Induced and ground potential voltage components in analysis of separation distance for lightning protection in buildings

• Autorzy: Markowska R.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2016.12.67

Warianty tytułu

PL

Składowe napięcia indukowana i związana z rozkładem potencjału w gruncie w analizie odstępów izolacyjnych do celów ochrony odgromowej w budynkach

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents numerical analysis of voltages between LPS and nearby electrical equipment, and separation distances necessary to prevent dangerous sparking during direct lightning strikes. The analysis is focused on the role of induced and ground potential voltage components. The computation of voltages was carried out with specialized software that uses advanced numerical methods based on electromagnetic field theory approach. Based on the results sparking distances were calculated and compared with separation distances according to EN 62305-3.

PL

Artykuł przedstawia analizy numeryczne napięć pomiędzy LPS a pobliskim urządzeniem elektrycznym oraz odstępów izolacyjnych wymaganych w celu uniknięcia przeskoków podczas wyładowań piorunowych. Analizowano rolę dwu składowych napięcia: indukowanej i związanej z rozkładem potencjału w gruncie. Obliczenia napięć wykonano za pomocą oprogramowania wykorzystującego metody numeryczne oparte na teorii pola. Na bazie wyników wyznaczono odległości przeskoku i porównano je z odstępami izolacyjnymi zgodnie z EN 62305-3.

Słowa kluczowe

EN

lightning protection in building; separation distance; surge withstand; numerical computation

PL

ochrona odgromowa; odstęp izolacyjny; wytrzymałość udarowa; obliczenia numeryczne

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2016
• Tom: R. 92, nr 12
• Strony: 265--270
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Markowska R.

• Politechnika Białostocka, Wydział Elektryczny, ul. Wiejska 45d, 15-351 Białystok

Bibliografia

• [1] EN 62305-1:2011 (IEC 62305-1:2010, modified), Protection against lightning - Part 1: General principles
• [2] EN 62305-3:2011 (IEC 62305-3:2010, modified), Protection against lightning - Part 3: Physical damage to structures and life hazard
• [3] Sowa A. W., Analysis of separation distances between LPS and devices on the building roof, Przegląd Elektrotechniczny (Electrical Review), ISSN 0033-2097, R. 86 (2010), nr. 3, 78– 80
• [4] Heidler F., Zischank W., Kern A., Analysis of separation distances for lightning protection systems including natural components, Proceedings of 28th ICLP, Kanazawa, Japan, (2006), 1418–1423
• [5] Beierl O., Steinbigler H., Induzierte Überspannungen im Bereich von Ableitungen bei Blitzschutzanlagen mit maschenförmigen Fanganordnungen, Proceedings of 18th International Conference on Lightning Protection, ICLP, München, Germany, (1985), Paper 4.1.
• [6] Kind D., Die Aufbaufläche bei Stoßbeanspruchung technischer Elektrodenanordnungen in Luft, Ph. D. Thesis, TH München, 1957
• [7] Zou J., Lee J., Ji L., Chang S., Zhang B., He J., Transient simulation model for a lightning protection system using the approach of a coupled transmission line network, IEEE Transactions on EMC, vol. 49, (2007), 614–622
• [8] Wang S., He J., Zhang B., Chen S., Yu Z., Numerical electromagnetic analysis of lightning protection system over lossy ground, 2008 Pacific Symposium on EMC & 19th International Zurich Symposium on EMC, Singapore, (2008), 247–250
• [9] Geri A., Visacro S. F., Grounding systems under surge conditions: comparison between a field model and a circuit model, Proceedings of 26th International Conference on Lightning Protection, Cracow, Poland, (2002), 411–416
• [10] Aniserowicz K., Analiza efektu dyspersji w modelu antenowym kanału wyładowania atmosferycznego z rozłożoną indukcyjnością, Przegląd Elektrotechniczny (Electrical Review), ISSN 0033-2097, R. 92 (2016), nr. 2, 5–7, doi:10.15199/48.2016.02.02
• [11] Markowska R., Wiater J., Komputerowe metody analizy impulsowych narażeń elektromagnetycznych, Przegląd Elektrotechniczny (Electrical Review), (2007), nr. 9, 68–70
• [12] Markowska R., Przeskoki iskrowe do instalacji i urządzeń umieszczonych na dachach podczas wyładowań piorunowych w budynki, Przegląd Elektrotechniczny (Electrical Review), ISSN 0033-2097, R. 88 (2012), nr. 2, 73–75 (in Polish)
• [13] Markowska R., Danger of flashovers to electric equipment located on roofs of buildings struck by lightning, Przegląd Elektrotechniczny (Electrical Review), ISSN 0033-2097, R. 88 (2012), nr. 8, 48–51
• [14] Markowska R., Influence of cable routing on the flashover distance between lightning protection system and electrical equipment on a building roof, Proceedings of XXII International Conference on Electromagnetic Disturbances (EMD’2012), Vilnius, Lithuania, (September 2012), 78–81
• [15] R. Markowska, Wyznaczanie odstępów izolacyjnych do celów ochrony odgromowej w budynkach, Przegląd Elektrotechniczny (Electrical Review), ISSN 0033-2097, R. 88 (2012), nr. 11b, 257–260
• [16] Markowska R., Influence of lightning current waveshape on the separation distance required between electrical equipment and lightning protection system, Elektronika ir Elektrotechnika (Electronics and Electrical Engineering), ISSN 1392-1215, vol. 19, (2013), no. 4, 15–18, http://dx.doi.org/10.5755/j01.eee.19.4.1485
• [17] HIFREQ User’s Manual, Safe Engineering Services & Technologies Ltd., Montreal, Canada, (2000)
• [18] Computation of electromagnetic fields created by rectilinear current sources in a stratified medium, Safe Engineering Services & Technologies Ltd., Montreal, Canada (Materials unpublished)
• [19] FFTSES user’s manual, Safe Engineering Services & Technologies Ltd., Montreal, Canada, (2000)
• [20] Beyer M., Boeck K., Moller K., Zaengl W., Hochspannungstechnik, Springer-Verlag, (1986), 362
• [21] IEEE Std. 4-1995, IEEE Standard Techniques for High-Voltage Testing
• [22] Sowa A. W., Separation distances in lightning protection of roof fixtures, Proceedings of GROUND 2010, Salvador, Brazil, (2010), 99–104