ZEMNÍCÍ SOUSTAVY V PROST EDÍ S VLIVEM BLUDNÝCH PROUD

Transkript

1 ATEKO 2008 ZEMNÍCÍ SOUSTAVY V PROST EDÍ S VLIVEM BLUDNÝCH PROUD Ing. Bohumil Ku era JEKU s.r.o., Limuzská 8, Praha 10 Strašnice kucera@jeku.cz , ,

2 2 Anotace: ednáška se zabývá návrhem zemnících soustav v pros edí s výskytem bludných proud. Popsán je postup p i návrhu zemnící soustavy a volb ochranných opat ení p ed vlivy bludných proud. S ohledem na nový soubor norem SN EN mají doporu ení pro navrhování zemnících soustav však platnost širší a lze je využít p i všech b žných ešeních zemnících soustav. 1. Úvod Tato p ednáška byla p vodn p ipravena s respektováním norem SN (1996) a SN (2000) a dále s ohledem na zavedené postupy p i navrhování ochrany staveb p ed ú inky bludných proud. V minulých dvou letech byly však tyto normy podrobeny zásadním revizím a jejich nová vydání (edice 2) byla dopln na o novou pr ezovou normu SN EN až -4 (2006) nahrazující normu SN Soubor norem SN EN pak dopl uje velmi obsáhlá norma SN (2002). Z hlediska ochrany staveb p ed ú inky bludných proud došlo k posunutí termínu vydání revidovaných rezortních p edpis SR5/7(S) a TP 124; nejen ze shora uvedených d vod probíhá v sou asné dob ke korekcím návrhu jak služební rukov ti SR5/7(S) v p sobnosti SŽDC, tak TP 124 v p sobnosti MD R. 2. Sou asný stav p i návrhu ochranných opat ení proti ú ink m bludných proud. V roce 2007 na konferenci ATEKO byla p ednesena podrobná p ednáška o novele shora citovaných edpis pro ochranu betonových konstrukcí p ed ú inky bludných proud. P edm tem diskutované revize jsou p edpisy s plným názvem: Služební rukov SR 5/7(S) Ochranná opat ení pro omezení vlivu bludných proud staveb železni ního spodku, p edpoklad vydání p elom roku 2008/2009. Materiál již není vydáván eskými drahami, ale SŽDC s.o. Technické podmínky TP 124 Základní ochranná opat ení pro omezení vlivu bludných proud na mostní objekty a ostatní betonové konstrukce pozemních komunikací, p edpoklad vydání p elom roku 2008/2009. Materiál vydává MD R, jako doposud. Na každý z t chto materiál navazují metodiky pro m ení vlivu bludných proud (SR-DEM a MP- DEM), s datem vydání shodným nebo blízkým. Oba tyto materiály jsou již v zásad uzav eny a p ipraveny k edici. Z hlediska obsahu všech dot ených materiál platí rozsah p ednášky prezentovaný v roce 2007 pod hlavi kou ATEKO zejména z hlediska princip ešení beze zm ny. Snaha o plnou kompatibilitu obou materiál nebyla zcela úsp šná a tak se oba materiály v kone né podob v drobnostech odlišují. Rozdíly jsou p edevším dány rozdílem používaných konstrukcí jednotlivých staveb. Zatímco SR 5/7(S) je p ísn ur ená pro stavby SŽDC, materiál TP 124 je mnohem otev en jší a zahrnuje i širší problematiku, tj. nap. dotýká se metra, tramvajových drah, eší i nemostní objekty. Z hlediska SN EN se jedná o materiál univerzáln jší, by se nejedná o rozdíly zásadní. V tomto smyslu se technické podmínky TP 124 dotýkají také zemnících soustav. Další související p edpisy, které je nutno respektovat p i navrhování ochrany staveb p ed ú inky bludných proud jsou zejména: SN EN Ochrana p ed korozí bludnými proudy ze stejnosm rných proudových soustav SN a SN (pro ostatní pozemní stavby mimo rezort dopravy neexistoval žádný závazný p edpis, nyní SN EN 50162)

