Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

108

Click here to load reader

Transcript of Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

Page 1: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

Themadag Alles over

bliksembeveiliging

Voorjaar 2015

Page 2: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305

NEN-EN-IEC 62305 Bliksembeveiliging

Overspanningsbeveiliging

Uitval tgv Bliksemschade.

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305

Voorzitter ABO

Adviesraad Bliksem- en Overspanningsbeveiliging

Voorzitter NEC 81 (NEN 1014 / NEN-EN-IEC 62305)

Japan 2006 Zweden 2008

Michiel Hartmann

Vanaf 1979 deelnemer ICLP

Directeur / Eigenaar / Senior adviseur

Schaap Bliksembeveiliging en Ontstoringstechniek bv

Italië 2010 Wenen 2012 Shanghai 2014

Nederlandse vertegenwoordiger in

internationale normcommissies (IEC

en Cenelec)

Nederlandse norm Bliksembeveiliging

SCHAAP

Bliksembeveiliging

Ontstoringstechniek

[email protected]

Docent NEN cursus norm bliksembeveiliging

1/107

Page 3: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305

Bliksembeveiliging,

Specialist op

Schaap heeft 3 afdelingen: Schaap Bliksembeveiliging (installatie afdeling)

Schaap Advies en Inspectie (onafhankelijke afdeling)

Overspanningsbeveiliging en Ontstoringstechniek (EMC technieken).

Sinds 1779 Van koperslager tot advies en installatie bedrijf.

Aarding,

Schaap Ontstoringstechniek (installatie afdeling)

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305 8 Hoofd kantoor Deventer Kantoor Rotterdam

Werkt landelijk vanuit 2 vestigingen

Deventer Rotterdam

- Hofleverancier

- ISO 9001

- VCA

2/107

Page 4: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305 21-4-2015 10

NEN-EN-IEC 62305

Inleiding

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305

1939

1952 1958

1971

1982

21-4-2015 11

Historie

NEN 1014

Beperkingen Vanaf 1939

alleen gebouw beveiliging gebaseerd op oude theorieën

1992

Nederlandse norm

NEN EN IEC 62305 2e editie van de 62305

NPR 1014 – 2009

Ed1:2006 - Ed2: 2010 2009

Vroeger Nu

Vroeger anders dan nu

NEN 1014

NEN EN IEC 62305

Waarom nieuwe normen

3/107

Page 5: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305 12

NEN-EN-IEC 62305

Deel 1

Algemene principes

Beveiligings-zones

Beveiligings-niveau’s

Beveiligings-principe

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305 21-4-2015 13

Beveiligingsniveau’s

100% beveiliging kan Volkomen geleidend ononderbroken scherm Complete potentiaalvereffening binnenkomende leidingen Optimale aarding

Zinvol ?

Niet rendabel

4/107

Page 6: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305 21-4-2015 14

Beveiligingsniveau’s

De mogelijke schade is afhankelijk: - Van de bliksemstroom.

Adequate bescherming: - Door het niveau van bescherming af stemmen op de verwachte bliksemstroom.

Verwachte bliksemstroom: - Waarschijnlijkheid dat een bepaalde bliksemstroom voorkomt. - Afhankelijk van de bliksemparameters.

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305

Piek stroom in kA 200 150 100

Lading in C 300 225 150

Specifieke energie kJ/ohm 10.000 5.600 2.500

di / dt in kA /us 200 150 100

99% 98% 97% waarschijnlijkheid

Maximale waarden, belangrijk voor

• belasting van de installatie

• het afslaggevaar

• overspanningsafleiders

Maar niet voor het opvangen van de bliksem.

Bliksemparameters

5/107

Page 7: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305 21-4-2015 17

Welke bliksemparameters zijn

bepalend voor de inslagkans.

Mechanisme van een

bliksemontlading

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305 21-4-2015 18

Vangontlading

GELEIDINGSKANAAL

VANGONTLADING

3 - 6 km

20 - 60 m

800-2400 kV

(40kv/m)

Stappen ca 50 m

tijd tussen

stappen 50 s

GEÏONISEERDE

LUCHT

6/107

Page 8: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305 21-4-2015 19

Doorslag traject

VANGONTLADING

DOORSLAG-TRAJECT

20 - 60 m

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305 21-4-2015 20

Foto inslag

VANGONTLADING

VANGONTLADING

VANGONTLADING

DOORSLAG-TRAJECT

KOP ONTLADING

7/107

Page 9: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305 21-4-2015 21

R = 10 . I 0.65 h

= 8

0 m

Straal bol heeft relatie met bliksemstroom

kA m

200 100

45 10 100 35

15 2

100 35

35 kA

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305 21-4-2015 22

R = 10 . I 0.65

Straal bol heeft relatie met bliksemstroom

R2 = 100 m

kA m

200 100

45 10 100 35

15 2

100 35

35 kA

Beschermruimte

R2 = 100 m

0 x

h =

80

m

8/107

Page 10: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305 21-4-2015 23

0 x

h =

80

m

R1 = 15 m

2 kA

Straal bol heeft relatie met bliksemstroom

R = 10 . I 0.65

kA m

200 100

45 10 100 35

15 2 15 2

Electro Geometric Model

Rolling sphere methode

.

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305 21-4-2015 24

0 x

h =

80

m

Beschermruimte

R1 = 15 m

2 kA

R1

Straal bol heeft relatie met bliksemstroom

R = 10 . I 0.65

kA m

200 100

45 10 100 35

15 2 15 2

Electro Geometric Model

Rolling sphere methode

9/107

Page 11: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305

Voor het opvangen van een

bliksem, zijn kleinere

ontladingen (stromen)

bepalend.

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305

Bliksemparameters

99% 97% 91% 84%

Bliksembolstraal in m 20 30 45 60

Minimale stroom in kA 3 5 10 15

Piek stroom in kA 200 150 100

Lading in C 300 225 150

Specifieke energie kJ/ohm 10.000 5.600 2.500

di / dt in kA /us 200 150 100

99% 98% 97% Belasting van de installatie

Opvang van de installatie

97 %

100

150

100

2.500

10/107

Page 12: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305

Bliksembeveiligingsklasse

98% 95% 88% 81%

Lightning Protection Level (LPL) I II III IV

Piek stroom in kA 200 150 100

Lading in C 300 225 150

Specifieke energie kJ/ohm 10.000 5.600 2.500

di / dt in kA /us 200 150 100

99% 98% 97% 97 %

100

150

100

2.500

Belasting van de installatie

99% 97% 91% 84%

Bliksembolstraal in m 20 30 45 60

Minimale stroom in kA 3 5 10 15

Opvang van de installatie

Voor elk level geldt andere eisen voor de bliksembeveiligingsinstallatie.

