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 5)

Tipy a triky při instalaci přepěťových ochran (část 5)
Ochrana před bleskem elektrického vytápění okapů, cest a zatravněných střech

Dalibor Šalanský, člen ILPC, LUMA Plus, s. r. o.,
Jan Hájek, organizační složka Praha, DEHN + SÖHNE GmbH + Co. KG

U moderních rodinných domů s vyšším standardem je možné se setkat s vytápěním okapů, příjezdových cest, a dokonce i celých střech. Málokdy je ovšem uvažováno o ochraně před bleskem, která v těchto případech nebývá jednoduchá. Dodatečné řešení je proto mnohem složitější a v některých případech znamená i nepříjemný zásah do objektu (uvažuje-li se o kvalitní a funkční ochraně před bleskem).

Každý, kdo uvažuje o takovémto nadstandardním vybavení, by měl situaci konzultovat s odborníkem na ochranu před bleskem, aby později nebyl vystaven nepříjemnostem spojeným s řešením vzniklé situace. Je třeba si uvědomit, že instalací zmíněných doplňků zároveň podstatně roste riziko zavlečení bleskového proudu do objektu.

1. Elektricky vyhřívaná příjezdová cesta

Sběrná plocha takto upravené komunikace bývá pro bleskový proud opravdu velká. Pro začátek je třeba si připomenout, že jakékoliv nestíněné vedení uložené v zemi, které se nachází mimo ochranný prostor jímací soustavy, se považuje za vedení ohrožené přímým úderem blesku. Ale i v případě, že je ochranný prostor jímací soustavy dostatečný, může dojít k přeskoku z kořenového systému blízko stojícího stromu zasaženého bleskem. Z toho vyplývá, že je nezbytné takový kabel vybavit svodiči bleskových proudů. Navíc betonová příjezdová cesta jistě bude zpevněna kovovým roštem. Tento rošt je třeba svařit či pospojovat svorkami a spolehlivě spojit (nejlépe na několika místech) s uzemňovací soustavou objektu. Později nebude možné se k těmto spojům dostat. Nejlepším řešením je instalovat pomocný rozváděč na obvodovou stěnu objektu co nejblíže místa, kde budou topné kabely vyvedeny ven.

Obr. 1. Obr. 1. Příklad ochrany vytápění příjezdové cesty (pro lepší přehlednost není zakreslena vnější jímací soustava)
Obr. 2. DEHNventil M TNC FM

Doporučení:
Uvedený rozváděč by měl být používán pouze k tomuto účelu, tedy k vytápění cest, popř. okapů aj. Není vhodné jej využívat i pro napájení vnitřních obvodů, např. pro televizi apod. Budou-li položeny samoregulační kabely, postačí do rozváděče instalovat svodiče bleskových proudů Typ 1, nejlépe DEHNbloc Maxi. Jsou-li pro regulaci využita čidla teploty a elektronický regulátor, vhodným místem pro instalaci celého řídicího systému je opět zmíněný rozváděč. Volí se pokud možno ocelový; zde lze využít jeho stínicí účinek. Výstupy ke snímačům teploty se ochrání vhodným typem ochrany, např. Blitzductor CT – kombinovaný svodič bleskových proudů a jemná přepěťová ochrana. Přesný typ nelze určit bez podrobné znalosti daného zařízení. Je třeba znát napětí, kterým je čidlo napájeno, a využití všech vodičů. Modul ochrany se potom volí tak, aby v žádném případě nebyly zkreslovány měřené veličiny. Kabely k čidlům by měly mít samostatné stínění, Obr. 2. které se připojí na místní potenciálové vyrovnání. To se zřídí poblíž pomocného rozváděče nebo přímo v něm. Na ně se připojí vývod z uzemňovací soustavy (je zde připraven již v době stavby objektu) a dále všechny neživé části poblíž tohoto rozváděče (obr. 1). V případě, že je v pomocném rozváděči instalován elektronický regulační systém, musí být pro ochranu napájení použit modul DEHNventil M TNC FM (obr. 2), jehož zbytkové přepětí leží hluboko pod úrovní 1,5 kV, a vyhovuje tak požadavkům kladeným na ochranu před bleskem.