3 3 SN EN Trak ní za ízení Pevná trak ní za ízení, ást 2: Ochranná opat ení proti ink m bludných proud SN P edpisy pro elektrická trak ní za ízení SN Projektování tunel pozemních komunikací SN Železni ní tunely SN Elektrotechnické p edpisy - Elektrická za ízení - ást 4: Bezpe nost - Kapitola 41: Ochrana p ed úrazem elektrickým proudem SN ed 2 Elektrické instalace nízkého nap tí - ást 4-41: Ochranná opat ení pro zajišt ní bezpe nosti - Ochrana p ed úrazem elektrickým proudem SN Elektrotechnické p edpisy. Elektrická za ízení. ást 5: Výb r a stavba elektrických za ízení. Kapitola 54: Uzemn ní a ochranné vodi e SN ed 2 Elektrotechnické p edpisy. Elektrická za ízení. ást 5: Výb r a stavba elektrických za ízení. Kapitola 54: Uzemn ní a ochranné vodi e SN Elektrické instalace nad AC 1 kv SN EN Ochrana p ed bleskem - ást 3: Hmotné škody na stavbách a nebezpe í života Podmínky pro z izování staveb a jiných objekt nebo za ízení v ochranném pásmu metra (p edpis DP Metro) Další rezortní p edpisy, technické podmínky apod. ipome me si stru postup p i navrhování ochranných opat ení na stavbách v prost edí s vlivem bludných proud. Investor v souladu se stavebním zákonem, resp. SN EN a TP 124 stanoví požadavek na zahrnutí ochrany stavby proti korozi do celkového ešení stavby. Generální projektant v rámci zpracování dokumentace ve stupni pro územní ízení zajistí zpracování podrobného pr zkumu ve smyslu TP 124, l.4.2.1, resp. SN , l.14. V p ípad, že podrobný pr zkum prokáže existenci potenciálních zdroj bludných proud, zajistí ed dalším stupn m zpracování projektové dokumentace základní korozní pr zkum, v opa ném ípad se základní pr zkum nezpracovává, ochranná opat ení se nenavrhují. Základní korozní pr zkum v etn vyhodnocení je základním podkladem pro zpracování projektové dokumentace stavby ve stupni dokumentace pro stavební povolení. V p ípad, že stavba se nachází v lokalit, kde byl stanoven stupe ochranných opat ení.4 nebo.5, zpracovává specializované pracovišt spole s projektantem stavby samostatnou ást projektové dokumentace. Pro ú ely stavebního povolení se zpracuje stru ný dokument, který rekapituluje výsledky základního korozního pr zkumu a stupe ochranných opat ení (p ípadn jej doplní k p edloženým výsledk m) a stanoví zásady pro návrh ochranných opat ení pr ezov p es všechny dot ené profese tak, aby stavební ešení bylo definováno již ve stupni PD pro stavební povolení. V rámci zpracování projektové dokumentace pro výb r dodavatele nebo pro realizaci stavby m že být tato PD rozpracována do detail a dopln na požadavky na instalaci diagnostiky koroze výztuže a na ení vlivu bludných proud. Tato PD však již nemusí být vypracována v p ípadech, kdy stupe ochranných opat ení a postavení zdroj bludných proud (výsledky základního korozního pr zkumu) vyžadují pouze dopdržení základních princip tak, že si je projektanti staveb a ostatní specialisté zahrnou do PD sami. 3. Sou asný stav p i návrhu zemnících soustav. Požadavky na navrhování zemnících soustav nejsou, resp. nebyly striktn definovány normou. Byly definovány požadavky na parametry uzemn ní (2, 5, 15, i 20 ), provedení zemnící soustavy bylo definováno obecn jako strojený, i obvodový zemni. Norma SN z roku 1996 tyto pom ry upravila v tom smyslu, že up ednostnila, by ne zcela transparentn, používání základových zemni. Mj. jiné také definovala omezující podmínky pro dimenzování základových zemni.