- Opvanginrichtingen - Aardingssystemen

- Afgaande leiding afstanden - Overspanningsafleiders

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305

Hoe groot is de gemiddelde

bliksemontlading in Nederland?

0

5

10

15

20

25

0-10

10-2

0

20-3

0

30-4

0

40-5

0

50-6

0

60-7

0

70-8

0

80-9

0

90-1

00

100-

110

110-

120

120-

130

130-

140

140-

150

150-

160

160-

170

170-

180

180-

190

190-

200

grot

er 2

00

Bliksemamplitude [kA] positieve en negatieve ontladingen

Bliksem

veelv

uld

igh

eid

in

%

LPL III & IV

LPL II LPL I

LPL III

LPL II LPL I

LPL IV

11/107

Page 13: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305 21-4-2015 31

Bliksembeveiligingszones

Afhankelijk van inslag plaatsen.

Om inzicht te hebben in welke bliksemgevaren voor kunnen komen

zijn bliksembeveiligingszones gedefinieerd.

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305

32

S1

S1 Inslag in Object Gevaren:

- Ontzetting gebouw

- Brand

400

200

A 35 kA

60 kA

15 kA

55 kA

30 kA 25 kA

50 kA

sec 0 0,25 0,5 0,75 1

inductie ontzetting brand

vervolgontladingen stroomstaart hoofdontlading

80 kA

12/107

Page 14: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305

Veelal op hoeken van gebouwen

Hoeken of dakobstakels ca 90 %

Dakranden ca 7 %

Dakvlakken ca 3 %

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305 21-4-2015 46

S1

S1 Inslag in Object

S2 Inslag nabij object

S2

Gevaren:

- Inductie

spanningstrechter

- Via de grond

13/107

Page 15: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305

Spanningstrechter

leidingen

0 Volt 100 kV 200 kV 200 kV 100 kV 0 Volt

400 kV

op 200 kV

Nabije inslag

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305

Inkomende leidingen

spanningsversleping

Nabije inslag

14/107

Page 16: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305

Inkomende leidingen

Nabije inslag

inductie

Magnetisch veld

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305 21-4-2015 52

S1

S1 Inslag in Object

S2 Inslag nabij object

S2

S3 Inslag in binnenkomende leiding

S3

S3

grondleiding

15/107

Page 17: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305 21-4-2015 53

S1 Inslag in Object

S2 Inslag nabij object

S2

S3 Inslag in binnenkomende leiding

S1 S3

Gevaren:

- Inductie

spanningsversleping

- Via leiding grote

grondleiding

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305 21-4-2015 60

S1

S4

S1 Inslag in Object

S2 Inslag nabij object

S3 Inslag in binnenkomende leiding

S2

S4 Inslag nabij binnenkomende leiding

S3

Gevaren:

- Inductie

spanningstrechter

- Via de grond

16/107

Page 18: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305

Elektronica

• isolatie schade

• waarde componenten anders

• later storing

Latente schade

Kabels

• isolatie schade

• later kortsluiting

• brand

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305 21-4-2015 66

Bliksembeveiligingszones

LPZ 0A

S4 R

R

LPZ 0B LPZ 0B

LPZ 0B Geen directe inslag, deel bliksemstroom en inductie

LPZ 1 Geen directe inslag, deel bliksemstroom en inductie

Beveiligde volume binnen LPZ1 rekening worden gehouden

met afslaggevaar

LPZ 0A Directe inslag, volledige bliksemstroom

R Rolling sphere radius

S2

Beveiligde volume binnen LPZ1 en LPZ2 rekening gehouden met demping

LPZ 2 Geen directe inslag, inductie stroom, sterk gedempt veld

Bliksembeveiligingszones

S1

LPZ 0B

LPZ 2

ruimte

LPZ 1

S3

17/107

Page 19: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305 21-4-2015 67

Beveiligingsprincipe

Bliksembeveiliging

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305

Bollen theorie

Bollen theorie

Bollen theorie

18/107

Page 20: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305

Bollen theorie

Inslag gebied

Beveiligd gebied Inslag kans

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305

doorslag-traject

afgaande leidingen

vangleiding

Beschermings

hoek

opvanger

230V data

water gas

500KV

aardingssysteem

19/107

Page 21: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305

doorslag-traject

afgaande leidingen

vangleiding

Beschermings

hoek

opvanger

500KV

aardingssysteem

potentiaalvereffening

500KV

230V data

water gas

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305

scheidingsafstand

doorslag-traject

afgaande leidingen

vangleiding

Beschermings

hoek

opvanger

potentiaalvereffening 500KV

500KV

aardingssysteem

230V data

water gas

20/107

Page 22: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305

Geometrisch elektrisch model Vormt de basis van de opvanginrichting. Naast vermaasde geleiders spelen opvangstaven ook een belangrijke rol.

Potentiaalvereffening Is een must bij elke installatie.

Scheidingsafstand (scheiding tussen bliksemafleider en interne installatie)

Belangrijker, ivm afslag gevaar (stromen naar binnen). .

Aanpak bliksembeveiliging

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305

Beveiligingsprincipe

Overspanningsbeveiliging

21/107

Page 23: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305 75

Zonegrens elektronica

aarde

voeding

inductie

.

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305 76

Zonegrens elektronica

koppeling

Koppeling

voeding

aarde

data

telecom

inductie

.

22/107

Page 24: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305

Koppeling

77

telecom

data

aarde

koppeling

koppeling

koppeling

voeding

elektronica

potentiaalvereffening Beveiligingszonegrens

- app.grens

- ruimte grens

- gebouwgrens

inductie

Koppeling ????

Koppeling ????

Koppeling ????

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305

Overspanningsafleider

systeem

Doel: - Aanbieden gedefinieerde doorslagplaats

23/107

Page 25: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305

Overspanningsafleider

systeem

Doel: - Aanbieden gedefinieerde doorslagplaats

- Creëren beveiligingsnivo

Eisen:

- Afleidstroom

- Aanspreektijd

- Onderlinge coördinatie

- Plaats van de afleiders

- Manier van aansluiten

- Restspanning

- Geen beïnvloeding systeem

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305 80

telecom

data

grote

inductie

elektronica spanningsversleping

Spanning en stroom

te hoog voor

elektronica

elektronica

2e zonegrens

spanning en

stroom afgestemd

op apparatuur direct

voeding

aarde

.

