Blitzentladung da Schaltbetrieb da Störquelle

Blitzentladung da Schaltbetrieb da StörquelleIm Folgenden wird beschrieben, wie Blitzentladung da Schalter als Störquelle genutzt werden können.1 Atmosphärische ÜberspannungAls Störquelle wirkt sich der Blitz auf Gebäude und elektrische Geräte und Anlagen a cikin Innenräumen aus.Elektrische Überspannungen, mutu ihren Ursprung a der Atmosphäre haben, sind fast immer die Folge direkter/benachbarter Blitzeinschläge oder entfernter Blitzeinschläge. Bei einem direkten Blitzeinschlag schlägt der Blitz direkt a cikin ein geschütztes Gebäude ein; Bei benachbarten Blitzeinschlägen handelt es sich jedoch um Blitzeinschläge in ausgedehnte Systeme oder Rohrleitungen (z. B. Rohre, Datenübertragungsleitungen oder Stromleitungen), mutu direkt mit dem geschützten System verbunden sigina. Blitzeinschläge a cikin Freileitungen da Beispiele don samun damar shiga Blitzeinschläge. Blitze zwischen Wolken erzeugen "reflektierte Überspannungen" (Wanderwellen) entlang der Übertragungsleitung, während Blitze in der Umgebung Überspannungen induzieren.1.1 Direkte Blitzeinschläge da benachbarte BlitzeinschlägeDie Wirkung des Blitzstroms auf mutu Leitungen des Blitzkanals und des Blitzschutzsystems: (a) Erzeugen eines Spannungsabfalls am Erdungswiderstand des Erdungssystems; (b) Die Induktion von Stoßspannung und Strom a cikin der Schleife, mutu durch mutu Drähte im Gebäudeinneren gebildet wird. Aufgrund des Spannungsabfalls am Stoßerdungswiderstand wird der Blitzstrom auch über die als Blitzschutz-Potenzialausgleichsmaßnahme angeschlossene Stromleitung abgeleitet.Insbesondere durch die magnetische Störstrahlung von Blitzeinschlägen induzieren Blitzeinschläge in der Umgebung Überspannungen und Überströme a der Geräteschleife. Wenn ein Blitz in eine Freileitung einschlägt, kommt es zu Überspannungen und Strömen auf der Zuleitung zur Stromversorgung. Intercloud-Blitze erzeugen aufgrund der Strahlung elektromagnetischer Interferenzen auch leitende Überspannungen und Ströme auf Stromleitungen und anderen großen Leitungssystemen.Ist eine genaue Analyze nicht möglich oder zu aufwendig, kann der Blitzteilstrom auf der Stromleitung vom getroffenen Gebäude nach IEC 61312-1 und DIN VDE 0185 Teil 103 abgeschätzt werden. Dabei wird davon ausgegangen, dass 50 % des Blitzstroms hineinfließen Das Erdungssystem des Gebäudes und 50 % sind gleichmäßig auf das entfernte Erdungsversorgungssystem (z. B. Rohre, Stromversorgung undtunmmun.gen) Daga Einfachheit halber wird davon ausgegangen, dass sich der Blitzstrom in jedem Versorgungssystem gleichmäßig auf die Leiter (z. B. L1, L2, L3 und PEN des Stromkabels oder mutu vier Adern des Datenkabels) verteilt.Im Anhang C der DIN V ENV 61024-1 (VDE V 0185 Teil 100) gibt es ein Verfahren zur Abschätzung des durch die Zuleitung abgeleiteten Blitzteilstroms (bei Blitzschutzanlagen). Dementsprechend verteilt sich der Blitzstrom auf das Erdsystem, den Außenleiter und die Zuleitung (direkt angeschlossen oder über den Ableiter angeschlossen) wie folgt:Der von jedem Außenleiter und Leiter gemeinsam genutzte Blitzstrom hängt von der Anzahl der Außenleiter und Leiter, ihrem äquivalentn Erdungswiderstand und dem dem äquivalenten