Studie osvětlení elektrických stanic ČEPS

Venkovní osvětlení elektrických stanic ČEPS prošlo za posledních dvanáct let prudkým rozvojem. V tomto období zaznamenala realizace venkovních osvětlovacích soustav spoustu nemalých změn, díky nimž dosahuje řady důležitých parametrů a podmínek, jejichž splnění a realizace vyžadují sofistikované inženýrské řešení.

Ing. Ivo Ullman, Ph.D., ČEPS, a. s.,
doc. Ing. Tomáš Novák, Ph.D., Ing. Pavel Valíček, Ing. Richard Baleja,
Ing. Petr Běčák, Ing. Jiří Ullman, VŠB-TU Ostrava

Úvod

Venkovní osvětlení elektrických stanic ČEPS prošlo za posledních dvanáct let prudkým rozvojem. V tomto období zaznamenala realizace venkovních osvětlovacích soustav spoustu nemalých změn, díky nimž dosahuje řady důležitých parametrů a podmínek, jejichž splnění a realizace vyžadují sofistikované inženýrské řešení. Způsob současného provedení venkovní osvětlovací soustavy zapracoval do procesu realizace jejího projektu důležitý nástroj, jímž je studie osvětlení. Ta v celém průběhu realizace napomáhá především pojmenovat problémy a na základě naměřených hodnot je kvantifikovat. Tím v různých fázích procesu umožňuje zhodnotit současný stav osvětlovací soustavy.

Na vypracování studie osvětlení v elektrických stanicích ČEPS se podílejí především odborníci z nezávislých organizací (VŠB - Technická univerzita Ostrava a Česká společnost pro osvětlování ČSO), kteří tímto zajišťují nezávislý expertní pohled na daný projekt a jeho současný stav. Výsledkem studie často bývá i konkrétní návrh nápravných opatření vedoucí k dosažení kýžených parametrů a požadovaného provozního stavu soustavy pro daný projekt.

Obr. 1. Pohled na rozvodnu R 420 kV TR Prosenice s rozsvíceným provozním a hlídacím osvětlením ( jen při mimořádné dálkové kontrole elektrické stanice)

Obr. 2. Pohled na rozvodnu R 420 kV TR Prosenice s rozsvíceným hlídacím osvětlením (normální noční osvětlení elektrické stanice pro kamerový dohled perimetru)

Požadavky TN/59/2020 Venkovní a vnitřní osvětlení v objektech elektrických stanic PS

Níže jsou uvedeny některé vybrané požadavky technické normy ČEPS TN/59/2020. Při vypracovávání návrhu svítidel je nutné splnit požadavky na omezení rušivého světla (světelného smogu) podle ČSN EN 12464-2, tabulka 2: Přípustné maximum rušivého světla ve venkovních osvětlovacích soustavách. Doporučené zařazení pro zónu životního prostředí je zóna E2, což představuje max. 5 % světelného toku jdoucího ze svítidel do horního poloprostoru. Jiné zařazení zóny životního prostředí musí zdůvodnit projektant venkovního osvětlení na základě zpracované studie osvětlení.

Norma také definuje studii osvětlení a vymezuje, v jakých fázích projektu je vhodné ji zpracovat a jaké oblasti musí obsahovat. Před každou větší rekonstrukcí nebo při výstavbě nové elektrické stanice bude zpracována studie osvětlení, která posoudí stávající stav venkovního osvětlení a nové řešení osvětlovací soustavy s ohledem na rušivé světlo. Doporučuje se zpracovat světelnou studii při vyhotovení dokumentace zadání akce (DZA), dokumentace pro územní řízení (DUR) nebo při dokumentaci pro stavební povolení (DSP) v takovém termínu, aby její výsledky byly k dispozici při schvalovacím řízení na úřadech.

Studie osvětlení bude obsahovat:
– světelně-technické zhodnocení,
– ověření zatřídění elektrické stanice do environmentální zóny,
– doporučení pro návrh nové osvětlovací soustavy,
– doporučení pro provoz osvětlovacích soustav z hlediska eliminace rušivého světla mimo areál stanice a v horním poloprostoru.

