Nederlandse norm. NEN-EN-IEC (nl) Bliksembeveiliging - Deel 1: Algemene principes. Protection against lightning - Part 1: General principles

Transcriptie

1 Dit document mag slechts op een stand-alone PC worden geinstalleerd. Gebruik op een netwerk is alleen. toestaan als een aanvullende licentieovereenkomst voor netwerkgebruik met NEN is afgesloten. This document may only be used on a stand-alone PC. Use in a network is only permitted when a supplementary license agreement for us in a network with NEN has been concluded. Nederlandse norm NEN-EN-IEC (nl) Bliksembeveiliging - Deel 1: Algemene principes Protection against lightning - Part 1: General principles Vervangt NEN-EN-IEC :2006; NEN-EN-IEC :2006/C11:2006 ICS ; maart 2011

2 NEN-EN-IEC Nederlands voorwoord Dit document bevat de vertaling in het Nederlands van de Europese norm EN :2011. De Europese norm EN :2011 heeft de status van Nederlandse norm. Voor de in deze norm vermelde normatieve verwijzingen bestaan in Nederland de volgende equivalenten: vermelde norm Nederlandse norm titel IEC : IEC : IEC : Nederlands Elektrotechnisch Comité Normcommissie "Bliksembeveiliging (NEC 81)" THIS PUBLICATION IS COPYRIGHT PROTECTED DEZE PUBLICATIE IS AUTEURSRECHTELIJK BESCHERMD Apart from exceptions provided by the law, nothing from this publication may be duplicated and/or published by means of photocopy, microfilm, storage in computer files or otherwise, which also applies to full or partial processing, without the written consent of the Netherlands Standardization Institute. The Netherlands Standardization Institute shall, with the exclusion of any other beneficiary, collect payments owed by third parties for duplication and/or act in and out of law, where this authority is not transferred or falls by right to the Reproduction Rights Foundation. Although the utmost care has been taken with this publication, errors and omissions cannot be entirely excluded. The Netherlands Standardization Institute and/or the members of the committees therefore accept no liability, not even for direct or indirect damage, occurring due to or in relation with the application of publications issued by the Netherlands Standardization Institute. Auteursrecht voorbehouden. Behoudens uitzondering door de wet gesteld mag zonder schriftelijke toestemming van het Nederlands Normalisatie-instituut niets uit deze uitgave worden verveelvoudigd en/of openbaar gemaakt door middel van fotokopie, microfilm, opslag in computerbestanden of anderszins, hetgeen ook van toepassing is op gehele of gedeeltelijke bewerking. Het Nederlands Normalisatie-instituut is met uitsluiting van ieder ander gerechtigd de door derden verschuldigde vergoedingen voor verveelvoudiging te innen en/of daartoe in en buiten rechte op te treden, voor zover deze bevoegdheid niet is overgedragen c.q. rechtens toekomt aan de Stichting Reprorecht. Hoewel bij deze uitgave de uiterste zorg is nagestreefd, kunnen fouten en onvolledigheden niet geheel worden uitgesloten. Het Nederlands Normalisatie-instituut en/of de leden van de commissies aanvaarden derhalve geen enkele aansprakelijkheid, ook niet voor directe of indirecte schade, ontstaan door of verband houdend met toepassing van door het Nederlands Normalisatie-instituut gepubliceerde uitgaven Nederlands Normalisatie-instituut Postbus 5059, 2600 GB Delft Telefoon (015) , Fax (015)

