Pokračujeme v díle těch,
kteří byli první.

Aktuální vydání

Číslo 12/2016 vyšlo tiskem
7. 12. 2016. V elektronické verzi na webu od 6. 1. 2017. 

Téma: Měření, měřicí přístroje a měřicí technika; Zkušebnictví a diagnostika

Hlavní článek
Lithiové trakční akumulátory pro elektromobilitu (2. část – dokončení)

Aktuality

Svítící fasáda FEL ČVUT nabídne veřejnosti interaktivní program s názvem Creative Colours of FEL Dne 13. prosince v 16.30 hodin se v pražských Dejvicích veřejnosti představí interaktivní…

Fakulta elektrotechnická je na špici excelentního výzkumu na ČVUT Expertní panely Rady vlády pro výzkum, vývoj, inovace (RVVI) vybraly ve II. pilíři…

Švýcaři v referendu odmítli uzavřít jaderné elektrárny dříve V referendu hlasovalo 45 procent obyvatel, z toho 54,2 procent voličů řeklo návrhu na…

Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze pořádá 25. 11. 2016 den otevřených dveří Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze pořádá 25. listopadu od 8.30 hodin Den otevřených…

Calliope mini – multifunkční deska Calliope mini poskytuje kreativní možnosti pro každého. A nezáleží na tom, zda jde o…

Ocenění v soutěži České hlavičky získal za elektromagnetický urychlovač student FEL ČVUT Student programu Elektronika a komunikace Fakulty elektrotechnické ČVUT v Praze Vojtěch…

Více aktualit

LPS podle nového souboru norem ČSN EN 62305 (část 2)

LPS podle nového souboru norem ČSN EN 62305 (část 2)

Ing. Jiří Kutáč,
DEHN + SÖHNE GMBH + CO. KG.,
organizační složka Praha

Návrh jímací soustavy vnějšího LPS

Vnější LPS (hromosvod) znamená především protipožární ochranu staveb (budov). Vnější ochrana by měla chránit stavbu před požárem nebo mechanickými účinky bleskového proudu a také osoby nacházející se uvnitř nebo vedle stavby před zraněním nebo smrtí v důsledku průchodu bleskového proudu.

Vnější LPS izolovaný (oddálený) nebo neizolovaný (neoddálený) od chráněné stavby musí být navržen jen na základě (obr. 1):

  • metody valící se koule,
    což je nejuniverzálnější projektová metoda doporučená pro geometricky komplikované, ale vhodná pro všechny stavby. Poloměr valící se koule simuluje vstřícný výboj ze země nebo z jímací soustavy k vůdčímu výboji (leaderu), který sestupuje z mraku, a je závislý na třídě LPS;

  • metody mřížové soustavy,
    která je vhodná pro ochranu plochých střech nezávisle na jejich výšce. Jímací soustava má být umístěna pokud možno na vnějších hranách stavby. Kovová atika může být použita jako náhodný jímač, splňuje-li podmínky dimenzování;

  • metody ochranného úhlu,
    která je odvozena od metody valící se koule a je vhodná pro budovy s jednoduchými tvary. Je však omezena výškou vztahující se k úrovni chráněného zařízení. Ochranný úhel tyčového jímače je závislý na třídě LPS. Pro určení ochranného úhlu ? je nutné vzít v úvahu fyzické rozměry jímací tyče. Jímací vedení, jímací tyče, oka a dráty by měly být navrženy tak, aby všechna zařízení a konstrukční části, které jsou součástí chráněného objektu, ležely v ochranném prostoru jímací soustavy.

Obr. 1.

Obr. 1. Přípustné metody návrhu jímací soustavy podle ČSN EN 62305-3

Tyto tři metody lze kombinovat v rámci návrhu jedné stavby.

Pozn.: LPS (Lightning Protection System, systém ochrany před bleskem); LPL (Lightning Protection Level, hladina ochrany před bleskem); třída LPS I (banky, nemocnice, automobilky, vodárny, elektrárny), II (školy, supermarkety, katedrály), III (rodinné domy, zemědělské stavby), IV (stavby bez výskytu osob a majetku).

Metoda ochranného poloměru Rp pro návrh aktivních hromosvodů podle nového souboru ČSN EN 62305 není dovolena. Při návrhu jímací soustavy aktivního jímače mohou být použity jen metody valící se koule a ochranného úhlu. Přitom se musí vzít v úvahu jen fyzická délka tyče aktivního jímače a na základě této délky určit ochranný prostor metodou valící se koule nebo ochranného úhlu (úhel a).

Radioaktivní jímače nejsou přípustné.

Pravděpodobnost, že blesk udeří do chráněného objektu, je podstatně zmenšena realizací vhodného návrhu jímací soustavy. Ta může být tvořena vzájemnou kombinací těchto částí:
a) jímací tyče (včetně volně stojících stožárů),
b) zavěšená lana,
c) mřížová soustava.

Návrh soustavy svodů

Svody jsou elektricky vodivá spojení mezi jímací a uzemňovací soustavou. Měly by být navrženy tak, aby na stavbě nevznikly škody jejich nedovoleným vysokým oteplením.

Obr. 2.

Obr. 2. Vzdálenosti mezi svody a okružním vedením v závislosti na třídě LPS

Počet svodů je závislý na třídě LPS (I, II, III, IV; obr. 2) a určuje se podle délky obvodu střešních hran stavby. Geometrické rozmístění svodů a okružního vedení ovlivňuje dostatečnou vzdálenost. Svody je nutné rozmístit pokud možno tak, aby vytvořily co nejkratší přímé a svislé spojení jímací soustavy se zemí.