Erdungswiderstand des Erdungssystems ab.Wenn die in einem Elektro-oder Informationssystem verwendeten Leiter nicht abgeschirmt oder in Metallrohren verlegt sind, beträgt der von den Leitern geteilte Strom It/n‘, wobei n‘ mutu Gesamtzahl der Leiter im Elektro ist Informationsystems.1.1.1. Spannungsabfall am StoßerdungswiderstandDa maximale Spannungsabfall uE am Stoßerdwiderstand Rst des getroffenen Gebäudes wird als Maximum i des Blitzstroms berechnet.Dieser Spannungsabfall uE stellt für mutu geschützte Anlage keine Gefahr dar, sofern eine Potenzialausgleichsverbindung zum Blitzschutz wirksam hergestellt wurde. Derzeit erfordern sowohl nationale als auch internationale Blitzschutznormen mutu Implementierung einer integrierten Potenzialausgleichsverbindung. A cikin einem System mit synthetischer Äquipotentialverbindung sind alle Drähte (eingehend oder ausgehend) entweder direkt oder über Funkenstrecken oder Überspannungsschutz mit dem Erdungssystem verbunden. Während eines Blitzeinschlags erhöht sich das Potenzial des uE des gesamten Systems, innerhalb des Systems entsteht nedoch kein gefährlicher Potenzialunterschied.1.1.2 Induzierte Spannung im MetallringMutuwa maximale Anstiegsgeschwindigkeit na Blitzstroms (Δi/Δt, wirksam innerhalb der Δt-Zeit) mafi kyawun Spitzenwert der elektromagnetischen Induktionsspannung a duk wani laifi ko geschlossenen Geräteschleifen um den stromdurchfloms.Bei der Auslegung des Blitzschutzsystems kann der Maximalwert I/T 1 der mittleren Anstiegsgeschwindigkeit des gegebenen Wellenkopfstroms verwendet werden (gültig innerhalb der Wellenkopfzeit T1).Bei der Schätzung der maximalen induzierten Rechteckspannung U an einer Geräteschleife (z. B. in einem Gebäude) wird davon ausgegangen, dass sich die Schleife in der Nähe der Ableitung eines unendlich langen befinlittz.Die Rechteckspannung kann für einen quadratischen Ring abgeschätzt werden, der aus unendlich langen blitzstromführenden Leitern und Gerätedrähten besteht (z. B. der Schutzleiter eines elektrischen Geräts,ung das am eines elektrischen Geräts,ung das am eines elektrischen Geräts. zanlage angeschlossen ist). Bar).Für einen quadratischen Ring, der aus Gerätedrähten mafi kyau, mutu mit einem unendlich langen, blitzstromführenden Leiter isoliert sind, kann mutu Rechteckspannung ermittelt werden.Neben der Induktionswirkung im großen Metallring, mutu durch die Geräteanordnung verursacht wird, ist auch die Induktionswirkung auf den langen und schmalen Ring aus ungeschirmten, geschichteten Litzenkabeln aus parallelen aus parallelen Drähten a der Nähten in der Nähten in der Nähten in der Nähten in der Nähten in der Nähten in der Nähten in der Nähten. m. Ka yi la'akari da Spannung zwischen de Leitungen wird "Querspannung" genannt. Diese Spannung ita ce ke son yin amfani da wutar lantarki ta Geräte. Die Rechteckspannung kann für eine schmale Drahtschleife ermittelt werden, die aus den Leitern der Geräteleitung parallel zu den stromführenden Leitern des unendlichen Blitzstroms besteht.Die Rechteckspannung eines langen Drahtrahmens, der aus Gerätedrähten besteht, senkrecht zum unendlich langen, blitzstromführenden Draht a cikin mafi kyawun AbstandIm Gegensatz zu den hohen Spannungswerten im großen Ring