Pokračujeme v díle těch,
kteří byli první.

Aktuální vydání

Číslo 11/2016 vyšlo tiskem
7. 11. 2016. V elektronické verzi na webu od 1. 12. 2016. 

Téma: Rozváděče a rozváděčová technika; Točivé stroje a výkonová elektronika

Hlavní článek
Lithiové trakční akumulátory pro elektromobilitu

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

Vyhledávání rizik na stavbách se stanicemi mobilních operátorů

Ing. Jiří Kutáč, znalec v oboru elektrotechnika, specializace ochrana před bleskem a přepětím,
David Černoch, Vodafone Czech Republic, a. s.
 

1. Úvod

 
Na stavbách s anténami mobilních ope­rátorů hrají důležitou roli především tyto faktory:
  • umístění anténního stožáru:
  • samostatný stožár, na kopci nebo v rovi­ně,
  • umístění na budově, nižší nebo vyšší;
  • počet bouřkových dní; v České republice se počet bouřkových dní pohybuje v inter­valu 25 až 40 za rok.
Projektant nebo revizní technik musí dbát zvýšené pozornosti z hlediska ochrany před bleskem při projektování anténních systémů v objektech, kde se vyskytují tyto faktory:
  • větší množství osob nebo nepohyblivé oso­by,
  • velmi drahá elektronická zařízení,
  • prostředí s nebezpečím výbuchu,
  • prostředí, kde by výpadek médií (plynu, vody, elektřiny) představoval ohrožení ži­vota osob nebo majetku.
Instalací anténních systémů se nesmí zhor­šit ochrana před bleskem pro stavbu, elektric­ká, elektronická zařízení a osoby nacházející se uvnitř objektů.
 
Všeobecně antény představují zvýšené nebezpečí úderu blesku nejen pro samotné stavby, ale především pro elektrická, elek­tronická zařízení a osoby nacházející se uvnitř budov (obr. 1 až obr. 3). Je to dáno obecným předpokladem, že anténní systé­my jsou umisťovány většinou na nejvyšších částech budov.
 

2. Škody způsobené bleskem na anténních systémech

 
Po výboji blesku může dojít nejen k cel­kové destrukci antény (obr. 4), ale také po zavlečení části bleskového proudu dovnitř budovy ke zničení vnitřního elektronického zařízení. Stopy působení bleskového proudu byly patrné i na betonovém základu anténní­ho stožáru. Následky škody, které byly způ­sobeny účinky působení bleskového proudu, byly především na elektronických zařízeních uvnitř budovy (počítače, servery a další tech­nologická zařízení). Celková škoda přesáhla 300 000 korun.
 
Je znám dokonce případ, kdy bleskový proud vtekl do budovy po anténním kabelu a přeskočil přes tělo řídícího důstojníka hasi­čů na zásuvku nn. Dispečerský pult byl situo­ván tak, že důstojník seděl zády k oběma zá­suvkám. Jeho kolegové, kteří byli na výjezdu, nezachytili jeho signál, a tak se urychleně vrá­tili. Našli ho v bezvědomí a poskytli mu první pomoc. To rozhodlo o záchraně jeho života.
 

3. Základní postupy při navrhování ochrany před bleskem

 