4 4 V norm SN (1996) Elektrická za ízení, ást 5: Výb r a stavba elektrických za ízení, Kapitola 54: Uzemn ní a ochranné vodi e se uvádí: l.542.1n2: Požadované parametry: - zemní odpor - p ípustné nap tí na uzem ovací soustav - p ípustné dotykové a krokové nap tí - proudová zatížitelnost - mechanická pevnost a korozní odolnost l.542.1n2.5.2: i m rném odporu pod 50 m a v lokalitách s vlivem BP volí pr ezy úm rn v tší dle výsledk korozního pr zkumu dle SN l Musí se provést opat ení, aby se zabránilo nebezpe í poškození jiných kovových ástí elektrolytickou korozí. S poznámkou: musí se respektovat možnost vlivu koroze na ocel a aplikovat katodická ochrana. l Zemni e: - ty ové nebo trubkové - páskové nebo drátové - deskové (nedoporu ují se) - základové kovové výztuže v betonu l.542.1n2.4.1 stanovuje proudovou zatížitelnost zemni e v p a v betonu. Pro dobu 1 s je dovolená proudová hustota vystupující z betonového zákrytu ve stysku se zeminou 1100 A/m 2. l n2.4.3 Pro ur ování pr ezu zemni p i I k = 1s se použije výpo et S= ( (I 2.t))/k (k= pro Cu 159 až 176, a pro Fe 58 až 64) Zm nou norem v letech 2006 až 2007 dochází k p eskupení ustanovení týkajících se požadavk na uzemn ní a p epracování požadavk na zemnící soustavy. Ustanovení z SN shora uvedená v edici 2 jsou p eskupená a nejsou tak p ehledn zpracována jako v norm p vodní. V norm se objevují ustanovení týkající se požadavk na využití základových zemni tedy výztuže v betonu. V úvodní stati normy je již zakotven odkaz na provedení uzemn ní dle SN EN V norm jsou uvedeny vzorce pro výpo ty základních typ zemni pro ty ový, kruhový, páskový a ížový. Norma SN Elektrické instalace nad 1 kv je velmi obsáhlá a zabývá se problematikou instalací systém nad 1 kv z r zných hledisek. Problematice uzemn ní je v nován podstatný prostor, a to jak v úvodní ásti, tak v kapitole 9. Rozpracována je kapitola dimenzování zemni. Zajímavé je, že metody výpo tu uzemn ní v p ílohách K, L a M jsou odlišné od shora uvedené normy. Uvedené výpo ty více odpovídají výsledk m úkol publikovaných v našich podmínkách (EGÚ Brno). V p íloze R jsou krátce zmín ny požadavky na využití výztuže v betonu pro zemn ní. Nov a nejpodrobn ji, ale také nejmén kvalifikovan jsou požadavky na uzemn ní uvedeny v norm SN EN Temto t etí díl normy se snaží podrobn zabývat problematikou ešení zemnících soustav. V textu se však vyskytuje ada špatných p eklad a technicky nep ijatelných ustanovení minimáln pro naše podmínky. edevším norma nev domky navazuje ma shora uvedené rezortní p edpisy v ásti požadavk na prova ení výztuže. Správn up ednost uje založení zemnících soustav do betonu a využití výztuže pro tyto ú ely ( l.4.3 a

5 5 íloha E.4.3, E.5.4.). Speciální pozornost si zasluhuje p íloha E Tato p íloha, která by mohla být i z hlediska koroze významná, zanáší v ad ustanovení do problematiky zmatek a polopravdy, které je t eba uvést na pravou mítru. Týká se zejména korozních vztah mezi strojenými a základovými zemni i a volby materiál zemni. V norm (ale i v norm SN ) se propagují m né zemni e s omezením daným národní poznámkou upozor ující na cenu m di, uvádí se výroky typu potenciál mezi m dí v zemi a železobetonem je pravd podobn 1V. K této norm se p ipravuje v sou asné dob technická informace TNI , která, bohužel, do takto komplexn ešené a složité problematiky zanáší chaos a celou normu deformuje sm rem k preferenci ur itých systém, i dokonce výrobk. V sou asné dob není zcela z ejmé, jakou dostane materiál podobu, je však ur itá nad je, že do TNI se poda í implementovat základní požadavky a postupy pro návrh zemnících soustav s využitím základových zemni a definováním požadavk na prova ování výztuže tak, jak budou uvedeny i v rezortních edpisech TP 124 a SR 5/7(S). 4. Volba uzem ovací soustavy i návrhu zemnící soustavy je nutno splnit ustanovení shora uvedených norem. P i návrhu, který vyžaduje odlišné ešení (nap. p i návrhu zemnící soustavy v podmínkách zvýšené agresivity) se doporu uje využít dostupnou literaturu 1. Tato ešení však je nutno korigovat s ohledem na soubor norem SN EN Je t eba si uv domit, že dle tohoto souboru norem se na uzem ovací soustavu nahlíží jako na sou ást Farradayovy klece z hlediska ochrany vnit ního prostoru pro ú ely vyrovnání potenciálu. Z pohledu této normy je využití výztuže v betonu klasifikováno jako významné opat ení p ispívající k celému komplexu ochrany proti p ep tí. V tomto smyslu se trochu vymyká požadavek na prova ení výztuže v rastru 1x1 m ve všech svislých a vodorovných st nách Uzem ovací soustava je tvo ena vodorovnými páskovými a drátovými vodi i, základovým zemni em tedy výztuží v betonu nebo založením strojeného zemni e do vyrovnávacího (podkladního betonu) a jejich kombinací. V ad p ípad lze využít i zemni e náhodné. Je t eba upozornit, že shora citované normy p ipouští pro využití uzemn ní liniových za ízení je navrženo tuto snahu omezit ustanovením v TNI Shodné omezení bylo zakotveno do návrhu podnikové normy Pražské energetiky (PRE) pro uzemn ní. Pro návrh zemnící soustavy je nutno vycházet jednak z uvedené SN EN 62305, kdy uzem ovací soustava je chápána jako sou ást hromosvodu, p esn ji LPS (Lightning protection system vn jší hromosvodová ochrana), ale také z požadavk na bezpe nost osob vyplývající z poruchových stav a p echodových jev. Nesta í tedy jen ur it správn t ídu LPS dle SN EN 62305, ale i dle jiných norem je t eba vyhodnotit výkon za ízení, které je t eba uzemnit a vzdálenosti mezi za ízením a uzemn ním. D vodem je dimenzování pr ez zemnící soustavy a dotyková nap tí na uzlu zdroj nebo nyní ochranných p ípojnic. Samoz ejm p i návrhu zemnící soustavy je nutno respektovat napájecí soustavu, ve které se pohybujeme distribu ní soustavu energetiky, napájecí systém dráhy apod. Spodní stavby a jejich zp sob založení zpravidla poskytují dostatek možností, jak zemnící soustavu ešit. Jedná se zejména o: - záporové pažení - železobetonové vany a desky - železobetonové piloty - vyrovnávací beton pod základovou deskou - milánské st ny - mikropiloty - nelze využívat trvalé ani do asné zemní kotvy - nelze využívat samotné ocelové prvky (strojené zemni e) v ochranných pásmech drah ani jiná liniová za ízení 1 Nap. Uzem ování elektrických za ízení, A.Ko vara, Elektro, sv.26, 1995, apod.