gibt es im langen schmalen Ring nur etwa 100 V induzierte Spannung. Beachten Sie jedoch, dass es sich hierbei um die Querspannung auf der Leitung des Informationssystems handelt, die im Normalbetrieb nur 1-10 V beträgt und an überspannungsempfindliche Elektronik angeschlossen ist. A cikin Leitung, insbesondere einer Leitung mit elektromagnetischer Abschirmung, za ku mutu a cikin Rechteckspannung viel kleiner als der nach obiger Formel berechnete Wert und mutu Querspannung dieser Amplitude ist a der Regel ungef.Wird der Metallring durch die induzierte Rechteckspannung U kurzgeschlossen oder seine Isolation zerstört, entsteht im Ring ein Induktionsstrom i, dessen Größe berechnet werden kann.Da der Blitzstrom sehr schnell ansteigt, entsteht in der Nähe des Blitzkanals bzw. stromdurchflossenen Leiters yana da alaƙa da schnell änderndes Magnetfeld. Das Magnetfeld im Gebäude erzeugt in einer breiten "Induktionsschleife", die von Versorgungsleitungen wie Strom- und Informationssystemleitungen, Wasser-und Gasleitungen gebildet wird, eine Stoßspannung von bis zu V.100.Zum Beispiel a cikin Kwamfuta, tare da Strom- und Datensystem angeschlossen. Nach dem Betreten des Gebäudes wird das Datenkabel an die Potenzialausgleichsschiene angeschlossen und anschließend durch die Datenkabeldose in den Computer geführt. Das Stromkabel ist über den Ableiter auch mit der Äquipotential-Verbindungsschiene verbunden, mutu den Computer über mutu Steckdose mit Strom versorgt. Da Netzkabel und Datenkabel unabhängig voneinander verlegt werden, können sie einen Induktionsring mit einer Fläche von ca. 100m² ruwa. Das offene Ende des Rings befindet sich im Computer und mutu durch magnetische Induktion im Ring erzeugte Stoßspannung wird an das offene Ende angelegt. Nicht nur bei direkten Blitzeinschlägen, sondern auch bei benachbarten Blitzeinschlägen kann der Ring durch die Überspannung so stark induziert werden, dass es zu Geräteausfällen und manchmal sogar zu Bränden kommt.Daga Computer muss "an Ort und Stelle", kuma m Gerät selbst oder direkt an den Strom- und Datensteckdosen (Abschnitt 5.8.2.3) kamar yadda Blitzüberspannungen geschützt werden.1.2 Blitzeinschläge aus der FerneWanderwelle entlang der Straße aus oder der Blitz schlägt in der Nähe des geschützten Systems ein und beeinflusst dadurch das elektromagnetische Feld des geschützten Systems.Die Gefhren Diese weit verbreitete Gefahr ist auf die zunehmende Empfindlichkeit von High-Tech-Geräten zurückzuführen, die an Kabel angeschlossen sind, die außerhalb von Gebäuden verlaufen, und auf die zunehmende Nutzung sensible Net.Mit der Weiterentwicklung der Technologie hat sich die maximal zulässige Länge der Datenleitungen, mutu Geräte verbinden, rapide erhöht. Beispielsweise besagt die V2.4/V2.8-Schnittstelle (die zu Beginn der EDV verwendet wurde), dass die elektrischen Eigenschaften von Leitungstreibern eine direkte Kabelverbindung mit einer Länge von bis zu etwa 15 m Die verfügbaren Leitungstreiber und Schnittstellen ermöglichen den direkten Anschluss von zweidrigen Litzenkabeln bis zu einer Länge von ca. 1000 m.Wenn der Blitzstrom im Kabel fließt, entstehen Längs- und Querspannungen. Die zwischen dem Kerndraht und dem Metallschirm des Kabels