Protection against lightning Part 4: Electrical and ...

1

МОНГОЛ УЛСЫН СТАНДАРТ

Аянгын хамгаалалт 4-р хэсэг: Барилга байгууламж доторх цахилгаан, электрон

системүүдийн хамгаалалт

Protection against lightning

Part 4: Electrical and electronic systems within structures (IDT)

MNS IEC 62305-4:2021

Албан хэвлэл

СТАНДАРТ, ХЭМЖИЛ ЗҮЙН ГАЗАР

Улаанбаатар хот

2021 он

2

1

Агуулга

Оршил ..............................................................................................................

1 Хамрах хүрээ ...............................................................................................

2 Норматив ишлэл .........................................................................................

3 Нэр томьёо ба тодорхойлолт ......................................................................

4 SPM хамгаалалтын арга хэмжээг төлөвлөх, угсрах ......................................

4.1 Ерөнхий шаардлагууд .........................................................................

4.2 SPM хамгаалалтын систем төлөвлөх ......................................................

4.3 Аянгаас хамгаалах бүсүүд (LPZ) ..........................................................

4.4 SPM хамгаалалтын үндсэн арга хэмжээнүүд .........................................

5 Газардуулга ба потенциал тэнцвэржүүлэх.....................................................

5.1 Ерөнхий шаардлага .............................................................................

5.2 Газардуулах байгууламж

5.3 Потенциал тэнцвэржүүлэх хэлхээ .........................................................

5.4 Потенциал тэнцвэржүүлэх шин

5.5 Аянгаас хамгаалах бүсийн LPZ зааг дээрх потенциал тэнцвэржүүлэгч

5.6 Потенциал тэнцвэржүүлэх хэлхээний дамжуулагчуудын материал,

хэмжээс

6 Соронзон экранжуулалт ба кабелийн шугамын трасс сонгох

6.1 Ерөнхий шаардлага

6.2 Орон зайн экранжуулалт

6.3 Барилга доторхи кабелийн шугамын экранжуулалт

6.4 Барилга доторхи кабелийн трасс сонгох

6.5 Гадаад кабелийн шугам

6.6 Соронзон экраны материал ба хэмжээс

7 Зохицуулалттай SPD хамгаалалтын төхөөрөмжийн систем

8 Тусгаарлагч интерфейс

9 SPM хамгаалалтын арга хэмжээг гүйцэтгэх зарчим

9.1 Ерөнхий зүйл

9.2 SPM хамгаалалтын систем төлөвлөх

9.3 SPM хамгаалалтын арга хэмжээг шалгах

9.3.1 Ерөнхий шаардлага

9.3.2 Шалгалтын процедур

9.4 Ашиглалт

A хавсралт. Аянгаас хамгаалах бүс LPZ –ийн хүрээлэх орчны цахилгаан

3

соронзон орны үнэлгээ .....................................................................................

B хавсралт. Барилгын SPM хамгаалалтын арга хэмжээ хэрэгжүүлэх .......

C хавсралт. Зохицуулалттай SPD хамгаалалтын төхөөрөмжийн систем

сонгох, суурилуулах .......................................................................................

D хавсралт. SPD хамгаалалтын төхөөрөмжийг сонгоход тооцох

факторууд ...........................................................................................................

Ном зүй ............................................................................................................

1-р зураг – Аянгаас хамгаалах бүсүүдэд LPZ хуваах ерөнхий зарчим ...................

2-р зураг – боломжит SPM хамгаалалтын арга хэмжээний жишээ (аянгын Цахилгаан

соронзон импульсаас LEMP хамгаалах арга) ......................................................

3-р зураг – Аянганаас хамгаалах бүс LPZ –үүдийг холбосон жишээ ......................

4-р зураг – Аянгаас хамгаалах өргөтгөсөн бүсийн жишээ

5-р зураг – Хоорондоо холбогдсон потенциал тэнцвэржүүлэх хэлхээ, газардуулах

байгууламжаас бүтсэн гурван хэмжээст газардуулах системийн жишээ.

6-р зураг – Тор хэлбэрээр гүйцэгтэгдсэн цехийн газардуулах байгууламж

.........................................................................................................................

7-р зураг – Барилгын арматурыг хүчдэл тэнцвэржүүлэхэд ашиглах

8-р зураг – Ган арматуртай барилгын потенциал тэнцвэржүүлэх ........................

9-р зураг – Дотоод системийн дамжуулах хэсгүүдийг потенциал

тэнцвэржүүлэх хэлхээнд холбох арга .................................................................

10-р зураг – Дотоод системийн дамжуулах хэсгүүдийг потенциал

тэнцвэржүүлэх системд холбох аргууд

.........................................................................................................................

A.1-р зураг – Аянга цохиход үүсэх аянгын цахилгаан соронзон импульсын

үйлчлэл LEMP .............................................................................................................

A.2-р зураг – Соронзон орны өсөлтийг унтрах хэлбэлзлээр загварчлах................

A.3-р зураг – Металл арматур, металл хүрээ ашиглан том хэмжээний

экранжуулалт хийх ......................................................................................................

A.4-р зураг – LPZ n дотоод бүсийн цахилгаан, электрон системийн эзлэхүүн

A.5-р зураг – Индукцийн үйлчлэлийг трасс зөв сонгож, экранжуулах замаар

бууруулах ..........................................................................................................

A.6-р зураг – Оффисын барилгад SPM хамгаалалтын арга хэмжээ хэрэглэх

жишээ ...............................................................................................................

A.7-р зураг – Аянгын шууд цохилтын үеийн соронзон орны үнэлгээ ..................

A.8-р зураг – Aянга ойрхон цохих үеийн соронзон орны утгын үнэлгээ .................

A.9-р зураг – Бөмбөрцгийн радиус, барилгын хэмжээсүүдээс хамаарах Sa зай ...

4

A.10-р зураг – Торон хэлбэртэй том хэмжээний экраны төрлүүд .........................

A.11-р зураг – 1-р төрлийн торон экран доторх соронзон орны хүчлэг H1/MAX .......

A.12-р зураг – 1 –р төрлийн экраны доторх соронзон орны хүчлэг H1/max –ын торны

ячейкийн өргөнөөс хамаарах хамаарал

A.13-р зураг – Экранжуулсан байгууламжийн доторх соронзон орныг багассан

хүчдэлээр үнэлэх .........................................................................................................

A.14-р зураг – Кабелийн шугамаар контурт өдөөгдөн хүчдэл, гүйдэл....................

B.1-р зураг – Баригдсан барилгын SPM хамгаалалтын арга хэмжээг

төлөвлөх үе шат

B.2-р зураг – Барилгад LPZ бүс үүсгэх боломжтой хувилбарууд

B.3-р зураг – Металл туузын хажууд экранжуулсан кабель тавьснаар

хэлхээний талбайг багасгана

B.4-р зураг – Металл тууз ашиглан нэмэлт экранжуулалт хийсэн жишээ ..............

B.5-р зураг – Антенна болон гадаах тоноглолын хамгаалалт

B.6-р зураг – Потенциал тэнцвэржүүлэх системд холбогдсон шат, хоолойн тусламжтай экранжуулалт хийх

B.7-р зураг – Баганад кабель байршуулах (ган каркасан баганы хөндлөн огтлол)

B.8-р зураг – Хуучин барилгын SPM хамгаалалтын арга хэмжээний шинэчлэлт

C.1-р зураг – Хүчдэлтэй утас, потенциал тэнцвэржүүлэх шиний хооронд үүсэх хэт ачаалал

D.1-р зураг – 1, 2, 3 –р зэргийн сорилоор шалгасан SPD хамгаалалтын төхөөрөмж суурилуулсан жишээ

D.2-р зураг – Системийн доторх гүйдлийн тархалт, барилгын янз бүрийн гэмтлийн тухай жишээ

D.3-р зураг – Гүйдлийн тэнцвэртэй тархалтын жишээ

5

CONTENTS

FOREWORD .....................................................................................................

1 Scope ...........................................................................................................

2 Normative references ....................................................................................

3 Terms and definitions ...................................................................................

4 Design and installation of SPM ........................................................................

4.1 General ...................................................................................................

4.2 Design of SPM ...........................................................................................

4.3 Lightning protection zones (LPZ) .............................................................

4.4 Basic SPM ..............................................................................................

5 Earthing and bonding ......................................................................................

5.1 General ...................................................................................................

5.2 Earth-termination system .........................................................................

5.3 Bonding network ......................................................................................

5.4 Bonding bars ..............................................................................................

5.5 Bonding at the boundary of an LPZ ............................................................

5.6 Material and dimensions of bonding components .....................................

6 Magnetic shielding and line routing ..................................................................

6.1 General ...................................................................................................

6.2 Spatial shielding ......................................................................................

6.3 Shielding of internal lines ........................................................................

6.4 Routing of internal lines ..............................................................................

6.5 Shielding of external lines ........................................................................

6.6 Material and dimensions of magnetic shields ...........................................

7 Coordinated SPD system .................................................................................

8 Isolating interfaces ..........................................................................................

9 SPM management ...........................................................................................

9.1 General ...................................................................................................

9.2 SPM management plan ...........................................................................

9.3 Inspection of SPM ......................................................................................

9.3.1 General ......................................................................................

9.3.2 Inspection procedure ..................................................................

9.3.3 Inspection documentation ...........................................................

9.4 Maintenance ...........................................................................................

Annex A (informative) Basis of electromagnetic environment evaluation in an LPZ

6

.............................................................................................................................

Annex B (informative) Implementation of SPM for an existing structure...............

Annex C (informative) Selection and installation of a coordinated SPD system ...

Annex D (informative) Factors to be considered in the selection of SPDs ............

Bibliography ......................................................................................................

Figure 1 – General principle for the division into different LPZ .............................

Figure 2 – Examples of possible SPM (LEMP protection measures) .....................

Figure 3 – Examples for interconnected LPZ .........................................................

Figure 4 – Examples for extended lightning protection zones ..............................

Figure 5 – Example of a three-dimensional earthing system consisting of the bonding network interconnected with the earth-termination system ..................................

Figure 6 – Meshed earth-termination system of a plant........................................

Figure 7 – Utilization of reinforcing rods of a structure for equipotential bonding.

Figure 8 – Equipotential bonding in a structure with steel reinforcement .............

Figure 9 – Integration of conductive parts of internal systems into the bonding network .............................................................................................................

Figure 10 – Combinations of integration methods of conductive parts of internal systems into the bonding network ......................................................................

Figure A.1 – LEMP situation due to lightning strike..............................................

Figure A.2 – Simulation of the rise of magnetic field by damped oscillations .......

Figure A.3 – Large volume shield built by metal reinforcement and metal frames

Figure A.4 – Volume for electrical and electronic systems inside an inner LPZ n

Figure A.5 – Reducing induction effects by line routing and shielding measures .

Figure A.6 – Example of SPM for an office building ............................................

Figure A.7 – Evaluation of the magnetic field values in case of a direct lightning strike .................................................................................................................

Figure A.8 – Evaluation of the magnetic field values in case of a nearby lightning strike .................................................................................................................

Figure A.9 – Distance sa depending on rolling sphere radius and structure

dimensions ........................................................................................................

Figure A.10 – Types of grid-like large volume shields ..........................................

Figure A.11 – Magnetic field strength H1/MAX inside a grid-like shield type 1 ...........

Figure A.12 – Magnetic field strength H1/MAX inside a grid-like shield type 1 according to mesh width ....................................................................................................

Figure A.13 – Low-level test to evaluate the magnetic field inside a shielded structure ............................................................................................................

Figure A.14 – Voltages and currents induced into a loop formed by lines ............

Figure B.1 – SPM design steps for an existing structure .....................................

Figure B.2 – Possibilities to establish LPZ in existing structures .........................

7

Figure B.3 – Reduction of loop area using shielded cables close to a metal plate

Figure B.4 – Example of a metal plate for additional shielding ............................

Figure B.5 – Protection of aerials and other external equipment .........................

Figure B.6 – Inherent shielding provided by bonded ladders and pipes ............ 72

Figure B.7 – Ideal positions for lines on a mast (cross-section of steel lattice mast) ..................................................................................................................... 72

Figure B.8 – Upgrading of the SPM in existing structures ............................... 74

Figure C.1 – Surge voltage between live conductor and bonding bar ............... 79

Figure D.1 – Installation example of test class I, class II and class III SPDs .... 83

Figure D.2 – Basic example for different sources of damage to a structure and lightning current distribution within a system ................................................................ 84

Figure D.3 – Basic example of balanced current distribution ............................ 85

Table 1 – Minimum cross-sections for bonding components ............................ 30

Table 2 – SPM management plan for new buildings and for extensive changes in construction or use of buildings ..................................................................... 33

Table A.1 – Parameters relevant to source of harm and equipment ................ 38

Table A.2 – Examples for I0MAX = 100 kA and wm = 2 m ...................................... 48

Table A.3 – Magnetic attenuation of grid-like spatial shields for a plane wave 49

Table A.4 – Rolling sphere radius corresponding to maximum lightning current51

Table A.5 – Examples for I0/MAX = 100 kA and wm = 2 m corresponding to SF =

12,6 dB ...................................................................................................... 51

Table B.1 – Structural characteristics and surroundings ................................. 60

Table B.2 – Installation characteristics ........................................................... 61

Table B.3 – Equipment characteristics ........................................................... 61

Table B.4 – Other questions to be considered for the protection concept ........ 61

Table D.1 – Preferred values of Iimp ................................................................................................ 82

8

МОНГОЛ УЛСЫН СТАНДАРТ

Ангилалтын код

Аянгын хамгаалалт 4-р хэсэг: Барилга байгууламж

доторх цахилгаан, электрон системүүдийн

хамгаалалт

MNS IEC 62305-4:2021

Protection against lightning Part 4: Electrical and

electronic systems within structures (IDT) IEC 62305-4

Стандартчиллын үндэсний зөвлөлийн 2021 оны … дугаар сарын ... -ны өдрийн ...

дугаар тогтоолоор батлав.

Энэ стандартыг 2021 оны ... дүгээр сарын ...-ний өдрөөс эхлэн дагаж мөрдөнө.

1. Хамрах хүрээ

Энэхүү стандартын хэсэгт барилга

доторх цахилгаан, электрон системийг

аянгын цахилгаан соронзон үйлчлэлээс

(LEMP) үүсэх гэмтлийн эрсдэлийг

бууруулах зорилготой аянгын

цахилгаан соронзон импульсээс (SPM)

хамгаалах арга хэмжээ, төсөвлөлт,

угсралт, үзлэг, засвар үйлчилгээний

тухай мэдээлэл өгөгдсөн.

Энэхүү стандартад аянгаас болж,

дотоод системийг доголдолд оруулах

цахилгаан соронзон орны нөлөөллөөс

хамгаалах хамгаалалт ороогүй. Гэхдээ

хавсралт А-д өгөгдсөн мэдээлэл нь

тийм нөлөөллийг үнэлэхэд хэрэглэгдэж

болно. Цахилгаан соронзон орны

нөлөөллөөс хамгаалах арга хэмжээг

IEC 60364-4-44-2007 [1] ба IEC 61000 [2]

дугаарын стандартуудад тусгасан.

Энэхүү стандарт нь мөн аянгаас

хамгаалах хамгийн оновчтой арга зам

төлөвлөх, цахилгаан, электрон систем

төлөвлөх мэргэжилтнүүдийн хамтын

ажиллагаанд зааварчлах заавар

агуулсан.

Энэхүү стандарт нь цахилгаан,

электрон системийн нарийвчилсан

зураг төслийн ажилд хамаарахгүй.

2. Холбогдох стандартууд

1. Scope

This part of IEC 62305 provides

information for the design, installation,

inspection, maintenance and testing of

electrical and electronic system protection

(SPM) to reduce the risk of permanent

failures due to lightning electromagnetic

impulse (LEMP) within a structure.

This standard does not cover protection

against electromagnetic interference due

to lightning, which may cause

malfunctioning of internal systems.

However, the information reported in

Annex A can also be used to evaluate such

disturbances. Protection measures

against electromagnetic interference are

covered in IEC 60364-4-44-2007 [1] and in

the IEC 61000 series [2].

This standard provides guidelines for

cooperation between the designer of the

electrical and electronic system, and the

designer of the protection measures, in an

attempt to achieve optimum protection

effectiveness.

This standard does not deal with detailed

design of the electrical and electronic

systems themselves.

2. Normative references

9

Энэхүү стандартад дараах стандартууд

ашиглагдсан болно:

IEC 60364-5-53:2001, Барилгын

цахилгаан тоног төхөөрөмж. 5-53-р

хэсэг: Цахилгаан тоноглолын сонголт,

угсралт – изоляци, комутаци,

удирдлага.

IEC 60664-1:2007, Бага хүчдэлтэй

системийн тоноглолын изоляци хийх. 1-

р бүлэг: зарчим, шаардлага, туршилт

IEC 61000-4-5:2005, Цахилгаан

соронзон нийцэл 4-5 - бүлэг: Турших ба

хэмжих арга – Хэт ачаалалд тэсвэрлэх

чадвар турших


соронзон нийцэл 4-9 - бүлэг: Турших ба

хэмжих арга - импульсан соронзон

орны үйлчлэлт тэсвэрлэх чадвар

турших–ЭМС-ийн ерөнхий нийтлэл


соронзон нийцэл 4-10 - бүлэг: Турших

ба хэмжих арга – унтарж байгаа

соронзон орны хэлбэлзэлд тэсвэрлэх

чадвар – ЭСМ –ийн ерөнхий нийтлэл

IEC 61643-1:2005, хэт ачааллаас

хамгаалах бага хүчдэлийн тоног

төхөөрөмж. 1-р хэсэг: бага хүчдэлийн

хүчний хуваарилах системд

ашиглагдах хэт ачааллаас хамгаалах

тоног төхөөрөмж – Шаардлага ба

туршилт

IEC 61643-12:2008, хэт ачааллаас

хамгаалах бага хүчдэлийн тоног

төхөөрөмж. 12-р хэсэг: бага хүчдэлийн

The following referenced documents are

indispensable for the application of this

document. For dated references, only the

edition cited applies. For undated

references, the latest edition of the

referenced document (including any

amendments) applies.

IEC 60364-5-53:2001, Electrical

installations of buildings – Part 5-53:

Selection and erection of electrical

equipment – Isolation, switching and

control

IEC 60664-1:2007, Insulation coordination

for equipment within low-voltage systems –

Part 1: Principles, requirements and tests

IEC 61000-4-5:2005, Electromagnetic

compatibility (EMC) – Part 4-5: Testing

and measurement techniques – Surge

immunity test


compatibility (EMC) – Part 4-9: Testing

and measurement techniques – Pulse

magnetic field immunity test – Basic EMC

Publication


compatibility (EMC) – Part 4-10: Testing and

measurement techniques – Damped

oscillatory magnetic field immunity test –

Basic EMC Publication

IEC 61643-1:2005, Low-voltage surge

protective devices – Part 1: Surge protective

devices connected to low-voltage power

distribution systems – Requirements and

tests

IEC 61643-12:2008, Low-voltage surge

protective devices – Part 12: Surge

10

хүчний хуваарилах системд

ашиглагдах хэт ачааллаас хамгаалах

тоног төхөөрөмж – сонголт ба хэрэглэх

зарчим

IEC 61643-21, хэт ачааллаас хамгаалах

бага хүчдэлийн тоног төхөөрөмж. 21-

хэсэг: Радио холбоо, дохиоллын

сүлжээний хэт ачааллаах хамгаалах

төнөг төхөөрөмж – гүйцэтгэлт тавигдах

шаардлага турших арга

IEC 61643-22, хэт ачааллаас хамгаалах

бага хүчдэлийн тоног төхөөрөмж. 22-

хэсэг: Радио холбоо, дохиоллын

сүлжээний хэт ачааллах хамгаалах

төнөг төхөөрөмж – сонголт ба хэрэглэх

зарчим

IEC 62305-1:2010, Аянгын хамгаалалт.

1-р хэсэг: Ерөнхий зарчим


2-р хэсэг: Эрсдэлийн үнэлгээ


3-р хэсэг: барилгын гэмтэл, амьдралд

учруулах хор хөнөөл

3. Нэр томьёо ба тодорхойлолт

Энэхүү стандарт ба IEC 62305

стандартын бусад бүлэгт багтсан нэр

томьёо, тодорхойлолтуудыг оруулав.

3.1 цахилгаан систем (electrical

system)

Бага хүчдэлийн хүчний цахилгаан

хангамжаас бүтэх систем

3.2 электрон систем (electronic

system)

Радио холбооны тоноглол,

компьютерын систем, удирдлага,

автоматикийн систем, радио систем,

хүчний цахилгаан тоног төхөөрөмж гэх

protective devices connected to low-voltage

power distribution systems – Selection and

application principles

IEC 61643-21, Low voltage surge protective

devices – Part 21: Surge protective devices

connected to telecommunications and

signalling networks – Performance

requirements and testing methods

IEC 61643-22, Low voltage surge

protective devices – Part 22: Surge

protective devices connected to

telecommunications and signalling

networks – Selection and application

principles

IEC 62305-1:2010, Protection against

lightning – Part 1: General principles


lightning – Part 2: Risk management


lightning – Part 3: Physical damage to

structures and life hazard

3. Terms and definitions

For the purposes of this document, the

following terms and definitions, as well as

those given in other parts of IEC 62305,

apply.

3.1 electrical system

system incorporating low voltage power

supply components

3.2 electronic system

system incorporating sensitive electronic

components such as telecommunication

equipment, computer, control and

instrumentation systems, radio systems,

11

мэт мэдрэмтгий цахилгаан эд анги

агуулсан систем

3.3 дотоод систем (internal systems)

Барилга (байгууламж) доторх

цахилгаан, электрон систем

3.4 аянгын хамгаалалт (lightning

protection) LP

Барилга байгууламж доторх цахилгаан,

электрон систем болон эдгээр

барилгуудыг аянгын үйлчлэлээс

хамгаалах, аянгаас хамгаалах систем

(LPS) болон аянгын цахилгаан

соронзон импульсээс хамгаалах арга

хэмжээг агуулсан цогц систем (SPM)

3.5 аянгын хамгаалалтын систем

(lightning protection system) LPS

Аянга барилга цохих үед барилгад

учрах гэмтлийг хэмжээг багасгах

зорилготой аянгаас хамгаалах цогц

систем

Тайлбар – Энэхүү систем нь LPS аянгаас

хамгаалах гадны хамгаалалт болон дотоод

хамгаалалтаас бүрдэнэ.

3.6 аянгын цахилгаан соронзон

импульс LEMP

Бодит эсэргүүцлийн, индукцийн,

багтаамжийн холболтоор дамжих

аянгын гүйдлээс үүсэх импульсийн

үйлчлэл болон цахилгаан соронзон

орны улмаас үүсэх бүх төрлийн

цахилгаан соронзон үйлчлэл

3.7 импульсан үйлчлэл (surge)

Аянганы цахилгаан соронзон

импульсаас LEMP үүсэх хэт ачаалал,

эсвэл хэт гүйдэл болох шилжилтийн

процесс

3.8 хүчдэлийн түвшинг тэсвэрлэх

тооцоот импульс UW

Тоноглолын болон ангид хэсгүүдийн

power electronic installations

3.3 internal systems

electrical and electronic systems within a

structure

3.4 lightning protection LP

complete system for the protection of

structures and/or electrical and electronic

systems in those structures from the

effects of lightning, consisting of an LPS

and SPM

3.5 lightning protection system LPS

complete system used to reduce physical

damage due to lightning flashes to a

structure

NOTE It consists of both external and internal

lightning protection systems.

3.6 lightning electromagnetic impulse

LEMP

all electromagnetic effects of lightning

current via resistive, inductive and capacitive

coupling which create surges and

electromagnetic fields

3.7 surge

transient created by LEMP that appears as

an overvoltage and or overcurrent

3.8 rated impulse withstand voltage level

UW

impulse withstand voltage assigned by the

12

үйлдвэрлэгчээс заасан изоляцын хэт

ачаалал тэсвэрлэх чадвар, тэсвэрлэх

импульсын хүчдэл

Тайлбар – Энэхүү IEC 62305 стандартад

зөвхөн хүчдэлтэй болон газрын дамжуулагч

хоорондын тэсвэрлэх хүчдэлийг авч үзнэ.

3.9 Аянгын хамгаалалтын түвшин

LPL

Аянгын үйлчлэлээр төслийн үед авсан

хамгийн их ба бага үзүүлэлтүүд нь

хэтрэхгүй байх магадлалын тоон утга

Тайлбар – тодорхой үзүүлэлттэй анягын

гүйдлиээс хамгаалах арга хэмжээ авах үед

аянгын хамгаалалтын түвшинг хэрэглэдэг.

3.10 аянгаас хамгаалах бүс LPZ

Аянга цохих үед цахилгаан соронзон

орчныг тодорхойлсон бүс

Тайлбар – Аянгаас хамгаалах бүсийн зааг нь

бодит зааг байх албагүй (жишээ нь: хана,

шал, дээвэр).

3.11 аянгын цахилгаан соронзон

импульсын үйлчлэлээс хамгаалах

арга хэмжээ SPM

SPM аянгын цахилгаан соронзон

импульсын LEMP үйлчлэлээс дотоод

систем хамгаалахад авах арга хэмжээ

Тайлбар – SPM арга хэмжээ нь аянгаас

хамгаалах ерөнхий системийн нэг хэсэг нь

болно.

3.12 тор хэлбэртэй орон зайн экран

Нүхтэй соронзон экран

Тайлбар – Барилга, өрөө барихдаа

хоорондоо холбогдсон металл хэсэгтэй

бүтэцтэй байхаар (төмөр бетоны арматурын

төмөр, каркасны металл хэсэг, металл

manufacturer to the equipment or to a part

of it, characterizing the specified withstand

capability of its insulation against

overvoltages

NOTE For the purposes of this part of IEC 62305,

only withstand voltage between live conductors

and earth is considered.

3.9 lightning protection level LPL

number related to a set of lightning current

parameters relevant to the probability that

the associated maximum and minimum

design values will not be exceeded in

naturally occurring lightning

NOTE Lightning protection level is used to

design protection measures according to the

relevant set of lightning current parameters.

3.10 lightning protection zone LPZ

zone where the lightning electromagnetic

environment is defined

NOTE The zone boundaries of an LPZ are not

necessarily physical boundaries (e.g. walls, floor

and ceiling).

3.11 LEMP protection measures SPM

measures taken to protect internal systems

against the effects of LEMP

NOTE This is part of overall lightning protection.

3.12 grid-like spatial shield

magnetic shield characterized by openings

NOTE For a building or a room, it is preferably

built by interconnected natural metal

components of the structure (e.g. rods of

13

багана гэх мэт).

3.13 газардуулах байгууламж (earth-

termination system)

аянгын гүйдэл газар луу сарниулах

зориулалттай аянгаас хамгаалах гадны

системийн хэсэг

3.14 потенциал тэнцүүлэх сүлжээ

бүх барилгын болон дотоод системийн

газартай холбогдсон дамжуулагч

сүлжээ (хүчдэлтэй дамжуулагчдаас

бусад нь),

3.15 газардуулах систем

газардуулах байгууламж болон

потенциал тэнцүүлэх сүлжээнээс

бүтсэн цогц систем

3.16 аянгын импульсан үйлчлэлээс

хамгаалах төхөөрөмж SPD

импульсын гүйдэл зайлуулах,

шилжилтийн хэт хүчдэлийг хязгаарлах

зорилготой дор хаяж нэг шугаман бус

элемент агуулсан төхөөрөмж

3.17 Iimp гүйдлээр туршсан SPD

хамгаалалтын төхөөрөмж

10/350 мкс долгионтой аянгын гүйдэл

хэсэгчлэн тэсвэрлэх аянгын импульсан

үйлчлэлээс хамгаалах төхөөрөмж, Iimp

гүйдэлтэй импульсаар туршсан байх

Тайлбар – хүчний кабелийн шугамд

туршилтын гүйдэл Iimp нь IEC 61643-1:2005

стандартын 1-р зэргийн туршилтанд

заагдсан.

3.18 In гүйдлээр туршсан SPD


8/20 мкс долгионтой аянгын өдөөгдсөн

гүйдэл тэсвэрлэх аянгын импульсын

үйлчлэлээс хамгаалах төхөөрөмж, Iimp

гүйдэлтэй импульсээр туршсан байх

reinforcement in concrete, metal frames and

metal supports).

3.13 earth-termination system

part of an external LPS which is intended

to conduct and disperse lightning current

into the earth

3.14 bonding network

interconnecting network of all conductive

parts of the structure and of internal

systems (live conductors excluded) to the

earth-termination system

3.15 earthing system

complete system combining the earth-

termination system and the bonding network

3.16 surge protective device SPD

device intended to limit transient

overvoltages and divert surge currents;

contains at least one non-linear component

3.17 SPD tested with Iimp

SPDs which withstand the partial

lightning current with a typical waveform

10/350 µs and

require a corresponding impulse test

current Iimp

NOTE For power lines, a suitable test current Iimp

is defined in the Class I test procedure of IEC

61643-1:2005.

3.18 SPD tested with In

SPDs which withstand induced surge

currents with a typical waveform 8/20 µs and

require a corresponding impulse test current

In

14

Тайлбар – хүчний кабелийн ш угамд

туршилтын гүйдэл In нь IEC 61643-1:2005


заагдсан.

3.19 хосолсон долгион дээр туршсан

SPD хамгаалалтын төхөөрөмж

8/20 долгионтой аянгын өдөөгдсөн

гүйдэл тэсвэрлэх аянгын импульсан

үйлчлэлээс хамгаалах төхөөрөмж, ISC

гүйдэлтэй импульсаар туршсан байх

Тайлбар – хүчний кабелийн шугамд

туршилтын гүйдэл In нь IEC 61643-1:2005


заагдсан, 1,2/50 мкс долгионы хоосон

явалтын UОС хүчдэлтэй, 8/20 мкс долгионы

богино залгааны ISC гүйдэлтэй 2 ом-ын

эсэргүүцэлтэй нэгдсэн долгион.

3.20 хүчдэл сэлгэн залгах SPD


Импульсын үйлчлэл байхгүй үед өндөр

бүрэн эсэргүүцэл (импенданс)-тай,

гэхдээ агшин зуур багасгах боломжтой

анягын импульсын үйлчлэлээс

хамгаалах төхөөрөмж

Тайлбар 1 – сэлгэн залгах төхөөрөмжүүдийн

жишээ нь цэнэг шахагч, хийн цахилалтын

яндан цэнэг шавхагч (GDT), тиристор

(цахиуран удирдах шулуутгагч) ба тэгш

хэмтэй триодны тиристор (триак).

Тайлбар 2 – сэлгэн залгах төрлийн

төхөөрөмжүүд прерывистый вольт

амперийн үзүүлэлттэй.

3.21 хүчдэл хязгаарлах SPD


Хэт ачаалалгүй үед өндөр бүрэн

хүчдэлтэй, гүйдэл хүчдэлийн импульс

өсөхөд эсэргүүцлээ бууруулдаг аянгын

импульсын үйлчлэлээс хамгаалах

төхөөрөмж

ТАЙЛБАР 1 – шугаман бус төхөөрөмжид

NOTE For power lines a suitable test current In is

defined in the Class II test procedure of IEC 61643-

1:2005.

3.19 SPD tested with a combination

wave

SPDs that withstand induced surge

currents with a typical waveform 8/20 s

and require a corresponding impulse test

current ISC

NOTE For power lines a suitable combination

wave test is defined in the Class III test procedure

of IEC 61643-1:2005 defining the open circuit

voltage UOC 1,2/50 µs and the short-circuit current

ISC 8/20 µs of a 2 Ω combination wave generator.

3.20 voltage-switching type SPD

SPD that has a high impedance when no

surge is present, but can have a sudden

change in impedance to a low value in

response to a voltage surge

NOTE 1 Common examples of components

used as voltage switching devices include

spark gaps, gas discharge tubes (GDT),

thyristors (silicon controlled rectifiers) and

triacs. These SPDs are sometimes called

"crowbar type“

NOTE 2 A voltage-switching device has a

discontinuous voltage/current characteristic.

3.21 voltage-limiting type SPD

SPD that has a high impedance when no

surge is present, but will reduce it

continuously with increased surge current

and voltage

NOTE 1 Common examples of components

used as non-linear devices are varistors and

15

хэрэглэгдэх эд анги нь варистор, диодон

разрядник байна. Ийм хэт ачааллын

импульсаас хамгаалах төхөөрөмжийг SPD

заримдаа хязгаарлагч гэж нэрлэдэг.

ТАЙЛБАР 2 – хүчдэл хязгаарлах хэт

ачааллын импульсаас хамгаалах

төхөөрөмж нь тасралтгүй вольт амперийн

үзүүлэлттэй.

3.22 хосолсон төрлийн SPD


сэлгэн залгах, хүчдэл хязгаарлах

элементүүдийг агуулсан Өгөгдсөн

хүчдэлээс хамааран сэлгэн залгах,

хүчдэл хязгаарлах эсвэл энэ 2

функцийг 2 ууланг нь гүйцэтгэх

боломжтой аянгын импульсын

үйлчлэлээс хамгаалах төхөөрөмж.

3.23 уялдсан SPD хамгаалах

төхөөрөмжүүдийн систем

цахилгаан, электрон системийн

гэмтлийн тоог бууруулахаар сонгож,

уялдуулж суурилуулсан SPD

хамгаалалтын төхөөрөмжүүдийн

систем

3.24 тусгаарлах интерфейс

хамгаалалтын бүс LPZ-д орж байгаа

кабель нь шугамуудаар дамжих хэт

ачааллын үйлчлэлийг багасгах

чадвартай төхөөрөмж

ТАЙЛБАР 1 – эдгээр төхөөрөмжүүдэд

ороомог хоорондоо газардуулсан экрантай,

металлгүй оптик fibre оптик изолятортой

тусгаарлах трансформатор орно.

ТАЙЛБАР 2 – эдгээр төхөөрөмжүүдийн

изоляцийн тэсвэрийн үзүүлэлт нь шууд

хэрэглэхэд, мөн импульсын хамгаалалтын

төхөөрөмжтэй хэрэглэхэд тохиромжтой.

4 SPM хамгаалалтын арга хэмжээг

төлөвлөх, угсрах

4.1 Ерөнхий шаардлагууд

suppressor diodes. These SPDs are sometimes

called "clamping type“.

NOTE 2 A voltage-limiting device has a

continuous voltage/current characteristic.

3.22 combination type SPD

SPD that incorporates both voltage-

switching and voltage-limiting type

components and that may exhibit voltage-

switching, voltage-limiting or both voltage-

switching and voltage-limiting behaviour,

depending upon the characteristics of the

applied voltage

3.23 coordinated SPD system

SPDs properly selected, coordinated and

installed to form a system intended to

reduce failures of electrical and electronic

systems

3.24 isolating interfaces

devices which are capable of reducing

conducted surges on lines entering the LPZ

NOTE 1 These include isolation transformers

with earthed screen between windings, metal-

free fibre optic cables and opto-isolators.

NOTE 2 Insulation withstand characteristics of

these devices are suitable for this application

intrinsically or via SPD.

4. Design and installation of SPM

4.1 General

Electrical and electronic systems are subject

to damage from a lightning electromagnetic

16

Цахилгаан, электрон системүүд нь

аянгын цахилгаан соронзон

импульсээр LEMP гэмтэх объект болно.

Тиймээс барилга байгууламж доторх

эдгээр системүүдийн ажиллагааг

доголдуулахгүйн тулд SPM

хамгаалалтын арга хэмжээ авах

хэрэгтэй.

SPM хамгаалалтын арга хэмжээг

цахилгаан соронзон нийцлийн өргөн

мэдлэгтэй, угсралтын туршлагатай

аянга болон хэт ачааллаар мэргэшсэн

мэргэжилтнүүдээр гүйцэтгүүлнэ.

Аянгын цахилгаан соронзон импульсын

хамгаалалт LEMP нь аянгаас

хамгаалах бүсийн LPZ концепци дээр

үндэслэгдэнэ: хамгаалагдах систем

байрласан орон зай нь аянгаас

хамгаалах бүсүүдэд LPZ хуваагддаг.

Эдгээр бүсүүдийн цахилгаан соронзон

импульсын идэвхжил нь доторх

системүүдийн хэт ачаалалд тэсвэрлэх

тэсвэртэй харгалзаж байхаар

суурилуулагдсан. (Зураг 1-г үзнэ үү).

Хөрш бүсүүд нь аянгын өөр өөр

цахилгаан соронзон импульсын LEMP

идэвхжилтэй. Аянгаас хамгаалах

бүсийн зааг нь хэрэглэгдсэн

хамгаалалтын арга хэмжээгээр

тодорхойлогдоно. (Зураг 2-г үзнэ үү).

impulse (LEMP). Therefore SPM need to be

provided to avoid failure of internal systems.

The design of SPM should be carried out by

experts in lightning and surge protection who

possess a broad knowledge of EMC and

installation practices.

Protection against LEMP is based on the

lightning protection zone (LPZ) concept:

the zone containing systems to be

protected shall be divided into LPZs.

These zones are theoretically assigned

part of space (or of an internal system)

where the LEMP severity is compatible

with the withstand level of the internal

systems enclosed (see Figure 1).

Successive zones are characterized by

significant changes in the LEMP severity.

The boundary of an LPZ is defined by the

protection measures employed (see Figure

2).

17

LPZ 0 Антен

Багана, хашаа

Цахилгаан хүчний шугам

LPZ 2 Бүсийн зааг

LPZ 1 бүсийн зааг

Тоноглол

Усны шугамын хоолой

Потенциал

тэнцвэржүүлэх

цэг

Харлицаа холбооны

шугам

Орох холбооны потенциалын шууд эсвэл SPD хамгаалалтын төхөөрөмжөөр тэнцүүлнэ

18

Bonding of incoming services directly or by suitable SPD

ТАЙЛБАР – энэ зураг дээр байгууламжийг

аянгаас хамгаалах LPZ бүсүүдэд хуваасан

жишээг харуулав. Байгууламж руу орох бүх

металл холбоонууд LPZ 1 бүсийн зааг дээр

потенциал тэнцвэржүүлэх шинүүдэд

холбогдсон. Нэмэлтээр LPZ 2 бүсийн зааг

дээр дамжуулах шугамууд потенциал

тэнцүүлэх шинүүд рүү холбогдсон. (жишээ нь,

компьютерын өрөө рүү).

Зураг 1 – Аянгаас хамгаалах бүсүүдэд

LPZ хуваах ерөнхий зарчим

NOTE This figure shows an example of

dividing a structure into inner LPZs. All metal

services entering the structure are bonded

via bonding bars at the boundary of LPZ 1. In

addition, the conductive services entering

LPZ 2 (e.g. computer room) are bonded via

bonding bars at the boundary of LPZ 2.

Figure 1 – General principle for the division

into different LPZ

LPZ 0

Antenna

Mast or railing

Electrical

power line

LPZ 1 Boundary of LPZ 1

Equipment

Water pipe Bonding

location Telecommunication

line

LPZ 2

Boundary

of LPZ 2

19

Зураг 2a – орон зайн экран ба уялдсан SPD хамгаалалтын системийг SPM хамгаалалтын арга хэмжээнд хэрэглэх. Тоноглол дамжуулагчаар ирэх (U2<<U0 и I2<<I0) ба өдөөгдсөн

соронзон орноос (H2<<H0) хэт ачааллаас найдвартай хамгаалагдсан

Figure 2a – SPM using spatial shields and a coordinated SPD system – Equipment well

protected against conducted surges (U2<<Uo and I2<<Io) and against radiated

magnetic fields (H2<<Ho)

экран

Тоноглол (гэмтэж

болзошгүй тоноглол)

Барилга Аянгын гүйдэл

LPS + Shield LPZ 1 I0 , H0

LPZ 0

H0

Shield LPZ 2 LPZ 1 H1

LPZ 2 H2

Equipment (object

of potential

damage)

SPD

(SB)

SPD (MB)

U2 , I2 U1 , I1 U0 , I0

Housing Partial lightning

current

20

Зураг 2b – SPM хамгаалалтын арга хэмжээнд SPD хамгаалалтын төхөөрөмж орон зайн

экран ашиглах. Тоноглол дамжуулагчаар (U1<U0 и I1<I0) болон өдөөгдсөн соронзон

орноос (H1<H0) ирэх хэт ачааллаас хамгаалагдсан.

Figure 2b – SPM using spatial shield of LPZ 1 and SPD protection at entry of LPZ 1 –

Equipment protected against conducted surges (U1<Uo and I1<Io) and against radiated

magnetic fields (H1<Ho)


болзошгүй объект)

Барилга Аянгын гүйдэл

LPS + Shield LPZ 1 I0, H0 LPZ 0

H0

LPZ 1

H1

Equipment (object

of potential

damage)

SPD (MB)

U1, I1

Housing

U0, I0

Partial lightning current

21

Зураг 2c – SPM хамгаалалтын арга хэмжээнд SPD хамгаалах төхөөрөмж бай дотоод

шугамын экранжуулсан. Тоноглол дамжуулагчаар (U2<U0 х I2<I0) болон өдөөгдсөн

соронзон орноос (H2<H0) ирэх хэт ачааллаас хамгаалагдсан.

Figure 2c – SPM using internal line shielding and SPD protection at entry of LPZ 1 –

Equipment protected against conducted surges (U2<Uo and I2<Io) and against radiated

magnetic fields (H2<Ho)

LPS (No shielding) I0, H0 LPZ 0

LPZ 1

H0

H2

Equipment (object

of potential

damage)

SPD (MB)

Shielded housing or chassis etc.

U0, I0

Partial lightning

current

U2, I2

H2 LPZ 2

(экран байхгүй)



Экранжуулсан бүрхүүл, рам г.м.

Аянгын гүйдэл

22

Зураг 2d – SPM хамгаалалтын арга хэмжээнд зөвхөн уялдсан SPD хамгаалалтын

систем ашигласан. Тоноглол дамжуулагчаар (U2<<U0 и I2<<I0) ирэх хэт ачааллаас

хамгаалагдсан, гэхдээ өдөөгдсөн соронзон орноос (H0) хамгаалагдааг

Figure 2d – SPM using a coordinated SPD system only –Equipment protected against

conducted surges (U2<<Uo and I2<<Io), but not against radiated magnetic field (Ho)

Тэмдэглэгээ

экранжуулсан зааг

------ экранжуулаагүй зааг

ТАЙЛБАР 1 – SPD хамгаалалтын

төхөөрөмжийг дараах цэгүүдэд байршуулж

болно:

Key

shielded boundary

non-shielded boundary

NOTE 1 SPDs can be located at the following

points:

(экран байхгүй)



аянгын гүйдэл

I0, H0

LPS (no shielding) LPZ 0

LPZ 1 H0

LPZ 2 H0

Equipment (object

of potential

damage)

SPD

(SA) SPD

(SB) SPD

(MB)

U2, I2 U1, I1

Housing

U0, I0

Partial lightning current

23

LPZ 1 бүсийн заагт (жишээ нь, МВ

оруулга-хуваарилах щит дээр);

LPZ 2 бүсийн заагт (жишээ нь, SB

хуваарилах щит дээр); эсвэл тоноглолын

орчимд (жишээ нь, на штепсельной

розетке SA).

