IEC 62305-1 Ochrona odgromowa – Część 1: Zasady ogólne

Norma „IEC 62305-1 Ochrona odgromowa – Część 1: Zasady ogólne”, opracowana przez Międzynarodową Komisję Elektrotechniczną (IEC), opisuje ogólne zasady ochrony odgromowej budynków, instalacji i ich zawartości, a także osób. Następujące sytuacje nie są objęte zakresem tej normy:

• Systemy kolejowe
• Pojazdy, statki, samoloty, obiekty offshore
• Podziemne rurociągi wysokociśnieniowe
• Rury, linie elektryczne i telekomunikacyjne oderwane od konstrukcji.
• Elektrownie jądrowe

Normy serii IEC 62305 należy traktować jako minimalne wymagania dla tego typu konstrukcji.

Parametry prądu piorunowego opisane w niniejszej normie mają zastosowanie również do instalacji morskich.

W takich przypadkach konstrukcje podlegają zazwyczaj szczegółowym przepisom opracowanym przez różne organizacje specjalistyczne. W przypadku konstrukcji niepodlegających takim szczegółowym przepisom nadal stosuje się serię norm IEC 62305.

Ochrona odgromowa turbin wiatrowych jest również omówiona w normie IEC 61400-24.

Norma IEC 62305 to uznana na całym świecie seria norm dotyczących ochrony odgromowej. Cała seria składa się z czterech części, z których każda dotyczy różnych aspektów ochrony odgromowej budynków, ludzi, instalacji, zawartości i systemów wewnętrznych.

Norma IEC 62305-1 stanowi rdzeń tej serii. Definiuje ona podstawowe koncepcje, definicje i ramy, na których opierają się pozostałe części. Najnowsza wersja normy wprowadza kilka aktualizacji technicznych, w tym lepsze dostosowanie do norm dotyczących komponentów (np. serii IEC 62561 dla komponentów systemów ochrony odgromowej), udoskonalone koncepcje dotyczące rodzajów strat stanowiących zagrożenie publiczne oraz zaktualizowane rozważania dotyczące stref ryzyka i ochrony.

Norma IEC 62305-1 określa ogólne zasady, które należy stosować w ochronie następujących urządzeń:

• Konstrukcje (takie jak budynki i wieże)
• Obiekty i ich zawartość
• Osoby (przed obrażeniami lub śmiercią)
• (W niektórych kontekstach) wartości i usługi ekonomiczne

W przypadku konkretnych sytuacji, takich jak pojazdy, samoloty, koleje czy elektrownie jądrowe, niniejsza norma nie omawia szczegółowo ochrony odgromowej. Zamiast tego wyjaśnia, dlaczego ochrona jest konieczna, jakie rodzaje zagrożeń odgromowych istnieją i jak koncepcyjnie podejść do środków ochronnych.

Podstawowe koncepcje opisane w normie IEC 62305-1 są następujące:

• Parametry prądu piorunowego: Definiują one charakterystyki elektryczne uderzeń piorunów (takie jak prąd szczytowy, ładunek, energia właściwa i czas trwania), które są podstawowymi parametrami przy projektowaniu systemów ochronnych.

Zdefiniowano cztery poziomy ochrony odgromowej (LPL I do IV). LPL I oferuje najwyższy poziom ochrony (najniższy dopuszczalny współczynnik awaryjności).

• Źródła uszkodzeń:
• S1: Piorun uderzający bezpośrednio w konstrukcję.
• S2: Uderzenie pioruna w pobliżu budynku.
• S3: Uderzenie pioruna w podłączoną linię (zasilanie/dane)
• S4: Uderzenie pioruna w pobliżu podłączonej linii energetycznej.
• Rodzaje uszkodzeń:
• D1: Szkody dla istot żywych (porażenie prądem, napięcie krokowe/dotykowe)
• D2: Uszkodzenia fizyczne (ogień, wybuch, skutki mechaniczne/chemiczne)
• D3: Awaria wewnętrznych układów elektrycznych/elektronicznych (spowodowana impulsem elektromagnetycznym z pioruna)
• Rodzaje strat/ryzyka:
• L1: Utrata życia ludzkiego (w tym trwałe obrażenia)
• L2: Uszkodzenia fizyczne konstrukcji i zawartości (dziedzictwo ekonomiczne/kulturowe)
• L3: Awaria wewnętrzna systemu (utrata usługi/dostępności)
• Strefy ochrony odgromowej:
• LPZ 0: Obszary zewnętrzne bezpośrednio narażone na wyładowania atmosferyczne lub pełne pole elektromagnetyczne.
• Strefa LPZ 1 i wyżej: Coraz bardziej chronione przestrzenie wewnętrzne, w których skutki wyładowań atmosferycznych są redukowane poprzez ekranowanie, izolację lub ochronę przeciwprzepięciową.
• Środki ochronne:
• Zewnętrzny system ochrony odgromowej: uziemienie, przewody odprowadzające, uziemienie.
• Zabezpieczenia przeciwprzepięciowe: Wbudowana ochrona przed impulsami elektromagnetycznymi pochodzącymi od piorunów.
• Środki mające na celu zmniejszenie ryzyka obrażeń u ludzi (np. wyrównanie potencjałów, izolacja)
• Podejście oparte na ryzyku