6 Postup p i návrhu zemnící soustavy v podmínkách s vlivem bludných proud. Postup p i ešení ochrany stavby p ed ú inky bludných proud byl podrobn analyzován na konferenci ATEKO v roce 2007 v rámci informace o novele p edpis SR 5/7(S) a TP 124 Revize p edpis pro navrhování ochranných opat ení proti ú ink m bludných proud TP 124, SR5/7(S) a metodiky m ení DEM. Postup p i ešení ochrany stavby p ed ú inky bludných proud je uveden shora. Pro návrh zemnící soustavy je nezbytné dodržet tyto kroky (zajiš uje projektant): - seznámit se s výsledky ZKP - pokud je stanoven stupe ochranných opat ení do st. opat ení 3, není nezbytné navrhovat speciální zemnící systémy, není však na škodu volit systém s vyšší životností (s p ihlédnutím k SN EN 62305) - pokud je stanoven stupe ochranných opat ení.4 nebo 5 je nutno navrhnout zemnící soustavu se zvýšenou životností - je nutno se seznámit s ešením spodní stavby a založením - navrhnout systém zpravidla využívající stavební prvky, p ípadn s dopln ním strojených zemni - provést kontrolní výpo et - zpracovat do výkresové a textové ásti - m ení v terénu ov ení kvality zemnící soustavy díl í a celkové m ení Z hlediska postupu zpracování PD se postupuje takto: Dokumentace pro územní ízení. Projektant uzemn ní a hromosvodu do projektu uvede na základ dostupných podklad edpokládané principy ešení uzemn ní a hromosvodu a dále p edpokládané za azení stavby do t ídy LPS asto jen odhad). Projekt pro stavební povolení. V PD se uvedou principy ešení, rozsah zemnící soustavy, volba systému svod a vazbu na hromosvod. Na základ stanovené t ídy LPS dle SN EN projektant navrhuje uzemn ní (a hromosvod). Podkladem pro ešení jsou stavební výkresy založení stavby, dispozice, ezy budovou, výkresy nebo popis plášt a ešení st echy, pokud jsou tyto podklady k dispozici. Projektant uzemn ní a hromosvodu seznámí na základ koordina ních porad zejména projektanta stavby, architekta a statika s návrhem koncepce ešení a požadavku na využití ur itých ástí staveb pro ú ely ešení zemnící soustavy a hromosvodu tak, aby v dalším stupni PD již bylo možno spole vypracovat detaily zasahující do stavebního ešení. P i návrhu zemnící soustavy projektant zohlední požadavky na ochranu p ed korozí vyplývající z SN EN i návrhu zemnící soustavy v ochranném pásmu drah se tato skute nost vyzna í, ve výkrese se uvede ochranné pásmo dráhy a ešení se p izp sobí požadavk m dot eného správce dráhy. ešení je nutno v rámci tohoto stupn PD projednat. Dokumentace pro výb r zhotovitele. V dokumentaci pro výb r zhotovitele je nutno rozd lit ešení (hromosvodu a) uzemn ní do jednotlivých ástí projektu stavby. Požadavky na využití výztuže a její prova ení musí být zahrnuty do ásti statiky. Požadavky na stavební úpravy vyplývající nap. z požadavku na pr chod st ešní krytinou nebo kotvení svod do plášt stavby i využití ocelových konstrukcí oplášt ní stavby je nutno zahrnout do stavební ásti (zejména požadavky na svary, nýty, pr chodky, vývody z výztuže apod). Pro správnou specifikaci je nezbytná meziprofesní spolupráce.