ТАЙЛБАР 2 – нарийн шаардлагууд – IEC

60364-5-53-г үзнэ үү.

Зураг 2 – боломжит SPM хамгаалалтын

арга хэмжээний жишээ (аянгын

Цахилгаан соронзон импульсаас LEMP

хамгаалах арга)

Аянгын цахилгаан соронзон импульсын

LEMP үйлчлэлээр цахилгаан, электрон

систем үргэлжилсэн алдаа дараах

шалтгаанаар гарна:

• Тоноглолд холбогдсон

дамжуулагчаар дамжигдах

кондуктивный (дамжуулагчаар дамжих)

ба индуктивный (өдөөгдсөн) хэт ачаалал;

• Тоноглолд өдөөгдсөн цахилгаан

соронзон орон шууд нөлөөлөх.

Тоноглолд өдөөгдсөн цахилгаан

соронзон орон шууд нөлөөлөхөөс

хамгаалахын тулд орон зайн экран,

ба/эсвэл экранжуулсан кабелийн шугам

тоноглолыг экранжуулсан бүрхүүлтэй

хослуулсан байдлаар SPM

хамгаалалтын арга хэмжээ хэрэглэнэ.

Тоноглолд холбогдсон цахилгаан

дамжуулагчид дамжих кондуктивный ба

индукцийн хэт ачааллаас хамгаалахын

тулд хэт ачааллаас хамгаалах

зохицуулалттай төхөөрөмжүүдийн

систем ашиглана.

Хэрвээ тоноглолын цацаргалт ба

давтамжийн нөлөөллөөс хамгаалах

– at the boundary of LPZ 1 (e.g. at main

distribution board MB);

– at the boundary of LPZ 2 (e.g. at

secondary distribution board SB);

– at or close to equipment (e.g. at

socket outlet SA).

NOTE 2 For detailed installation rules see

also IEC 60364-5-53.

Figure 2 – Examples of possible SPM (LEMP

protection measures)

Permanent failure of electrical and

electronic systems due to LEMP can be

caused by

• conducted and induced surges

transmitted to equipment via connecting

wiring,

• effects of radiated

electromagnetic fields impinging directly

onto equipment itself.

For protection against the effects of

radiated electromagnetic fields impinging

directly onto the equipment, SPM

consisting of spatial shields and/or shielded

lines, combined with shielded equipment

enclosures, should be used.

For protection against the effects of

conducted and induced surges being

transmitted to the equipment via

connection wiring, SPM consisting of a

coordinated SPD system should be

used.

Failures due to electromagnetic fields

impinging directly onto the equipment

24

хамгаалалт нь харгалзах радио

давтамжийн диапазонд цахилгаан

соронзон нийцэлд нийцэж байвал

цахилгаан соронзон орны үйлчлэлээр

үүсэх гэмтлийг тооцохгүй байж болно.

Ерөнхий тохиолдолд тоноглол цахилгаан

соронзон нийцлийн стандартад нийцэх

шаардлага байдаг учраас хэт ачааллаас

хамгаалах зохицуулалттай

төхөөрөмжүүдийн систем нь уг

тоноглолыг аянгын цахилгаан соронзон

импульсын LEMP үйлчлэлээс

хамгаалахад хангалттай гэж үздэг.

Цахилгаан соронзон нийцлийн

стандартад нийцэхгүй тоноглолд

зохицуулалттай SPD хамгаалалтын

төхөөрөмжүүдийн системийн аянгын

цахилгаан соронзон импульсаас

хамгаалах систем LEMP нь хангалтгүй.

Энэ тохиолдолд цахилгаан соронзон

орны шууд нөлөөллөөс хамгаалах

хамгаалалт сайжруулах тухай нэмэлт

мэдээллүүдийг Хавсралт А-д өгөгдөв.

Соронзон орны үйлчлэлд тэсвэрлэх

чадварын түвшнийг IEC 61000-4-10

стандарттай нийцүүлэн сонгоно.

Шаардлагатай тохиолдолд, тэсвэрлэх

чадварын түвшинг шалгахдаа SPD

хамгаалалтын систем агуулсан,

төхөөрөмжийн цахилгаан дамжуулагч,

бодит тоноглол агуулсан загварчилсан

системд турших замаар гүйцэтгэнэ.

4.2 SPM хамгаалалтын систем

төлөвлөх

SPM хамгаалах арга хэмжээнүүд нь

тоноглолыг хэт ачаалал болон

цахилгаан соронзон орны үйлчлэлээс

can be considered negligible provided

the equipment complies with the relevant

radio frequency emission and immunity

EMC product standards.

In general, equipment is required to

comply with the relevant EMC product

standards therefore SPM consisting of a

coordinated SPD system is usually

considered sufficient to protect such

equipment against the effects of LEMP.

For equipment not complying with

relevant EMC product standards, SPM

consisting of a coordinated SPD system

alone is considered inadequate to protect

such equipment against the effects of

LEMP.

In this case, Annex A provides further

information as to how to achieve best

protection against directly impinging

electromagnetic fields.

The equipment’s withstand level against

radiated magnetic fields needs to be

selected in accordance with IEC 61000-

4-9 and IEC 61000-4-10.

If required for specific applications, a

simulated system-level test which

includes the SPD(s), installation wiring

and the actual equipment may be

performed in the laboratory to verify

protection withstand coordination.

4.1 Design of SPM

SPM can be designed for protection of

equipment against surges and

electromagnetic fields. Figure 2 provides

25

хамгаалахад хэрэглэнэ. Зураг 2 дээр

аянгаас хамгаалах систем LPS, соронзон

орноос хамгаалах систем, хэт ачааллаас

хамгаалах зохицуулалттай

хамгаалалтын төхөөрөмж болон SPM

хамгаалалтын арга хэмжээнүүдийг

харуулав:

• Орон зайн экран ба SPD

зохицуулалттай хамгаалалтын

төхөөрөмж ашигласан SPM

хамгаалалтын арга хэмжээ нь соронзон

орноос, дамжуулагчаар ирэх хэт

ачааллаас хамгаалдаг. (зураг 2а-г үзнэ

үү)

Каскадан орон зайн экран ба

зохицуулалттай хамгаалалтын

төхөөрөмж SPD нь соронзон орныг

сулруулж, хэт ачааллыг бага түвшинд

бууруулдаг,

• LPZ 1 бүсийн орон зайн экран, LPZ

1 бүсийн орох дээр SPD хамгаалалтын

төхөөрөмж ашиглагдан SPM

хамгаалалтын арга хэмжээ нь

тоноглолыг соронзон орон,

дамжуулагчаар ирэх хэт ачааллаас

хамгаалдаг (зураг 2b).

ТАЙЛБАР 1 – Хэрвээ соронзон орон хэт өндөр

байвал (LPZ 1 бүсийн экранжуулалтын үр

нөлөө бага) эсвэл хэт ачааллын далайц

өндөр (SPD хамгаалалтын өндөр түвшин, SPD

хамгаалалтын төхөөрөмжөөс гарах

дамжуулагчийн индуктивный үйлчлэлээс

болж) байвал хамгаалалт хангалтгүй байж

болно.

• Экранжуулсан шугам, тоноглолын

экранжуулсан бүрхүүлтэй хослуулсан

SPM хамгаалалтын арга хэмжээ нь

өдөөгдсөн соронзон орноос хамгаалдаг.

LPZ 1 бүсийн орох дээрх SPD

хамгаалалтын төхөөрөмж нь

дамжуулагчаас ирэх хэт ачааллаас

хамгаална (зураг 2с-г үзнэ үү). Аюулын

зэргийг багасгах зорилгоор (LPZ 0 бүсээс

LPZ 2 бүс хүртэл нэг зэргээр) хангалттай

нам хүчдэлийн хамгаалалтын түвшинд

some examples of SPM using protection

measures, such as LPS, magnetic shields

and coordinated SPD systems:

• SPM employing spatial shields and

a coordinated SPD system will protect

against radiated magnetic fields and

against conducted surges (see Figure

2a).

Cascaded spatial shields and

coordinated SPDs can reduce the

magnetic field and surges to a lower

threat level.

• SPM employing a spatial shield of

LPZ 1 and an SPD at the entry of LPZ 1

can protect equipment against the

radiated magnetic field and against

conducted surges (see Figure 2b).

NOTE 1 The protection would not be sufficient

if the magnetic field remains too high (due to

low shielding effectiveness of LPZ 1), or if the

surge magnitude remains too high (due to a

high voltage protection level of the SPD and

due to the induction effects onto wiring

downstream of the SPD).

• SPM using shielded lines, combined

with shielded equipment enclosures, will

protect against radiated magnetic fields.

The SPD at the entry of LPZ 1 will provide

protection against conducted surges

(see Figure 2c). To achieve a lower threat

level (in one step from LPZ 0 to LPZ 2), a

special SPD may be required (e.g.

additional coordinated stages inside) to

reach a sufficient low voltage protection

level.

26

хүрэхийн тулд SPD хамгаалалтын тусгай

төхөөрөмж (жишээ нь дотроо нэмэлт

зохицуулалттай түвшинтэй) шаардлага-

тай.

• SPD зохицуулалттай

хамгаалалтын систем ашигладаг SPM

хамгаалалтын арга хэмжээ нь зөвхөн

соронзон орны үйлчлэлд мэдрэмтгий

биш тоноглолуудыг хамгаалахад л

хэрэгтэй, яагаад гэвэл SPD

хамгаалалтын төхөөрөмж зөвхөн

дамжуулагчаар дамжих хэт ачааллаас

хамгаалдаг. (Зураг 2d-г үзнэ үү).

Дараалан залгагдсан SPD хамгаалалтын

төхөөрөмжүүдээр хэт ачааллын

гэмтлийн аюулыг бууруулж болно.

ТАЙЛБАР 2 – 2а-2с зургууд дээр харуулсан

шийдлүүдийг цахилгаан соронзон орны

зохицолдооны стандартад нийцэхгүй

тоноглолуудад хэрэглэх нь зохимжтой.

ТАЙЛБАР 3 – IEC 62305-3 стандартын дагуу

хийгдсэн аянгын хамгаалалтын систем LPS

нь зөвхөн SPD хамгаалалтын системийн

потенциал тэнцвэржүүлэхэд хэрэглэгддэг ба

мэдрэмтгий цахилгаан, электрон тоноглолыг

гэмтлээс сайн хамгаалдаггүй. Түүний үр

ашгийг нэмэгдүүлэхийн тулд SPM

хамгаалалтын системд LPS аянгын

хамгаалалтын системийг секцэн хайрцгийн

хэмжээг багасгах, тохирох SPD хамгаалалтын

төхөөрөмж сонгох замаар сайжруулна.

4.3 Аянгаас хамгаалах бүсүүд (LPZ)

Аянгаас болж гэмтэх аюултай нийцүүлэн

дараах аянгын хамгаалалтын бүсүүдийг

LPZ тодорхойлдог (стандарт МЭК 62305-

1-г үзнэ үү):

Гадаад бүс:

LPZ 0 аюул үл унтрах цахилгаан

соронзон оронгоос үүсдэг ба дотоод

систем нь аянгын гүйдлийн бүрэн, эсвэл

хэсэгчилсэн үйлчлэлд орох боломжтой.

LPZ 0 бүс нь дараах бүсүүдэд

хуваагдана:

• SPM using a coordinated SPD

system is only suitable to protect

equipment which is insensitive to

radiated magnetic fields, since the SPDs

will only provide protection against

conducted surges (see Figure 2d). A

lower threat surge level can be achieved

using coordinated SPDs.

NOTE 2 Solutions in accordance with Figures 2a

to 2c are recommended especially for

equipment which does not comply with relevant

EMC product standards.

NOTE 3 An LPS in accordance with IEC 62305-

3 that employs only equipotential bonding

SPDs provides no effective protection against

failure of sensitive electrical and electronic

systems. The LPS can be improved by

reducing the mesh dimensions and selecting

suitable SPDs, so as to make it an effective

component of the SPM.

4.3 Lightning protection zones (LPZ)

With respect to lightning threat, the

following LPZ are defined (see IEC 62305-

1):

Outer zones:

LPZ 0 Zone where the threat is due to the

unattenuated lightning electromagnetic

field and where the internal systems may

be subjected to full or partial lightning

surge current. LPZ 0 is subdivided into:

27

LPZ 0A Аянга шууд цохих ба аянгын

бүрэн цахилгаан соронзон оронд

нэрвэгдэх аюултай бүс. Дотоод систем

нь аянгын бүрэн гүйдэлд нэрвэгдэж

боломжтой.

LPZ 0B Аянгын шууд цохилтоос

хамгаалагдсан боловч бүрэн цахилгаан

соронзон орон үүсэх боломжтой бүс.

Дотоод системүүд нь аянгын хэсэгчилсэн

гүйдэлд нэрвэгдэх боломжтой.

Дотоод бүс (аянгын шууд цохилтоос

хамгаалагдсан бүс):

LPZ 1 бүсийн зааг дээр SPD

хамгаалалтын төхөөрөмж, тусгаарлах

интерфейс хэрэглэн импульсын гүйдэл

хуваан хязгаарладаг бүс. Цахилгаан

соронзон орны орон зайн экран ашиглан

сулруулдаг.

LPZ 2…n бүсийн зааг дээр нэмэлт SPD

хамгаалалтын төхөөрөмж, тусгаарлах

интерфейс хэрэглэн импульсын гүйдэл

олон хуваан хязгаарладаг бүс.

Цахилгаан соронзон оронг дахин

сулруулах бол нэмэлт орон зайд экран

ашигладаг.

Аянгаас хамгаалах бүс LPZ нь SPM

хамгаалалтын арга хэмжээ хэрэглэснээр

үүснэ, жишээ нь, зохицуулалттай SPD

хамгаалалтын төхөөрөмжүүд ба

соронзон экран (Зураг 2-г үзнэ үү).

Аянгаас хамгаалах бүс LPZ–ийн зааг нь

хамгаалах тоноглолын хэт ачаалалд

тэсвэрлэх чадвар, төрөл, тооноос

хамааран тогтоогдоно. Энэ нь жижиг

орчны бүс (жишээ нь тоноглолын

бүрхүүл), эсвэл том нэгдмэл бүс

(барилга тэр чигээрээ) байж болно.

(Зураг В.2-г үзнэ үү).

Хэрвээ 2 тусдаа байгууламж цахилгаан

эсвэл холбооны шугамаар холбогдсон,

эсвэл SPD хамгаалалтын төхөөрөмжийн

тоог бууруулах шаардлагатай байвал

LPZ 0A zone where the threat is due to the

direct lightning flash and the full lightning

electromagnetic field. The internal systems

may be subjected to full lightning surge

current.

LPZ 0B zone protected against direct

lightning flashes but where the threat is

the full lightning electromagnetic field.

The internal systems may be subjected

to partial lightning surge currents.

Inner zones: (protected against direct

lightning flashes)

LPZ 1 Zone where the surge current is

limited by current sharing and isolating

interfaces and/or by SPDs at the

boundary. Spatial shielding may

attenuate the lightning electromagnetic

field.

LPZ 2…n Zone where the surge current

may be further limited by current sharing

and isolating interfaces and/or and by

additional SPDs at the boundary.

Additional spatial shielding may be used

to further attenuate the lightning

electromagnetic field.

The LPZs are implemented by the

installation of the SPM, e.g. installation of

a coordinated SPD system and/or

magnetic shielding (see Figure 2).

Depending on the number, type and

withstand level of the equipment to be

protected, suitable LPZ can be defined.

These may include small local zones

(e.g. equipment enclosures) or large

integral zones (e.g. the whole structure)

(see Figure B.2).

Interconnection of LPZs of the same

order may be necessary if either two

separate structures are connected by

electrical or signal lines, or the number of

28

аянгаас хамгаалах LPZ бүсүүдийг холбох

шаардлагатай. (зураг 3-г үзнэ үү)

required SPDs is to be reduced (see

Figure 3).

ТАЙЛБАР – Зураг 3а дээр цахилгаан,

холбооны кабелиар холбогдсон хоёр аянгаас

хамгаалах бүсүүд LPZ 1 байна. Хоёр LPZ 1

бүсүүд тусдаа байгууламж, тусдаа

газардуулах системтэй, нэгнээсээ 10-100

метр зайтай байрласан бол онцгой анхаарах

шаардлагатай. Энэ тохиолдолд аянгын

гүйдлийн ихэнх нь хамгаалагдаагүй

холболтын шугамаар дамжих боломжтой.


I1, I2 – аянгын хэсэгчилсэн гүйдлүүд

Зураг 3а – хоёр LPZ 1 бүсүүдийг SPD

хамгаалалтын төхөөрөмж ашиглах

холбох

ТАЙЛБАР – Зураг 3b дээр хоёр аянгын

хамгаалалтын бүс LPZ 1 үүдийг холбосноос

NOTE Figure 3a shows two LPZ 1 connected

by electrical or signal lines. Special care

should be taken if both LPZ 1 represent

separate structures with separate earthing

systems, spaced tens or hundreds of metres

from each other. In this case, a large part of

the lightning current can flow along the

connecting lines, which are not protected.

Key

I1, I2 partial lightning currents

Figure 3a – Interconnecting two LPZ 1

using SPDs

NOTE Figure 3b shows, that this problem can

29

үүсэх асуудлыг экранжуулсан кабелиар,

эсвэл кабелийн хайрцгаар шийдэх

боломжтой (экранууд нь аянгын гүйдлийг

хэсэгчлэн дамжуулах боломжтой байхаар).

Хэрвээ экран дахь хүчдэлийн уналт нь их

биш бол SPD хамгаалалт байхгүй байж болно.


I1, I2 – аянгын хэсэгчилсэн гүйдэл

Зураг 3b – хоёр LPZ 1 бүсүүдийг

экранжуулсан кабель, эсвэл кабелийн

хайрцаг ашиглан холбох

be solved using shielded cables or shielded

cable ducts to interconnect both LPZ 1,

provided that the shields are able to carry the

partial lightning current. The SPD can be

omitted, if the voltage drop along the shield is

not too high.

Key

I1, I2 partial lightning currents

Figure 3b – Interconnecting two LPZ 1

using shinelded cables or shielded cable

ducts

ТАЙЛБАР – Зураг 3c дээр цахилгаан эсвэл

холбооны кабелиар холбогдсон хоёр аянгаас

хамгаалах бүс LPZ 2 байна. Кабель шугам нь

LPZ 1-ийн аюулын бүсэд байгаа учраас LPZ 2-

ийн оролт бүр дээр SPD хамгаалалтын

төхөөрөмж суурилуулах шаардлагатай.

Зураг 3с – хоёр аянгын хамгаалалтын

LPZ 2 бүсүүдийг SPD хамгаалалтын

төхөөрөмж ашиглан холбох

ТАЙЛБАР – Зураг 3d дээр хэрвээ хоёр аянгаас

хамгаалах LPZ 2 бүсүүд экранжуулсан

кабель, эсвэл кабелийн хайрцаг ашигласан

NOTE Figure 3c shows two LPZ 2 connected by

electrical or signal lines. Because the lines

are exposed to the threat level of LPZ 1, SPDs

at the entry into each LPZ 2 are required.

Figure 3c – Interconnecting two LPZ 2

using SPDs

NOTE Figure 3d shows that such interference

can be avoided and the SPDs can be omitted, if

30

бол тийм нөлөө байхгүй ба SPD

хамгаалалтын төхөөрөмж байхгүй байж

болохыг харуулав.

Зураг 3d – хоёр аянганаас хамгаалах бүс

LPZ 2-ыг экранжуулсан кабель эсвэл

кабелийн харцагаар холбосон.

Зураг 3 – Аянгаас хамгаалах бүс LPZ –

үүдийг холбосон жишээ

Нэг аянгаас хамгаалах бүсээс LPZ нөгөө

аянгаас хамгаалах бүс LPZ рүү тэлэх нь

тусгай тохиолдолд шаардлагатай болох

ба хэт ачааллаас хамгаалах

төхөөрөмжийн тоог бууруулах зорилгоор

ашиглаж болно. (Зураг 4-г үзнэ үү ).

Аянгаас хамгаалах бүсийн LPZ

цахилгаан соронзон орчны

нарийвчилсан үнэлгээг Хавсралт А-д

харуулав.

shielded cables or shielded cable ducts are used

to interconnect both LPZ 2.

Figure 3d – Interconnecting two LPZ 2

using shielded cables or shielded cable

ducts

Figure 3 – Examples for interconnected LPZ

Extending an LPZ into another LPZ might

be needed in special cases or can be

used to reduce the number of required

SPDs (see Figure 4).

Detailed evaluation of the electromagnetic

environment in an LPZ is described in

Annex A.

ТАЙЛБАР – Зураг 4а дээр трансформатораас

тэжээл авдаг барилгыг харуулав. Хэрвээ

хэрвээ трансформатор барилгын гадна

оршдог бол SPD хамгаалалтын

төхөөрөмжөөр хамгаалахдаа зөвхөн барилга

руу орох бага хүчдэлийн шугамыг хамгаална.

Зураг 4а – Барилгын гадна байрлах

трансформатор (LPZ 0 бүсийн мужид)

ТАЙЛБАР – Хэрвээ трансформатор барилга

дотор байрласан бөгөөд өндөр хүчдэлийн тал

дээр SPD хамгаалалтын төхөөрөмж байхгүй

бол (ихэнх тохиолдолд барилга эзэмшигчид

өндөр хүчдэлийн тал дээр хамгаалалтын

NOTE Figure 4a shows a structure powered by a transformer. If the transformer is placed outside the structure, only the low voltage lines entering the structure require protection using an SPD.

Figure 4a – Transformer outside the

structure (within LPZ 0)

NOTE If the transformer is placed inside the

structure and does not have an SPD installed

on the HV side (since the owner of the building

is often not permitted to adopt protection

measures on the high voltage side) then

31

төхөөрөмж ашиглахыг зөвшөөрдөггүй) зураг

4b дээрх шийдлийг хэрэглэнэ. Зураг 4b дээр

LPZ 0 бүсийг LPZ 1 бүс рүү SPD хамгаалалтын

төхөөрөмж нь зөвхөн бага хүчдэлтэй тал дээр

нь суурилагдсан байхаар өргөтгөнө.

Зураг 4b – Трансформатор барилга дотор

байрласан (LPZ 0 бүс LPZ 1 бүсийн

дотогшоо өргөтгөгдсөн)

Figure 4b applies. Figure 4b shows that the

problem can be solved by extending LPZ 0

into LPZ 1, which again requires SPDs to be

installed on the low voltage side only.

Figure 4b – Transformer inside the structure

(LPZ 0 extended into LPZ 1)

ТАЙЛБАР – Зураг 4с дээр LPZ 2 бүс цахилгаан,

холбооны шугамаар тэжээл авч байна. Энэ

шугам нь хоёр зохицуулалттай SPD

хамгаалалтын төхөөрөмж шаардана: нэг нь

LPZ 0 ба LPZ 1 бүсүүдийн зааг дээр, нөгөө нь

LPZ 1 ба LPZ 2 бүсүүдийн зааг дээр.

Зураг 4с – 0/1 ба 1/2 бүсүүдийн хооронд

SPD хамгаалалтын 2 харилцан уялдаатай

төхөөрөмжүүд шаардлагатай.

ТАЙЛБАР – Зураг 4d дээр шугам шууд LPZ 2

хамгаалалтын бүс рүү орж болох ба хэрвээ

LPZ 2 хамгаалалтын бүс LPZ 1 бүсэд

экранжуулсан кабель эсвэл экранжуулсан

хайрцаг ашиглаж ордог бол зөвхөн нэг SPD

хамгаалалтын төхөөрөмж хэрэгтэйг

харуулав. Гэхдээ SPD Хамгаалалтын тэгж

суулгасан тохиолдолд LPZ 1 бүсийн

хамгаалалтын түвшин LPZ 2 -ийн

хамгаалалтын түвшин хүртэл буурна.

Зураг 4d – LPZ 0 Ба LPZ 2 бүсүүдийн хооронд

NOTE Figure 4c shows an LPZ 2 supplied by

an electrical or signal line. This line needs

two coordinated SPDs: one at the boundary

of LPZs 0/1, the other at the boundary of LPZs

1/2.

Figure 4c – Two coordinated SPDs needed

– SPD (between zones 0/1) and SPD

(between zones 1/2)

NOTE Figure 4d shows that the line can enter

immediately into LPZ 2 and only one SPD is

required, if LPZ 2 is extended into LPZ 1 using

shielded cables or shielded cable ducts.

However this SPD will reduce the threat

immediately to the level of LPZ 2.

Figure 4d – Only one SPD needed –SPD

32

зөвхөн нэг SPD Хамгаалалтын төхөөрөмж

шаардлагатай (LPZ 2 хамгаалалтын бүс нь

LPZ 1 бүсэд орно)

Зураг 4 – Аянгаас хамгаалах өргөтгөсөн

бүсийн жишээ

4.4 SPM хамгаалалтын үндсэн арга

хэмжээнүүд

Аянгын цахилгаан соронзон нөлөөллөөс

LEMP хамгаалах үндсэн арга

хэмжээнүүд нь:

• Газардуулга ба потенциал

тэнцвэржүүлэгч (5-р хэсгийг үзнэ үү)

Газардуулах систем нь аянгын гүйдлийг

газар луу дамжуулж сарниулна.

Потенциал тэнцвэржүүлэх хэлхээ нь

потенциалын ялгаврын хамгийн бага

болгож соронзон оронг сулруулдаг.

• Соронзон экран ба кабелийн

шугам (6-р хэсгийг үзнэ үү)

Орон зайн экранжуулалт нь аянгын

хамгаалалтын бүсийн LPZ дотор

барилгын орчинд эсвэл ойролцоо шууд

цохисон аянгаас үүссэн соронзон оронг

сулруулж, дотоод хэт ачааллыг

бууруулдаг.

Дотоод кабелийн шугам экранжуулах,

экранжуулсан кабель ашиглах эсвэл

экранжуулсан кабелийн хайрцаг

ашигласнаар өдөөгдсөн дотоод хэт

ачааллыг бууруулдаг.

Дотоод кабелийн шугамын схемийн

сонголтоор индуктивный хэлхээний тоо,

дотоод хэт ачааллыг багасгана.

ТАЙЛБАР 1 – Орон зайн экранжуулалт, дотоод

кабелийн шугамын схемийн сонголтыг

нийлүүлж, эсвэл тусад нь хийнэ.

Барилга руу орох гадна шугамын

экранжуулснаар дотоод системд

(between zones 0/2) (LPZ 2 extended into LPZ 1)

Figure 4 – Examples for extended lightning

protection zones

4.2 Basic SPM

Basic protection measures against LEMP

include:

• Earthing and bonding (see

Clause 5)

The earthing system conducts and

disperses the lightning current into the

earth.

The bonding network minimizes potential

differences and may reduce the magnetic

field.

• Magnetic shielding and line

routing (see Clause 6)

Spatial shielding attenuates the

magnetic field inside the LPZ, arising

from lightning flashes direct to or nearby

the structure, and reduces internal

surges.

Shielding of internal lines, using shielded

cables or cable ducts, minimizes internally-

induced surges.

Routing of internal lines can minimize

induction loops and reduce internal surges.

NOTE 1 Spatial shielding, shielding and routing

of internal lines can be combined or used

separately.

Shielding of external lines entering the

structure reduces surges from being

33

нөлөөлж болзошгүй хэт ачааллаас

хамгаалдаг.

• Зохицуулалттай SPD

хамгаалалтын төхөөрөмжийн систем.

(7-р хэсгийг үзнэ үү)

Зохицуулалттай SPD хамгаалалтын

төхөөрөмжийн систем нь гаднаас

өдөөгдөх ба барилга дотор үүссэн хэт

ачааллын үйлчлэлийг хязгаарладаг.

• Тусгаарлах интерфейс (8-р

хэсэг)

Аянгын хамгаалалтын бүс LPZ рүү орох

шугам дээр өдөөгдсөн хэт ачааллыг

тусгаарлах интерфейс хязгаарладаг.

Газардуулга хийж, потенциал байнга

тэнцвэржүүлсэн байх шаардлагатай,

ялангуяа барилга руу орох холбооны

дамжуулагчийг орох цэгт нь шууд эсвэл

SPD хамгаалалтын төхөөрөмжөөр

тэнцвэржүүлэх.

Бусад SPM хамгаалалтын арга

хэмжээнүүдийг хамтад нь эсвэл тусад нь

хэрэглэнэ.

SPM хамгаалалтын арга хэмжээнд

хэрэглэгддэг хэрэгслүүд нь суурилуулах

газарт тохиолдож болох гадна орчны

үйлчлэлд тэсвэртэй байх ёстой (жишээ

нь, температур, чийг, агаарын зэврүүлэгч

бодисын агууламж, доргио, хүчдэл,

гүйдэл).

Хамгийн тохиромжтой SPM

хамгаалалтын төхөөрөмжийг сонгохдоо

IEC 62305-2 стандартын дагуу техник,

эдийн засгийн факторуудыг тооцон

эрсдэлийг үнэлж сонгоно.

Баригдсан барилгын дотоод системд

SPM хамгаалалтын арга хэмжээ авах

талаар мэдээлэл хавсралт B-д өгөгдөв.

ТАЙЛБАР 2 – IEC 623053 стандартын дагуу

аянгаас хамгаалах потенциалын

conducted onto the internal systems.

• Coordinated SPD system (see

Clause 7)

A coordinated SPD system limits the

effects of externally originated and

internally created surges.

• Isolating interfaces (see Clause

8)

Isolating interfaces limits the effects of

conducted surges on lines entering the

LPZ.

Earthing and bonding should always be

ensured, in particular, bonding of every

conductive service directly or via an

equipotential bonding SPD, at the point of

entry to the structure.

Other SPM can be used alone or in

combination.

SPM shall withstand the operational

stresses expected in the installation

place (e.g. stress of temperature,

humidity, corrosive atmosphere,

vibration, voltage and current).

Selection of the most suitable SPM shall be

made using a risk assessment in

accordance with IEC 62305-2, taking into

account technical and economic factors.

Practical information on the

implementation of SPM for internal

systems in existing structures is given in

Annex B.

NOTE 2 Lightning equipotential bonding (EB)

in accordance with IEC 62305-3 will protect

34

тэнцвэржүүлэлт нь зөвхөн аюултай нум

үүсэхээс хамгаална. Хэт ачааллаас

хамгаалахын тулд энэхүү стандартын дагуу

зохицуулалттай SPD хамгаалалтын

төхөөрөмжийн систем хэрэглэнэ.

ТАЙЛБАР 3 – SPM хамгаалалтын арга хэмжээ

хэрэглэх тухай илүү дэлгэрэнгүй мэдээлэл

IEC 30634-4-44 стандартад өгөгдсөн.

5. Газардуулга ба потенциал

тэнцвэржүүлэх


Газардуулах байгууламж (аянгын

гүйдлийг газар луу сарниулах),

потенциал тэнцвэржүүлэх хэлхээг

(потенциалын ялгаврыг багасгаж,

соронзон орныг сулруулдаг) нэгтгэсэн

(Зураг 5-г үзнэ үү) газардуулгын цогц

систем нь газардуулга хийж, потенциал

тэнцвэржүүлнэ.

against dangerous sparking only. Protection

of internal systems against surges requires a

coordinated SPD system in accordance with

this standard.

NOTE 3 Further information on the

implementation of SPM can be found in IEC

60364-4-44.

5. Earthing and bonding

5.1 General

Suitable earthing and bonding are based

on a complete earthing system (see Figure

5) combining

– the earth-termination system

(dispersing the lightning current into the

soil), and

– the bonding network (minimizing

potential differences and reducing the

magnetic field).

Газардуулах байгууламж Earth termination system

35

ТАЙЛБАР – Зураг дээр дүрслэгдсэн бүх

дамжуулагчууд нь барилгын металл

хэсгүүдтэй адил потенциалтай холбогдсон,

эсвэл потенциал тэнцвэржүүлэх

дамжуулагчаар холбогдсон. Мөн эдгээрээс

зарим нь аянгын гүйдэл аваад газар луу

дамжуулах боломжтой.

Зураг 5 – хоорондоо холбогдсон

потенциал тэнцвэржүүлэх хэлхээ,

газардуулах байгууламжаас бүтсэн

гурван хэмжээст газардуулах системийн

жишээ.

5.2 Газардуулах төхөөрөмж

Барилга байгууламжийн газардуулах

байгууламж нь IEC 62305-3 стандартад

нийцэх ёстой.

Дотор нь зөвхөн цахилгаан систем

байдаг барилга байгууламжид А төрлийн

газардуулгын төхөөрөмж хэрэглэж

болно, гэхдээ В төрлийн газардуулгын

төхөөрөмж илүү тохиромжтой.

Цахилгаан электрон системтэй барилга

байгууламжид В төрлийн газардуулгын

төхөөрөмж хэрэглэнэ.

Барилга байгууламжийг тойруулж

тавьсан цагариган газардуулах

электрод, эсвэл фундаментын

периметрээр бетондсон цагариган

электрод барилга байгууламжийн доор

болон тойроод 5 м ийн алхамтай нүхтэй

тор үүсгэсэн бүтээцтэй холбогдсон байх

ёстой. Энэ нь газардуулгын системийг

улам сайжруулдаг.

Хэрвээ подвалыг арматурчилсан бетон

шал нь найдвартай холболттой тор

үүсгэдэг ба 5 м бүрд газардуулах

байгууламжтай холбогдсон байвал мөн

хангалттай.

Тор хэлбэртэй гүйцэтгэсэн

үйлдвэрлэлийн зориулалттай барилгын

газардуулах байгууламжийн жишээг

зураг 6 дээр үзүүлэв.

NOTE All drawn conductors are either bonded

structural metal elements or bonding

conductors. Some of them may also serve to

intercept, conduct and disperse the lightning

current into the earth.

Figure 5 – Example of a three-dimensional

earthing system consisting of the bonding

network interconnected with the earth-

termination system

5.2 Earth-termination system

The earth-termination system of the

structure shall comply with IEC 62305-3.

In structures where only electrical

systems are provided, a type A earthing

arrangement may be used, but a type B

earthing arrangement is preferable. In

structures with electronic systems, a type

B earthing arrangement is

recommended.

The ring earth electrode around the

structure, or the ring earth electrode in

the concrete at the perimeter of the

foundation, should be integrated with a

meshed network under and around the

structure, having a mesh width of

typically 5 m. This greatly improves the

performance of the earth-termination

system.

If the basement’s reinforced concrete

floor forms a well defined interconnected

mesh and is connected to the earth-

termination system, typically every 5 m,

it is also suitable.

An example of a meshed earth-

termination system of a plant is shown in

Figure 6.

36


1 нэгдсэн торон арматуртай барилга

2 цех доторх багана

3 бусад тоноглолууд

4 кабелийн тавиур, хайрцаг

Зураг 6 – Тор хэлбэрээр гүйцэтгэгдсэн

цехийн газардуулах байгууламж

Өөр өөр газардуулгын системд

холбогдсон хоёр дотоод системүүдийн

Key

1 building with meshed network of the

reinforcement

2 tower inside the plant

3 stand-alone equipment

4 cable tray

Figure 6 – Meshed earth-termination

system of a plant

To reduce potential differences between

two internal systems, which may be

37

потенциалын ялгаврыг бууруулахдаа

дараах аргаар гүйцэтгэж болно:

- Цахилгаан кабель явах замаар

хэд хэдэн параллель потенциал

тэнцвэржүүлэх кабель, эсвэл торон

арматуртай бетон блокт (эсвэл

тасралтгүй цахилгаан хэлхээ үүсгэх

металл хоолой) кабель аль аль

газардуулах системд холбогдсон

байхаар;

- Газардуулгын систем бүрд

холбогдсон хангалттай огтлолтой

экрантай экранжуулсан кабель хэрэглэх.

5.3 Потенциал тэнцвэржүүлэх хэлхээ

Аянгаас хамгаалах бүс LPZ-ийн доторх

тоноглолын бүс хэсгүүдэд аюултай

потенциал үүсэхээс хамгаалахын тулд

бага импенданстай потенциал

тэнцвэржүүлэх хэлхээ шаардлагатай.

Үүнээс гадна, тийм потенциал

тэнцвэржүүлэх хэлхээ нь соронзон орныг

сулруулдаг. (Хавсралт А-г үзнэ үү).

Барилга дотоод системүүдийг нэгтгэх

ячейка-тай потенциал тэнцвэржүүлэх

хэлхээг, эсвэл потенциал тэнцвэржүүлэх

хэлхээнд шууд, эсвэл хэт ачааллаас

хамгаалах бүх металл хэсгүүд эсвэл

аянгаас хамгаалах бүсийн хил дээрх

дамжуулах холбооны SPD хамгаалалтын

төхөөрөмжид холбогдох замаар

хийгдэнэ.

Потенциал тэнцвэржүүлэх хэлхээ нь 5 м

өргөнтэй нүхтэй тор хэлбэртэй 3

хэмжээстэй байдлаар гүйцэтгэгдэж

болно (Зураг 5-г үзнэ үү). Энэ нь

байгууламж дотор, гадна их хэмжээний

металл хэсгүүдийн харилцан холболтыг

шаардана (төмөр бетоны арматур,

лифтний чиглүүлэгч, краны зам, металл

referenced in some special cases to

separate earthing systems, the following

methods may be applied:

– several parallel bonding conductors

running in the same paths as the

electrical cables, or the cables enclosed

in grid-like reinforced concrete ducts (or

continuously bonded metal conduit),

which have been integrated into both of

the earth-termination systems;

– shielded cables with shields of

adequate cross-section, and bonded to

the separate earthing systems at either

end.

5.3 Bonding network

A low impedance bonding network is

needed to avoid dangerous potential

differences between all equipment inside

the inner LPZ. Moreover, such a bonding

network also reduces the magnetic field

(see Annex A).

This can be realised by a meshed

bonding network integrating conductive

parts of the structure, or parts of the

internal systems, and by bonding metal

parts or conductive services at the

boundary of each LPZ directly or by

using suitable SPDs.

The bonding network can be arranged as

a three-dimensional meshed structure

with a typical mesh width of 5 m (see

Figure 5). This requires multiple

interconnections of metal components in

and on the structure (such as concrete

reinforcement, elevator rails, cranes,

metal roofs, metal facades, metal frames

38

дээвэр, хаалга цонхны металл хүрээ,

шалны металл хүрээ, холбооны хоолой,

кабелийн тавиур, хайрцаг гэх мэт).

Потенциал тэнцвэржүүлэх шин (жишээ

нь, потенциал тэнцвэржүүлэх цагариган

шин, байгууламжийн өөр өөр түвшний

потенциал тэнцвэржүүлэх шинүүд) мөн

аянгаас хамгаалах бүсийн LPZ соронзон

экранууд мөн адил аргаар холбогдсон

байх ёстой.

Потенциал тэнцвэржүүлэх хэлхээний

жишээг зураг 7, 8 дээр харуулав.

of windows and doors, metal floor

frames, service pipes and cable trays).

Bonding bars (e.g. ring bonding bars,

several bonding bars at different levels of

the structure) and magnetic shields of

the LPZ shall be integrated in the same

way.

Examples of bonding networks are shown

in Figures 7 and 8.

39


1. аянга хүлээн авагчийн дамжуулагч

2. дээврийн хашлагийн металл бүрхүүл

3. ган арматур

4. арматур дээрх торны дамжуулагчууд

5. торны дамжуулагчуудын холбоос

6. дотоод потенциал тэнцвэржүүлэх шин

холболт

7. гагнаж, эсвэл хавчиж хийсэн холболт

8. дурын холболт

9. бетоны ган арматур (торны

дамжуулагчууд)

10 – цагариган газардуулах электрод

(хэрвээ байгаа бол)

11 – фундаментын газардуулах электрод

а – торны дамжуулагчуудын холболт

хоорондох зай 5 м

b – арматурын торны холболт хоорондох

зай 1 м

Зураг 7 – Барилгын арматурыг хүчдэл

тэнцвэржүүлэхэд ашиглах

Key

1 air-termination conductor

2 metal covering of the roof parapet

3 steel reinforcing rods

4 mesh conductors superimposed on the

reinforcement

5 joint of the mesh conductor

6 joint for an internal bonding bar

7 connection made by welding or

clamping

8 arbitrary connection

9 steel reinforcement in concrete (with

superimposed mesh conductors)

10 ring earthing electrode (if any)

11 foundation earthing electrode

a typical distance of 5 m for

superimposed mesh conductors

b typical distance of 1 m for

connecting this mesh with the

reinforcement

Figure 7 – Utilization of reinforcing rods of

a structure for equipotential bonding

40


1 Цахилгаан хүчний тоноглол

2 ган багана

3 фасадны металл бүрхүүл

4 потенциал тэнцвэржүүлэх хэлхээнд

холбох холболт

5 цахилгаан, электрон тоноглол

6 потенциал тэнцвэржүүлэх шин

7 бетоны ган арматур (арматурын

торонд тавьсан дамжуулагчуудтай)

Key

1 electrical power equipment

2 steel girder

3 metal covering of the facade

4 bonding joint

5 electrical or electronic equipment

6 bonding bar

7 steel reinforcement in concrete

(with superimposed mesh conductors)

41

8 – фундаментын газардуулах электрод

9 – бусад холболтуудын орох ерөнхий

цэг

Зураг 8 – Ган арматуртай барилгын

потенциал тэнцвэржүүлэх

Дотоод системийн нээлттэй дамжуулах

хэсгүүд (жишээ нь шкаф, бүрхүүл,

тавиур) ба хамгаалалтын дамжуулагч

(PE) нь дараах холболтын схемээр

потенциал тэнцвэржүүлэх хэлхээнд

холбогдсон байх ёстой. (Зураг 9-г үзнэ

үү):

8 foundation earthing electrode

9 common entry point for different

services

Figure 8 – Equipotential bonding in a

structure with steel reinforcement

Conductive parts (e.g. cabinets,

enclosures, racks) and the protective

earth conductor (PE) of the internal

systems shall be connected to the

bonding network in accordance with the

following configurations (see Figure 9):


потенциал тэнцвэржүүлэх хэлхээ

---- потенциал тэнцвэржүүлэх

Key

bonding network

---- bonding conductor

Радиал холболт

S (од)

Тор хэлбэртэй холболт

Үндсэн холболт

Потенциал

тэнцвэржүүл

эх хэлхээнд

холбох

42

дамжуулагч

тоноглол


хэлхээтэй холбох эквипотенциальный

холболтын цэг

ERP – эталон газардуулгын цэг

SS – нэг ерөнхий цэг дээр холбогдсон

радиал холболт (од)

ММ - тороор холбогдсон холболт

Зураг 9 – дотоод системийн дамжуулах

хэсгүүдийг потенциал тэнцвэржүүлэх

хэлхээнд холбох арга

Хэрвээ радиал холболт хэрэглэгдсэн бол

дотоод системийн бүх нээлттэй

дамжуулах хэсгүүд (жишээ нь шкаф,

бүрхүүл, тавиур) нь газардуулах

системээс тусгаарлагдсан байна.