erzeugte Längsspannung u1 wirkt auf die Isolierung zwischen der Eingangsseite des angeschlossenen Geräts und dem geerdeten Gehäuse. Die Querspannung uq entsteht zwischen den Leitungen und übt Druck auf den Eingangskreis des angeschlossenen Gerätes aus. Ist der Blitzstrom i2 bekannt, kann aus der Koppelimpedanz R des Kabels mutu Längsspannung berechnet werden.1.3 Einkopplung von Stoßströmen a cikin Die SignalleitungDas folgende Beispiel zeigt, wie Stoßströme durch ohmsche, induktive oder kapazitive Kopplung a mutu Signalleitungen eines erweiterten Systems eingekoppelt werden. Betrachten Sie beispielsweise die Anordnung von Gerät 1 in Gebäude 1 und Gerät 2 in Gebäude 2. Die beiden Geräte sind über Signalkabel verbunden. Darüber hinaus wird davon ausgegangen, dass beide Geräte über Schutzleiter (PE) mit einer Potenzialausgleichsschiene (PAS) a cikin ihren jeweiligen Gebäuden verbunden sind.1.3.1 WiderstandskopplungEin Blitz schlägt a Gebäude 1 ein und erzeugt eine Potenzialdifferenz von etwa 100 kV am Erdungswiderstand RA1. Die Spannung dieser Amplitude reicht aus, um den Isolationsabstand zwischen den Geräten 1 und 2 zu verkleinern, sodass der ohmsche kreuzgekoppelte Stoßstrom von PAS1 durch Gerät 1 entlang der Signalleitung zu den Geräten 2, PAS Die Amplitude des Stoßstroms, der mehrere kA erreicht, hängt von den dangi Werten der Ohm-Widerstände RA1 und RA2 ab.1.3.2 WahrnehmungskopplungDuk da haka, ba zato ba tsammani, za a mutu Spannung im Metallring durch das induktive Feld des Blitzkanals bzw. des blitzstromführenden Leiters induziert.Beispielsweise bilden mutu beiden Adernsignalkabel zwischen den Geräten 1 und 2 einen Induktionsring. Wenn ein Blitz in Gebäude 1 einschlägt, wird innerhalb des Rings eine Querspannung von mehreren tausend Volt induziert, die einen gekoppelten Strom von bis zu mehreren tausend Ampere erzeugt. Diese induzierten Spannungen und Ströme werden an den Eingang oder Ausgang des Geräts angelegt.Ein weiteres Beispiel für feeling Kopplung, mutu auftreten kann. Ka yi la'akari da siginar der Erde einen Induktionsring. Wenn ein Blitz in Gebäude 1 einschlägt, wird am Ring eine sehr hohe Spannung (ca. 10 kV) induziert, die einen Isolationsüberschlag von Gerät 1 und Gerät 2 verursacht und Kopplungsströme von Tausenden von Tausenden1.3.3 Kapazitive KopplungWenn ein Blitz in den Boden oder den Blitzanschluss einschlägt, steigt der Blitzkanal oder der Blitzanschluss aufgrund der Potenzialdifferenz am Erdungswiderstand RA auf eine sehr hohe Spannung (ca. 100 kr zuich Umggle).Die Signalleitung zwischen den Geräten 1 und 2 ist kapazitiv an diesen Walƙiya-Kanal oder Empfänger gekoppelt. Daga Koppelkondensator wird aufgeladen, wodurch ein "Injektionsstrom" (ca. 10 A) durch den isolierten Stromfluss der Geräte 1 und 2 fließt.1.4 Girman yanayin yanayiEin Blitzeinschlag a cikin der Ferne verursacht zunächst eine Überspannung von etwa 10 kV und erzeugt einen relativ kleinen numerischen Strom. Aber ein direkter Blitzeinschlag hat einen viel größeren Strom mit einer viel höheren Amplitude: 200 kA Strom (Schutzklasse I) da Spitzen von Hunderten von Kilovolt.Niederspannungsgeräte können in der Regel nur einer Durchschlagsspannung von Tausenden von Volt standhalten