3 E U R O P E S E N O R M EN E U R O P Ä I S C H E N O R M E U R O P E A N S T A N D A R D N O R M E E U R O P É E N N E februari 2011 ICS ; Nederlandse versie Bliksembeveiliging Deel 1: Algemene principes Blitzschutz Teil 1: Allgemeine Grundsätze (IEC :2010, modifiziert) Protection against lightning Part 1: General principles (IEC :2010, modified) Protection contre la foudre Partie 1: Principes généraux (CEI :2010, modifiée) Deze norm is de Nederlandse versie van de Europese norm EN :2011. Hij is vertaald door NEC. Hij heeft dezelfde status als de officiële versies. Deze Europese norm is door de CENELEC aangenomen op De CENELEC-leden zijn verplicht zich te houden aan het huishoudelijk reglement van de CEN/CENELEC, waarin is vastgelegd onder welke voorwaarden aan deze Europese norm, zonder veranderingen, de status van nationale norm moet worden gegeven. Bijgewerkte lijsten van en bibliografische gegevens betreffende zulke nationale normen kunnen op aanvraag worden verkregen bij het centrale secretariaat en bij elk lid van de CENELEC. Deze Europese norm bestaat in drie officiële versies (Duits, Engels en Frans). Een versie in een andere taal, die onder verantwoordelijkheid van een lid van de CENELEC in zijn landstaal is gemaakt en die is aangemeld bij het centrale secretariaat, heeft dezelfde status als de officiële versies. Leden van de CENELEC zijn de nationale elektrotechnische comités van België, Bulgarije, Cyprus, Denemarken, Duitsland, Estland, Finland, Frankrijk, Griekenland, Hongarije, Ierland, IJsland, Italië, Kroatië, Letland, Litouwen, Luxemburg, Malta, Nederland, Noorwegen, Oostenrijk, Polen, Portugal, Roemenië, Slovenië, Slowakije, Spanje, Tsjechië, het Verenigd Koninkrijk, Zweden en Zwitserland. CENELEC Europees Comité voor Elektrotechnische Normalisatie Europäisches Komitee für Elektrotechnische Normung European Committee for Electrotechnical Standardization Comité Européen de Normalisation Électrotechnique Managementcentrum: Marnixlaan 17, B-1000 Brussel 2011 CENELEC Alle rechten van gebruik, in welke vorm en op welke wijze Ref. nr. EN :2011 nl dan ook, zijn voorbehouden aan de CENELEC-leden.

4 (blanco) 2

5 Inhoud Voorwoord... 4 Inleiding Onderwerp en toepassingsgebied Normatieve verwijzingen Termen en definities Bliksemstroomparameters Schade ten gevolge van bliksem Schade aan een object Effecten van blikseminslag op een object Bronnen en vormen van schade aan een object Vormen van verlies Noodzaak en economische onderbouwing van bliksembeveiliging Noodzaak van bliksembeveiliging Economische onderbouwing van bliksembeveiliging Beschermingsmaatregelen Algemeen Beschermingsmaatregelen ter vermindering van letsel aan levende wezens door een elektrische schok Beschermingsmaatregelen ter vermindering van de fysieke schade Beschermingsmaatregelen ter vermindering van falen van elektrische en elektronische systemen Keuze van beschermingsmaatregelen Basiscriteria voor de bescherming van objecten Algemeen Bliksembeveiligingsniveaus (LPL) Bliksembeveiligingszones (LPZ) Bescherming van objecten Bescherming ter vermindering van fysieke schade en levensgevaar Bescherming ter vermindering van falen van interne systemen Bijlage A (informatief) Bliksemstroomparameters Bijlage B (informatief) Tijdsfuncties van de bliksemstroom ten behoeve van analyses Bijlage C (informatief) Simulatie van de bliksemstroom ten behoeve van beproevingen Bijlage D (informatief) Beproevingsparameters voor het simuleren van de effecten van bliksem op componenten van LPS Bijlage E (informatief) Impulsen ten gevolge van bliksem op verschillende punten in de installatie Bijlage ZA (normatief) Normatieve verwijzingen naar internationale publicaties met de overeenkomstige Europese publicaties Bibliografie