24/107

Page 26: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305

Consequentheid is belangrijk Bijvoorbeeld op gebouwgrens dienen alle kabels in de potentiaalvereffening te worden opgenomen, ook die niet gebruikt worden.

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305

Aanpak overspanningsbeveiliging

Zone concept

Potentiaalvereffening en aarding is basis.

Gebouwgrens eerst Grootste risico weg Gunstige kosten/baten

Dan bekijken welke ruimten en/of welke apparatuur belangrijk is.

Aanvullende beveiliging

25/107

Page 27: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305 21-4-2015 83

NEN-EN-IEC 62305

Deel 2

Risico beheer

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305 84

Hoe vaak komt het voor ?

Wat zijn de risico’s ?

26/107

Page 28: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305

Hoe vaak komt het voor ?

Algemene verzekeraar

Technische verzekeraar

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305 21-4-2015 86

Wat zijn de risico’s

2 methoden

Risico afweging

Economische afweging

27/107

Page 29: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305 21-4-2015 87

Bepalen van het risico

Risico Aanvaardbaar

risico

Risico afweging

Afzetten tegen een aanvaardbaar risico

(bijv: brand, iets komt onder spanning, enz)

Inslag kans

→ uitgedrukt in een risico (bijv: 1 op de 10.000)

Kans op schade Gevolgen

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305 21-4-2015 88

Bepalen van het risico

Schade Kosten + rest schade

Afzetten tegen de kosten van preventie

Inslag kans

→ uitgedrukt in bedragen

Kans op schade Gevolgen

Economische afweging

28/107

Page 30: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305 21-4-2015 89

Risico afweging

Totaal risico ontleden in risico componenten.

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305 21-4-2015 92

D3

D2

D1

S1 S4 S3 S2 Inslag plaats

Gevolgen

Risico A

Risico V

Risico M Risico C

Risico B

Komt niet voor Risico U

Risico Z Risico W

Komt niet voor Komt niet voor

Komt niet voor

Risico componenten

Direct in gebouw Nabij gebouw Direct in leiding Nabij leiding

Letsel

Fysieke schade gebouw

Systeem uitval

8 risico componenten

29/107

Page 31: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305 21-4-2015 93

Inslag kans N:

Bliksem-inslagdichtheid (aantal inslagen per km2 per jaar)

Eigenschappen object (collectieve oppervlakte object)

Lokatie factor

Elk risico component is inslag

kans bepalend

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305

Hoe vaak slaat het in.

bliksemregistratie

Assen

Alkmaar

Arnhem

Zierikzee

Maastricht

Inslag kans

30/107

Page 32: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305 21-4-2015 96

1 3 5 10 15 20 25 30 35

Onweersdagen Europa per jaar

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305

Gemiddeld 200.000 inslagen per jaar.

Hoogst geregistreerde ca 450.000 inslagen per jaar.

Hoeveel inslagen op een bepaalde locatie ?

Eén zonnecyclus (11 jaar) dan pas meteorologisch

te bepalen.

Nu bijna 33 jaar bijgehouden……………….

Bliksem-inslagdichtheid

31/107

Page 33: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305

Aantal ontladingen per maand

Ontladingen in De Bilt

2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010

Aan

tal

on

tlad

ing

en

x 1

000

120

100

80

60

40

20

0

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305

Eén

ontlading

kunnen

meerdere

inslag

punten

hebben.

1 inslagpunt 50%

2 inslagpunten 40%

3 inslagpunten 4%

4 inslagpunten 3%

5 inslagpunten 1%

32/107

Page 34: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305

Bliksem-inslagdichtheid

Inslagen, per jaar, per km2

2,2 – 3,4 2,2-2,4

2,4-2,6

2,6-2,8

2,8-3,0

3,0-3,2

3,2-3,4

bron: KNMI

periode 1971 – 2000

Inslagen, per jaar, per km2 2.2 - 2,4 2,4 - 2,6 2,6 - 2,8 2,8 - 3,0 3,0 - 3,2 3,2 - 3,4

1 inslag per 0,4 km2

of

Binnen 356 m één keer per jaar

inslag

356 m

Ng = 0,04 . Td 1.25

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305 21-4-2015 101

Grond

oppervlak

L

W

3H

Object hoogte vertalen naar een effectief

grondoppervlak

H 1: 3

Verzamel oppervlakte risico object

Voorbeeld:

L = 100 m

W = 100 m

Ageb = 10.000 m2

H = 20 m

Ahoogte = 35.309 m2

Aeff = 45.309 m2

Zijaanzicht

33/107

Page 35: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305 102

Kans op inslag voor de

verschillende risico componenten

Directe inslag Risico A, B en C

Inslag in

aangrenzend object

Inslag in buiten leiding Risico U, V en W

Nabije inslag

omgeving object Risico M

Nabije inslag omgeving

buiten leiding Risico z

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305 21-4-2015 103

Bepalen van het risico A (kans op letsel bij directe inslag)

Inslag kans in object

Risico Aanvaardbaar

risico

Risico afweging

Rekening houdend met oa.:

• Gebouwconstructie

• Brand gevaar

• Afschermende werking gebouw

• Type Kabels

• Kabelgoten ed.

• Aanwezige beveiliging

Gevolgen

Kans op schade

Uitvoeren voor elke

8 risico componenten

Effecten zoals:

• Afhankelijk van gebruik van het gebouw

• Paniek gevaar

• Milieu gevaar

• Vervolg schade

34/107

Page 36: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305 21-4-2015 104

Het berekende risico wordt afgezet tegen

een aanvaardbaar risico

Risico afweging

verlies mensenlevens 1 op de 100.000 (10 -5 )

verlies openbare dienst 1 op de 1.000 (10 -3 )

verlies cultureel erfgoed 1 op de 1.000 (10 -3 )

verlies economische waarden 1 op de 1.000 (10 -3 )

Aanvaardbaar risico

Risico

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305 21-4-2015 105

Conclusie:

er moet heel veel gerekend worden.

De risico berekeningen moeten meerdere malen gedaan worden

Zonder beveiliging (beveiliging nodig ?).

Met oplopende beveiligingsgraden (welke klasse).

Voor elke 8 risico componenten.

Herhaald voor economische afwegingsberekening.

Bij elke berekening wordt naar ca. 50 factoren gekeken.

