EN 62305 표준 시리즈는 특히 구조물, 그 내용물, 사람 및 가축에 대한 낙뢰 보호를 다룹니다.

EN 62305는 우리가 이제 전자 시대에 살고 있음을 인정하여 EN 62305-4를 통해 전자 및 전기 시스템에 대한 LEMP(Lightning Electromagnetic Impulse) 보호를 표준의 필수적인 부분으로 만듭니다.LEMP는 전도 서지(과도 과전압 및 전류) 및 복사 전자기장 효과를 포함하여 번개의 전반적인 전자기 효과에 주어진 용어입니다.

EN 62305 – 4는 손상 원인, 손상 유형 및 손실 유형을 분류합니다.

피해의 근원

번개로 인한 피해는 다음과 같이 세분화됩니다.
• 구조물 손상(모든 유입 전기 가공선 및 구조물에 연결된 매설선 포함)
• 서비스 손상(이 경우 서비스는 통신, 데이터, 전기 공급, 수도, 가스 및 연료 분배 네트워크의 일부임).

* 폭발 위험이 있는 구조물 및 내부 시스템의 고장이 즉시 인명을 위협하는 병원 또는 기타 구조물에 한함.
** 동물이 분실될 수 있는 속성에만 해당됩니다.

LEMP 손상은 매우 만연하여 보호가 제공되어야 하는 특정 유형(D3) 중 하나로 식별되며 모든 타격 지점에서 직접 또는 간접적으로 구조물 또는 연결된 서비스에 발생할 수 있습니다.이러한 확장된 접근 방식은 구조에 연결된 서비스(예: 전력, 통신 및 기타 금속 라인)와 관련된 화재 또는 폭발의 위험도 고려합니다.

EN 62305는 구조적 낙뢰 보호가 더 이상 과도 과전압/서지 보호와 분리되어 고려되어서는 안 된다는 점을 분명히 하고 있으며 직간접적인 모든 스트라이크 지점에서 구조 또는 연결된 서비스로의 낙뢰가 과도 현상으로 인한 위험을 초래한다는 점을 감안할 때 SPD는 다음과 같습니다. 구조적 낙뢰 보호가 있는지 여부에 관계없이 중요한 보호 수단.

전류 및 전압 파형

EN 62305는 과도 과전압 또는 서지 보호 장치(SPD)를 사용하는 금속 서비스 라인(일반적으로 전력, 신호 및 통신 라인)에 대한 보호 조치를 고려합니다.EN 61643 시리즈와 같은 표준은 낙뢰 전류 및 전압의 특성을 정의하여 SPD(및 낙뢰 보호 구성요소)의 안정적이고 반복 가능한 테스트를 가능하게 합니다.이러한 파형은 실제 과도 상태와 다를 수 있지만 표준화된 형식은 수년간의 관찰 및 측정(일부 경우 시뮬레이션)을 기반으로 합니다.일반적으로 현실 세계의 과도 현상에 대한 공정한 근사치를 제공합니다.

과도 파형에는 빠른 상승 에지와 긴 꼬리가 있습니다.피크 값(또는 크기), 상승 시간 및 지속 시간(또는 하강 시간)을 통해 설명됩니다.지속 시간은 테스트 과도 상태가 피크 값의 절반으로 감소하는 데 걸리는 시간으로 측정됩니다.

아래 그림은 주전원, 신호 및 통신 회선에 대한 SPD를 테스트하는 데 사용되는 일반적인 전류 및 전압 파형을 보여줍니다.

직접 공격

직접 낙뢰는 10/350μs 파형의 부분 낙뢰 전류를 구조적 낙뢰 보호 시스템이 있는 구조물이 직접 타격을 받는 시스템(소스 S1) 또는 낙뢰가 가공선을 직접 공격하는 시스템(소스 S3)에 주입할 수 있습니다.

간접 파업

최대 1km 반경(따라서 훨씬 더 일반적임)의 구조물(Source S2) 또는 구조물에 연결된 서비스(Source S4) 근처의 원격 또는 간접 번개는 8/20μs 파형으로 표시됩니다.직접 번개 및 스위칭 소스에서 유도된 서지도 이 파형으로 표시됩니다.10/350μs 파형에 비해 감쇠 또는 하강 시간이 훨씬 짧은 8/20μs 파형은 에너지가 훨씬 적지만(동등한 피크 전류에 대해) 여전히 전기 및 전자 장비를 손상시킬 만큼 파괴적입니다.