und sind daher anfällig für Zehntausende Volt durch entfernte Blitzeinschläge oder 100-kV-Ülitchinn kV-Ülitchin kV-Ülitchin KV-Ülitchin KV-Ülitchin KV-Ülitchin KV-Ülitchin KV-Ülitchin KV-Ülitchin KVD Blitzein KV. babban birnin. Einige elektronische Geräte tolerieren möglicherweise Spannungen von nur 10.Daher müssen diese Überspannungen mit hoher Amplitude durch Schutzmaßnahmen oder Überspannungsableiter auf Werte reduziert werden, die deutlich unter der zulässigen Stoßdurchschlagsspannung/Stoßnnuüberschlagsgen. Für einen zuverlässigen Schutz auch bei direkten Blitzeinschlägen muss der Überspannungsableiter in der Lage sein, einen hohen Blitzstrom schadlos abzugeben.2 Betreiben Sie mutu ÜberspannungBetriebsüberspannung kann sich auf auf Niederspannungs- und Sekundärsysteme auswirken, insbesondere wenn kapazitive Kopplung vorhanden ist. A cikin manchen Fällen kann der Wert dieser Betriebsüberspannung 15 kV überschreiten. Mutuwar Ursachen Dieser Betriebsüberspannungen sind folgende:(a) Leerlaufstromleitungen (oder Kondensatoren) abschneiden. Bei eingeschaltetem Schalter führt mutu Änderung des Momentanwerts der Versorgungsspannung zu einer hohen Yiwuwar Differenz zwischen dem System und der Trennleitung. Dieser in Millisekunden aufgebaute Potenzialunterschied kann zu einer Wiederzündung zwischen den Kontakten des Schalters führen, als ob die Kontakte wieder geschlossen würden. Die Netzspannung entspricht dann dem Momentanwert der Versorgungsspannung und der Lichtbogen zwischen den Schaltkontakten erlischt. Dieser Vorgang kan yin amfani da Male wiederholt werden. Ko dai Vorgang, ko da a mutu Netzspannung dem Momentanwert einer bestimmten Versorgungsspannung entspricht, entsteht eine Betriebsüberspannung, mutu durch Dämpfungsschwingungen in der Größenordnung von Mehreren ne hundertken. Die anfängliche Amplitude dieser Betriebsüberspannung hängt von der Potenzialdifferenz zwischen den Schaltkontakten zum Zeitpunkt der Wiederzündung ab und kann ein Vielfaches der Nennversorgungsspannung betragen.(b) Schneiden Sie den Leerlauftransformator aus. Wird ein Leerlauftransformator vom Netz genommen, wird die Energie des Magnetfeldes auf seine eigene Kapazität geladen. Der Induktivitäts-Kapazitäts-Schaltkreis schwingt dann, bis die gesamte Energie über den Widerstand im Schaltkreis in Wärme umgewandelt wird, was zu einer Betriebsüberspannungsamplitude führt, die um ein Vieltvers höng.(c) Erdschluss na shigar da Netz. Wenn der Erdschluss a cikin der Außenleitung des ungeerdeten Netzes auftritt, ändert sich das Erdpotential des gesamten Systems aufgrund der Spannungsänderung der Erdungsphase. Beim Erlöschen des Erdschlusslichtbogens ne mutu Wirkung vergleichbar mit der Abschaltung einer Leerlaufleitung ko Kondensators: Es entsteht eine Betriebsüberspannung mit abgeschwächten Stößen.Zusätzlich zu den oben genannten Eigenschaften von Netzbetriebsüberspannungen, die sich durch kapazitive Kopplung auf Niederspannungssysteme auswirken, können schnelle Stromänderungen durch induktive Kopplung auch Überspannunerspannursystemung induktive induktive Kopplung Diese plötzliche Stromänderung kann durch eine hohe Schaltlast oder durch einen Kurzschluss, einen Erdschluss oder einen wiederholten Erdschluss verursacht werden.Auch im Niederspannungsnetz selbst kann es aus folgenden Gründen zu Betriebsüberspannungen kommen:• Schalten Sie Induktivitäten aus, mutu a layi daya zur Stromversorgung ligen, wie z. B. die Spulen oder Drosseln von Transformatoren, Schützen und Relais (a cikin diesem Fall entsteht die Betriebsüberspannung ähnlich wie oben beim Abschalten von Leistungstransformatoren im Leerlauf).