Risico berekeningen

35/107

Page 37: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305 21-4-2015 108

Risk Assessment Calculator

Expert For intern use

Version 3

Based on

62305 -2 edition 2

M.H. Hartmann

IEC 62305 Protection against lightning

Part 2: Risk management

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305 21-4-2015 109

36/107

Page 38: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305

Risicoklasse-indeling

overspanningsbeveiliging

Voorheen: Infoblad 55 van NCP

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305

Risicoklasse-indeling

overspanningsbeveiliging NPR 8110

Risico berekening

Kans op overspanning Kans op schade (gevoeligheid en waarde installatie / apparatuur)

Gevolgschade

Punten systeem → risico klasse (1 t/m 5)

Ligging gebouw Aansluitingen Waarde Belang

Risico klasse → maatregelen (gebaseerd op zone-indeling)

Gebouwgrens Apparatuurgrens Gebouw en apparatuurgrens

37/107

Page 39: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305

Web Site BliksemRisico.nl – Apparatuur

kantoor

kantoor

Einde deel2 → samenvatting

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305 21-4-2015 113

Samenvattend:

De risico analyse vormt de basis. Het bepaalt wel of geen installatie. Het bepaalt ook de keuze van “welke installatie vorm”.

Geometrisch elektrisch model vormt de basis van de opvanginrichting.

Naast vermaasde geleiders spelen opvangstaven ook een belangrijke rol.

Potentiaalvereffening en scheidingsafstand zijn belangrijke onderdelen van een installatie.

Uitgangspunten NEN EN IEC 62305 :

38/107

Page 40: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305 21-4-2015 114

Beveiliging van elektrische en elektronische systemen.

Uitgangspunt is het zone concept. Potentiaalvereffening, aarding, magnetische afscherming en leidingloop vormen de basis. Aangevuld met gecoördineerde overspanningsbeveiliging.

Zonder een goede zone indeling, potentiaalvereffening,

aarding en coördinatie, hebben overspanningsafleiders geen zin.

Uitgangspunten NEN EN IEC 62305 :

Samenvattend:

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305

Vragen

Nieuwe norm bestellen, ga naar www.nen.nl

Web-sites:

www. BliksemRisico. nl www. Bliksem. Info www. Aarding. Info

Boek:

Herschreven Handboek voor Bliksembeveiliging (volgens NEN-EN-IEC 62305)

(zie www. SchaapBliksem . nl)

Voor vragen, tips, ontwerpen en maatregelen:

39/107

Page 41: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

SCHAAP NEN-EN-IEC 62305 21-4-2015 116

Te bestellen bij

mybusinessmedia.nl

Of bij de boekhandel

40/107

Page 42: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

NEN-EN-IEC 62305 deel 3

Ing. J.M. Hofland

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland2

Organisatie

Van der Heide Groep

Bliksembeveiliging BV Bliksembeveiliging Inspecties BV

Inspecties & Opleidingen BV

KathodischeBescherming&

Corrosie Engineering BV

Beheer

41/107

Page 43: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

3

Van der Heide Groep

200 medewerkers

Hoofdkantoor Kollum

Amsterdam

Enter

Hoogvliet

Leerdam

Roermond

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland4

Maasmethode

42/107

Page 44: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland5

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland6

Maasmethode

43/107

Page 45: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland7

Maasmethode

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland8

Kijkt u eens rond op onze website:

www.vanderheide.nl

44/107

Page 46: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland9

NEN-EN-IEC 62305-3

• Beveiliging in en rondom object tegen:– fysieke schade,– letsel van levende wezens ten gevolge

van aanraak- en stapspanningen

• Een LPS conform deel 3 bestaat uit:– Externe bliksembeveiliging– Interne bliksembeveiliging

• ter voorkoming van gevaarlijke vonkvorming, dus niet voor beveiliging van apparatuur

• Beveiliging van apparatuur is te vinden in deel 4

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland10

aardingsinstallatie

afgaande leidingen

opvanginstallatie

Bliksembeveiligingsinstallatie

isolatie/ potentiaalvereffening

45/107

Page 47: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland11

Opvangmethoden

• De norm NEN-EN-IEC 62305 kent 3 opvangmethoden:– Rollende bol methode– Beveiligde hoek methode – Maas methode

• Zijn er nog andere methoden?

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland12

Andere opvangmethoden?• o.a. ESE (early streamer emission)

- Er moet alleen gekeken worden naar de werkelijke fysieke afmetingen van de metalen opvanginrichtingen.

- Het beveiligde gebied is alleen te bepalen met rollende bol methode of hoekmethode.

46/107

Page 48: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland13

Einddoorslaglengte

Hoofdontlading

LPL

(bliksembeveiligingsniveau)

I II III IV

Minimale piekstroom (kA) 3 5 10 16

Einddoorslaglengte r (m)(of de straal van een bol)

20 30 45 60

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland14

Bron: Dehn Neumarkt

Rollende bol methode

47/107

Page 49: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland15

Bron: Dehn Neumarkt

Rollende bol methode

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland16

Rollende bol methode

48/107

Page 50: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland17

Rollende bol methode

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland18

Beveiligde hoek methode

h

α0

beide oppervlakten zijn gelijk

49/107

Page 51: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland19

Beveiligde hoek methode

Is rechtstreeks afgeleid van rollende bol methode

Maximaal bruikbare hoogte is beperkt, afhankelijk van klasse

klasse bliksem bolstraal

I 20II 30III 45IV 60

r

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland20

α0 = 53

s

Beveiligde hoek methode

klasse IV

h = 20m

- hoogte bepalen - bij klasse hoek aflezen

50/107

Page 52: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland21

α0 = 48

s

Beveiligde hoek methode

klasse III

- hoogte bepalen - bij klasse hoek aflezen

h = 20m

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland22

α0 = 38

s

Beveiligde hoek methode

klasse II

- hoogte bepalen - bij klasse hoek aflezen

h = 20m

51/107

Page 53: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland23

Beveiligde hoek methode

klasse I

α0 = 22

s - hoogte bepalen - bij klasse hoek aflezen

h = 20m

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland24

Maas methode

Geschikt voor algemeen gebruik en in het bijzonder voor vlakke oppervlakten (horizontaal en vertikaal)

Geen gedoogbeleid: maximaal = maximaal!