7 7 V projektu uzemn ní a hromosvodu budou specifikovány zejména strojené zemni e, napojení na vývody ze železobetonových konstrukcí, zakon ení vývod z uzemn ní a hromosvod, p echod na hromosvodovou soustavu na st eše, strojené svody a jíma e a za ízení související. Projekt pro provedení stavby. V rámci realiza ní dokumentace je nezbytná meziprofesní kooperace. Zejména, navrhuje-li se prova ení výztuže z jakéhokoliv d vodu, je nutné, aby si projektant uzemn ní a hromosvodu vyžádal výkresy výztuže spodní stavby a v n kterých p ípadech i nadzemních ástí a do nich vyzna il (skicou, p ehledovou kresbou) principy prova ení výztuže. Principy prova ení výztuže lze navrhnout pouze na základ seznámení projektanta uzemn ní a hromosvodu s výkresy výztuže (statikem). Podkladem je rozložení výztužných prvk a jejich profil, místa stykování výztuže, informace o použití p edpínací výztuže. Je zakázáno používat p edpínací výztuže pro ú ely uzemn ní nebo hromosvodu, resp. svod. Z hlediska požadavk na pospojení a vyrovnání potenciálu lze p edpínací výztuže zahrnout pouze výjime ných ípadech a pouze postupem stanoveným normou, pokud to systém p edpínání umožní. K p edpínací výztuži samotné je však zakázáno cokoli p ipojovat, zejména ji sva ovat. Návrh prova ení výztuže p ipravený projektantem uzemn ní (a hromosvodu) schvaluje a p ípadn koriguje statik. Detaily související se zásahem do stavební ásti projektu uvede projektant uzemn ní hromosvodu ve své dokumentaci a zárove je p edá k dalšímu zapracování projektantovi stavby. Pozn.: Detaily dotýkající se stavební ásti (pr chodky, prova ení apod.) nezahrnuté do stavební ásti PD nebudou s velkou pravd podobnosti stavbou provedeny. 6. Technické ešení zemnící soustavy Jak už bylo uvedeno shora z d vodu korozního namáhání se navrhují zemnící soustavy se zvýšenou životností. Možností je ada. Byla již zmín na možnost volby nerezových strojených zemni, jedna z b žn aplikovaných metod je zdvojení zemnících pásk nebo zvýšené zinkování. Vhodnou volbou náhodných zemni lze zvolit nap íklad záporové pažení jako systém uzemn ní s velkou životností. Všeobecn up ednos ovaným systémem je však volba základových zemni, tj. využití výztuže v betonu nebu založení strojeného zemni e do vyrovnávacího betonu. O vlastnostech výztuže v betonu jako zemni e již byla publikována ada prací (zejména EGÚ Brno v osmdesátých letech 20 století). V poslední dob je vhodné odkázat na publikovanou p ednášku z roku 2006 Limity pro použití anorganických povlak p i ochran kovových úložných za ízení proti korozi, Josef Polák, Otakar lupek, 15. Workshop PS, Princip ochrany zemni e spo ívá ve využití pasiva ních schopností železa v alkalickém prost edí - betonu. Zjednodušen lze uvést, že ochranná pasiva ní vrstva na výztuži v alkalickém prost edí s dostate vysokým ph (12) vytvá í ochrannou bariéru p ed snadným korozním rozpoušt ním oceli. Diskuse je vedena pouze v efektivnosti zemnící soustavy ve vztahu k volb využití té které ásti spodní stavby. P ednáška up ednost uje ukládání výztuže nebo zemni do mén kvalitních beton s ohledem na vodot snost beton. Zkoušky na konkrétní stavb umíst né t sn nad metrem tuto filozofii z hlediska m rného odporu betonu áste potvrzují, nebo skute byla prokázána rozdílná velikost m rného odporu vyrovnávacího betonu, betonu základové desky (tj. u betonu s dostate nou vodot sností a pevností) a nap íklad betonu s krystaliza ní p ísadou. Na obrázku je uvedena závislost m rného odporu betonu od doby betonáže po dobu jednoho roku. Nejnižší hodnoty náleží vyrovnávacímu (podkladnímu) betonu, hodnoty st ední náleží betonu s krystalizací a hodnoty nejvyšší náleží betonu nad betonem s krystalizací; s postupujícím asem (zráním betonu) se tento rný odpor betonu nad krystalizací zv tšil až nad hodnotu m rného odporu betonu s krystalizací.

