Seria norm EN 62305 obejmuje w szczególności ochronę przed piorunami konstrukcji, ich zawartości, osób i inwentarza żywego.

EN 62305 akceptuje fakt, że żyjemy obecnie w epoce elektroniki, czyniąc ochronę LEMP (Lightning Electromagnetic Impulse) dla systemów elektronicznych i elektrycznych integralną częścią normy poprzez EN 62305-4.LEMP to termin określający ogólne efekty elektromagnetyczne wyładowań atmosferycznych, w tym przewodzone przepięcia (przejściowe przepięcia i prądy) oraz efekty promieniowanego pola elektromagnetycznego.

EN 62305 – 4 kategoryzuje źródło uszkodzenia, rodzaj uszkodzenia i rodzaj straty.

Źródła uszkodzeń

Uszkodzenia, które mogą być spowodowane przez pioruny, dzielą się na:
• Uszkodzenie konstrukcji (w tym wszystkie przychodzące linie elektryczne napowietrzne i podziemne połączone z konstrukcją)
• Uszkodzenie usługi (usługa w tym przypadku będąca częścią sieci telekomunikacyjnej, teleinformatycznej, elektrycznej, wodociągowej, gazowej i dystrybucji paliw).

* Tylko dla konstrukcji zagrożonych wybuchem oraz dla szpitali lub innych konstrukcji, w których awarie systemów wewnętrznych bezpośrednio zagrażają życiu ludzkiemu.
** Tylko dla nieruchomości, w których zwierzęta mogą się zgubić.

Uszkodzenia LEMP są tak powszechne, że są identyfikowane jako jeden z określonych typów (D3), przed którymi należy zapewnić ochronę i mogą wystąpić od WSZYSTKICH punktów uderzenia do konstrukcji lub połączonych usług – bezpośrednio lub pośrednio.To rozszerzone podejście uwzględnia również niebezpieczeństwo pożaru lub wybuchu związane z usługami związanymi z konstrukcją, np. energetyką, telekomunikacją i innymi liniami metalowymi.

Norma EN 62305 wyjaśnia, że ​​strukturalnej ochrony odgromowej nie należy dłużej rozpatrywać w oderwaniu od krótkotrwałego przepięcia/ochrony przeciwprzepięciowej, a biorąc pod uwagę, że piorun ze wszystkich punktów uderzenia, bezpośrednio lub pośrednio, na konstrukcję lub połączone usługi stwarza ryzyko ze względu na stany nieustalone, SPD są niezbędne środki ochrony, niezależnie od tego, czy strukturalna ochrona odgromowa jest obecna, czy nie.

Przebiegi prądu i napięcia

EN 62305 uwzględnia środki ochrony na metalowych liniach usługowych (zwykle linii energetycznych, sygnałowych i telekomunikacyjnych) przy użyciu przejściowych przepięć lub urządzeń ochrony przeciwprzepięciowej (SPD) zarówno przed bezpośrednimi uderzeniami piorunów, jak i bardziej powszechnymi pośrednimi uderzeniami piorunów i przepięciami łączeniowymi.Normy, takie jak seria EN 61643, określają charakterystyki prądów i napięć piorunowych, aby umożliwić niezawodne i powtarzalne testowanie urządzeń SPD (jak również elementów ochrony odgromowej).Chociaż te kształty fali mogą różnić się od rzeczywistych stanów nieustalonych, znormalizowane kształty są oparte na latach obserwacji i pomiarów (aw niektórych przypadkach symulacji).Generalnie zapewniają one rzetelne przybliżenie stanu nieustalonego w świecie rzeczywistym.

Przebiegi przejściowe mają szybko narastającą krawędź i dłuższy ogon.Są one opisane poprzez ich wartość szczytową (lub wielkość), czas narastania i czas trwania (lub czas opadania).Czas trwania jest mierzony jako czas potrzebny do zaniku testowego stanu przejściowego do połowy wartości szczytowej.

Poniższe rysunki ilustrują typowe przebiegi prądu i napięcia, które są używane do testowania SPD dla linii zasilających, sygnałowych i telekomunikacyjnych.

Uderzenia bezpośrednie

Wyładowania bezpośrednie mogą wprowadzać częściowe prądy piorunowe o kształcie fali 10/350 μs do systemu, w którym bezpośrednio uderza struktura ze strukturalnym systemem ochrony odgromowej (Źródło S1) lub gdy piorun uderza bezpośrednio w napowietrzną linię usługową (Źródło S3).

Uderzenia pośrednie

Zdalne lub pośrednie wyładowania atmosferyczne w pobliżu konstrukcji (Źródło S2) lub w pobliżu usługi podłączonej do konstrukcji (Źródło S4) w promieniu do 1 km (a zatem znacznie częściej) są reprezentowane przez kształt fali 8/20 μs.Przepięcia indukowane od bezpośrednich wyładowań atmosferycznych i źródeł przełączania są również reprezentowane przez ten przebieg.Przy znacznie krótszym czasie zanikania lub opadania w porównaniu z przebiegiem 10/350 μs, przebieg 8/20 μs przedstawia znacznie mniej energii (dla równoważnego prądu szczytowego), ale wciąż jest wystarczająco niszczycielski, aby uszkodzić sprzęt elektryczny i elektroniczny.

