Dispositivos internos de protección contra raios e sobretensións: cal é a diferenza?

1. Relación entre a protección interna contra raios e Protección contra sobretensións

Protección interna contra raios (LPS interno):

Isto forma parte do sistema de protección contra raios. Inclúe a conexión equipotencial para raios e/ou o illamento eléctrico do sistema de protección contra raios externo.

Medidas de protección contra sobretensións (SPM):

Trátase de medidas que se toman para protexer os sistemas internos dos pulsos electromagnéticos dos raios (LEMP). O SPM tamén forma parte do sistema xeral de protección contra os raios.

Segundo a Figura 1 da norma GB/T 21714.1, a protección completa contra os raios inclúe tanto o Sistema de Protección contra os Raios (LPS) como as Medidas de Protección contra Sobretensións (SPM). A protección contra sobretensións (SPM) está recollida na norma GB/T 21714.4, mentres que a protección interna contra os raios forma parte do LPS (que inclúe tanto as partes externas como as internas) e descríbese na norma GB/T 21714.3.

Figura 1: Relación entre as partes do GB/T 21714

2. Orixe da protección interna contra raios e Protección contra sobretensións

2.1 Norma IEC 1024-1:1990

Na norma IEC 1024-1:1990, "Protección de estruturas contra os raios - Parte 1: Principios xerais", a sección 1.2.7 define a protección interna contra os raios como todas as medidas adicionais que van máis alá do sistema externo de protección contra os raios. Estas medidas axudan a reducir os efectos electromagnéticos das correntes de raio dentro do espazo protexido. Polo tanto, segundo a norma IEC 1024-1:1990, o sistema de protección contra os raios interno inclúe todo o que non sexa o sistema externo de protección contra os raios, que tamén abrangue a protección contra os pulsos electromagnéticos (LEMP).

2.2 Norma IEC 62305-1:2006

Na época da norma IEC 62305-1:2006, "Protección contra o raio - Parte 1: Principios xerais" (1.ª edición), as definicións volvéronse máis específicas:

3.42 Sistema interno de protección contra o raio (SPL): unha parte do SPL que consiste na conexión equipotencial e/ou no illamento eléctrico do SPL externo. 3.49 Sistema de medidas de protección LEMP (SLP): un sistema completo de medidas para protexer os sistemas internos contra os pulsos electromagnéticos do raio (LEMP).

A serie IEC 62305-1 a 4:2006 substituíu normas anteriores, combinando varios documentos IEC TC81. Dividiu a antiga definición de LPS interno da IEC 1024 en dúas partes: LPS interno e LPMS (para a protección LEMP). Na IEC 62305-1:2024, LPMS pasou a chamarse oficialmente Medidas de protección contra sobretensións (SPM).

3 Medidas internas de protección contra raios

A protección interna contra os raios é esencial para o correcto funcionamento dun sistema de protección contra os raios. Se non hai protección interna, as correntes dos raios que flúen a través do sistema de protección contra os raios externo ou outras partes condutoras do edificio poden causar faíscas perigosas. Estas faíscas poden provocar incendios, lesións persoais ou danos na infraestrutura. Ademais das diferenzas nas distancias de separación, a protección interna é a mesma en todos os niveis de protección contra os raios. Poden producirse faíscas entre o sistema de protección contra os raios externo e os seguintes compoñentes: instalacións metálicas, sistemas internos do edificio, partes condutoras externas ou tubaxes conectadas ao edificio protexido.

Segundo as normas, as faíscas que se producen en zonas potencialmente explosivas da estrutura considéranse sempre perigosas. Para evitar a formación de faíscas, débese empregar un dos seguintes métodos: conexión equipotencial ou illamento eléctrico entre as pezas metálicas.

As medidas de conexión equipotencial (véxase a Figura 2) inclúen o seguinte:

Condutores de unión, empregados cando as conexións naturais non proporcionan continuidade eléctrica, por exemplo, conectándoos directamente a tubaxes de auga ou de calefacción;

Dispositivos de protección contra sobretensións (SPD), que se usan cando a conexión directa non é posible, por exemplo, para liñas de baixa tensión; e

Espazos de chispa illados (ISG), usados ​​cando non se permiten condutores de unión, por exemplo, para tubaxes de protección catódica ou gasodutos.

Figura 2

Unión equipotencial para protección contra raios ten as seguintes características baseadas en diferentes tipos de LPS externos:

LPS illado: a unión só se realiza a nivel do chan;

LPS adxunto: A unión debe facerse en:

(1) Soto ou nivel do chan, e;

(2) Calquera lugar onde non se alcance o illamento ou a distancia de separación requirida.

LPS illado electricamente: Ademais da conexión a nivel do chan, a conexión tamén se pode facer en sistemas de captación de aire ou condutores de baixada.

4 Medidas de protección contra sobretensións

A SPM básica inclúe os seguintes compoñentes:

(1) Rede de conexión a terra e conexión a terra

O sistema de toma de terra conduce e disipa a corrente do raio de forma segura cara ao chan.

A rede de enlace minimiza as diferenzas de potencial e reduce os efectos do campo magnético.

(2) Blindaxe electromagnética e cableado axeitado

A protección espacial reduce os campos magnéticos dentro da zona de protección contra o impacto directo dos raios ou impactos preto do edificio e axuda a reducir as sobretensións internas.

O blindaxe dos cables internos con cables ou condutos blindados minimiza as sobretensións inducidas.

Un deseño axeitado do cableado interno axuda a minimizar os bucles de indución e a reducir as sobretensións internas. O blindaxe das liñas externas no punto de entrada do edificio tamén reduce as sobretensións conducidas aos sistemas internos.

(3) Sistema SPD coordinado

Un sistema SPD coordinado limita o impacto das sobretensións externas e internas.

(4) Interfaces de illamento

As interfaces de illamento reducen o efecto das sobretensións conducidas nas liñas que entran na zona de presión limitada.

A conexión a terra e a conexión equipotencial deben garantirse sempre, especialmente nos puntos de entrada dos edificios, xa sexa mediante conexión directa ou conectando cada servizo condutor a un SPD como parte da conexión equipotencial.

(5) Uso de sistemas de alerta de treboadas (STR)

A cláusula 7.1 da norma IEC 62305-1:2024 establece que a activación dun TWS de acordo coa norma IEC 62793 pode servir como medida de protección ao desconectar os servizos externos, o que axuda a reducir a frecuencia de danos nos sistemas eléctricos e electrónicos.

5 Conclusión

As medidas internas do sistema teñen como obxectivo evitar faíscas perigosas, incluíndo a conexión equipotencial do raio co SPD de primeiro nivel. A protección contra sobretensións aborda principalmente as sobretensións que afectan aos sistemas internos, e os SPD utilizados para este propósito deben estar coordinados co SPD de primeiro nivel, pero non inclúen o SPD de primeiro nivel. SPD si mesmo.