3.1 Prohlídka objektu, sladění instalace ochrany před bleskem s normami

 
Při první návštěvě stavby je třeba se zamě­řit na její současný stav a učinit tyto kroky:
  • Nechat si předložit dokumentaci a zprávy o revizi ochrany před bleskem a přepětím (majitelem nebo provozovatelem zaříze­ní). Na základě zkušeností z praxe nelze v některých případech brát zprávu o revizi za relevantní doklad. V případě problémů může revizní technik prohlásit, že v době vykonání revize nenastala žádná závada na instalaci. Proto je vhodné průběžně poři­zovat fotodokumentaci dané aplikace, aby v případě nutnosti byl k dispozici věrohod­ný objektivní materiál.
  • Prohlédnout současnou vnější ochranu před bleskem (LPS). Rozhodnout, zda hro­mosvod (jímací soustava, soustava svodů, uzemňovací soustava) a svodiče přepětí (SPD) typu 1 jsou v souladu s normou ČSN 34 1390 [2] nebo souborem norem ČSN EN 62305-1 až 4 [3], [4], [5], [6] a sou­části LPS jsou v dobrém funkčním stavu;
  • ČSN 34 1390 [2] (objekt byl vyprojek­tován a revidován podle této normy).
Zkontrolují se:
  • ochranné prostory jímací soustavy podle přílohy 2, a dle 4l. 36 až 63,
  • materiály jímací soustavy a soustavy svodů podle tab. 2 a 3, a dle čl. 86 až 90,
  • počet svodů a jejich spojů podle čl. 64 až 85,
  • uzemnění podle čl. 96 až 110,
  • dostatečná vzdálenost podle čl. 111 až 114 (Pozor! Vzorec pro dostateč­nou vzdálenost v čl. 112 je chybný, je nutné použít vzorec podle čl. 6.3 z ČSN EN 62305-3 [5]),
  • souběh a křižování vnějších elek­trických vedení od hromosvodu nad zemí podle čl. 115,
  • souběh a křižování vnějších sdělo­vacích vedení od hromosvodu nad zemí podle čl. 122.
  • ČSN EN 62305-1 až 4 ed.1 [3], [4], [5], [6] (objekt byl vyprojektován a revido­ván podle tohoto souboru norem).
Zkontrolují se:
  • ochranné prostory jímací soustavy podle přílohy A,
  • materiály jímací soustavy a soustavy svodů podle tab. 6,
  • počet svodů a jejich spojů podle čl. 5.3,
  • uzemnění podle čl. 5.4,
  • dostatečné vzdálenosti podle čl. 6.3 (obr. 5),
  • souběh a křižování vnějších elektric­kých vedení od hromosvodu nad zemí podle čl. 115 ČSN 34 1390,
  • souběh a křižování vnějších sdělova­cích vedení od hromosvodu nad zemí podle čl. 122 ČSN 34 1390.

Zkontrolovat vnitřní ochranu před bleskem a přepětím a zaměřit se na kontrolu:

  • přepěťových ochran SPD typu 2 a 3 z hle­diska:
  • energetické koordinace ochran, doporu­čuje se stejný výrobce (obr. 6),
  • signalizace provozu nebo poruchy pod­le montážních návodů výrobců přepěťo­vých ochran,
  • vybavení předjištění přepěťových ochran;
  • pospojování:
  • kontrola spojů s ohledem na přechodový odpor (měřením), tj. na uvolněné nebo přerušené spoje;
  • vizuální kontrola s ohledem na korozi; obzvlášť na úrovni terénu;
  • kontrola porušení pospojování stínění,
  • průřezy vodičů.

3.2 Provedení hromosvodu pro anténní systémy

 

3.2.1 Na budovách bez hromosvodu

Není-li na budově nainstalován hromo­svod, navrhne se jímač jen pro anténní sys­tém pro ochranu antény před přímým úde­rem blesku.
 
Pro oddálený (izolovaný) hromosvod po­stačí zřídit jen jeden svod, je nutná kontrola dostatečné vzdálenosti s.
 
Pro neoddálený (neizolovaný) hromosvod je nutné instalovat minimálně dva svody. Pro každý svod se zapustí do nezámrzné hloubky tyčový zemnič. Přednost má však základový zemnič. Samozřejmostí by mělo být spojení zemničů s hlavní ekvipotenciální sběrnicí. Ten­to návrh by měl být vždy v souladu se zámě­rem majitele objektu s využitím ploch v okolí, aby nekolidoval s případnou výstavbou.
 