Радиал (S) холболттой тоноглолууд

газардуулгын системд зөвхөн нэг

газардуулгын системд холбогдоно. Энэ

нь SS холболтын нэгдсэн схемд

газардуулгын эталон цэг (ERP) болно.

Радиал холболтын үед бүх цахилгаан

хэрэглэгчийн хэлхээнүүд потенциал

тэнцүүлэгчийн дамжуулагчид параллель

байхаар хажууд нь байрлуулж

индуктивный хэлхээ үүсэхгүй байхаар

хийнэ. Дотоод системүүд нь харьцангуй

жижиг бүсэд байрладаг ба бүх

хэлхээнүүд бүс рүү нэг цэгт л ордог

байвал одон холболт хэрэглэгдэж болно.

Хэрэв ячейкан холболттой М бол (тор

хэлбэртэй) дотоод системийн бүх

нээлттэй дамжуулах хэсгүүд (жишээ нь

шкаф, бүрхүүл, тавиур) газардуулах

системээс тусгаарлагдахгүй, гэхдээ уг

системд потенциал тэнцвэржүүлэх

цэгүүдээр холбогдсон нэгдсэн

холболтонд MM холбогдсон байна.

Аянгаас хамгаалах том бүсэд байрласан,

equipment

bonding point to the bonding network

ERP earthing reference point

Ss star point configuration integrated by

star point

MM meshed configuration integrated by

mesh

Figure 9 – Integration of conductive parts of

internal systems into the bonding network

If the configuration S is used, all metal

components (e.g. cabinets, enclosures,

racks) of the internal systems shall be

isolated from the earthing system. The

configuration S shall be integrated into

the earthing system only by a single

bonding bar acting as the earth reference

point (ERP) resulting in type SS. When

configuration S is used, all lines

between the individual equipment shall

run in parallel with, and close to, the

bonding conductors following the star

configuration in order to avoid induction

loops. Configuration S can be used where

internal systems are located in relatively

small zones and all lines enter the zone at

one point only.

If configuration M is used, the metal

components (e.g. cabinets, enclosures,

racks) of the internal systems are not to

be isolated from the earthing system, but

shall be integrated into it by multiple

bonding points, resulting in type MM.

Configuration M is preferred for internal

systems extended over relatively wide

zones or over a whole structure, where

43

эсвэл тоноглол хооронд олон тооны

хэлхээтэй ба хэлхээ бүр барилга руу хэд

хэдэн цэгүүд дээр ордог байвал тор

хэлбэртэй М холболт хэрэглэнэ.

Нарийн системд хоёр төрлийн

холболтуудыг (тор хэлбэртэй М холболт,

эсвэл од хэлбэртэй S холболт) зураг 10

дээр харуулснаар холбож болно:

холболт 1 дээр SS нь ММ-тэй холбогдсон,

холболт 2 дээр MS нь MM-тэй

холбогдсон.

many lines run between the individual

pieces of equipment, and where the

lines enter the structure at several

points.

In complex systems, the advantages of

both configurations (configuration M and S)

can be combined as illustrated in Figure 10,

resulting in combination 1 (SS combined

with MM) or in combination 2 (MS

combined with MM).


Потенциал тэнцвэржүүлэх хэлхээ

– потенциал тэнцвэржүүлэх дамжуулагч

тоноглол


хэлхээтэй холбогдох эквипотенциал цэг

ERP – эталон газардуулгын цэг

SS – одны ерөнхий цэгээр холбогдсон

радиал холболт (од)

Key

bonding network

---- bonding conductor

equipment

bonding point to the bonding

network

ERP earthing reference point

Ss star point configuration integrated by

star point

Холболт 1 Холболт 2

Потенциал

тэнцвэржүү

лэх

хэлхээнд

холбох

44

ММ – тороор холбогдсон тор хэлбэртэй

холболт

МS – одны цэгээр холбогдсон тор

хэлбэртэй холболт

Зураг 10 – дотоод системийн дамжуулах

хэсгүүдийг потенциал тэнцвэржүүлэх

системд холбох аргууд

5.4 Потенциал тэнцвэржүүлэх шин

Потенциал тэнцвэржүүлэх шинүүдийг

эквипотенциал холболтонд суурилуулах

ёстой:

- Аянгаас хамгаалах бүсэд LPZ орох

бүх дамжуулах сүлжээ (шууд эсвэл

харгалзах SPD хамгаалалтын

төхөөрөмжөөр холбогдсон);

- Газардуулах хамгаалалтын

дамжуулагч PE;

- Дотоод системийн металл хэсгүүд

(жишээ нь, шкаф, бүрхүүл, тавиур);

- Аянгаас хамгаалах бүсийн LPZ

барилгын доторх болон гадуурх

соронзон экран.

Потенциал тэнцвэржүүлэгчийн үр дүнтэй

суурилуулахад дараах дүрмүүд чухал:

- Бүх потенциал тэнцвэржүүлэх

хэрэгсэлд потенциал тэнцвэржүүлэх

хэлхээний имденданс хамгийн бага байх

хэрэгтэй;

- Потенциал тэнцвэржүүлэх шинүүд

газардуулах системтэй хамгийн ойрхон

холбогддог байхаар холбогдсон байх;

- Потенциал тэнцвэржүүлэх шин

болон холбогдох дамжуулагчуудын

материал, хэмжээсүүд нь 5.6 зүйлд

нийцэх ёстой;

- SPD хамгаалалтын төхөөрөмжийг

потенциал тэнцвэржүүлэх шинтэй

холбох дамжуулагчийн урт, хүчдэлтэй

дамжуулагчийн урт хамгийн бага

байхаар, хүчдэлийн индуктивный уналт

хамгийн бага байхаар SPD

хамгаалалтын төхөөрөмжийг

MM meshed configuration integrated by

mesh

МS – meshed configuration integrated by star point

Figure 10 – Combinations of integration

methods of conductive parts of internal

systems into the bonding network

5.4 Bonding bars

Bonding bars shall be installed for bonding

of

– all conductive services entering an

LPZ (directly or by using suitable SPDs),

– the protective earth conductor PE,

– metal components of the internal

systems (e.g. cabinets, enclosures,

racks),

– the magnetic shields of the LPZ at

the periphery and inside the structure.

For efficient bonding the following

installation rules are important:

– the basis for all bonding measures

is a low impedance bonding network;

– bonding bars should be connected

to the earthing system by the shortest

possible route;

– material and dimensions of bonding

bars and bonding conductors shall

comply with 5.6;

– SPDs should be installed in such a

way as to use the shortest possible

connections to the bonding bar as well

as to live conductors, thus minimizing

inductive voltage drops;

45

суурилуулна;

- Хамгаалагдсан талын хэлхээний

(SPD хамгаалалтын төхөөрөмжийн цаад

талын) контурын талбайг багасгах,

экранжуулсан кабель эсвэл

экранжуулсан кабелийн хайрцаг ашиглах

замаар, харилцан индуктивный

үйлчлэлийг багасгана.

5.5 Аянгаас хамгаалах бүсийн LPZ зааг

дээрх потенциал тэнцвэржүүлэгч

Аянгаас хамгаалах бүсийн LPZ зааг

тодорхойлогдсон хэсэгт аянгаас

хамгаалах бүсийн LPZ зай огтлолцох бүх

металл хэсгүүд болон холбоонд (жишээ

нь металл хоолой, хүчний болон

холбооны кабель) потенциал

тэнцвэржүүлэгч байх ёстой.

ТАЙЛБАР – LPZ 1 бүс рүү орох холболтын

потенциал тэнцвэржүүлэлтийг шаардлага

зөрчилдөх магадлалтай тул харгалзах

инженерийн хэлхээний (цахилгаан хүчний

хэлхээ, эсвэл холбооны хэлхээ)

төлөөлөгчидтэй зөвшилцөх шаардлагатай.

Аянгаас хамгаалах бүсийн оролтын цэгт

потенциал тэнцвэржүүлэх шинүүдийг

аль болох ойрхон суурилуулна.

Боломжтой хэсэгт аянгаас хамгаалах

бүсэд холбоо нэг цэгт холбогдож, нэг

потенциал тэнцвэржүүлэх шинд

холбогдсон байна. Хэрвээ холбоо LPZ

бүсэд өөр газар ордог байвал шугам бүр

харгалзах потенциал тэнцвэржүүлэгчдээ

холбогдон, потенциал тэнцвэржүүлэгчид

нь хоорондоо холбогдсон байхаар

холбоно. Үүний тулд эдгээрийг цагариган

потенциал тэнцвэржүүлэгчид холбох нь

зохимжтой. (цагариган дамжуулагч).

Аянгаас хамгаалах бүсийн дотоод

системд холбогдсон бүс рүү орох

шугамуудын потенциал тэнцвэржүүлэх

– on the protected side of the circuit

(downstream of an SPD), mutual

induction effects should be minimized,

either by minimizing the loop area or

using shielded cables or cable ducts.

5.5 Bonding at the boundary of an LPZ

Where an LPZ is defined, bonding shall

be provided for all metal parts and

services (e.g. metal pipes, power lines or

signal lines) penetrating the boundary of

the LPZ.

NOTE Bonding of services entering LPZ 1

should be discussed with the service network

providers involved (e.g. electrical power or

telecommunication authorities), because there

could be conflicting requirements.

Bonding shall be performed via bonding

bars, which are installed as closely as

possible to the entrance point at the

boundary.

Where possible, incoming services

should enter the LPZ at the same

location and be connected to the same

bonding bar. If services enter the LPZ at

different locations, each service shall be

connected to a bonding bar and these

bonding bars shall be connected

together. To realise this, bonding to a

ring bonding bar (ring conductor) is

recommended.

Equipotential bonding SPDs are always

required at the entrance of the LPZ to

bond incoming lines, which are

46

шинд холбогдох холболтыг SPD

хамгаалалтын төхөөрөмжөөр дамжуулж

холбоно. Аянгаас хамгаалах бүсийн LPZ

холболт, өргөтгөлд шаардлагатай SPD

хамгаалалтын төхөөрөмжийн тоог

багасгаж болно.

Аянгаас хамгаалах бүс LPZ бүрийн зааг

дээрх, цахилгаан хэлхээний тасралтгүй

байдлыг хангах потенциал

тэнцвэржүүлэх хэлхээнд холбогдсон

экранжуулсан кабель, эсвэл металл

хайрцгийг нэг түвшний хэд хэдэн аянгаас

хамгаалах бүс LPZ нэгтгэх,эсвэл аянгаас

хамгаалах LPZ бүсийн заагийг тэлэх

зорилгоор ашиглаж болно.

5.6 Потенциал тэнцвэржүүлэх

хэлхээний дамжуулагчуудын

материал, хэмжээс

Материал, хэмжээс, хэрэглэх нөхцөл нь

IEC 62305-3 стандартад нийцэх ёстой.

Потенциал тэнцвэржүүлэгчийн хамгийн

бага босоо огтлол нь доор заагдсан

Хүснэгт 1-тэй нийцэх ёстой.

Хавчаарын хэмжээсүүд нь аянгаас

хамгаалах түвшний (IEC 62305-4

стандартыг хар) гүйдлийн утгатай,

параллель хэлхээнүүдэд гүйдэл

хуваагдах нөхцөлтэй (IEC 62305-3

стандарттай) таарах ёстой.

SPD хамгаалалтын сонголтыг 7-р

бүлэгтэй нийцүүлэн хийнэ.

connected to the internal systems within

the LPZ, to the bonding bar. Using an

interconnected or extended LPZ can

reduce the number of SPDs required.

Shielded cables or interconnected metal

cable ducts, bonded at each LPZ

boundary, can be used either to

interconnect several LPZ of the same

order to one joint LPZ, or to extend an

LPZ to the next boundary.

5.6 Material and dimensions of

bonding components

Material, dimensions and conditions of use

shall comply with IEC 62305-3. The

minimum cross-section for bonding

components shall comply with Table 1

below.

Clamps shall be dimensioned in

accordance with the lightning current

values of the LPL (see IEC 62305-1) and

the current sharing analysis (see IEC

62305-3).

SPDs shall be dimensioned in accordance

with Clause 7.

Хүснэгт 1 – Потенциал тэнцвэржүүлэгчийн дамжуулагчийн хамгийн бага хөндлөн

огтлол

Потенциал тэнцвэржүүлэгчийн дамжуулагчийн зориулалт Материал а

Хөндлөн огтлол b мм2

Потенциал тэнцвэржүүлэгчийн шин (зэс, зэсээ бүрсэн ган эсвэл цахиуржуулсан ган)

Cu, Fe 50

Потенциал тэнцвэржүүлэгчийн шинийг газардуулах системд, эсвэл бусад потенциал тэнцвэржүүлэгчийн шинд холбох дамжуулагч (аянгын гүйдлийг бүрэн, эсвэл хэсэгчлэн дамжуулах)

Cu Al Fe

16 25 50

47

Дотоод тоноглолуудын дамжуулагч хэсгүүдийг потенциал тэнцвэржүүлэгчийн шинд холбох дамжуулагч (аянгын гүйдлийг хэсэгчлэн дамжуулах)

Cu Al Fe

6 10 16

SPD хамгаалалтын төхөөрөмжүүдийн газардуулах дамжуулагчууд (аянгын гүйдлийг бүрэн, эсвэл ихэнх хэсгийг нь

дамжуулах) c

I зэрэг II зэрэг III зэрэг Бусад SPD d

Cu

16 6 1 1

a өөр материалаар хийгдсэн дамжуулагч нь адилхан эсэргүүцэлтэй хөндлөн огтлолтой

байна b Зарим улсад бага хэмжээстэй дамжуулагчийг IEC 62305-1:2010 стандартын дулааны ба

механик шаардлагуудыг хангаж байгаа нөхцөлд хэрэглэж болно c Хүчний тоноглолуудад хэрэглэгдэх SPD хамгаалалтын төхөөрөмжүүдэд зориулсан

нэмэлт мэдээлэл IEC 60364-5-53 ба IEC 61643-12 стандартуудад өгөгдөв.

d Бусад SPD хамгаалалтын төхөөрөмжүүдэд холбоо, дохиоллын системд ашиглагдах SPD

хамгаалалтын төхөөрөмжүүд орно. Table 1 – Minumum cross-sections for bonding components

Bonding components Material а Cross-section b

mm2

Bonding bars (copper, copper coated steel or galvanized steel)

Cu, Fe 50

Connecting conductors from bonding bars to the earthing system or to other bonding bars (carrying the full or a significant part of lightning current)

Cu Al Fe

16 25 50

Connecting conductors from internal metal installations to bonding bars (carrying a partial lightning current)

Cu Al Fe

6 10 16

Earthing conductors to the SPD (carrying the full or a significant part of lightning current) c

Class I Class II Class III

Other SPD d

Cu

16 6 1 1

a Other material used should have cross-sections ensuring equivalent resistance. b In some countries, smaller conductor sizes may be used, provided that they fulfil the

thermal and mechanical requirements – see Annex D of IEC 62305-1:2010. c For SPDs used in power applications, additional information for connecting conductors

is given in IEC 60364-5-53 and IEC 61643-12. d Other SPDs include SPDs used in telecommunication and signalling systems.

6 Соронзон экранжуулалт ба

кабелийн шугамын трасс сонгох


Соронзон экранжуулалт нь цахилгаан

соронзон оронг сулруулж байгууламж

доторх өдөөгдсөн хэт ачааллын хэмжээг

бууруулдаг. Дотоод хэлхээний трассын

зөв сонгосноор өдөөгдсөн дотоод хэт

ачааллын далайцыг бууруулна. Энэ 2

6 Magnetic shielding and line routing

6.1 General

Magnetic shielding can reduce the

electromagnetic field as well as the

magnitude of induced internal surges.

Suitable routing of internal lines can also

minimize the magnitude of induced

internal surges. Both measures are

48

арга хоёулаа дотоод системийн

гэмтлийн тоог бууруулдаг.

6.2 Орон зайн экранжуулалт

Орон зайн экран нь байгууламж тэр чигт

нь, түүний хэсгийг, 1 өрөө, эсвэл зөвхөн

тоноглолын бүрхүүл хамгаалдаг. Эдгээр

экранууд нь торон болон цулгай

экранууд байна, мөн байгууламжийн

хэсгийг агуулж болдог. (IEC 62305-3-г

үзнэ үү)

Орон зайн экраныг олон тооны тоноглол

бус барилгын тухайн хэсгийг

хамгаалахад хэрэглэдэг. Орон зайн

экраныг шинэ барилгын, эсвэл шинэ

дотоод системийн төслийн эхэн шатанд

төлөвлөх ёстой. Байгаа тоноглол дээр

шинээр тавихад техникийн хувьд хэцүү

болох бөгөөд үнэ өртөг нэмэгддэг.

6.3 Барилга доторх кабелийн

шугамын экранжуулалт

Зөвхөн хамгаалах шаардлагатай кабель,

тоноглолуудын экранжуулж болно. Үүнд

кабелийн металл экран, битүү металл

кабелийн хайрцаг, тоноглолын металл

бүрхүүл ашигладаг.

6.4 Барилга доторх кабелийн трасс

сонгох

Дотоод шугамын трасс зөв сонгосноор

индуктивный контурын талбайг

бууруулан барилга дотор хэт ачаалал

үүсэх боломжийг бууруулдаг. Барилгын

газардуулсан хэсэгт кабель тавьж эсвэл

цахилгаан, холбооны хэлхээнүүдийг

хамт тавьснаар контурын талбайг

бууруулдаг.

ТАЙЛБАР – Хүчний болон экранжуулаагүй

холбооны кабелийн шугам хоорондох зайг

effective in reducing permanent failure of

internal systems.

6.2 Spatial shielding

Spatial shields define protected zones,

which may cover the whole structure, a

part of it, a single room or the equipment

enclosure only. These may be grid-like,

or continuous metal shields, or comprise

the "natural components" of the structure

itself (see IEC 62305-3).

Spatial shields are advisable where it is

more practical and useful to protect a

defined zone of the structure instead of

several individual pieces of equipment.

Spatial shields should be provided in the

early planning stage of a new structure or

a new internal system. Retrofitting to

existing installations may result in higher

costs and greater technical difficulties.

6.3 Shielding of internal lines

Shielding may be restricted to cabling

and equipment of the system to be

protected; metallic shield of cables,

closed metallic cable ducts and metallic

enclosures of equipment are used for this

purpose.

6.4 Routing of internal lines

Suitable routing of internal lines

minimizes induction loops and reduces

the creation of surge voltages internally

in the structure. The loop area can be

minimized by routing the cables close to

natural components of the structure

which have been earthed and/or by

routing electrical and signal lines

together.

NOTE Some distance between power lines and

unshielded signal lines may still be needed to

49

ихэсгэх замаар савалгааг бууруулдаг.

6.5 Гадаад кабелийн шугам

экранжуулах

Барилга руу орох гадны шугамын

экранжуулалтад кабелийн экран,

хаалттай металл кабелийн хайрцаг,

(хоорондоо холбоотой) ган арматуртай

бетон кабелийн суваг орно. Гадны

шугамын экранжуулах нь ашигтай,

гэхдээ заримдаа энэ нь SPM

хамгаалалтын арга хэмжээг хэрэгжүүлэх

хариуцлагатай этгээдэд хамааралгүй

(гадна шугамын эзэн нь сүлжээний

ажиллагааг хариуцдаг компани байдаг

тул).

6.6 Соронзон экраны материал ба

хэмжээс

Аянгаас хамгаалах LPZ 0A ба LPZ 1

бүсүүдийн зааг дээрх соронзон

экрануудын (жишээ нь тор хэлбэртэй

орон зайн экран, кабелийн экран ба

тоноглолын бүрхүүл) материал,

хэмжээсүүд нь IEC 62305-3 стандартын

аянга хүлээн авагч, гүйдэл

зайлуулагчийн дамжуулагчид тавигдах

шаардлагад нийцэх ёстой. Тухайлбал:

- листэн металл хэсгүүдийн, металл

хайрцгийн, металл хайрцгийн, хоолой

болон кабелийн экраны хамгийн бага

зузаан нь IEC 62305-3:2010 стандартын

Хүснэгт 3-тай нийцэх ёстой;

- тор хэлбэртэй орон зайн экраны

байршил, экраны хэсгүүдийг холбосон

дамжуулагчийн хамгийн бага хөндлөн

огтлол нь IEC 62305-3:2010 стандартын

хүснэгт 6-тай нийцэх ёстой.

Аянгын гүйдэл дамжуулах зориулалтгүй

соронзон экрануудын хэмжээс IEC

62305-3:2010 стандарттай нийцэх

албагүй:

- LPZ ½ болон дээш бүсүүдийн зааг

дээр соронзон экраныг аянга хамгаалах

систем LPS-ээс тусгаарлах s зай

avoid interference.

6.5 Shielding of external lines

Shielding of external lines entering the

structure includes cable shields, closed

metallic cable ducts and concrete cable

ducts with interconnected reinforcement

steel. Shielding of external lines is

helpful, but often not the responsibility of

the SPM planner (since the owner of

external lines is normally the network

provider).

6.6 Material and dimensions of

magnetic shields

At the boundary of LPZ 0A and LPZ 1,

materials and dimensions of magnetic

shields (e.g. grid-like spatial shields,

cable shields and equipment enclosures)

shall comply with the requirements of

IEC 62305-3 for air-termination

conductors and/or down-conductors. In

particular:

– minimum thickness of sheet metal

parts, metal ducts, piping and cable

shields shall comply with Table 3 of IEC

62305-3:2010;

– layouts of grid-like spatial shields

and the minimum cross-section of their

conductors, shall comply with Table 6 of

IEC 62305-3:2010.

The dimensions of magnetic shields not

intended to carry lightning currents are

not required to conform to Tables 3 and

6 of IEC 62305-3:2010:

– at the boundary of LPZs 1/2 or

higher, provided that the separation

distance, s, between magnetic shields

50

хадгалагдсан тохиолдолд (IEC 62305-

3:2010 стандартын 6.3-р зүйлийг үзнэ үү);

- Дурын LPZ бүсийн зааг дээр

аянгаас барилга дээр бууснаас болсон

аюултай үзэгдлийн тоо ND<0,01 байвал

тооцохгүй байж болно.

7. Зохицуулалттай SPD хамгаалалтын

төхөөрөмжийн систем

Хэт ачааллаас хамгаалах дотоод

системийн хамгаалалтад хүчний болон

холбооны шугамын зохицуулалттай SPD

хамгаалалтын төхөөрөмжийн систем

хэрэгтэй. Зохицуулалттай SPD

хамгаалалтын төхөөрөмж суурилуулах,

сонгох 2 тохиолдолд хоёуланд нь төстэй

(Хавсралт С-г үзнэ үү).

SPM хамгаалалтын арга хэмжээг нэгээс

их аянгаас хамгаалах бүсэд авах бол

SPD хамгаалалтын төхөөрөмжүүд нь

аянгаас хамгаалах LPZ (LPZ 1, LPZ 2

болон дээш) бүс бүр лүү орох кабелийн

шугамын оролт дээр байх ёстой (Зураг 2-

г үзнэ үү).

SPM хамгаалалтын төхөөрөмжийг

зөвхөн нэг аянгаас хамгаалах бүсэд LPZ

1 авах бол SPD хамгаалалтын

төхөөрөмж аянгаас хамгаалах LPZ 1

бүсийн орох дээр суурилуулагдана.

Аль ч тохиолдолд SPD хамгаалалтын

төхөөрөмжийн болон хамгаалагдах

тоноглол хоорондын зай их байгаа бол

нэмэлтээр SPD хамгаалалтын

төхөөрөмж суурилуулагдана (Хавсралт

С).

SPD хамгаалалтын төхөөрөмж турших

туршилтад тавигдах шаардлага нь:

- Хүчний системийн тухай IEC

61643-1 стандартад,

- Харилцаа холбоо дохиоллын

тухай IEC 61643-21 стандартад нийцнэ.

and the LPS is fulfilled (see 6.3 of IEC

62305-3:2010),

– at the boundary of any LPZ, if the

number of dangerous events ND due to

lightning flashes to the structure is

negligible, i.e. ND < 0,01 per year.

7 Coordinated SPD system

The protection of internal systems

against surges requires a systematic

approach consisting of coordinated

SPDs for both power and signal lines.

The rules for the selection and

installation of a coordinated SPD system

are similar in both cases (see Annex C).

In SPM using the lightning protection

zones concept with more than one inner

LPZ (LPZ 1, LPZ 2 and higher), SPD(s)

shall be located at the line entrance into

each LPZ (see Figure 2).

In SPM using LPZ 1 only, an SPD shall be

located at the line entrance into LPZ 1 at

least.

In both cases, additional SPDs may be

required if the distance between the

location of the SPD and the equipment

being protected is long (see Annex C).

The SPD’s test requirements shall

comply with

– IEC 61643-1 for power systems,

– IEC 61643-21 for

telecommunication and signalling

51

Зохицуулалттай SPD хамгаалалтын

төхөөрөмжийн систем суурилуулах,

сонгох талаар мэдээлэл Хавсралт С-д

өгөгдөв. Зохицуулалттай SPD

хамгаалалтын төхөөрөмжийн систем

суурилуулалт, сонголт:

- Хүчний систем хамгаалах IEC

61643-12 ба IEC 60364-5-53

стандартуудад,

- Харилцаа холбоо, дохиоллын IEC

61643-22 стандартад нийцэх ёстой.

Аянгаас үүсэх хэт ачааллаас хамаарч

байгууламжийн өөр өөр цэгт

суурилуулагдах SPD хамгаалалтын

төхөөрөмжүүдийг сонгох заавар,

мэдээлэл нь энэхүү стандартын

хавсралт D-д мөн IEC 62305-5-1:2010

стандартын хавсралт E-д өгөгдөв.

8. Тусгаарлагч интерфейс

Тусгаарлагч интерфейсүүдийг аянгын

цахилгаан соронзон импульсын

нөлөөнөөс LEMP хамгаалах зорилгоор

хэрэглэнэ. Эдгээр интерфейсүүдийг хэт

ачааллаас хамгаалах шаардлагатай бол

SPD хамгаалалтын төхөөрөмж

хэрэглэнэ. Тусгаарлах интерфейсийн хэт

ачааллын баригдах түвшин, SPD

хамгаалалтын төхөөрөмжийн түвшин Up

нь IEC 60664-1 стандартын хэт ачааллын

ангилалд нийцэх ёстой.

Тайлбар – IEC 62305 стандартын энэ хэсгийг

өөр байгууламжуудын доторх тоноглол

хамгаалахад хэрэглэнэ, гэхдээ тусгаарлах

трансформатор ашиглаж болох хоорондоо

холбоотой байгууламжид хамааралгүй.

9. SPM хамгаалалтын арга хэмжээг

гүйцэтгэх зарчим

9.1 Ерөнхий зүйл

Ашигтай, үр дүнтэй хамгаалалтын

системтэй болохын тулд төсөл нь

systems.

Information on selection and installation

of a coordinated SPD system are

reported in Annex C. Selection and

installation of a coordinated SPD system

shall comply also with

– IEC 61643-12 and IEC 60364-5-53

for protection of power systems,

– IEC 61643-22 for protection of

telecommunications and signalling

systems.

Information and guidelines as to the

magnitude of surges created by

lightning, for the purpose of

dimensioning SPDs at different

installation points in the structure, is

provided in Annex D of this standard and

Annex E of IEC 62305-1:2010.

8. Isolating interfaces

Isolating interfaces may be used to reduce

the effects of LEMP. Protection of such

interfaces against overvoltages, where

needed, may be achieved using SPDs. The

withstand level of the isolating interface and

the voltage protection level of the SPD UP

shall be coordinated with the

overvoltage categories of IEC 60664-1.

NOTE The scope of this part of IEC 62305

deals with protection of equipment within

structures, and not protection of

interconnected structures to which the

isolation transformer may provide some

benefit.

9. SPM management

9.1 General

To achieve a cost-effective and efficient

protection system, the design should be

52

байгууламжийн концепци, баригдаж

эхлэхээс өмнө гүйцэтгэгдсэн байх ёстой.

Ингэснээр байгууламжийн эд ангиудыг

ашиглаж кабель тавих, тоноглол

байршуулахад хамгийн зөв байдлаар

хийх боломжтой болгоно.

Баригдсан байгууламжийн SPM

хамгаалалтын арга хэмжээний өртөг нь

шинээр барих байгууламжийнхаас илүү

тусдаг. Гэхдээ аянгаас хамгаалах бүс

LPZ -г зөв сонгож байгаа тоноглолуудын

ашиглах, шинэчлэх замаар үнэ өртгийг

багасгаж болно.

Дараах нөхцөлд найдвартай хамгаалалт

хангагдана:

- Хамгаалалтын арга хэмжээг

хангах хэрэгслүүдийг аянгаас хамгаалах

мэргэжилтнүүд тогтооно,

- SPM хамгаалалтын арга хэмжээ болон

бусад төсөл гүйцэтгэх мэргэжилтнүүд

сайн зохион байгуулалттай ажиллана

(жишээ нь барилгын инженер ба

цахилгааны инженерүүд),

- 9.2 зүйлд заасны дагуу SPM

хамгаалалтын арга хэмжээний

төлөвлөлт угсралтын ажлуудыг зохион

байгуулна.

SPM хамгаалалтын арга хэмжээнд үзлэг,

үйлчилгээ хангагдсан байна.

Байгууламжийн өөрчлөлт, хамгаалах

арга хэмжээнүүд хийгдэж дууссаны

дараа шинээр эрсдэлийн үнэлгээ хийнэ.

9.2 SPM хамгаалалтын систем

төлөвлөх

SPM хамгаалалтын системийг

төлөвлөхдөө эхлээд анхны эрсдэлийг

(IEC 62305-2 стандарт) үнэлээд

эрсдэлийг зөвшөөрөгдөх түвшинд нь

хүргэх ажлын зохион байгуулалттайгаар

carried out during the building conception

stage and before construction.

This allows one to optimize the use of the

natural components of the structure and to

choose the best compromise for the cabling

layout and equipment location.

For a retrofit to existing structures, the

cost of SPM is generally higher than that

of the cost for new structures. However,

it is possible to minimize the cost by a

proper choice of LPZ and by using

existing installations or by upgrading

them.

Proper protection can be achieved only if

– provisions are defined by a lightning

protection expert,

– good coordination exists between

the different experts involved in the

building construction and in the SPM

(e.g. civil and electrical engineers),

– the management plan of 9.2 is

followed.

The SPM shall be maintained by inspection

and maintenance.

After relevant changes to the structure or to

the protection measures, a new risk

assessment should be carried out.

9.2 SPM management plan

Planning and coordination of the SPM

requires a management plan (see Table

2), which begins with an initial risk

assessment (IEC 62305-2) to determine

the required protection measures

53

(Хүснэгт 2) хийнэ. Үүний тулд аянгаас

хамгаалах бүсүүд суурилуулагдсан

байна.

IEC 62305-1 стандартын дагуу аянгаас

хамгаалах түвшингээр авах

хамгаалалтын арга хэмжээнүүдэд

дараах алхмууд биелэх ёстой:

- Потенциал тэнцвэржүүлэх хэлхээ,

газардуулах байгууламж агуулсан

газардуулгын систем байх ёстой;

- Гадны металл хэсгүүд ба орох

холбоонууд газардуулгын системд шууд,

эсвэл тохирох SPD хамгаалалтын

төхөөрөмжөөр дамжин холбогдсон

байна;

- Дотоод системүүд потенциал

тэнцвэржүүлэгч хэлхээнд холбогдсон

байна;

- Орон зайн экрантай хамт

трассжуулалт, шугамын экранжуулалт

хослуулан хийж болно;

- Зохицуулалттай SPD

хамгаалалтын төхөөрөмжүүдийн

системд тавигдах шаардлага

тодорхойлогдсон байна;

- Тусгаарлах интерфейс хэрэглэх

шаардлагатай эсэхийг тогтоох;

- Баригдсан байгууламжид тусгай

арга хэмжээ авах шаардлага гарах

боломжтой (хүснэгт В-г үзнэ үү).

Үүний дараа шинээр сонгосон

хамгаалалтын арга хэмжээний үр дүн

өртгийг харьцуулан дахин эрсдэлийн

үнэлгээ хийж оптимизаци хийнэ.

needed to reduce the risk to a tolerable

level. To accomplish this, the lightning

protection zones shall be determined.

In accordance with the LPL defined in

IEC 62305-1, and the protection

measures to be adopted, the following

steps shall be carried out:

– an earthing system, comprising a

bonding network and an earth-

termination system, shall be provided;

– external metal parts and incoming

services shall be bonded directly or via

suitable SPDs;

– the internal system shall be

integrated into the bonding network;

– spatial shielding in combination

with line routing and line shielding may

be implemented;

– requirements for a coordinated SPD

system shall be determined;

– suitability of isolating interfaces

shall be determined;

– for existing structures, special

measures may be needed (see Annex

B).

After this, the cost/benefit ratio of the

selected protection measures should be

re-evaluated and optimized using the risk

assessment method again.

Хүснэгт 2 – Шинэ барилга, их хэмжээний бүтцийн өөрчлөлт хийгдсэн эсвэл хуучин байшинд SPM хамгаалалтын арга хэмжээ зохион байгуулах

Үе шат Зорилго Ажил гүйцэтгэх этгээд

54

Эхний эрсдэлийн

үнэлгээ а

Аянгын цахилгаан соронзон орноос LEMP хамгаалах шаардлагатай эсэхийг шалгах Эрсдлийн үнэлгээний арга ашиглан тохирох SPM хамгаалалтын арга хэмжээг сонгох Амжилттай хэрэгжсэн хамгаалалтын арга хэмжээ бүрийн дараа эрсдлийн бууралтыг шалгах

Аянгын хамгааллын эксперт b Эзэмшигч

Эцсийн эрсдэлийн

үнэлгээ а

Эрсдэлийн үнэлгээний арга ашиглан сонгогдсон хамгаалалтын арга хэмжээний ашиг/зардлын харьцааг сайжруулах Дүнд нь дараах зүйл тодорхойлогдоно: аянгаас хамгаалах түвшин, аянгаас хамгаалах бүсийн LPZ аянгын үзүүлэлтүүд ба зааг

Аянгын хамгааллын эксперт b Эзэмшигч

SPM хамгаалалтын арга хэмжээний сонголт

SPM хамгаалалтын арга хэмжээний үзүүлэлтийг тодорхойлох: орон зайн экранжуулалтын хэрэгсэл потенциал тэнцвэржүүлэгч хэлхээ газардуулах байгууламж кабелийн шугамын трасс, экранжуулалт орох шугамын экранжуулалт зохицуулалттай SPD хамгаалалтын систем тусгаарлагч интерфейс

Аянгын хамгаалалтын эксперт Эзэмшигч Архитектор Дотоод системийн төслийн мэргэжилтэн Таарах төхөөрөмжүүдийг төсөвлөх төслийн мэргэжилтэн

SPM хамгаалалтын арга хэмжээг төлөвлөх

Ерөнхий зураг, тайлбар Тендерийн материалын жагсаалт бэлдэх Угсралтын ажлын зураг, график

Төслийн болон ижил төрлийн байгууллага

SPM хамгаалалтын арга хэмжээний угсралт, хяналт

Угсралтын ажил чанартай гүйцэтгэх Гүйцэтгэлийн бичиг баримт үйлдэх Боломжит ажлын зургийн өөрчлөлт

Аянгын хамгаалалтын эксперт SPM хамгаалалтын арга хэмжээний угсралтын ажилтан Төслийн байгууллага Хяналтын байгууллагын төлөөлөгч

SPM хамгаалалтын төхөөрөмжийг ашиглалтанд хүлээж авах

Системийн төлвийн талаар баримт бичиг үйлдэх, шалгах

Аянгын хамгаалалтын хөндлөнгийн эксперт Хяналтын байгууллагын төлөөлөгч

Үе үеийн шалгалт SPM хамгаалалтын арга хэмжээ ажиллаж байгааг шалгах, баталгаажуулах

Аянгын хамгаалалтын эксперт Хяналтын байгууллагын төлөөлөгч

55

а IEC 62305-2-г үзнэ үү

b цахилгаан соронзон нийцлийн өргөн мэдлэгтэй, угсралтын туршлагатай.

Table 2 – SPM management plan for new buildings and for extensive changes in

construction or use of buildings

Step Aim Action to be taken by

Initial risk analysis а

To check the need for LEMP protection If needed, select suitable SPM using the risk assessment method To check the risk reduction after each successive protection measure taken

Lightning protection expert b Owner

Final risk analysis а

The cost/benefit ratio for the selected protection measures should be optimized using the risk assessment method again As a result the following are defined: - LPL and the lightning parameters

LPZs and their boundaries

Lightning protection expert b Owner

SPM planning

Definition of the SPM: - spatial shielding measures - bonding networks - earth-termination systems - line shielding and routing - shielding of incoming services - a coordinated SPD system isolating interface

Lightning protection expert Owner Architect Planners of internal systems Planners of relevant installations

SPM design General drawings and descriptions Preparation of lists for tenders Detailed drawings and timetables for the installation

Engineering office or equivalent

Installation of the SPM including supervision

Quality of installation Documentation Possibly revision of the detailed drawings

Lightning protection expert Installer of the SPM Engineering office Supervisor

Approval of the SPM Checking and documenting the state of the system

Independent lightning protection expert Supervisor

Recurrent inspections Ensuring the adequacy of the SPM Lightning protection expert Supervisor

a See IEC 62305-2. b With a broad knowledge of EMC and knowledge of installation practices.

9.3 SPM хамгаалалтын арга хэмжээг

шалгах

9.3 Inspection of SPM

56

9.3.1 Ерөнхий шаардлага

Шалгалтанд техникийн бичиг баримт

шалгах, гадна үзлэг, туршилт хэмжилт

орно. Шалгалт дараах зүйлсийг

баталгаажуулах зорилготой:

- SPM хамгаалалтын систем

төслийн дагуу байна,

- SPM хамгаалалтын систем

төслийн дагуу функцийг гүйцэтгэж

чадна,

- Дурын шинэ хэрэгслүүд SPM

хамгаалалтын системд зөв холбогдсон.

Шалгалтыг дараах үед хийнэ:

- SPM хамгаалалтын арга хэмжээг

суурилуулах үед,

- SPM хамгаалалтын арга хэмжээг

суурилуулж дууссаны дараа үе үе,

- графикт,

- SPM хамгаалалтын арга

хэмжээнд хамаатай зүйлийг өөрчилсний

дараа,

- Байгууламж аянгад цохиулсны

дараа, боломжтой үедээ (жишээ нь

хэрвээ аянгын цохилтын тоолуурт

бүртгэгдсэн, эсвэл байгууламжид аянга

цохисон тухай гэрч, эсвэл аянгаас болж

үүссэн гэмтэл байгаа тохиолдолд).

Графикт үзлэгийн давтамжийг дараах

зүйлсийг тооцон тогтооно:

- Байгаль орчны нөхцөлийг,

хөрсний зэврүүлэх чадвар, агаарын

зэврүүлэх чадвар г.м,

- Хэрэглэгдэж байгаа

хамгаалалтын төхөөрөмжийн төрлийг.

ТАЙЛБАР – Бүрэн эрхт байгууллагуудаас

тавьсан онцгой шаардлага байхгүй бол IEC

62305-3:2010 стандартын E-2 хүснэгтийн

утгуудыг баримтална.

9.3.2 Шалгалтын процедур

9.3.2.1 Техникийн бичиг баримт

шалгах

9.3.1 General

The inspection comprises checking the

technical documentation, visual inspections

and test measurements. The object of the

inspection is to verify that

– the SPM complies with the design,

– the SPM is capable of performing its

design function,

– any new additional protection

measure is integrated correctly into the

SPM. Inspections shall be made

– during the installation of the SPM,

– after the installation of the SPM,

– periodically,

– after any alteration of components

relevant to the SPM,

– possibly after a lightning flash to the

structure (e.g. where indicated by a

lightning flash counter, or where an

eyewitness account of a flash to the

structure is provided, or where there is

visual evidence of lightning-related

damage to the structure).

The frequency of the periodical inspections

shall be determined with consideration to

– the local environment, such as

corrosive soils and corrosive

atmospheric conditions,

– the type of protection measures

employed.

NOTE Where no specific requirements are

identified by the authority having jurisdiction,

the values of Table E.2 of IEC 62305-3:2010 are

recommended.

9.3.2 Inspection procedure

9.3.2.1 Checking of technical

documentation

57

SPM Хамгаалалтын арга хэмжээг

суурилуулсны дараа техникийн бичиг

баримтыг стандарттай нийцэж байгаа

болон ажил бүрэн дууссан эсэхийг

шалгана. Тиймээс техникийн бичиг

баримт SPM хамгаалалтын арга

хэмжээнд өөрчлөлт, өргөтгөл бүрийн

дараа шинэчлэгдэж байх ёстой.

9.3.2.2 Гадна үзлэг

Гадна үзлэгийн дараах зүйлсийг

баталгаажуулах зорилгоор хийнэ:

- Дамжуулагч, холболтууд дээр

суларсан холболт, тасралт байхгүй,

- Системийн аль ч хэсэг зэвэрч

муудаагүй (ялангуяа газар дээр),

- Потенциал тэнцвэржүүлэгчийн

дамжуулагч, кабелийн экранууд

гэмтээгүй, хоорондоо холбогдоогүй,

- Нэмэлт хамгаалалтын арга

хэмжээ шаардах нэмэгдэл, өөрчлөлт

байхгүй,

- SPD хамгаалалтын төхөөрөмж,

гал хамгаалагч, таслуур гэмтэлгүй,

- Кабелийн шугам зохих трассын

дагуу тавигдсан,

- Орон зайн экранаас аюулгүй зай

хадгалагдсан.

9.3.2.3 Хэмжилт

Газардуулгын системийн, потенциал

тэнцвэржүүлэгчийн тасралтгүй байдлыг

хэмжихдээ үзлэг хийхэд боломжгүй

газарт хийнэ.

Тайлбар – хэрвээ SPD хамгаалалтын систем

ажиллагааг заах сигналгүй бол

үйлдвэрлэгчийн зааврын дагуу ажиллагааг

бататган хэмжих ёстой.

9.3.2.4 Баримт бичиг

After the installation of new SPM

measures, the technical documentation

shall be checked for compliance with the

relevant standards, and for

completeness. Consequently, the

technical documentation shall be

continuously updated, e.g. after any

alteration or extension of the SPM.

