Pokračujeme v díle těch,
kteří byli první.

Aktuální vydání

Číslo 2/2017 vyšlo
tiskem 17. 2. 2017. V elektronické verzi na webu od 10. 3. 2017. 

Téma: Elektrické přístroje – spínací, jisticí, ochranné a signalizační; Přístroje pro inteligentní sítě

Hlavní článek
Atypický návrh výkonového stejnosměrného zdroje se středofrekvenčním transformátorovým filtrem rušivého napětí

Aktuality

V distribuční soustavě (DS) ČEZ Distribuce, a. s. je vyhlášen kalamitní stav Od 9 h dne 24.2.2017 je vyhlášen kalamitní stav v Karlovarském kraji - okres Karlovy Vary…

Veletrh Věda Výzkum Inovace 2017 zahájí místopředseda vlády Pavel Bělobrádek Letošní ročník Veletrhu Věda Výzkum Inovace zahájí na brněnském výstavišti 28. února 2017…

Chytré lampy PRE potvrdily zhoršenou smogovou situaci v Praze Chytré lampy PRE potvrdily v rámci svého pilotního provozu, že v Holešovicích a…

Jak se bydlí v pasivních domech, řeknou jejich majitelé na veletrhu FOR PASIV Další ročník veletrhu FOR PASIV, který je zaměřený na projektování a výstavbu…

Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze představí zájemcům o studium moderní techniku i její historii Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze pořádá v pátek 20. ledna od 8.30 hodin první…

Loňská výroba Temelína by stačila k pokrytí téměř roční spotřeby českých domácností Přesně 12,1 terawatthodin elektřiny (TWh) loni vyrobila Jaderná elektrárna Temelín. Je to…

Více aktualit

Ochrana před bleskem a přepětím katedrály sv. Petra a Pavla v Brně

Ing. Jiří Kutáč, znalec v oboru elektrotechnika, specializace ochrana před bleskem a přepětím
Mgr. Josef Múčka, vedoucí provozně-technického odboru
 

Úvod – historie katedrály

 
Katedrála svatého Petra a Pavla (zkráceně Petrov – obr. 1) se nachází v Brně na vrchu Petrov v městské části Brno-střed v jihozápad­ní části katastrálního území statutárního měs­ta Brno. Je národní kulturní památkou, patří k nejvýznamnějším architektonickým skvos­tům jižní Moravy a také mezi nejvýraznější br­něnské dominanty. Její věže jsou vysoké 81 m.
 
Počátky současné katedrály sahají do 11. až 12. století, kdy byla na tomto místě zbudová­na románská kaple. Na konci 12. století zde za vlády markraběte Konráda II. Oty vznikl kostelík, který měl vlastní apsidu i kryptu. Na konci 13. století došlo k další přestavbě prav­děpodobně na románskou baziliku, jejíž pozů­statky byly nedávno objeveny během archeo­logického výzkumu katedrály a jsou nyní pří­stupné i veřejnosti. V roce 1777 byla bazilika po založení brněnského biskupství papežem Piem IV. povýšena na katedrálu. V průběhu staletí došlo k několika přestavbám, naposledy koncem 19. a začátkem 20. století, kdy kated­rála dostala současnou novogotickou podobu s dvojvěžím, bez kterého si lze moravskou me­tropoli jen těžko představit. Dominanta Brna tak dostala originální podobu známou i ze současné desetikoruny. Ke každému kostelu samozřejmě patří zvony. Ty petrovské vyzvá­nějí poledne už v jedenáct hodin, a tak připo­mínají úspěšnou obranu Brna před Švédy bě­hem třicetileté války.
 

Riziko úrazu a škody způsobené bleskem

 
Většina kostelů a katedrál se nachází na ná­vrších nebo vyvýšeninách, které přesahují výš­kově své okolí. Z hlediska možného rizika úderu blesku představuje toto umístění kulturních pa­mátek značné ohrožení ve srovnání s městskou zástavbou. Z praxe jsou známy případy, kdy do­šlo po úderu blesku do kostelů nejen k poško­zení elektronických součástí, např. rozhlasové či telefonní ústředny, elektronického zabezpe­čení budov, ovládání zvonů a varhan, ale také ke zničení vnitřní části elektroinstalace kostela.
 
Je třeba si uvědomit, že blesk je přírodní elektrický jev, který se řídí jasnými přírod­ními zákony. Může mít tyto ničivé účinky:
  • tepelné,
  • mechanické,
  • elektrodynamické,
  • kombinované,
  • jiskření,
  • elektromagnetické,
  • vysokonapěťové.
 S ohledem na tyto skutečnosti byla shrnu­ta ochranná opatření před bleskem a přepě­tím do souboru norem ČSN EN 62305-1 až -4 ed. 1 [1] až [4]. Podle vyhlášky č. 268/2009 Sb., o technických požadavcích na stavby [5], je nutné provést pro kulturní památky nebo stavby, kde se shromažďují osoby, výpočet analýzy rizika škod. Česká technická norma ČSN EN 62305-2 [2] stanoví míru tolerova­telného rizika RT pro tyto typy staveb:
  • se shromažďováním osob RT = 10–5 (rok–1),
  • kulturní památky RT = 10–3 (rok–1).
Pozn.:
Hodnota tolerovatelného rizika RT= 10–5znamená, že se učiní taková opatření, že do­jde k úrazu osoby nebo ke škodě jednou za 100 000 roků, resp. RT= 10–3jednou za 1 000 roků. Hodnota tolerovatelného rizika nesmí být překročena.
 

Hromosvod

 
Hromosvod je vnější ochrana před bles­kem (LPS – Lightning Protection System), která chrání kulturní památku před vznikem požáru.
 
