BESCHERMING TEGEN INDIRECTE BLIKSEMINSLAG

Indirecte bliksemschokken en afvloeiing Kwaliteit van de bedrading van de installatie, vooral het aardingssysteem (vervolg)

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

We zien dat de factoren Zc (Ia + Ib )] elkaar opheffen en dat de spanning tussen aarde A en B dus niet afhangt van de kwaliteit van de aarding van de installatie.

Als Ia=10kA piekstroom, Ib=100A reststroom en impedanties Za en Zb op dezelfde waarde van 10Ω: Uab = (10 x 10 000) . (10 x 100 ) = 100.000 V

Als de twee massanetwerken A en B dicht bij elkaar liggen, kan dit potentiaalverschil voldoende zijn om de twee netwerken te laten ontbranden.

Lokale potentiaalstijgingen op aardnetten worden verminderd door alles met elkaar te verbinden dat als retourgeleider voor aardstromen kan worden gebruikt. Dit verlaagt de impedantie van de aardnetten en verdeelt de aardstromen over meerdere 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 aardingen, zodat de oorzaken van blikseminslag en stroomstoten worden geëlimineerd. Dit verklaart waarom vermaasde aardingsnetwerken essentieel zijn.

De term "aardingsnetwerk" of "lokale aarde" verwijst naar alle netwerken die worden gebruikt om het potentieel van een groep installaties te bepalen.

Een netwerk van vermaasde aardingen elimineert common mode potentiaalstijgingen niet, maar de aardingen van alle aangesloten apparaten stijgen tegelijkertijd in potentiaal.

Hierdoor vloeit er geen parasitaire stroom tussen de apparaten en als alle elementen in het netwerk dezelfde potentiaalreferentie hebben, is er geen overspanning tussen de aardingen.

Uit het voorgaande zou men kunnen denken dat de kwaliteit van de aarding onbelangrijk is en zelfs achterwege kan blijven. Dit zou waar zijn als de installatie een perfecte kooi van Faraday zou zijn, maar dat is niet zo: de kwaliteit van de aarding moet om de volgende redenen gewaarborgd zijn: -Aarding van installaties is een wettelijke verplichting: het aardingssysteem moet voldoen aan normen met betrekking tot persoonlijke veiligheid. -Ook om de persoonlijke veiligheid te garanderen, is het noodzakelijk om de longitudinale potentiaalverschillen en in het bijzonder de stapspanningen te beperken, vooral in de buurt van kringen en aardklemmen. -Een goede aarding vermindert de gevolgen van een slecht aardingsnetwerk door de waarde van transversale potentiaalverschillen te beperken.

 Afzonderlijke landen

Sommige leveranciers van computerapparatuur raden een aparte aarde aan om een "schone aarde" voor hun apparatuur te verkrijgen. Dit idee van een aparte aarde is absoluut verboden. Dit idee druist in tegen het ongrijpbare principe van equipotentialiteit. Afzonderlijke aardingen zijn alleen aanvaardbaar op installaties die absoluut geen fysieke verbinding met elkaar hebben, van welke aard dan ook: databus, stroombron, kabelgoot, vloeistofleiding, enz. Installaties op grote afstand die een databus delen, worden op dezelfde manier behandeld als installaties die op het telefoonnetwerk zijn aangesloten.

Kwaliteit van de bedrading Om de gunstige effecten van bliksembeveiliging niet teniet te doen, moet de bedrading de equipotentiaal van het systeem versterken en de effecten van koppeling tussen vervuilende draden en gevoelige draden verminderen. Om dit te bereiken, moeten de volgende regels worden nageleefd:

- De goten en kabelgoten moeten van metaalzijn , waarbij elk onderdeel aan het volgende moet worden vastgeschroefd. Alles moet zorgvuldig worden aangesloten op de verschillende kasten die worden bediend. Dit is vooral belangrijk omdat een draadverbinding van 2 m voldoende is om het reducerende effect van de kabelgoot teniet te doen. Een verbinding van slechts 10 cm lang deelt de efficiëntie al door 2. En in het algemeen: elke verbinding met het equipotentiaalnetwerk moet kort en rechtzijn .

