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

Tipy a triky při instalaci přepěťových ochran (část 17)

Materiály pro konstruování hromosvodu – vnější ochrany před bleskem
 
Dalibor Šalanský, člen ILPC, Luma Plus, s. r. o.,
Jan Hájek, organizační složka Praha, Dehn + Söhne GmbH + Co. KG
 
V poslední době by se mohlo zdát, že s tzv. novou normou pro hromosvody ČSN EN 62305 (Ochrana před bleskem) dochází k velkému rozšíření sortimentu materiálů, které je možné použít pro vytvoření hromosvodu. Zatímco v předchozím díle jsme se zaměřili na materiály pro zemnicí soustavu, nyní se budeme věnovat kovům a jiným materiálům používaným pro hromosvod v jeho nadzemní části.
 

Ocel – pozinkovaná

Mezi základní kovy patří ocel v různých kvalitách a povrchových úpravách. Mezi její přednosti patřila a patří především cena a dostupnost, které neomezovaly její použití tak jako např. měď a hliník v dobách obou světových válek a v padesátých letech. Díky všeobecné dostupnosti se od prvopočátku ocel využívala na jímací tyče. Protože se samozřejmě vědělo o její největší slabině – korozi, tak se lze ještě nyní na některých stavbách setkat s jímacími tyčemi s pozlaceným, měděným či mosazným koncem (obr. 1). Toto opatření mělo zajistit dobrou vodivost v místě úderu hromu do jímací soustavy. Mezi největší nevýhody ochrany před korozí vrstvou jiného kovu patří zvýšená citlivost součástí na oděry, kdy nejen hromosvodář, ale i celý obchodní a distribuční řetězec se musejí k materiálu chovat tak, aby nedošlo k poškození ochranné vrstvy (kdo někdy nesl „opatrně“ kolo drátu těžké padesát a více kilogramů, ví, jak obtížná je to úloha). V některých státech (v Evropě je to např. Francie nebo Velká Británie) je velmi rozšířena ocel s měděným povrchem. Ta se používá především jako ekonomická varianta měděných zemničů a vodičů. U vodičů se jedná v podstatě pouze o vzhledovou stránku, protože poměděná ocelová součást hromosvodu má z obou kovů jen nevýhody – reaguje prakticky s čímkoliv a při odření podléhá rzi.
 
V prvopočátcích tohoto oboru se používaly také součásti, které byly proti vnějším vlivům chráněny olověným povlakem (více o tom, proč je již olovo nepřípustné, viz odstavec o olovu). Ocelové vodiče s ochrannou vrstvou zinku jsou také více než stoletá záležitost. V průběhu let se měnily podmínky pro pozinkování, a tak také v padesátých letech minulého století bylo upřednostňováno galvanické pozinkování před žárovým, které spotřebovalo větší množství kovu. S postupem doby a se zvyšováním chemické agresivity prostředí (obr. 2) se opět prosadilo žárové zinkování, které poskytuje kvalitnější ochranu. V současné době se pozinkované součásti používají především pro zemnicí soustavy a od jejich použití na střechách a stěnách objektu se v důsledku nízké kvality zpracování levnými výrobci pomalu upouští. Jejich ošetřování, tj. odrezování a natírání, vychází během několika let mnohem dráž než o něco vyšší pořizovací cena nerezových či AlMgSi součástí.
 

Nerezová ocel

Oproti normální oceli má nerezová ocel největší výhodu v tom, že nepodléhá rzi a je chemicky neutrální vůči okolnímu prostředí. Pro vybudování hromosvodu se používají dvě úrovně kvality nerezové oceli, a to V2A a V4A. První z jmenovaných (V2A) se používá pro nadzemní aplikace, zatímco druhá (V4A) je určena pro instalace pod zem – pro zemnicí soustavu a její připojovací svorky, nebo jak je teď moderní do hlíny zatravněných střech.V posledním desetiletí tento materiál doznal dost podstatného rozšíření, neboť díky vysoké poptávce stoupla cena normální oceli, a tak cenový rozdíl mezi normální a nerezovou ocelí není již tak velký. Nerezovou ocel je díky její chemické stálosti možné kombinovat s veškerými ostatními materiály (obr. 3) a používá se i pro spoje, na které se v minulosti používaly dvoukovové svorky (obr. 4), nebo v současné době již nepřípustné olověné vložky (více v odst. Olovo).
 

Měď

Tento kov byl používán na hromosvody již od prvních pokusů o konstrukci systému ochrany před bleskem. Toto bylo asi dáno tím, že hromosvody na objekty instalovali především klempíři a tento materiál jim byl velmi blízký. Také měli zpracovanou metodiku obrábění a spojování, kde se upřednostňovalo nýtování a letování před šroubovými spoji. Měděné vodiče a ostatní hromosvodní prvky se používají především na historických budovách či architektonicky neobvyklých domech (i když současná měď stárnutím spíše tmavne a pro dosažení měděnkové patiny je nutný speciální nátěr).
 
Měď byla vždy strategickým materiálem a každý válečný konflikt znamenal její zabavování. Po první světové válce je její používání na hromosvody spíše na ústupu (jedna z prvních vzpomínek dědy Honzy Hájka, L. Spala, je zabavování měděného hromosvodu v počátku první světové války). Hlavní výhodou mědi je její vynikající vodivost v porovnání s dalšími běžně používanými kovy pro hromosvod a s tím související minimální oteplení při průchodu bleskového proudu. Vzhledem k negativním elektrochemickým reakcím mědi a její „neuhlídatelnosti“ je rozsah jejího použití omezen a v současné době se používá spíše vzácně.
 

