Ukkossuojaus ( ukkossuojaus , ukkossuojaus ) on teknisten ratkaisujen ja erikoislaitteiden kokonaisuus, joka varmistaa rakennuksen sekä siinä olevien omaisuuden ja ihmisten turvallisuuden. Maapallolla esiintyy vuosittain jopa 16 miljoonaa ukkosmyrskyä eli noin 44 tuhatta päivässä [1] . Suora salaman isku rakennukseen (rakenteeseen) voi johtaa:
Rakennusten ukkossuojaus on jaettu ulkoiseen ja sisäiseen.
Ulkoinen ukkossuojaus on järjestelmä, joka sieppaa salaman ja purkaa sen maahan suojaten rakennusta (rakennetta) vaurioilta ja tulipalolta. Kun salama iskee suoraan rakennustyömaalle, oikein suunnitellun ja rakennetun ukkossuojalaitteen tulee ottaa vastaan salamavirta ja ohjata se alasjohtimien kautta maadoitusjärjestelmään , jossa purkausenergia on haihduttava turvallisesti. Salamavirran kulun tulee tapahtua vahingoittamatta suojattua kohdetta ja olla turvallinen ihmisille sekä tämän kohteen sisällä että sen ulkopuolella.
Ulkoisia salamansuojatyyppejä on seuraavanlaisia:
Yllämainittujen perinteisten ratkaisujen (joka on annettu sekä kansainvälisessä standardissa IEC 62305.4 että venäläisissä säädösasiakirjoissa RD 34.21.122-87 ja CO 153-343.21.122-2003) lisäksi ukkossuojaus varhaisvirtauspäästöjärjestelmällä on on ollut suosittu 2000-luvun puolivälistä lähtien , jota kutsutaan myös aktiiviseksi salamasuojaksi. Ei kuitenkaan ole olemassa luotettavaa näyttöä siitä, että aktiivinen ukkossuoja toimisi tehokkaammin kuin perinteinen samankokoinen ukkossuoja [2] .
Yleensä ulkoinen ukkossuoja koostuu seuraavista elementeistä:
Sisäinen ukkossuojaus on yhdistelmä ylijännitesuojalaitteita (SPD). SPD:n tarkoituksena on suojata sähkö- ja elektroniikkalaitteita verkon ylijännitteiltä, jotka aiheutuvat salamavirran vaikutuksesta resistiivisistä ja induktiivisista kytkimistä. On yleisesti hyväksyttyä erottaa suorien ja epäsuorien salamaniskujen aiheuttamat ylijännitteet. Ensimmäiset esiintyvät salamaniskun sattuessa rakennukseen (rakenteeseen) tai rakennukseen (rakenteeseen) kytkettyihin tietoliikennelinjoihin (voimajohdot, tietoliikennelinjat). Toiset johtuvat rakennuksen (rakenteen) lähellä tapahtuneesta iskusta tai viestintälinjojen lähellä tapahtuneesta salamaniskusta. Myös ylijänniteparametrit vaihtelevat osuman tyypistä riippuen.
Suoran iskun aiheuttamia ylijännitteitä kutsutaan tyypiksi 1 ja niille on tunnusomaista 10/350 µs aaltomuoto. Ne ovat vaarallisimpia, koska ne kuljettavat suuren määrän varastoitunutta energiaa.
Epäsuoran iskun aiheuttamia ylijännitteitä kutsutaan tyypiksi 2 ja niille on tunnusomaista 8/20 µs aaltomuoto. Ne ovat vähemmän vaarallisia: varastoitua energiaa on noin seitsemäntoista kertaa vähemmän kuin tyypin 1.
SPD:t luokitellaan vastaavasti.
Venäjällä on vaikea tilanne rakennusten ukkossuojausta koskevien määräysten kanssa. Nykyisessä[ milloin? ] on olemassa kaksi asiakirjaa, joiden perusteella voit suunnitella salamansuojajärjestelmän.
Nämä ovat "Rakennusten ja rakenteiden ukkossuojausohjeet" RD 34.21.122-87 [3] , päivätty 30. heinäkuuta 1987, ja "Ohjeet rakennusten, rakenteiden ja teollisuuden tietoliikenneyhteyksien ukkossuojauksen asentamisesta" CO 153-34.21.122 -2003, päivätty 30.6.2003.
Liittovaltion 27. joulukuuta 2002 annetun lain nro 184-FZ "teknisistä määräyksistä" säännöksen mukaisesti, Art. 4 §:n mukaan toimeenpanevalla viranomaisella on oikeus hyväksyä asiakirjoja ja toimia vain suositeltavana. Tämä asiakirja sisältää myös "Ohjeet rakennusten, rakenteiden ja teollisuuden tietoliikenneyhteyksien ukkossuojan asennusta varten" CO 153-34.21.122-2003.
Venäjän energiaministeriön 30. kesäkuuta 2003 antamalla määräyksellä nro 280 ei kumota 30. heinäkuuta 1987 päivätyn rakennusten ja rakenteiden ukkossuojausohjeen edellisen painoksen vaikutusta. Suunnitteluorganisaatiolla on siten oikeus käyttää mitä tahansa edellä olevien ohjeiden antamista tai niiden yhdistelmää lähtötietojen määrittämisessä ja suojatoimenpiteitä kehitettäessä.
