Blitzentladung und Schaltbetrieb als StörquelleI Folgenden wird beschrieben, wie Blitzentladung және Schalter als Störquelle genutzt werden können1 Atmosphärische ÜberspannungAls Störquelle wirkt sich der Blitz auf Gebäude und elektrische Geräte und Anlagen in Innenräumen aus.Elektrische Überspannungen, die ihren Ursprung in der Atmosphäre haben, sind fast immer die Folge direkter/benachbarter Blitzeinschläge oder entfernter Blitzeinschläge. Bei einem direkten Blitzeinschlag schlägt der Blitz direkt in ein geschütztes Gebäude ein; Bei benachbarten Blitzeinschlägen handelt es sich jedoch um Blitzeinschläge in ausgedehnte Systeme oder Rohrleitungen (z. B. Rohre, Datenübertragungsleitungen oder Stromleitungen), die direkt mit dem geschützten sind geschützten System. Blitzeinschläge in Freileitungen sind Beispiele für weit entfernte Blitzeinschläge. Blitze zwischen Wolken erzeugen „reflektierte Überspannungen“ (Wanderwellen) entlang der Übertragungsleitung, während Blitze in der Umgebung Überspannungen induzieren.1.1 Blitzeinschläge және Benachbarte BlitzeinschlägeBlitzschutzsystems және Leitungen des Blitzstroms auf die Wirkung des Blitzstroms: (a) Erzeugen eines Spannungsabfalls am Erdungswiderstand des Erdungssystems; (b) Schleife фон Stoßspannung und Strom induktion, die durch die 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 және Überströme in der Geräteschleife. Wenn ein Blitz in eine Freileitung einschlägt, kommt es zu Überspannungen және Strömen auf der Zuleitung zur Stromversorgung. Intercloud-Blitze erzeugen aufgrund der Strahlung elektromagnetischer Interferenzen auch leitende Überspannungen және Ströme auf Stromleitungen және 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 және DIN VDE 0185 Teil 103 abgeschätzt верден. Dabei wird davon ausgegangen, dass 50% des Blitzstroms hineinfließen Das Erdungssystem des Gebäudes және 50% sind gleichmäßig auf das entfernte Erdungsversorgungssystem (z. B. Rohreungsburg, St. Der Einfachheit halber wird davon ausgegangen, dass sich der Blitzstrom in jedem Versorgungssystem gleichmäßig auf die Leiter (z. B. L1, L2, L3 және PEN des Stromkabels oder die 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 және 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 äquivalenten Erdungswiderstand және dem äquivalenten Erdungswiderstand des Erdungssystems.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‘ die Gesamtzahl der Leiter im Elektroemist Informationssyst.1.1.1. Spannungsabfall am StoßerdungswiderstandDer maksimal Spannungsabfall uE am Stoßerdwiderstand Rst des getroffenen Gebäudes wird als Maximum i des Blitzstroms berechnet.Dieser Spannungsabfall uE stellt für die geschützte Anlage keine Gefahr dar, sofern eine Potenzialausgleichsverbindung zum Blitzschutz wirksam hergestellt wurde. Дерзеит erfordern sowohl nationale als auch internationale Blitzschutznormen die Implementierung einer integrierten Potenzialausgleichsverbindung. Einem System жүйесінде mit synthetischer Äquipotentialverbindung sind alle Drähte (eingehend oder ausgehend) entweder direkt oder über Funkenstrecken oder Überspannungsschutz mit dem dem Erdungssystem verbunden. Während eines Blitzeinschlags erhöht sich das Potenzial des uE des gesamten Systems, innerhalb des Systems entsteht jedoch kein gefährlicher Potenzialunterschied.1.1.2 Induzierte Spannung im MetallringDie maximale Anstiegsgeschwindigkeit des Blitzstroms (Δi/Δt, wirksam innerhalb der Δt-Zeit) bestimmt den Spitzenwert der elektromagnetischen Induktionsspannung in allen offenen oder geschlossenen Geräteschleifen um denstroifen.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 belangen Blitzstroms belangen.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, dasential am B. Einen Äschpottzlezlezlezlez) angeschlossen ist). Бар).Für einen quadratischen Ring, der aus Gerätedrähten besteht, die mit einem unendlich langen, blitzstromführenden Leiter isoliert sind, kann die Rechteckspannung ermittelt werden.Neben der Induktionswirkung im großen Metallring, die durch die Geräteanordnung verursacht wird, ist auch die Induktionswirkung auf den langen und schmalen Ring aus ungeschirmten, geschichteten Litzenkabeln aus parallelen Drähten in der Nätzenkabeln därkenden därkenfämshemshme жоқ. Leitungen Wird Spannung zwischen den Induzierte Die “Querspannung” генаннт. Diese Spannung ist besonders schädlich für elektronische Geräte. Die Rechteckspannung kann für eine schmale Drahtschleife ermittelt werden, die aus den Leitern der Geräteleitung параллель zu den stromführenden Leitern des unendlichen Blitzstroms besteht.Die Rechteckspannung eines langen Drahtrahmens, der aus Gerätedrähten besteht, senkrecht zum unendlich