Intern lynbeskyttelse og overspenningsvern: Hva er forskjellen?

1. Forholdet mellom intern lynbeskyttelse og Overspenningsvern

Intern lynbeskyttelse (intern LPS):

Dette er en del av lynvernsystemet. Det inkluderer potensialutjevning for lyn og/eller elektrisk isolering fra det eksterne lynvernsystemet.

Overspenningsverntiltak (SPM):

Dette er tiltak som er tatt for å beskytte interne systemer mot elektromagnetiske lynpulser (LEMP). SPM er også en del av det overordnede lynbeskyttelsessystemet.

I følge figur 1 i GB/T 21714.1 inkluderer komplett lynbeskyttelse både lynbeskyttelsessystemet (LPS) og overspenningsverntiltak (SPM). Overspenningsvern (SPM) er dekket i GB/T 21714.4, mens intern lynbeskyttelse er en del av LPS (som inkluderer både eksterne og interne deler), og er beskrevet i GB/T 21714.3.

Figur 1 – Forholdet mellom delene av GB/T 21714

2. Opprinnelsen til intern lynbeskyttelse og Overspenningsvern

2.1 IEC 1024-1:1990

I IEC 1024-1:1990, «Beskyttelse av konstruksjoner mot lynnedslag – Del 1: Generelle prinsipper», definerer avsnitt 1.2.7 intern lynbeskyttelse som alle tilleggstiltak utover det eksterne lynbeskyttelsessystemet. Disse tiltakene bidrar til å redusere de elektromagnetiske effektene av lynstrømmer inne i det beskyttede rommet. I henhold til IEC 1024-1:1990 omfatter intern lynbeskyttelse alt annet enn den eksterne lynbeskyttelsen – som også dekker beskyttelse mot elektromagnetiske pulser (LEMP).

2.2 IEC 62305-1:2006

Da IEC 62305-1:2006, «Beskyttelse mot lynnedslag – Del 1: Generelle prinsipper» (1. utgave), ble definisjonene mer spesifikke:

3.42 Internt lynvernsystem (LPS): En del av LPS-en som består av potensialutjevning og/eller elektrisk isolasjon fra den eksterne LPS-en. 3.49 LEMP-beskyttelsestiltakssystem (LPMS): Et komplett system av tiltak for å beskytte interne systemer mot elektromagnetiske lynpulser (LEMP).

IEC 62305-1 til 4:2006-serien erstattet tidligere standarder og kombinerte flere IEC TC81-dokumenter. Den delte den gamle definisjonen av intern LPS fra IEC 1024 i to deler: intern LPS og LPMS (for LEMP-beskyttelse). I IEC 62305-1:2024 ble LPMS offisielt omdøpt til Surge Protection Measures (SPM).

3 interne lynbeskyttelsestiltak

Intern lynbeskyttelse er avgjørende for et velfungerende lynbeskyttelsessystem. Hvis det ikke er noen intern beskyttelse på plass, kan lynstrømmer som strømmer gjennom den eksterne LPS-en eller andre ledende deler av bygningen forårsake farlige gnister. Disse gnistene kan føre til branner, personskade eller skade på infrastruktur. Bortsett fra forskjeller i separasjonsavstander, er den interne beskyttelsen den samme på tvers av alle lynbeskyttelsesnivåer. Gnister kan oppstå mellom den eksterne LPS-en og følgende komponenter: Metallinstallasjoner, interne systemer i bygningen, eksterne ledende deler eller rørledninger koblet til den beskyttede bygningen.

I henhold til standarder anses gnister som oppstår i potensielt eksplosive områder av konstruksjonen alltid som farlige. For å forhindre gnistdannelse bør en av følgende metoder brukes: potensialutjevning, eller; elektrisk isolasjon mellom metalldeler.

Tiltak for potensiell binding (se figur 2) inkluderer følgende:

Bindingsledere, brukt når naturlige forbindelser ikke gir elektrisk kontinuitet, f.eks. ved direkte tilkobling til vann- eller varmerør;

Overspenningsvern (SPD), brukt når direkte utjevning ikke er mulig, f.eks. for lavspenningsledninger; og

Isolerte gnistgap (ISG), brukes når binding av ledere ikke er tillatt, f.eks. for katodiske beskyttelsesrør eller gassrørledninger.

Figur 2

Ekvipotensialbinding for lynvern har følgende egenskaper basert på ulike typer ekstern LPS:

Isolert LPS: Liming gjøres kun på bakkenivå;

Vedlagt LPS: Liming bør gjøres på:

(1) Kjeller eller bakkenivå, og;

(2) Ethvert sted der nødvendig isolasjon eller separasjonsavstand ikke oppnås.

Elektrisk isolert LPS: I tillegg til jording kan jording også gjøres ved luftavslutningssystemer eller nedledere.

4 overspenningsverntiltak

Grunnleggende SPM inkluderer følgende komponenter:

(1) Jordings- og utligningsnettverk

Jordingssystemet leder og avleder lynstrøm på en sikker måte ned i bakken.

Bindingsnettverket minimerer potensialforskjeller og reduserer magnetfelteffekter.

(2) Elektromagnetisk skjerming og riktig kabling

Romlig skjerming reduserer magnetfelt inne i LPZ forårsaket av direkte lynnedslag eller nedslag i nærheten av bygningen, og bidrar til å redusere interne overspenninger.

Skjerming av interne kabler med skjermede kabler eller rør minimerer induserte overspenninger.

Riktig intern kablingsstruktur bidrar til å minimere induksjonssløyfer og redusere interne overspenninger. Skjerming av eksterne ledninger ved bygningens inngangspunkt reduserer også overspenninger som ledes inn i interne systemer.

(3) Koordinert SPD-system

Et koordinert SPD-system begrenser virkningen av både eksterne og interne overspenninger.

(4) Isolasjonsgrensesnitt

Isolasjonsgrensesnitt reduserer effekten av ledningsførte overspenninger på linjer som kommer inn i LPZ-en.

Jording og potensialutjevning må alltid sikres, spesielt ved bygningens inngangspunkter – enten ved direkte tilkobling eller ved å koble hver ledende tjeneste til en SPD som en del av potensialutjevningen.

(5) Bruk av tordenværsvarslingssystemer (TWS)

Klausul 7.1 i IEC 62305-1:2024 sier at aktivering av en TWS i samsvar med IEC 62793 kan tjene som et beskyttelsestiltak ved å koble fra eksterne tjenester, noe som bidrar til å redusere hyppigheten av skader på elektriske og elektroniske systemer.

5 Konklusjon

Interne systemtiltak tar sikte på å forhindre farlig gnistdannelse, inkludert lynutjevning med førstenivås SPD. Overspenningsvern adresserer hovedsakelig overspenninger som påvirker interne systemer, og SPD-ene som brukes til dette formålet må koordineres med førstenivås SPD, men inkluderer ikke førstenivås SPD seg selv.