Blitzentladung ва Schaltbetrieb als StörquelleI Folgenden wird beschrieben, wie Blitzentladung ва Schalter als Störquelle genutzt werden connen1 атмосфераAls Störquelle wirkt sich der Blitz auf Gebäude und elektrische Geräte und Anlagen in Innenräumen aus.Elektrische Überspannungen, бимиред ihren Ursprung дар 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 дар ausgedehnte Systeme oder Rohrleitungen (z. B. Rohre, Datenübertragungsleitungen oder Stromleitungen), бимирад mit mit dem geschützten System. Blitzeinschläge дар 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 Direkte Blitzeinschläge ва Benachbarte BlitzeinschlägeDie Wirkung des Blitzstroms auf die Leitungen des Blitzkanals ва des Blitzschutzsistems: (a) Erzeugen eines Spannungsabfalls am Erdungswiderstand des Erdungssystems; (б) Die Induktion von Stoßspannung und Strom in der Schleife, 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 ва Überströme дар Geräteschleife. Wenn ein Blitz in eine Freileitung einschlägt, kommt es zu Überspannungen ва Strömen auf der Zuleitung zur Stromversorgung. Intercloud-Blitze erzeugen aufgrund der Strahlung elektromagnetischer Interferenzen auch leitende Überspannungen ва Ströme auf Stromleitungen ва anderen Großen Leitungssystemen.Тахлил кунед, ки шумо метавонед онро дар Blitzteilstrom auf der Stromleitung vom getroffenen Gebäude nach IEC 61312-1 ва DIN VDE 0185 Teil 103 abgeschätzt werden. Dabei wird davon ausgegangen, dass 50% des Blitzstroms hineinfließen Das Erdungssystem des Gebäudes ва 50% sind gleichmäßig auf das entfernte Erdungsversorgungssystem (z. B. Rohreungsystem, St. Der Einfachheit halber wird davon ausgegangen, dass sich der Blitzstrom дар jedem Versorgungssystem gleichmäßig auf die Leiter (z. B. L1, L2, L3 ва PEN des Stromkabels oder vier Adern des Datenkabels) verte.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 ва 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 ва 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 Elektroem Informationsyst.1.1.1. Spannungsabfall am StoßerdungswiderstandДар максималии Spannungsabfall UE am Stoßerdwiderstand Rst des getroffenen Gebäudes wird als Maximum and Des Blitzstroms berechnet.Dieser Spannungsabfall uE stellt für die geschützte Anlage keine Gefahr dar, sofern eine Potenzialausgleichsverbindung zum Blitzschutz wirksam hergestellt wurde. Derzeit erfordern sowohl nationale als auch internationale Blitzschutznormen бимирад Implementierung einer integrierten Potenzialausgleichsverbindung. Дар системаи einem mit synthetischer Äquipotentialverbindung sind alle Drähte (eingehend oder ausgehend) entweder direkt ё über Funkenstrecken oder Überspannungsschutz mit 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 MetallringБимиред максималии Anstiegsgeschwindigkeit des Blitzstroms (Δi/Δt, wirksam innerhalb der Δt-Zeit) bestimmt den Spitzenwert der elektromagnetischen Induktionsspannung дар allen offenen oder geschlossenen Geräteschleifen um desstromss.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.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, das dieschlit eines eines eines eines schutzleiter) 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 ва schmalen Ring aus ungeschirmten, geschichteten Litzenkabeln aus parallelen Drähten in der Nätzenkabeln därkendern därkenen dästärätärätätätätätätätärätïnätï? вер. Бимиред induzierte Spannung zwischen den Leitungen wird "Querspannung" genannt. Diese Spannung schädlich für elektronische Geräte аст. Die Rechteckspannung kann für eine schmale Drahtschleife ermittelt werden, die aus den Leitern der Geräteleitung параллелӣ зу ден 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. Бичтан Sie jedoch, dass es sich hierbei um die Querspannung auf der Leitung des Informationsystems handelt, бимирад im Normalbetrieb nur 1-10 V бетраҳ ва як überspannungsempfindliche Electronic angeschlossen аст. Дар einer versilten Leitung, insbesondere einer Leitung mit elektromagnetischer Abschirmung, ist die induzierte Rechteckspannung viel kleiner als der nach obiger Formel berechnete Wert ва dieser Querspannung dieser Amplitude дар Regel ungefährlitude аст.Wird der Metallring durch die induzierte Rechteckspannung U kurzgeschlossen oder seine изолятсия zerstört, entsteht im Ring ein