تغطي سلسلة معايير EN 62305 على وجه التحديد الحماية من الصواعق التي تلحق بالهياكل ومحتوياتها والأشخاص والماشية.

تقبل EN 62305 أننا نعيش الآن في العصر الإلكتروني ، مما يجعل حماية LEMP (Lightning Electromagnetic Impulse) للأنظمة الإلكترونية والكهربائية جزءًا لا يتجزأ من المعيار من خلال EN 62305-4.LEMP هو المصطلح الذي يطلق على التأثيرات الكهرومغناطيسية الشاملة للصواعق ، بما في ذلك الزيادات الحادة (الجهد الزائد العابر والتيارات) وتأثيرات المجال الكهرومغناطيسي المشعة.

يصنف EN 62305-4 مصدر الضرر ونوع الضرر ونوع الخسارة.

مصادر الضرر

ينقسم الضرر الذي يمكن أن يسببه البرق إلى:
• الأضرار التي لحقت بالمبنى (بما في ذلك جميع الخطوط الكهربائية العلوية والمدفونة المتصلة بالهيكل)
• الأضرار التي لحقت الخدمة (الخدمة في هذه الحالة هي جزء من الاتصالات السلكية واللاسلكية ، البيانات ، إمدادات الكهرباء والمياه والغاز وشبكات توزيع الوقود).

* فقط للهياكل المعرضة لخطر الانفجار وللمستشفيات أو الهياكل الأخرى حيث يؤدي فشل الأنظمة الداخلية إلى تعريض حياة الإنسان للخطر على الفور.
** فقط للممتلكات التي قد تفقد فيها الحيوانات.

ينتشر ضرر LEMP بشكل كبير بحيث يتم تحديده كواحد من الأنواع المحددة (D3) التي يجب توفير الحماية ضدها ويمكن أن تحدث من جميع نقاط الضربة إلى الهيكل أو الخدمات المتصلة - مباشرة أو غير مباشرة.يأخذ هذا النهج الممتد في الاعتبار أيضًا خطر نشوب حريق أو انفجار مرتبط بالخدمات المتصلة بالهيكل ، مثل الطاقة والاتصالات والخطوط المعدنية الأخرى.

توضح EN 62305 أن الحماية الهيكلية من الصواعق يجب ألا يتم النظر إليها بعد الآن بمعزل عن الحماية من الجهد الزائد / زيادة التيار ، وبالنظر إلى أن البرق من جميع نقاط الضربات ، المباشرة أو غير المباشرة ، إلى الهيكل أو الخدمات المتصلة يخلق خطرًا من العابرين ، فإن SPDs هي مصدر خطر. وسيلة حيوية للحماية سواء كانت الحماية الهيكلية من الصواعق موجودة أم لا.

أشكال موجات التيار والجهد

تأخذ EN 62305 في الاعتبار تدابير الحماية على خطوط الخدمة المعدنية (عادةً خطوط الطاقة والإشارة والاتصالات) باستخدام الجهد الزائد العابر أو أجهزة حماية الطفرة (SPD) ضد كل من ضربات الصواعق المباشرة وكذلك ضربات الصواعق غير المباشرة الأكثر شيوعًا وتحويل عابر.تحدد معايير مثل سلسلة EN 61643 خصائص تيارات الصواعق والفولتية لتمكين اختبار موثوق وقابل للتكرار لأجهزة SPD (بالإضافة إلى مكونات الحماية من الصواعق).على الرغم من أن أشكال الموجة هذه قد تختلف عن العابرين الفعلية ، إلا أن الأشكال المعيارية تستند إلى سنوات من المراقبة والقياس (وفي بعض الحالات المحاكاة).بشكل عام ، يقدمون تقريبًا عادلًا للعالم الحقيقي العابر.

الأشكال الموجية العابرة لها حافة صاعدة سريعة وذيل أطول.يتم وصفها من خلال قيمة الذروة (أو الحجم) ، ووقت الارتفاع ومدتها (أو وقت السقوط).يتم قياس المدة على أنها الوقت الذي يستغرقه الاختبار العابر للانحطاط إلى نصف قيمة ذروته.

توضح الأشكال الواردة أدناه الأشكال الموجية الشائعة للتيار والجهد والتي يتم استخدامها لاختبار SPDs للتيار الكهربائي وخطوط الإشارة والاتصالات.

الضربات المباشرة

يمكن أن يضخ البرق المباشر تيارات صاعقة جزئية لشكل موجة 10 / 350μs في نظام يتلقى فيه هيكل به نظام حماية من الصواعق الهيكلي ضربة مباشرة (المصدر S1) أو حيث يضرب البرق مباشرة خط خدمة علوي (المصدر S3).

الضربات غير المباشرة

ومضات البرق البعيدة أو غير المباشرة بالقرب من الهيكل (المصدر S2) أو بالقرب من خدمة متصلة بالهيكل (المصدر S4) يصل نصف قطرها إلى كيلومتر واحد (وبالتالي أكثر شيوعًا) يمثلها الشكل الموجي 8 / 20μs.يمثل هذا الشكل الموجي أيضًا الاندفاعات المستحثة من وميض البرق المباشر ومصادر التحويل.مع فترة تسوس أو سقوط أقصر بكثير بالنسبة لشكل الموجة 10 / 350μs ، يقدم الشكل الموجي 8/20μs طاقة أقل بشكل ملحوظ (لتيار ذروة مكافئ) ولكنه لا يزال مدمرًا بدرجة كافية لإتلاف المعدات الكهربائية والإلكترونية.