Uderzenia piorunowe stwarzają poważne ryzyko: pożary, eksplozje, obrażenia, awarie sprzętu i przerwy w działalności. Norma IEC 62305-1 pozwala projektantom dostosować ochronę do rzeczywistego poziomu ryzyka konstrukcji, oferując racjonalne, oparte na wydajności ramy, a nie wyłącznie normy normatywne (sposób obliczania rzeczywistego poziomu ryzyka opisano w normie IEC 62305-2). Norma IEC 62305-2 służy do oceny ryzyka, norma IEC 62305-3 do ochrony przed uszkodzeniami fizycznymi i sytuacjami zagrażającymi życiu (zewnętrzne systemy ochrony odgromowej), a norma IEC 62305-4 do ochrony wewnętrznych systemów elektrycznych/elektronicznych.

Krótko mówiąc, celem normy IEC 62305-1 jest:

• Opisanie podstawowych cech piorunów.
• Wyjaśnienie rodzajów uszkodzeń spowodowanych piorunami.
• Przedstawiamy koncepcje ochrony odgromowej.
• Opracowanie ogólnej metodologii zarządzania ryzykiem.
• Zdefiniowanie terminologii stosowanej w serii norm IEC 62305.

Niniejsza norma definiuje fizyczną naturę piorunów oraz kluczowe parametry projektowania zabezpieczeń. Podstawowe cechy piorunów to:

• Prąd szczytowy
• Ładunek piorunowy
• Energia właściwa
• Nachylenie przepływu
• Liczba uderzeń na kolizję

Wyładowania atmosferyczne występują zazwyczaj w postaci błysków składających się z wielu impulsów o natężeniu prądu przekraczającym 200 kA. Parametry te wpływają na projektowanie systemów ochronnych i sieci uziemiających.

Norma IEC 62305-1 definiuje cztery główne rodzaje uszkodzeń spowodowanych piorunami:

• Szkodliwe skutki dla istot żywych: porażenie prądem elektrycznym i skutki termiczne wywołane przez prądy piorunowe.
• Uszkodzenia fizyczne: Uszkodzenia konstrukcyjne, np. powstałe na skutek pożaru, wybuchu lub awarii mechanicznej.
• Awarie układów elektrycznych i elektronicznych: uszkodzenia sprzętu spowodowane przepięciami i zakłóceniami elektromagnetycznymi.
• Zakłócenia w świadczeniu usług: awaria zasilania, komunikacji lub systemów sterowania.

Zrozumienie mechanizmów powstawania uszkodzeń pomaga inżynierom w projektowaniu odpowiednich strategii ochrony.

Uszkodzenia spowodowane piorunami mogą być spowodowane różnymi scenariuszami:

• Bezpośredni wpływ na konstrukcję
• Uderzenie czegoś w pobliżu konstrukcji
• Kolizja z podłączonymi mediami (linie energetyczne, kable telekomunikacyjne)
• Impuls elektromagnetyczny pioruna (skutki)

Źródła te powodują wahania elektryczne, zakłócenia elektromagnetyczne i różnice potencjałów w strukturach.

Norma IEC 62305-1 jest szeroko stosowana w następujących dziedzinach:

• Budynki mieszkalne i komercyjne
• Zakłady przemysłowe
• Elektrownie
• Infrastruktura telekomunikacyjna
• Lotniska i systemy transportowe
• Centra danych i infrastruktura krytyczna

Nasza organizacja, dysponująca kompetentną i doświadczoną kadrą, od wielu lat rozumie potrzeby swoich klientów, zapewniając im zaawansowane usługi testowe, których potrzebują, oraz wspierając ich we wdrażaniu, wdrażaniu i doskonaleniu systemów zarządzania. W tym zakresie świadczymy również usługi testowe zgodne z normą IEC 62305-1.