9.3.2.2 Visual inspection

Visual inspection shall be carried out to

verify that

– there are no loose connections nor

any accidental breaks in conductors and

joints,

– no part of the system has been

weakened due to corrosion, especially at

ground level,

– bonding conductors and cable

shields are intact and interconnected,

– there are no additions or alterations

which require further protection

measures,

– there is no indication of damage to

the SPDs and their fuses or

disconnectors,

– appropriate line routings are

maintained,

– safety distances to the spatial

shields are maintained.

9.3.2.3 Measurements

A measurement of electrical continuity

should be performed on those parts of an

earthing and bonding system that are not

visible for inspection.

NOTE If an SPD does not have a visual indicator

(flag), measurements shall be performed in

accordance with the manufacturer’s instructions

to confirm its operating status, when so

required.

9.3.2.4 Inspection documentation

58

Хялбар байдлын үүднээс шалгалт хийх

программ гаргана. Программ нь

суурилуулалт, суурилуулах хэсгүүд,

туршилтын арга, туршилтын бүртгэгдсэн

үр дүнгүүд зэрэг бүх зүйлсийг

баримтжуулах хянах ажилтны ажлын

хөнгөвчлөх мэдээллийг агуулна.

Шалгалт хийх ажилтан нь протокол

хөтөлж техникийн бичиг баримт болон

өмнөх протоколд хавсаргаж өгнө.

Шалгалтын протокол дараах зүйлсийг

агуулна:

- SPM хамгаалалтын системийн

ерөнхий төлөв,

- Техникийн бичиг баримтаас гажсан

бүх зүйлс,

- Бүх хийгдсэн хэмжилтийн үр дүн.

9.4 Ашиглалт

Шалгалт, туршилт хийж дууссаны дараа

бүх илэрсэн гэм согогийг устгана.

Шаардлагатай тохиолдолд техникийн

бичиг баримтыг шинэчилнэ.

An inspection guide should be prepared to

facilitate the process. The guide should

contain sufficient information to assist the

inspector with his task, so that all aspects of

the installation and its components, tests

methods and test data which is recorded,

can be documented.

The inspector shall prepare a report,

which shall be attached to the technical

documentation and the previous

inspection reports. The inspection report

shall contain information covering

– the general status of the SPM,

– any deviation(s) from the technical

documentation,

– the result of any measurements

performed.

9.4 Maintenance

After inspection, all defects noted shall be

corrected without delay. If necessary, the

technical documentation shall be updated.

59

Хавсралт А

(лавлах)

Аянгаас хамгаалах бүс LPZ –ийн хүрээлэх орчны цахилгаан соронзон орны

үнэлгээ

А.1 Ерөнхий зүйл

Хавсралт А-д аянгын цахилгаан соронзон импульсын үйлчлэлээс LEMP болон

аянгаас хамгаалах бүс LPZ дотор цахилгаан соронзон помех-ээс хамгаалах

хамгаалалт сонгоход хэрэгтэй хүрээлэх орчны цахилгаан соронзон орны үнэлгээний

тухай мэдээлэл өгөгдсөн.

А.2 Цахилгаан, соронзон системүүд аянгаас болж гэмтсэний үр дүн

А.2.1 Гэмтлийн эх үүсвэр

Гэмтлийн эх үүсвэр нь аянгын гүйдэл болон аянгын гүйдлээс үүсэх, түүнтэй адил

долгионтой соронзон орон байна. Тайлбар – аянгын цахилгаан орны үйлчлэлээс хамгаалах хамгаалалт онц шаардлагагүй.

А.2.2 Гэмтэх объект

Барилга байгууламжийн дотор болон дээр суурилагдсан хэт ачаалал ба соронзон

орон тэсвэрлэх чадвар нь хязгаарлагдсан дотоод систем нь гэмтэх, эсвэл аянга болон

аянгаас үүсэх соронзон орны үйлчлэлээр буруу ажиллах боломжтой.

Байгууламжийн гадна суурилагдсан системүүд унтрахгүй соронзон орны нөлөөнд

орох, хэрвээ хамгаалагдаагүй газар байвал аянгын шууд цохилтонд орон аянгын

бүрэн гүйдлээр хэт ачаалалд өртөх боломжтой.

Барилга дотор суурилагдсан системүүд үлдэгдэл унтрах соронзон орны үйлчлэлд

орж, дамжсан болон өдөөгдсөн дотоод хэт ачаалал болон орох шугамаар дамжин

байгууламжид орсон гадны хэт ачаалалд өртөх боломжтой.

Тоноглолын хэт ачаалал тэсвэрлэх чадвартай холбоотой мэдээлэл дараах

стандартуудад өгөгдөв:

• Хүчний тоноглолын импульсын хүчдэлийн номинал түвшин IEC 60664-1:2007

стандартын хүснэгт F.1-д заагдсан. 230/400 В ба 277/480 В хүчдэлтэй системд

тэсвэрлэх түвшин нь номинал импульсын хүчдэлээр тодорхойлогддог - 1,5 кВ – 2,5 кВ

– 4 кВ и 6 кВ;

• Харилцаа холбооны тоноглолын тэсвэрлэх түвшин ITU-T K.20[3]

, K.21[4]

и

K.45[5]

-д тодорхойлогдсон.

Тоноглолын тэсвэрлэх түвшин нь нийлүүлэлтийн техникийн бичиг баримтад заагдсан

байдаг, эсвэл туршилтын замаар тогтоож болно:

• Дамжих хэт ачааллын үйлчлэлийг IEC 61000-4-5 стандартын дагуу, 0,5 кВ – 1

кВ – 2 кВ ба 4 кВ туршилтын хүчдэлээр, 1,2/50 мкс waveshape -тэй мөн 0,25 кА – 0,5

кА – 1 кА ба 2 кА туршилтын гүйдэлтэй, 8/20 мкс waveshape-тэй;

ТАЙЛБАР – Тухайн тоноглол дээр заасан стандартын шаардлагуудын хангахын тулд дотоод

60

SPD хамгаалалтын төхөөрөмж хэрэглэх шаардлага гарах боломжтой. Эдгээр дотоод SPD

хамгаалалтын төхөөрөмжүүдийн үзүүлэлт нь зохицуулалттай SPD хамгаалалтын

төхөөрөмжүүдийн системийн зохицолдооны нөхцөлд нөлөөлөх боломжтой.

• IEC 61000-4-9 стандартын дагуу дараах туршилтын түвшнээр соронзон орны

үйлчлэлийг шалгана: 8/20 мкс waveshape-тэй үед 100 А/м – 300 А/м – 1000 А/м мөн

IEC 61000-4-10 стандартын дагуу 1 МГц давтамжтай үед 10 А/м – 30 А/м – 100 А/м

туршилтын түвшинтэй.

Радио давтамжийн помех – хамгаалалт, эмиссия-ын цахилгаан соронзон нийцлийн

стандартын шаардлагыг хангахгүй тоноглол соронзон орны шууд нөлөөлөлд өртөх

эрсдэлтэй, харин энэ стандартад нийцсэн тоноглолын эвдрэлийн тооцохгүй байж

болно.

А.2.3 Гэмтлийн эх үүсвэр, гэмлтийн объект хоорондын харилцан хамаарал,

механизм

Тоноглолын тэсвэртэй байдлын түвшин нь гэмтлийн эх үүсвэрийн үйлчлэлтэй

харгалзах ёстой. Үүний тулд эдгээрийн хоорондох харилцан холбооны механизмыг

удирдаж, тохирох аянгаас хамгаалах бүс LPZ тавина.

А.3 Орон зайн экранжуулалт, шугамын трасс, шугамын экранжуулалт

А.3.1 Ерөнхий зүйл

Аянга барилга эсвэл түүний орчимд цохисноос үүсэх соронзон оронг зөвхөн LPZ

бүсийн орон зайн экранаас сулруулж болно. Цахилгаан системд өдөөгдсөн хэт

ачааллыг эсвэл орон зайн экранжуулалт эсвэл тохирох трасс болон кабелийн

экранжуулалтаар болон эдгээр аргуудын хослуулан хэрэглэснээр бууруулж болно.

Зураг А.1 дээр LPZ 0, LPZ 1, LPZ 2 аянгын хамгаалалтын бүсүүдтэй байгууламжид

аянга цохих үеийн аянгын цахилгаан соронзон үйлчлэлийн LEMP жишээг харуулав.

Хамгаалагдах ёстой цахилгаан систем LPZ 2 хамгаалалтын бүс дотор байна.

61

Зураг A.1 – аянга цохиход үүсэх аянгын цахилгаан соронзон импульсын үйлчлэл LEMP

Хүснэгт А.1-д 1, 2, 3 зүйлүүд зураг А.1-ийн I0, H0 и UW параметрүүдийг тогтооно.

Барилга доторх хэт ачааллыг тоноглол тэсвэрлэхийг батлах туршилтын

параметрүүдийг 4, 5 зүйлд өгсөн.

Хүснэгт А. 1 – гэмтлийн эх үүсвэр, тоноглолын параметр

1.

Гэмтлийн анхдагч эх үүсвэр – аянгын цахилгаан соронзон импульс LEMP Аянгын хамгаалалтын түвшин LPL дагуу I-ээс IV хүртэл:

IEC 62305-1

Импульс мкс

LPL түвшний далайц I – II – III – IV кА

LPL I – II – III – IV түвшний огцом өөрчлөлт кА / мкс

харгалзах нөлөө

I0

10/350 1/200 0,25/100

200 – 150 – 100 – 100 100 – 75 – 50 – 50 50 – 37,5 – 25 – 25

20 – 15 – 10 – 10 100 – 75 – 50 – 50 200 – 150 – 100 – 100

Аянгын хэсэгчилсэн гүйдэл Индукци Индукци

Но Харгалзан I0 гүйдлээр тодорхойлогдоно

2.

Хүчний тоноглолын импульсын хүчдэлийн номинал түвшин хэт ачааллын ангиллын I-ээс IV-хүртэл дагуу 230/400 В, 277/480 В номинал хүчдэлд:

IEC 60644-1 Uw хэт ачааллын ангилал I-ээс IV 6 кВ – 4 кВ – 2,5 кВ – 1,5 кВ

3.

Харилцаа холбооны тоноглолын тэсвэрлэх түвшин

ITU-н дагуу К.20 [3], К.21 [4] и К.45 [5]

тоноглолын тохирох стандартгүй тоноглолыг турших дамжуулагчаар дамжих аянгын үйлчлэлийг (U, I) тэсвэрлэх түвшин:

Экран LPZ 1

Экран LPZ 2



Аянгын хэсэгчилсэн гүйдэл

62

4. МЭК 61000-4-5

UOC

1, 2 / 50 мкс хэлбэртэй импульс 4 кВ – 2 кВ – 1 кВ – 0,5 кВ

ISC 8 / 20 мкс хэлбэртэй импульс 2 кА – 1 кА – 0,5 кА – 0,25 кА

5.

Цахилгаан соронзон нийцлийн стандартын шаардлага хангахгүй тоноглолын туршилт Тоноглолын цацрагийн нөлөөллийг тэсвэрлэх түвшин (H):

МЭК 61000-4-9

Н

8/20 мкс хэлбэртэй импульс (унтрах хэлбэлзэл 25 кГц, Тр = 10

мкс)

1000 А/м – 300 А/м – 100 А/м

МЭК 61000-4-10

Н

унтрах хэлбэлзэл 1 МГц, (импульс 0,2/0,5 мкс, Тр = 0,25 мкс)

100 А/м – 30 А/м – 10 А/м

Цахилгаан системийн гэмтлийн анхдагч цахилгаан соронзон эх үүсвэр нь аянгын

гүйдэл I0 ба соронзон орон Но байна. Аянгын хэсэгчилсэн гүйдэл нь орох шугамаар

дамжина. Энэ гүйдэл нь соронзон оронтой адилхан долгионы хэлбэртэй. Авч үзэх

хэрэгтэй аянгын гүйдэл нь аянга цохилтын эхний эерэг гүйдэл IF (10/350 мкс

хэлбэрийн урт сүүлтэй долгион), аянга цохилтын эхний сөрөг гүйдэл IFN (1/200 мкс

хэлбэртэй долгион), ба дараагийн аянга цохилтын гүйдэл IS (0,25/100 мкс хэлбэртэй

долгион) болно. Аянга цохилтын эхний эерэг гүйдэл IF нь соронзон орон HF-г үүсгэн,

аянга цохилтын эхний сөрөг гүйдэл IFN нь соронзон орон HFN-г үүсгэн, дараагийн

аянга цохилтын гүйдэл IS нь соронзон орон HS-г үүсгэнэ.

Соронзон индукцийн үйлчлэл нь соронзон орны өсөх фронт-оос үүснэ. Зураг А.2 дээр

зааснаар соронзон орон HF-ын өсөх фронт нь 25 кГц давтамжтай, хамгийн их утга

HF/MAX-тай хамгийн их утгадаа хүрэх хугацаа TP/F 10 мкс байх унтрах хэлбэлзлээр

илэрхийлэгдэж болно.

Төстэйгөөр, соронзон орны HS өсөх фронтыг 1 МГц давтамжтай, хамгийн их утга

HS/MAX ба хамгийн их утгадаа хүрэх хугацаа TP/S 0,25 мкс байх унтрах хэлбэлзлээр

илэрхийлж болно. Мөн соронзон орон HFN-ны өсөх фронтыг 250 кГц давтамжтай

хамгийн их утга нь HFN/MAX байх, хамгийн их утгадаа хүрэх хугацаа нь TP/FN 1 мкс

байх унтрах хэлбэлзлээр илэрхийлж болно.

Үүнээс, эхний эерэг аянга цохилтын соронзон орон 25 кГц давтамжаар, эхний сөрөг

аянга цохилтын соронзон орон 250 кГц, дараагийн аянга цохилтын соронзон орон 1

МГц давтамжтай болно. Туршилтын зорилгоор ашиглагдах эдгээр давтамжтай унтрах

хэлбэлзлийн соронзон орон IEC 61000-4-9 ба IEC 61000-4-10 стандартуудад

тодорхойлогдсон.

LPZ бүсийн зааг дээр соронзон орон, SPD хамгаалалтын төхөөрөмж суурилуулан

аянгын үйлчлэлийг (I0, Н0) тоноглолын тэсэх түвшин хүртэл нь бууруулна. Зураг А.1

дээр харуулснаар тоноглол H2 соронзон орны үйлчлэл, дамжуулагчаар дамжих

гүйдэл I2, хүчдэл U2 –г тоноглол тэсвэрлэх ёстой.

Хавсралт С-д I1 гүйдэл I2 хүртэл, U1 хүчдэл U2 хүрдэл бууралтыг авч үзсэн. H0

соронзон орон илүү бага H2 утга хүртэл бууруулах талаар доор авч үзэв.

63

Тор хэлбэртэй орон зайн экрантай үед LPZ бүс доторх соронзон орны долгион (H1,

H2) нь гаднах соронзон орны долгионтой (H0) адил хэлбэртэй.

Зураг А.2 дээр харуулсан унтрах хэлбэлзлийн муруй нь IEC 61000-4-9 ба IEC 61000-

4-10 стандартуудад тогтоосон туршилтанд таардаг ба аянгын эхний эерэг цохилт HF

ба дараагийн цохилтоос HS үүссэн соронзон оронд тоноглол тэсвэрлэх түвшнийг

тогтооход хэрэглэгдэж болно. Соронзон орноор өдөөгдсөн индукцийн хэлхээтэй

холбоотой (А.5-г үзнэ үү) хэт ачаалал нь тоноглолын тэсвэрлэх чадвараас бага эсвэл

тэнцүү байх ёстой.

Зураг A.2а – Дан 8/20 мкс импульсаар (25 кГц унтрах хэлбэлзэл) аянгын эерэг

цохилтын соронзон орны өсөлтийн (10/350 мкс) загварчлал

Үндсэн стандарт: IEC 61000-4-9

Үндсэн стандарт: МЭК 61000-4-10

64

Зураг A.2b – Дараалсан аянгын цохилтын соронзон орны өсөлтийг (0,25/100 мкс) 1 МГц

давтамжтай унтрах хэлбэлзлээр (0,2/0,5 мкс олон импульс) загварчилсан загварчлал

ТАЙЛБАР 1 – хамгийн их утгадаа хүрэх хугацаа TP ба урд фронтын өсөх хугацаа T1 өөр боловч

хялбарчлахын тулд тоон утгуудыг нь адилхан авна.

Тайлбар 2 – Хамгийн их утгуудын харьцаа HF/MAX / HFN/MAX / HS/MAX = 4:2:1.

Зураг A.2 – соронзон орны өсөлтийг унтрах хэлбэлзлээр загварчлах

А.3.2 Торон хэлбэртэй орон зайн экран

Аянгаас хамгаалах бүсийн LPZ том хэмжээтэй экранууд байгууламжуудын өөрийн

хана, шал, дээврийн металл арматур, металл каркас, дээвэр, фасад гэх мэт хэсгүүд

болно. Эдгээр хэсгүүд нийлээд торон хэлбэртэй орон зайн экран үүсгэдэг. Торны

ячейк бүрийн өргөн нь 5 м-ээс бага бол үр дүнтэй экран болдог.

Тайлбар 1 – Хэрвээ аянгаас хамгаалах бүс LPZ нь IEC 62305-3 стандартын дагуу энгийн аянгаас

хамгаалах гадны хамгаалалттай LPS, ячейкийн өргөн 5 м-ээс их бол энэхүү экранжуулалт үр

дүнгүй.

Нөгөө талаас том гон каркастай олон тооны ган баганатай барилга нь маш үр дүнтэй

экранжуулна.

Тайлбар 2 – Дотоод аянгаас хамгаалах хөрш бүсүүдийн LPZ экранжуулалтыг эсвэл орон зайн

экранжуулалтаар, эсвэл хаалттай шкаф, эсвэл тоноглолын металл бүрхүүл ашиглах замаар

хийнэ.

Зураг 3.А дээр бетоны металл арматур болон металл хүрээг (металл хаалга, экранжуулсан цонх)

барилга, өрөөний том хэмжээний экран болгож ашиглаж болохыг харуулав.

65


– арматур бүрийн огтлолцол дээр гагнаж, эсвэл зангидсан байх

Тайлбар – Бодит байдалд том хэмжээний байгууламжийн цэг бүр дээр гагнах, зангидах

боломжтой байдаг. Гэхдээ ихэнх цэгүүд шууд эсвэл нэмэлт утсаар холбогдсон байдаг.

Холболтыг 1 метр бүрд хийх хэрэгтэй.

Зураг A.3 – металл арматур, металл хүрээ ашиглан том хэмжээний экранжуулалт хийх

Дотоод системүүд нь аянга хамгаалах бүсийн LPZ экранаас аюулгүй зайд орших

“аюулгүй бүсэд” байх ёстой (Зураг А.4-г үзнэ үү). Энэ нь аянгын гүйдэл экранаар

гүйснээс болж үүсэх экраны орчны соронзон орон өндөр утгатай байдагтай холбоотой

(жишээ нь LPZ 1 бүсэд).

66

ТАЙЛБАР – Vs эзлэхүүн аянга хамгаалах бүсийн экранаас LPZ n аюулгүй ds/1 эсвэл ds/2 зайтай

байх ёстой – А.4 зүйлийг үзнэ үү.

Зураг A.4 – LPZ n дотоод бүсийн цахилгаан, электрон системийн эзлэхүүн

Экран

ds/1 эсвэл ds/2

Цахилгаан системийн VS

эзлэхүүн

А-А огтлол

Экран

ds/1 эсвэл ds/2

67

А.3.3 Хэлхээний экранжуулалт, трасс

Дотоод системд өдөөгдсөн хэт ачааллыг хэлхээний трассын зөв сонгосноор (индуктив

контурын талбайг багасгах) болон экранжуулсан кабель, металл хайрцаг (дотор нь

байх дамжуулагчид үйлчлэх идкукцын үйлчлэлийг багасгах) ашигласнаар бууруулж

болдог (Зураг А.5 –г үзнэ үү).


1 тоноглол

2 дохиоллын дамжуулагч

3 хүчний дамжуулагч

4 индуктив хэлхээ

Зураг А.5а – хамгаалагдаагүй систем


1 тоноглол


3 – хүчний дамжуулагч

5 – орон зайн экранжуулалт

Зураг А.5b – орон зайн экранжуулалт ашиглан дотоод хэсгийн соронзон оронг

сулруулах

68


1 тоноглол



6 – шугамын экранжуулалт

Зураг А.5с – экранжуулсан шугам ашиглан соронзон орны нөлөөллийг багасгах


1 Тоноглол



7 – хэлхээний талбайг багасгах

Зураг А.5d – шугамын трасс зөв сонгож индуктив хэлхээний талбайг багасгах

Зураг A.5 – Индукцийн үйлчлэлийг трасс зөв сонгож, экранжуулах замаар бууруулах

Дотоод системд холбогдсон тэжээлийн кабель нь потенциал тэнцвэржүүлэх хэлхээнд

аль болох ойрхон байхаар байршуулна. Эдгээр кабелиудыг потенциал тэнцвэржүүлэх

хэлхээнд ашиглагдах металл бүрхүүлтэй байхаар тавина, жишээ нь U хэлбэртэй

хоолой эсвэл металл хайрцаг (IEC 61000-5-2 стандартыг үзнэ үү).

Аянгаас хамгаалах бүсийн LPZ (ялангуяа LPZ 1) экраны орчинд соронзон орны утга

өндөр байдал тул кабель татахдаа анхааралтай байх хэрэгтэй.

Барилга хооронд тавигдах кабелийг хамгаалах шаардлагатай бол металл хайрцганд

тавина. Энэ хайрцаг нь хоёр зах дээрээ барилга бүрийн потенциал тэнцвэржүүлэгч

шинд холбогдсон байна. Хэрвээ кабелийн экраны (хоёр захдаа тэнцвэржүүлэх шинд

холбогдсон) нэвтрүүлэх чадвар аянгын гүйдлийг дамжуулахад хангалттай байвал

нэмэлтээр металл хайрцаг тавих шаардлагагүй.

Тоноглолуудын хэлхээнд өдөөгдөх хүчдэл, гүйдэл нь дотоод системд ерөнхий хэт

ачаалал үүсэх шалтгаан болдог. Эдгээр гүйдэл, хүчдэлийн тооцоог А.5 зүйлд үзүүлэв.

Зураг А.6 дээр том оффисын барилгын жишээ харуулав:

Аянгаас хамгаалах бүс LPZ 1-д ган арматур ба металл фасад ашиглан экранжуулалт,

аянгаас хамгаалах бүс LPZ 2-д дотоод системийн помех-д мэдрэмтгий экран бүрхүүл

ашигласан. Өрөө бүрийн потенциал тэнцвэржүүлэх хэлхээний ячейк-ийг хамгийн бага

69

хэмжээстэй балгахын тулд потенциал тэнцвэржүүлэгчийн зангилаа хийсэн.

20 кВ-ын хүчдэлтэй тэжээх тоноглол байршуулахын тулд аянгаас хамгаалах бүс LPZ

0 ийг аянгаас хамгаалах бүс LPZ 1 рүү өргөтгөсөн, учир нь SPD хамгаалалтын

төхөөрөмжийг энэ тохиолдолд өндөр талд нь, оруулга дээр суурилуулах боломжтой

байсан.

Дээвэр дээрх металл хэсэг

Дээвэр дээрх Аянга хүлээн авачгийн тор

Экранжуулсан шкаф Потенциал

тэнцвэржүү

лэх загилаа

Камер

Металл

фасад

Бетоны ган арматур

Газрын түвшин

Мэдрэмтгий

цахилгаан

тоноглол

Ган арматур

Өргөтгөсөн

Гадаад металл холбоо

Харилцаа холбооны кабелийн шугам

Хүчний шугам 0,4 кВ

Хүчний шугам 20 кВ

Гараж

Кабельтэй металл хоолой

(өргөтгөсөн бүс LPZ 0B)

Фундаментийн газардуулах электрод

70

Тэмдэглэгээ потенциал тэнцвэржүүлэх холболт SPD хамгаалалтын төхөөрөмж

Зураг A.6 – Оффисын барилгад SPM хамгаалалтын арга хэмжээ хэрэглэх жишээ

А.4 Аянгаас хамгаалах бүс LPZ доторх соронзон орон

А.4.1 Аянгаас хамгаалах бүсийн LPZ доторх соронзон оронг үнэлэх

Хэрвээ экранжуулалтын бүтээмжийн онолын (А.4.2 зүйл) болон туршилтын (А.4.3

зүйл) шинжилгээ хийгдээгүй бол соронзон оронгийн сулралын коэффициентыг дараах

байдлаар үнэлнэ.

А.4.1.1 Аянгын шууд цохилтын үеийн аянгаас хамгаалах бүсийн LPZ 1 орон зайн

торон экран

Барилгын экран (аянгаас хамгаалах бүс LPZ 1-г хүрээлсэн экран) нь аянгаас

хамгаалах бүс LPS-ийн системийн хэсэг болно, аянга шууд цохисон тохиолдолд

гүйдэл энэ системээр гүйнэ. Зураг А.7.а дээр аянга дээврийн дурын цэгт буусан

тохиолдлыг харуулав.

ТАЙЛБАР – Авч үзэх цэгийг dw, dr зайнуудаар тодорхойлов.

Зураг A.7a – Аянгаас хамгаалах бүс LPZ 1 доторх соронзон орон

Дээвэр

Хана


71

ТАЙЛБАР – Аянгаас хамгаалах бүс LPZ 2 –ийн заагийг dw, dr зайгаар тодорхойлов.

Зураг A.7b – Аянгаас хамгаалах бүс LPZ 2 –ийн соронзон орон

Зураг A.7 – Аянгын шууд цохилтын үеийн соронзон орны үнэлгээ

Аянгаас хамгаалах бүс LPZ 1 - ийн доторх дурын цэг дээрх соронзон орны хүчлэгийг

дараах томьёогоор олно:

H1 = kh x I0 x wm / (dw ×√dr) (А/м) (А.1)

Үүнд:

dr (м) – экранжуулсан аянгаас хамгаалах бүс LPZ 1 -ийн дээврээс авч үзэх цэг хүртэлх

зай;

dw (м) – экранжуулсан аянгаас хамгаалах бүс LPZ 1 –ийн хананаас авч үзэх цэг

хүртэлх зай;

I0 (А) – LPZ 0A бүсийн аянгын гүйдэл;

kh (1/ m ) – долгионы хэлбэрийн коэффициент, kh = 0,01;

wm (м) – торон хэлбэртэй аянгаас хамгаалах бүс LPZ 1 –ийн ячейкийн өргөн.

Энэ томьёогоор хийсэн тооцооны үр дүн нь аянгаас хамгаалах бүс LPZ - ийн

соронзон орны хүчдэлийн хамгийн их утгатай байна. (доор өгөгдсөн анхааруулгыг

тооцно):

H1/F/MAX = kh x IF/MAX x wm / (dw x ) (А/м) (А.2)

аянгын эхний эерэг цохилтын нөлөөгөөр үүссэн соронзон орны хүчлэг;

H1/FN/MAX = kh x IFN/MAX x wm / (dw x ) (А/м) (А.3)

аянгын эхний сөрөг цохилтын нөлөөгөөр үүссэн соронзон орны хүчлэг;

H1/S/MAX = kh x IS/MAX x wm / (dw x dr ) А/м) (А.4)

Дээвэр

Хана


dr

dr

72

аянгын дараагийн цохилтоос үүссэн соронзон орны хүчлэг,

энд

IF/MAX (А) – хамгаалалтын түвшинтэй харьцангуй аянгын эхний эерэг цохилтын

хамгийн их утга;

IFN/MAX (А) – хамгаалалтын түвшинтэй харьцангуй аянгын эхний сөрөг цохилтын

хамгийн их утга;

IS/MAX (А) – хамгаалалтын түвшинтэй харьцангуй аянгын дараагийн цохилтуудын

хамгийн их утга.

Тайлбар 1 – хэрвээ 5.2 зүйлийн дагуу торон хэлбэртэй потенциал тэнцвэржүүлэх

хэлхээ хэрэглэгдсэн бол орон 2 коэффициентоор суларна.

Соронзон орны хүчлэгийн энэ утгууд нь торон экран доторх, экранаас dS/1 аюулгүй

зайд орших аюулгүй VS эзлэхүүнд хүчинтэй. (Зураг А.4 –г үзнэ үү):

SF ≥ 10 бол dS/1 = wm × SF / 10 (м) (А.5)

SF < 10 бол dS/1 = wm (м) (А.6)

энд

SF (дБ) – Хүчнэгт А.3 –ын томьёогоор тооцсон экранжуулалтын коэффициент;

wm (м) – торон экраны ячейкийн өргөн.

Тайлбар 2 – торон хэлбэртэй экрантай LPZ 1 бүсийн доторхи соронзон орны

хэмжилтийн үр дүн нь соронзон орон дээрх илэрхийллээр бодсон утгаас экраны

орчинд бага гарч байгааг харуулж байна.

Жишээ

Жишээ болгож хүснэгт А.2 –д заасан хэмжээстэй, ячейкийн дундаж өргөн wm= 2м

байх гурван зэс экран авч үзье (Зураг А.10 –г хар). Тэгвэл аюулгүй зай dS/1 = 2 м

болж аюулгүй эзлэхүүн Vs тодорхойлогдоно. Vs эзлэхүүн доторхи H1/MAX хүчлэгийн

утгыг I0/MAX = 100 kA гүйдлийн хувьд хүснэгт А.2 –ын дагуу тооцсон. Дээвэр хүртэлх

зай нь өндрийн хагастай тэнцүү: dr = H/2. Хана хүртэлх зай нь уртын хагастай тэнцүү:

dw = L/2 (төв) эсвэл: dw = dS/1 (хамгийн муу тохиолдол: хананы хажууд).

Хүснэгт А. 2 –I0/MAX = 100 кА и wm = 2 м тохиолдолд

экраны төрөл зураг А.10-г үзнэ үү

L × W × H м

H1/MAX (төв)

А/м

H1/MAX (dw = dS/1) А/м

1 10 x10 x 10 179 447

2 50 x 50 x 10 36 447

3 10 x 10 x 50 80 200

A.4.1.2 Аянга цохих үеийн LPZ 1 бүсийн тор хэлбэртэй орон зайн экран

Ойрхон аянга цохих тохиолдол тохиолдлыг зураг А.8-д үзүүлэв. LPZ 1 бүсийн

экранжуулсан эзлэхүүний орчны соронзон орны хавтгай долгион гэж үзэж болно.

73

Зураг A.8 – аянга ойрхон цохих үеийн соронзон орны утгын үнэлгээ

Тор хэлбэртэй орон зайн экраны экранжуулалтын коэффициент SF –г хавтгай долгионы хувьд хүснэгт А.3 –т харуулав. Хүснэгт А. 3 – тор хэлбэртэй хийгдсэн орон зайн экраны хавтгай долгионы соронзон орны үйлчлэлийн сулрал

Материал унтрах коэффициент SF (дБ) a, b 25 кГц (аянгын эхний эерэг

цохилтын хувьд) 1 МГц (дараагийн аянгын цохилтын хувьд) или 250 кГц (аянгын эхний сөрөг цохилтын хувьд)

зэс эсвэл хөнгөн цагаан

20 × log (8,5 / wm) 20 × log (8,5 / wm)

74

Сталь с 20 × log [(8,5 / wm) / 1 18

10 6 / r 2 ]

c

20 × log (8,5 / wm)

wm – торон экраны ячейкийн өргөн (м)

rc – торон экраны савааны радиус (м)

a SF = 0 томьёогоор сөрөг тоо гарсан бол b SF хэрвээ 5.2 зүйлийн дагуу торон хэлбэртэй потенциал тэнцвэржүүлэгч хэлхээ суурилуулсан бол 6 дБ –ээр ихэсгэнэ. с нэвтрүүлэх чадвар µr ≈ 200.

Соронзон орны хүчлэг H0 –г дараах томьёогоор тооцно:

H0 = I0 / (2 × π × sa) (А/м) (А.7)

энд

I0 (A) – аянгаас хамгаалах бүс LPZ 0A –ийн аянгын гүйдэл;

sa (м) – аянга цохисон цэгээс экранжуулсан эзлэхүүний төв хүртэлх зай.

Эндээс аянгаас хамгаалах бүс LPZ 0 доторх соронзон орны хүчлэгийн хамгийн их

утга:

H0/F/MAX = IF/MAX / (2 × π × sa) (А/м) (А.8)

Аянгын эхний эерэг цохилтоос үүссэн соронзон орны хүчлэг,

H0/FN/MAX = IFN/MAX / (2 × π × sa) (А/м) (А.9)

Аянгын эхний сөрөг цохилтоос үүссэн соронзон орны хүчлэг,

H0/S/MAX = IS/MAX / (2 × π × sa) (А/м) (А.10)

Аянгын дараагийн цохилтоос үүссэн соронзон орны хүчлэг,

Энд

IF/MAX (А) – сонгосон хамгаалалтын түвшинтэй харьцангуй аянгын эхний эерэг

цохилтын хамгийн их утга;

IFN/MAX (А) – сонгосон хамгаалалтын түвшинтэй харьцангуй аянгын эхний сөрөг

цохилтын хамгийн их утга;

IS/MAX (А) – сонгосон хамгаалалтын түвшинтэй харьцангуй аянгын дараагийн

аянга цохилтуудын хамгийн их утга.

Аянгаас хамгаалах бүс LPZ 1 доторх соронзон орны H0 – H1 хүртэл сулрах

сулралтын экранжуулалтын коэффициент ашиглан тодорхойлно, коэффициентын

утгуудыг хүснэгт А.3 –т өгөв:

H1/MAX = H0/MAX / 10SF/20

(А.11)

энд

SF (дБ) – хүснэгт А.3 –н томьёогоор бодсон экранжуулалтын коэффициент;

H0/MAX (А/м) – Аянгаас хамгаалах бүс LPZ 0 –н соронзон орны хүчлэг.

Эндээс, аянгаас хамгаалах бүс LPZ 1 –н соронзон орны хүчлэгийн хамгийн их утгыг:

H1/F/MAX = H0/F/MAX / 10SF/20

(А/м) (А.12)

Аянгын эхний эерэг цохилтоос үүссэн соронзон орны хүчлэг,

H1/FN/MAX = H0/FN/MAX / 10SF/20

(А/м) (А.13)

Аянгын эхний сөрөг цохилтоос үүссэн соронзон орны хүчлэг,

75

H1/S/MAX = H0/S/MAX / 10SF/20

(А/м) (А.14)

Аянгын дараагийн цохилтоос үүссэн соронзон орны хүчлэг.

Эдгээр соронзон орны хүчлэгийн утгууд нь торон экранаар хамгаалагдсан, торноос

аюулгүй dS/2 зайд алслагдсан аюулгүй эзлэхүүн дотор хүчинтэй (Зураг А.4 –г хар).

SF/10

для SF ≥ 10

үед

dS/2 = wm (м)

(А.15)

SF < 10 үед dS/2

= wm (м) (А.16)

где

SF (дБ) – хүснэгт А.3 –н

томъёогоор бодсон

экранжуулалтын

коэффициент;

wm (м) – торон экраны

ячейкийн өргөн.

Торон кран доторх

соронзон орны

хүчлэгийн тооцоонд

хамаарах нэмэлт

мэдээллийг А.4.3 зүйлд

өгөв.

Жишээ

Аянгаас хамгаалах бүс

LPZ 1 доторх соронзон

орны хүчлэг H1/MAX нь

аянга ойрхон цохисон

тохиолдолд дараах

зүйлсээс хамаарна:

аянгын гүйдэл I0/MAX,

аянгаас хамгаалах LPZ

1 бүсийн

экранжуулалтын

коэффициент SF ба

аянгын сувгаас аянгаас

хамгаалас бүс LPZ 1

хүртэлх зай Sa (Зураг

А.8 –г хар).

Аянгын гүйдэл I0/MAX

нь сонгосон аянгаас

хамгаалас түвшнээс

LPL хамаарна (IEC

62305-1 стандартыг хар).

Экранжуулалтын коэффициент SF нь экраны торны ячейкийн

өргөнөөс хамаардаг функц байна (хүснэгт 3 –г хар).

Sa зай нь нэг бол:

Аянгаас хамгаалах бүс LPZ 1 аянгад цохиулсан хамгийн

ойрын объект хүртэлх бодит зай, эсвэл

Аянга газар цохисон бол аянгаас хамгаалах бүс LPZ 1 –ийн

төвөөс аянгын суваг хүртэлх хамгийн бага зай.

Хамгийн муу тохиолдол нь гүйдэл I0/MAX хамгийн их утгатай,

Sa зай хамгийн бага байхад байна. Зураг 9.А –д харуулснаар

хамгийн бага зай Sa нь барилгын (LPZ 1) өндөр H урт L (эсвэл

өргөн W) –ийн болон цахилгаан геометрийн загвараар

тодорхойлогдох I0/MAX гүйдэлд харгалзах r радиустай

бөмбөрцгөөс хамаарах функц байна (см. раздел А.4

стандарта IEC 62305-1:2010 стандартын А.4 хэсгийг хар).

Зураг A.9 – бөмбөрцгийн радиус, барилгын

хэмжээсүүдээс хамаарах Sa зай

Энэ зайг дараах байдлаар тооцно:

76

sa = + L / 2 для H < r (А.17)

sa = r + L / 2 для H ≥ r (А.18)

Тайлбар – хамгийн бага зайнаас бага зайд аянга нь барилга руу шууд цохино.

Хүснэгт А.5 –д өгөгдсөн хэмжээсүүд дээр үндэслэн 3 экран тодорхойлж болно. Тор

хэлбэртэй, ячейкийн дундаж өргөн wm=2 м байх зэс экран авъя. Эндээс

экранжуулалтын коэффициент SF = 12,6 дБ, аюулгүй бай dS/2 = 2,5 м байна.

Соронзон орны хүчлэг H0/MAX ба H1/MAX –уудын утгууд Vs эзлэхүүн дотор байх ба

I0/MAX = 100 кА гүйдэлд тооцсон, хүснэгт А.5 –д харуулав.

Хүснэгт А. 4 – хамгийн их аянгын гүйдэлд харгалзах бөмбөрцгийн радиус

Хамгаалалтын түвшин аянгын хамгийн их гүйдэл, I 0/MAX, кА

бөмбөрцгийн радиус r, м

I 200 313

II 150 260

III – IV 100 200

Хүснэгт А. 5 – I0/MAX = 100 кА гүйдэл ба экранжуулалтын коэффициент SF =

12,6 дБ –д харгалзах торны ячейкийн өргөн wm = 2 м байх жишээ

Экраны төрөл зураг А.10 –г хар

L × W × H м

sa

м

H1/MAX А/м

H1/MAX А/м

1 10 × 10 × 10 67 236 56

2 50 × 50 × 10 87 182 43

3 10 × 10 × 50 137 116 27

3 LPZ 2 болон дээш бүсүүдийн тор хэлбэрт орон зайн экран

LPZ 2 болон дээш аянгаас хамгаалах бүсийн тор хэлбэртэй экранаар аянгын

гүйдлийн ихэнх нь гүйхгүй. Тиймээс ойролцоогоор LPZ n+1 аянгаас хамгаалах бүсийн

соронзон орны хүчлэгийн Hn ээс Hn+1 хүртэлх уналтыг А.4.1.2 зүйлийн дагуу тооцож

болно:

Hn+1 = Hn / 10SF/20

(А/м) (А.19)

где

SF (дБ) – экранжуулалтын коэффициент, хүснэгт А.3 -с;

Hn (А/м) – LPZ n аянгаас хамгаалас бүсийн соронзон орны хүчлэг.

Хэрвээ хүчлэг Hn = H1, бол орны хүчлэгийг дараах байдлаар бодно:

Аянга шууд цохисон тохиолдолд LPZ 1 бүсийн торон экраны dw, dr зайнууд нь LPZ 2

бүс ба хана, дээвэр хүртэлх зайнууд болно. (А.4.1.1 зүйл, Зураг А.7b –г хар).

Аянга LPZ 1 бүсийн орчинд цохисон тохиолдолд А.4.1.2, зураг А.8 –г хар.

Эдгээр соронзон орны хүчлэгийн утгууд нь зөвхөн тор хэлбэртэй экраны доторх,

торноос dS/2 аюулгүй зайд байрлах аюулгүй эзлэхүүний хувьд үнэн байна (А.4.1.2

зүйл, зураг А.2 –т заасны дагуу).

2 r H − H 2

77

А.4.2 Аянга шууд цохиход үүсэх соронзон орны онолын үнэлгээ

А.4.1.1 зүйлд соронзон орны хүчлэгийг H1/MAX үнэлэх томьёонууд нь зураг А.10

дээрх шиг 3 ш торон экрануудын тооцоон дээр үндэслэгддэг.

Энэ тооцоонд аянга дээврийн аль нэг захад цохисон гэж авч үзнэ. Аянгын сувгийг

дээврийн дээрх 100 м урттай босоо дамжуулагч саваагаар загварчлана. Дамжуулагч

плита нь газрын гадаргууг загварчлана.

Зураг A.10 – Торон хэлбэртэй том хэмжээний экраны төрлүүд Тооцоонд экраны бүх саваа, түүнчлэн бусад саваанууд болон аянгын суваг авч үзэн

систем тэгшитгэлийн тусламжтай торны дагуу аянгын гүйдлийн түгэлтийг тооцно.

Энэ түгэлтийн дагуу экран доторх соронзон орны хүчлэгийг тодорхойлно.

Саваануудын эсэргүүцлийг тооцохгүй байж болно. Ингээд торон экран дээрх

гүйдлийн түгэлт ба соронзон орны хүчлэг нь давтамжаас хамаарахгүй. Богино

хугацааны шилжилтийн үйлчлэл тооцохгүйн тулд ёмкость-ийн холбоог тооцдоггүй.

1 –р төрлийн экраны үр дүнд зураг А.11, А.12 –т үзүүлэв.

Торны ячейкийн

өргөн

1 –р төрөл

(10 м × 10 м × 10 м)

2 –р төрөл

(50 м × 50 м × 10 м)

3 –р төрөл

(10 м × 10 м × 50 м)

78

Зураг A.11 – 1–р төрлийн торон экран доторх соронзон орны хүчлэг H1/MAX

Зураг A.12 – 1 –р төрлийн экраны доторх соронзон орны хүчлэг H1/max –ын торны

ячейкийн өргөнөөс хамаарах хамаарал

(м)

Торны ячейкийн өргөн wm

(м)

79

ТАЙЛБАР 1 – Тор хэлбэртэй экрантай аянгаас хамгаалах LPZ 1 бүсийн доторх соронзон орны

туршилтын үр дүн нь экраны орчмын соронзон орны хүч нь дээр өгөгдсөн тэгшитгэлээр

бодсон утгаас бага байгаа болохыг харуулсан.

