Zaj-rezgés és elektromos mágneses védelem 2011/12 2. félév BMEVIVEA021
EMC Túlfeszültségvédelem
dr. Szedenik Norbert
Zavarok és zavartűrés
LEMP
LEMP
Elektromágneses összeférhetőség (EMC) Becsatolás módja:
Zavar oka: SEMP ESD LEMP NEMP periodikus zavarfrekvencia hálózati visszahatás Koronakisülés
galvanikus induktív kapacitív hullámosság behatása sugárzási hatások
EMC
Villámáram-levezető Túlfeszültség-levezető Szűrő Potenciál-kiegyenlítés Földelés Árnyékolás
Védelmi intézkedések: LEMP
Túlfeszültség-védelmi szakemberek
LEMP
A villámvédelem koordinációja túlfeszültség-védelemmel Villámvédelmi rendszer Külső villámvédelem
Felfogó
Levezető
Földelő
Belső villámvédelem
Árnyékolás
Villámvédelem
Megközelítés
EN 62305-1,2,3 TT 031D 04.11.99
LEMP
Túlfeszültségvédelem
EN 62305-4
MSZ IEC 1312-1: 1995-02 Vizsgálati villámáramok paraméterei Az 1. áramlökés villámáram paramétere Áramparaméter
Védelmi osztály I
90 %
i I 50 %
10 % T1
t T2
II
III – IV
Áramcsúcsérték (kA) 200
150
100
Homlokidő T1 (µs)
10
10
10
Félértékidő T2 (µs)
350
350
350
Az áramlökés töltése QS (C) 100
75
50
Specifikus energia W/R (MJ/Ω)
5,6
2,5
I : Áramcsúcsérték T1: Homlokidő T2: Félértékidő
LEMP
10
Csatolási módok
LEMP
LEMP
LEMP
LEMP
LEMP
Indukált feszültség
LEMP
LEMP
Túlfeszültségkárok A közvetett villámcsapás okozta károk aránya az éves összes kárértékhez viszonyítva Millió DM 70 13,8
60 19,6
50 40 30
11,9
Szám 35000
25000
14,7
20000
6,6
2.304
4.425
5.551
15000
20
10000
10
5000
0
0 1991
6.843 4.551
30000
‘92
‘93
‘94
Villámkárok
‘95
1991
‘92
‘93
‘94
Éves összes kárérték LEMP
‘95
Roncsolási energia Motorok/Generátorok Szűrőtekercsek Elektroncsövek Relék Kondenzátorok Diódák Tranzisztorok Szám.gép alkatrészek IC-k
Energia
nWs ...
Energia 10
Ws
-10 -9
Nincs roncsolás
µWs
-8
-7
-6
mWs
-5
-4
-3
Ws
-2
-1
0
kWs
MWs
+1 +2 +3 +4 +5 +6 +7
Lehetséges roncsolás
LEMP
Biztos roncsolás
Védelmi eszközök
LEMP
LEMP
LEMP
Szikraközök
LEMP
Szikraköz elvi felépítése és működési elve
1 2 6
5
3
5
4
1. Gyújtás a megszólalási feszültségen 2. Az ív áthidalja az elektródák közötti távolságot 3. Az ív az elektródák közül kifelé halad 4. Az ív az ütközőlemezen részekre szakad 5. Részívek kialakulása 6. Letörés és a részívek kialvása
LEMP
6
Szikraköz
LEMP
LEMP
LEMP
Megszólalási feszültség értéke a feszültség emelkedés függvényében
LEMP
LEMP
LEMP
Túlfeszültség korlátozó jelleggörbéje
LEMP
LEMP
Varisztor működése
LEMP
LEMP
Védelmi eszközök összehasonlítása
LEMP
LEMP
Zónás túlfeszültség védelem
LEMP
EMC-védelmi zónák 0-s zóna:
– épületen kívül; közvetlen villámbehatás; nincs
1-es zóna:
– épületen belül; nagyenergiájú tranziensek előfordulása:
árnyékolás LEMP (villám elektromágneses impulzusa) ellen; (Villámvédelmi zóna) kapcsolási folyamatok (SEMP), rész-villámáramok által; (Túlfeszültség-védelmi zóna 1)
2-es zóna : – az épületen belül; kisenergiájú tranziensek: a: kapcsolási folyamatok (SEMP), b: elektrosztatikus kisülések (ESD) által; (Túlfeszültség-védelmi zóna 2)
3-as zóna : – az épületen belül; tranziensek, áramok, vagy
feszültségek nem keletkeznek a zavarhatáron keresztül a külvilág felé; árnyékolás és azon áramkörök elkülönített elhelyezése, melyek egymást zavarhatják; (Túlfeszültség-védelmi zóna 3)
LEMP
EMC védelmi zóna-koncepció LPZ 0 LPZ 1
LPZ 2 LPZ 3
LPZ3
LEMP
LEMP
LEMP
Túlfeszültség védelem felépítése
LEMP
Túlfeszültség védelem
egy lépcsős
több lépcsös
soros
párhuzamos
LEMP
Védelem szikraközzel
LEMP
Több lépcsős túlfeszültség védelem felépítése
LEMP
Kétlépcsős védelem elvi kapcsolási rajza ∆U
BE
UG
US
LEMP
KI
A többfokozatú túlfeszültségvédelem
µ
µ
szikraköz
µ
varisztor
µ
dióda
Három lépcsős párhuzamos túlfeszültség védelem
LEMP
Rosszul felépített védelmek Túl nagy kicsi a távolság a védelmi eszközök között
LEMP
Hatásos védelmi kör Mérési adatok Telekommunikáció
Adatfeldolgozás
Energiaellátás
LEMP
Védelmi eszközök elhelyezése
LEMP
LEMP
LEMP
Szintelosztó
Primer hálózat LWL/
Szekunder hálózat LWL
Strukturált kábelezés Tercier hálózat
Ethernet Token Ring FDDI
Épületi elosztó
LEMP
ISDN alkalmazás CT 10 10-5/ISDN
MABETRAB
CBT 2M-2ISDN
NT Uk0
UFBK-M-ISDN-NT
WT-RJ 45...
D-TR1/ISDN...
Földelési rendszerek kialakítása
LEMP
Hibás földelés kialakítás
LEMP