langen, blitzstromführenden Draht in einem bestimmten 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 s sich hierbei um die Querspannung auf der Leitung des Informationsystems handelt, die im im 1–10 V Beträgt and uberspannungsempfindliche Электрондық блоктаушы. Einer versilten Leitung, insbesondere einer Leitung mit elektromagnetischer Abschirmung, ist die induzierte Rechteckspannung viel kleiner als der nach obiger Formel berechnete Wert und die Querspannung dieser Amplitude ist in der Regel ungef.Wird der Metallring durch die induzierte Rechteckspannung U kurzgeschlossen oder seine оқшаулау 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. des stromdurchflossenen Leiters ein sich 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 bis0.0.0.Zum Beispiel ein Computer, der an ein Strom- und Datensystem angeschlossen ist. Nach dem Betreten des Gebäudes wird das Datenkabel және Die Potenzialausgleichsschiene angeschlossen және anschließend durch die Datenkabeldose in den Computer geführt. Das Stromkabel ist über den Ableiter auch mit der Äquipotential-Verbindungsschiene нұсқаулығы, өлі den Computer über die Steckdose mit Strom versorgt. Da Netzkabel және Datenkabel unabhängig voneinander verlegt werden, können sie einen Induktionsring mit einer Fläche von ca. 100 м² билден. Das offene Ende des Rings Befindet sich im Computer und die durch magnetische Induktion im Ring erzeugte Stoßspannung wird and 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 және manchmal sogar zu Bränden kommt.Der Computer muss „an Ort und Stelle“, сондай-ақ Gerät selbst oder direkt an den Strom- und Datensteckdosen (Abschnitt 5.8.2.3) gegen diese Blitzüberspannungen geschützt werden кіреді.1.2 Blitzeinschläge aus der FerneBei weit entfernten Blitzeinschlägen breitet sich die Wanderwelle 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 Gefahren durch atmosphärische Überspannungen in den 1890er Jahren zeigten, dass elektronische Geräte bis zu 2 km vom Ort des Blitzeinschlags entfernt empfindlich auf induzierte oder leitungsgebundene Überspangenie (Auf induzierte oder leitungsgebundeneund Überrenb.A12). 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 Netzungke sendzungwer.Mit der Weiterentwicklung der Technologie hat sich die maksimal zulässige Länge der Datenleitungen, die 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 zuglichen etwaer. Die verfügbaren Leitungstreiber und Schnittstellen ermöglichen den direkten Anschluss von zweiadrigen Litzenkabeln bis zu einer Länge von ca. 1000 м.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 және übt Druck auf den Eingangskreis des angeschlossenen Gerätes aus. Ist der Blitzstrom i2 bekannt, kann aus der Koppelimpedanz R des Kabels die Längsspannung berechnet werden.1.3 Einkopplung von Stoßströmen in die SignalleitungDas folgende Beispiel zeigt, wie Stoßströme durch ohmsche, induktive oder kapazitive Kopplung in die Signalleitungen eines erweiterten Systems eingekoppelt werden. Betrachten Sie beispielsweise die Anordnung von Gerät 1 in Gebäude 1 and 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) in ihren jeweiligen Gebäuden verbunden sind.1.3.1 Кең ауқымды қамтамасыз етуEin Blitz schlägt in 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 ß 2RAfli, Pä22. Die Amplitude des Stoßstroms, der mehrere kA erreicht, hängt von den салыстырмалы Werten der Ohm-Widerstände RA1 және RA2 ab.1.3.2 WahrnehmungskopplungWie bereits erwähnt, wird die Spannung im Metallring durch das induktive Feld des Blitzkanals bzw. des blitzstromführenden Leiters induziert.Beispielsweise bilden die beiden Adernsignalkabel zwischen den Geräten 1 және 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 верден және Ausgang des Geräts angelegt.Ein weiteres Beispiel für emotionale Kopplung, die auftreten kann. Die Signalleitung bildet mit der Erde einen Induktionsring. Wenn ein Blitz in Gebäude 1 einschlägt, wird am Ring eine sehr hohe Spannung (шамамен 10 кВ) induziert, die einen Isolationsüberschlag von Gerät 1 and Gerät 2 verursacht және Kopplungsströme von Amper Tausendenerug.1.3.3 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 hohe Spannung (шамамен 100 кВ секіру).Die Signalleitung zwischen den Geräten 1 және 2 kapazitiv және Diesen Lightning-Kanal немесе Empfänger gekoppelt. Дер Koppelkondensator wird aufgeladen, wodurch ein "Injektionsstrom" (шамамен 10 A) durch den isolierten Stromfluss der Geräte 1 және 2 fließt.1.4 Атмосфераның амплитудасыEin Blitzeinschlag in der Ferne verursacht zunächst eine Überspannung von etwa 10 кВ және erzeugt einen relativ kleinen numerischen Strom. Aber ein direkter Blitzeinschlag hat einen viel größeren Strom mit einer viel höheren Амплитудасы: 