Vnější LPS se skládá z:
  • jímací soustavy,
  • soustavy svodů,
  • uzemňovací soustavy,
  • svodičů bleskových proudů SPD typu 1 pro metalická vstupující vedení.
Jímací soustava by měla být umístěna tak, aby jímací tyče nebo drát uchycený na hře­benu chrámové lodě skryl střechu kostela do ochranného prostoru podle ČSN EN 62305-3 [3]. Přitom se musí vzít v úvahu jen fyzické rozměry jímací soustavy podle metod valící se koule nebo ochranného úhlu.
 
Jímací soustava katedrály sv. Petra a Pavla v Brně navržená podle ČSN 34 1390 [6] se nijak neliší od návrhu podle ČSN EN 62305-3 [3]. Z jednotlivých věží vedou vždy dva svody na chrámovou loď, na které je umístěno hřebenové vedení. Toto vedení je spojeno s uzemňovací soustavou přes sousta­vu svodů. Svody jsou rozmístěny rovnoměrně po obvodu katedrály a jejich trasy jsou přímé bez zbytečných ohybů – obr. 2. Pro upozor­nění kolemjdoucích návštěvníků jsou na svo­dech upevněny výstražné tabulky informující o nebezpečí zranění osob při přímém úderu blesku do hromosvodu katedrály. Jednotlivé zemniče jsou spolu spojeny obvodovým ve­dením, které je vyvedeno do hlavního rozvá­děče katedrály.
 
V hlavním rozváděči je instalován svodič bleskových proudů SPD typu 1, jako např. DEHNventil (jiskřiště – obr. 3). Tento přístroj vyrovnává rozdíl potenciálů mezi živými vo­diči sítě nn a ochranným vodičem PEN/PE. Svodič bleskových proudů je velmi důležitý, protože chrání stavbu před účinky bleskových proudů nejen při přímém úderu do objektu, ale také při úderech do okolních staveb, a to až do vzdálenosti 2 km od místa úderu bles­ku. Přitom příčiny poškození úderem blesku do vzdálených objektů jsou mnohem častější.
 

Vnitřní ochrana před bleskem a přepětím

 
Systém vnitřní ochrany před bleskem a přepětím je založen především na vyrov­nání potenciálů u citlivých přístrojů a zaří­zení, tj. na instalaci svodičů SPD typu 2 a 3.
 
Svodiče přepětí SPD typu 2, např. přístroje DEHNguard, jsou umístěny v rozváděči var­han a zvonů (obr. 4 a obr. 5) a svodiče SPD typu 3, např. DEHNprotector, před rozhlasovou ústřednou a DEHNflex u ústředny elektronic­kého zabezpečení katedrály. Telefonní ústřed­na je chráněna svodiči bleskových proudů SDP typu 1 – přístrojem DEHNrapid LSA DRL [7].
 
Pro dodržení energetické koordinace mezi přepěťovými ochranami SPD typu 1, 2 a 3 je důležité, aby svodiče byly od jed­noho výrobce. Instalaci přepěťových ochran firmy Dehn + Söhne, včetně jejich revi­ze zde realizovali Ing. Stanislav Vitouch a Mgr. Jiří Božek.
 
Pozn.:
DEHNventil má do 5 m od koncového zaří­zení ochranný účinek svodiče SPD typu 1, 2 a 3.
DEHNguard – svodič SPD typu 2 má úči­nek do 10 m od koncového zařízení.
DEHNflex nebo DEHNprotector – svodič SPD typu 3 má ochrannou úroveň 5 m na jed­nu stranu a 5 m na stranu druhou.
 

Shrnutí

 
  • Pro kategorii kulturních památek nebo bu­dov pro shromažďování osob je třeba na zá­kladě analýzy stanovit rizika škod.
  • Hromosvod je protipožární zabezpečení staveb.
  • Pro návrh jímací soustavy je nutné vzít v úvahu jen metodu valící se koule nebo metodu ochranného úhlu, včetně fyzických rozměrů jímačů.
  • Je třeba správně instalovat svodič blesko­vých proudů SPD typu 1.
  • Před každé citlivé zařízení se musí umístit svodiče přepětí SPD typu 2 a 3 podle mon­tážního návodu výrobce.
  • Je třeba maximálně vyu­žít ochranný účinek pře­pěťových ochran SPD typu 2 a 3.
  •  
 
Literatura:
[1] ČSN EN 62305-1:2006-11 Ochrana před bleskem – Část 1: Obecné principy.
[2] ČSN EN 62305-2:2006-11 Ochrana před bleskem – Část 2: Řízení rizika.
[3] ČSN EN 62305-3:2006-11 Ochrana před bleskem – Část 3: Hmotné škody na stavbách a nebezpečí života.
[4] ČSN EN 62305-4:2006-11 Ochrana před bles­kem – Část 4: Elektrické a elektronické systémy ve stavbách.
[5] Vyhláška č. 268/2009 Sb., o technických poža­davcích na stavby.
[6] ČSN 34 1390:1969 Předpisy pro ochranu před bleskem.
[7] KUTÁČ J. – MERAVÝ J.: Ochrana před bles­kem a přepětím z pohledu soudních znalců. SPBI Ostrava, 2010.
 
Obr. 1. Katedrála sv. Petra a Pavla v Brně
Obr. 2. Svod hromosvodu
Obr. 3. Hlavní rozváděč – svodič SPD typu 1
Obr. 4. Podružný rozváděč varhan – svodič přepětí SPD typu 2
Obr. 5. Podružný rozváděč zvonů – svodič přepětí SPD typu 2