6 Voorwoord De tekst van document 81/370/FDIS, toekomstige editie 2 van IEC , opgesteld door IEC/TC 81 Lightning protection is onderworpen aan de parallelle stemprocedure van IEC/CENELEC en was op door de CENELEC als EN goedgekeurd. Deze Europese norm vervangt EN : corr. nov Deze EN :2011 omvat de volgende significante technische wijzigingen in vergelijking met EN : corr. nov. 2006: 1) Bescherming van dienstleidingen die zijn aangesloten op de objecten is niet meer inbegrepen. 2) Isolerende interface worden geïntroduceerd als beschermingsmaatregel om uitval van elektrische en elektronische systemen te verminderen. 3) De eerste negatieve impulsstroom wordt geïntroduceerd als nieuwe bliksemparameter voor rekendoeleinden. 4) De te verwachten impulsoverstromen ten gevolge van bliksemontladingen zijn met grotere nauwkeurigheid gespecificeerd voor laagspanningssystemen en voor telecommunicatiesystemen. De aandacht wordt gevestigd op de mogelijkheid dat enkele van de onderwerpen in dit document onderworpen kunnen zijn aan patentrechten. CEN en CENELEC mogen niet verantwoordelijk worden gehouden voor het identificeren van enige van deze of al deze patentrechten. De volgende data zijn vastgelegd: laatst mogelijke datum waarop de Europese norm op nationaal niveau ten uitvoer moet zijn gebracht door publicatie van een identieke nationale norm of door bekrachtiging (dop) laatst mogelijke datum van intrekking van de met deze Europese norm strijdige nationale normen (dow) Bijlage ZA is toegevoegd door de CENELEC. Verklaring van bekrachtiging De tekst van de internationale norm IEC :2010 was door de CENELEC zonder wijzigingen als Europese norm goedgekeurd. In de officiële versie moeten bij de bibliografie de volgende opmerkingen worden toegevoegd bij de aangegeven normen: [1] IEC :2007 OPMERKING Geharmoniseerd als EN :2007 (ongewijzigd). [2] IEC OPMERKING Geharmoniseerd als EN [7] IEC OPMERKING Geharmoniseerd als EN [8] IEC OPMERKING Geharmoniseerd als EN

7 Inleiding Er bestaan geen technische hulpmiddelen of methoden die de natuurlijke weersomstandigheden zo kunnen beïnvloeden dat bliksemontladingen worden voorkomen. Blikseminslagen in of nabij objecten (of leidingen met aansluiting op deze objecten) houden gevaren in voor mensen, voor de objecten als zodanig en hun inhoud en installaties, alsmede voor de leidingen. Daarom is de toepassing van bliksembeveiligingsmaatregelen essentieel. De noodzaak van bescherming, de economische voordelen van het nemen van beschermingsmaatregelen en de keuze van passende beschermingsmaatregelen behoren te worden bepaald in termen van risicomanagement. De methode van risicomanagement wordt beschreven in IEC De beschermingsmaatregelen die worden behandeld in IEC hebben hun effectiviteit bewezen in het verminderen van de risico s. Alle maatregelen ter bescherming tegen bliksem vormen een samenhangend geheel als bliksembeveiliging. Om praktische redenen worden de criteria voor ontwerp, installatie en onderhoud van bliksembeveiligingsmaatregelen behandeld in twee afzonderlijke groepen: de eerste groep met betrekking tot de beschermingsmaatregelen ter vermindering van fysieke schade en levensgevaar in een object wordt beschreven in IEC ; de tweede groep met betrekking tot de beschermingsmaatregelen ter vermindering van falen van elektrische en elektronische systemen in een object wordt beschreven in IEC De samenhang tussen de delen van IEC is weergegeven in figuur 1. De bliksembedreiging IEC Bliksemrisico IEC Bliksembeveiliging LP LPS SPM Beschermingsmaatregelen IEC IEC IEC 2612/10 Figuur 1 Samenhang tussen de verschillende delen van IEC

