حفاظت در برابر صاعقه IEC 62305-1 - بخش 1: اصول کلی

استاندارد «IEC 62305-1 حفاظت در برابر صاعقه - بخش 1: اصول کلی» که توسط کمیسیون بین‌المللی الکتروتکنیک (IEC) تدوین شده است، اصول کلی حفاظت از ساختمان‌ها، تأسیسات و محتویات آنها و همچنین افراد در برابر صاعقه را شرح می‌دهد. موارد زیر خارج از محدوده این استاندارد هستند:

• سیستم‌های راه‌آهن
• وسایل نقلیه، کشتی‌ها، هواپیماها، تأسیسات فراساحلی
• خطوط لوله فشار قوی زیرزمینی
• لوله‌ها، خطوط برق و مخابرات از سازه جدا شده‌اند.
• نیروگاه‌های هسته‌ای

سری استانداردهای IEC 62305 باید به عنوان حداقل الزام برای این سازه‌ها در نظر گرفته شود.

پارامترهای جریان صاعقه شرح داده شده در این استاندارد برای تاسیسات فراساحلی نیز قابل استفاده هستند.

در این موارد، سازه‌ها معمولاً تابع مقررات خاصی هستند که توسط سازمان‌های تخصصی مختلف تهیه می‌شوند. برای سازه‌هایی که مشمول چنین مقررات خاصی نیستند، سری استاندارد IEC 62305 همچنان اعمال می‌شود.

حفاظت از توربین‌های بادی در برابر صاعقه نیز تحت استاندارد IEC 61400-24 مورد توجه قرار گرفته است.

استاندارد IEC 62305 یک سری استاندارد پذیرفته شده بین المللی برای حفاظت در برابر صاعقه است. این سری کامل شامل چهار بخش است که هر کدام جنبه های مختلفی از حفاظت در برابر صاعقه را برای ساختمان ها، افراد، تاسیسات، محتویات و سیستم های داخلی بررسی می کنند.

استاندارد IEC 62305-1 هسته اصلی این مجموعه را تشکیل می‌دهد. این استاندارد مفاهیم، ​​تعاریف و چارچوب اساسی را که سایر بخش‌ها بر اساس آن ساخته می‌شوند، تعریف می‌کند. این آخرین ویرایش استاندارد، چندین به‌روزرسانی فنی را ارائه می‌دهد، از جمله هماهنگی بهتر با استانداردهای اجزا (به عنوان مثال، سری IEC 62561 برای اجزای سیستم حفاظت در برابر صاعقه)، مفاهیم بهبود یافته برای انواع تلفات مورد توجه عموم و ملاحظات به‌روز شده برای پهنه‌بندی ریسک و حفاظت.

استاندارد IEC 62305-1 اصول کلی را برای حفاظت از موارد زیر ارائه می‌دهد:

• سازه‌ها (مانند ساختمان‌ها و برج‌ها)
• امکانات و محتویات آنها
• افراد (در برابر آسیب یا مرگ)
• (در برخی زمینه‌ها) ارزش‌ها و خدمات اقتصادی

برای موقعیت‌های خاص مانند وسایل نقلیه، هواپیماها، راه‌آهن یا نیروگاه‌های هسته‌ای، این استاندارد حفاظت در برابر صاعقه را به طور مفصل پوشش نمی‌دهد. در عوض، توضیح می‌دهد که چرا حفاظت ضروری است، چه انواعی از تهدیدات صاعقه وجود دارد و چگونه می‌توان به طور مفهومی به اقدامات حفاظتی نزدیک شد.

مفاهیم اساسی شرح داده شده در استاندارد IEC 62305-1 به شرح زیر است:

• پارامترهای جریان صاعقه: این پارامترها ویژگی‌های الکتریکی صاعقه (مانند جریان پیک، بار، انرژی ویژه و مدت زمان) را تعریف می‌کنند که اساساً در طراحی سیستم‌های حفاظتی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

چهار سطح حفاظت در برابر صاعقه تعریف شده است (LPL I تا IV). LPL I بالاترین سطح حفاظت (کمترین نرخ خطای قابل تحمل) را ارائه می‌دهد.

• منابع آسیب:
• S1: صاعقه مستقیماً به سازه برخورد می‌کند.
• S2: صاعقه در نزدیکی ساختمان برخورد کرد.
• S3: برخورد صاعقه به یک خط متصل (برق/داده)
• S4: برخورد صاعقه در نزدیکی یک خط برق متصل.
• انواع آسیب:
• D1: آسیب به موجودات زنده (شوک الکتریکی، ولتاژ گام/لمسی)
• D2: آسیب فیزیکی (آتش‌سوزی، انفجار، اثرات مکانیکی/شیمیایی)
• D3: خرابی سیستم‌های الکتریکی/الکترونیکی داخلی (به دلیل پالس الکترومغناطیسی ناشی از رعد و برق)
• انواع ضرر/ریسک:
• L1: از دست دادن جان انسان (شامل آسیب دائمی)
• L2: آسیب فیزیکی به سازه و محتویات (میراث اقتصادی/فرهنگی)
• L3: خرابی سیستم داخلی (از دست دادن سرویس/دسترسی‌پذیری)
• مناطق حفاظت در برابر صاعقه:
• LPZ 0: مناطق بیرونی که مستقیماً در معرض صاعقه یا میدان الکترومغناطیسی کامل قرار دارند.
• LPZ 1 و بالاتر: فضاهای داخلی با حفاظت فزاینده که در آنها اثرات صاعقه از طریق شیلد، عایق‌بندی یا محافظت در برابر نوسانات برق کاهش می‌یابد.
• اقدامات حفاظتی:
• سیستم حفاظت در برابر صاعقه خارجی: ترمینال هوایی، هادی‌های نزولی، اتصال زمین.
• اقدامات حفاظتی در برابر اضافه ولتاژ: حفاظت داخلی در برابر پالس‌های الکترومغناطیسی صاعقه.
• اقداماتی برای کاهش آسیب به افراد (مثلاً هم‌بند کردن هم پتانسیل، عایق‌بندی)
• رویکرد مبتنی بر ریسک