Poznámka:
U soustav TN-S se vždy chrání všechny pracovní vodiče, tedy i střední pracovní vodič N (platí nejen pro tuto část, ale pro všechny uvedené případy).

2. Vyhřívané okapy

Prvním krokem by mělo být, stejně tak jako při řešení ostatních návrhů ochrany před bleskem, zmapování prostorové situace a následné rozhodnutí, bude-li možné u celého zařízení využít metodu oddálených hromosvodů, nebo metodu pospojování neživých částí a instalaci svodičů bleskových proudů.

Obr. 3.

Proč by se nemělo zapomínat na posouzení obou variant?
Varianta oddálených hromosvodů je v každém případě bezpečnější a pravděpodobně i levnější metoda ochrany. Ovšem může vzniknout základní neřešitelný problém – výsledný vzhled jímací soustavy. Představa, že svody jímací soustavy vytvoří okolo okapu oblouk s poloměrem asi 30 až 50 cm (obr. 3a), se asi mnohým nebude líbit. Svody často vedou těsně vedle svislých okapových rour, takže uvedená vzdálenost by musela být dodržena po celé této délce. Obr. 4. Nepomohou ani okapy z plastu, protože topné kabely v nich uložené jsou vždy kovové a dostatečná vzdálenost musí být dodržena i proti nim. Popsané řešení je vhodné zejména pro sedlové a valbové střechy. U různých experimentálních objektů s kombinací mnoha typů střech by asi bylo možné nalézt vhodné řešení a architektonicky je zakomponovat do celého objektu. Nemusí být vždy využity materiály od výrobců hromosvodů, je ale třeba dodržet zejména průřezy vodičů a styčné plochy spojů. U takovýchto objektů se rozhodně nikde nepoužijí levné materiály, většinou půjde o korozivzdorné ušlechtilé kovy. Ale to je pouze odbočení od daného tématu. Řešení je třeba hledat pro 99 % standardních typů střech.

Vodič HVI na obr. 4 (jeho princip a využití jsou čtenářům známy z předchozích částí tohoto seriálu článků) zřejmě také nebude vhodným řešením. Představa, že průměr svodů bude 20 mm, rovněž není příliš drelákavá. To ale platí pro rodinné domy, kde je estetika téměř vždy na prvním místě. U průmyslových objektů by řešení s vodičem HVI mohlo přicházet v úvahu. Vždyť tento vodič lze použít pouze pro překlenutí rizikových míst okolo okapů a dále pokračovat běžným svodem.

Obr. 5. Obr. 3. Příklad ochrany vytápění okapu; a) nepříliš estetické řešení oddáleného hromosvodu, b) řešení se skrytým svodem, c) metoda „všechno se vším pospojeno“
Obr. 4. Vodič HVI
Obr. 5. DEHNguard M TNC 275 – svodič přepětí Typ 2

Bude-li realizován oddálený svod nebo svod HVI, postačí v podružném rozváděči, ze kterého jsou vedeny topné kabely, bez dalších vážných opatření instalovat svodič Typ 2 (obr. 5). Pro ochranu vedení od čidel platí stejné opatření. Podmínkou je, aby i tato čidla byla v ochranném prostoru jímací soustavy a nepřiblížila se ke svodům. Pozor – často se stává, že čidlo je dostatečně vzdáleno, ale vedení od něj kříží svody! Toto řešení nelze akceptovat a vedení je třeba vybavit plnohodnotnými svodiči bleskových proudů. V tomto případě rovněž není vhodné, aby byl rozváděč umístěn hluboko v objektu – hrozí zavlečení bleskového proudu. Představuje to instalaci pomocného rozváděče na obvodovou stěnu objektu (zevnitř), zřízení místního potenciálového vyrovnání, instalaci svodičů bleskových proudů pro vedení od čidel. Špatné uložení kabelů je tedy maličkost s velkými následky.