Type LPS Maximale

maaswijdte (m)

I 5 x 5

II 10 x 10

III 15 x 15

IV 20 x 20

52/107

Page 54: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland25

Maasmethode

voordeel:- goede stroomverdeling, dus kleinere kans op afslag

NEN 62305 versus NEN1014 Inspektie Januari 2015 J.M. Hofland26

Maasmethode

53/107

Page 55: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland27

Maasmethode

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland28

Hoge objecten

Bij objecten lager dan 60 m is de kans op zijdelingse inslag enkele procenten.

r

r

r

r

54/107

Page 56: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland29

Beveiliging tegen zijdelinge inslag

58m

- tot h = 60 m is geen opvanginrichting tegen de gevel vereist

150m

120m

180 m

120 m

80% = 144 m

- aanvullend: gehele geveldeel boven h = 120 m beveiligen

120m

96m

65m

60m

- vanaf h = 60 m alleen de bovenste 20%

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland30

Zijdelingse inslag

totale hoogte = 115 m(20 % = 23 m)

tussen 92 m en 115 m hoogte opvangfunctie, dus leidingen aan buitenzijde

vanaf 92 m hoogte tot maaiveld afgaande leidingen, dus mogen uit zicht worden weggewerkt

55/107

Page 57: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland31

Bliksembeveiligingsmateriaalopvanginrichtingen en afgaande leidingen

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland32

Natuurlijke componenten

materiaaldikte a

t (mm)dikte b

t' (mm)dikte c

t‘‘ (mm)Lood - 2 -Staal (RVS, verzinkt) 4 0,5 2,5Titaan 4 0,5 2,5Koper 5 0,5 2Aluminium 7 0,65 3Zink - 0,7 -

a dikte t voorkomt doorslag, verhitte plaatsen of ontbrandingb dikte t' alleen voor metalen platen, indien doorslag, plaatselijke verhitting of

ontbranding geen problemen opleveren

Minimumdikte van metalen platen en metalen buisleidingen in opvanginrichtingen

c dikte t’’ voor metaalfolie als doorboren en ontstekingsproblemen behoren te worden voorkomen maar hotspots niet belangrijk zijn (NPR 1014)

56/107

Page 58: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland33

Praktijkvoorbeeld

•Materiaaldikte•Continuïteit•Overgangsweerstanden

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland34

Kans op inslag

Met het Geometrisch Elektrisch Model wordt bepaald:Grootste kans op inslag:

– hoekpunten– dakranden– uitstekende punten (dakopstanden)

Kleinere kans op inslag:– dakvlakken– muurvlakken

57/107

Page 59: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland35

Plaatsing opvangleiding

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland36

Plaatsing opvangleiding

58/107

Page 60: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland37

Plaatsing opvangleiding

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland38

Beveiliging d.m.v. opvangers

opvangers op het object

opvangers op afstand rondom het object, i.v.m. Ex-zone

Bron: Dehn Neumarkt

59/107

Page 61: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland39

Beveiliging d.m.v. vangleidingen(veelal bij objecten in Ex-zones)

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland40

Afgaande leidingen

• Functies:– Het zo klein mogelijk houden van de lengte van

stroompaden vanaf het inslagpunt naar de grond– Het aanbieden van meerdere parallelle stroompaden

meer afgaande leidingen = betere stroomverdeling, lagere stroomsteilheid, dus minder kans op afslag en minder inductie in het object

• Belangrijk:– Geometrie: het aanhouden van gelijke afstanden

tussen de afgaande leidingen rondom het object.

60/107

Page 62: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland41

Afstand tussen afgaande leidingen en tussen ringleidingen

Beveiligingsklasse Typerende afstand m

I 10

II 10

III 15

IV 20

Incidenteel is +/- 20 % afwijking toegestaan, mits dit in de nabijheid wordt gecompenseerd.

Dit geldt dus zowel verticaal als horizontaal met zogenaamde ceintuurleidingen.

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland42

Afgaande leidingen

61/107

Page 63: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

NEN 62305 versus NEN1014 Inspektie Januari 2015 J.M. Hofland43

Afgaande leidingen

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland44

Afgaande leiding via gevelbeplating

62/107

Page 64: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland45

Afgaande leiding via staalconstructie

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland46

AardingssysteemBliksem heeft een hoog-frequent karakter (volgontladingen tot meer dan 3 MHz)Door hun zelf-inductie hebben lange elektroden minder effect. Om bliksemstroom goed in de bodem te verspreiden zijn van belang:

- vorm- afmetingen

Beter zijn:- meerdere korte elektroden- ringleidingen- vermaasde ringleidingen

Over het algemeen wordt een lage verspreidingsweerstand aanbevolen, in ieder geval lager dan 10 .

Eén geïntegreerd systeem voor bliksem, netvoeding en data-/ telecomsystemen wordt geadviseerd.

63/107

Page 65: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland47

• Mogelijke functies:– geleiding naar en verspreiding van stroom in aarde– potentiaalvereffening tussen afgaande leidingen– potentiaalsturing in de buurt van gebouwen

Aardingsinstallatie

1 m 3 m 3 m

0,5 m1,0 m

1,5 m

3 m

2,0 m

U (

kV

)

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland48

“Vee door bliksem getroffen”

“stapspanningen”

835 schapen gedood in

1939

64/107

Page 66: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland49

“Koe door bliksem getroffen”

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland50

Lichtenberg figuurop golfbaan

65/107

Page 67: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland51

persoonlijke ongelukken

26-8-2006 Vorden

2 doden bij begrafenis

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland52

• Type A– verticale losse elektrode– horizontale losse elektrode

Type aardingsopstelling

66/107

Page 68: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland53

• Type B– een ringleiding in de fundatie– een ringleiding in de bodem rondom het object– een combinatie van ringleiding met aanvullende

elektroden

Type aardingsopstelling

• Functies:– geleiding naar en verspreiding van stroom in aarde– potentiaalvereffening tussen afgaande leidingen– potentiaalsturing in de buurt van gebouwen

• Type B heeft voorkeur bij objecten met:– uitgebreide elektronische systemen– hoog brandrisico

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland54

Fundatieaarding

67/107

Page 69: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland55

Fundatieaarding

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland56

Vermaasde aardingsinstallatiemaaswijdte 40 m

maaswijdte 20 m

2

1

3

4

1

1 = gebouw met vermaasd netwerk van wapening

2 = toren binnen de installatie3 = stand-alone apparatuur4 = ondergrondse kabeloversteken

68/107

Page 70: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland57

Scheidingsafstandom afslag te voorkomen

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland58

meervoudige ontlading

0

20

40

60

80

ST

RO

OM

ST

ER

KT

E (

kA

)

0 100 1000200 300 400 500 600 700 800 900

TIJD (ms)

HOOFDONTLADING

DEELONTLADINGEN KUNNEN VOLGEN

STROOMPIEK NA

DEELONTLADING

+ 500 A

69/107

Page 71: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland59

amplitude-dichtheid(van directe inslagen)

0

5

10

15

20

25

30

35

40

frequentie (Hz)

stro

om

ster

kte

(k

A)

langdurige ontladinghoofdontladingvolgontlading

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland60

ElektriciteitsleerLeiding-impedantie i.v.m. afslag

Z = R2 + XL2

XL = 2 x f x L (L 1 H/ m)

Cu 50 mm2 R = 0,35 m/ m

Bij 50 Hz:

XL = 2 x 3,14 x 50 x 1 x 10-6

= 0,3 m/ m

R = 0,35 m/ m

Z = 0,46 m/ m

Bij 10 kA U = 4,6 V/m

70/107

Page 72: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland61

Leiding-impedantie

Z = R2 + XL2

XL = 2 x f x L

Bij 25 kHz:

XL = 2 x 3,14 x 25 x 103 x x 10-6

= 0,16 / m

R = 0,35 m/ m

Z = 0,16 / m

Bij 10 kA U = 1,6 kV/m !!