Užití studie osvětlení jako nástroje při realizaci projektu

Studie osvětlení jsou novým rozvíjejícím se odvětvím světelné techniky. Jejich cílem je podat co nejpřesnější informace investorům, provozovatelům, projektantům a všem zainteresovaným stranám účastnícím se projektu (angl. stakeholders). A to jak ve fázi před realizací, uvedením do provozu, tak i v reálném dlouholetém provozu soustavy. Mimo světelně-technické parametry musí soustava splňovat i požadavky pro danou environmentální zónu, do které byla na základě místních požadavků zařazena. Tím se rozumí především parametr vyzařované světlo do horního poloprostoru. Naplnit všechny požadované parametry umožňuje studie osvětlení.

V projektovém řízení se vychází z Demingova cyklu PDCA. PDCA je zkratkou anglických slov Plan, Do, Check, Act. V překladu tato slova znamenají naplánuj, zrealizuj, ověř, jednej. Jednotlivé kroky procesu za sebou následují v uvedeném konkrétním pořadí.

Ve fázi naplánuj (PLAN) je definován problém, stanovují se konkrétní cíle. Zde studie osvětlení pomáhá odhalit konkrétní problémy soustavy. Na místě přímo konkretizuje problematické parametry a umožňuje kvantitativní hodnocení problematiky. Dává tak možnost ve fázi přípravy projektu reagovat na tyto odchylky od normativního očekávání. Dále navazuje fáze realizuj (DO), která se týká vytvoření konkrétního řešení problematiky a je to aplikace na reálnou elektrickou stanici.

Ve fázi ověř (CHECK) studie osvětlení poskytuje nástroj, na základě kterého je možné ověřit, zda kroky uskutečněné v předchozích fázích směřovaly k vhodným řešením problematiky. V mnoha projektech a jejich realizacích bývá právě tato fáze úskalím, neboť je velmi obtížné stanovit si vhodnou metriku a správně ji aplikovat na konkrétní projekt. Zde studie osvětlení podává informaci, zda lze pokračovat v aplikaci vybraného řešení, či zda je namístě projekt přehodnotit a ve fázi jednej (ACT) vytvořit nápravná opatření k vyřešení konkrétního problému, např. definovaných parametrů: viditelnost při zhoršených podmínkách pro zrakový úkon, odolnost proti jednoduché poruše atd.

Obr. 3. Demingův cyklus jako nekončící proces [7]

Demingův proces v obecné teorii není jen jedna uzavřená kružnice, nýbrž nekonečný proces na sebe navazujících Demingových kružnic (viz obr. 3) – po fázi jednej přichází znovu naplánuj, zrealizuj, ověř, jednej, naplánuj atd.

Obr. 4. Osvětlení vjezdové brány do rozvodny R 245 kV TR Bezděčín

Studie osvětlení v ČEPS

Elektrické stanice (transformovny) ČEPS, a. s., jsou zatříděné do zón životního prostředí. Většina je v zóně E2, max. 5 % světelného toku jdoucího ze svítidel do horního poloprostoru. V blízkosti chráněných krajinných oblastí a hvězdáren jsou elektrické stanice zařazeny do zóny E1, tj. 0 % světelného toku jdoucího ze svítidel do horního poloprostoru.

ČEPS jako subjekt kritické infrastruktury státu a evropské kritické infrastruktury je povinen odpovídajícím způsobem zajistit bezpečnost svých aktiv. Proto je v elektrických stanicích instalován kamerový systém pro dálkový dohled nepřetržité služby. Pro správné fungování kamerového systému s garancí dostatečného rozlišení kamerových záznamů je nezbytné zajistit za zhoršených světelných podmínek odpovídající osvětlení. Na základě požadavků ČSN EN 12464-2 je již v ČEPS instalován systém pro řízení osvětlení, které pak dává pouze takový světelný tok, který potřebují kamery pro vizualizaci podle světelných podmínek záznamu.

