 Afzonderlijke landen

Sommige hardwareleveranciers pleiten voor afzonderlijke aarding om een "schone aarde" voor hun hardware te verkrijgen. Dit idee van een aparte grond is absoluut verboden. Dit idee gaat in tegen het immateriële beginsel van equipotentialiteit. Afzonderlijke aardingen zijn alleen aanvaardbaar bij installaties die onderling absoluut geen fysieke verbinding hebben, van welke aard dan ook: databus, stroomvoorziening, kabelgoot, vloeistofleidingen, enz. Zeer ver van elkaar gelegen installaties die een databus delen, worden behandeld als installaties die op het telefoonnet zijn aangesloten.

Kwaliteit van de bedrading Ten einde de gunstige effecten van de bliksembeveiliging niet teniet te doen, moet de bedrading de equipotentialiteit van het systeem versterken en de effecten van de koppeling tussen vervuilende en gevoelige draden verminderen. Daartoe moeten de volgende regels in acht worden genomen:

- De goten en kabelgoten moeten van metaalzijn , elk onderdeel moet met bouten aan het vorige en het volgende worden bevestigd. Het geheel moet zorgvuldig worden aangesloten op de verschillende kabinetten die worden bediend. Dit is bijzonder belangrijk, omdat een 2 m lange draadverbinding al voldoende is om het reducerende effect van de kabelgoot op te heffen. Een verbinding van slechts 10 cm lengte halveert al het rendement. En in het algemeen: Elke verbinding met het equipotentiaalnet moet kort en rechtzijn

- Een aardgeleider die over een metalen kabelgoot loopt ,moet blank zijn en daarmee in open verbinding staan. -Stroomkabels en zwakstroomkabels worden in afzonderlijke goten geïnstalleerd of, als dat niet mogelijk is, aan weerszijden van de goten geplaatst. Een afstand van 20 cm tussen deze kabels is noodzakelijk om het risico van koppeling bij blikseminslag te voorkomen. Een metalen afdekking, geplaatst op een kabelgoot waar een storende kabel passeert, versterkt de koppeling.

- De meest vervuilende kabels moeten in de hoeken van de goten worden geplaatst en zoveel mogelijk in een ingegraven bak of ten minste zo dicht mogelijk bij de grond, om het oppervlak van de emissielus te verkleinen. Deze lus wordt gevormd door de geleider en de verbindingen met de aarde of het aardingsvlak.

Afgeschermde kabels worden in het midden van de trunking geplaatst.Gevoelige kabels die niet van vervuilende kabels kunnen worden gescheiden, moeten worden afgeschermd. Afscherming biedt bescherming tegen elektrische of elektromagnetische velden. Een afscherming moet ononderbroken zijn van het ene uiteinde van de te beschermen geleider tot het andere. Elke onderbreking in de afscherming maakt het mogelijk dat uitgestraalde interferentie binnenkomt. De afscherming van kabels moet op het aardingsnet worden aangesloten. Lange kabels, die apparatuur verbinden die zich bevindt op plaatsen waar de equipotentiaal niet gewaarborgd is, moeten worden voorzien van bescherming (galvanische scheiding, bliksemafleider) en tenzij het absoluut noodzakelijk is, mag de afscherming slechts aan één uiteinde worden aangesloten.

- In het algemene geval dat de gewenste signalen van een voldoende hoog niveau zijn in vergelijking met de stoorsignalen, moeten de kabelafschermingen aan beide einden met de aarde worden verbonden en regelmatig met aangrenzende aardingen langs het traject van de verbinding.

Deze regel mag echter nooit een belemmering vormen voor de instructies van de fabrikanten van de gebruikte apparatuur. - In bijzondere gevallen, wanneer er een storende koppeling bestaat tussen de in de afscherming vloeiende stoorstroom en het in de actieve geleider vloeiende nuttige signaal, dan en alleen voor korte verbindingen, mag de afscherming alleen worden aangesloten aan de zijde van de gevoelige apparatuur. Dit betekent dat potentiaalstijgingen tussen de geleider, de afscherming en de massa aan het uiteinde waar de afscherming niet met de massa is verbonden, ook moeten worden beheerst.

Bij lange verbindingen kan een oplossing worden gevonden in het gebruik van een dubbele afscherming, waarbij de eerste afscherming aan beide zijden met de aarde is verbonden en de binnenste afscherming alleen aan de zijde van de te beschermen apparatuur met de aarde is verbonden.

- Een enkele afgeschermde kabel, die slechts aan één uiteinde is aangesloten, is ondoeltreffend in H F - Afgeschermde kabels moeten in elektrischebehuizingen worden ingevoerd door de afschermingover 360° met de massa vanhet apparaat te verbinden. Vermijd gedraaide vlechten die in een aansluitblokvastzitten.

- Een afgeschermd afgeschermde kabel die is niet correct is aangesloten is totaal ineffectief.

Immuniteit van elektronische apparatuur

Zodra het aardingsnet en de vermaasde aardingen tot stand zijn gebracht, de scheiding van hoge en lage stromen zorgvuldig in acht is genomen, en de afschermingen correct zijn aangesloten, is de kwaliteit van de bekabeling verzekerd. We moeten nu kijken naar de immuniteit van de apparatuur die we willen beschermen.