Norma EN 62305-1 uznaje, że awaria systemów wewnętrznych (typ uszkodzenia D3) spowodowana impulsem elektromagnetycznym wyładowania atmosferycznego (LEMP) jest możliwa ze wszystkich punktów uderzenia w konstrukcję lub instalację – bezpośrednią lub pośrednią (wszystkie źródła: S1, S2, S3 i S4 ).

Środki ochrony przeciwprzepięciowej (SPM)

Norma EN 62305-4 opisuje szereg środków mających na celu zminimalizowanie nasilenia przejściowego przepięcia spowodowanego przez piorun i przełączanie elektryczne.

Kluczowe i podstawowe środki ochrony to:
• Uziemienie i łączenie
• Ekranowanie elektromagnetyczne i prowadzenie linii
• Skoordynowane urządzenia przeciwprzepięciowe

Dalsze dodatkowe środki ochrony obejmują:
• Rozszerzenia strukturalnego LPS
• Lokalizacja sprzętu
• Stosowanie kabli światłowodowych (ochrona przez izolację)

SPM muszą również działać w środowisku, w którym się znajdują, i wytrzymywać je, biorąc pod uwagę takie czynniki, jak temperatura, wilgotność, wibracje, napięcie i prąd.

Wybór najbardziej odpowiedniego SPM dokonywany jest na podstawie oceny ryzyka zgodnie z normą EN 62305-2, biorąc pod uwagę zarówno czynniki techniczne, jak i ekonomiczne.Na przykład, wdrożenie środków ekranowania elektromagnetycznego w istniejącej konstrukcji może nie być praktyczne lub opłacalne, więc zastosowanie skoordynowanych urządzeń SPD może być bardziej odpowiednie.Najlepiej byłoby, gdyby SPD zostały włączone na etapie projektowania projektu, chociaż można je również łatwo zainstalować w istniejących instalacjach.

Aby zapewnić ciągłą pracę krytycznych systemów, nawet w przypadku bezpośredniego uderzenia, SPD są niezbędne i muszą być odpowiednio rozmieszczone, w oparciu o źródło przepięcia i jego intensywność, przy użyciu koncepcji stref ochrony odgromowej (LPZ) zgodnie z normą EN 62305-4.

Koncepcja strefy ochrony odgromowej (LPZ)

Ochrona przed LEMP opiera się na koncepcji Strefy Ochrony Odgromowej (LPZ), która dzieli przedmiotową konstrukcję na kilka stref w zależności od poziomu zagrożenia stwarzanego przez LEMP.Ogólną ideą jest zidentyfikowanie lub utworzenie stref w konstrukcji, w których występuje mniejsze narażenie na niektóre lub wszystkie skutki wyładowań atmosferycznych i skoordynowanie ich z charakterystyką odporności sprzętu elektrycznego lub elektronicznego zainstalowanego w strefie.Kolejne strefy charakteryzują się znacznym zmniejszeniem nasilenia LEMP w wyniku łączenia, ekranowania lub stosowania SPD.

Strefy zewnętrzne:

• LPZ 0A jest obszarem narażonym na bezpośrednie uderzenia pioruna i dlatego może być zmuszony do przewodzenia pełnego prądu piorunowego.Jest to zazwyczaj powierzchnia dachu konstrukcji bez konstrukcyjnej ochrony odgromowej.Tutaj występuje pełne pole elektromagnetyczne.
• LPZ 0B to obszar, który nie podlega bezpośrednim uderzeniom pioruna i jest to zazwyczaj ściany boczne konstrukcji lub dachu ze konstrukcyjną ochroną odgromową.Jednak nadal występuje tutaj pełne pole elektromagnetyczne i mogą tu wystąpić przewodzone częściowe lub indukowane prądy piorunowe oraz przepięcia łączeniowe.

Strefy wewnętrzne:

• LPZ 1 to obszar wewnętrzny, na który działają częściowe prądy piorunowe.Przewodzone prądy piorunowe i/lub przepięcia łączeniowe są zmniejszone w porównaniu ze strefami zewnętrznymi LPZ 0A, LPZ 0B, podobnie jak pole elektromagnetyczne, jeśli zastosuje się odpowiednie środki ekranowania.Jest to zazwyczaj obszar, w którym usługi wchodzą do konstrukcji lub gdzie znajduje się główna rozdzielnica zasilania.
• LPZ 2 to obszar wewnętrzny, który znajduje się dalej wewnątrz konstrukcji, gdzie pozostałości prądów udarowych i/lub przepięć łączeniowych są zmniejszone w porównaniu z LPZ 1. Podobnie pole elektromagnetyczne jest dodatkowo redukowane, jeśli zostaną zastosowane odpowiednie środki ekranowania.Zazwyczaj jest to ekranowane pomieszczenie lub, w przypadku zasilania sieciowego, obszar podrozdzielnicy.