Kontrola dostatečné vzdálenosti

Elektrické izolace mezi jímací soustavou nebo svody na jedné straně a chráněnými kovovými instalacemi i elektrickými, signálními a telekomunikačními zařízeními uvnitř objektu na druhé straně může být dosaženo dodržením dostatečné vzdálenosti s mezi těmito díly (obr. 3):

s = ki (kc/km) l     (m)     [1]

kde ki je koeficient závislý na třídě LPS, kc koeficient závislý na bleskovém proudu, který může protékat svody, km koeficient závislý na materiálu elektrické izolace, l délka v metrech podél jímací soustavy nebo délka svodu od bodu, kde by měla být zjištěna dostatečná vzdálenost, až k nejbližšímu vyrovnání potenciálů.

Při úderu blesku do jímací soustavy budovy bleskový proud poteče co nejkratší a nejpřímější (kolmou) cestou, i přes vnitřní vodivé součásti budovy (i metalická vedení), do uzemňovací soustavy. Proto by se při výpočtu dostatečné vzdálenosti s neměla počítat vzdálenost jen ve vodorovném, ale především ve svislém směru (kritické místo instalace).

Obr. 3.

Obr. 3. Dostatečná vzdálenost

Pozn.: V následujícím čísle časopisu bude otištěn příklad výpočtu dostatečné vzdálenosti pro vícepodlažní stavbu s instalací stanic mobilních operátorů.

Uzemnění

Důležitými kritérii uzemnění jsou takový tvar a rozměry, aby došlo k rozptýlení bleskového proudu do země (vysokofrekvenční chování) a byla zmenšena nebezpečná přepětí. Všeobecně je doporučen odpor nižší než 10 W. Z hlediska ochrany před bleskem je třeba upřednostnit jednu integrovanou uzemňovací soustavu stavby, která je vhodná pro všechny instalace, např. ochranu před bleskem, silnoproudé a telekomunikační systémy. Pro uzemnění se používají dva základní typy zemničů:

  • uspořádání typu A
    se skládá z vodorovného nebo svislého zemniče instalovaného vně chráněné stavby a spojeného s každým svodem. Pro uspořádání typu A nesmí být počet zemničů menší než dva;

  • uspořádání typu B
    se skládá buď z obvodového zemniče vně chráněné stavby uloženého nejméně 80 % své celkové délky v zemině, nebo ze základového zemniče. Takový zemnič může být i mřížový. Obvodový zemnič by měl být přednostně uložen v nezamrzající hloubce země a ve vzdálenosti přibližně 1 m od vnějších zdí stavby.

Hloubka uložení a typ zemniče je nutné zvolit tak, aby byl minimalizován vliv koroze, vysušování a promrzání půdy a dohodnutý zemní odpor vodiče zůstal stálý. Pro třídy LPS I a II by měla být zkontrolována navržená uzemňovací soustava.

Prostory s nebezpečím výbuchu

Norma ČSN EN 62305-3 obsahuje i informace důležité pro návrh, projektování, rozšíření a změny LPS pro stavby s prostory s nebezpečím výbuchu. Je-li nutné zřídit ochranu před bleskem na právním základě nebo podle výsledku výpočtu rizika podle ČSN EN 62305-2, měla by být použita minimálně třída LPS II. LPS by měl být navržen a proveden tak, aby při přímém úderu blesku nedošlo kromě místa úderu k žádnému tavení a rozstříknutí materiálu. Montážní firma či projektant by měli mít k dispozici výkresy chráněných zařízení s odpovídajícím vyznačením prostorů, kde jsou uskladněny pevné výbušniny, nebo se s nimi manipuluje a rovněž nebezpečných prostorů podle IEC 60079-10 a IEC 61241-10.

Příklad izolovaného hromosvodu

Pro vytvoření koncepce izolovaného (oddáleného) hromosvodu je současně třeba splnit tyto dva požadavky:

  • všechny předměty související s vnitřní instalací umístit do prostoru jímací soustavy,
  • dodržet podmínky pro dostatečnou vzdálenost (elektrická izolace).
Obr. 4.

Obr. 4. Izolovaný hromosvod, vodič HVI provedený jako vnitřní/skrytý svod

Díky této koncepci nepotečou do chráněné stavby ani dílčí bleskové proudy.

Příkladem izolovaného hromosvodu je koaxiální vodič HVI (obr. 4). Tento vodič je tvořen měděným drátem o průřezu 19 mm2 s tlustostěnnou vysokonapěťovou izolací a vnějším povětrnostně stálým pláštěm.

Vodič HVI by se měl spojit s vyrovnáním potenciálů v oblasti koncovky, aby se zabránilo energeticky chudým přeskokům proudů vznikajících na základě kapacity. Ekvivalentní dostatečná vzdálenost vysokonapěťového vodiče HVI je s = 0,75 m (pro vzduch) a s = 1,5 m (pro tuhý materiál). Pro správnou funkci vodiče je nutné výpočtem zkontrolovat dostatečnou vzdálenost s pro danou jímací soustavu. Vodič HVI je určen pro instalaci např. anténních systémů, vnitřních svodů, skrytých svodů i v nejvyšší třídě LPS I.

Literatura:
[1] ČSN EN 62305 – 3, 2006-11: Ochrana před bleskem – část 3: Hmotné škody na stavbách a nebezpečí života

Dehn+Söhne
Sarajevská 16
120 00 Praha 2
tel.: 222 560 104
e-mail: info@dehn.cz
http://www.dehn.cz