Mosaz a jiné slitiny mědi

V České republice se mosaz a její slitiny používají na standardní hromosvodní součásti pouze v podobě svorek pro speciální použití (obr. 5). Tyto kovy jsou rozšířeny více v západní Evropě a Velké Británii.
 

Slitiny hliníku

Tento materiál zažívá v poslední době obdobně jako nerezový materiál výrazný nárůst používání, a to především jeho legované slitiny. To, že se nepoužívá na hromosvody v České republice, by se mohlo zdát nelogické, především proto, že třeba v USA je běžně používán od první poloviny 20. století. Uvědomíme-li si ale, že byl v době vzniku předchozích norem stejně jako měď strategickým kovem, nepřijde nám neobvyklé, že hromosvod prohrál svůj boj se stíhačkou. Vzhledem ke své obrobitelnosti, stálosti v čase, malé hmotnosti a rovněž i příznivé ceně se využívá na hromosvodní vodič (pozor ale na ČSN EN 50164-1, -2).
 
Další součástí hromosvodu, kde použití hliníku umožnilo realizovat vysoce funkční řešení, jsou jímací tyče, které není problém upevnit i na dříve obtížných místech. Využijí-li se ještě pro spoje jímací soustavy svorky ze stejného materiálu, je hromosvodář s takovouto jímací soustavou hotov za zlomek času, než by tomu bylo v případě pozinkované oceli.
 

Olovo

Olovo bylo dříve využíváno jako doplněk hromosvodů a jako vložky do svorek (obr. 6), které spojovaly měď a pozinkované vedení. I přes jeho špatnou elektrickou vodivost bylo oblíbené pro lehkou tvárnost. Na příkladu olova je vidět, že ne vše, co norma obsahuje, je s ohledem na její téměř celosvětovou působnost použitelné v každém členském státě CENELEC.
 
V ČR je omezeno použití olova s ohledem na životní prostředí v souvislosti s likvidací odpadu anebo v souvislosti s jeho uvolňováním do vody. V české legislativě tuto otázku řeší zákon o odpadech č. 185/2001 Sb., ve znění pozdějších předpisů (úplné znění je v zákoně 106/2005 Sb.). Hlavním legislativním nástrojem v ČR upravujícím zastoupení olova ve vodním prostředí je nařízení vlády č. 61/2003 Sb. Olovo je v příloze 1 zákona č. 254/2001 Sb., o vodách, v platném znění, jmenovitě uvedeno jako nebezpečná závadná látka.
 

Beton

Beton se používá jako náhrada dříve rozšířené litiny (obr. 8), která je vlivem energeticky náročné výroby na ústupu. Hlavním důvodem je zde samozřejmě hmotnost, a ne vodivost. Hovoříme-li ve spojení s hromosvodem o betonu, jde pouze o beton mrazuvzdorný, který je schopen snášet venkovní podmínky. V poslední době se lze díky ceně lidské práce setkat s neprofesionálními náhražkami ze špatného betonu spíše zřídka, ale klient by se měl zajímat, zda se opravdu jedná o beton, který lze použít jako podpěru vedení ve venkovním prostředí (více řada norem ČSN EN 50164-1, -2, …-X).
 

Plasty

Plasty z kvalitního materiálu odolného vůči výkyvům teplot a UV záření lze využít všude tam, kde je třeba upevnit hromosvod bez zajištění vodivého spojení s povrchem. Takže se používá na podpěry vedení na stěnu nebo, je-li zatížen mrazuvzdorným betonem, jako podpěra na střechu (obr. 8). Hitem poslední doby jsou podpěry k nalepení, které není nutné přivrtávat (obr. 9). Používají se všude tam, kde materiál střechy neumožní upevnění šroubem (297 110).
 

Ostatní materiály

V podstatě lze na jímací soustavu využít i kovy (tab. 1), které se nenacházejí v tabulce normy ČSN EN 62305. Nicméně v tomto případě, protože nejsou dány minimální rozměry materiálu a jeho ošetření normou, je třeba spolehlivě prokázat, že jeho vlastnosti jsou minimálně shodné s materiály uvedenými v řadě norem ČSN EN 62305 či ČSN EN 50164 (tab. 2).
 
Literatura:
[1] Fotografie J. Hájek, animace D. Šalanský.
[2] ČSN EN 62305-1, -2, -3, -4.
[3] ČSN EN 50164-1, -2.
 
(pokračování)
 
Obr. 1. Staré provedení jímací tyče
Obr. 2. Ochranná trubka z oceli, co nechrání (měla být na obou koncích utěsněna olovem)
Obr. 3. Kombinace pozinkové konstrukce, svorky z nerez oceli a AlMgSi
Obr. 4. Dvouková svorka
Obr. 5. Mosazná svorka
Obr. 6. Olověná vložka mezi pozinkovanou ocelí a mědí
Obr. 7. Podpěra určená k nalepování
Obr. 8. Litinové podpěry
Obr. 9. Držáky střešního vodiče, typ FB (kombinace plast-beton)
 
Tab. 1. Povolené kombinace materiálů
Tab. 2. Materiály, tvary a minimální průřezy ploch jímací soustavy, jímacích tyčí a svodů