8 Bliksembeveiliging Deel 1: Algemene principes 1 Onderwerp en toepassingsgebied Dit deel van IEC behandelt algemene principes die moeten worden gevolgd voor de beveiliging van objecten tegen de bliksem, met inbegrip van de installaties en de inhoud ervan, alsmede van personen. De volgende gevallen vallen buiten het toepassingsgebied van deze norm: spoorwegsystemen; voertuigen, schepen, vliegtuigen, offshore-installaties; ondergrondse hogedrukleidingen; buisleidingen, elektriciteits- en telecommunicatieleidingen die zich buiten het object bevinden. OPMERKING Deze systemen vallen gewoonlijk onder bijzondere regels die door verschillende gespecialiseerde autoriteiten zijn opgesteld. 2 Normatieve verwijzingen De volgende documenten waarnaar is verwezen zijn onmisbaar voor de toepassing van dit document. Bij gedateerde verwijzingen is alleen de aangehaalde versie van toepassing. Bij ongedateerde verwijzingen is de laatste versie van het document (met inbegrip van wijzigings- en correctiebladen) waarnaar is verwezen van toepassing. IEC :2010 IEC :2010 IEC :2010 Protection against lightning Part 2: Risk management Protection against lightning Part 3: Physical damage to structures and life hazard Protection against lightning Part 4: Electrical and electronic systems within structures 3 Termen en definities Voor de toepassing van deze norm gelden de volgende termen en definities. 3.1 blikseminslag naar aarde elektrische ontlading van atmosferische oorsprong tussen wolk en aarde die uit één of meer ontladingen bestaat 3.2 neerwaartse inslag blikseminslag die door een neerwaartse voorontlading van wolk naar aarde wordt gestart OPMERKING Een neerwaartse inslag bestaat uit een eerste ontladingsimpuls, die door meer ontladingsimpulsen kan worden gevolgd. Eén of meer ontladingsimpulsen kunnen door een lange ontlading worden gevolgd. 3.3 opwaartse inslag blikseminslag die door een opwaartse voorontlading van een geaard object naar een wolk wordt gestart 6

9 OPMERKING Een opwaartse inslag bestaat uit een eerste lange ontlading met of zonder meervoudige gesuperponeerde ontladingsimpulsen. Eén of meer ontladingsimpulsen kunnen door een lange ontlading worden gevolgd. 3.4 bliksemontlading enkele elektrische ontlading in een blikseminslag naar aarde 3.5 korte ontlading deel van de blikseminslag in de vorm van een impulsstroom OPMERKING De normale halfwaardetijd T 2 tot de halve piekwaarde van deze stroom in de achterflank is minder dan 2 ms (zie figuur A.1). 3.6 lange ontlading deel van de blikseminslag in de vorm van een langdurende stroom OPMERKING De duur T LANG (tijd van de 10%-waarde van de voorflank tot de 10%-waarde van de achterflank) van deze langdurende stroom is normaal langer dan 2 ms en korter dan 1 s (zie figuur A.2). 3.7 meervoudige ontladingen blikseminslag die gemiddeld uit 3-4 ontladingen bestaat, met een kenmerkend tijdsinterval tussen de ontladingen van ongeveer 50 ms OPMERKING gemeld. Inslagen die tot enkele tientallen ontladingen bevatten met intervallen tussen 10 ms tot 250 ms zijn 3.8 inslagpunt punt waar een blikseminslag de aarde of een geëxponeerd object (bijv. object, LPS, leiding, boom enz.) raakt OPMERKING Een blikseminslag kan meer dan één inslagpunt hebben. 3.9 bliksemstroom i stroom die vloeit in het inslagpunt 3.10 stroomtopwaarde I maximumwaarde van de bliksemstroom 3.11 gemiddelde steilheid van de voorflank van de impulsstroom gemiddelde waarde van de stroomverandering binnen een tijdsinterval t = t 2 t 1 OPMERKING Dit wordt uitgedrukt door het verschil i = i(t 2 ) i(t 1 ) van de stroomwaarden aan het begin en aan het eind van dit interval, gedeeld door het tijdsinterval t = t 2 t 1 (zie figuur A.1) fronttijd van de impulsstroom T 1 virtuele parameter gedefinieerd als 1,25 keer het tijdsinterval tussen de momenten waarop 10 % en 90 % van de topwaarde wordt bereikt (zie figuur A.1) 7