200 кА Strom (Schutzklasse I) және Spitzen von Hunderten von Kilovolt.Niederspannignungsgeräte Können in Der Regel Nur Einer en sogar beschädigt werden. Einige elektronische Geräte tolerieren möglicherweise Spannungen von nur 10 V. Daher ist der durch atmosphärische Entladung Verursachte Spannungswert 100 bis 10.000 Mal höher als die tolerierbare Spannung electronines Niederstemssy.Daher müssen diese Überspannungen mit hoher Amplitude durch Schutzmaßnahmen oder Überspannungsableiter auf Werte reduziert werden, die deutlich unter der zulässigen Stoßdurchschlagsspannung/Stoßüberschlagsspang. Für einen zuverlässigen Schutz auch bei direkten Blitzeinschlägen muss der Überspannungsableiter in der Lage sein, einen hohen Blitzstrom schadlos abzugeben.2 Betreiben Sie die ÜberspannungBetriebsüberspannung kann sich auch auf Niederspannungs- және Sekundärsysteme auswirken, insbesondere wenn kapazitive Kopplung vorhanden ist. Manchen жылы Fällen kann der Wert dieser Betriebsüberspannung 15 кВ überschreiten. Die Ursachen dieser Betriebsüberspannungen sind folgende:(a) Leerlaufstromleitungen (oder Kondensatoren) abschneiden. Bei eingeschaltetem Schalter führt die Änderung des Momentanwerts der Versorgungsspannung zu einer hohen Potentialdifferenz 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 және дер Lichtbogen zwischen den Schaltkontakten erlischt. Dieser Vorgang kann viele Male wiederholt werden. Bei diesem Vorgang, bei dem die Netzspannung dem Momentanwert einer bestimmten Versorgungsspannung entspricht, entsteht eine Betriebsüberspannung, die durch Dämpfungsschwingungen in der Größenordnung von mehrerennernetz genderkent. 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 dies 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, is zu einer Betriebsüberspannungsamplitude führt, die um einnergsorgs.(c) Erdschluss im ungeerdeten Netz. Wenn der Erdschluss in der Außenleitung des ungeerdeten Netzes auftritt, ändert sich das Erdpotential des gesamten Systems aufgrund der Spannungsänderung der Erdungsphase. Beim Erlöschen des Erdschlusslichtbogens ist die Wirkung vergleichbar mit der Abschaltung einer Leerlaufleitung oder eines Kondensators: Es entsteht eine Betriebsüberspannung mit abgeschwächten Stößen.Zusätzlich zu den oben genannten Eigenschaften фон Netzbetriebsüberspannungen, die sich durch kapazitive Kopplung auf Niederspannungssysteme auswirken, können schnelle Stromänderungen durch induktive Kopplung auch Überspannungens. 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, die parallel zur Stromversorgung liegen, wie z. B. die Spulen oder Drosseln von Transformatoren, Schützen und Relais (in diesem Fall entsteht die Betriebsüberspannung ähnlich wie oben beim Abschalten von Leistungstransformatoren im Leerlauf).• Entfernen Sie Induktivitäten in den Serienzweigen der Stromschleife, wie z. B. die Drahtschleife, die Serieninduktivität oder die Induktivität selbst (der Strom auf der Induktivität kann sich nicht ändern, wenn der Stromkreis getrennt wird, und die Amplitude der resultierenden Betriebsüberspannung häng). 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 Stromkreises durch einen (Nulldurchgangsolgens) romänderung und damit zu einer Betriebsüberspannung). , normalerweise gedämpft und oszillierend, mit einer Amplitude, die ein Vielfaches der normalen Spannung des Systems beträgt).• Phasenregelkreis, Umkehrwirkung des Bürstenkollektorsystems, Phasenregelkreis, Phasenregelkreis.Zahlreiche Messungen және 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 және Niederenergieimpulse bzw. unterschiedliche Arten фон 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 және 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 sinus Blitzschutz). Daher spezifiziert der VG-Standard өледі entsprechende Spitzenstörung nach Umgebungstyp.Die DIN VDE 0160 legt die anliegende Überspannung aufgrund des Abschaltvorgangs oder des Überstromschutzelements fest. 0,1/1,3 мс (Anstiegsgeschwindigkeit 0,1 мс, Wellenkopfzeit 0,15 мс), өлі Stoßspannung mit dem dem Spitzenwert uppeak überlagert den Spitzenwert der Wechselspannung uN/max.Breitbandige niederenergetische Betriebsspannungsstörungen (Impulsschwarm) DIN VDE 0847 Teil 4-4 festgelegt. Die Wellenform 5/50 ns (Anstiegsrate 5 ns, Wellenkopfzeit etwa 7,4 ns), die Amplitude hängt von der Schwere des Tests ab und wird durch Kopplungskondensatoren in Form von Impulspaketen and Stromleitungeentinei.Zusätzlich zu den leitungsgebundenen Störungen erzeugt der Betriebsvorgang selbst erhebliche Störstrahlung (z. B. Lichtbögen beim Trennen eines Schalters), die weitere leitungsgebundene Störungen induziert.

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