تدرك EN 62305-1 أن فشل الأنظمة الداخلية (نوع الضرر D3) بسبب النبض الكهرومغناطيسي البرق (LEMP) ممكن من جميع نقاط الإضراب إلى الهيكل أو الخدمة - بشكل مباشر أو غير مباشر (جميع المصادر: S1 و S2 و S3 و S4 ).

تدابير حماية الطفرة (SPM)

يصف EN 62305-4 عددًا من الإجراءات لتقليل شدة الجهد الزائد العابر الناتج عن البرق والتبديل الكهربائي.

تدابير الحماية الأساسية والأساسية هي:
• التأريض والترابط
• التدريع الكهرومغناطيسي وتوجيه الخط
• أجهزة حماية تصاعد منسقة

تشمل تدابير الحماية الإضافية الإضافية ما يلي:
• تمديدات الهيكلية LPS
• موقع المعدات
• استخدام كابلات الألياف الضوئية (الحماية بالعزل)

يجب أن تعمل SPM أيضًا داخل وتحمل البيئة التي توجد فيها مع مراعاة عوامل مثل درجة الحرارة والرطوبة والاهتزاز والجهد والتيار.

يتم اختيار أنسب SPM باستخدام تقييم المخاطر وفقًا للمواصفة EN 62305-2 مع مراعاة العوامل الفنية والاقتصادية.على سبيل المثال ، قد لا يكون تنفيذ تدابير الحماية الكهرومغناطيسية في هيكل قائم عمليًا أو فعالًا من حيث التكلفة ، لذلك قد يكون استخدام SPDs المنسقة أكثر ملاءمة.من الأفضل دمج SPDs في مرحلة تصميم المشروع ، على الرغم من أنه يمكن أيضًا تثبيتها بسهولة في التركيبات الحالية.

لضمان التشغيل المستمر للأنظمة الحيوية حتى في حالة الضربة المباشرة ، تعد أجهزة SPD ضرورية ويجب نشرها بشكل مناسب ، بناءً على مصدر الطفرة وكثافتها باستخدام مفهوم مناطق الحماية من الصواعق (LPZ) ضمن EN 62305-4.

مفهوم منطقة الحماية من الصواعق (LPZ)

تستند الحماية ضد LEMP إلى مفهوم منطقة الحماية من الصواعق (LPZ) الذي يقسم الهيكل المعني إلى عدد من المناطق وفقًا لمستوى التهديد الذي يشكله LEMP.الفكرة العامة هي تحديد أو إنشاء مناطق داخل الهيكل حيث يكون هناك تعرض أقل لبعض أو كل تأثيرات الصواعق وتنسيقها مع خصائص المناعة للأجهزة الكهربائية أو الإلكترونية المثبتة داخل المنطقة.تتميز المناطق المتتالية بتخفيضات كبيرة في شدة LEMP نتيجة الترابط أو التدريع أو استخدام SPD.

المناطق الخارجية:

• LPZ 0A هي المنطقة المعرضة لضربات البرق المباشر ، وبالتالي قد تضطر إلى تحمل تيار البرق الكامل.هذه هي عادةً مساحة سطح هيكل بدون حماية هيكلية من الصواعق.يحدث هنا المجال الكهرومغناطيسي الكامل.
• LPZ 0B هي المنطقة التي لا تتعرض لضربات الصواعق المباشرة وعادة ما تكون عبارة عن جدران جانبية لهيكل أو سقف مع حماية هيكلية من الصواعق.ومع ذلك ، لا يزال المجال الكهرومغناطيسي الكامل يحدث هنا ويمكن أن تحدث تيارات البرق الجزئية أو المستحثة والارتفاعات التحويلية هنا.

المناطق الداخلية:

• LPZ 1 هي المنطقة الداخلية المعرضة لتيارات البرق الجزئية.يتم تقليل تيارات البرق التي تم إجراؤها و / أو اندفاعات التبديل مقارنةً بالمناطق الخارجية LPZ 0A ، LPZ 0B كما هو الحال في المجال الكهرومغناطيسي إذا تم استخدام تدابير التدريع المناسبة.عادة ما تكون هذه هي المنطقة التي تدخل فيها الخدمات إلى الهيكل أو حيث توجد لوحة تبديل الطاقة الرئيسية.
• LPZ 2 هي منطقة داخلية تقع بشكل أكبر داخل الهيكل حيث يتم تقليل بقايا التيارات الدافعة للصواعق و / أو اندفاعات التبديل مقارنةً بـ LPZ 1. وبالمثل يتم تقليل المجال الكهرومغناطيسي بشكل أكبر إذا تم استخدام تدابير التدريع المناسبة.عادة ما تكون هذه غرفة محجوبة أو لتوليد الطاقة الكهربائية في منطقة لوحة التوزيع الفرعية.