Induktionsstrom ман, 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 V10.0.0.Zum Beispiel ein Computer, der an ein Strom- ва Datensystem angeschlossen аст. Nach dem Betreten des Gebäudes wird das Datenkabel ва бимиред Potenzialausgleichsschiene angeschlossen ва anschließend durch бимиред Datenkabeldose дар den Geführt компютер. Das Stromkabel аст über den Ableiter auch mit der Äquipotential-Verbindungsschiene verbunden, бимирад аз компютер über Steckdose mit Strom versorgt. Da Netzkabel und Datenkabel unabhängig voneinander verlegt werden, können sie einen Induktionsring mit einer Fläche von ca. 100 метри мураббаъ. Дас offene Ende des Rings befindet sich im Computer ва бимирад durch magnetische Induktion im Ring erzeugte Stoßspannung wird ва 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 ва manchmal sogar zu Bränden kommt.Der Computer muss „an Ort und Stelle“, инчунин entweder am Gerät selbst oder direkt an den Strom- und Datensteckdosen (Abschnitt 5.8.2.3) gegen diese Blitzüberspannungen geschützt werden.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 ва beeinflusst dadurch das elektromagnetische Feld des geschützten Systems.Бимиред Gefahren durch atmosphärische Überspannungen дар den 1890er Jahren zeigten, dass elektronische Geräte bis zu 2 km vom Ort des Blitzeinschlags entfernt empfindlich auf induzierte oder leitungsgebundene St. Diese weit verbreitete Gefahr ist auf die zunehmende Empfindlichkeit von High-Tech-Geräten zurückzuführen, die an angeschlossen sind Kabel, die außerhalb von Gebäuden verlaufen, und auf die zunehmende Netzungwer.Mit der Weiterentwicklung der Technologie hat sich die maksimal zulässige Länge der Datenleitungen, die Geräte verbinden, rapide erhöht. Beispielsweise besagt 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 zuglimömö1. Die verfügbaren Leitungstreiber ва 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 ва dem Metallschirm des Kabels erzeugte Längsspannung u1 wirkt auf die Isolierung zwischen der Eingangsseite des angeschlossenen Geräts ва dem geerdeten Gehäuse. Die Querspannung uq entsteht zwischen den Leitungen ва übt Druck auf den Eingangskreis des angeschlossenen Gerätes aus. Ist der Blitzstrom i2 bekannt, kann aus der Koppelimpedanz R des Kabels мемирад Längsspannung berechnet werden.1.3 Einkopplung von Stoßströmen дар сигнализатсияДас folgende Beispiel zeigt, wie Stoßströme durch ohmsche, induktive oder kapazitive Kopplung дар бимирад Signalleitungen eines erweiterten Systems eingekoppelt werden. Betrachten Sie beispielsweise die Anordnung von Gerät 1 in Gebäude 1 ва 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) дар ihren jeweiligen Gebäuden verbunden sind.1.3.1 Барқарорсозии васеъEin 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 ва 2 Zu verkleinern, sodass der ohmsche kreuzgekoppelte Stoßstrom von PAS1 durch Gerät 1 entlang der Signalleitung Zu den PAS2, PAS2. Die Amplitude des Stoßstroms, der mehrere kA erreicht, hängt von den den Nisbi Werten der Ohm-Widerstände RA1 ва RA2 аб.1.3.2 МуайянкунӣWie 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 ва 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 ва Ströme werden як den Eingang ё Ausgang des Geräts angelegt.Ein weiteres Beispiel für emotionale Kopplung, бимиред auftreten kann. Бимиред Signalleitung bildet mit der Erde einen Induktionsring. Wenn ein Blitz in Gebäude 1 einschlägt, wird am Ring eine sehr hohe Spannung (тақрибан 10 кВ) induziert, die einen Isolationsüberschlag von Gerät 1 and Gerät 2 verursacht ва Kopplungsströme von Tausendener von Amper Tausendener.1.3.3 Капазитив КопплунгWenn ein Blitz in den Boden oder den Blitzanschluss einschlägt, steigt der Blitzkanal oder der Blitzanschluss aufgrund der Potenzialdifferenz ва Erdungswiderstand RA auf eine hohe Spannung (тақрибан 100 кВ-и баланд).Die Signalleitung zwischen den Geräten 1 ва 2 аст, ки капазитив аст ва Lightning-Kanal ё Empfänger gekoppelt. Дар Koppelkondensator wird aufgeladen, wodurch ein "Injektionsstrom" (тақрибан 10 A) дар Stromfluss der Geräte 1 ва 2 fließt ҷойгир карда шудааст.1.4 Амплитудаи атмосфераEin Blitzeinschlag in der Ferne verursacht zunächst eine Überspannung von etwa 10 kV ва erzeugt einen relativ kleinen numerischen Strom. Aber ein redirekter Blitzeinschlag hat einen viel größeren Strom mit einer viel höheren амплитуда: 200 kA Strom (Schutzklasse I) ва 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-Überspannungen durchänd solend . ден. 