EN 62305-1은 LEMP(Lightning Electromagnetic Impulse)로 인한 내부 시스템의 고장(손상 유형 D3)이 직접 또는 간접 구조 또는 서비스에 대한 모든 타격 지점에서 가능함을 인식합니다(모든 소스: S1, S2, S3 및 S4 ).

서지 보호 조치(SPM)

EN 62305-4는 낙뢰 및 전기 스위칭으로 인한 과도 과전압의 심각성을 최소화하기 위한 여러 조치를 설명합니다.

주요 및 기본 보호 조치는 다음과 같습니다.
• 접지 및 본딩
• 전자파 차폐 및 라인 라우팅
• 통합 서지 보호 장치

추가 보호 조치에는 다음이 포함됩니다.
• 구조적 피뢰시스템의 확장
• 장비 위치
• 광섬유 케이블 사용(절연에 의한 보호)

또한 SPM은 온도, 습도, 진동, 전압 및 전류와 같은 요인을 고려하여 위치하는 환경 내에서 작동하고 견뎌야 합니다.

가장 적합한 SPM은 기술 및 경제적 요인을 모두 고려하여 EN 62305-2에 따른 위험 평가를 사용하여 선택합니다.예를 들어, 기존 구조에서 전자파 차폐 조치를 구현하는 것은 실용적이지 않거나 비용 효율적이지 않을 수 있으므로 조정된 SPD를 사용하는 것이 더 적합할 수 있습니다.이상적으로 SPD는 기존 설비에 쉽게 설치할 수도 있지만 프로젝트 설계 단계에서 가장 잘 통합됩니다.

직접적인 타격이 발생한 경우에도 중요 시스템의 지속적인 작동을 보장하려면 SPD가 필수적이며 EN 62305-4 내의 LPZ(Lightning Protection Zones) 개념을 사용하여 서지의 소스 및 강도에 따라 SPD를 적절하게 배치해야 합니다.

낙뢰 보호 구역(LPZ) 개념

LEMP에 대한 보호는 LEMP가 제기하는 위협 수준에 따라 해당 구조물을 여러 구역으로 나누는 LPZ(Lightning Protection Zone) 개념을 기반으로 합니다.일반적인 아이디어는 낙뢰의 영향의 일부 또는 전체에 덜 노출되는 구조 내 구역을 식별하거나 생성하고 구역 내에 설치된 전기 또는 전자 장비의 내성 특성과 이를 조정하는 것입니다.연속 구역은 결합, 차폐 또는 SPD 사용의 결과로 LEMP 심각도가 크게 감소하는 특징이 있습니다.

외부 영역:

• LPZ 0A는 직접적인 낙뢰의 영향을 받는 지역이므로 최대 낙뢰 전류를 전달해야 할 수 있습니다.이것은 일반적으로 구조적 낙뢰 보호 장치가 없는 구조의 지붕 영역입니다.전체 전자기장이 여기에서 발생합니다.
• LPZ 0B는 직접적인 낙뢰의 영향을 받지 않는 영역이며 일반적으로 구조적 낙뢰 보호 장치가 있는 구조 또는 지붕의 측벽입니다.그러나 전체 전자기장은 여기에서 여전히 발생하며 전도된 부분 또는 유도 낙뢰 전류 및 스위칭 서지가 여기에서 발생할 수 있습니다.

내부 구역:

• LPZ 1은 부분 뇌격 전류가 흐르는 내부 영역입니다.전도된 낙뢰 전류 및/또는 스위칭 서지는 적절한 차폐 조치가 사용되는 경우 전자기장과 마찬가지로 외부 영역 LPZ 0A, LPZ 0B와 비교하여 감소됩니다.이것은 일반적으로 서비스가 구조에 진입하거나 주 전원 배전반이 있는 영역입니다.
• LPZ 2는 LPZ 1에 비해 뇌임펄스 전류 및/또는 스위칭 서지의 잔류물이 감소된 구조 내부에 더 위치한 내부 영역입니다. 마찬가지로 적절한 차폐 조치가 사용되는 경우 전자기장이 추가로 감소됩니다.이것은 일반적으로 차폐실이거나 하위 배전반 영역의 주 전원용입니다.