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

Nové evropské normy v oblasti ochrany před bleskem (5. část)

číslo 5/2005

Nové evropské normy v oblasti ochrany před bleskem (5. část)
Připravované mezinárodní a evropské normy IEC/EN 62305

Ing. Jiří Kutáč,
zastoupení DEHN + SÖHNE

Čtvrtá část (závěrečná) souboru norem 62305 obsahuje:

  • termíny a definice,
  • návrh a instalace ochranných opatření před LEMP,
  • uzemnění a vyrovnání potenciálů,
  • elektromagnetické stínění a trasy vedení,
  • přepěťové ochrany SPD,
  • management systému ochrany před LEMP,
  • přílohy.

V úvodu této normy jsou definovány základní pojmy, např.:

  • elektromagnetický impuls bleskového proudu LEMP (lightning electromagnetic impulse), elektromagnetické účinky bleskového proudu,

  • zóna bleskové ochrany LPZ (lightning protection zone), zóna, ve které je stanoveno elektromagnetické pole závislé na hodnotě bleskového proudu,

  • systém ochrany před LEMP LPM (obr. 1), kompletní systém ochranných opatření uvnitř budovy před LEMP. Systém chrání nejen před rušivými veličinami, ale také před vyzařovaným elektromagnetickým polem,

  • přepěťová ochrana SPD (surge protection device), přístroj, který je určen k omezování přechodných přepětí a svádění impulsních proudů. Obsahuje minimálně jednu nelineární součástku.

Obr. 1.

Obr. 1. Situace při přímém úderu blesku z hlediska EMC – EN 62305-4

Poznámka: Takto do češtiny přeložené termíny bychom měli chápat jako pracovní, jejich závazné znění bude obsahovat oficiální překlad vydaný ČNI, na němž bude autor tohoto článku spolupracovat.

Připravovaný soubor evropských norem EN 62305 část 4 obsahuje postupy, které mohou zmenšit rizika škod způsobených elektromagnetickým impulsem bleskového proudu LEMP.

Zóny bleskové ochrany LPZ

Ochrana před LEMP je založena na koncepci zón bleskové ochrany LPZ (obr. 2): prostor, který obsahuje chráněná zařízení, je rozdělen do zón. Tyto zóny jsou teoreticky prostory místností, ve kterých je shodná úroveň LEMP a úroveň rušení. Podle způsobu ohrožení bleskovým proudem jsou definovány tyto zóny:

a) vnější

  • LPZ 0 – ohrožena netlumeným elektromagnetickým polem bleskového proudu a impulsními bleskovými proudy; zóna LPZ 0 se dělí na:
    • LPZ 0A – ohrožena přímými údery blesku, impulsními bleskovými proudy a netlumeným elektromagnetickým polem,
    • LPZ 0B – chráněna před přímými údery blesku; ohrožena dílčími impulsními bleskovými proudy a netlumeným elektromagnetickým polem;

b) vnitřní (chráněny před přímými údery blesku)

  • LPZ 1 – impulsní proudy jsou omezeny rozdělením bleskového proudu a přepěťovými ochranami umístěnými na rozhraní zón; elektromagnetické pole může být dále tlumeno stíněním místnosti;

  • LPZ 2…n – impulsní proudy jsou dále omezeny rozdělením bleskového proudu a přepěťovými ochranami umístěnými na rozhraní zón; elektromagnetické pole je většinou tlumeno stíněním místnosti.

Obr. 2.

Obr. 2. Koncepce zón bleskové ochrany – EN 62305-4

Základní ochranná opatření před LEMP jsou tato:

  • uzemnění a vyrovnání potenciálů,
  • elektromagnetická stínění vedení, budov a místností a volba trasy vedení (obr. 3).

Sada přepěťových ochran (sada SPD)

Pro ochranu před bleskem a přepětím může být nutná instalace přepěťových ochran, které jsou navzájem koordinovány (obr. 4). Zásady pro výběr a instalaci přepěťových ochran v elektrických a elektronických systémech jsou stejné. Pravidla pro výběr a instalaci přepěťových ochran se liší podle velké rozmanitosti typů elektronických systémů (analogové nebo digitální, stejnosměrné nebo střídavé od nízkých až po vysoké frekvence).