3.2.2 Na stavbách s nefunkčním hromosvodem

Nejprve je zjištěn současný stav hromo­svodu dané stavby. Na základě vizuální pro­hlídky se zjistí, zda se na střeše budovy na­chází nefunkční hromosvod nebo hromo­svod, který neodpovídá daným normám. Měl by být písemně vyhotoven protokol daných nedostatků, který bude sloužit jako podklad pro jednání mezi vlastníkem objektu a firmou dodávající anténní systém. Investor by měl vždy rozhodnout o nákladovosti své inves­tice s ohledem na možnou úpravu existující ochrany před bleskem podle platných norem a ve spolupráci s projektantem najít efektiv­ní technické a ekonomické řešení.
 

3.2.3 Na budovách s hromosvodem

Je možné novou instalaci mobilních ope­rátorů na současných stavbách zapracovat do již existující instalace hromosvodu?

Ano.
Nová instalace antény se nachází v ochran­ném prostoru podle přílohy 2 ČSN 34 1390 [2] (u již stojících objektů) nebo podle přílohy A ČSN EN 62305-3 [5] (u nových objektů).

Ne.
Nutný postup pro správný návrh instalace hromosvodu:

  • zvolení třídy ochrany LPS podle tabulky 1 pro daný anténní systém;
  • správné zatřídění stavby do třídy LPS:
  • objekty vyjmenované ve vyhlášce č. 268//2009 Sb. [7],
  • objekty soukromého charakteru; zde po­stačí podepsaný zápis majitelem nebo provozovatelem zařízení o zatřídění stav­by do třídy LPS,
  • sladění třídy ochrany před bleskem již stojící stavby a anténního systému; ni­kdy nesmí být třída ochrany před bles­kem LPS antény na nižší technické úrov­ni, než je třída LPS pro stavbu (opačný případ je možný);
  • volba jímací soustavy podle přílohy A ČSN EN 62305-3 [5] – viz tab.
Pro již existující stavby je ekonomicky vý­hodnější řešení provedení ochrany před bles­kem jen pro anténní systém podle ČSN EN 62305-1 až -4 a dosavadní hromosvod pone­chat podle ČSN 34 1390 v původním stavu. Při tomto řešení je nutné respektovat odizo­lování části bleskových proudů od vnitřních instalací budovy podle čl. 111 až 114 ČSN 34 1390 [2] a podle čl. 6.3 ČSN 62305-3 [5]. Proto je ně­kdy potřebná částečná úprava dosavadního hro­mosvodu.
 

Oddálený (izolovaný) hromosvod

U tohoto typu hromo­svodu je úplně izolován vnější potenciál blesko­vého proudu (jímací sou­stavou, soustavou svodů) od vnitřního potenciálu (anténami, klima­tizačními jednotkami, vnitřní elektroinsta­lací) podle ČSN EN 62305-3, čl. 5.1.2 [5]. Izolace je vyjádřena dostatečnou vzdále­ností s podle ČSN EN 62305-3, čl. 6.3 [5] (obr. 5). Přitom se vzájemně pospojují všech-ny části s vnitřním potenciálem. Pro živé vodiče se použijí svodiče SPD typu 2 (kategorie C2).
 

Neoddálený (neizolovaný) hromosvod

Jímací soustava by měla být navržena tak, aby byl vyloučen přímý zásah blesku do an­tén. Současně se jímač a soustava svodů vo­divě spojí s anténním stožárem a všechny kovové konstrukce se spolu vzájemně spojí podle ČSN EN 62305-3, čl. E5.1.1 [5]. Živé vodiče napájecích i koaxiálních kabelů se spojí s neživými částmi přes svodiče SPD typu 1 (kategorie D1) (obr. 7).
 

3.3 Revize

 
Ochrana před bleskem a přepětím je ne­dílnou součástí elektrické instalace. Podléhá tedy stejným předpisům pro revize jako ostat­ní zařízení. Jde o specifickou problematiku a detailní normalizace evropskými a český­mi normami je poměrně nová. Přesně je ře­šena normami ČSN 33 1500 a ČSN 33 1500/Z4 [8] a [9] a ČSN 33 2000-6 [10].
 