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland62

Leiding-impedantie

Bij 10 kA U = 63 kV/m !!

XL = 2 x 3,14 x 1 x 106 x1 x 10-6

= 6,3 / m

R = 0,35 m/ m

Z = 6,3 / m

Bij 1 MHz:

71/107

Page 73: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland63

Scheidings-afstand

50 Hz10 – 30 kHz

1 kHz – 3 MHz

I (kA)

t (s)

afgaande leiding

interne leiding

R

LI

U

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland64

Voldoende afstand?

72/107

Page 74: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland65

apparatuur

apparatuur

HVI

Bliksemdeelstroom

IU

I

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland66

Afslag

U

apparatuur

apparatuur

HVI

IU

73/107

Page 75: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland67

Historie aansluiting dakopstanden

opvanger

isolatie-afstand?

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland68

Beveiliging dakopstanden

voldoende afstand houden

opvanger voldoende hoog

74/107

Page 76: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland69

Afstand houden(hoe het niet moet)

Oplossing:- dakleidingen verplaatsen- elektrische leidingen verplaatsen

(Elektrische) leidingen zouden niet over het dak moeten lopen!

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland70

Factoren die scheidingsafstand 's' bepalen

afgaande leiding

interne leiding

isolatiewaarde medium

aantal afgaande leidingen

I (kA)

t (s)

stroomsteilheid

hoogte betreffende punt

klasse I II III/ IV

stroomsteilheid (kA/s)

20 15 10

75/107

Page 77: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland71

Elektrische scheiding

Indien scheidingsafstand 's' niet haalbaar is, dan moet potentiaalvereffening worden toegepast!Potentiaalvereffening van actieve geleiders te realiseren d.m.v. overspanningsafleiders.

Belangrijk:Houd er rekening mee dat door de potentiaalvereffeningsleidingen een bliksemdeelstroom kan vloeien. afgaande

leidinginterne leiding

Potentiaalvereffeningscheidingsafstand d

76/107

Page 78: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

Potentiaalvereffeningscheidingsafstand d

d >s

Tabel 10

Class of LPS Ki

I 0,08

II 0,06

III en IV 0,04

Aantal afg.

leidingen

n

Kc

1 1

2 1….0,5

4 en meer 1….1/n

Tabel 11

Materiaal Km

lucht 1

Beton, steen 0,5

Overige

materialen in

behandeling?

Tabel 12

Potentiaalvereffeningvoorbeeld afstand d

• Ki = 0,04

• Kc = 0,2

• Km = 0,5

• L = 20m

0,04 x 0,2 x 20

0,5= = 32 cm

77/107

Page 79: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

Potentiaalvereffeningvoorbeeld afstand d

Afstand d > 32 cm

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland76

Situaties die voor zich spreken….?

UTP-datalijn

78/107

Page 80: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

NEN 62305 versus NEN1014 Inspektie Januari 2015 J.M. Hofland77

Zonnepanelen op dak

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland78

Zonnepanelen op dak

79/107

Page 81: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland79

Interne bliksembeveiliging

• Vroeger…………

• Tegenwoordig………

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland80

Interne bliksembeveiliging

- elektrische netvoeding- waterleiding- gasleiding- tele- en datacommunicatie- CAI- M&R-leidingen

80/107

Page 82: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland81

Interne bliksembeveiliging

• Gevaarlijke vonkvorming kan ontstaan tussen de LPS en:– metalen delen (installaties);– interne systemen;– binnenkomende geleidende delen en bekabeling.

Dit moet worden voorkomen:–op maaiveldhoogte d.m.v.:

•potentiaalvereffening –langs de gevels en op daken d.m.v.:

•elektrische scheiding van de externe LPS of•potentiaalvereffening.

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland82

Vermaasde potentiaalvereffening

Betonstaal

voldoet aan:- NEN-EN-IEC 62305- IEC 61000-5-2

(= EMC-richtlijn)

81/107

Page 83: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland83

Verdeling stootstroom naar inkomende leidingen

Inslagstroom verdeelt zich over:- aardingsinstallatie van de LPS;- uitwendige geleidende delen (elektrisch en mechanisch).

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland84

Bliksempotentiaalvereffening

Advies:- De binnenkomst van alle mechanische en elektrische

geleiders concentreren op één locatie;- Buitenkabels altijd als gearmeerde/ afgeschermde kabel

uitvoeren (of als glasvezel);- Geen UTP-datakabels in pvc-pijp in grond,

maar in metalen pijp!!

82/107

Page 84: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland85

Bliksempotentiaalvereffening inkomende leidingen

• Alle geleiders van alle leidingen die met het object zijn verbonden moeten op het punt van binnenkomst in de bliksempotentiaalvereffening worden opgenomen:– rechtstreeks;– via overspanningsafleiders.

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland86

Keuze overspanningsafleidernetvoeding

• Afleidstroom• Restspanning• Netvolgstroom• Configuratie• Voorzekering• Toeters en bellen

83/107

Page 85: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland87

Signaallijnbeveiligingkeuze wordt bepaald door:

• op welke zone komt de beveiliging;• vereiste afleidstroom;• maximale werkspanning;• configuratie;• data-protocol;• maximale bedrijfsstroom;• frequentiebereik/ Bautrate;• maximale demping;• aansluittechniek;

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland88

Onderhoud en inspectie

– de LPS voldoet aan het ontwerp;– de LPS geen gebreken vertoont;– uitbreidingen in de LPS worden opgenomen.

• Doel:

– Visueel;– Beproeving d.m.v. meting.

• Hoe:

waarborgen dat:

84/107

Page 86: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland89

Onderhoud en inspectie

– Tijdens de bouw (vooral bij componenten die nadien verborgen en ontoegankelijk zijn),

– Na voltooiing van de installatiewerkzaamheden,– Op periodieke basis (afhankelijk van aard van object,

corrosieproblemen en beveiligingsklasse),– Na wijzigingen, uitbreidingen en reparaties,– Na blikseminslag op het object (in verband met

mechanische krachten, overgangsweerstanden, etc.).