8 8 Obr. 1 M rný odpor betonu v r zných vrstvách a provedení Jednalo se o m ení m rného odporu betonu na stavb paláce T šnov v Karlín. Do jednotlivých vrstev betonu byly umíst ny sondy pro m ení Wennerovou metodou s vyvedeným snímáním hodnot do m icí sk ín. Pro zemnící soustavu byly využity výztuže ve velmi kvalitním betonu pilot a základové desky. Hodnoty zemního odporu zemnící soustavy dosahovaly hodnot:

9 9 Tab. 1 Výsleky m ní zemního odporu metodou vzdálené zem jednotlivých pilot Zemní odpor pilota. ] 99 0, , , , , ,08 Jedná se o typické hodnoty dosahované u v tšiny založených pilot s m rným odporem p dy do 100 ohm.m i více Tab. 2 M ení zemního odporu metodou vzdálené zem berlínských st n Zemní odpor pažnice. ] pažnice 1 1,53 pažnice 2 0,89 Pozn.1: Zemním odporem se rozumí m ení vývodu z výztuže pilot nebo jedné pažnice v i zemi metodou vzdálené zem dle SN v p vodním zn ní, resp. SN P esn ji je metoda popsána nap. v publikaci Uzemn ní a jeho m ení, V.Novotný, SNTL 1973 Pozn.2: Zjišt né hodnoty m rného odporu p dy se nachází v závislosti na m ené ekvivalentní hloubce 0,75 až 7,5m v intervalu 43,7 až 51,2 Ωm. Podobné výsledky jsou dosahovány na všech stavbách, kde jsou pro ú ely zemnící soustavy využity výztuže základové desky. Praxe prokazuje, že založení zemnící soustavy do vyrovnávacího betonu nebo základové desky nemá z hlediska kone né hodnoty zemního odporu podstatný význam. Naopak je prokázáno, že b žný vyrovnávací beton není navrhován s požadavkem na speciální pevnost nebo kvalitu. Trhliny a deformace se p ipouští, kvalita betonu umož uje trvale zvýšenou nebo trvalou vlhkost v celé tlouš ce vyrovnávacího (podkladního) betonu. P es tyto nevýhody je samoz ejm výhodné pro ú ely zvýšené ochrany zemnící soustavy proti korozi (p ed ú inky bludných proud ) využívat i tento beton. Zejména je tato varianta ípadná pro systémy uzemn ní zakládané pod vodot sné systémy izolací. Obr.2. Stanovení zemního odporu m ížové soustavy

10 10 Zastavme se stru u návrhu m ížové soustavy. asto jsou vedeny diskuse, jaká hustota m íže je pot ebná. Z hlediska zemního odporu dle shora uvedených obrázk a výpo p evzatých nap. z publikace Uzem ování elektrických za ízení A.Ko vara, STRO-M, svazek 26, knižnice elektro, 1995 vyplývá, že optimální m íž dosáhneme rastrem p ibližn 20x20 m. Zahuš ování sít již nemá vliv na kvalitu uzemn ní, rozhodujícím ukazatelem není hustota sít, ale její celková plocha. Zahušt ní sít však m že být požadováno nap. z d vodu zvýšené životnosti soustavy nebo dimenzování povrchu zemni e. Podle nové SN EN je optimální zemnící soustava s rozte í ok 10x10 m. Budeme tedy prodražovat náklady na uzemn ní tém na dvojnásobek s efektem v kvalit uzemn ní o cca 8% - ovšem pod záminkou princip Farradayovy klece. O požadavku normy lze jist s úsp chem pochybovat. Na druhou stranu p i volb systému základových zemni je tato diskuse nadbyte ná a dotýká se problematiky jen definovaným rozsahem prova ení výztuže. i využití základových zemni postupujeme dle citované publikace Uzem ování elektrických za ízení. Základní výpo ty jsou uvedeny na dalších obrázcích. Jednotlivé konstanty jsou uvedeny v nomogramech v citované publikaci. Obr.3. P íklady výpo základových zemni pro r zná uspo ádání spodních staveb.