Obr. 6. Obr. 6. DEHNbloc Maxi – svodič bleskových proudů

Nebude-li možné realizovat některou z popsaných variant, je třeba instalovat svodiče bleskových proudů. Zde platí stejné zásady jako u příkladu vytápění příjezdových komunikací (obr. 1 a obr. 3c). Při instalaci svodičů bleskových proudů do rozváděče připraveného pouze pro vývody vytápění (např. DEHNbloc Maxi; obr. 6) se nesmí zapomenout na skutečnost, že jeho zbytkové přepětí je okolo 2,5 kV. Nebude-li v celém objektu instalován kompletní ochranný systém, tyto svodiče v pomocném rozváděči příliš nepomohou. Zbytkové přepětí této úrovně stačí na zničení elektronických zařízení.

Doporučení:
Instalovat přepěťové ochrany standardním a dobře známým způsobem v celém objektu.

3. Zatravněné pochozí střechy

Domy s takovýmito střechami se staví např. ve svazích, kdy přední část domu je vystavěna nad úroveň terénu a směrem dozadu je dům zapuštěn, až splývá s povrchem. Z hlediska ochrany před bleskem jde o speciální a velmi problematickou variantu. V těchto typech střech mohou být uloženy topné kabely, kabely pro vyhřívání drenáží pro odvod vody, různé druhy osvětlení, čidla teploty apod. Kvalitní řešení ochrany by mělo být v každém případě konzultováno s projektantem a architektem ještě před započetím stavby, neboť dodatečné řešení nebude realizovatelné.

Obr. 7. Obr. 7. Blitzductor CT – svodiče přepětí

U tohoto případu se jako nejlepší řešení opět nabízí varianta oddálených hromosvodů. Velkou výhodou těchto objektů je velmi malá dostatečná vzdálenost s, která se zejména v zadní části objektu pohybuje v jednotkách centimetrů. To usnadňuje celkové požadavky na vnější ochranu. Jsou-li nad objektem vztyčeny sloupy osvětlení, je možné je využít jako jímače s poměrně velkým ochranným úhlem. Takové sloupy je třeba vybavit pomocnými jímači, aby při úderu blesku nebyly poškozeny. Kabely vedené do zmíněných stožárů je vhodné vést v jednom svazku ve stíněných trubkách a na vstupu do objektu (třeba zase v pomocném rozváděči) instalovat svodiče bleskových proudů DEHNventil M TNC (TNS) 255. Při kontrole ochranného prostoru lze využít metodu bleskové koule. Veškerá další zařízení a kabely na střeše se umístí tak, aby byly „schovány“ v tomto ochranném prostoru. Na vstupu do objektu nebo v nejbližším rozváděči se instalují svodiče přepětí Typ 2, např. DEHNguard, DEHNguard LI. Vedení od čidel se chrání svodiči přepětí, např. přístrojem Blitzductor CT (obr. 7).

Obr. 8. Obr. 8. Kvalitní materiály pro jímací soustavu

Oddálenou jímací soustavu je možné sestavit i z klasických hromosvodních prvků – jímacích tyčí apod. Rovněž lze využít zábradlí aj. Další variantou jsou oddálené výškové jímače, které však z architektonického hlediska pravděpodobně nebudou akceptovatelné.

Když nebude možné realizovat oddálenou jímací soustavu, přijdou na řadu opět svodiče bleskových proudů zapojené do všech vedení umístěných na střeše. I zde platí zásada vést všechna vedení v jednom svazku a umístit je do stínicí trubky. Z hlediska konstrukce domu nejspíš půjde o železobetonový skelet s kvalitní hydroizolací. Armování betonu se svaří na více místech a ještě se doplní samostatnými pozinkovanými dráty. Vznikne tak Faradayova klec, která účinně stíní vnitřek objektu. Čím hustší síť, tím lepší stínění. Zároveň má bleskový proud dobrou cestu k uzemnění. Pro průchod hydroizolací lze využít speciální konstrukční prvky DEHN + SÖHNE.

Obr. 9.

Důležité upozornění:
Je-li střecha zatravněna, mohou být některé části jímací soustavy umístěny vlastně pod zemí. Proto je třeba instalovat jímací soustavu z kvalitních materiálů s účinnou korozivzdornou úpravou, popř. z korozivzdorné oceli V4A (obr. 8).

Třetí případ uvedený v této části miniseriálu je spíše perličkou. Ale i pro tyto případy lze nalézt vhodné řešení ochrany tak, aby objekt nebyl pouze zajímavý, ale splňoval i požadavky na bezpečné bydlení.

(pokračování)