صاعقه خطرات قابل توجهی را ایجاد می‌کند: آتش‌سوزی، انفجار، جراحات، خرابی تجهیزات و وقفه در کسب و کار. استاندارد IEC 62305-1 به طراحان این امکان را می‌دهد که با ارائه یک چارچوب منطقی و مبتنی بر عملکرد به جای قوانین صرفاً تجویزی، حفاظت را با سطح ریسک واقعی سازه تطبیق دهند (نحوه محاسبه سطح ریسک واقعی در استاندارد IEC 62305-2 شرح داده شده است). استاندارد IEC 62305-2 برای ارزیابی ریسک، استاندارد IEC 62305-3 برای آسیب فیزیکی و موقعیت‌های تهدیدکننده زندگی (سیستم‌های حفاظت در برابر صاعقه خارجی) و استاندارد IEC 62305-4 برای حفاظت از سیستم‌های الکتریکی/الکترونیکی داخلی استفاده می‌شود.

به طور خلاصه، استاندارد IEC 62305-1 اهداف زیر را دنبال می‌کند:

• برای توصیف ویژگی‌های اساسی رعد و برق.
• انواع آسیب‌های ناشی از صاعقه را توضیح دهید.
• معرفی مفاهیم حفاظت در برابر صاعقه
• ارائه یک روش کلی برای مدیریت ریسک.
• برای تعریف اصطلاحات مورد استفاده در سری استاندارد IEC 62305.

این استاندارد ماهیت فیزیکی صاعقه و پارامترهای کلیدی برای طراحی حفاظت را تعریف می‌کند. ویژگی‌های اساسی صاعقه عبارتند از:

• جریان اوج
• بار رعد و برق
• انرژی ویژه
• شیب جریان
• تعداد ضربات در هر برخورد

صاعقه معمولاً به صورت صاعقه‌های ناگهانی متشکل از چندین پالس با جریان‌هایی که می‌توانند از 200 کیلوآمپر تجاوز کنند، رخ می‌دهد. این پارامترها بر طراحی سیستم‌های حفاظتی و شبکه‌های زمین تأثیر می‌گذارند.

استاندارد IEC 62305-1 چهار نوع اصلی از آسیب‌های ناشی از صاعقه را تعریف می‌کند:

• آسیب به موجودات زنده: شوک الکتریکی و اثرات حرارتی ناشی از جریان صاعقه.
• آسیب فیزیکی: آسیب‌های ساختاری مانند آتش‌سوزی، انفجار یا خرابی مکانیکی.
• نقص در سیستم‌های الکتریکی و الکترونیکی: آسیب به تجهیزات به دلیل اضافه ولتاژ و تداخل الکترومغناطیسی.
• اختلالات سرویس: از کار افتادن سیستم‌های برق، ارتباطات یا کنترل.

درک این مکانیسم‌های آسیب به مهندسان کمک می‌کند تا استراتژی‌های حفاظتی مناسبی را طراحی کنند.

آسیب ناشی از صاعقه می‌تواند ناشی از سناریوهای مختلف برخورد باشد:

• تأثیر مستقیم بر سازه
• برخورد با چیزی در نزدیکی سازه
• برخورد با تأسیسات متصل (خطوط برق، کابل‌های ارتباطی)
• پالس الکترومغناطیسی رعد و برق (اثرات)

این منابع باعث ایجاد نوسانات الکتریکی، تداخل الکترومغناطیسی و اختلاف پتانسیل در سازه‌ها می‌شوند.

استاندارد IEC 62305-1 به طور گسترده در زمینه‌های زیر استفاده می‌شود:

• ساختمان های مسکونی و تجاری
• گیاهان صنعتی
• نیروگاه ها
• زیرساخت‌های مخابراتی
• فرودگاه‌ها و سیستم‌های حمل و نقل
• مراکز داده و زیرساخت‌های حیاتی

سال‌هاست که سازمان ما با کادری مجرب و متخصص، نیازهای مشتریان خود را درک کرده، خدمات تست پیشرفته مورد نیاز آنها را ارائه می‌دهد و در ایجاد، پیاده‌سازی و بهبود سیستم‌های مدیریتی به آنها کمک می‌کند. در این چارچوب، ما همچنین خدمات تست مطابق با استاندارد IEC 62305-1 را ارائه می‌دهیم.