11 11 i opakovaných praktických p íkladech v praxi dojdeme k záv ru, že detailní odlišnosti založení na výsledný zemní odpor nemají až tak zásadní vliv. Zásadním ovliv ujícícm faktorem je m rný odpor p dy v r zných vrstvách a rozm r stavby.obecn však platí, že p i volb základových zemni je dosahována velká životnost zemnící soustavy a p edevším velmi dobrá kvalita takové soustavy. i zemnící soustav dle obrázku 3 vpravo je nutno jednotlivé dí í zemni e doplnit vhodným propojením strojeným zemni em, nebo vodi i pospojení tj. nap. zemnícími pásky uloženými v nezbytném ípad i nad systémem izolací, avšak dob e propojenými s výztuží spodní stavby. Na dalších obrázcích jsou uvedeny praktické p íklady založení zemnící soustavy. Vlevo je patrné záporové pažení, které lze využít i pro ú ely zemnící soustavy, na dn stavební jámy je vyrovnávací beton s p ipravenými vývody z výztuže z pilot. Na pravé stran obrázku je p íklad provedení armokoše piloty s vývodem z výztuže pro ú ely uzemn ní. Obr.4. P íklady praktického ešení zemnící soustavy.

12 12 Obr.5. P íklad ešení uzemn ní v silni ním tunelu. Obr.6. P íklad provedení vývodu z prova ené výztuže

13 13 Vývody z prova ené výztuže je nutno používat typové a schválené nap. dle TP 124. V sou asné dob jsou zavedeny vývody pro venkovní použití nebo pohledové ešení z nerezové desky a erné výztuže tak, aby bylo možno vývod p iva it b žným zp sobem na stavb. Na obrázku 6 je uveden p íklad vývodu ve sloupu ur ený jak pro kontrolní m ení vlivu bludných proud, tak pro kontroloní m ení prova ení výztuže ve sloupu a pro ú ely p izem ovacího bodu. UPOZORN NÍ: V praxi se lze ojedin le setkat s ešením, kdy zemnící soustava je bu : - odd lena od spodní stavby a železobetonové konstrukci se vyhýbá z d vodu ochrany p ed ú inky bludných proud. Toto ešení je opodstatn né jen ve speciálních p ípadech, a to zejména, pokud je spodní stavba vybavena systémem vodot sných izolací. Je-li taková stavba vybavena systémem pilot s vetknutou výztuží do základové desky, nemá ešení opodstatn ní, využije se výztuže pilot a prova ení výztuže pilot v základové desce. - rozd lena ást uzemn ní od ásti pospojení na vn jší stran staveb tj. svody jsou pospojeny p es pr razky. Toto ešení zcela pozbývá smyslu s ohledem na související ustanovení norem SN a nem že být ú inné, pouze m že vést ke zhoršení pom ve stavb p i p echodových jevech a ú incích blesku. V sou ané dob jsou ob nestandardní ešení eliminována ustanoveními SN EN a bude v ad speciálních p ípad (stavby na metru apod.) velmi komplikované se s návrhem uspo ádání zemnící soustavy vypo ádat. 7. Požadavky na prova ování výztuže