Тайлбар 2 – Тооцооны үр дүн нь зөвхөн экранаас dS/1 >wm зайд хүчинтэй.

Ямар ч тохиолдолд аянгын хамгийн их гүйдлийг I0/MAX=100 кА гэж авна. Зураг А.11

ба А.12 дээр соронзон орны хүчлэг H1/MAX-г Hx, Hy, Hz –ээр илэрхийлэгдэх цэгийн

соронзон орны хамгийн их хүчлэгээр авсан:

H1/MAX = Hx H Hz

(А.20)

Зураг А.11 дээр соронзон орны хүчлэг H1/MAX нь аянгын цохисон цэгээс (x=y=5 м

z=10 м) эхлээд эзлэхүүний төв (x=y=5 м, z=5 м) хүртэлх шугамын дагуу тооцогдсон.

Соронзон орны хүчлэг H1/MAX нь дараах функцийн муруй хэлбэртэй байна: муруйн х

координат бүрд параметр нь торон экраны ячейкийн өргөн wm байна.

Зураг А.12 дээрх соронзон орны хүчлэг H1/MAX –г экран доторх 2 цэгийн хувьд

тооцсон. (А цэг: x = y = 5 м, z = 5 м; B цэг: x = y = 3 м, z = 7 м). Үр дүнг торны ячейкийн

өргөн wm –ийн функцээр илэрхийлсэн.

Хоёр зураг хоёулаа торон экраны доторх соронзон орны тархалтыг тодорхойлох

үндсэн үзүүлэлтүүдийн нөлөөллийг харуулна: хана, дээврээс байрлах зай мөн торны

ячейкийн өргөн.

Зураг А.11-т экраны эзлэхүүнээр бусад муруй дайрах үед тэг тэнхлэг огтлолцож

соронзон орны H1/MAX хүчлэгийн чиглэл өөрчлөгдөнө. А.4.1.1 зүйлийн томьёонууд нь

тор хэлбэртэй экраны соронзон орны тархалтын бодит эхний ойртуулалд болно.

А.4.3 Аянгын шууд цохилтын үеийн соронзон орны тархалтын туршилтын

үнэлгээ

Экранжуулсан байгууламжийн доторх соронзон орныг туршилт, хэмжилт хийн тогтоож

болно. Зураг А.13 экранжуулсан байгууламжийн дурын цэг рүү аянгын гүйдэл

үүсгэгчээр аянгын гүйдлийг дуурайсан жишээг харуулав. Тийм туршилтыг багассан

хиймэл аянгын гүйдлийн эх үүсвэрээр хийж болно, гэхдээ аянгатай адилхан хэлбэртэй

долгионтой.

80

Зураг A.13a – туршилтын төхөөрөмж

Тэмдэглэгээ U – ойролцоогоор 10 кВ C – ойролцоогоор 10 нФ

Зураг A.13b – Аянгын гүйдэл үүсгэгч

Зураг A.13 – Экранжуулсан байгууламжийн доторх соронзон орныг багассан

хүчдэлээр үнэлэх

А.5 Өдөөгдсөн хүчдэл, гүйдлийн тооцоо

А.5.1 Ерөнхий зүйл

Зураг А.14-ийн дагуу зөвхөн тэгш өнцөгт хэлбэртэй контур авч үзнэ. Өөр хэлбэртэй

контурыг адилхан талбайтай тэгш өнцөгт хэлбэртэй болгож шилжүүлнэ.

Олон тооны үйлчлэлийн эх үүсвэрүүд

Аянгын гүйдэл үүсгэгч

Аянгын каналын дуураймал

(10 м дотор)

Соронзон орон хэмжих багаж

Байгууламжийн экран

Экранд холбогдсон газардуулах электрод

81

Зураг A.14 – кабелийн шугамаар контурт өдөөгдөн хүчдэл, гүйдэл

А.5.2 Аянга шууд цохих үеийн аянгаас хамгаалах LPZ 1 бүсийн доторх төлөв

Аянгаас хамгаалах LPZ 1 бүсийн Vs эзлэхүүний H1 соронзон оронд дараах илэрхийллийг ашиглана (А.4.1.1 зүйлийг үзнэ үү): H1 = kh x I0 x wm / (dw √dr ) (А/м) (А.21)

Хоосон явалтын Uoc хүчдэлийг дараах байдлаар тодорхойлно:

UOC = µ0 x b x ln (1 + l/dl/w) x kh x (wm /√dIr) x dI0 ldt (В) (А.22)

Эхний фронт T1 өсөх үед Uoc/MAX хүчдэлийн пик утгадаа хүрнэ

UOC/MAX = µ0 x b x ln (1 + l/dl/w) x kh x (wm / dIr) x I0/MAX /T1 (В) (А.23)

энд

Дээвэр

Хана

Ж нь: хүчний кабелийн шугам

тоноглол

Контурын талбай

Ж нь: дохиоллын кабелийн шугам

Потенциал тэнцвэржүүлэх шин

82

µ0 – 4 x π x 10-7 (Вс) / (Ам);

b (м) – контурын өргөн;

dl/w (м) – экраны хананаас контур хүртэлх зай, энд dl/w ≥ dS/1;

dl/r (м) – экраны дээврээс контур хүртэлх дундаж зай;

I0 (A) – аянгаас хамгаалах бүс LPZ 0A –ийн аянгын гүйдэл;

I0/MAX (А) – аянгаас хамгаалах бүс LPZ 0A –ийн аянгын гүйдлийн хамгийн их утга;

kh (1/m) – хэлбэрийн коэффициент, голцуу kh = 0,01;

l (м) – контурын урт; T1 (с) – аянгаас хамгаалах бүс LPZ 0A-ийн аянгын гүйдлийн эхний фронтын өсөх хугацаа;

wm (м) – экраны торны ячейкийн өргөн.

Богино залгааны гүйдэл Isc-г дараах байдлаар тодорхойлно:

ISC = µ0 x b x ln (1+ l/dl/w) x kh x (wm /√dl/r) x I0 / LS (А) (А.24)

Энд, дамжуулагчийн эсэргүүцлийг бага гэж тооцно. (хамгийн муу тохиолдол).

ISC/MAX-ийн хамгийн их утгыг дараах байдлаар тодорхойлно:

ISC/MAX = µ0 x b x ln (1+ l/dl/w) x kh x (wm /√dl/r) x I0/MAX / LS (А) (А.25)

энд LS (H) – контурын өөрийн индукц.

Тэгш өнцөгт контурт контурын өөрийн индукцийг Ls дараах байдлаар тооцно:

𝐿𝑠 = 0,8 𝑥 √𝐼2 + 𝑏2 − 0,8 𝑥 (𝐼 + 𝑏) + 0,4 𝑥 𝐼 𝑥 𝐼𝑛 [(2𝑏/𝑟𝑐)](1 + √1 + (𝑏/𝐼)2)] +

0,4 𝑥 𝑏 𝑥 𝐼𝑛 [(2𝐼/𝑟𝑐)/ (1 + √1 + (𝑏/𝐼)2)] 𝑥 10−6 (H) (A.26)

энд rc (м) – контурын дамжуулагчийн радиус.

Аянгын эхний эерэг цохилтын (Т1 = 10 мкс) соронзон оронгоор өдөөгдсөн хүчдэл,

гүйдлийг дараах байдлаар тодорхойлогдоно:

UOC/F/MAX = 1,26 x b x ln (1+ l/dl/w) x (wm /√dl/r) x IF/MAX (В) (А.27)

ISC/F/MAX = 12,6 x 10-6 x b x ln(1+ l/dl/w) x (wm /√dl/r) x IF/MAX/ LS(А) (А.28)

Аянгын эхний сөрөг цохилтын (Т1 = 1 мкс) соронзон оронгоор өдөөгдсөн хүчдэл,

гүйдлийг дараах байдлаар тодорхойлогдоно:

UOC/FN/MAX = 12,6 b ln(1 + l/dl/w) (wm / √dl/r) IFN/MAX (V) (A.29)

ISC/FN/MAX = 12,6 10-6 b ln(1 + l/dl/w) (wm / √dl/r) IFN/MAX/ LS (A) (A.30)

83

H1 (А/м) – LPZ 1 бүс доторх хугацаанаас хамаарах соронзон орон;

H1/MAX (А/м) – LPZ 1 бүсийн доторх соронзон орны хамгийн их утга;

l (м) – контурын урт;

T1 (сек) – аянгын цохилтын эхний фронтын өсөх хугацаатай адилхан соронзон орны

эхний фронтын хугацаа.

Богино залгааны Isc гүйлдийг бараах байдлаар тодорхойлно:

ISC = µ0 x b x l x H1 / LS (А) (А.35)

Энд, дамжуулагчийн эсэргүүцлийн бага гэж авна (хамгийн муу тохиолдолд).

ISC/MAX –ийн хамгийн их утгыг дараах байдлаар тодорхойлно:

ISC/MAX = µ0 x b x l x H1/MAX / LS (А) (А.36)

энд LS (H) – контурын өөрийн индукц (LS-н тооцоонд А.5.2-г үзнэ үү).

Аянгын эхний эерэг (Т1 = 10 мкс) цохилтын соронзон орон H1/F-ээр өдөөгдсөн хүчдэл,

гүйдлийг дараах байдлаар тодорхойлно:

UOC/F/MAX = 0,126 x b x l x H1/F/MAX (В) (А.37)

ISC/F/MAX = 1,26 x 10-6

x b x l x H1/F/MAX / LS (А) (А.38)

Aянгын эхний сөрөг цохилтын (T1=1 мкс) соронзон орноор өдөөгдсөн хүчдэл,

гүйдлийг дараах байдлаар тодорхойлно:

Дараагийн аянгын цохилтуудын (T1=0.25 мкс) H1/FN соронзон орноор өдөөгдсөн

хүчдэл, гүйдлийг дараах байдлаар тодорхойлно:

UOC/S/MAX = 5,04 x b x l x H1/S/MAX (В) (А.41)

ISC/S/MAX = 1,26 ×10-6

x b x l x H1/S/MAX / LS (А) (А.42)

энд

H1/F/MAX (А/м) – максимальное значение магнитного поля внутри зоны LPZ 1

первого положительного удара молнии;

H1/FN/MAX (А/м) – максимальное значение магнитного поля внутри зоны LPZ 1

первого отрицательного удара молнии;

UOC/FN/MAX = 1,26 × b × l × H1/FN/MAX (В) (А.39)

ISC/FN/MAX = 1,26 × 10-6

× b × l × H1/FN/MAX / LS (А) (А.40)

84

H1/S/MAX (А/м) – максимальное значение магнитного поля внутри зоны LPZ 1

последующих ударов молнии.

А.5.4 LPZ 2 ба түүнээс дээш аянгаас хамгаалах бүс доторх нөхцөл байдал

n ≥ 2 байх аянгаас хамгаалах бүс LPZ n доторх соронзон орон Hn-г жигд гэж үзнэ.

(А.4.1.3 зүйлийг үзнэ үү).

Иймээс, өдөөгдсөн гүйдэл, хүчдэлийн утгыг тооцохдоо H1-ийг Hn-ээр солин адилхан

томьёонууд (А.4.1.2-р зүйл) ашиглагддаг.

Annex A

(informative)

Basis of electromagnetic environment evaluation in an LPZ

A.1 General

Annex A provides information for the evaluation of the electromagnetic environment

inside an LPZ that can be used for protection against LEMP. It is also suitable for

protection against electromagnetic interference.

A.2 Damaging effects on electrical and electronic systems due to lightning

A.2.1 The source of damage

The primary source of damage is the lightning current and its associated magnetic field,

which have the same waveshape as the lightning current.

85

NOTE For protection considerations the influence of the lightning electric field is usually of minor

interest.

A.2.2 Object of damage

Internal systems installed in or on a structure having only a limited withstand level to

surges and to magnetic fields, may be damaged or operate incorrectly when subjected

to the effects of lightning and its subsequent magnetic fields.

Systems mounted outside a structure can be at risk due to the unattenuated magnetic

field and, if positioned in an exposed location, due to surges up to the full lightning

current of a direct lightning strike.

Systems installed inside a structure can be at risk due to the remaining attenuated

magnetic field, due to the conducted or induced internal surges and due to external

surges conducted by incoming lines.

For details concerning equipment withstand levels the following standards are of relevance:

• the rated impulse voltage level of the power installation is defined in Table F.1 of

IEC 60664-1:2007. The withstand level is defined by the rated impulse withstand

voltage 1,5 kV – 2,5 kV – 4 kV and 6 kV for 230/400V and 277/480V systems;

• the withstand level of telecommunication equipment is defined in ITU-T K.20 [3],

K.21 [4] and K.45 [5].

The withstand level of equipment is generally defined in the accompanying product

specification sheet, or can be tested

• against conducted surges using IEC 61000-4-5 with test levels for voltage: 0,5

kV – 1 kV

– 2 kV and 4 kV at 1,2/50 ms waveshape and with test levels for current: 0,25

kV – 0,5 kV

– 1 kV and 2 kA at 8/20 ms waveshape,

NOTE In order for certain equipment to meet the requirements of the above standard, it may

incorporate internal SPDs. The characteristics of these internal SPDs may affect the

coordination requirements.

• against magnetic fields using IEC 61000-4-9 with test levels: 100 A/m – 300 A/m

– 1 000 A/m at 8/20 ms waveshape and IEC 61000-4-10 with test levels: 10 A/m – 30

A/m – 100 A/m at 1MHz.

Equipment not complying with radio frequency (RF) radiated emission and immunity tests,

as defined by the relevant EMC product standards, can be at risk due to directly radiated

magnetic fields into it. On the other hand, the failure of equipment complying with these

standards can be neglected.

A.2.3 Coupling mechanisms between the object of damage and the source of

damage

The equipment’s withstand level needs to be compatible with the source of damage. To

86

IEC 2206/05

achieve this, the coupling mechanisms need to be adequately controlled by the

appropriate creation of lightning protection zones (LPZs).

A.3 Spatial shielding, line routing and line shielding

A.3.1 General

The magnetic field caused inside an LPZ by lightning flashes to the structure or the

nearby ground, may be reduced by spatial shielding of the LPZ only. Surges induced

into the electronic system can be minimized either by spatial shielding, or by line routing

and shielding, or by a combination of both methods.

Figure A.1 provides an example of the LEMP in the case of lightning strike to the

structure showing the lightning protection zones LPZ 0, LPZ 1 and LPZ 2. The electronic

system to be protected is installed inside LPZ 2.

Figure A.1 – LEMP situation due to lightning strike

In Table A.1 points 1, 2 and 3 define the parameters I0, H0, and UW of Figure A.1;

suitable test parameters, to assure that equipment is able to withstand the expected

stress in its installation location, are given in points 4 and 5.

Table A.1 – Parameters relevant to source of harm and equipment

1.

Primary source of harm LEMP

As defined from parameters in accordance with LPLs I to IV:

Impulse

ms

Amplitude for LPL

I – II – III - IV kA

Steepness for LPL I – II – III -

IV kA/ms

Relevant effects:

Shield LPZ 1 I0, H0 (LEMP) LPZ 0

H0

LPZ 1 H1

Shield LPZ 2

LPZ 2 H2

LPZ 3

Equipment (object of potential

SPD SPD SPD

U2, I2 U1, I1 U0, I0

Shield (Housing) Partial lightning current

IEC 2780/10

87

IEC 62305-1

I0

10/350

1/200

0,25/100

200 – 150 – 100 – 100

100 – 75 – 50 – 50

50 – 37,5 – 25 – 25

20 – 15 – 10 – 10

100 – 75 – 50 – 50

200 – 150 – 100 – 100

Partial lightning

current Induction

Induction

Ho Derived from the corresponding I0

2.

Rated impulse voltage level of power installation

As defined for overvoltage category I to IV for nominal voltages 230/400 V and 277/480 V:

IEC 60664-1 UW Overvoltage category I to IV 6 kV – 4 kV – 2,5 kV – 1,5 kV

3.

Withstand level of telecommunication equipment

ITU Recommendation K.20 [3], K.21 [4] and K.45 [5]

4.

Tests for equipment without suitable product standards

Withstand level of equipment as defined for conducted (U,I) lightning effects:

IEC 61000-4-5

UOC Impulse 1,2/50 ms 4 kV – 2 kV – 1 kV – 0,5 kV

ISC Impulse 8/20 ms 2 kVA – 1 kVA – 0,5 kVA – 0,25 kA

5.

Tests for equipment not complying with relevant EMC product standards

Withstand level of equipment as defined for radiated (H) lightning effects:

IEC 61000-4-9

H

Impulse 8/20 ms,

(damped oscillation 25 kHz, TP =

10 ms)

1 000 A/m – 300 A/m – 100 A/m

IEC 61000-4-10

H

Damped oscillation 1 MHz,

(impulse 0,2/0,5 ms, TP = 0,25

ms)

100 A/m – 30 A/m – 10 A/m

The primary electromagnetic sources of harm to the electronic system are the lightning

current I0 and the magnetic field Ho. Partial lightning currents flow through the

incoming services. These currents as well as the magnetic fields have approximately

the same waveshape. The lightning current to be considered here consists of a first

positive stroke IF (typically with a long tail 10/350 ms waveshape) and first negative stroke

IFN (1/200 ms waveshape) and subsequent strokes IS (0,25/100 ms waveshape). The

current of the first positive stroke IF generates the magnetic field HF, the current of the first

negative stroke IFN generate the magnetic field HFN, and the currents of the subsequent

strokes IS generate the magnetic fields HS.

The magnetic induction effects are mainly caused by the rising front of the magnetic

field. As shown in Figure A.2, the rising front of HF can be characterized by a damped

oscillating field of 25 kHz with maximum value HF/MAX and time to maximum value

88

TP/F of 10 s. In the same way, the rising front of HS can be characterized by a

damped oscillating field of 1 MHz with maximum value HS/MAX and time to maximum

value TP/S of 0,25 s. Similarly the rising front of HFN can be characterized by a

damped oscillating field of 250 kHz with maximum value HFN/MAX and time to

maximum value TP/FN of 1 s.

It follows that the magnetic field of the first positive stroke can be characterized by a

typical frequency of 25 kHz, the magnetic field of the first negative stroke by a typical

frequency of 250 kHz, and the magnetic field of the subsequent strokes by a typical

frequency of 1 MHz. Damped oscillating magnetic fields of these frequencies are

defined for test purposes in IEC 61000-4-9 and IEC 61000-4-10.

By installing magnetic shields and SPDs at the interfaces of the LPZ, the effect of the

unattenuated lightning defined by I0 and H0, should be reduced to or under the

withstand level of the equipment. As shown in Figure A.1, the equipment should

withstand the surrounding magnetic field H2 and the conducted lightning currents I2 and

voltages U2.

The reduction of I1 to I2 and of U1 to U2 is the subject of Annex C, whereas the reduction

of H0 to a sufficiently low value of H2 is considered here as follows:

In the case of a grid-like spatial shield, it may be assumed that the waveshape of the

magnetic field inside the LPZs (H1, H2) is the same as the waveshape of the magnetic

field outside (H0).

The damped oscillating waveforms shown in Figure A.2 comply with the tests defined

in IEC 61000-4-9 and IEC 61000-4-10 and can be used to determine the equipment’s

withstand level to magnetic fields created by the rise of the magnetic field of the first

positive stroke HF and of the subsequent strokes HS.

The induced surges caused by the magnetic field coupled into the induction loop (see

Clause A.5), should be lower than, or equal to, the equipment’s withstand level

Basic standard: IEC 61000-4-9

89

Figure A.2a – Simulation of the rise of the field of the first positive stroke (10/350 ms) by a single impulse 8/20 ms (damped 25 kHz oscillation)

Figure A.2b – Simulation of the rise of the field of the subsequent stroke (0,25/100 ms) by

damped 1MHz oscillations (multiple impulses 0,2/0,5 ms)

NOTE 1 Although the definitions of the time to the maximum value TP and the front time T1 are different, for a convenient approach, their numerical values are taken as equal here.

NOTE 2 The ratio of the maximum values HF/MAX / HFN/MAX / HS/MAX = 4: 2: 1

Figure A.2 – Simulation of the rise of magnetic field by damped oscillations

А.3.2 Grid-like spatial shields

In practice, the large volume shields of LPZs are usually created by natural

components of the structure such as the metal reinforcement in the ceilings, walls and

floors, the metal framework, the metal roofs and metal facades. These components

together create a grid-like spatial shield. Effective shielding requires that the mesh

width be typically less than 5 m.

Basic standard: IEC 61000-4-10

90

NOTE 1 The shielding effect may be neglected if an LPZ 1 is created by a normal external LPS in

accordance with IEC 62305-3 with mesh widths and typical distances greater than 5 m. Otherwise,

a large steel frame building with many structural steel stanchions provides a significant

shielding effect.

NOTE 2 Shielding in subsequent inner LPZ can be accomplished either by adopting spatial

shielding measures, by using closed metal racks or cabinets, or by using the metal enclosure

of the equipment.

Figure A.3 shows how in practice the metal reinforcement in concrete and metal frames (for

metal doors and possibly shielded windows) can be used to create a large volume shield

for a room or building.

Key

• welded or clamped at every rod and at the crossings

NOTE In practice, it is not possible for extended structures to be welded or clamped at every

point. However, most of the points are naturally connected by direct contacts or by additional

wiring. A practical approach therefore could be a connection at about every 1 m.

IEC 2783/10

91

Figure A.3 – Large volume shield built by metal reinforcement and metal frames

Internal systems should be located inside a “safety volume” which respects a safety

distance from the shield of the LPZ (see Figure A.4). This is because of the relatively

high magnetic ields close to the shield, due to partial lightning currents flowing in the

shield (particularly for LPZ 1).

LPZ n

Shield

A

A wm

ds/1 or ds/2

Volume VS for electronic system

Shield

VS ds/1 or ds/2

92

NOTE The volume VS should keep a safety distance ds/1 or ds/2 from the shield of LPZ n – see

Clause A.4.

Figure A.4 – Volume for electrical and electronic systems inside an inner LPZ n

A.3.2 Line routing and line shielding Surges induced into the internal systems can be reduced by suitable line routing (minimizing the induction loop area) or by using shielded cables or metallic cable ducts (minimizing the induction effects inside), or a combination of both (see Figures A.5).

Key

1 equipment

2 signal wiring

3 power wiring

4 induction loop

Figure A.5a – Unprotected system

Key

1 equipment

2 signal wiring

3 power wiring

5 spatial shielding

Figure A.5b – Reducing the magnetic field inside an inner LPZ by its spatial shield

93

Key

1 equipment

2 signal wiring

3 power wiring

6 line shielding

Figure A.5c – Reducing the influence of the field on lines by line shielding

Key

1 equipment

2 signal wiring

3 power wiring

7 reduced loop area

Figure A.5d – Reducing the induction loop area by suitable line routing

Figure A.5 – Reducing induction effects by line routing and shielding measures

The conductive cables connected to internal systems should be routed as closely to the

metal components of the bonding network as possible. It is beneficial to run these cables in metal enclosures of the bonding network, for example U-shaped conduits or metal trunking (see also IEC 61000-5-2 [6]).

Particular attention should be paid when installing cables close to the shield of an LPZ (especially LPZ 1) due to the substantial value of the magnetic fields at that location.

94

When cables, which run between separate structures, need to be protected, they should be run in metal cable ducts. These ducts should be bonded at both ends to the bonding bars of the separate structures. If the cable shields (bonded at both ends) are able to carry the anticipated partial lightning current, additional metal cable ducts are not required.

Voltages and currents induced into loops, formed by installations, result in common mode surges at the internal systems. Calculations of these induced voltages and currents are described in Clause A.5.

Figure A.6 provides an example of a large office building:

• Shielding is achieved by steel reinforcement and metal facades for LPZ 1, and by shielded enclosures for the sensitive internal systems in LPZ 2. To be able to install a narrow meshed bonding system, several bonding terminals are provided in each room.

• LPZ 0 is extended into LPZ 1 to house a power supply of 20 kV, because the installation of SPDs on the high voltage power side immediately at the entrance was not possible in this special case.

95

Key

• equipotential bonding

O surge protective device (SPD)

Figure A.6 – Example of SPM for an office building

A.4 Magnetic field inside LPZ

A.4.1 Approximation for the magnetic field inside LPZ

If a theoretical (A.4.2), or experimental (A.4.3), investigation of the shielding

effectiveness is not performed, the attenuation should be evaluated as follows.

A.4.1.1 Grid-like spatial shield of LPZ 1 in the case of a direct lightning strike

The shield of a building (shield surrounding LPZ 1) can be part of the external LPS;

currents due to direct lightning strikes will flow along it. This situation is depicted by

Figure A.7a assuming that the lightning hits the structure at an arbitrary point of the

roof.

NOTE Distances dw and dr are determined for the point considered.

I0

Roof

Wall

Ground level

H1

dw

dr

LPZ 1

96

Figure A.7a – Magnetic field inside LPZ 1

NOTE Distances dw and dr are determined for the boundary of LPZ 2.

Figure A.7b – Magnetic field inside LPZ 2

Figure A.7 – Evaluation of the magnetic field values in case of a direct lightning strike

For the magnetic field strength H1 at an arbitrary point inside LPZ 1, the following formula

applies:

H1 = kh x I0 x wm / (dw ×√dr) (A/m) (A.1)

where

dr (m) is the shortest distance between the point considered and the roof of shielded

LPZ 1;

dw (m) is the shortest distance between the point considered to the wall of shielded

LPZ 1;

I0 (A) is the lightning current in LPZ 0A;

kh (1/√m) is the configuration factor, typically kh = 0,01;

wm (m) is the mesh width of the grid-like shield of LPZ 1.

The result of this formula is the maximum value of the magnetic field in LPZ 1 (taking the

note below into account):

– H1/F/MAX = kh x IF/MAX x wm / (dw x √dr) (A/m) caused by the first positive stroke

(A.2)

– H1/FN/MAX = kh x IFN/MAX x wm / (dw x √dr) (A/m) caused by the first negative

stroke (A.3)

– H1/S/MAX = kh x IS/MAX x wm / (dw x √dr) (A/m) caused by the subsequent

strokes (A.4)

I0 Roof

Wall

Ground level

dw

LPZ 1 dr

LPZ 2

H2

97

where

IF/MAX (A) is the maximum value of the first positive stroke current in accordance

with the protection level;

IFN/MAX (A) is the maximum value of the first negative stroke current in accordance

with the protection level;

IS/MAX (A) is the maximum value of the subsequent stroke currents in accordance

with the protection level.

NOTE 1 The field is reduced by a factor of 2, if a meshed bonding network in accordance with 5.2 is

installed

These values of the magnetic field are valid only for a safety volume VS inside the grid-

like shield with a safety distance ds/1 from the shield (see Figure A.4):

ds/1 = wm × SF / 10 (m) for SF 10 (A.5)

ds/1 = wm (m) for SF < 10 (A.6)

where

SF (dB) is the shielding factor evaluated from the formulae of Table A.3;

wm (m) is the mesh width of the grid-like shield.

NOTE 2 Experimental results of the magnetic field inside an LPZ 1 with a grid-like shield indicate

that the increase of the magnetic field close to the shield is less than that resulting from the

equations above.

EXAMPLE

As an example, three copper grid-like shields with dimensions given in Table A.2, and

having an average mesh width of wm = 2 m, are considered (see Figure A.10). This

results in a safety distance ds/1 = 2,0 m defining the safety volume VS. The values for

H1/MAX valid inside VS are calculated for I0/MAX = 100 kA and shown in Table A.2.

The distance to the roof is half of the height: dr = H/2. The distance to the wall is half

of the length: dw = L/2 (centre) or equal to: dw = ds/1 (worst case near the wall).

Table A.2 – Examples for I0MAX = 100 kA and wm = 2 m

Type of shield

see Figure A.10

L x W x H

m

H1/MAX (centre)

A/m

H1/MAX (dw=ds/1)

A/m

1 10 x 10 x 10 179 447

2 50 x 50 x 10 36 447

3 10 x 10 x 50 80 200

A.4.1.2 Grid-like spatial shield of LPZ 1 in the case of a nearby lightning

strike

The situation for a nearby lightning strike is shown in Figure A.8. The incident magnetic field

98

around the shielded volume of LPZ 1 can be approximated as a plane wave.

99

Figure A.8 – Evaluation of the magnetic field values in case of a nearby lightning strike

The shielding factor SF of the grid-like spatial shields for a plane wave is given in Table A.3 below.

Table A.3 – Magnetic attenuation of grid-like spatial shields for a plane wave

Material SF (dB) a, b

25 kHz (valid for the first positive stroke)

1 MHz (valid for subsequent strokes) or 250 kHz (valid for the first negative stroke

Copper or aluminium

20 x log (8.5 / wm) 20 x log (8,5/ wm)

100

Steel c 20 x log [(8.5 / wm) / √1 + 18 𝑥10−6

𝑟𝑐2]

20 x log (8,5/ wm)

wm mesh width of the grid-like shield (m).

rc radius of a rod of the grid-like shield (m).

a SF = 0 in the case of negative results of the formulae. b SF increases by 6 dB, if a meshed bonding network in accordance with 5.2 is installed. c Permeability µr 200.

The incident magnetic field H0 is calculated using:

H0 = I0 / (2 sa) (A/m) (A.7)

where


sa (m) is the distance between the point of strike and the centre of the shielded volume.

From this, follows for the maximum value of the magnetic field in LPZ 0:

– H0/F/MAX = IF/MAX / (2 sa) (A/m) caused by the first positive stroke (A.8)

– H0/FN/MAX = IFN/MAX / (2 sa) (A/m) caused by the first negative stroke (A.9)

– H0/S/MAX = IS/MAX / (2 sa) (A/m) caused by the subsequent strokes (A.10)

where

IF/MAX (A) is the maximum value of the lightning current of the first positive stroke

in accordance with the chosen protection level;

IFN/MAX (A) is the maximum value of the lightning current of the first negative stroke

in accordance with the chosen protection level;

IS/MAX (A) is the maximum value of the lightning current of the subsequent strokes

in accordance with the chosen protection level.

The reduction of H0 to H1 inside LPZ 1 can be derived using the SF values

given in Table A.3:

H1/MAX = H0/MAX / 10SF/20 (A/m) (A.11)

where


H0/MAX (A/m) is the magnetic field in LPZ 0.

From this follows for the maximum value of the magnetic field in LPZ 1:

– H1/F/MAX = H0/F/MAX / 10SF/20 (A/m) caused by the first positive stroke

(A.12)

101

– H1/FN/MAX = H0/FN/MAX /10SF/20 (A/m) caused by the first negative strok (A.13)

– H1/S/MAX = H0/S/MAX / 10SF/20 (A/m) caused by the subsequent strokes (A.14)

These magnetic field values are valid only for a safety volume VS inside the grid-like

shield with a safety distance ds/2 from the shield (see Figure A.4).

– ds/2 = wmSF/10 (m) for SF 10 (A.15)

– ds/2 = wm (m)

where

for SF < 10 (A.16)


wm (m) is the mesh width of the grid-like shield.

For additional information concerning the calculation of the magnetic field strength inside grid- like shields in case of nearby lightning strikes, see A.4.3.

EXAMPLES

The magnetic field strength H1/MAX inside LPZ 1 in the case of a nearby lightning

strike depends on: the lightning current I0/MAX, the shielding factor SF of the shield

of LPZ 1 and the distance sa between the lightning channel and the centre of LPZ 1

(see Figure A.8).

The lightning current I0/MAX depends on the LPL chosen (see IEC 62305-1). The

shielding factor SF (see Table A.3) is mainly a function of the mesh width of the grid-

like shield. The distance sa is either:

• a given distance between the centre of LPZ 1 and an object nearby (e.g. a

mast) in case of a lightning strike to this object; or

• the minimum distance between the centre of LPZ 1 and the lightning channel in

case of a lightning strike to ground near LPZ 1.

The worst-case condition then is the highest current I0/MAX combined with the closest

distance sa possible. As shown in Figure A.9, this minimum distance sa is a function

of height H and length L (or width W) of the structure (LPZ 1), and of the rolling sphere

radius, r, corresponding to I0/MAX (see Table A.4), defined from the electro-geometric

model (see Clause A.4 of IEC 62305-1:2010).

102

Figure A.9 – Distance sa depending on rolling sphere radius and structure dimensions

The distance can be calculated as:

𝑠𝑎 = √2𝑥 𝑟 𝑥 𝐻2 + 𝐿/2 for H < r (A.17)

𝑠𝑎 = 𝑟 + 𝐿/2 for H < r (A.18)

NOTE For distances smaller than this minimum value the lightning strikes the structure directly.

Three typical shields may be defined, having the dimensions given in Table A.5. A grid-

like shield of copper with an average mesh width of wm = 2 m is assumed. This results

in a shielding factor SF = 12,6 dB and in a safety distance ds/2 = 2,5 m defining the

safety volume VS. The values for H0/MAX and H1/MAX, which are assumed to be

valid everywhere inside VS, are calculated for I0/MAX = 100 kA and shown in Table A.5.

Table A.4 – Rolling sphere radius corresponding to maximum lightning current

Protection level Maximum lightning current I0/MAX kA

Rolling sphere radius, r m

I 200 313

II 150 260

III – IV 100 200

I0/MAX

r

r – H

L

LPZ 1

H H0, H1

H

sa

103

Table A.5 – Examples for I0/M AX = 100 kA and wm = 2 m corresponding to SF = 12,6 dB

Type of shield

see Figure A.10

L x W x H

m

sa

m

H0/MAX

A/m

H1/MAX

A/m

1 10 ´ 10 ´ 10 67 236 56

2 50 ´ 50 ´ 10 87 182 43

3 10 ´ 10 ´ 50 137 116 27

A.4.1.3 Grid-like spatial shields for LPZ 2 and higher

In the grid-like shields of LPZ 2, and higher, no significant partial lightning currents will

flow. Therefore, as a first approach, the reduction of Hn to Hn+1 inside LPZ n + 1 can be

evaluated as given by A.4.1.2 for nearby lightning strikes:

Hn+1 = Hn / 10 SF/20 (A/m) (A.19)

where

SF (dB) is the shielding factor from Table A.3;

Hn (A/m) is the magnetic field inside LPZ n (A/m).

If Hn = H1, this field strength can be evaluated as follows:

• In the case of lightning strikes direct to the grid-like shield of LPZ 1 see A.4.1.1 and

Figure A.7b, while dw and dr are the distances between the shield of LPZ 2 and the wall

respectively the roof.

• In the case of lightning strikes nearby LPZ 1 see A.4.1.2 and Figure A.8.

These magnetic field values are valid only for a safety volume VS inside the grid-like

shield with a safety distance ds/2 from the shield (as defined in A.4.1.2 and shown in

Figure A.4).

A.4.2 Theoretical evaluation of the magnetic field due to direct lightning strikes

In A.4.1.1, the formulae for the assessment of the magnetic field strength H1/MAX are

based on numerical magnetic field calculations for three typical grid-like shields as

shown in Figure A.10. For these calculations, a lightning strike to one of the edges of the

roof is assumed. The lightning channel is simulated by a vertical conducting rod with a

length of 100 m on top of the roof. An idealized conducting plate simulates the ground plane.

104

Figure A.10 – Types of grid-like large volume shields

In the calculation, the magnetic field coupling of every rod within the grid-like shield,

including all other rods and the simulated lightning channel, is considered and results in

a set of equations to calculate the lightning current distribution in the grid. From this

current distribution, the magnetic field strength inside the shield is derived. It is assumed

that the resistance of the rods can be neglected. Therefore, the current distribution in the

grid-like shield and the magnetic field strength are independent of the frequency. Also,

capacitive coupling is neglected to avoid transient effects.

For the case of a type 1 shield (see Figure A.10), some results are presented in Figures

A.11 and A.12.

Mesh width

Type 1

(10 m × 10 m × 10 m)

(with mesh width 2 m)

Type 2

(50 m × 50 m × 10 m)

Type 3

(10 m × 10 m × 50 m)

105

Figure A.11 – Magnetic field strength H1/MAX

inside a grid-like shield type 1

Figure A.12 – Magnetic field strength H1/MAX inside a grid-like shield type

1 according to mesh width

Mesh width Wm (m)

106

𝐻 1

𝑀𝐴𝑋 =√𝐻𝑥

2+𝐻𝑦2+𝐻𝑧

2 (A.20)

In Figure A.11, H1/MAX is calculated along a straight line starting from the point of

strike (x = y = 0, z = 10 m) and ending at the centre of the volume (x = y = 5 m, z = 5 m).

H1/MAX is plotted as a function of the x-coordinate for each point on this line, where the

parameter is the mesh width wm of the grid-like shield.

In Figure A.12, H1/MAX is calculated for two points inside the shield (point A: x = y = 5 m, z

= 5 m; point B: x = y = 3 m, z = 7 m). The result is plotted as a function of the mesh width

wm.

Both figures show the effects of the main parameters governing the magnetic field distribution

inside a grid-like shield: the distance from the wall or roof, and the mesh width.

In Figure A.11 it should be observed that along other lines through the volume of the

shield, there may be zero-axis crossings and sign changes of the components of the

magnetic field strength H1/MAX. The formulae in A.4.1.1 are therefore first-order

approximations of the real, and more complicated, magnetic field distribution inside a grid-

like shield.

A.4.3 Experimental evaluation of the magnetic field due to a direct lightning strike

The magnetic fields inside shielded structures can also be determined by taking

experimental measurements. Figure A.13 shows a proposal for the simulation of a direct

lightning strike to an arbitrary point of a shielded structure, using a lightning current

generator. Such tests can be performed using a simulated lightning current source of

lower current level but with the same representative waveshape as the actual lightning

discharge.

107

Figure A.13a – Test arrangement

Key

U typically some 10 kV

C typically some 10 nF

Figure A.13b – Lightning current generator

Figure A.13 – Low-level test to evaluate the magnetic field inside a shielded structure

A.5 Calculation of induced voltages and currents

A.5.1 General

Only rectangular loops in accordance with Figure A.14 are considered. Loops with other

shapes should be transformed into rectangular configurations having the same loop

area.

Multiple feeders

Lightning current generator

Simulation of the close part of the lightning channel (in the range of 10 m)

Magnetic field probe

Shield of structure

Earth electrodes interconnected to the shield

108

Figure A.14 – Voltages and currents induced into a loop formed by lines

A.4.1 Situation inside LPZ 1 in the case of a direct lightning strike

For the magnetic field H1 inside the volume VS of an LPZ 1, the following applies (see

A.4.1.1):

H1 = kh x I0 x wm / (dw x √dr) (A/m)

(A.21) The open circuit voltage UOC is given by:

UOC = µo x b x ln (1 + l/dl/w) x kh x (wm / √dl/r) x dI0 /dt (V) (A.22)

The peak value UOC/MAX occurs during the front time T1

UOC/MAX = mo x b ln(1 + l/dl/w) x kh x (wm / √dl/r) x I0/MAX /T1 (V) (A.23)

where

mo is equal to 4 x х 10–7 (Vs)/(Am);

is the width of the loop;

Roof

Wall dl/r

LPZ 1

dl/w l

For example: power line

Equipment

Loop area UOC, ISC

b

For example: signal line

Bonding bar

109

b (m)

dl/w (m) is the distance of the loop from the wall of the shield, where dl/w ds/1;

dl/r (m) is the average distance of the loop from the roof of the shield;


I0/MAX (A) is the maximum value of the lightning current stroke in LPZ 0A;

kh (1/Öm) is the configuration factor kh = 0,01;

l (m) is the length of the loop;

T1 (s) is the front time of the lightning current stroke in LPZ 0A;

wm (m) is the mesh width of the grid-like shield. The short-circuit current ISC is given

by:

ISC = mo x b ln(1 + l/dl/w) x kh x ( wm / √dl/r) x I0 / LS (A) (A.24)

where the ohmic resistance of the wire is neglected (worst case).

The maximum value ISC/MAX is given by:

ISC/MAX = mo x b ln(1 + l/dl/w) x kh x ( wm / √dl/r) x I0/MAX / LS (A) (A.25)

where LS (H) is the self-inductance of the loop.

For rectangular loops, the self-inductance LS can be calculated from:

where rc (m) is the radius of the loop conductor.

The voltage and current induced by the magnetic field of the first positive stroke

(T1 = 10 s) is given by:

UOC/F/MAX = 1,26 b ln (1 + l/dl/w) (wm / √dl/r) IF/MAX (V) (A.27)

ISC/F/MAX = 12,6 10–6 b ln (1 + l/dl/w) (wm / √dl/r) IF/MAX/ LS (A) (A.28)

The voltage and current induced by the magnetic field of the first negative stroke


UOC/FN/MAX = 12,6 b ln (1 + l/dl/w) (wm / √dl/r) IFN/MAX (V) (A.29)

ISC/FN/MAX = 12,6 10-6 b ln (1 + l/dl/w) (wm / √dl/r) IFN/MAX/ LS (A) (A.30)

The voltage and current induced by the magnetic field of the subsequent strokes (T1

= 0,25 s) is given by:

UOC/S/MAX = 50,4 b ln(1 + l/dl/w) ( wm / √dl/r) IS/MAX (V) (A.31)

ISC/S/MAX = 12,6 10–6 b ln(1 + l/dl/w) (wm / √dl/r) IS/MAX/LS (A) (A.32)

where

110

IF/MAX (kA) is the maximum value of the current of the first positive stroke;

IFN/MAX (kA) is the maximum value of the current of the first negative stroke;

IS/MAX (kA) is the maximum value of the current of the subsequent strokes.

A.5.3 Situation inside LPZ 1 in the case of a nearby lightning strike

The magnetic field H1 inside volume VS of LPZ 1 is assumed to be homogeneous (see

A.4.1.2).

The open circuit voltage UOC is given by:

UOC = o b l dH1 / dt (V) (A.33)

The peak value UOC/MAX occurs during the front time T1:

UOC/MAX = o b l H1/MAX / T1 (V) (A.34)

where

o is equal to 4 10–7 (Vs)/(Am);

b (m) is the width of the loop;

H1 (A/m) is the time dependent magnetic field inside LPZ 1;

H1/MAX (A/m) is the maximum value of the magnetic field inside LPZ 1;

l (m) is the length of the loop;

T1 (s) is the front time of the magnetic field, identical with the front time of the

lightning current stroke.

The short circuit current ISC is given by:

ISC = o b l H1 / LS (A) (A.35)

where the ohmic resistance of the wire is neglected (worst case).

The maximum value ISC/MAX, is given by:

ISC/MAX = o b l H1/MAX / LS (A) (A.36)

where LS (H) is the self-inductance of the loop (for the calculation of LS see A.5.2).