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 eines Niederstemits.Daher müssen diese Überspannungen mit hoher Amplitude durch Schutzmaßnahmen oder Überspannungsableiter auf Werte reduziert werden, die deutlich unter der zulässigen Stoßdurchschlagsspannung/Stoßüberschliesspang. 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- ва Sekundärsysteme auswirken, insbesondere wenn kapazitive Kopplung vorhanden аст. Дар manchen Fällen kann der Wert dieser Betriebsüberspannung 15 кВ überschreiten. Die Ursachen dieser Betriebsüberspannungen sind folgende:(а) Leerlaufstromleitungen (oder Kondensatoren) abschneiden. Bei eingeschaltetem Schalter führt die Änderung des Momentanwerts der Versorgungsspannung zu einer hohen Potentialdifferenz zwischen dem System ва Der Trennleitung. Dieser дар Millisekunden aufgebaute Potenzialunterschied kann zu einer Wiederzündung zwischen ден Контакте Дес Schalters führen, Als ob die Contakte wieder geschlossen würden. Бимиред Netzspannung entspricht dann dem Momentanwert der Versorgungsspannung ва der Lichtbogen zwischen ден Schaltkontakten erlischt. Dieser Vorgang kann viele Мард 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 mehrerennetz gendertken. Die anfängliche Amplitude dieser Betriebsüberspannung hängt von der Potenzialdifferenz zwischen den Schaltkontakten zum Zeitpunkt der Wiederzündung аб ва канн ein Vielfaches der Nennversorgungsspannung betragen.(б) Schneiden Sie den Leerlauftransformator aus. Wird ein Leerlauftransformator vom genommen Netz, wird die the Energie des Magnetfeldes ё худ аз худ Kapazität geladen. Der Induktivitäts-Kapazitäts-Schaltkreis schwingt dann, bis die gesamte Energie über den Widerstand im Schaltkreis дар Wärme umgewandelt wird, буд zu einer Betriebsüberspannungsamplitude führt, die um einnergsorgs.(в) 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 аст Wirkung vergleichbar mit der Abschaltung einer Leerlaufleitung oder eines 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 Überspannungens дар Niederspannungens. 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 (дар diesem Fall entsteht die Betriebsüberspannung ähnlich wie oben beim Abschalten von Leistungstransformatoren im Leerlauf).• Entfernen Sie Induktivitäten дар 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 Stromkreises romänderung und damit zu einer Betriebsüberspannung). , normalerweise gedämpft ва oszillierend, mit einer Amplitude, die ein Vielfaches der normalen Spannung des Systems beträgt).• Phasenregelkreis, Umkehrwirkung des Bürstenkollektorsystems, Phötzliche Entlastung von Motor ва Transformator usw.Zahlreiche Messungen як verschiedenen Niederspannungsnetzen haben gezeigt, dass die deutlichsten Überspannungen durch бимирад Störstrahlung Дес им 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 ва Niederenergieimpulse bzw. unterschiedliche Arten фон Schaltimpulsen дар ден 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 ва Stoßstromstörungen, wie bei Blitzstörungen, oder als angelegte Stoßspannung betrachtet Weden.Breitbandige hochenergetische leitungsgebundene Störungen im Schaltvorgang können den leitungsgebundenen Blitzeinwirkungen im Gebäude gleichgestellt werden (Potenzialausgleichsverbindungen für entsprechenden Blitzschuthand). Daher spezifiziert der VG-Standard ensprechende Spitzenstörung nach Umgebungstyp.Бимиред DIN VDE 0160 legt die anliegende Überspannung aufgrund Дес Abschaltvorgangs oder Дес Überstromschutzelements fest. 0,1/1,3 мс (Anstiegsgeschwindigkeit 0,1 ms, Wellenkopfzeit 0,15 ms), бимирад Stoßspannung mit dem dem Spitzenwert uppeak überlagert den Spitzenwert der Wechselspannung uN/max.Breitbandige niederenergetische Betriebsspannungsstörungen (Impulsschwarm) дар DIN VDE 0847 Teil 4-4 festgelegt. Бимиред Wellenform 5/50 ns (Anstiegsrate 5 ns, Wellenkopfzeit etwa 7,4 ns), бимиред амплитудаи hängt von der Schwere des Tests ab und wird durch Kopplungskondensatoren дар Form von Impulspaketen and Stromleitungentlegations.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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