14 14 Ve stavebnictvbí v R se používá výhradn žebírková výztuž z oceli t ídy nebo se zaru itelnou sva itelnosti výztuže. Podmínky pro sva ování výztuže jsou definovány p edpisem a normou 2. Výztuž sva uje dle t chto p edpis výhradn osoba s kvalifikací pro sva ování výztuže. Pro ú ely elektrického definovaného pospojení a vyrovnání potenciálu a pro ú ely ochrany p ed ú inky ed bludnými proudy se použije svar definovaný jako pomocný bodový svar, který je nenosným svarem ve smyslu normy 3, o velikosti 3 až 4 mm a dosahuje maximáln poloviny pr ru sva ovaného prvku. Svar a technologie sva ování nesmí ohrozit vlastnosti sva ované oceli (nesmí dojít k tepelnému p etvá ení) a nesmí být oslaben pr ez sva ovaného prvku. Nejedná se o sva ování se statickou únosností. Požadavky na prova ení výztuže se koordinují s požadavky na ochranu proti p ep tí a nebezpe nému dotyku a dále z hlediska ochrany proti ú ink m bludných proud 4. Pro využití výztuže ve funkci náhodných svod a základových zemni se definuje prova ení se schopností pr chodu pro zkratové nebo bleskové proudy. V takových p ípadech se vybrané výztužné prvky prova í v místech stykování (p esahu) svary celkové délky 100 mm, p ípadn se doplní p íložkami. P íložky se použijí p i sva ování kolmých výztužných prvk nebo v p ípadech, kdy statik požaduje posílení únosnosti místa svaru. Místo prova ování je vždy nutno projednat se statikem; statik požadavek zohlední ujednáním o využití ur ených prvk výztuže nebo zesílením místa (prvku) se svarem. V p ípad nutnosti doplní do místa svaru další vázanou vložku. Ve spolupráci se statikem se volí provedení svar pro ú ely náhodných svod a zemni dle následujícího obrázku: eplátovaný spoj p esahem 1-svar, w- ší ka svaru, a-tlouš ka ko ene svaru, d-jmenovitý pr r ten ího ze spojovaných prut, lo-celková délka spoje, a 0,3d Za pomocné bodové svary pro ú el elektrického definovaného pospojení výztuže se považují svary: - u k ižujících se výztuží: bodový svar 3-4 mm (dl. 5mm) - u výztuže spojené s ocelovou deskou: koutový oboustranný svar a = 4 mm, dl.10mm Pozn.1: Doporu uje se postupovat dle technických podmínek MD R TP SN ISO , zejména Technické podmínky MD R TP 193 (2008) 3 SN ISO Sva ování Sva ování výztuže do betonu ást 1 nosné svary, ást 2 nenosné svary, SN EN 288, SN EN Doporu ení pro sva ování kovových materiál m, ást 1 Všeobecná sm rnice pro obloukové sva ování ást 2 - Obloukové sva ování feritických ocelí, SN EN ISO 2560 Sva ovací materiály Obalené elektrody pro ru ní obloukové 4 SN , SN , SN , SN EN , SN EN 50162

15 15 Svorkování žebírkové výztuže v podmínkách R pro ú ely elektricky definovaného spojení z d vodu nerovnosti povrchu výztuže a svorek a pasiva ních schopností železa v betonu lze p ipustit pouze p i garanci trvalého plošného stykování svorek (nelze p es žebírka výztuže) (tj. s vylou ením elektrického odporu oxida ních vrstev a vlivu pasiva ní vrstvy oceli v betonu na stykovaných plochách) nedoporu uje se. Lisované styky lze považovat za elektricky definované pouze budou-li provedeny technologií ur enou k lisování výztužných prvk a na prvcích bez korozního povlaku (tj. s vylou ením elektrického odporu oxida ních vrstev a vlivu pasiva ní vrstvy oceli v betonu na stykovaných plochách) používá se pouze ve speciálních výjime ných p ípadech. Sva ování termickými svary pro spojování m ných vodi a výztužných prvk lze provád t pouze mimo stavbu a po kontrole provedení svaru sva enec p iva it k prova ované výztuži. Termické svary pro stykování zemnících pásk je výhodné používat, pokud bude prokázána kvalita termických svar. Povlakovaná výztuž se nesva uje. Nerezová výztuže se nesva uje, pokud je to nezbytn nutné, použije se výhradn systém sva ování v ochranné atmosfé e. Sva ování provádí výhradn osoby s odpovídající kvalifikací. Pozn.2: Vázanou výztuž nelze považovat ze elektricky definovan pospojenou a nelze ji využít pro ú ely náhodných svod a zemni. Pozn.3: Doporu uje se, aby m ená hodnota p i kontrole kvality prova ení výztuže dle l. 4.3 normy byla nižší než 0,1. M ení se provádí vhodnými p ístroji a vhodnou metodou. 8. Záv r Cílem p ednášky je ve stru nosti seznámit s principy ešení a navrhování zemnících soustav v podmínkách s vlivem bludných proud s d razem na využití základových zemni. ednáška reaguje na zm nu zejména evropských norem a zejména na zavedený soubor norem SN EN Z textu je patrné, že na projektanta, ale i na dodavatele zemnících soustav jsou kladeny velmi vysoké nároky na v domosti nejen v oblasti profese elektro, ale i v oblasti stavebnictví, statiky a korozního inženýrství. íklady praktického ešení a výsledky m ení realizovaných zemnících soustav jednozna ukazují na výhodnost ešení základových zemni.