- Een aardgeleider die over een metalen kabelgoot loopt , moet onbedekt zijn en in open contact staan met de kabelgoot. -Stroomkabels en zwakstroomkabels moeten in aparte kabelgoten worden geïnstalleerd of, indien dit niet mogelijk is, aan weerszijden van de kabelgoot worden geplaatst. Een afstand van 20 cm tussen deze kabels is noodzakelijk om het risico van koppeling bij blikseminslag te vermijden. Een metalen afdekking over een goot waar een onderbrekingskabel doorheen loopt, versterkt de koppeling.

- De meest vervuilende kabels moeten zich in de hoeken van de kabelgoten bevinden en zoveel mogelijk in een ingegraven kanaal of ten minste zo dicht mogelijk bij de grond om de oppervlakte van de emissielus te beperken. Deze lus bestaat uit de geleider en de verbindingen naar aarde of naar de massaplaat.

-Afgeschermde kabels worden in het midden van de kabelgoten geplaatst. -Gevoeligekabels die niet kunnen worden gescheiden van vervuilende kabels, moeten worden afgeschermd. Afscherming biedt bescherming tegen elektrische of elektromagnetische velden. De afscherming moet ononderbroken zijn van het ene uiteinde van de geleider tot het andere. Elke onderbreking in de afscherming laat storende straling door. De kabelafscherming moet verbonden zijn met het aardingsnetwerk. Lange kabels, die apparatuur verbinden die zich op locaties bevindt waar de equipotentialiteit niet is gegarandeerd, moeten worden voorzien van bescherming (galvanische scheiding, bliksemafleider, enz.) en, tenzij absoluut noodzakelijk, moet de afscherming slechts aan één uiteinde worden aangesloten.

- In het algemene geval waarin de nuttige signalen een voldoende hoog niveau hebben in vergelijking met de stoorsignalen, worden de kabelafschermingen aan beide uiteinden met aarde verbonden en regelmatig met aangrenzende aardingen langs de route van de verbinding.

Deze regel mag echter nooit de instructies van de fabrikanten van de gebruikte apparatuur in de weg staan. - In bijzondere gevallen waar er een storende koppeling zou zijn tussen de stoorstroom die door de afscherming loopt en het nuttige signaal dat door de actieve geleider stroomt, dan en alleen voor korte verbindingen, mag de afscherming alleen worden aangesloten aan de kant van het gevoelige apparaat. Dit betekent dat de potentiaalstijging tussen de geleider, de afscherming en aarde ook moet worden gecontroleerd aan het uiteinde waar de afscherming niet met aarde is verbonden.

-Bij lange verbindingen is een oplossing om een dubbele afscherming te gebruiken, waarbij de eerste afscherming aan beide zijden met aarde is verbonden en de interne afscherming alleen aan de zijde van de te beschermen apparatuur met aarde is verbonden.

- Een enkele afgeschermde kabel die slechts aan één uiteinde is aangesloten, is ineffectief in H F - Afgeschermde kabels moeten in elektrischebehuizingen worden ingevoerd door de afscherming 360° met de aarde van het apparaat te verbinden. Gedraaide vlechten in een klemmenblok moeten worden vermeden .

- Afgeschermd afgeschermde kabel is correct is aangesloten, totaal geen effect heeft.

-Immuniteit van elektronische apparatuur

Nu het aardingsnetwerk en de vermaasde aarde zijn geïnstalleerd, de scheiding van hoge en lage stromen zorgvuldig is nageleefd en de afschermingen correct zijn aangesloten, is de kwaliteit van de bekabeling verzekerd. Nu moeten we kijken naar de immuniteit van de apparatuur die we willen beschermen.

Wanneer al in de ontwerpfase rekening wordt gehouden met de noodzaak om een elektronisch systeem te beschermen, worden de storingsbestendigheidseigenschappen van gevoelige apparatuur vastgelegd in de specificaties voor deze apparatuur. Hoe strenger de eisen in de specificaties, hoe groter de blootstelling aan risico's en/of als een storing als een groot probleem wordt beschouwd. Maar of de apparatuur nu al ter plaatse is of nog moet worden gedefinieerd, het is essentieel om de eigenschappen ervan te kennen in termen van storingsbestendigheid. - in het tweede geval maakt een vergelijking van de prestaties van de verschillende overwogen uitrustingen het mogelijk om een weloverwogen keuze te maken.