Suunnitteluprosessia vaikeuttaa myös se, että mikään näistä ohjeista ei kata salama- ja kytkentäjännitesuojalaitteiden käyttöä. Ohjeen vanhassa versiossa tällaista kohtaa ei ollut lainkaan, ja uusi CO 153-34.21.122-2003 kattaa tämän asian vain teoreettisella tasolla, suojalaitteiden käytännön soveltamiseen ei anneta ohjeita. Kaikki asiat, joita itse ohjeessa ei ole käsitelty, on määrätty huomioida muissa asianomaisen aiheen säädöksissä, erityisesti IEC-organisaation (International Electrotechnical Commission) standardeissa.
Joulukuussa 2011 liittovaltion teknisten määräysten ja metrologian virasto julkaisi GOST R IEC 62305-1-2010 "Risk Management. Ukkossuojaus. Osa 1. Yleiset periaatteet” ja GOST R IEC 62305-2-2010 ”Riskien hallinta. Ukkossuojaus. Osa 2. Riskinarviointi”. Nämä asiakirjat ovat todistusvoimaisia IEC 62305 -standardin tekstiä, jotka koostuvat neljästä osasta, ja niiden tarkoituksena on selventää Venäjän federaation ukkossuojajärjestelmien tilannetta.
Ylijännitesuojalaitteet (SPD) jaetaan tyyppiin 1, tyyppiin 2 ja tyyppiin 3.
Tyyppi 1 pystyy läpäisemään kaiken tyypillisen salamaniskun energian tuhoutumatta. Mutta tyypin 1 laitteen taakse jää riittävän suuri jännitepiikki (muutama kilovoltti).
Tyypillisesti tyyppi 1 asennetaan vain maaseudulle, jossa on ilmajohdot. Suositukset edellyttävät tyyppiä 1 ukkosenjohdinrakennuksissa sekä ilmajohdoilla yhdistetyissä rakennuksissa sekä rakennuksissa, jotka seisovat yksinään tai lähellä korkeita esineitä (puita).
Samojen suositusten mukaan kaupunkiasuntojen ja toimistojen johdotus ei vaadi tyyppiä 1 (tyypin 1 uskotaan olevan jo PTS:ssä).
Tyyppi 2 ei pysty yksinään, ilman edellistä tyyppiä 1, kestämään salamaniskua ilman tuhoa. Sen kestävyys on kuitenkin taattu yhteiskäytössä tyypin 1 kanssa. Tyypin 2 takana oleva ylijännite on yleensä noin 1,4-1,7 kV.
Tyyppi 3 vaatii kestävyytensä vuoksi tyyppien 1 ja 2 käyttöä itsensä edessä, ja se asennetaan suoraan kuluttajan viereen. Se voi olla esimerkiksi ylijännitesuoja tai varistorisuoja joidenkin kodin laitteiden virtalähteissä (lämmityskattiloiden automatisointi). SPD ei suojaa pitkäaikaisilta ylijännitteiltä, esimerkiksi nollasta palaessa 380 V:iin. Lisäksi pitkäaikaiset ylijännitteet voivat johtaa SPD:n vikaantumiseen. SPD:n läpipalamisen tapauksessa vaiheesta suojamaahan voi vapautua valtava määrä lämpöä siihen ja suojassa voi syttyä tulipalo. Tämän suojaamiseksi SPD on asennettava suojauksella - sulakkeilla tai katkaisijalla.
Siinä tapauksessa, että johdannon "automaattilaitteen" luokitus on <= 25A, sen taakse on mahdollista kytkeä SPD, tässä tapauksessa aloitusautomaatti suorittaa myös SPD:n suojaustoiminnot.
Ukkossuojausjärjestelmät toteutetaan joko turvallisuusprioriteetilla tai jatkuvuusprioriteetilla. Ensimmäisessä tapauksessa SPD:iden ja muiden laitteiden tuhoaminen sekä tilanteet, joissa salamansuoja on väliaikaisesti poistettu käytöstä, eivät ole hyväksyttäviä, mutta automaattinen toiminta kuluttajien täydellisellä sammutuksella on hyväksyttävää. Toisessa tapauksessa ukkossuojan väliaikainen poiskytkeminen on hyväksyttävää, mutta kuluttajien toimittamisen keskeytymistä ei voida hyväksyä.
Asennettaessa tyyppiä 1 ja tyyppiä 2 samanaikaisesti, niiden välisen etäisyyden kaapelia pitkin on oltava vähintään 10 m, etäisyyden tyypistä 2 tyyppiin 3 ja kuluttajiin myös vähintään 10 m. Tämä luo tarvittavan induktanssin kone ylemmän vaiheen työskennellä ennen. On myös mahdollista käyttää tyypin 1+2 SPD:itä yhdistämällä molemmat laitteet samaan koteloon (se on suojattu palamiselta samalla tavalla kuin tyyppi 1).
SPD-laitteilla on eri mallit erilaisille TN-C-, TN-S- ja TT-järjestelmille. Sinun on valittava laite maadoitusjärjestelmääsi varten.