The voltage and current induced by the magnetic field H1/F of the first positive stroke (T1 = 10

s) is given by:

UOC/F/MAX = 0,126 x b x l x H1/F/MAX (V) (A.37)

ISC/F/MAX = 1,26 x 10–6 x b x l x H1/F/MAX / LS (A) (A.38)

The voltage and current induced by the magnetic field H1/FN of the first negative stroke


UOC/FN/MAX = 1,26 b l H1/FN/MAX (V) (A.39)

ISC/FN/MAX = 1,26 10–6 b l H1/FN/MAX / LS (A) (A.40)

The voltage and current induced by the magnetic field H1/S of the subsequent strokes (T1

= 0,25 s) are given by:

111

UOC/S/MAX = 5,04 b l H1/S/MAX (V) (A.41)

ISC/S/MAX = 1,26×10–6 b l H1/S/MAX / LS (A) (A.42)

where

H1/F/MAX (A/m) is the maximum of the magnetic field inside LPZ 1 due to the

first positive stroke;

H1/FN/MAX (A/m) is the maximum of the magnetic field inside LPZ 1 due to the first

negative stroke;

H1/S/MAX (A/m) is the maximum of the magnetic field inside LPZ 1 due to the

subsequent strokes.

A.5.4 Situation inside LPZ 2 and higher

The magnetic field Hn inside LPZ n for n 2 is assumed to be homogeneous (see A.4.1.3).

Therefore, the same formulae for the calculation of induced voltages and currents apply

(A.4.1.2), where H1 is substituted by Hn.

112

Хавсралт В (лавлах)

Барилгын SPM хамгаалалтын арга хэмжээ хэрэгжүүлэх B.1 Ерөнхий зүйл

Барилгын доторх тоноглолд энэхүү стандартад заагдсан SPM хамгаалалтын арга

хэмжээг байнга ашиглах боломжтой биш.

Энэ хавсралт нь анхаарах шаардлагатай асуудлуудыг хариулж, зайлшгүй биш,

гэхдээ хамгаалалтыг сайжруулах хамгаалалтын арга хэмжээнүүдийг сонгох

зөвлөмжийг агуулсан.

B.2 Хяналтын асуултуудын жагсаалт

Барилгад таарах хамгаалалтын арга хэмжээг сонгохдоо байгаа бүтэц, барилгын

онцлог, цахилгаан, электрон системийг анхаарах хэрэгтэй.

Хяналтын асуултуудын тусламжтай эрсдэлийн тооцож, хамгийн тохиромжтой

хамгаалалтын арга хэмжээг сонгодог.

Барилгуудад аянгын хамгаалалтын бүс, газардуулга, потенциал тэнцвэржүүлэлт,

кабелийн трасс сонголт, экраныг тодорхойлох шаардлагатай.

В.1-с В.4 хүснэгтэд өгөгдсөн хяналтын асуултуудын жагсаалтыг барилга болон

тоноглолын тухай шаардлагатай мэдээллийг цуглуулахад ашиглана. Эдгээр

мэдээллүүд дээр үндэслэн IEC 62305-2 стандартын дагуу эрсдэлийн үнэлгээг хийн

хамгаалах шаардлагатай эсэх, шаардлагатай бол хамгийн үр дүнтэй хамгаалалтын

арга хэмжээг сонгоно.

ТАЙЛБАР 1 – барилгын тоног төхөөрөмжийн цахилгаан соронзон помех-с хамгаалах тухай

нэмэлт мэдээллийг IEC 60364-4-44 стандартыг үзнэ үү.

Хяналтын асуултын жагсаалтаас олсон мэдээллүүд нь мөн төсөл хийхэд хэрэг болно.

Хүснэгт В. 1 – бүтэц болон байршлын үзүүлэлтүүд

д/д Асуулт a

1

Чулуун өрлөг, тоосго, мод, арматуржуулсан бетон, ган каркастай барилга, метал фасад? 2 Тусдаа барилга эсэх, эсвэл дулааны оёдлоор харилцан холбогдсон блокууд уу?

3 Хавтгай, намхан барилга уу? Өндөр барилга уу? (барилгын хэмжээс)

4 арматурын бүх төмрүүд цахилгаанаар холбогдсон уу?

5 дээврийн металл материалын хэлбэр, төрөл, чанар?

6 металл фасад потенциал тэнцвэржүүлэгчид холбогдсон эсэх?

7 цонхны металл хүрээ потенциал тэнцвэржүүлэгчид холбогдсон эсэх?

8 цонхны хэмжээ?

9 барилгын гадна аянгаас хамгаалах систем LPS байгаа эсэх?

10 Аянгаас хамгаалах системийн LPS төрөл, чанар?

11 Хөрсний материал (чулуу, хөрс)?

12 хөрш барилгын өндөр, зай, газардуулга?

a илүү дэлгэрэнгүй мэдээллийг IEC 62305-2 стандартаас үзнэ үү.

113

Хүснэгт В. 2 – Тоног төхөөрөмжийн үзүүлэлт


1 Орох холбооны шугам байршуулсан байдал (газарт тавигдсан, эсвэл агаарт тавигдсан)? 2 Ил гарах гадны төхөөрөмжүүд, төрөл (антенна эсвэл бусад гадны төхөөрөмжүүд)?

3 хавтгай намхан, эсвэл өндөр барилга эсэх? (барилгын хэмжээс)

4 арматурын бүх төмрүүд цахилгаанаар холбогдсон уу?

5 дээврийн металл материалын хэлбэр, төрөл, чанар?

6 металл фасан потенциал тэнцвэржүүлэгчид холбогдсон эсэх?

7 цонхны металл хүрээ потенциал тэнцвэржүүлэгчид холбогдсон эсэх?

a илүү дэлгэрэнгүй мэдээллийг IEC 62305-2 стандартаас хар.

Хүснэгт В. 3 – Тоноглолын үзүүлэлтүүд

д/д Асуулт a, b

1

Дотоод системийн харилцан холболтын төрөл (экранжуулсан, эсвэл экранжуулаагүй олон салаа кабель, давхацсан кабель, аналог, дискрет, тэнцвэржүүлсэн, эсвэл тэнцвэржүүлээгүй шилэн кабель)?

2 Суурилагдсан цахилгаан системийн хэт ачаалалд тэсвэрлэх түвшин? a, b

a илүү дэлгэрэнгүй мэдээллийг IEC 62305-2 стандартаас хар b илүү дэлгэрэнгүй мэдээллийг ITU-T K.21[4] , IEC 61000-4-5, IEC 61000-4-9 и IEC 61000-4-10 стандартуудаас хар.

Хүснэгт В. 4 – Хамгаалах зарчмыг тодорхойлохдоо анхаарах бусад асуултууд


1 Барилгын цахилгаан тоноглолын газардуулгын төрөл – TN (TN-S, TN-C эсвэл TN-C-S), TT эсвэл IT?

2 Тоноглолын байршил? a

3

Дотоод системийн газардуулга потенциал тэнцвэржүүлэгчтэй холбогдсон эсэх?

a илүү дэлгэрэнгүй мэдээллийг хавсралт А –с хар

B.3 Барилгад SPM хамгаалалтын арга хэмжээ төлөвлөх SPM хамгаалалтын арга хэмжээ төлөвлөхөд эхний шат нь В.2 хэсгийн дагуу хяналтын

асуултуудын анализ, эрсдэлийн үнэлгээ хийхэд оршино.

Хэрвээ энэ анализаар SPM хамгаалалтын систем шаардлагатай гэж гарвал зураг В.1

–д үзүүлсэн дараах үе шатуудыг хэрэгжүүлнэ.

Хамгаалах шаардлагатай тоноглол байрлах бүх өрөөнүүдэд харгалзах аянгаас

хамгаалах бүсүүдийг LPZ сонгох хэрэгтэй (4.3 –р зүйлийг хар).

SPM хамгаалалтын арга хэмжээний үндсэн чиглэл нь дотоод экранжуулалт,

потенциал тэнцвэржүүлэх хэлхээ болно. Энэ хэлхээ нь ячейк нь аль ч чиглэлд 5 м –

ээс хэтрэхгүй байх ёстой. Хэрвээ барилгын планаас болж экранжуулах, потенциал

тэнцвэржүүлэх хэлхээ тавих боломжгүй байвал дор хаяж давхар бүрт барилгын гадна

114

хананы дотор талд цагариган дамжуулагч байх ёстой. Энэ цагариган дамжуулагч нь

гадны аянгаас хамгаалах систем LPS –ийн дамжуулагч бүртэй холбогдож потенциал

тэнцвэржүүлэгдсэн байна.

ТАЙЛБАР – Баригдсан барилгыг экранжуулахад хүндрэлтэй, үр ашиггүй байдаг. Энэ

тохиолдолд SPD хамгаалалтын төхөөрөмж хэрэглэдэг.

B.4 Аянгаас хамгаалах бүс LPZ –н үндсэн хамгаалах арга хэмжээг төлөвлөх

B.4.1 Аянгаас хамгаалах бүс LPZ 1 –н үндсэн хамгаалах арга хэмжээг төлөвлөх

Хамгаалалтын үндсэн арга хэмжээ нь дотоод экранжуулалт, мөн потенциал

тэнцвэржүүлэгч хэлхээ хийж эсвэл гадна хананы дотор талд цагираган дамжуулагч

тавина, үүнд цагариган дамжуулагч нь аянгаас хамгаалах бүс LPZ 1-ийн хязгаар

болно. Хэрвээ гадна хана нь LPZ бүсийн хязгаар болохгүй байвал дотоод

экранжуулалт болон потенциал тэнцвэржүүлэгч тавих боломжгүй болох бөгөөд LPZ 1

бүсийн хязгаарт цагариган дамжуулагч суурилуулна. Цагариган дамжуулагч нь гадна

хананы цагариган дамжуулагчтай холбоотой байх ёстой, дор хаяж аль болох хол

байрласан хоёр газар холбогдоно.

B.4.2 Аянгаас хамгаалах бүс LPZ 2 –н хамгаалах үндсэн арга хэмжээг төлөвлөх

Хамгаалалтын арга хэмжээний үндсэн чиглэл нь дотоод экранжуулалт, потенциал

тэнцвэржүүлэх хэлхээ, эсвэл гадна хананы дотор талаар тавьсан цагариган

дамжуулагч байна. Хэрвээ дотоод экранжуулалт болон потенциал тэнцвэржүүлэгч

тавих боломжгүй бол LPZ 2 бүс бүрийн хязгаар дээр цагариган дамжуулагч тавигдсан

байна. Хэрвээ LPZ 2 бүсийн хэмжээсүүд 5м х 5м-ээс хэтэрч байвал торны ячейк бүр

нь 5м х 5 м-ээс хэтрэхгүй байхаар хуваана. Цагариган дамжуулагч нь LPZ 1 бүсийн

цагариган дамжуулагчтай, дор хаяж хоорондын зай нь хамгийн их байхаар 2 цэгт

холбоно.

B.4.3 Аянгаас хамгаалах LPZ 3 бүсийн хамгаалах үндсэн арга хэмжээг төлөвлөх

Хамгаалалтын арга хэмжээний үндсэн чиглэл нь LPZ 2 бүс доторх дотоод

экранжуулалт, потенциал тэнцвэржүүлэлт, эсвэл цагариган дамжуулагч байна.

Хэрвээ дотоод экранжуулалт, потенциал тэнцвэржүүлэгч боломжгүй бол LPZ 3

бүсийн хязгаар дээр цагариган дамжуулагч суурилуулна. Хэрвээ LPZ 3 бүсийн

хэмжээс 5 м х 5 м-ээс хэтэрч байвал торны ячейкийн хэмжээс 5 м х 5 м-ээс хэтрэхгүй

байхаар хуваана. Цагариган дамжуулагч нь LPZ 2 бүсийг хүрээлсэн цагариган

дамжуулагчтай дор хаяж аль болох хол байрласан 2 цэгээр холбогдоно.

B.5 Зохицуулалттай SPD хамгаалалтын системийн суурилуулалт

Хэт ачааллаас хамгаалах зохицуулалттай тоноглолуудын системийг төлөвлөхдөө

LPZ бүс бүрийн хязгаарыг дайрах кабелиудыг хамгаалах хэрэгтэй.

Нэмэлт арга хэмжээ хэрэглэснээр потенциал тэнцвэржүүлэгчтэй, зохицуулалттай

SPD хамгаалалтын системтэй замхаалалт улам сайжирдаг.

Кабелийн хайрцаг, кабелийн шат болон ижил төстэй зүйлсийг хэрэглэхдээ кабельд

тохирох экрантай байхаар арга хэмжээ авна. Боломжтой бол хана, шал, дээврийн

экранжуулалт гэх мэт нэмэлт арга хэмжээ авна (6 –р хэсгийг үзнэ үү).

115

Төлөвлөж буй барилга болон бусад барилга хоорондын холбоог сайжруулахын тулд

авах арга хэмжээнүүдийг В.11 хэсгээр үзнэ үү.

Хэрвээ хамгаалалтын арга хэмжээгээс хангагдсан барилгад шинээр дотоод систем

суурилуулж байгаа бол төлөвлөхдөө дотоод системийн байршлыг давтаж хийнэ.

Төслийн бүрэн процессыг блок схемээр харуулав (В.1 зургийг үзнэ үү).

Зураг В.1 – Баригдсан барилгын SPM хамгаалалтын арга хэмжээг төлөвлөх үе шат

B.6 Аянгаас хамгаалах LPS системийг аянгаас хамгаалах LPZ 1 бүсийн орон

зайн экранжуулалт ашиглан шинэчлэх

Аянгаас хамгаалах LPZ 1 бүсийн орчинд байгаа аянгаас хамгаалах LPS системийг

дараах байдлаар сайжруулна (IEC 62305-3 стандартын дагуу):

- Металл фасад, металл дээврийг гадны аянгаас хамгаалах системд LPS холбох

замаар, дээврийн дээд хэсгээс газардуулах байгууламж хүртэлх тасралтгүй

цахилгаан хэлхээтэй барилгын арматурыг ашиглан,

В.2 хэсгээс мэдээлэл цуглуулах, IEC 62305-2 стандартын дагуу эрсдлийн үнэлгээ

Тийм

Хамгаалалтын арга хэмжээ шаардлагатай эсэх?

Үгүй Болих

LPZ бүс тодорхойлох

(4.3 зүйл, В.7 хэсэг)

Үндсэн потенциал тэнцвэржүүлэх систем

төлөвлөх

Зохицуулалттай SPD хамгаалалтын төхөөрөмжүүдийн

систем төлөвлөх (5.3 зүйл, В.8 хэсэг)

LPZ 1 бүсийн үндсэн хамгаалалтын арга хэмжээг төлөвлөх (В.4.1 зүйл)

Нэмэлт арга хэмжээ төлөвлөх ( В.10 хэсэг, В.11

хэсэг)

LPZ 2 бүсийн үндсэн

хамгаалалтын арга

хэмжээг төлөвлөх (В.4.2

зүйл)

Гаднах тоноглолын хамгаалалтын арга

хэмжээг төлөвлөх (В.12 хэсэг)

LPZ 3 бүсийн үндсэн

хамгаалалтын арга хэмжээг

төлөвлөх (В.4.3 зүйл)

Барилга хоорондын харилцан холбоог сайжруулах

(В.13 хэсэг)

116

- тог зайлуулагчийн хоорондох интервалыг бууруулах, аянга хүлээн авагчийн

торны ячейкийн хэмжээг 5 м –с бага болгох замаар,

- потенциал тэнцвэржүүлэх уян дамжуулагчийг зэргэлдээ арматуржуулсан

блокуудын компенсацын холболттой параллель суурилуулах замаар.

B.7 Цахилгаан, электрон системд LPZ хамгаалалтын бүс үүсгэх

Харгалзах аянгаас хамгаалах LPZ бүсүүдийг цахилгаан, электрон системүүдийн тоо,

төрөл, мэдрэмтгийн зэрэг зэргээс хамааруулан, бага бүсээс (цахилгаан тоноглолын

бүрхүүл) том нэгдмэл хэмжээтэй бүсүүд (барилгын бүх эзлэхүүн) суурилуулдаг.

Зураг В.2 дээр дотоод системийн хамгаалалтын LPZ бүсүүдийн бүтцийг харуулав,

Энэ нь барилгад таарах янз бүрийн шийдлийг авч үзсэн, жишээ нь:

Зураг В.2а дээр бүх барилгын дотор хамгаалагдсан эзлэхүүн үүсгэсэн LPZ 1 бүсийг

харуулав, жишээ нь дотоод системийн хэт ачаалалд тэсвэрлэх чадварын

нэмэгдүүлэх зорилгоор:

- Энэ LPZ 1 бүсийг IEC 62305-3 стандартын дагуу аянгаас хамгаалах системийг

хэрэгжүүлэх замаар байгуулна, аянгаас хамгаалах систем LPS нь аянгаас

хамгаалах гадны хамгаалалт (аянга хүлээн авагч, гүйдэл зайлуулагч,

газардуулагч), аянгаас хамгаалах дотор талын хамгаалалтаас (аянгаас

хамгаалах зориулалттай потенциал тэнцвэржүүлэгч) бүтнэ.

- Аянгаас хамгаалах гадны систем LPS нь LPZ бүсэд барилга руу аянга цохихоос

хамгаалдаг, гэхдээ LPZ 1 бүс дахь соронзон орон нь бараг сулрахгүй. Энэ нь

аянга хүлээн авагч, гүйдэл зайлуулагчийн торны ячейкийн өргөн 5 м-ээс их учраас

орон зайн экранжуулалтын үр нөгөө дээр тайлбарласнаар бага байдаг.

- LPS дотоод аянгын хамгаалалтын систем нь LPZ 1 бүсийн хил дээр барилгад орж

буй бүх харилцаа холбооны потенциал, түүнчлэн бүх цахилгаан болон дохионы

кабелийн шугамд SPD хамгаалалтын төхөөрөмжийг суурилуулах шаардлагатай

байдаг. Ингэснээр SPD хамгаалалтын төхөөрөмж нь барилга руу орох үед орж

ирж буй шугам дээрх өсгөлтийг хязгаарлах боломжийг олгодог.

ТАЙЛБАР – LPZ 1 бүсийн доторх бага давтамжтай помех-ийг арилгахын тулд

тусгаарлагч интерфейс хэрэглэнэ.

117


E – хүчний кабелийн шугам

S – дохиоллын кабелийн шугам

Зураг В.2a – Аянгаас хамгаалах LPS системтэй, барилга руу орох хэсэгтээ SPD

хамгаалалтын төхөөрөмжтэй экранжуулагдаагүй LPZ 1 бүс (жишээ нь, системийн хэт

ачаалалд, эсвэл барилга доторх жижиг хэлхээний тогтвортой байдлыг нэмэгдүүлэх

зорилгоор)

118




Зураг В.2b – дохиоллын кабелийн шугам нь экранжуулалттай, хүчний кабелийн

шугам нь SPD хамгаалалтын системтэй дотоод системтэй экранжуулалтгүй LPZ 1

хамгаалалтын бүс

Байгаа тоноглол

Шинэ тоноглол

119




Зураг В.2c – экранжуулалтгүй LPZ 1 бүс, шинэ дотоод системийн экранжуулалттай

том LPZ 2 систем



120




Зураг В.2d – экранжуулалтгүй LPZ 1 бүс ба шинэ дотоод системийн LPZ 2 бүсүүд

Зураг В.2 – байгаа барилгад LPZ бүс үүсгэх боломжтой хувилбарууд

Зураг В.2 дээр экранжуулагдаагүй LPZ 1 бүсийн шинэ тоноглолыг дамжуулагчаар

дамжих хэт ачааллаас хамгаалах хэрэгтэй. Жишээ нь, дохиоллын хэлхээ нь

экранжуулсан кабелийн тусламжтай хамгаалагдах боломжтой бол хүчний хэлхээг

зохицуулалттай SPD хамгаалалтын системээр хамгаална.

Энэ нь IN гүйдлээр туршсан нэмэлт SPD Хамгаалалтын систем, нэгдмэл төрлийн

долгионоор туршсан SPD хамгаалалтын системүүдийг тоноглолын болон барилга руу

орох кабелийн шугамд суурилуулсан SPD Хамгаалалтын төхөөрөмжтэй суурилуулах

шаардлагатай болно. Үүгээр тоноглолыг давхар изоляциар (II зэрэг) нэмж хамгаалах

шаардлагатай болно.

Зураг В.2с дээр LPZ 1 бүс дотор том LPZ 2 бүсийг байгуулж шинэ дотоод системийг

байршуулсан байна. Тор хэлбэртэй хийгдсэн LPZ 2 бүсийн орон зайн экран нь аянгын

соронзон оронг их хэмжээгээр бууруулна. Зургийн зүүн тал дээрх LPZ 1 бүсийн зааг

дээрх SPD хамгаалалтын төхөөрөмж (0/1 шилжилт), LPZ 2 бүсийн зааг дээрх SPD

хамгаалалтын төхөөрөмжүүд нь IEC 61643-12 стандартын дагуу зохицуулалттай

байна. Зургийн баруун тал дээрх LPZ 1 бүсийн зааг дээрх SPD хамгаалалтын

төхөөрөмжийг 0/2 бүсүүдийн шууд шилжилтэнд зориулж сонгосон байх ёстой. (С.3.5



121

зүйлийг хар).

Зураг В.2d дээр LPZ 1 бүсийн дотор 2 жижиг LPZ 2 бүс байршуулсан байна. LPZ 2 бүс

бүрийн зааг дээрх хүчний болон дохиоллын шугамууд дээр нэмэлт SPD

хамгаалалтын төхөөрөмж суурилагдсан байх ёстой. Эдгээр SPD хамгаалалтын

төхөөрөмжүүд нь LPZ 1 бүсийн зааг дээрх SPD хамгаалалтын төхөөрөмжүүдтэй IEC

51643-12 стандартын дагуу зохицсон байна.

B.8 Потенциал тэнцвэржүүлэгчээр хамгаалах

Тэжээгч хэлхээний давтамжид зориулж хийсэн газардуулгын систем нь хэдэн МГц

хүртэл давтамжтай аянгын гүйдлийн потенциал тэнцвэржүүлэхэд хангалтгүй (өндөр

давтамжтай үед өндөр импенданс).

Түүнчлэн IEC 62305-3 стандартын дагуу гүйцэтгэгдсэн, 5 м–ээс илүү өргөнтэй

ячейктэй тортой, дотоод аянгын хамгаалалтын системийн зайлшгүй буюу потенциал

тэнцвэржүүлэгчтэй аянгаас хамгаалах LPS систем нь мэдрэмтгий дотоод системтэй

бол хангалтгүй байж болно. Энэ нь потенциал тэнцвэржүүлэх системийн импенданс

нь энэ нөхцөлд хэт өндөр байгаатай холбоотой.

Бага импенданстай потенциал тэнцвэржүүлэх систем, 5 м–ээс бага өргөнтэй ячейктэй

тортой байх нь заавал тавигдах шаардлага байна.

Потенциал тэнцвэржүүлэх хэлхээг хүчний хэлхээнд ч, дохиоллын хэлхээнд ч урвуу

гүйдлийн хэлхээ болгож ашиглаж болдоггүй. Тиймээс хамгаалалтын PE дамжуулагч

нь потенциал тэнцвэржүүлэгч хэлхээнд, PEN дамжуулагч нь потенциал

тэнцвэржүүлэгч хэлхээнд шууд холбогдож болохгүй.

Ажиллагаатай газардуулагчийн дамжуулагчийг (жишээ нь, “гүйцэт газардуулга” –

цахилгаан системийн хувьд) бага импенданстай потенциал тэнцвэржүүлэгч хэлхээнд

холбож болдог, учир нь энэ тохиолдолд цахилгаан, эсвэл дохиоллын хэлхээнд

нөлөөлөх нь маш бага байдаг. Электроникийн системд үйлдвэрлэлийн давтамжийн

нөлөөлөх нөлөөлөхгүй байлгахын тулд потенциал тэнцвэржүүлэгч хэлхээнд PEN

дамжуулагч, эсвэл түүнтэй холбогдох бусад металлтай холбохыг хориглодог.

B.9 Хэт ачааллаас хамгаалах төхөөрөмжийн тусламжтай хамгаалах

Цахилгаан хэлхээнд аянгаар өдөөгдсөн хэт ачааллыг хязгаарлахын тулд SPD

хамгаалалтын төхөөрөмжийг бүх дотоод LPZ бүсүүдийн оролт дээр суурилуулсан

байна (зураг В.2 ба зураг В.8 3-г үзнэ үү).

Хэрвээ доор байрласан SPD хамгаалалтын төхөөрөмж, эсвэл тоноглолын доторх

SPD хамгаалалтын төхөөрөмж нь кабелийн шугамын орох дээр суурилуулсан

хамгаалалтын төхөөрөмжийн ажиллагаанд саад болж байвал дотоод систем гэмтэх

аюултай (зохицуулалтгүй хамгаалалтын систем).

Тавигдсан хамгаалалтын арга хэмжээнүүдийн үр дүнтэй ажиллагааг хангахын тулд

бүх SPD хамгаалалтын төхөөрөмжүүдийн байршлыг баримтжуулж авна.

B.10 Тусгаарлагч интерфейсээр хамгаалах

Тэжээгч хэлхээний помех-ээр үүссэн, тоноглолоор гүйх, мөн түүнд холбогдсон

дохиоллын хэлхээнд гүйх гүйдлийн урсгал нь хэлхээний талбай томтой, эсвэл

потенциал тэнцвэржүүлэгч хэлхээний импенданс хангалттай бага биштэй холбоотой.

122

Тийм помех (голцуу TN-C системтэй тоноглолуудыг) байхгүй байлгахын тулд байгаа

болон шинэ тоноглолуудын хооронд зохих дараах тусгаарлагч интерфейс

суурилуулна:

- II зэргийн изоляцитай тоноглол (PE хамгаалалтын дамжуулагчгүй давхар

хамгаалалт),

- Тусгаарлагч трансформатор,

- Металл агуулаагүй шилэн кабель.

ТАЙЛБАР – Тоноглолын металл бүрхүүл нь потенциал тэнцвэржүүлэх хэлхээтэй,

эсвэл бусад металл хэсгүүдтэй гальваник холболтгүй, тусгаарлагдсан байх ёстойг

анхаарна уу. Энэ нь ихэнх тохиолдолд ахуйн болон оффисын барилга дотор

суурилуулагдсан тоноглолууд нь газартай зөвхөн кабелиар холбогдсон байдагтай

холбоотой.

B.11 Кабелийн шугам экранжуулах, кабелийн трасс оновчтой сонгох замаар

хамгаалах

Кабелийн шугамын экранжуулалт, оновчтой трассын сонголт нь өдөөгдсөн хэт

ачааллыг багасгах үр дүнтэй арга хэмжээнд орно. Эдгээр арга хэмжээ нь ялангуяа

LPZ 1 бүсийн орон зайн экранжуулалтын үр нөлөө бага тохиолдолд их чухал. Энэ

тохиолдолд дараах журмаар хамгаалалт сайжирдаг:

- Индуктив хэлхээний талбай багасна;

- Шинэ тоноглолын тэжээлийг байгаа магистралиас гаргаснаар том талбайтай

индуктив контур үүсэхгүй, гэмтэл үүсэх эрсдэл бага болно. Түүнчлэн цахилгаан,

дохиоллын шугамуудыг ойрхон байрлуулснаар том талбайтай индуктив хэлхээ

үүсэхээс сэргийлж болно (Зураг В.8-г үзнэ үү, 8);

- Экранжуулсан кабель хэрэглэх. Эдгээр дохиоллын кабелиудын экранууд нь

потенциал тэнцвэржүүлэгч хэлхээнд, дор хаяж үзүүр бүрээрээ холбогдсон байна;

- Металл кабелийн хайрцаг, эсвэл потенциал тэнцвэржүүлэгч хэлхээнд

холбогдсон металл тууз хэрэглэх. Тусдаа секцүүд өөр хоорондоо болон потенциал

тэнцвэржүүлэгч хэлхээнд ерөнхий уртын дагуу үзүүрээр холбогдсон байна. Холболт

нь давхарлаж нийлсэн, шурагтай, эсвэл холбогч дамжуулагчаар холбогдсон байна.

Кабелийн хайрцгийн бага импенданстай байлгахын тулд түүний периметрийн дагуу

олон тооны холболт хийн болтоор холбогдсон байна (IEC 61000-5-2 стандартыг үзнэ

үү)

Кабель оновчтой байршуулж, экранжуулалт хийсэн жишээг зураг В.3, В.4 дээр

харуулав.

ТАЙЛБАР – Хэрвээ нэг өрөө доторх цахилгаан тоноглол болон дохиоллын шугам

(цахилгаан системийн тусгай зориулалтгүй) хоорондох зай 10 м-ээс хэтэрч байвал

зохих гальваник тусгаарлалттай балансжуулсан дохиоллын шугам ашиглана, жишээ

нь оптик холбогчтой, тусгаарлагч трансформатортой эсвэл тусгаарлагч хүчитгэгчтэй.

Үүнээс гадна, гурван тэнхлэгт кабель ашиглавал үр дүнтэй.

123


1 Хамгаалалтын PE дамжуулагч, 1-р ангилалын тоноглол ашиглагдаж байгаа

тохиолдолд

2 кабель бүрийн экран нь үзүүр бүрээрээээ потенциал тэнцвэржүүлэх хэлхээнд

холбогдсон

3 Металл тууз нэмэлт экран маягаар (Зураг В.4)

4 Хэлхээний талбай бага

ТАЙЛБАР – Хэлхээний талбайг багасгаснаар кабелийн экран, металл тууз хооронд

өдөөгдөх хүчдэлийн хэмжээ бага байна.

Зураг В.3 – Металл туузын хажууд экранжуулсан кабель тавьснаар хэлхээний

талбайг багасгана.


, например, 50 см

, например, 35 см

124

1 кабелийг адил потенциалтай холболтоор эсвэл адил потенциалтай холболтгүйгээр

кабелийн экраныг туузанд бэхлэх.

2 захын хэсэгт соронзон орон дунд хэсэгтэй харьцангуй өндөр

Е – цахилгаан кабель

S – дохиоллын кабель

Зураг В.4 – Металл тууз ашиглан нэмэлт экранжуулалт хийсэн жишээ

B12 Гадаах тоноглолын хамгаалалтын арга хэмжээ

B.12.1 Ерөнхий зүйл

Гадаах тоноглолын жишээ нь: бүх төрлийн хэмжүүр, антенна, цаг уурын хэмжүүр,

хяналтын камер, үйлдвэрлэлийн барны гадна суулгах хэмжүүрүүд (даралт,

температур, агаарын урсгал, хаалтны байрлал гэх мэт.) мөн бүх төрлийн барилга,

шон, хадгалах савны гадна байрлах цахилгаан, электрон, радио тоноглол.

B.12.2 Гадаах тоноглолын хамгаалалт

Тоноглолыг LPZ 0B хамгаалалтын бүсэд байршуулж тухайн хэсэгт аянга хүлээн

авагч суурилуулан тоноглолд аянгын шууд цохилтоос хамгаална. (Зураг В.5-г үзнэ

үү).

Барилгын дээр, эсвэл гадна ханад суурилагдсан тоноглолд аянга шууд буух

магадлалыг олохдоо гулсах бөмбөрцгийн аргыг хэрэглэнэ. (IEC 62305-3-г үзнэ үү).

Хэрвээ тийм магадлал байвал нэмэлтээр аянга хүлээн авагч суурилуулна. Ихэнх

тохиолдолд хашлага, шат, хоолой гэх мэт зүйлс аянга хүлээн авагчийн үүргийг

гүйцэтгэж чаддаг. Зарим нэг төрлийн антеныг эс тооцвол бүх тоноглолуудыг дээрх

аргаар хамгаалж болдог. Зарим тохиолдолд антеныг задгай талбайд байршуулж

ойрхон байгаа аянга зайлуулагчийн дамжуулах утаснууд ажиллагаанд нь

нөлөөлөхөөс сэргийлнэ. Зарим төрлийн антенууд өөрийн хамгаалалттай, учир нь

зөвхөн найдвартай газардуулагдсан элементүүдийг аянга цохидог. Бусад төрлийн

антенуудын тэжээлийн кабелиудад нэмэлтээр SPD хамгаалалтын төхөөрөмж

суурилуулан кабелиар хүлээн авагч, эсвэл дамжуулагч руу гэнэтийн шилжилтийн хэт

ачаалал очихоос сэргийлэх шаардлагатай. Гадаах аянгаас хамгаалах LPS систем

байгаа тохиолдолд антены тулгууртай холбох ёстой.

125


1 аянга хүлээн авагчийн саваа

2 – антентай ган багана

3 – хашлага

4– өөр хоорондоо холбоотой арматур

5 – LPZ 0B бүсээс гарах кабелийн шугамд, тоноглол руу орох хэсэгт нь SPD

хамгаалалтын төхөөрөмж суурилуулах шаардлагатай

126

6 – LPZ 1 бүсээс гарах (багана доторх) кабелийн шугамд, тоноглол руу орох хэсэгт

нь SPD хамгаалалтын төхөөрөмж суурилуулах шаардлагагүй

r – гулсах бөмбөрцгийн радиус

Зураг В.5 – Антен болон гадаах тоноглолын хамгаалалт

B.12.3 Кабелийн хэт ачааллыг бууруулах

Өдөөгдсөн гүйдэл хүчдэлийг сэргийлэхийн тулд кабелийг түүний тасралтгүй байдлыг

хангах кабелийн хайрцаг, тусгай кабелийн хайрцаг, металл хоолойнд хийдэг. Тухайн

тоноглолд таарах бүх кабелиуд нэг цэгээс кабелийн хайрцгаас гарах ёстой.

Боломжтой хэсэгт кабелиудыг байгууламжийн цилиндр элементүүдэд байршуулах

замаар байгууламжийн өөрийн экранжуулах чадварыг ашиглана. Харин боломжгүй

хэсэгт, жишээлбэл технологийн агуулах саванд кабелиуд гадаа байх тул, металл

хоолой, ган шат, бусад потенциал тэнцвэржүүлэгчтэй найдвартай холбогдсон

зүйлсийн өөрийн экранжуулах чанарыг ашиглан дамжуулах хэсэгт нь ойрхон

байршуулдаг. (Зураг В.6).

L маягийн өнцгийн элемент хэрэглэгддэг баганад хамгаалалтыг хамгийн үр дүнтэй

байлгахын тулд L маягийн булан дотор кабель байршуулдаг (Зураг В.7).


1 Технологийн агуулах сав

2 металл шат

3 хоолой

ТАЙЛБАР – А, В, С – кабелийн тавцан байршуулах боломжтой хувилбарууд

Зураг В.6 – Потенциал тэнцвэржүүлэх системд холбогдсон шат, хоолойн тусламжтай

экранжуулалт хийх

127


1 L маягийн баганын өнцөг дотор кабель байршуулах

2 потенциал тэнцвэржүүлэх хэлхээнд холбогдсон кабелийн хайрцаг дотор

байршуулах өөр боломж

Зураг В.7 – баганад кабель байршуулах (ган каркасан баганын хөндлөн огтлол)

B.13 Байгууламж хоорондын харилцан холбоог сайжруулах

B.13.1 Ерөнхий зүйл

Тусдаа байгаа байгууламжуудыг холбосон кабелийн шугам нь

- тусгаарлагч (металл агуулаагүй шилэн кабель) эсвэл

- металл (жишээ нь дамжуулагч, олон салаа кабель, волновод, нэг тэнхлэгтэй

кабель, металл эд ангитай шилэн кабель) байдаг.

Кабелийн шугамын төрөл, шугамын тоо, байгууламжийн газардуулах байгууламж

харилцан холбоотой эсэхээс хамгаалах шаардлагатай эсэх нь тодорхойлогдоно.

B.13.2 Тусгаарлах шугам

Тусдаа байгууламжуудын харилцан холболтонд металлын орцгүй шилэн кабель (ө.х.

металл хамгаалалтгүй, тугалган цаасан ус тусгаарлагч, хамгаалалтын ган утас)

ашиглагдаж байвал эдгээр кабелиудад хамгаалалтын арга хэмжээ авах

шаардлагагүй.

B.13.3 Металл шугам

Тусдаа байгууламжуудын газардуулах байгууламжууд нь зохих ёсоор харилцан

холбогдоогүй бол тэдний кабелийн шугамууд нь бага импенданстай аянгын гүйдэл

үүсгэдэг. Энэ тохиолдолд:

- Хоёр LPZ 1 бүсийн орох хэсгийн потенциал тэнцвэржүүлэх системд шууд, эсвэл

SPD хамгаалалтын төхөөрөмжөөр холбосон холболт нь зөвхөн бүс доторх

128

тоноглолыг хамгаалдаг, бүсийн гадна орших кабелийн шугамууд нь

хамгаалагдахгүй;

- Кабелийн шугамууд нь нэмэлт параллель потенциал тэнцвэржүүлэх

дамжуулагчаар хамгаалагдана. Энэ үед аянгын гүйдэл нь кабель, потенциал

тэнцвэржүүлэх дамжуулагчаар хуваагдана;

- Кабелийг хэлхээний тасралтгүй байдлыг хангах хаалттай металл хайрцганд

хийнэ. Ингэсэн тохиолдолд кабель, тоноглол хамгаалагдана.

Тусдаа байгууламжуудын газардуулах байгууламжуудыг зохих ёсоор холбосон бол

кабелийг цахилгаан хэлхээний тасралтгүй байдлыг хангах металл хайрцгаар

хамгаалах хэрэгтэй. Хэрвээ тусдаа байгууламжуудын харилцан холболтонд их

хэмжээний кабель байгаа бол эдгээр кабелиудын хоёр үзүүр дээр потенциал

тэнцвэржүүлэх системд холбогдсон экран, хамгаалалтуудыг кабелийн хайрцгийн

оронд ашиглаж болно.

B.14 Байгаа барилгын шинэ дотоод системүүдийг нэгтгэх

Барилгын байгаа системд шинэ дотоод систем нэмэгдэх үед байгаа төхөөрөмжүүд нь

шинэ хамгаалалтын арга хэмжээний ажиллагааг хязгаарлах боломжтой.

Зураг В.8 дээр зүүн талд нь байгаа байгаа төхөөрөмж, зургийн баруун тал дээрх шинэ

төхөөрөмжтэй холбогдсон жишээг харуулав. Байгаа төхөөрөмжид хэрэглэх болох

хамгаалалтын арга хэмжээ нь хязгаарлагдмал. Гэхдээ шинэ төхөөрөмж төлөвлөх үед

бүх шаардлагатай хамгаалалтын арга хэмжээг хэрэглэх боломжтой.

Шинэ төхөөрөмж


129


1 – хуучин магистраль (TN-C,TT,IT)

2 – шинэ магистраль (TN-S,TN-CS, TT, IT)

3 – хамгаалалтын төхөөрөмж (SPD)

4- 1-р ангиллын стандарт изоляц

5- PE дамжуулагчгүй 2-р ангиллын давхар изоляц

6 – тусгаарлагч трансформатор

7- оптик холбогч, эсвэл шилэн кабель

8- хүчний ба дохиоллын зэргэлдээ кабелийн трасс

9- экранжуулсан кабелийн хайрцаг

E – цахилгаан шугам

S – дохиоллын шугам (экранированные или без экрана)

ET – газардуулагч

BN – потенциал тэнцвэржүүлэгч хэлхээ

PE – хамгаалалтын газардуулгын утас

FE – ажлын газардуулагч утас (хэрвээ байгаа бол)

– гурван утастай цахилгаан кабелийн шугам: L, N, PE – хоёр утастай цахилгаан

кабелийн шугам: L, N – потенциал тэнцвэржүүлэх цэг (PE, FE, BN)

Зураг В.8 – хуучин барилгын SPM хамгаалалтын арга хэмжээний шинэчлэлт

B.15 Хамгаалалтын боломжит арга хэмжээнүүд

B.15.1 Хүчний тэжээл

Барилгын хуучин хүчний хуваарилах сүлжээ нь голцуу TN-C байдгаас үйлдвэрийн

дамтамжийн помех үүсэх боломжтой (Зураг В.8, 1). Тийм помехээс тусгаарлах

интерфейсийн тусламжтай сэргийлж болно.

Хүчний хуваарилах хэлхээ (Зураг В.8, 2) шинээр тавихдаа заавал TN-S систем

хэрэглэнэ.

B.15.2 Хэт ачааллаас хамгаалах төхөөрөмж

Өдөөгдсөн хэт ачааллын хязгаарлахын тулд LPZ бүс бүрийн орох хэсэгт SPD

хамгаалалтын төхөөрөмж суурилуулж, боломжтой бол хамгаалах тоноглол дээр

суурилуулна (Зураг В.8, 3 ба Зураг В.2).

B.15.3 Тусгаарлах интерфейс

Цахилгаан соронзон нөлөөллөөс сэргийлэхийн тулд хуучин болон шинэ тоноглолын

хооронд дараах тусгаарлах интерфейс хэрэглэнэ: 2-р ангиллын изоляцитай тоноглол

(Зураг В.8, 5), тусгаарлагч трансформатор (Зураг В.8, 6), шилэн кабель эсвэл

шилэн холбогч (Зураг В.8, 7).

B.15.4 Кабелийн шугамын трассын сонголт, экранжуулалт

Том талбай үүсгэдэг контуртай дамжуулагч утсанд өдөөгдсөн хүчдэл гүйдэл өндөр

утгатай байна. Үүнээс цахилгааны болон дохиоллын шугамыг өөр хооронд нь ойрхон

байршуулан, контурын талбайг багасгах замаар сэргийлж болно (Зураг В.8, 8).

Экранжуулсан дохиоллын кабель ашиглах хэрэгтэй. Том хэмжээтэй байгууламжид

130

нэмэлт экранжуулалт хэрэглэнэ, жишээлбэл, цахилгаан хэлхээний тасралтгүй

байдлыг хангах металл кабелийн хайрцаг (Зураг В.8, 9). Эдгээр бүх экранууд нь

хоёр үзүүрээрээ потенциал тэнцвэржүүлэх сүлжээнд холбогдсон байна.

Аянгаас хамгаалах бүс LPZ 1 –ийн орон зайн экраны үр дүн бага байх тусам,

индукцийн хэлхээний талбай их байх тусам кабелийн шугамын экранжуулалт, кабель

оновчтой байршуулах шаардлага илүү чухал байна.

B.15.5 Орон зайн экранжуулалт

LPZ бүсийн соронзон оронгоос хамгаалах орон зайн экранжуулалтад экраны ячейкийн

өргөн 5 м-ээс бага байхыг шаарддаг.

IEC 62305-3 стандартын дагуу (аянга хүлээн авагч, тог зайлуулагч, газардуулах

байгууламж) гадаах аянгаас хамгаалах LPS системээс үүсэх аянгаас хамгаалах LPZ

1 бүсийн торны ячейкийн өргөн, стандарт зай нь 5 м-ээс их байдаг нь экранжуулалтын

үр дүнг багасгана. Экранжуулалтын үр нөлөөг ихэсгэх шаардлагатай тохиолдолд

гадны аянгаас хамгаалах систем LPS-ийг сайжруулах шаардлагатай (В.4 зүйлийг хар).