Metodika návrhu ochranných opatření před LEMP
Pro nové budovy může být dosaženo optimální ochrany elektrických a elektronických zařízení s minimálními náklady, budou-li tato zařízení plánována spolu s budovou před jejím dokončením. Tento způsob využití připravených („přirozených„) součástí budovy může být optimalizován a může být nalezena nejvhodnější varianta tras vedení a umístění zařízení.

Pro již existující budovy jsou náklady ochrany LEMP celkově vyšší než u nových budov.

Obr. 3.

Obr. 3. Vzájemné pospojování jímací soustavy, vyrovnání potenciálů, uzemnění a instalace s armováním

Optimální ochrany před LEMP může být dosaženo, budou/bude-li:

  • ochranná opatření navržena odborníkem v ochraně před bleskem,
  • zabezpečena dobrá koordinace mezi stavebním odborníkem a odborníkem v ochraně před bleskem,
  • dodržen plán managementu.

S využitím revizí a údržby musí zůstat zachován dosažený stupeň ochrany před LEMP. Po podstatných změnách budovy nebo ochranných opatření musí být nově odhadnuto riziko.

Podle ochranných úrovní budou uskutečněny tyto kroky pro použitá ochranná opatření:

  • musí být navržen uzemňovací systém,
  • vnější kovové součásti a vstupující napájecí vedení musí být přímo nebo přes vhodné přepěťové ochrany připojeny na hlavní ekvipotenciální přípojnici,
  • vnitřní ochrana musí být včleněna do vnitřního vyrovnání potenciálů,
  • stínění místností a vedení by mělo být navrženo současně s trasami kabelů,
  • je nutné stanovit požadavky kladené na přepěťové ochrany,
  • u již existujících staveb mohou být provedena zvláštní opatření.

Vztah nákladů a potřeb pro vybraná ochranná opatření by měl být optimalizován novým odhadem rizika.

Revize

Revizí by mělo být zkontrolováno, zdali:

  • ochrana před LEMP je provedena v souladu s projektovou dokumentací,
  • všechny součásti ochrany před LEMP a následně jejich funkce jsou v pořádku,
  • každé nové ochranné opatření je správně odborně provedeno.

Údržba

Po revizi musí být neprodleně odstraněny všechny zjištěné nedostatky. Je-li to nutné, musí být vyhotovena dokumentace skutečného stavu.

Obr. 4.

Obr. 4. Sada přepěťových ochran (SPD) pro napájecí systémy na rozhraní zón bleskové ochrany (LPZ)

Poznámka redakce:
Výbor IEC/TC 81 mezinárodní elektrotechnické komise začal počátkem 80. let dvacátého století na základě potřeby nebo nutnosti vypracovávat technické normy v oblasti ochrany před bleskem a přepětím. Ty vznikaly bez pevné organizační struktury, a proto byly pro uživatele velmi nepřehledné.

V říjnu 2001 na mezinárodní konferenci ve Florencii vydal výbor IEC/TC 81 nový publikační plán, podle kterého by měl být připomínkován nový soubor norem všemi národními normalizačními instituty. Paralelně s prací na tomto souboru norem v mezinárodní elektrotechnické komisi postupují přípravné práce i v evropském výboru pro normalizaci v elektrotechnice CENELEC. V průběhu roku 2005 by měl být tento soubor přijat – pravděpodobně jako soubor norem IEC 62305 – a současně schválen i jako evropské normy EN. Z toho bude pro členské země CENELEC vyplývat povinnost zavést zmíněné normy do národních normalizačních soustav a postupně zrušit platnost dosud existujících národních norem v ochraně před bleskem.

Seriál článků uveřejňovaných od č. 1/2005 v ELEKTRO tedy neuvádí konečnou a definitivní strukturu norem ochrany před bleskem a přepětím. Pro uvedený příspěvek bylo čerpáno z firemní literatury DEHN + SÖHNE ke dni 15. 3. 2005.