10 3.13 virtuele oorsprong van de impulsstroom O 1 punt van kruising met tijd-as van een rechte lijn die door de 10%- en 90%-referentiepunten op de voorflank van de stootstroom wordt getrokken (zie figuur A.1); het gaat met 0,1 T 1 vooraf aan het moment waarbij de stroom 10 % van zijn topwaarde bereikt 3.14 halfwaardetijd in de achterflank van de impulsstroom T 2 virtuele parameter die wordt gedefinieerd als het tijdsinterval tussen de virtuele oorsprong O 1 en het moment waarbij de stroom is verminderd tot de helft van de topwaarde in de achterflank (zie figuur A.1) 3.15 inslagduur T tijd waarin de bliksemstroom vloeit op het inslagpunt 3.16 duur van de langeontladingsstroom T LANG tijdsduur van de stroom in een lange ontlading, tussen 10 % van de topwaarde tijdens de toename van de lange ontlading en 10 % van de topwaarde tijdens de afname van de lange ontlading (zie figuur A.2) 3.17 lading van de inslag Q INSLAG waarde gelijk aan de integraal over de tijd van de bliksemstroom voor de volledige duur van de blikseminslag 3.18 impulslading Q KORT waarde gelijk aan de integraal over de tijd van de bliksemstroom in een impuls 3.19 lading van de lange ontlading Q LANG waarde gelijk aan de integraal over de tijd van de bliksemstroom in een lange ontlading 3.20 specifieke energie W/R waarde gelijk aan de integraal over de tijd van het kwadraat van de bliksemstroom voor de volledige duur van de inslag OPMERKING W/R staat voor de energie die door de bliksemstroom wordt gedissipeerd in een weerstand van 1 ohm specifieke energie van de impulsstroom waarde gelijk aan de integraal over de tijd van het kwadraat van de bliksemstroom voor de duur van de impuls OPMERKING De specifieke energie in een lange ontlading is te verwaarlozen. 8

11 3.22 te beschermen object object waarvoor de bescherming wordt vereist tegen de gevolgen van bliksem volgens deze norm *) OPMERKING Een te beschermen object kan een deel van een groter object zijn leiding elektrische of telecommunicatieleiding die in verbinding staat met het te beschermen object **) 3.24 telecommunicatieleidingen leidingen voor communicatiedoeleinden tussen apparatuur in afzonderlijke objecten zoals telefoonlijnen en datalijnen 3.25 elektrische leidingen distributieleidingen voor toevoer van elektrische energie aan een object om de aldaar aanwezige elektrische en elektronische apparatuur van energie te voorzien, zoals het laagspannings- of hoogspanningselektriciteitsnet (LV resp. HV) 3.26 blikseminslag in een object blikseminslag die een te beschermen object raakt 3.27 blikseminslag nabij een object blikseminslag, dicht genoeg bij een te beschermen object om gevaarlijke overspanningen te kunnen veroorzaken 3.28 elektrisch systeem systeem dat laagspanningscomponenten voor de stroomvoorziening bevat 3.29 elektronisch systeem systeem dat gevoelige elektronische componenten bevat, zoals telecommunicatiesystemen, computers, meet- en regelsystemen, radiosystemen, installaties met vermogenselektronica 3.30 interne systemen elektrische en elektronische systemen binnen een object 3.31 fysieke schade schade aan een object (of zijn inhoud), ten gevolge van mechanische, thermische, chemische en explosieve gevolgen van bliksem 3.32 letsel aan levende wezens blijvende letsels, met inbegrip van overlijden, van mensen of dieren door een elektrische schok, ten gevolge van aanraak- en stapspanningen die door bliksem worden veroorzaakt *) Nederlandse voetnoot: Met een object wordt een fysieke constructie bedoeld zoals een gebouw, plant, kunstwerk enz. **) Nederlandse voetnoot: Nutsvoorzieningen zoals bijv. elektrische leidingen, telecommunicatieleidingen, leidingen voor kabeltelevisie zijn o.a. de leidingen die door bliksem kunnen worden beïnvloed. 9