LPZ 1 хамгаалалтын систем болон илүү өндөр зэргийн хамгаалалтын бүсүүдэд радио

давтамжийн түвшин, шуугианаас хамгаалах шаардлагад нийцээгүй дотоод

системүүдийг орон зайн экран хийж хамгаалах шаардлага гарна.

B.15.6 Потенциал тэнцвэржүүлэгч

Хэдэн МГц хүртэл давтамжтай аянгын гүйдэлтэй үед потенциал тэнцвэржүүлэхэд

потенциал тэнцвэржүүлэх хэлхээг бага импенданстай хийн, ячейкийн өргөнийг 5 м

байхаар хийнэ. LPZ хамгаалалтын бүс рүү орох бүх холболт нь потенциал

тэнцвэржүүлэх хэлхээнд шууд, эсвэл тохирох SPD хамгаалалтын төхөөрөмжөөр, аль

болох LPZ бүсийн хязгаарт ойрхон холбогдоно.

Хэрвээ хуучин байшинд эдгээр шаардлагууд биелэх боломжгүй тохиолдолд бусад

зохих хамгаалалтын арга хэмжээг авна.

B.16 Барилга доторх тэжээлийн, цахилгааны утасны шинэчлэл

Нилээд хуучин барилгуудад цахилгаан түгээх систем нь голцуу TN-C хэлбэртэй

байдаг (Зураг В.8, 1). Газардуулсан дохиоллын түгээх шугамыг PEN дамжуулагчид

холбоход үүсдэг 50/60 Гц давтамжтай шуугианаас дараах аргаар сэргийлж болно:

- 2-р ангиллын изоляцитай цахилгаан тоноглол ашиглах тусгаарлах интерфейс

эсвэл давхар изоляцитэй тусгаарлагч трансформатор. Хэрвээ цөөн тооны

цахилгаан тоноглолтой бол энэ нь сайн шийдэл болно (В.5 зүйлийг хар),

- Системд цахилгаан энерги түгээж системийг TN-S болгож өөрчлөх (Зураг В.8,

2). Энэ шийдлийг голцуу цахилгаан тоноглолын том системд ашигладаг.

Газардуулгын, потенциал тэнцвэржүүлэгчийн, кабелийн трассын бүх шаардлагууд

биелсэн байх ёстой.

131

Annex B

(informative)

Implementation of SPM for an existing structure

B.1 General

For equipment within existing structures it is not always possible to follow the SPM

outlined in this standard. This annex attempts to describe the main points for

consideration and provides information on protection measures which are not

mandatory but may help to improve the overall protection provided.

B.2 Checklists

In existing structures, suitable protection measures need to take into account the given

construction, conditions of the structure, and the existing electrical and electronic systems.

A set of checklists facilitates risk analysis and selection of the most suitable protection

measures.

For existing structures in particular, a systematic layout should be established for the

zoning concept and for earthing, bonding, line routing and shielding.

The checklists given in Tables B.1 to B.4 should be used to collect the required data

of the existing structure and its installations. Based on these data, a risk assessment

in accordance with IEC 62305-2 should be performed to determine the need for

protection and, if so, to identify the most cost-effective protection measures to be

used.

NOTE 1 For further information on protection against electromagnetic interference (EMI) in

building installations, see IEC 60364-4-44 [1].

The data collected by means of the checklists are also useful in the design process.

Table B.1 – Structural characteristics and surroundings

Item Question a

1 Masonry, bricks, wood, reinforced concrete, steel-framed structures, metal facade?

2 One single structure or interconnected blocks with expansion joints?

3 Flat and low or high-rise structures? (dimensions of the structure)

4 Reinforcing rods electrically connected throughout the structure?

5 Kind, type and quality of metallic roof material?

6 Metal facades bonded?

7 Metal frames of the windows bonded?

8 Size of the windows?

9 Structure equipped with an external LPS?

10 Type and quality of this LPS?

132

11 Material of ground (rock, soil)?

12 Height, distance and earthing of adjacent structures?

a For detailed information see IEC 62305-2.

Table B.2 – Installation characteristics

Item Question a

1 Type of incoming services (underground or overhead)?

2 Type of aerials (antennas or other external devices)?

3 Type of power supply (high voltage, low voltage, overhead or underground)?

4 Line routing (number and location of risers, cable ducts)?

5 Use of metal cable ducts?

6 Are the equipments self-contained within the structure?

7 Metal conductors to other structures?


Table B.3 – Equipment characteristics

Item Question a,b

1 Type of internal system interconnections (shielded or unshielded multicore cables, coaxial cable, analogue and/or digital, balanced or unbalanced, fibre optic cables)? a

2 Withstand level of the electronic system specified? a, b


b For detailed information see ITU-T K.21 [4], IEC 61000-4-5, IEC 61000-4-9 and IEC 61000-4-10.

Table B.4 – Other questions to be considered for the protection concept

Item Question a

1 Configuration of power supply earthing - TN (TN-S, TN-C or TN-C-S), TT or IT?

2 Location of the equipment? a

3 Interconnections of functional earthing conductors of the internal system with the bonding network?

a For detailed information see Annex A.

B.3 Design of SPM for an existing structure

The first step in the design process is to work through the checklist in accordance with

Clause B.2 and to conduct the risk assessment.

If this analysis shows that SPM is required, then this should be implemented following

the steps outlined in Figure B.1.

Assign suitable LPZs to all locations where equipment to be protected is located (see 4.3).

133

The basis of the SPM shall be an internal screening and bonding network. This network

should have mesh widths not exceeding 5 m in any direction. If the lay-out of the

structure does not permit this screening and bonding network, at least a ring conductor

inside the outer wall of the structure on each floor should be installed. This ring

conductor should be bonded to each down-conductor of the external LPS.

NOTE Retrofitting screening measures to an existing building is often impractical and

uneconomic. Where this is the case, the use of SPDs provides an effective alternative.

B.4 Design of basic protection measures for LPZ

B.4.1 Design of basic protection measures for LPZ 1

The protection measures should be based on the internal screening and bonding

network or the ring conductor inside the outer wall, which is normally the boundary of

LPZ 1. If the outer wall is not the boundary of LPZ 1 and an internal screening and

bonding network is not possible, a ring conductor should be installed at the boundary

of LPZ 1. The ring conductor has to be connected to the ring conductor of the outer

wall at least at two locations as far apart as possible.


The protection measures are based on the internal screening and bonding network or

the ring conductor inside the outer wall. If an internal screening and bonding network

is not possible, a ring conductor should be installed at the boundary of every LPZ 2. If

an LPZ 2 is larger than 5 m x 5 m a subdivision has to be made creating meshes not

exceeding 5 m x 5 m. The ring conductor has to be connected to the ring conductor of

the surrounding LPZ 1 at two locations at least, and as far apart as possible.


The protection measures are based on the internal screening and bonding network or

the ring conductor inside the LPZ 2. If an internal screening and bonding network is not

possible, a ring conductor should be installed at the boundary of every LPZ 3. If an LPZ

3 is larger than 5 m x 5 m, a subdivision has to be made creating meshes not exceeding

5 m x 5 m. The ring conductor has to be connected to the ring conductor of the

surrounding LPZ 2 at two locations at least, and as far apart as possible.

B.5 Installation of a coordinated SPD system

A coordinated SPD system should be designed to protect the cables crossing borders of

the different LPZs.

Designing additional measures will greatly improve the protection by bonding and SPD

systems.

The design of cable trays, cable ladders and the like has to be improved to make them

proper screens for the cables running in and/or over them.

If possible, additional measures such as screening of walls, floors, ceilings etc should be

considered to provide additional protection to that already applied (see Clause 6).

Design measures to improve interconnections between the structure under consideration

134

and other structures (see Clause B.11).

In the case where new internal systems are installed in a structure already equipped with

protection measures, the design process should be repeated for the location of those

internal systems.

The complete design process is illustrated in the flow chart (see Figure B.1).

Figure B.1 – SPM design steps for an existing structure

B.6 Improvement of an existing LPS using spatial shielding of LPZ 1

An existing LPS (in accordance with IEC 62305-3) around LPZ 1 can be improved by

– integrating existing metal facades and metal roofs into the external LPS,

– using such structural reinforcing bars as are electrically continuous from the

upper roof to the earth termination system,

– reducing the spacing of the down-conductors and reducing the mesh size of the

air- termination system to typically below 5 m,

– installation of flexible bonding conductors across the expansion joints between

adjacent, but structurally separated, reinforced blocks.

Collect data from Clause В.2 and perform risk assessment per IEC 62305-2

Yes Are SPM required?

No Stop

Define LPZ (4.3, Clause B.7)

Design basic bonding system (5.3), Clause B.8

Design a coordinated SPD system (7, Clause B.9, Annex C)

Design basic protection measures for LPZ 1 (В.4.1)

Design additional measures

(Clause B.10, Clause B.11)

Design basic protection

measures for LPZ 2 (В.4.2)

Design protection measures for external equipment (Clause

В.12)

Design basic protection measures

for LPZ 3 (В.4.3)

Improve interconnections between structures (Clause В.13)

135

B.7 Establishment of LPZs for electrical and electronic systems

Depending on the number, type and sensitivity of the electrical and electronic systems,

suitable inner LPZs are defined from small local zones (the enclosure of a single

electronic equipment) up to large integral zones (the whole building volume).

Figure B.2 shows typical LPZ layouts for the protection of internal systems providing

different solutions suitable for existing structures in particular:

Figure B.2a shows the installation of a single LPZ 1, creating a protected volume inside the

whole structure, e.g. for enhanced withstand voltage levels of the internal systems:

– This LPZ 1 could be created using an LPS, in accordance with IEC 62305-3, that

consists of an external LPS (air-termination, down-conductor and earth-termination

system) and an internal LPS (lightning equipotential bonding and compliance with the

separation distances).

– The external LPS protects LPZ 1 against lightning flashes to the structure, but

the magnetic field inside LPZ 1 remains nearly unattenuated. This is because air-

terminations and down-conductors have mesh widths and typical distances geater than

5 m, therefore the spatial shielding effect is negligible as explained above.

– The internal LPS requires bonding of all services entering the structure at the

boundary of LPZ 1, including the installation of SPDs for all electrical and signal lines.

This ensures that the conducted surges on the incoming services are limited at the

entrance by SPDs.

NOTE Isolating interfaces can be useful inside LPZ 1 in order to avoid low-frequency interference.

E

E

S

E

E

S

SPD SPD

LPZ 0

IEC 0/1 0/1

136

Key

E power lines S signal lines

Figure B.2a – Unshielded LPZ 1 using LPS and SPDs at the entrance of the lines into the

structure (e.g. for enhanced withstand voltage level of the systems or for small loops

inside the structure)

Key


Figure B.2b – Unshielded LPZ 1 with protection for new internal systems using shielded

signal lines and coordinated SPDs in power lines

Old installations New installations LPZ 0

LPZ 1

E

SPD E

S

E

SPD E

S

SPD SPD

LPZ 0 0/1 0/1

137

Key


Figure B.2c – Unshielded LPZ 1 and large shielded LPZ 2 for new internal systems

Key


Old installations New installations LPZ 0

LPZ 1

LPZ 2

E

E

S

E

E

S

SPD

0/1 LPZ 0

SPD

0/2

Old installations LPZ 0

LPZ 1

LPZ 2

E

E

S

SPD

E

LPZ 2

1/2

SPD

SPD

0/1

SPD LPZ 0 0/1 IEC 2804/10

New installations

1/2

138

Figure B.2d – Unshielded LPZ 1 and two local LPZs 2 for new internal systems

Figure B.2 – Possibilities to establish LPZ in existing structures

Figure B.2b shows that in an unshielded LPZ 1, new equipment also needs to be

protected against conducted surges. As an example, the signal lines can be protected

using shielded cables and the power lines using a coordinated SPD system. This may

require additional SPDs tested with IN and SPDs tested with a combination wave,

installed close to the equipment, and coordinated with the SPDs at the service

entrance. It may also require additional Class II “double insulation” of the equipment

Figure B.2c shows the installation of a large integral LPZ 2 inside of LPZ 1, to

accommodate the new internal systems. The grid-like spatial shield of LPZ 2 provides

a significant attenuation of the lightning magnetic field. On the left hand side, the SPDs

installed at the boundary of LPZ 1 (transition of LPZs 0/1) and subsequently at the

boundary of LPZ 2 (transition of LPZs 1/2), should be coordinated in accordance with

IEC 61643-12. On the right hand side, the SPDs installed at the boundary of LPZ 1

should be selected for a direct transition of LPZs 0/2 (see C.3.5).

Figure B.2d shows the creation of two smaller LPZs (LPZs 2) inside LPZ 1. Additional

SPDs for power as well as for signal lines at the boundary of each LPZ 2 should be

installed. These SPDs should be coordinated with the SPDs at the boundary of LPZ 1

in accordance with IEC 61643-12.

В.8 Protection using a bonding network

Existing power-frequency earthing systems might not provide a satisfactory

equipotential plane for lightning currents with frequencies up to several MHz, because

their impedance may be too high at these frequencies.

Even an LPS designed in accordance with IEC 62305-3, which allows mesh widths

typically greater than 5 m, and which includes lightning equipotential bonding as a

mandatory part of the internal LPS, might not be sufficient for sensitive internal

systems. This is because the impedance of this bonding system may still be too high

for this application.

A low impedance bonding network with typical mesh width of 5 m and below is strongly

recommended.

In general the bonding network should not be used either as a power, or signal, return path.

Therefore the PE conductor should be integrated into the bonding network, but the PEN

conductor should not.

Direct bonding of a functional earthing conductor (e.g. a clean earth specific to an

electronic system) to the low impedance bonding network is allowed, because in this

case the interference coupling into electrical or signal lines will be very low. No direct

bonding is allowed to the PEN conductor, or to other metal parts connected to it, so as

139

to avoid power frequency interference in the electronic system.

В.9 Protection by surge protective devices

To limit conducted surges due to lightning on electrical lines, SPDs should be installed at

the entry to any inner LPZ (see Figure B.2 and Figure B.8, No.3).

In buildings with uncoordinated SPDs, damage to the internal system may result if a

downstream SPD, or an SPD within the equipment, prevents the proper operation of

the SPD at the service entrance.

In order to maintain the effectiveness of the protection measures adopted, it is necessary

to document the location of all installed SPDs.

В.10 Protection by isolating interfaces Power-frequency interference currents through the equipment and its connected signal

lines can be caused by large loops or the lack of a sufficiently low impedance bonding

network. To prevent such interference (mainly in TN-C installations), a suitable

separation between existing and new installations can be achieved using isolating

interfaces, such as:

– class II insulated equipment (i.e. double insulation without a PE-conductor),

– isolation transformers,

– metal-free fibre optic cables,

– optical couplers.

NOTE Care should be taken that metal equipment enclosures do not have an unintended

galvanic connection to the bonding network or to other metal parts, but that they are isolated.

This is the situation in most cases, since electronic equipment installed in domestic rooms or

offices is linked to the earth reference through connection cables only.

В.11 Protection measures by line routing and shielding

Suitable line routing and shielding are effective measures to reduce induced

overvoltages. These measures are especially important if the spatial shielding

effectiveness of LPZ 1 is negligible. In this case, the following principles provide

improved protection:

– minimizing the induction loop area;

– powering new equipment from the existing mains should be avoided, because it

creates a large enclosed induction loop area, which will significantly increase the risk

of damage. Furthermore, routing electrical and signal lines adjacent to one another

can avoid large loops (see Figure B.8, No. 8);

– using shielded cables – the shields of these signal lines should be bonded at least

at either end;

– using metal cable ducts or bonded metal plates – the separate metal sections

should be electrically well interconnected and the overall length bonded at either end.

The connections should be performed by bolting he overlapping parts or by using

bonding conductors. In order to keep the impedance of the cable duct low, multiple

screws or strips should be distributed over the perimeter of the cable duct (see IEC

61000-5-2) [6].

140

Examples of good line routing and shielding techniques are given in Figures B.3 and B.4.

NOTE Where the distance between signal lines and electronic equipment within general areas

(which are not specifically designated for electronic systems) is greater than 10 m, it is

recommended to use balanced signal lines with suitable galvanic isolation ports, e.g. optical

couplers, signal isolation transformers or isolation amplifiers. In addition, the use of tri-axial

cables can be advantageous.

Key

1 PE, only when class I equipment is used

2 optional cable shield needs to be bonded at both ends

3 metal plate as additional shield (see Figure B.4)

4 small loop area

NOTE Owing to the small loop area, the induced voltage between the cable shield and the metal plate

is small.

Figure B.3 – Reduction of loop area using shielded cables close to a metal plate

b for example 50 cm

3b for example 35 cm 4

1

20 cm

2

E

S

IEC

141

Key

1 cable fixing with or without bonding of cable shields to the plate

2 at the edges, the magnetic field is higher than in the middle of the plate E

electrical lines

S signal lines

Figure B.4 – Example of a metal plate for additional shielding

В.12 Protection measures for externally installed equipment

В.12.1 General

Examples of externally installed equipment include: sensors of any kind including

aerials; meteorological sensors; surveillance TV cameras; exposed sensors on

process plants (pressure, temperature, flow rate, valve position, etc.) and any other

electrical, electronic or radio equipment in external positions on structures, masts and

process vessels.

В.12.2 Protection of external equipment

Wherever possible, the equipment should be brought under the protective zone LPZ

0B using for example a local air terminal to protect it against direct lightning flashes

(see Figure B.5).

On tall structures the rolling sphere method (see IEC 62305-3) should be applied, to

determine if the equipments installed on the top or sides of the building are possibly

subject to a direct flash. If this is the case, additional air-terminations should be used.

In many cases, handrails, ladders, pipes, etc. can adequately perform the function of

an air-termination. All equipment, except some types of aerials, can be protected in

this manner. Aerials sometimes have to be placed in exposed positions to avoid their

performance being adversely affected by nearby lightning conductors. Some aerial

designs are inherently self-protecting because only well-earthed conductive elements

are exposed to a lightning flash. Others might require SPDs to be installed on their

feeder cables to prevent excessive transients from flowing down the cable to the

receiver or the transmitter. When an external LPS is available the aerial supports

should be bonded to it.

142

Key

1 lightning rod

2 steel mast with antennas

3 handrails

4 interconnected reinforcement

5 line coming from LPZ 0B needs an SPD at entry

6 lines coming from LPZ 1 (inside the mast) may not need SPDs at entry

r radius of the rolling sphere

Figure B.5 – Protection of aerials and other external equipment

В.12.3 Reduction of overvoltages in cables

High induced voltages and currents can be prevented by running cables in bonded

ducting, trunking or metal tubes. All cables leading to the specific equipment should

1

LPZ 0A

r

3

LPZ 0B

2

SPD r

5 LPZ 1

4

6

IEC 2807/10

143

leave the cable duct at a single point. Where possible, the inherent shielding properties

of the structure itself should be used to maximum advantage by running all cables

together within the tubular components of the structure. Where this is not possible, as

in the case of process vessels, cables should run on the outside but close to the

structure and make as much use as possible of the natural shielding provided by metal

pipes, steel rung ladders and any other well bonded conducting materials (see Figure B.6).

On masts which use L-shaped corner members, cables should be placed in the inside

corner of the L for maximum protection (see Figure B.7).

Key

1 process vessel

2 rung ladder

3 pipes

NOTE A, B, C are good alternatives for cable tray positioning.

Figure B.6 – Inherent shielding provided by bonded ladders and pipes

Key

1 ideal positions for cables in corners of L-girders

144

2 alternative position for bonded cable tray within the mast

Figure B.7 – Ideal positions for lines on a mast (cross-section of steel lattice mast)

B.8 Improving interconnections between structures

B.8.1 General

Lines interconnecting separate structures are either

– isolating (metal-free fibre optic cables), or

– metallic (e.g. wire pairs, multicores, waveguides, coaxial cables or fibre optic

cables with continuous metal components).

Protection requirements depend on the type of the line, the number of lines and

whether the earth-termination systems of the structures are interconnected.

B.8.2 Isolating lines

If metal-free fibre optic cables (i.e. without metal armouring, moisture barrier foil or

steel internal draw wire) are used to interconnect separate structures, no protection

measures for these cables are needed.

B.8.3 Metallic lines

Without proper interconnection between the earth-termination systems of separate

structures, the interconnecting lines form a low impedance route for the lightning

current. This may result in a substantial portion of the lightning current flowing along

these interconnecting lines. In this case:

– the required bonding, directly or via an SPD, at the entries to both LPZs 1 will

protect only the equipment inside, whereas the lines outside remain unprotected;

– the lines might be protected by installing an additional bonding conductor in

parallel. The lightning current will then be shared between the lines and this bonding

conductor;

– it is recommended that the lines be run in closed and interconnected metal cable

ducts. In this case, the lines as well as the equipment are protected.

Where proper interconnection between the earth-termination systems of separate

structures is implemented, the protection of lines by interconnected metal ducts is still

recommended. Where many cables are run between interconnected structures, the

shields or the armouring of these cables, bonded at either end, can be used instead

of cable ducts.

B.9 Integration of new internal systems into existing structures

When adding new internal systems to an existing structure, the existing installation

might restrict the protection measures that can be adopted.

Figure B.8 shows an example where an existing installation, shown on the left, is inter-

connected to a new installation, shown on the right. The existing installation has

restrictions on the protection measures that can be employed. However, design and

planning of the new installation can allow for all necessary protection measures to be

145

adopted.

Key

1 existing mains (TN-C,TT,IT) E electrical lines

2 new mains (TN-S,TN-CS,TT,IT) S signal lines (shielded or unshielded)

3 surge protective device (SPD) ET earth-termination system

4 class I standard insulation BN bonding network

5 class II double insulation without PE PE protective earthing conductor

6 isolation transformer FE functional earthing conductor (if any)

7 opto-coupler or fibre optic cable

3-wire electrical line: L, N, PE

8 adjacent routing of electrical and signal lines

2-wire electrical line: L, N

9 shielded cable ducts • bonding points (PE, FE, BN)

Figure B.8 – Upgrading of the SPM in existing structures

В.15 Overview of possible protection measures

В.15.1 Power supply

Existing installations New installations

1 2

E 5 4

S S FE S E

E

4

E S S

7 BN

6 9

4

E

5

S FE E

4

S E

E

4

E S SPD

S

3 Ground level BN

SPD

3 3 3

E S E ET1 ET2

SPD SPD

8

146

Existing mains supply (see Figure B.8, No.1) in the structure is very often of the type TN-C,

which can cause power frequency interference. Such interference can be avoided by

isolating interfaces (see below).

If a new mains supply (see Figure B.8, No. 2) is installed, type TN-S is strongly

recommended.

В.15.2 Surge protective devices

To control conducted surges on lines, SPDs should be installed at the entry into any LPZ

and possibly at the equipment to be protected (see Figure B.8, No.3 and Figure B.2).

В.15.3 Isolating interfaces

To avoid interference, isolating interfaces between existing and new equipment can

be used: class II insulated equipment (see Figure B.8, No. 5), isolation transformers

(see Figure B.8, No. 6), fibre optic cables or optical couplers (see Figure B.8, No. 7).

В.15.4 Line routing and shielding

Large loops in line routing might lead to very high induced voltages or currents. These

can be avoided by routing electrical and signal lines adjacent to each other (see Figure

B.8, No. 8), thereby minimizing the loop area. It is recommended to use shielded signal

lines. For extended structures, additional shielding, for example by bonded metal cable

ducts (see Figure B.8. No. 9), is also recommended. All these shields should be

bonded at both ends.

Line routing and shielding measures become more important the smaller the shielding

effectiveness of the spatial shield of LPZ 1, and the larger the loop area.

B.15.5 Spatial shielding

Spatial shielding of LPZ against lightning magnetic fields requires mesh widths typically less

than 5 m.

An LPZ 1 created by a normal external LPS in accordance with IEC 62305-3 (air-

termination, down-conductor and earth-termination system) has mesh widths and typical

distances greater than 5 m, resulting in negligible shielding effects. If higher shielding

effectiveness is required, the external LPS should be upgraded (see Clause B.4).

LPZ 1 and higher may require spatial shielding to protect internal systems not complying

with radiated radio frequency emission and immunity requirements.

В.15.6 Bonding

Equipotential bonding for lightning currents with frequencies up to several MHz

requires a meshed low impedance bonding network having a typical mesh width of 5

m. All services entering an LPZ should be bonded directly, or via a suitable SPD, as

closely as possible to the boundary of the LPZ.

If, in existing structures, these conditions cannot be fulfilled, other suitable protective

measures should be provided.

147

В.16 Upgrading a power supply and cable installation inside the structure

The power distribution system in older structures (see Figure B.8, No. 1) is very often TN-

C. Interference at 50/60 Hz arising from the connection of earthed signal lines with the PEN

conductor can be avoided by

– isolating interfaces using class II electrical equipment or double insulated

transformers. This can be a solution if there is only a small amount of electronic

equipment (see Clause B.5),

– changing the power distribution system to a TN-S (see Figure B.8 No. 2). This is

the recommended solution, especially for extensive systems of electronic equipment.

The requirements of earthing, bonding and line routing should be fulfilled.

148

Хавсралт С

(лавлах)

Зохицуулалттай SPD хамгаалалтын төхөөрөмжийн систем сонгох,

суурилуулах

С.1 Оршил

Байгууламжид (гэмтлийн шалтгаан S1), байгууламжийн орчимд (S2), байгууламжид

холбогдсон холбоонд (S3), байгууламжид холбогдсон холбооны орчинд (S4) цохисон

аянгаас болж дотоод системийн ажиллагаанд доголдог гарч болно (IEC 62305-1:2010

стандартын 5.1 зүйл).

Энэхүү хавсралтанд зохицуулалттай SPD хамгаалалтын төхөөрөмжүүдийн системийг

сонгож суурилуулах талаар мэдээллийг тусгав. SPD хамгаалалтын төхөөрөмж

ашиглалтаас гарахад болох зүйлс, хэт гүйдлийн тухай нэмэлт мэдээллүүд IEC 61643-

12, IEC 60364-5-53 стандартуудад тусгагдсан.

Цахилгаан тоноглолын шуугиан хамгаалалтын төвшнийг давсан хэт ачааллаас үүссэн

гэмтэл нь IEC 62305 стандартад хамаарахгүй. Дээрх асуудлаар IEC 61000-4-5

стандартыг ашиглана.

Гэхдээ аянгаас үүссэн хэт ачаалал нь цахилгаан, электрон тоноглолын изоляци

шатаж, эсвэл тоноглолын ерөнхий шуугианд тэсвэрлэх чадвараас давснаас болж

гэмтэл гардаг.

Хэрвээ тоноглолын тэсвэрлэх номинал импульсын хүчдэл Uw (ерөнхий тэсвэрлэх

хүчдэл) нь газар болон хүчдэлтэй дамжуулагч хоорондын хэт ачааллаас илүү байвал

тоноглол хамгаалагдсанд тооцно. Хэрвээ дээрх нөхцөл биелэгдэхгүй бол SPD

хамгаалалтын төхөөрөмж суурилуулна.

Хэрвээ хэт хүчдэлээс хамгаалах хамгаалалтын бодит хүчдэл Up/f нь Uw хүчдэлээс

бага байвал дээрх SPD хамгаалалтын төхөөрөмж нь тоноглолыг хамгаална. (уровень

защиты UP, получаемый при наложении напряжения, создаваемого протеканием

номинального тока разряда In на индуктивное падение напряжения ∆U в со-

единяющих проводниках). Хэрвээ SPD хамгаалалтын төхөөрөмж суурилуулах цэгийн

гүйдэл нь SPD төхөөрөмжийн номинал гүйдэл In -ээс илүү байвал хамгаалалтын

шаардлагатай түвшний хүчдэл Up нь ихэсч, Up/f хүчдэл нь тоноглолын тэсвэрлэх

хүчдэлийн түвшнээс давна. Энэ тохиолдолд тоноглол хамгаалагдахгүй. Эндээс, хэт

ачааллаас хамгаалах төхөөрөмж суурилуулсан цэгт аянгын таамаглалт гүйдэлтэй

тэнцүү буюу илүү байхаар SPD хамгаалалтын төхөөрөмжийн номинал гүйдлийг

сонгоно.

Up/f <= Uw хүчдэлтэй SPD хамгаалалтын төхөөрөмжийн тоноглол зөв хамгаалахгүй

байх магадлал нь SPD хамгаалалтын төхөөрөмж суурилуулсан цэгийн гүйдэл Up

хүчдэлийг тодорхойлсон гүйдлээс их байх магадлалтай тэнцүү.

Янз бүрийн суурилуулах цэгүүдийн гүйдлийн үнэлгээг IEC 62305-1-2010 стандартын

149

хавсралт Е-д өгсөн бөгөөд энэ нь IEC 62305-2 стандартаар тодорхойлсон LPL

хамгаалалтын түвшний утгад суурилсан болно.

S1 гэмтлийн шалтгааныг авч үзэхэд гүйдлийн тархалтын бүрэн анализ хийх

шаардлагатай.

Энэхүү стандартын хавсралт D-г нэмэлт мэдээлэл өгөв.

Хүчдэлийн түвшин Up багатай (тоноглолын Uw хүчдэлтэй харьцангуй) SPD

хамгаалалтын төхөөрөмж сонгоход тоноглолын хэт ачаалал багасаж, үр дүнд нь

гэмтлийн магадлал багасахаас гадна ашиглалтын хугацаа уртасдаг.

Хамгаалалтын түвшин LPL-н функцийн магадлалын утга Pspd нь IEC 62305-1:2010

стандартын В.3 хүснэгтэд өгөгдөв.

ТАЙЛБАР – хэрвээ SPD хамгаалалтын төхөөрөмжийн гүйдлээс хамаарсан функцийн хүчдэлийн

үзүүлэлт нь мэдэгдэж байвал SPD төхөөрөмжийн хамгийн сайн хамгаалалтын Pspd магадлалын

утгыг тодорхойлж болно.

Хэрвээ эцэст нь зохицуулалттай SPD хамгаалалтын төхөөрөмжийн систем үр ашигтай

байвал цахилгааны, дохиоллын хэлхээнд SPD хамгаалалтын төхөөрөмж хэрэглэх нь

чухал.

С.2 SPD хамгаалалтын төхөөрөмжийн сонголт

С.2.1 Хамгаалалтын түвшний хүчдэлээс хамааруулан сонгох

SPD хамгаалалтын төхөөрөмжийн хамгаалалтын түвшний зохих хүчдэлийг сонгохдоо

дараах зүйлсээс хамааруулж сонгоно:

- Хамгаалах тоноглолын тэсвэрлэх импульсын хүчдэл Uw –ээс,

- SPD хамгаалалтын төхөөрөмж хүртэл холбох утасны уртаас,

- Тоноглол болон SPD хамгаалалтын төхөөрөмж хоорондох хэлхээний трасс

болон уртаас.

Хамгаалах тоноглолын тэсвэрлэх импульсын хүчдэл Uw –г дараах байдлаар

тодорхойлно:

- Хүчний кабелийн шугамд холбогдсон тоноглолд IEC 60664-1, IEC 61643-12

стандартуудын дагуу,

- Харилцаа холбооны шугамд холбогдсон тоноглолд IEC 61643-22, ITU-T K.20,

K.218 K.45 стандартуудын дагуу, тоноглолын бусад шугам, холбогчуудыг

үйлдвэрлэгчийн мэдээллийн дагуу.

ТАЙЛБАР 1 – SPD хамгаалалтын төхөөрөмжийн хамгаалалтын түвшингийн хүчдэл Up нь

өгөгдсөн номинал гүйдэл In-ийн үлдэгдэл хүчдэлээс хамаардаг.

SPD хамгаалалтын төхөөрөмжөөр гүйх их, бага гүйдэлд SPD хамгаалалтын төхөөрөмжийн

холбогч дээрх хүчдэлийн утга бас өөрчлөгдөнө.

ТАЙЛБАР 2 – Хамгаалалтын түвшний хүчдэл Up-г SPD хамгаалалтын төхөөрөмжтэй адил

нөхцөлд туршсан (хэт ачаалал, хэт гүйдлийн муруй, ачаалалд байгаа тоноглолын чадал г.м.)

тэсвэрлэх импульсын Uw хүчдэлтэй тааруулна. Энэ асуудлыг хэлэлцэж байгаа

ТАЙЛБАР 3 – Тоноглол өөрийн дотоод SPD хамгаалалтын төхөөрөмжтэй байж болно. Эдгээр

150

дотоод хамгаалалтын төхөөрөмжүүд нь зохицуулалтгүй байж болно.

SPD хамгаалалтын төхөөрөмж тоноглолтой холбогдсон үед холбох утасны индуктив

хүчдэлийн уналт dU нь SPD хамгаалалтын төхөөрөмжийн хамгаалалтын түвшний

хүчдэл Up-д нэмэгдэнэ.

Хамгаалалтын түвшний хүчдэлийн эффектив утга Up/f ийн хамгаалалтын түвшний

хүчдэл, холболттой хэсэгт утсанд унах хүчдэлийн уналтын нийлбэрээр дараах

байдлаар тодорхойлно (Зураг С.1):

UP/F = UP + ∆U – хүчдэл хязгаарлах SPD хамгаалалтын төхөөрөмжинд;

UP/F = max (UP, ∆U) – хүчдэл таслах SPD хамгаалалтын төхөөрөмжинд.

ТАЙЛБАР 4 – Зарим таслах зориулалттай SPD хамгаалалтын төхөөрөмжид нуманд унах

хүчдэлийн уналтыг ∆U нэмэх хэрэгтэй болно. Энэ нуманд унах хүчдэлийн уналт нь хэдэн зуун

вольтоор хэмжигдэнэ. Хосолсон ажиллагаатай SPD хамгаалалтын төхөөрөмжид илүү төвөгтэй

томьёо хэрэгтэй.

Хэрвээ SPD хамгаалалтын төхөөрөмж байгууламж руу орох оролт тээр суурилсан бол

1 метрт ∆U = 1 кВ байхаар авна. Хэрвэ холбогч утасны урт 0,5 м-ээс бага бол Up/f=1.2

x Up гэж авч болно.

Хэрэв SPD Хамгаалалтын төхөөрөмжид зөвхөн өдөөгдсөн хүчдэл үйлчилж байвал ∆U

-г тооцохгүй байж болно.

SPD хамгаалалтын төхөөрөмж ажиллахад SPD хамгаалалты төхөөрөмжийг

суурилуулсан хэсгийн холбогч дээрх хүчдэл Up/f-ээр хязгаарлагдана.

Хэрвээ SPD хамгаалалтын төхөөрөмж, тоноглолын хоорондох хэлхээний урт

хангалттай их бол тарах хэт ачаалал нь хэлбэлзэх процесс үүсэх магадлалтай.

Тоноглолын холбогч дээр хэлхээ тасарснаас болж хэт ачаалал 2 х Up/f хүртэл өсөж

тоноглол гэмтэх боломжтой (UP/F ≤ UW байсан ч гэсэн).

SPD хамгаалалтын төхөөрөмжийн хамгаалагчийн тэсвэрлэх түвшин, холболтын схем,

холбох утасны талаарх мэдээллүүд IEC 61643-128 IEC 60364-5-53 стандартуудад

өгөгдсөн.

Үүнээс гадна, байгууламжид, эсвэл ойрхон цохисон аянга нь SPD хамгаалалтын

төхөөрөмж тоноглолын хоорондох хэлхээнд хэт ачаалал Ui үүсгэн, энэ нь Up/f-д

нэмэгдсэнээр SPD хамгаалалтын төхөөрөмжийн хамгаалалтын үр нөлөө багасна.

Хэлхээний хэмжээг (кабелийн шугамын байдал: хэлхээний урт, PE дамжуулагч болон

хүчдэлтэй утаснуудын хоорондох зай, хүчний болон дохиоллын шугамуудын

хоорондох хэлхээний талбай) ихэсгэхэд өдөөгдсөн хэт ачаалал өсч, соронзон орны

хүчлэг (орон зайн экранжуулалт эсвэл экранжуулсан шугам) буурахад буурдаг.

ТАЙЛБАР 5 – кабелийн шугамд өдөөгдсөн хэт ачааллыг үнэлэх аргыг А.4-с үзнэ үү.

Хэрвээ дотоод системүүд SPD хамгаалалтын төхөөрөмжөөр хамгаалагдсан,

төхөөрөмжүүд нь доороосоо дээшээ чиглэлд аянгын гүйдэл явах замд чадлын

151

зохицуулалттай дараах 3 нөхцөлийн нэг нь биелж байвал хамгаалагдсанд тооцно:

1) UP/F ≤ UW: хэрвээ SPD хамгаалалтын төхөөрөмж тоноглол хоорондох

хэлхээний урт нь хангалттай бага (SPD хамгаалалтын төхөөрөмжийг тоноглолын

холбогч дээр суурилуулах тохиолдолд)

2) UP/F ≤ 0,8 UW: хэрвээ хэлхээний урт 10 м-ээс хэтрэхгүй бол (SPD

хамгаалалтын төхөөрөмжийг хоёрдогч хуваарилах щит, эсвэл розеткийн гаралт дээр

суурилуулах тохиолдолд)

ТАЙЛБАР 6 – хэрвээ дотоод системийн гэмтэл нь амь нас, нийгмийн аюултай бол UP/F ≤ UW / 2

шалгуурыг тооцон хэлбэлзлийн хүчдэлийг 2 дахин ихэсгэж тооцно.

3) UP/F ≤ (UW - UI) / 2: хэрвээ хэлхээний урт 10 м-ээс илүү бол (SPD хамгаалалтын

төхөөрөмжийг байгууламжийн орох шугамд, зарим тохиолдолд хоёрдогч хуваарилах

щитэнд суурилуулсан тохиолдолд)

ТАЙЛБАР 7 – экранжуулсан харилцаа холбооны шугамд долгионы эхний фронтын крутизна-с

хамаараад өөр өөр шаардлагатай байх боломжтой.

Энэ үзэгдлийн тухай мэдээллийг аянгын хамгаалалтын лавлахын 10-р бүлэгт байна.

Хэрвээ байгууламжид орон зайн экранжуулалт (эсвэл барилгын), эсвэл экранжуулсан

кабелийн шугам (экранжуулсан кабель ашигласан, эсвэл металл кабелийн хайрцаг

ашигласан бол) ашигласан бол өдөөгдсөн хэт ачаалал Ui нь хангалттай бага, мөн

ихэнх тохиолдолд дээрхийг тооцдоггүй.

Хүчдэлтэй дамжуулагч утас

Өдөөгдсөн хэт ачааллын UI хэлхээний талбай

Потенциал тэнцвэржүүлэх шин

152


I – аянгын хэсэгчилсэн гүйдэл

UI – өдөөгдсөн хэт ачаалал

UP/F = UP + ∆U – хүчдэлтэй утас, потенциал тэнцвэржүүлэх шиний хооронд өдөөгдсөн

хэт ачаалал

UP – SPD хамгаалалтын төхөөрөмжийн хязгаарлах хүчдэл

∆U = ∆UL1 + ∆UL2 – потенциал тэнцвэржүүлэгчийн утас дээрх индуктив хүчдэлийн

уналт

H, dH/dt – соронзон орон, түүний цагаар авсан уламжлал

Тайлбар – потенциал тэнцвэржүүлэгчийн утасны индуктив хүчдэлийн уналт ∆U – с

болж потенциал тэнцвэржүүлэгчийн шин, хүчдэлтэй утас хоорондох хэт ачааллын

утга Up/f нь SPD хамгаалалтын төхөөрөмжийн хамгаалалтын түвшний хүчдэл Up –ээс

хэтэрдэг.

(Up, ∆U хамгийн их утганд нэгэн зэрэг хүрдэггүй байсан үед ч).

Өөрөөр хэлбэл, SPD хамгаалалтын төхөөрөмжөөр гүйж буй гүйдэл SPD

хамгаалалтын төхөөрөмжийн цаад талын хамгаалагдсан хэлхээнд нэмэлт хүчдэл

үүсгэдэг.

Иймээс, тоноглолд аюул учруулж болох хамгийн их хүчдэл нь SPD хамгаалалтын

төхөөрөмжийн хамгаалалтын түвшний хүчдэл Up-ээс их байж болно.

Зураг С.1 – Хүчдэлтэй утас, потенциал тэнцвэржүүлэх шиний хооронд үүсэх

хэт ачаалал

С.2.2 суурилуулсан газар, зайуулах гүйдлээс хамааруулах SPD хамгаалалтын

төхөөрөмжийг сонгох

IEC 62305-1:2010 стандартын Хавсралт Е –ийн дагуу SPD хамгаалалтын төхөөрөмж

нь суурилуулсан цэгтээ гүйдэл тэсвэрлэх ёстой.

IEC 61643-1 стандартад хүчний системд хэрэглэгдэх, IEC 61643-21 стандартад

харилцаа холбооны системд хэрэглэгдэх SPD хамгаалалтын төхөөрөмж, тэдний

гадны үйлчлэл тэсвэрлэх чадвар, ангиллыг тусгав.

SPD хамгаалалтын төхөөрөмжийн номинал гүйдлийн сонголтыг холболтын схем,

хуваарилах хэлхээний төрлөөс хамааруулж хийдэг.

IEC 61643-12, IEC 60364-5-53 стандартуудад нэмэлт мэдээллүүдийг тусгав.

SPD хамгаалалтын төхөөрөмжүүдийг суурилуулах байрлалтай нь зохицуулан дараах

байдлаар сонгоно:

a) Байгууламж руу орох кабелийн шугамд (LPZ 1 хамгаалалтын бүсийн зааг дээг,

жишээ нь МВ төв хуваарилах системд):

• Iimp гүйдэл туршсан SPD хамгаалалтын төхөөрөмж (1-р зэргийн сорил)

SPD хамгаалалтын төхөөрөмжид шаардагдах импульсын гүйдэл Iimp нь IEC 62305-

153

1:2010 стандартын Е.3.1 зүйл, эсвэл Е.2 зүйлд тодорхойлсны дагуу аянгын

хамгаалалтын түвшин LPL-ээс хамааруулан, суурилуулсан цэгт аянгын хэсэгчилсэн

гүйдлээс хамгаалдаг байх ёстой.

• In гүйдлээр туршсан SPD хамгаалалтын төхөөрөмж (2-р зэргийн сорил)

Хэрвээ кабелийн орох шугамууд бүгд LPZ 0B бүс дотор байрласан, эсвэл S1, S3

төрлийн гэмтлээс болж SPD хамгаалалтын төхөөрөмж ашиглалтаас гарах

магадлалыг тооцохгүй байх боломжтой бол энэ төрлийн SPD хамгаалалтын

төхөөрөмжийг хэрэглэж болно.

SPD хамгаалалтын төхөөрөмжид шаардлагатай номинал гүйдэл In нь IEC 62305-

1:2010 стандартын Е.3.2 зүйлийн дагуу тодорхойлогдсон аянгын хамгаалалтын

түвшин LPL-ээс хамааран, суурилуулсан цэгт хэт ачааллаас хамгаалдаг байх ёстой.