Wanneer rekening wordt gehouden met de zorg voor de bescherming van een elektronisch systeem vanaf het moment dat het wordt gedefinieerd, worden de kenmerken van de weerstand tegen storingen van gevoelige apparatuur vastgelegd in de specificaties voor deze apparatuur. De eisen van de specificaties zullen des te strenger zijn als de blootstelling aan risico's aanzienlijk is en/of als een storing als een groot probleem wordt beschouwd. Of de apparatuur nu reeds ter plaatse is of nog moet worden bepaald, het is van essentieel belang de kenmerken ervan te kennen wat betreft de weerstand tegen storingen. - in het eerste geval zal deze kennis het mogelijk maken het belang van de te nemen beschermingsmaatregelen te bepalen, - in het tweede geval zal de vergelijking van de prestaties van de verschillende overwogen materialen de mogelijkheid bieden met kennis van zaken een keuze te maken.

Gevoeligheid Bij deze proeven wordt de apparatuur blootgesteld aan verschillende soorten storingen en aan de hand van de door de fabrikant vastgestelde bedrijfskarakteristieken kan worden bepaald waar de grens tussen gevoeligheid en immuniteit ligt. Om aan de eisen van de CE-markering te voldoen, moet de te testen apparatuur onverminderd worden blootgesteld aan storingen van een niveau dat in de toepasselijke normen is vastgesteld. Wanneer we de definities van de desbetreffende IEC-normen raadplegen, kunnen we zeggen dat het vereiste niveau van immuniteit een probleemloze werking garandeert in industriële kantoortoepassingen waar de bedrading wordt uitgevoerd door de verschillende spanningen te scheiden. Voor andere bedrijfsomstandigheden moeten de eisen van de gebruiker worden gespecificeerd.

Snelle transiënten. Hierbij wordt de weerstand gecontroleerd van apparatuur die wordt blootgesteld aan interferentie met een steil front, dat willekeurig, in regelmatige uitbarstingen, wordt gegenereerd. Statische elektriciteit. Deze test bepaalt het vermogen van het product om elektrische ontladingen te weerstaan die worden veroorzaakt door contact met of nabijheid van een bron met hoge potentiaal. Deze laagenergetische ontladingen simuleren bijvoorbeeld contact met een persoon die een elektrostatische lading heeft opgebouwd door tegen plastic materialen te wrijven. De spanningen kunnen oplopen tot 15000V en kunnen destructief zijn voor toegankelijke delen van de elektronica, zoals displays of LED's.

Stralingsgevoeligheid. Het product wordt in de lucht uitgestraald, in verticale en vervolgens horizontale polariteit, naar een radiobron, variërend van een frequentie van 80 Mega hertz tot 2,7 Giga hertz. Tijdens de gehele test wordt het gedrag van de ingangen/uitgangen geobserveerd en dit moet in overeenstemming blijven met de door de fabrikant beschreven kenmerken. De displays, LED's en alle andere zichtbare delen moeten worden gecontroleerd, de input/output-waarden moeten binnen de vastgestelde grenzen blijven, registraties indien het toestel die heeft en in het algemeen moet alle informatie die door het te testen toestel wordt gepresenteerd of teruggezonden, in overeenstemming zijn met de kenmerken van de fabrikant. Gevoeligheid om te rijden. Het product is onderhevig aan parasitaire pulstreinen (0,15 tot 80MHz) die worden meegevoerd door de draden die erop zijn aangesloten.

Bliksemschicht. De bliksemschokbestendigheidstest omvat de toepassing van gestandaardiseerde 8/20 hybride golfschokken in gemeenschappelijke modus op alle toegangen tot het product. De ontladingen worden veroorzaakt wanneer de generatorbelasting de voor de CE-markering gespecificeerde spanning heeft, afhankelijk van het geteste kanaal: 2000V op het laagspanningsvoedingskanaal en 200V op de signaal- en telecommunicatiekanalen. De opgewekte stroom mag geen blijvende storing in de te beproeven apparatuur veroorzaken. In de praktijk is het vaak nuttig om de fabrikant te vragen de waarde van de ondersteunde spanning op te geven vóór de vernietiging. Deze cijfers moeten bekend zijn voor elk afzonderlijk kanaal.

Emissie Zoals de naam al aangeeft, zijn emissietests bedoeld om het niveau van de radiofrequenties vast te stellen die door de te testen apparatuur worden voortgebracht! Stralingsemissie: meting van het storingsniveau dat het product in zijn omgeving uitzendt, waardoor andere apparatuur die in de nabijheid ervan wordt gebruikt, slecht zou kunnen gaan functioneren. De uitgevoerde metingen moeten voldoen aan een van de in de norm gedefinieerde sjablonen. Geleide emissie. Voor lagere frequenties, van enkele tientallen Kilo hertz tot 80 Mega hertz, worden de metingen uitgevoerd op de geleiders van het produkt, ten einde het storingsniveau te bepalen dat door de apparatuur op de bekabelde netwerken wordt geïnjecteerd. Ook hier moeten de sjablonen worden gerespecteerd.

Hoofdstuk 1: BESCHERMING TEGEN LICHTBLAD: Achtergrond van het verschijnsel bliksem

Hoofdstuk 2: BESCHERMING TEGEN DIRECTE UITLAAT  

Hoofdstuk 3 INDIRECTE BESCHERMING TEGEN BLIKSEMINSLAG

Hoofdstuk 4 BESCHERMING TEGEN INDIRECTE SCHOK (vervolg)

Hoofdstuk 5: PRESTATIE VAN DE GRONDBESCHERMING