Gevoeligheid Tijdens deze tests wordt de apparatuur blootgesteld aan verschillende soorten interferentie en, afhankelijk van de werkingskarakteristieken die door de fabrikant zijn ingesteld, kan worden bepaald waar de grens ligt tussen gevoeligheid en immuniteit. Om te voldoen aan de vereisten voor CE-markering moet de geteste apparatuur bestand zijn tegen storingen van een niveau dat wordt bepaald door de van toepassing zijnde normen, zonder dat er sprake is van schade. Als we verwijzen naar de definities die worden gegeven door de overeenkomstige IEC-normen, kunnen we zeggen dat het vereiste niveau van immuniteit een probleemloze werking garandeert in toepassingen zoals: industriële kantoren waar de bedrading wordt uitgevoerd door de verschillende spanningen te scheiden. Voor andere bedrijfsomstandigheden moeten de vereisten van de gebruiker worden gespecificeerd.

Snelle transiënten. Hierbij worden de prestaties gecontroleerd van apparatuur die wordt blootgesteld aan snelle transiënten die willekeurig worden gegenereerd in regelmatige uitbarstingen. Statische elektriciteit. Deze test bepaalt of het product bestand is tegen elektrische ontladingen die worden veroorzaakt door contact met of nabijheid van een bron met een hoog 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 15.000 V en kunnen destructief zijn voor toegankelijke delen van de elektronica, zoals displays of LED's.

-uitgestraalde gevoeligheid. Het product wordt in de lucht gestraald, in verticale en vervolgens horizontale polariteit, door een radiobron, variërend van een frequentie van 80 Mega Hertz tot 2,7 Giga Hertz. Tijdens de hele test wordt het gedrag van de in-/uitgangen geobserveerd en deze moeten voldoen aan de kenmerken die door de fabrikant zijn beschreven. De displays, LED's en alle andere zichtbare delen moeten worden gecontroleerd, de ingangs-/uitgangswaarden moeten binnen de gedefinieerde grenzen blijven, de opnames als het apparaat deze bevat en, in het algemeen, alle informatie die wordt gepresenteerd of teruggestuurd door het geteste apparaat moet voldoen aan de specificaties van de fabrikant. -gevoeligheid voor aandrijving. Het product is onderhevig aan parasitaire pulstreinen (0,15 tot 80 MHz) die worden uitgezonden door de draden die erop zijn aangesloten.

Bliksemschok. De weerstandstest tegen bliksemschokken bestaat uit het toepassen van gestandaardiseerde 8/20 hybride golfschokken in gemeenschappelijke modus op alle toegangspunten tot het product. Ontladingen worden veroorzaakt wanneer de generatorbelasting, afhankelijk van het geteste kanaal, de voor CE-markering gespecificeerde spanning heeft: 2000 V op het kanaal voor laagspanningsvoeding en 200 V op de signaal- en telecommunicatiekanalen. De opgewekte stroom mag geen permanente storing veroorzaken in de te testen apparatuur. In de praktijk is het vaak handig om de fabrikant te vragen de spanning op te geven die kan worden verdragen voordat de apparatuur kapot gaat. Deze cijfers moeten bekend zijn voor elk afzonderlijk kanaal.

Emissie Zoals de naam al aangeeft, zijn emissietests ontworpen om het niveau van radiofrequenties te bepalen dat door de geteste apparatuur wordt gegenereerd! Stralingsemissie: meting van het storingsniveau dat het product uitzendt naar zijn omgeving, met het risico dat het storingen veroorzaakt in andere apparatuur die in de buurt wordt gebruikt. De metingen moeten voldoen aan een van de sjablonen die in de norm zijn gedefinieerd. Geleidende emissie. Voor lagere frequenties, van enkele tientallen kilohertz tot 80 Megahertz, worden de metingen uitgevoerd op de geleiders van het product om het storingsniveau te bepalen dat door de apparatuur in de bekabelde netwerken wordt geïnjecteerd. Ook hier zijn er grenzen die moeten worden gerespecteerd.

Hoofdstuk 1: BLiksEMBESCHERMING: Overzicht van het verschijnsel bliksem

Hoofdstuk 2: BESCHERMING TEGEN DIRECTE EXPLOSIEVE SCHOK  

Hoofdstuk 3 BESCHERMING TEGEN INDIRECTE BLIKSEMINSLAG

Hoofdstuk 4 BESCHERMING TEGEN INDIRECTE ACUTE SCHOK (vervolg)

Hoofdstuk 5: VLOEIBARE BESCHERMENDE PRESTATIES