12 OPMERKING Ofschoon levende wezens op andere manieren verwond kunnen raken, wordt in deze norm de term letsel aan levende wezens beperkt tot het gevaar van een elektrische schok (vorm van schade D1) falen van elektrische en elektronische systemen permanente schade aan elektrische en elektronische systemen ten gevolge van LEMP 3.34 elektromagnetische impuls veroorzaakt door blikseminslag LEMP alle elektromagnetische effecten van bliksemstroom door resistieve, inductieve en capacitieve koppeling die impulsen en uitgestraalde elektromagnetische velden veroorzaken 3.35 impuls transiënt ten gevolge van LEMP die verschijnt als overspanning en/of als overstroom 3.36 bliksembeveiligingszone LPZ zone waar de aan blikseminslag gerelateerde elektromagnetische omgeving is gedefinieerd OPMERKING plafond). De zonegrenzen van een LPZ zijn niet noodzakelijkerwijs fysieke grenzen (bijv. muren, vloer en 3.37 risico R waarde van waarschijnlijk jaarlijks verlies (van mensen of goederen) ten gevolge van bliksem, met betrekking tot de totale waarde (mensen of goederen) van het te beschermen object 3.38 aanvaardbaar risico R T maximumwaarde van het risico dat voor het te beschermen object kan worden getolereerd 3.39 bliksembeveiligingsniveau LPL getal gekoppeld aan een reeks waarden van bliksemstroomparameters die relevant zijn voor de waarschijnlijkheid dat de eraan gekoppelde maximum- en minimumontwerpwaarde niet zullen worden overschreden in een daadwerkelijk optredende bliksem OPMERKING Het bliksembeveiligingsniveau wordt gebruikt om beschermingsmaatregelen volgens de relevante reeks bliksemstroomparameters te ontwerpen beschermingsmaatregelen maatregelen die moeten worden toegepast met als doel het risico voor het object te verminderen 3.41 bliksembeveiliging LP compleet systeem voor de bescherming van objecten tegen blikseminslag, inclusief de interne systemen en inhoud van het object, evenals personen, in het algemeen bestaande uit een LPS en SPM 10

13 Bestelformulier Stuur naar: NEN Standards Products & Services t.a.v. afdeling Klantenservice Antwoordnummer WB Delft NEN Standards Products & Services Postbus GB Delft Vlinderweg AX Delft Ja, ik bestel ex. nl Bliksembeveiliging - Deel 1: Algemene principes T (015) F (015) Wilt u deze norm in PDF-formaat? Deze bestelt u eenvoudig via Gratis nieuwsbrieven Wilt u op de hoogte blijven van de laatste ontwikkelingen op het gebied van normen, normalisatie en regelgeving? Neem dan een gratis abonnement op een van onze nieuwsbrieven. Gegevens Bedrijf / Instelling T.a.v. O M O V Klantnummer NEN Uw ordernummer BTW nummer Postbus / Adres Postcode Plaats Telefoon Fax Factuuradres (indien dit afwijkt van bovenstaand adres) Postbus / Adres Postcode Plaats Datum Handtekening Retourneren Fax: klantenservice@nen.nl Post: NEN Standards Products & Services, t.a.v. afdeling Klantenservice Antwoordnummer 10214, 2600 WB Delft (geen postzegel nodig). Voorwaarden De prijzen zijn geldig tot 31 december 2018, tenzij anders aangegeven. Alle prijzen zijn excl. btw, verzend- en handelingskosten en onder voorbehoud bij o.m. ISO- en IEC-normen. Bestelt u via de normshop een pdf, dan betaalt u geen handeling en verzendkosten. Meer informatie: telefoon , dagelijks van 8.30 tot uur. Wijzigingen en typefouten in teksten en prijsinformatie voorbehouden. U kunt onze algemene voorwaarden terugvinden op: LEREN, WERKEN EN GROEIEN MET NEN preview