Doporučené postupy revize:
  • Prohlídka instalace
    U nových zařízení je součástí prohlídky i porovnání skutečného provedení s technic­kou dokumentací. U vnější ochrany je nutné především překontrolovat provedení jímačů, počet a provedení svodů, provedení vyrovná­ní potenciálů a provedení uzemnění.
    U oddálených hromosvodů je třeba zkont­rolovat, zda antény a rozváděče leží v ochran­ném prostoru jímací soustavy a zda je dodrže­na dostatečná vzdálenost s mezi jímací sou­stavou, anténami a rozváděči.
    Vizuální kontrola uzemnění spočívá v kon­trole materiálu a průřezu svodu k uzemnění, mechanické ochrany svodu, a je-li to mož­né, i v kontrole pasivní ochrany proti korozi.
    Prohlídka vnitřní ochrany před přepětím se zaměřuje na vizuální kontrolu instalace svodičů bleskových proudů a přepětí a na kontrolu vyrovnání potenciálu.
  • Měření
    Měření elektrického spojení spojů, např. při instalaci Faradayovy klece a všech spojů, které nebudou později přístupny.
    Co se týče měření izolačních odporů, je třeba poznamenat, že před měřením je vhod­né svodiče bleskových proudů a svodiče pře­pětí odpojit. Nejsnadněji se odpojí vyjmutím modulů svodičů; to také umožní změřit izo­lační stav patic svodičů, kde může být vlivem znečištění a vlhkosti zhoršen stav izolace. Ně­které svodiče bleskových proudů není nutné při měření izolačního stavu odpojit.
    Je na zkušenostech revizního technika, aby zvolil správnou metodu a správný měři­cí přístroj pro danou konfiguraci uzemnění.

4. Shrnutí

 
  • Správně sladit požadavky operátora s práv­ními předpisy České republiky.
  • Anténní systémy na již stojících stavbách nesmí zhoršit současnou úroveň ochrany před bleskem.
  • Respektovat věže mobilních operátorů jako omezený vodivý prostor.
  • Dodržovat schválené montážní postupy jed­notlivých operátorů a montážní návody vý­robců hromosvodu a přepěťových ochran.
Literatura:
[1] KUTÁČ, J. – MERAVÝ, J.: Ochrana před bleskem a přepětím z pohledu soudních znalců. SPBI, Ostrava, 2010.
[2] ČSN 34 1390:1969 Předpisy pro ochranu před bleskem.
[3] ČSN EN 62305-1:2006-11 Ochrana před bles­kem – část 1: Obecné principy.
[4] ČSN EN 62305-2:2006-11 Ochrana před bles­kem – část 2: Řízení rizika.
[5] ČSN EN 62305-3:2006-11 Ochrana před bleskem – část 3: Hmotné škody na stavbách a nebezpečí života.
[6] ČSN EN 62305-4:2006-11 Ochrana před bles­kem – část 4: Elektrické a elektronické systémy ve stavbách.
[7] Vyhláška č. 268/2009 Sb., o technických poža­davcích na stavby.
[8] ČSN 33 1500:1991-03 Elektrotechnické před­pisy. Revize elektrických zařízení.
[9] ČSN 33 1500/Z4:2007-09 Elektrotechnické předpisy. Revize elektrických zařízení. Změna Z4.
[10] ČSN 33 2000-6:2007-09 Elektrické instalace nízkého napětí – Část 6: Revize.
 
Obr. 1. Úder blesku do stanice mobilního ope­rátora na sile dřevní štěpky [1]
Obr. 2. Úder blesku do stanice mobilního ope­rátora na sile dřevní štěpky, přechod vodiče HVI na holý vodič [1]
Obr. 3. Úder blesku do stanice mobilního ope­rátora na sile dřevní štěpky; poškození telefonní ústředny [1]
Obr. 4. Detail zničeného anténního systému po přímém úderu blesku [1]
Obr. 5. Stanice mobilních operátorů; izolovaný hromosvod vodič HVI [1]
Obr. 6. Energetická koordinace přepěťových ochran [1]
Obr. 7. Instalace svodičů SPD typu 1 pro stanice mobilních operátorů Radio Basic Station (RBS)