ТАЙЛБАР 1 – Хэрвээ барилга (ND) руу болон кабелийн шугам (NL) руу шууд аянга цохих тоо нь

ND + NL ≤ 0,01 нөхцөлийг хангаж байвал S1, S3 төрлийн гэмтлээр SPD хамгаалалтын төхөөрөмж

ашиглалтаас гарах эрсдэлийг тооцохгүй байж болно.

b) Хамгаалагдах тоноглолын орчинд (LPZ 2 болон дээш хамгаалалтын бүсийн

зааг дээр, жишээ нь SB хуваарилах шитийн 2 догч тал дээр, эсвэл SA розетка):

• In гүйдлээр туршсан SPD хамгаалалтын төхөөрөмж (2-р зэргийн сорил)

SPD хамгаалалтын төхөөрөмжийн шаардлагатай номинал гүйдэл нь IEC 62305-1:2010

стандартын Е.4 зүйлийн дагуу тодорхойлогдсон аянгын хамгаалалтын түвшин LPL-с

хамааран суурилагдсан цэгт болох хэт ачааллын түвшнээс хамгаалагдсан байна.

ТАЙЛБАР 2 – Ингэж тавьсан тохиолдолд үзүүлэлт нь 1-р, 2-р зэргийн сорилуудад харгалзах SPD

хамгаалалтын төхөөрөмж хэрэглэж болно.

• Uoс хүчдэлтэй, хосолмол долгионоор туршсан SPD хамгаалалтын

төхөөрөмж (3-р зэргийн сорил)

Хэрвээ орох кабелийн шугамууд бүгд LPZ 0в бүсэд байрласан, эсвэл SPD

хамгаалалтын төхөөрөмжийн S1, S3 төрлийн шалтгаануудаар гэмтэх эрсдэлийн

тооцохгүй байж болох тохиолдолд энэ төрлийн SPD хамгаалалтын төхөөрөмжийг

хэрэглэж болно.

SPD хамгаалалтын төхөөрөмжийн задгай хэлхээний номинал хүчдэл Uoc (3-р зэргийн

2 Ом импенданстай хосолмол долгионы үүсгүүр ашигласан сорилоор богино

залгааны Isc гүйдлийг тодорхойлж болно) нь IEC 62305-1:2010 стандартын Е.4

зүйлийн дагуу тодорхойлогдсон, аянгын хамгаалалтын түвшин LPL-ээс хамааран

суурилуулсан цэг дахь хэт ачааллаас хамгаалах ёстой.

С.3 Зохицуулалттай SPD хамгаалалтын төхөөрөмжүүдийн системийн

суурилуулалт

С.3.1 Ерөнхий зүйл

Зохицуулалттай SPD хамгаалалтын системийн үр нөлөө нь SPD Хамгаалалтын

системийн сонголтоос гадна, зөв суурилуулалтаас хамаардаг. Дараах аспектүүдийг

авч үзнэ:

SPD хамгаалалтын төхөөрөмжийн байрлал

Холбох утас.

С.3.2 SPD хамгаалалтын төхөөрөмжийн байрлал

SPD хамгаалалтын төхөөрөмжийн байрлал нь С.2.2 зүйлтэй нийцэх ба, юун түрүүнд

154

дараах нөхцөлүүдээс хамаарна:

• Тусгай гэмтлийн шалтгаанууд, жишээ нь барилга руу аянга цохих (S1),

кабелийн шугам руу цохих (S3), барилгын орчинд аянга цохих (S2) эсвэл

• шугамын орчинд аянга цохих (S4), аянгын гүйдлийг газар луу зайлуулах

хамгийн ойр боломж (барилга руу орох шугамтай аль болох ойрхон)

Хамгийн эхний авч үзэх шалгуур нь:

SPD хамгаалалтын төхөөрөмж барилга руу орох кабелийн шугамын орох хэсэгт

ойрхон байх тусам барилга доторх тоноглол ихээр хамгаалагдана (ЭЗ хувьд давуу

талтай). Дараа нь 2 дахь шалгуураар шалгана: SPD хамгаалалтын төхөөрөмж

тоноглолд ойрхон байх тусмаа хамгаалалт илүү үр нөлөөтэй байдаг (техникийн давуу

тал)

С.3.3 Холбох утас

SPD хамгаалалтын төхөөрөмжийн холбох утаснууд Хүснэгт 1-ийн дагуу хамгийн бага

хөндлөн огтлолтой байна.

С.3.4 Зохицуулалттай SPD хамгаалалтын төхөөрөмж

SPD хамгаалалтын төхөөрөмжийн системийн SPD төхөөрөмжүүд нь IEC 61643-12,

IEC 61643-22 стандартуудын дагуу энергийн хувьд зохицуулалттай байх ёстой. Үүний

тулд үйлдвэрлэгч нь өөрийн өөр өөр SPD хамгаалалтын төхөөрөмжүүдэд энергийн

зохицуулалт хийх талаар хангалттай мэдээлэл өгсөн байна.

С.3.5 Зохицуулалттай SPD хамгаалалтын төхөөрөмжийн системийг

суурилуулах

Зохицуулалттай SPD хамгаалалтын төхөөрөмжийн систем дараах байдлаар

суурилагдана:

• С.2.2 зүйлийн дагуу барилга руу орох кабелийн (LPZ 1 бүсийн зааг дээр, жишээ

нь МВ гол орох шитэд) шугамын орох хэсэгт SPD 1 хамгаалалтын

төхөөрөмжийг суурилуулна.

• Хамгаалах дотоод системийн тэсвэрлэх импульсын хүчдэл Uw-г тодорхойлно.

• SPD 1 хамгаалалтын төхөөрөмжийн хэт ачааллын хамгаалалтын хүчдэлийн

түвшин Up1-г сонгоно.

• С.2.1 зүйлийн шаардлагатай нийцэж байгаа эсэхийг шалгана.

Хэрвээ, дээрх шаардлагуудад нийцэж байгаа бол SPD 1 хамгаалалтын төхөөрөмжийн

хамгаалалт хангалттай. Эсрэг тохиолдолд нэмэлт SPD 2 хамгаалалтын төхөөрөмж

(үүд) суурилуулна:

• Хэрвээ шаардлагатай бол тоноглолтой ойролцоо (LPZ 2 бүсийн зааг дээр,

жишээ нь, SB хоёрдогч шит, эсвэл SA розетка суурилуулсан хэсэгт) SPD 2

хамгаалалтын төхөөрөмжийг С.2.2 зүйлийн дагуу суурилуулж, SPD 1 (С.3.4

зүйл) хамгаалалтын төхөөрөмжтэй энергийн зохицуулалттай байхаар

суурилуулна.

• SPD 2 хамгаалалтын төхөөрөмжийн хэт ачааллын хамгаалалтын хүчдэлийн

түвшин Up2-г сонгоно. С.2.1 зүйлийн шаардлагатай нийцэж байгаа эсэхийг

шалгана.

Хэрвээ дээрх шаардлагууд биелж байвал SPD 1, SPD 2 Хамгаалалтын төхөөрөмжүүд

155

хангалттай байна.

• Эсрэг тохиолдолд тоноглолын орчинд (жишээ нь SA розетка суурилуулсан

хэсэгт) нэмэлт SPD 3 хамгаалалтын төхөөрөмжийг С.2.2 зүйлийн шаардлагын

дагуу SPD 1, SPD 2 хамгаалалтын төхөөрөмжүүдтэй энергийн зохицуулалттай

байхаар суурилуулна.

• UP/F3 ≤ UW нөхцөл биелэгдсэн эсэхийг шалгана (С.2.1 зүйлийг үзнэ үү).

156

Annex C

(informative)

Selection and installation of a coordinated SPD system

C.1 Introduction

Lightning flashes to a structure (source of damage S1), near the structure (S2), to a service

connected to the structure (S3) and near a service connected to the structure (S4) can cause

failures or malfunction of internal systems (see 5.1 of IEC 62305-1:2010).

This annex provides information on the selection and installation of a coordinated SPD

system. Additional information may be found in IEC 61643-12 and IEC 60364-5-53

which deal with protection against overcurrent and the consequences in the case of

an SPD failure.

The failure due to surges exceeding the immunity level of electronic equipment is not

covered within the scope of the IEC 62305 series. The reader is referred to IEC 61000-

4-5 for treatment of this subject.

However, lightning surges frequently cause failure of electrical and electronic systems due

to insulation breakdown or when overvoltages exceed the equipment’s common mode

insulation level.

Equipment is protected if its rated impulse withstand voltage UW at its terminals

(common mode withstand voltage) is greater than the surge overvoltage between the

live conductors and earth. If not, an SPD must be installed.

Such an SPD will protect the equipment if its effective voltage protection level UP/F

(the protection level UP obtained when the nominal discharge current In flows added

to the inductive voltage drop ΔU of the connecting conductors) is lower than UW It

should be noted that if the discharge current which occurs at the point of installation

of the SPD exceeds the designated In of the SPD, the protection level UP will be

higher, and UP/F may exceed the equipment’s withstand level UW. In this case the

equipment is no longer protected. It follows that the nominal current In of the SPD

should be selected to be equal to, or higher, than the discharge lightning current which

can be expected at this point of installation.

The probability that an SPD with UP/F UW does not adequately protect the equipment

for which it is intended, is equal to the probability that the discharge current at the point

of installation of this SPD exceeds the current at which UP was determined.

Evaluation of the currents expected at various points in the installation is given in Annex

E of IEC 62305-1:2010, and is based on the LPL determined using IEC 62305-2. A

complete analysis of current sharing is required when considering the S1 event. Annex

D of this standard provides additional information.

157

It should also be noted, that selecting an SPD with a lower value UP (compared to the

equipment’s UW) results in a lower stress to the equipment that may result not just in a lower

probability of damage, but also a longer operating life.

Values of the probability PSPD as a function of the LPL are given in Table B.3 of IEC

62305-1:2010.

NOTE Values of PSPD for SPDs providing better protection characteristics can be determined if

the voltage vs current characteristic of the SPD is available.

Finally, the importance of applying SPD protection to both power and signal circuits is

essential if an effective coordinated SPD system is to result.

C.2 Selection of SPDs

C.2.1 Selection with regard to voltage protection level

Selection of the proper voltage protection level of the SPD depends on

– the impulse withstand voltage UW of the equipment to be protected,

– the length of the connecting conductors to the SPD,

– the length and the routing of the circuit between the SPD and the equipment.

The impulse withstand voltage UW of the equipment to be protected should be defined for

– equipment connected to power lines in accordance with IEC 60664-1 and IEC

61643-12,

– equipment connected to telecom lines in accordance with IEC 61643-22, ITU-T

K.20 [3], K.21[4] and K45 [5],

– other lines and equipment terminals in accordance with information obtained from

the manufacturer.

NOTE 1 The protective level UP of an SPD is related to the residual voltage at a defined nominal

current In. For higher or lower currents passing through the SPD, the value of voltage at the

SPD’s terminals will change accordingly.

NOTE 2 The voltage protective level UP should be compared with the impulse withstand voltage

UW of the equipment, tested under the same conditions as the SPD (overvoltage and overcurrent

waveform and energy, energized equipment, etc.). This matter is under consideration.

NOTE 3 Equipment may contain internal SPD components. The characteristics of these internal

SPDs may affect the coordination.

When an SPD is connected to equipment to be protected, the inductive voltage drop

ΔU of the connecting conductors will add to the protection level UP of the SPD. The

resulting effective protection level UP/F, defined as the voltage at the output of the SPD

resulting from the protection level and the wiring voltage drop in the leads/connections

(see Figure C.1), can be assumed as being:

UP/F = UP + ΔU for voltage limiting type SPD(s);

UP/F = max (UP, ΔU) for voltage switching type SPD(s).

158

NOTE 4 For some switching type SPDs it may be required to add the arc voltage to ΔU. This arc

voltage may be as high as some hundreds of volts. For combination type SPDs, more complex

formulae may be needed.

When the SPD is installed at the line entrance into the structure, ΔU = 1 kV per m length,

should be assumed. When the length of the connection conductors is 0,5 m, UP/F

= 1,2 x UP

can be assumed. When the SPD is carrying induced surges only, ΔU can be neglected.

During the operating state of an SPD, the voltage between the SPD terminals is limited

to UP/F at the location of the SPD. If the length of the circuit between the SPD and the

equipment is too long, propagation of surges can lead to an oscillation phenomenon.

In the case of an open-circuit at the equipment’s terminals, this can increase the

overvoltage up to 2 x UP/F and failure of equipment may result even if UP/F UW.

Information on the connecting conductors, connecting configurations and fuse

withstand levels for SPDs can be found in IEC 61643-12 and IEC 60364-5-53.

Moreover, lightning flashes to the structure or to ground nearby the structure, can

induce an overvoltage UI in the circuit loop between the SPD and the equipment, that

adds to UP/F and thereby reduces the protection efficiency of the SPD. Induced

overvoltages increase with the dimensions of the loop (line routing: length of circuit,

distance between PE and active conductors, loop area between power and signal lines)

and decrease with attenuation of the magnetic field strength (spatial shielding and/or line

shielding).

NOTE 5 For evaluation of induced overvoltages UI , Clause A.4 applies.

Internal systems are protected if

• they are energy coordinated with the upstream SPD(s), and

• one of the following three conditions is fulfilled:

1) UP/F UW: when the circuit length between the SPD and the equipment is

negligible (typical case of an SPD installed at equipment terminals);

2) UP/F 0,8 UW: when the circuit length is not greater than ten metres (typical case

of SPD installed at a secondary distribution board or at a socket outlet);

NOTE 6 Where failure on internal systems may cause loss of human life or loss of service to the

public doubling of voltage due to oscillations should be considered and the criteria UP/F UW

/2 is required.

3) UP/F (UW - UI) / 2: when the circuit length is more than ten metres (typical case

of SPD installed at the line entrance into the structure or, in some cases, at the

secondary distribution board).

159

NOTE 7 For shielded telecommunication lines, different requirements may apply due to the

steepness of the wave front. Information on this effect is provided in Chapter 10 of the ITU-T

lightning handbook [7].

If spatial shielding of the structure (or of the rooms) and/or line shielding (use of

shielded cables or metallic cable ducts) are provided, induced overvoltages UI are

usually negligible and can be disregarded in most cases.

Key

I partial lightning current

UI induced overvoltage

UP/F =UP+ ΔU surge voltage between live conductor and bonding bar

UP limiting voltage of SPD

ΔU= ΔUL1+ ΔUL2 inductive voltage drop on the bonding conductors

H, dH/dt magnetic field and its time derivative

NOTE The surge voltage UP/F between the live conductor and the bonding bar is higher than the

protection level UP of the SPD, because of the inductive voltage drop ΔU at the bonding

conductors (even if the maximum values of UP and ΔU do not necessarily appear simultaneously).

That is, the partial lightning current flowing through the SPD induces additionl voltage into the

loop on the protected side of the circuit following the SPD. Therefore, the maximum voltage

endangering the connected equipment can be considerably higher than the protection level UP

of the SPD.

Figure C.1 – Surge voltage between live conductor and bonding bar

Live conductor

UP/F

UL1 I

UP

UL2 H, dH/dt

Bonding bar IEC 2811/10

Loop area for

induced

overvoltages

UI

160

C.2.2 Selection with regard to location and to discharge current

SPDs should withstand the discharge current expected at their installation point in

accordance with Annex E of IEC 62305-1:2010. The use of SPDs depends on their

withstand capability, classified in IEC 61643-1 for power, and in IEC 61643-21 for

telecommunication systems.

The selection of an SPDs discharge current rating is influenced by the type of

connection configuration and the type of power distribution network. More information

on this may be found in IEC 61643-12 and IEC 60364-5-53.

SPDs should be selected in accordance with their intended installation location, as follows:

a) At the line entrance into the structure (at the boundary of LPZ 1, e.g. at the main

distribution board MB):

• SPD tested with Iimp (class I test)

The required impulse current Iimp of the SPD should provide for the (partial) lightning current

to be expected at this installation point based on the chosen LPL in accordance with Clause

E.2 (source of damage S1) and/or E.3.1 (source of damage S3) of

IEC 62305-1:2010.

• SPD tested with In (class II test)

This type of SPD can be used when the lines entering are entirely within LPZ 0B or

when the probability of failures of the SPD due to sources of damage S1 and S3

can

be disregarded. The required nominal discharge current In of the SPD should provide

for the surge level to be expected at the installation point based on the chosen LPL and

related overcurrents, in accordance with E.3.2 of IEC 62305-1:2010.

NOTE 1 The risk of failures of the SPDs due to sources of damage S1 and S3 can be disregarded

if the total number of direct flashes to structure (ND) and to line (NL) complies with the condition

ND + NL 0,01.

b) Close to the equipment to be protected (at the boundary of LPZ 2 and higher,

e.g. at a secondary distribution board SB, or at a socket outlet SA).

• SPD tested with In (class II test)

The required nominal discharge current In of the SPD should provide for the surge

current to be expected at this point of the installation, based the chosen LPL and related

overcurrents in accordance with Clause E.4 of IEC 62305-1:2010.

NOTE 2 An SPD having the characteristics of class I and class II tests may be used in this location.

• SPD tested with a combination wave UOC (class III test)

This type of SPD can be used when the lines entering are entirely within LPZ 0B or

when the risk of failures of the SPD due to sources of damage S1 and S3 can be

disregarded. The required open circuit voltage rating UOC of the SPD (from which the

short-circuit current ISC can be determined, since test class III is carried out using a

combination wave generator with a 2 impedance) should provide for the surge level

161

to be expected at the installation point, based on the chosen LPL and related

overcurrents, in accordance with Clause E.4 of IEC 62305-1:2010.

C.3 Installation of a coordinated SPD system

C.3.1 General

The efficiency of a coordinated SPD system depends not only on the proper selection of the

SPDs, but also on their correct installation. Aspects to be considered include:

• location of the SPD;

• connecting conductors.

C.3.2 Installation location of SPDs

The location of the SPDs should comply with C.2.2 and is primarily affected by

• the specific source of damage e.g. lightning flashes to a structure (S1), to a line

(S3), to ground near a structure (S2) or to ground near a line (S4),

• the nearest opportunity to divert the surge current to ground (as close to the

entrance point of a line into the structure as possible).

The first criterion to be considered is: the closer the SPD is to the entrance point of the

incoming line, the greater the amount of equipment within the structure that will be

protected by this SPD (economic advantage). Then the second criterion should be

checked: the closer an SPD is to the equipment being protected, the more effective its

protection will be (technical advantage).

C.3.3 Connecting conductors

The SPDs connecting conductors should have a minimum cross-sectional area as

given in Table 1.

C.3.4 Coordination of SPDs

In a coordinated SPD system, cascaded SPDs need to be energy coordinated in

accordance with IEC 61643-12 and/or IEC 61643-22. For this purpose, the SPD

manufacturer should provide sufficient information as to how to achieve energy

coordination between his different SPDs.

C.3.5 Procedure for installation of a coordinated SPD system

A coordinated SPD system should be installed as follows:

• At the line entrance into the structure (at the boundary of LPZ 1, e.g. at

installation point MB) install SPD1 fulfilling the requirements of C.2.2.

• Determine the impulse withstand voltage UW of internal systems to be protected.

• Select the voltage protection level UP1 of SPD 1.

• Check the requirements of C.2.1 are met.

If this requirement is met, the equipment is adequately protected by SPD 1. Otherwise,

an additional SPD 2(s) is/are needed.

• If so required, closer to the equipment (at the boundary of LPZ 2, e.g. at the

installation point SB or SA), install SPD 2, fulfilling the requirements of C.2.2 and energy

coordinated with the upstream SPD 1 (see C.3.4).

162

• Select the protection level UP2 of SPD 2.

• Check the requirements of C.2.1 are met.

If this requirement is met, the equipment is adequately protected by SPD 1 and SPD 2.

• Otherwise, close to the equipment (e.g. at installation point SA socket),

additional SPD 3(s) is/are needed fulfilling the requirements of C.2.2 and energy

coordinated with the upstream SPD 1 and SPD 2 (see C.2.3),

• Check the condition UP/F3 UW.is fulfilled (see C.2.1).

163

Хавсралт D

(лавлах)

SPD хамгаалалтын төхөөрөмжийг сонгоход тооцох факторууд

D.1 Оршил

1-р болон 2-р зэргийн сорилын ажлын горимын туршилтад хэрэглэгдэх үзүүлэлтүүд

нь Iimp, Imax, In гүйдлүүд байна. Эдгээр гүйдлүүд нь системийн SPD хамгаалалтын

төхөөрөмжүүд суурилуулсан хэсгийн аянгаас хамгаалах түвшинд харгалзах

магадлалтай гүйдэл зайлуулах утга болно. Imax гүйдэл нь 2-р зэргийн сорилд, Iimp

гүйдэл нь 1-р зэргийн сорилд хамаарна.

IEC 61643-11 стандартын дагуу Iimp гүйдлийн, Q цэнэгийн, W/R хувийн энергийн

эрхэмлэх утгууд нь хүcнэгт D.1-д өгөгдөв.

Хүснэгт D.1 – Iimp а гүйдлийн эрхэмлэх утга

Iimp b

кА

1 2 5 10 12,5 с 20 25

Q

(Кл)

0,5 1 2,5 5 6,25 с 10 12,5

W/R

(кДж/Ом)

0,25 1 6,25 25 39 с 100 156

a Хүчнэгт D.1 –ийн утгууд нь фаз, нейтраль хооронд холбогдсон SPD хамгаалалтын

төхөөрөмжинд зориулагдсан (СТ1 холболт).

b ерөнхий тохиолдолд Iimp гүйдэл нь Imax-аас илүү урттай долгионуудад хамаарна (жишээ

нь 10/350 мкс). c IEC 60364-5-53:2001 стандартыг үзнэ үү

D.2 SPD хамгаалалтын төхөөрөмжийн тэсвэрлэх хүчдэлийн утгыг тодорхойлох

факторууд

SPD хамгаалалтын төхөөрөмжид хэт ачааллын нөхцөлд үйлчлэх хүчдэл нь олон, өөр

хоорондоо хамааралтай үзүүлэлтүүдийн функц болно. Эдгээр үзүүлэлтүүдэд дараах

зүйлс орно:

• Барилга доторх SPD хамгаалалтын төхөөрөмжийн байрлах цэг – зураг D.1-г

үзнэ үү,

• Аянгын байгууламжид цохих цохилтын төрөл (зураг D.2 –г хар), жишээ нь,

аянгаас хамгаалах LPS (S1) бүсэд цохисон шууд цохилт, эсвэл байгууламжийн

орчинд (S2) аянга цохисноор цахилгаан утсанд өдөөгдсөн, эсвэл

байгууламжид холбогдсон холбоонд, эсвэл холбооны шугамын орчинд (S3,

S4) цохисон эсэх,

• Барилга доторх аянгын гүйдлийн тархалт, жишээ нь, аянгын гүйдлийн ямар

хэсэг нь газардуулах байгууламж руу, ямар хэсэг нь барилга руу орох

холбоогоор (жишээ нь хүчний тэжээлийн кабелийн шугам, металл хоолой,

харилцаа холбооны шугам г.м) дамжин хол орших газардуулгаар гүйх,

• уг хэлхээнд суурилуулсан зохицуулалттай SPD хамгаалалтын төхөөрөмжийн

системээр гүйх, барилга руу орох холбооны актив, индуктив эсэргүүцэл,

эдгээрийн гүйдлийн хамгийн их утга I-д, цэнэгийн тархалт Q-д нөлөөлөх нөлөө

• Барилгатай холбоотой шугам нь аянгын гүйдлийн хэсгийг зөөн, потенциал

164

тэнцвэржүүлэх хэлхээнд холбогдсон SPD хамгаалалтын төхөөрөмжийн

тусламжтай цахилгаан түгээх хэлхээгээр урсах гүйдлийг бууруулна.

• Ийм холбооны сүлжээнүүдийн тасралтгүй байдлыг тусгаарлагч хэсгүүдийг

солих боломжтой байдлаар хангах шаардлагатай;

• Долгионы төрөл. Хэт ачааллын үеэр гүйдлийн хамгийн их утгыг авч үзэхээс

гадна хэт ачааллын үеийн долгионы хэлбэр (жишээ нь, аянгын хэсэгчилсэн

болон шууд гүйдлийн 10/350 мкс долгион, аянгын гүйдлээр өдөөгдсөн 8/20 мкс

долгион), бүрэн цэнэгийн хэмжээг авч үзэх хэрэгтэй.

• Үндсэн барилгатай цахилгаан хэлхээгээр холбоотой дурын нэмэлт барилга

бас аянгын гүйдлийн тархалтанд нөлөөлдөг.


1 – цахилгаан төхөөрөмж рүү орох 2 – хуваарилах шит 3 – эцсийн хэлхээний розетка

4– ерөнхий газардуулах холбогч эсвэл ерөнхий газардуулах шин

5– 1, 2-р зэргийн сорилоор шалгасан хэт ачааллаас хамгаалах төхөөрөмж

6– хэт ачааллаас хамгаалах төхөөрөмжийн газардуулах утас

7– хамгаалагдах байнгын тоноглол

8– 2-р зэргийн сорилоор шалгасан хэт ачааллаас хамгаалах төхөөрөмж

9– 2-р, эсвэл 3-р зэргийн сорилоор шалгасан хэт ачааллаас хамгаалах төхөөрөмж

10 – тусгаарлах элемент, эсвэл шугамын урт

F1, F2, F3 – хамгаалах, сэлгэн залгах аппарат

ТАЙЛБАР – нэмэлт мэдээллийг IEC 61643-12-д тусгав.

Зураг D.1 – 1, 2, 3 –р зэргийн сорилоор шалгасан SPD хамгаалалтын төхөөрөмж

суурилуулсан жишээ

165

Зураг D.2 – системийн доторх гүйдлийн тархалт, барилгын янз бүрийн гэмтлийн тухай жишээ

D.3 SPD хамгаалалтын төхөөрөмжийн аюулын түвшний тоон үнэлгээ

D.3.1 Ерөнхий зүйл

Барилга дотор янз бүрийн цэгүүд дээрх SPD хамгаалалтын төхөөрөмжүүдэд үйлчлэх

аюултай үйлчлэлийн түвшин, орчны тоон үнэлгээг өгөх олон оролдлого байсан.

Жишээ нь, аянгаас хамгаалах систем LPS-тэй, байгууламжийн холбоо орох хэсэг

дээрх SPD хамгаалалтын системд аюулын түвшин нь уг байгууламжийн эрсдэлийн

үнэлгээний дагуу аянгын хамгаалалтын түвшнээс LPS хамаардаг (IEC 62305-1:2010

стандартын 6-р бүлэг).

Энэхүү стандартад LPL 1 хамгаалалтын түвшинтэй үед аянгаас хамгаалах LPS

системд шууд буусан (S1) аянгын амплитуд нь 200 кА, долгионы хэлбэр нь 10/350 мкс

байна гэж авсан (IEC 62305-1:2010 стандартын хавсралт А, 8.1-р зүйлийг үзнэ үү).

Гэхдээ, SPD хамгаалалтын төхөөрөмжийг шаардлагатай хамгаалалтын түвшин LPL

тэй нийцүүлж, эрсдэлийн үнэлгээ хийн сонгодог хэдий ч SPD хамгаалалтын

төхөөрөмжид нөлөөлөх, аянгын гүйдлийн амплитудад нөлөөлөх өөр факторууд

байдаг.

D.3.2 Аянгын гүйдлийн тархалтад нөлөөлөх төхөөрөмжийн онцлог

Гүйдлийн тархалтын тооцоо хийгдээгүй тохиолдолд (IEC 62305-1:2010 стандартын

Е.2 зүйлийг хар) энэ гүйдлийн 50% нь барилгын газардуулга руу, 50% нь потенциал

тэнцвэржүүлэгчийн SPD хамгаалалтын төхөөрөмжөөр явна гэж авдаг.

LPL 1 Хамгаалалтын түвшинд 200 кА гүйдлийг SPD хамгаалалтын төхөөрөмж бүр

хүлээж аван Iimp нь нейтральтай 3 фазтай хуваарилах хэлхээнд 25 кА болно (Зураг

D.3-г үзнэ үү).

Гэмтлийн шалтгаан

- Барилгад цохих

- Барилгын орчинд цохих

-Барилгын холбоонд цохих

- Барилгын холбооны ойролцоо цохих Iбүрэн

Аппарат

холбоо (ус)

Iдохиоллын

хэлхээ

Техникийн мэдээллийн

хэлхээний дохиоллын

шугам

Iхүчний хэлхээ

Iгазардуулгы

н Бага хүчдэлтэй цахилгаан хэлхээний хүчний шугам

166

Зураг D.3 – гүйдлийн тэнцвэртэй тархалтын жишээ

Гэхдээ барилга 3 металл холбоогоор тэжээгдэж байвал IEC 62305-1:2010

стандартын Е.2 зүйлийн загварыг хэрэглэж болно, ингээд 3 фаз хэлхээний

потенциал тэнцвэржүүлэх хэлхээнд холбогдсон SPD хамгаалалтын төхөөрөмжийн

гүйдэл Iimp нь 8,3 кА-тай тэнцүү болно.

Цахилгаан түгээх хэлхээн дахь аянгын гүйдлийн тархалт нь барилга руу орох

хэлхээний газардуулгаас ихээхэн хамаардаг. Жишээ нь, аянгын гүйдлийн олон удаа

нейтралаар газардуулагдсан TN-C төрлийн системд ТТ системтэй харьцуулахад

газардуулга нь шууд, илүү бага импенданстай байдаг.

SPD хамгаалалтын төхөөрөмжийн боломжит аюулын түвшинг авч үзэх үед гүйдлийн

тархалтын тухай хялбарчилсан таамаг хийж болох ч гэсэн, өмнө нь хийж байсан

таамгийг авч үзэх нь чухал. Үүнээс гадна, SPD хамгаалалтын төхөөрөмжөөр гүйх

гүйдлийн долгионы хэлбэр нь эхнийхтэйгээ адилхан гэж авч үздэг, гэхдээ үнэн

хэрэгтээ долгионы хэлбэр нь барилгын цахилгааны утасны г.м. импендансаас

хамааран өөрчлөгдөж болно.

Дээрх факторуудын тооцон хэт ачааллаас хамгаалах хамгаалалтын төхөөрөмжийг

оновчтой сонгоход компьютер загварчлал хэрэглэвэл тохиромжтой.

Цогц системийн гүйдлийн тархалтыг тооцохдоо Зураг D.2 дээрх бодит системийг

цахилгааны эквивалент системээр илэрхийлэх хэрэгтэй.

Хэт ачааллаас хамгаалах хамгаалалтын төхөөрөмжийн сонголт хийхдээ олон

стандартууд урт хугацаанд цуглуулсан туршлагад тулгуурладаг. IEC 62305-1:2010

стандартын хүснэгт Е.2 нь ашиглалтын туршлага дээр тулгуурлагдсан байдаг (C

64.41 серийн IEEE стандартуудыг үзнэ үү).

S1: барилга руу шууд аянга цохисон

Өндөр хүчдэл Трансформатор

Бага хүчдэлийн утас

Трансформаторын газардуулах

байгууламж

Барилгын газардуулах байгууламж

167

D.3.3 SPD хамгаалалтын төхөөрөмжийн номинал утгууд Iimp, Imax, In, Uoc-г

сонгоход анхаарах зүйл

Дээрхийн дагуу SPD хамгаалалтын төхөөрөмжийн Iimp, Imax, In, Uov-н утгуудын

сонголт нь олон, хоорондоо холбоотой үзүүлэлтүүдээс хамаардаг.

Барилга доторх дотоод системийн дараах зүйлсээс үүссэн хэт ачааллаас болж

гэмтэх эрсдэл нь ихэнх тохиолдолд барилга (S1), эсвэл холбоо (S3) руу руу шууд

цохисноос ихэнх тохиолдолд илүү байдаг:

Хүчний болон харилцаа холбооны хэлхээтэй холбоотой өдөөгдсөн үйлчлэл (S4)

Аянга барилгын ойрхон цохисноос болж үүссэн цахилган соронзон үйлчлэл (S2).

Олон барилгуудад аянга шууд буухаас хамгаалах хамгаалалт, орох шугамд цохихоос

хамгаалах хамгаалалт, мөн 1-р зэргийн сорилоор шалгасан SPD хамгаалалтын

төхөөрөмж суурилуулах заавал шаардлагагүй тул 2-р зэргийн сорилоор туршсан зөв

төлөвлөсөн SPD хамгаалалтын төхөөрөмжийн систем хэрэглэж болно.

Ерөнхий тохиолдолд дараах байдлаар ажиллана: 1-р зэргийн сорилоор туршсан

SPD хамгаалалтын төхөөрөмжийг аянгын бүрэн болон хэсэгчилсэн гүйдэлтэй газар

(S1/S3), 2, 3-р зэргийн сорилоор туршсан SPD хамгаалалтын төхөөрөмжийг

өдөөгдсөн үйлчлэлтэй газар хэрэглэнэ.

SPD хамгаалалтын төхөөрөмжийн сонголт хийхэд хамгийн чухал аспект нь түүний

хэт ачааллын үеээр хүчдэл хязгаарлаж энергийн үзүүлэлтүүдийг (Iimp, Imax, In, Uoc)

тэсвэрлэх чадвар болно (IEC 62305-1:2010 стандартын хүснэгт В.7-н Тайлбар 4-г

үзнэ үү).

In гүйдэл ирэх үед SPD хамгаалалтын төхөөрөмжийн хүчдэлийн хязгаар тоноглолын

тэсвэрлэх хүчдэлээс бага байвал тоноглол хамгаалагдсан байна (нэмэлт хүчдэл

үүсгэх гадны факторуудыг (холбогч дээр хүчдэл унах, хэлбэлзэх индукцийн үзэгдэл)

тооцоод)

Нөгөө талаас SPD хамгаалалтын төхөөрөмж суурилуулах цэгт шаардлагатай

үзүүлэлтээс илүү үзүүлэлттэй үед SPD хамгаалалтын ашиглалтын хугацаа ихэснэ.

Гэхдээ сул зохицуулалттай хүчний системд хүчдэлийн хязгаарлалт багатай SPD

хамгаалалтын төхөөрөмж суурилуулвал, уг төхөөрөмж нь түр зуурын хэт ачааллалд

мэдрэмтгий байдаг.

168

Annex D

(informative)

Factors to be considered in the selection of SPDs

D.1 Introduction

Iimp, Imax and In are test parameters used in the operating duty test for class I and

class II tests. They are related to the maximum values of discharge currents, which are

expected to occur at the LPL probability level at the location of installation of the SPD

in the system. Imax is associated with class II tests and Iimp is associated with class

I tests.

The preferred values for Iimp, Q, W/R, in accordance with the future IEC 61643-11[8] are

reproduced in Table D.1.

Table D.1 – Preferred values of Iimp a

Iimp b

kA

1

2

5

10

12,5 c

20

25

Q (C) 0,5 1 2,5 5 6,25 c 10 12,5

W/R (kJ/) 0,25 1 6,25 25 39 c 100 156

a Table D.1 refers to SPDs connected line to neutral (CT1 connection). b In general Iimp is associated with longer waveshapes (for example 10/350

s) than Imax.

c See IEC 60364-5-53:2001.

D.2 Factors determining the stress experienced by an SPD

The stress which an SPD will experience under surge conditions is a function of many

complex and interrelated parameters. These include:

• location of the SPD(s) within the structure (see Figure D.1);

• method of coupling of the lightning strike to the facility (see Figure D.2) – for

example, is this via a direct strike to the structure’s LPS (S1), or via induction onto

building wiring due to a nearby strike (S2), or services feeding the structure (S3 and

S4);

• distribution of lightning currents within the structure – for example, what portion

of the lightning current enters the earthing system, and what remaining portion seeks

a path to remote earths via services which enter the structure such as the power

distribution system, metallic pipes, telecom services, etc. and the equipotential

bonding SPDs used on these;

• the resistance and inductance of services entering the structure, as these

components effect the current peak value, I, and charge Q distribution ratios;

• additional conductive services connected to the facility – these will carry a

portion of the direct lightning current and therefore reduce the portion which flows

through the power distribution system via the lightning equipotential bonding SPD(s).

Attention should be paid to the permanence of such services due to possible

replacement by non-conductive parts;

• type of waveshape being considered – it is not possible to consider simply the

peak current which the SPD will have to conduct under surge conditions, one also has

169

to consider the waveshape of this surge (for example, 10/350 s covering direct and

partial lightning current, 8/20 s covering induced lightning current) and the bulk

charge Q;

• any additional structures which are interconnected to the primary structure via

the power service, as these will also effect the current sharing distribution.

Key

1 origin of the installation 7 fixed equipment to be protected

2 distribution board 8 surge protective device, class II tested

3 distribution outlet 9 surge protective device, class II or class III

tested

4 main earthing terminal or bar 10 decoupling element or line length

5 surge protective device, class I or II tested F1, F2, F3 overcurrent protective

disconnectors

6 earthing connection (earthing conductor) of the surge protective device

7 NOTE Refer to IEC 61643-12 for further information.

Figure D.1 – Installation example of test class I, class II and class III SPDs

10 F3 10

F1 1 2 3

PEN

L1

L2

L3

N

PE

F2 F2

S S S

5 P P P

S S S

8 P P P

S

P

D

S S

P P 9 D D

7

6

4

IEC 2812/10

170

Figure D.2 – Basic example for different sources of damage to a structure and

lightning current distribution within a system

D.3 Quantifying the statistical threat level to an SPD

D.3.1 General

Many attempts have been made to quantify the electrical environment and “threat level”

which an SPD will experience at different locations within a facility. For example, for a

service entrance SPD where a structural LPS is fitted, the threat level depends on the

required LPL according to risk assessment for the involved structure, in order to limit

such risk to the tolerable value (see Clause 6 of IEC 62305-1:2010).

This standard postulates that under an LPL I the magnitude of a direct strike (S1) to

the structure’s LPS may be as high as 200 kA with a waveshape of 10/350 s (see 8.1

and Annex A of IEC 62305-1:2010). However, whilst the SPDs should be selected to

meet the required LPL identified by the risk assessment, there are further factors that

would affect the magnitude of lightning current to which SPD is subjected.

D.3.2 Installation factors effecting current distribution

When no specific calculation of current sharing (see Clause E.2 of IEC 62305-1:2010)

is carried out, a general assumption is made that 50 % of this current is conducted to

the building’s earthing system, and 50 % returns via the equipotential bonding SPD(s).

For LPL I, this implies that the portion of the initial 200 kA discharge experienced by

each SPD, Iimp, is 25 kA for a three-phase plus neutral power distribution system – see

Figure D.3.

Itotal

Idata Ipower

Iearthing

171

Figure D.3 – Basic example of balanced current distribution

If, however, three metallic services supply the structure, and the model of Clause E.2

of IEC 62305-1:2010 is adopted, the total current, Iimp, to each equipotential bonding

SPD in the three-phase system becomes 8,3 kA.

The distribution of lightning current on a power distribution system is strongly

influenced by the earthing practice of the services entering the structure. For example,

in the TN-C system with its multiple-earthed neutral, a more direct and lower

impedance path to earth is provided for lightning currents than in a TT system.

Simplified assumptions of current dispersion are useful in considering the possible

threat level, which the SPD(s) may experience, but it is important to keep in context

the assumptions being made. In addition, it has been assumed that the waveshape of

this current component through the SPD(s) will be the same waveshape as the initial

discharge, whereas in reality the waveshape may have been altered by the impedance

of building wiring, etc.

Computer simulations can be a helpful tool in order to consider these factors for the

correct selection of SPDs. In order to evaluate the lightning current dispersion for a

complex system, it is necessary to convert the real world system, as shown in the

example of Figure D.2 into an equivalent electrical circuit diagram.

Many standards have sought rather to base their considerations of the threat level to

which an SPD may be subject, on field experience collected over time. Table E.2 of

IEC 62305-1:2010 is based mainly on field experience (see IEEE C62.41 series [9]).

D.3.3 Considerations in the selection of SPD ratings: Iimp, Imax, In, UOC

From the above, it is apparent that the selection of the appropriate ratings Iimp, Imax, In

and UOC of an SPD depends on many complex and interconnected parameters.

172

It is important to keep in context that the risk of damage to internal systems within a structure

due to surges arising from

– induced effects coupling power, phone and data lines (S4),

– LEMP effects of coupling from nearby strikes to the structure (S2),

may often be greater than those due to the effects of surges arising from direct strikes to

the structure itself (S1) or to lines (S3).

Many buildings do not require protection against direct strikes to the structure or to

incoming lines, and as such the requirement for test class I SPD(s) is not necessary,

while a correctly designed test class II SPD system may be appropriate.

In general, the approach should be to use a test class I SPD where direct or partial lightning

currents are involved (S1/S3) and a test class II/III SPD for induced effects (S2/S4).

When addressing such complexities, one needs to keep in mind that the most important

aspect in selecting an SPD is its voltage-limiting performance during the expected

surge event, and the energy withstand (Iimp, Imax, In, UOC) which it can handle

(see NOTE 4 that follows Table B.7 in IEC 62305-2:2010).

At the expected In, an SPD with a limiting voltage lower than the withstand voltage of

the equipment will ensure equipment protection, particularly considering external

factors that create additive voltages (voltage drop on connecting leads, oscillations

and induction phenomena). In contrast, an SPD with a withstand energy higher than

that required at the point of installation may result only in a longer SPD operating life.

However, an SPD with lower limiting voltage may be more susceptible to possible

damage from temporary over voltages (TOV) if installed on poorly regulated power

systems.

173

Ашигласан номны жагсаалт [1] IEC 60364-4-44, Low-voltage electrical installations – Part 4-44: Protection for safety –

Protection against voltage disturbances and electromagnetic disturbances

[2] IEC 61000 (all parts), Electromagnetic compatibility (EMC)

[3] ITU-T Recommendation K.20:2008, Resistibility of telecommunication equipment

installed in a telecommunications centre to overvoltages and overcurrents


installed in customer premises to overvoltages and overcurrents


installed in the access and trunk networks to overvoltages and overcurrents

[6] IEC 61000-5-2:1997, Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 5-2: In- stallation and

mitigation guidelines – Earthing and cabling

[7] ITU-T Lightning handbook: 1994, The protection of telecommunication lines and

equipment against lightning discharges – Chapter 10

[8] IEC 61643-11: Low-voltage surge protective devices – Part 11: Surge protective

devices connected to low-voltage power distribution systems – Performance requirements

and testing methods

[9] IEEE C62.41:1991, Recommended practice on surge voltages in low-voltage ac power

circuits

MNS IEC 62305-4

174

Protection against lightning Part 4: Electrical and ...

Documents

Transcript of Protection against lightning Part 4: Electrical and ...