• Wanneer:

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland90

NPR 1014

Aanvullende informatie m.b.t.:1. Economische afweging2. Externe bliksembeveiliging3. Interne bliksembeveiliging4. Inspectie5. Objecten met gasontploffingsgevaar6. Objecten met brandgevaar7. Objecten met ontplofbare stoffen8. Speciale objecten (kraan, molen, dakbedekking riet/stro,

stadions, sportvelden, torens)

85/107

Page 87: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland91

principe onweersdetectie

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland92

Inslagen Utrecht

86/107

Page 88: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland93

Inslagen 28 juni 2011Kedichem (straal 12 km)

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland94

Inslagen 28 juni 2011Kedichem

87/107

Page 89: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland95

Onweersbui 28 juni 2011Kedichem

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland96

Onweerdataservice

88/107

Page 90: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland97

Onweerdataservice

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland98

Onweerdataservice

89/107

Page 91: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland99

Samenvatting

Rollende bol methode biedt efficiënte opvang van de bliksem;

Het liefst geen verbindingen meer op dak met ventilatoren, etc.

Beter een goed aardingsontwerp dan een lage aardingsweerstand (10 ohm is genoeg);

Bliksem-potentiaalvereffening is van veel groter belang geworden (3 MHz);

Onweerdataservice een nieuwe dienstverlening om risico’s te beperken

Themadag NEN-EN-IEC 62305 J.M. Hofland100

Zijn er nog vragen?

Bedankt voor uw aandacht

90/107

Page 92: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

Welkom in de wereld van...

René Bruins

Overspanningsbeveiliging

2 Themadag bliksembeveiliging | R.Bruins | 2015

Inleiding NEN-EN-IEC 62305-4

“Bliksem als bron van schade is een verschijnsel waarbij zeer hoge energie optreedt”

“De bij blikseminslagen vrijkomende energie is vele honderden megajoule groot”

“Om elektronische apparatuur te beschadigen is enige milli-jouleal toereikend”

91/107

Page 93: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

InleidingEffecten van blikseminslag op objectIEC 62305-1

Soort object naar functie

en/of inhoud

Effecten van blikseminslag

Woonhuis Doorslag van elektrische installaties, brand en materiële schade

Schade blijft gewoonlijk beperkt tot objecten die zijn blootgesteld aan het inslagpunt of aan het pad van de bliksemstroom

Falen van geïnstalleerde elektrische en elektronische uitrusting en systemen (bijv. televisietoestellen, computers, modems, telefoontoestellen enz.)

Agrarisch bedrijfsgebouw Primair risico van brand en gevaarlijke stapspanningen alsmede materiële schade

Secundair risico ten gevolge van storing van elektrische stroom, en levensgevaar voor de veestapel door falen van elektrische regeling van ventilatie- en voedingssystemen enz.

3 Themadag bliksembeveiliging | R.Bruins | 2015

InleidingEffecten van blikseminslag op objectIEC 62305-1

Soort object naar functie

en/of inhoud

Effecten van blikseminslag

Theater, hotel, school, warenhuis, sportaccommodatie

Schade aan de elektrische installaties (bijv. elektrische verlichting) waardoor waarschijnlijk paniek wordt veroorzaakt

Falen van brandalarmering waardoor vertraging bij de maatregelen voor brandbestrijding ontstaat

Bank, verzekeringsbedrijf, handelshuis enz.

Als boven, met daarbij problemen door het wegvallen van communicatie, falen van computers en verlies van gegevens

Industrie Aanvullende effecten, afhankelijk van wat er zich in de fabrieken bevindt, van geringe tot onacceptabel grote schade en verlies van productie

4 Themadag bliksembeveiliging | R.Bruins | 2015

92/107

Page 94: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

NEN-EN-IEC 62305-4

Inhoud:

Ontwerp en installatie van een beveiliging tegen LEMP

Aarding en potentiaalvereffening

Magnetische afscherming en leidingloop

Gecoördineerde overspanningsbeveiliging

Beheer van een LPMS (LightningProtection Measures System)

5 Themadag bliksembeveiliging | R.Bruins | 2015

Apparatuur

Behuizing

Bliksem-deelstroom

I0,H0

LPZ 0

LPZ 1

LPZ 2

Het beveiligen van elektrische en elektronische systemen.

Aarding en vereffening

Afscherming

leidingloop

Gebouw

Ruimte

Apparatuur

Ontwerp en installatieBliksembeveiligingszones

6 Themadag bliksembeveiliging | R.Bruins | 2015

93/107

Page 95: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

BasisbeschermingsmaatregelenAarding en potentiaalvereffening

Voorkomen van (gevaarlijke) potentiaalverschillen

Reduceren van (bliksem) stromen

7 Themadag bliksembeveiliging | R.Bruins | 2015

Gesloten kabelkanalen(invloed elektromagnetischevelden verminderen)

Gescheiden kabelvoeding (voorkomen van inductielussen)

BasisbeschermingsmaatregelenMagnetische afscherming en leidingloop

8 Themadag bliksembeveiliging | R.Bruins | 2015

94/107

Page 96: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

Apparatuur

Behuizing

Bliksem-deelstroom

I0,H0

LPZ 0

LPZ 1

LPZ 2

Het beveiligen van elektrische en elektronische systemen.

(HVI)SPD 0/1

Gecoördineerde overspanningsafleiders (SPD’s)

(OVI)SPD 1/2SPD

(WCD)

Ontwerp en installatieGecoördineerde overspanningsbeveiliging (SPD)

9 Themadag bliksembeveiliging | R.Bruins | 2015

A

B

S2 S3

S1

A

B

S2 S3

S1

A

B

S2 S3

S1

Overspanningsbeveiliging SPDPrincipe

10 Themadag bliksembeveiliging | R.Bruins | 2015

95/107

Page 97: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

Transiënten technologieGecoördineerde overspanningsbeveiliging (SPD)

10/350 µs (IEC 61312-1) LEMP

8/20 µs (IEC 60060-1) SURGE

810 20 t

µs

1,0

0,5

0,0

0 100 200 300 350

Impuls vormen.