V elektrických stanicích rekonstruovaných v současné době jsou aplikovány požadavky na kamerové osvětlení perimetru, a to je zadáno v TN/59 (v souladu s ČSN EN 12464-2), dále je osvětlení kontrolováno v jednotlivých etapách realizace akce a na závěr je osvětlení měřeno v noci. Součástí měření je měření světelného toku jdoucího do horního poloprostoru (rušivé světlo) a zároveň jsou sledovány měřené úseky v kamerovém systému technický systém fyzické ochrany (TSFO) elektrických stanic.

U nových projektů a rekonstruovaných elektrických stanic jsou realizovány světelné studie. Ty jsou podkladem při zpracování projektové dokumentace s uplatňováním nových technologií se zaměřením na ekonomickou efektivnost navrhovaných světelných soustav.

Společnost ČEPS, a. s., v současné době plní podmínky předpisů problematiky rušivého světla „obtrusive lighting“, které jsou standardně implementovány do jednotlivých projektových řešení, a které dále plně korespondují se stanovenými podmínkami na úrovni územních a stavebních řízení v lokalitách transformoven v celé České republice.

  
Obr. 5. Měření kamerové osvětlenosti vjezdové brány do rozvodny R 245 kV TR Bezděčín, Obr. 6. Měření kamerové osvětlenosti vjezdové brány do R 420 kV TR Sokolnice

Normativní požadavky pro osvětlení zmíněných prostorů podle technické normy ČEPS TN/59/2020 (tab. 1 až tab. 3)

V tabulkách jsou tyto parametry osvětlení:
− Ē_m – udržovaná osvětlenost (lx),
− U₀ – rovnoměrnost osvětlení, poměr minimální osvětlenosti k průměrné osvětlenosti,
− G_RL – mezní hodnota indexu oslnění,
− R_a – index podání barev.

Tab. 1. Normativní požadavky pro osvětlení komunikací

Pozn.: Výška srovnávací roviny 0 m nad zemí, tj. na úrovni komunikace

Tab. 2. Normativní požadavky na kamerovou osvětlenost

Pozn.: Výška srovnávací roviny 1 m, čidlo luxmetru směrováno na hlídací kameru

Tab. 3. Normativní požadavky na osvětlení přístrojů

Pozn.: Měřené hodnoty v místě zrakového úkolu – vertikální osvětlenost

Závěr

Zpracování studií osvětlení při předprojektové přípravě a změření stávajícího stavu venkovního osvětlení jsou vhodným podkladem pro následné stupně projektové dokumentace. Při měření dosavadního stavu venkovního osvětlení lze zjistit závady na instalovaném zařízení, např. nevhodné vyklopení svítidel a zajistit následnou nápravu.

Literatura:

[1] TN 59. Venkovní a vnitřní osvětlení v objektech elektrických stanic PS – Technická norma ČEPS TN/59/2020.
[2] NOVÁK, Tomáš, Ivo ULLMAN a Karel SOKANSKÝ. Osvětlování venkovních pracovních prostor v kombinaci s kamerovými systémy. In: Kurz osvětlovací techniky XXVII, Kouty nad Desnou, 29. 9.–1. 10. 2009. s. 316-322. ISBN 978-80-248-2087-3.
[3] ULLMAN, Ivo. Osvětlování venkovních rozvoden v elektrických stanicích ČEPS, a. s. In: Kurz osvětlovací techniky XXVIII, Kouty nad Desnou, 11. 10.–13. 10. 2010. s. 192–197. ISBN 978-80-248-2307-2.
[4] SOKANSKÝ, Karel a kol. Světelná technika. Praha, 2011. ISBN 978-80-01-04941-9.
[5] HABEL, Jiří, Karel DVOŘÁČEK, Vladimír DVOŘÁČEK a Petr ŽÁK. Světlo a osvětlování. Praha: FCC Public, 2013.  ISBN 978-80-86534-21-3. S. 429-431.
[6] NOVÁK, Tomáš a kol. Světelnětechnický projekt TR Slavětice. 2020.
[7] UMLAUF, Michal. Kontrolní a zkušební plán (KZP). Diplomová práce