• Entfernen Sie Induktivitäten a cikin Serienzweigen der Stromschleife, wie z. B. die Drahtschleife, mutu Serieninduktivität oder mutu Induktivität selbst (der Strom auf der Induktivität kann sich nicht ändern, wenn der Stromkreis getrennt wird, und die Amplitude der resultierenden Betriebsüberspannung da häng hängt). auf dem aktuellen Wert zum Zeitpunkt der Trennung).• Absichtliches Unterbrechen eines Stromkreises durch einen Schalter oder unbeabsichtigtes Auslösen einer Sicherung oder eines Leistungsschalters oder unbeabsichtigtes Durchtrennen eines Kabels vor einem natürlichen Nulldurchgang des Stüng Stars und damit zu einer Betriebsüberspannung). .• Phasenregelkreis, Umkehrwirkung des Bürstenkollektorsystems, plötzliche Entlastung von Mota da Mai Canjawa usw.Zahlreiche Messungen an verschiedenen Niederspannungsnetzen haben gezeigt, dass die deutlichsten Überspannungen durch die Störstrahlung des im Schalter entstehenden Lichtbogens verursacht werden.Elektromagnetische Störungen durch den Betrieb des Stromnetzes treten in der Regel häufiger auf als Blitzeinwirkungen.Bei breitbandigen leitungsgebundenen Störungen werden Hochenergieimpulse da Niederenergieimpulse bzw. Arten von Schaltimpulsen in den EMV-Normen unterschiedlich behandelt. Schaltstörungen können außerhalb des Gebäudes, durch Stromleitungen oder innerhalb des Gebäudes erzeugt werden. Diese beiden Arten von Störungen können entweder als eine Kombination aus Stoßspannungsstörungen und Stoßstromstörungen, wie bei Blitzstörungen, oder als angelegte Stoßspannung betrachtet werden.Breitbandige hochenergetische leitungsgebundene Störungen im Schaltvorgang können den leitungsgebundenen Blitzeinwirkungen im Gebäude gleichgestellt werden (Potenzialausgleichsverbindungen für entsprechenden Blitzschuden sindvorhan). Daher spezifiziert der VG-Standard mutu ensprechende Spitzenstörung nach Umgebungstyp.Die DIN VDE 0160 legt die anliegende Überspannung aufgrund des Abschaltvorgangs oder des Überstromschutzelements fest. 0,1/1,3 ms (Anstiegsgeschwindigkeit 0,1 ms, Wellenkopfzeit 0,15 ms), mutu Stoßspannung mit dem Spitzenwert uppeak überlagert den Spitzenwert der Wechselspannung uN/max.Breitbandige niederenergetische Betriebsspannungsstörungen (Impulsschwarm) sind in der DIN VDE 0847 Teil 4-4 festgelegt. Die Wellenform beträgt 5/50 ns (Anstiegsrate 5 ns, Wellenkopfzeit etwa 7,4 ns), die Amplitude hängt von der Schwere des Tests ab und wird durch Kopplungskondensatoren a Form von Impulspaketen an Stromleitungrunteng Kopplingen.Zusätzlich zu den leitungsgebundenen Störungen erzeugt der Betriebsvorgang selbst erhebliche Störstrahlung (z. B. Lichtbögen beim Trennen eines Schalters), die weitere leitungsgebundene Störungen induziert.
Lokacin aikawa: Feb-10-2023

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