11 Themadag bliksembeveiliging | R.Bruins | 2015

Overspanningsbeveiligingen (SPD’s) moeten bestand zijn tegen het te verwachten deel van de (bliksem)stroom dat erdoorheen vloeit, zonder zelf te worden beschadigd. Hiertoe dienen de SPD’s te voldoen aan de volgende beproevingseisen:

IEC 61643-11 - voor netvoedingssystemen IEC 61643-21 - voor telecommunicatie- en signaleringssystemen

BasisbeschermingsmaatregelenEisen aan (gecoördineerde) overspanningsbeveiliging

12 Themadag bliksembeveiliging | R.Bruins | 2015

96/107

Page 98: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

IEC 61643-11

Classificatie

T1 T2 T3

13 Themadag bliksembeveiliging | R.Bruins | 2015

hoofdverdelingZONE 1

onderverdelingZONE 2

ZONE 0 buiten

4 kV 2,5 kV

eindapparaatZONE 3

1,5 kV

OverspanningsbeveiligingszonesNetbeveiliging

14 Themadag bliksembeveiliging | R.Bruins | 2015

97/107

Page 99: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

BeveiligingselementenNetbeveiliging (T1+T2/B+C/Klasse 1+2)

- Umax. :- Ubev. :- Iafl. :- Max. :

350 V AC1,5 kV

100 kA (10/350 µs)315 A gG

Specificaties:

Toepassing:

Netbeveiliging bij directe en indirecte blikseminslagin hoofdverdeling

FLASHTRAB

FLT-SEC-…

15 Themadag bliksembeveiliging | R.Bruins | 2015

steekbare

bliksemstroomafleider

mechanische

polarisatie

Netvolgstroom vrij

beveiligings-

niveau

< 1,5 kV

steekbare

overspanningsafleider

AfleidercombinatieFLASHTRAB SEC safe energy control

16 Themadag bliksembeveiliging | R.Bruins | 2015

98/107

Page 100: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

BeveiligingselementenNetbeveiliging (T2/C/Klasse 2)

- Unom. :- Ubev. :- Iafl. :- Max. :

350 V AC1,4 kV

40 kA (8/20 µs)315 A gG

Specificaties:

Toepassing:

Netbeveiliging bij indirecte blikseminslag in hoofd / onderverdeling

VALVETRAB

VAL-SEC…

17 Themadag bliksembeveiliging | R.Bruins | 2015

BeveiligingselementenNetbeveiliging (T3/D/Klasse 3)

MAINTRAB

MAINS-PLUGTRAB

- Unom.- Inom. :- Ubev. :- Ubev. :- Iafl. :

230 V AC26A

1,50 kV (Ucm)1,35 kV (Udm)3 kA (8/20 µs)

Specificaties:

Toepassing:

Net-apparaatbeveiligingbij indirecte blikseminslag

18 Themadag bliksembeveiliging | R.Bruins | 2015

99/107

Page 101: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

Installatie aspecten

Installatie/apparatuur

F1

N

L1

F2

SPD’s

Type 1 + 2

PE

In

Umax. voor installatie (apparatuur)

maximale leidinglengte

SPD Type 3

19 Themadag bliksembeveiliging | R.Bruins | 2015

Leidinglengte !!

Installatie aspecten

20 Themadag bliksembeveiliging | R.Bruins | 2015

100/107

Page 102: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

Installatie/ apparaat

F1

N

L1

F2

SPD’s

= Umax

demo

∆UL = L* ΔiΔt

1 m ~ 1 µH ~ 1kV (ekstra)

Installatie aspecten

21 Themadag bliksembeveiliging | R.Bruins | 2015

Potentiaal-vereffeningsrail

Lengte van de aansluitleidingen

0,5 m

0,5 m

L

SPD

Parallelle aansluiting

Potentiaal-vereffeningsrail

PE-rail

L

SPD

V-vormige (serie) aansluiting

22 Themadag bliksembeveiliging | R.Bruins | 2015

Installatie instructie

101/107

Page 103: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

Installatie/apparatuur

F1

N

L1

F2

SPD’s

PE

In

???

Kortsluiting OverbelastingSelectiviteit

Functie zekering F2:

Installatie aspecten

23 Themadag bliksembeveiliging | R.Bruins | 2015

juiste zekering /geen zekering

Specificatie SPD

24 Themadag bliksembeveiliging | R.Bruins | 2015

Video

102/107

Page 104: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

Effectieve beveiligingskring

Antenne

M&R, I/Odata/communicatie-leidingen

25 Themadag bliksembeveiliging | R.Bruins | 2015

voeding

Detectielus

Bliksem-deelstroom

Voorbeeld van (zone) conceptvideo bewaking en detectie lussen (automatische poort)

Apparatuur

Regelkast

LPZ 0

LPZ 1

LPZ 2

SPD Type 1

SPD Type 2

?

Camera

Video/data/telecom

26 Themadag bliksembeveiliging | R.Bruins | 2015

103/107

Page 105: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

EN 61643-22 (2004-11)

LPZ 0/1 LPZ 1/2 LPZ 2/3

Preferred IEC category

27 Themadag bliksembeveiliging | R.Bruins | 2015

Power

Supply

Information

Technology

IEC 61643-22 (2004-11)

(IB)

(m)

(l)

(n)

(h) (p)

(d)

(d)

LPZ 1LPZ 2

LPZ 0B

(j)

(k)

LPZ 0A

ITC

IB50%

IB50%

LPZ 3

(o)(f) (g)ITE

T3

T1

T2

C1

C2

D1

Preferred

IEC category

28 Themadag bliksembeveiliging | R.Bruins | 2015

“Verschillende beveiligings

niveau’s kunnen worden

gecombineerd in één

overspanningsbeveiliging,

middels een gecombineerde

beveiligingsschakeling”

104/107

Page 106: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

Overspanningsbeveiliging voor videosystemen

29 Themadag bliksembeveiliging | R.Bruins | 2015

TERMITRAB TT COMTRAB CT(M)PLUGTRAB PT-IQ

BOUWVORMEN

Beveiligingselementen

30 Themadag bliksembeveiliging | R.Bruins | 2015

105/107

Page 107: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

CHECKMASTER voor controle van de SPD’s

PC-interface voor gedetailleerde documentatie

volautomatisch testapparaat

barcode scanner voor herkenning van de

teststekers

31 Themadag bliksembeveiliging | R.Bruins | 2015

video

Afsluiting Themadag BliksembeveiligingMeer informatie

Informatie-/evaluatieformulier

Internet:

http://www.schaapbliksem.nl/

http://www.vanderheide.nl/

http://www.phoenixcontact.nl/

32 Themadag bliksembeveiliging | R.Bruins | 2015

106/107

Page 108: Phoenix Contact, Themamiddag Alles over bliksembeveiliging

Themadag bliksembeveiliging | R.Bruins | 2014

Vragen?

Themadag bliksembeveiliging | R.Bruins | 2014

Eet smakelijk

107/107