Názvosloví Blesk Ochrana př p ed bleskem Hromosvod Jímací zařízení Jímač Pomocný jímač Jímací vedení

Transkript

1 Hromosvody a uzemnění Ing. Tomáš Mlčák, Ph.D. Fakulta elektrotechniky a informatiky VŠB TUO Katedra elektrotechniky fei.vsb.cz/kat420 Technické vybavení budov

2 Názvosloví Blesk elektrický rázový výboj při němž se vyrovnává náboj jedné polarity s nábojem opačné polarity (mezi mraky, nebo mezi mrakem a zemi). Ochrana před bleskem souhrn opatření sloužících kochraně objektu a osob, popřípadě ochraně zvířat před účinky atmosférické elektřiny. Hromosvod zařízení k sloužící k ochraně objektu a jeho obsahu (vč. osob, popřípadě zvířat) před účinky blesku. Jímací zařízení část hromosvodu k zachycení bleskového výboje. Jímač svislá vodivá část jímacího zařízení, vyčnívající nad chráněný předmět (popř. kovová jímací tyč apod.). Pomocný jímač jímač z drátu, jeho svislá část přečnívá asi 30 cm nad chráněný předmět. Jímací vedení vedení uložené na chráněném objektu a určené k zachycení blesku. VŠB TU Ostrava, FEI, Katedra elektrotechniky

3 Názvosloví Svody vodivé spojení jímacího zařízení s uzemněním. Hlavní svod samostatné vedení spojující jímací zařízení s uzemněním. Náhodný svod součásti stavby, které obvykle slouží též jinému účelu (např. kovové žebříky) jsou navzájem spolehlivě vodivě ě propojeny a dobře uzemněnyě tak, aby mohly svést proud blesku do země. Spojovací vedení vedení spojující jímací zařízení nebo kovové předmětyř na budově ě nebo vní navzájem nebo svody. Uzemnění zařízení pro přechod blesku do země, tvořené zemním vedením s připojeným zemničem (zemniči). Uzemňovací soustava souhrn navzájem a trvale spojených uzemnění objektu. Zemní vedení spojovací vedení od zkušební svorky k zemniči nebo propojení zemničů v zemi, jako např. okružní vedení. Zemnič kovové těleso (jednoduché nebo složené z několika navzájem spojených elektrod) uložené do země tak, aby vytvořilo vodivé spojení se zemi. VŠB TU Ostrava, FEI, Katedra elektrotechniky

4 Názvosloví LEMP (lightning electromagnetic impulse) elektromagnetický impulz vyvolaný bleskem elektromagnetické účinky bleskového proudu, zahrnuje impulzy přivedené po vedení, jakož i účinky vyzařovanýchř impulzních elektromagnetických polí. LPZ (lightning protection zone) zóna ochrany před bleskem zóna, ve které je definováno elektromagnetické prostředí, hranice zón LPZ nemusí nutně být hmotné hranice (například stěny, podlaha nebo strop). LPL (lightning protection level) hladina ochrany před bleskem číslo vztažené k souboru hodnot parametrů bleskového proudu, odpovídající pravděpodobnosti, že příslušné maximální a minimální návrhové hodnoty nebudou u blesků vyskytujících se v přírodě překročeny, hladina ochrany před bleskem se používá pro návrh ochranných opatření podle odpovídajícího souboru parametrů bleskového proudu. VŠB TU Ostrava, FEI, Katedra elektrotechniky

5 Názvosloví LPS (lightning protection system) systém ochrany před bleskem kompletní systém používaný pro snížení hmotných škod způsobených údery blesku do stavby, sestává jak z vnějšího tak i z vnitřního systému ochrany před bleskem. LPMS (LEMP protection measures system) systém ochranných opatření proti LEMP kompletní systém ochranných opatření pro vnitřní systém ochrany před LEMP SPD (surge protective device) přepěťové ochranné zařízení zařízení určené k omezení přechodných přepětí a ke svedení impulzních proudů; obsahuje alespoň jeden nelineární prvek VŠB TU Ostrava, FEI, Katedra elektrotechniky

6

7 Příčiny poškození: S1: údery do stavby; S2: údery v blízkosti stavby; Škody a ztráty S3: údery do inženýrských sítí; S4: údery v blízkosti inženýrských sítí. Typy škod: D1: úraz živých bytostí; D2: hmotná škoda; D3: porucha elektrických a elektronických systémů. Typy ztrát: L1: ztráty na lidských životech; L2: ztráty na veřejných službách; L3: ztráty na kulturním dědictví; L4: ztráty ekonomické hodnoty (stavby a jejího obsahu, inženýrské sítě a ztráta činnosti). VŠB TU Ostrava, FEI, Katedra elektrotechniky

8

9 Hromosvod nebo jiná ochrana před bleskem se zřizuje na objektech a zařízeních: kde by blesk mohl ohrozit život nebo zdraví většího množství lidí kde by blesk mohl způsobit poruchu, kterou by utrpěla velká část obyvatelstva kde by blesk mohl způsobit větší škody hospodářské nebo kulturních hodnotách na prozatímních staveništních objektech, na takových objektech, které pro jejich nedůležitost není nutno chránit, ale jejich požár nebo poškození by mohly ohrozit sousední objekty na objektech se zvýšeným ý nebezpečím zásahu blesku u nezastřešených výrobních nebo provozních zařízení VŠB TU Ostrava, FEI, Katedra elektrotechniky

10 Riziko: Riziko a součásti rizika R 1 : riziko ztrát na lidských životech; R 2 : riziko ztrát na veřejných službách; R 3 : riziko ztrát na kulturním dědictví; R 4 : riziko ztrát ekonomických hodnot. Každé riziko R je součtem jeho součástí rizika. Při výpočtu rizika mohou být součásti rizika seskupeny podle příčiny poškození a typu škody. Součásti rizika pro stavbu následkem úderů do stavby: R A : Součást vztahující se k úrazu živých bytostí, R B : Součást vztahující se k hmotné škodě způsobené nebezpečným jiskřením uvnitř stavby, R C : Součást vztahující se k poruše vnitřních systémů způsobené LEMP. VŠB TU Ostrava, FEI, Katedra elektrotechniky

11 Riziko a součásti rizika Součásti rizika pro stavbu následkem úderů v blízkosti stavby R M :Součást vztahující se k poruše vnitřních systémů způsobené LEMP. Součásti rizika pro stavbu následkem inženýrské sítě připojené ke stavbě R U : Součást vztahující se k úrazu živých bytostí, R V :Součást vztahující se k hmotné škodě, úderů R W :Součást vztahující se k poruše vnitřních systémů. do Součásti rizika pro stavbu následkem úderů v blízkosti inženýrské sítě připojené ke stavbě R Z : Součást vztahující se k poruše vnitřních systémů způsobené přepětími indukovanými do vstupních vedení a přenesenými do stavby. VŠB TU Ostrava, FEI, Katedra elektrotechniky

12 Postup pro rozhodnutí o potřebě ochrany

13 Postup pro výběr ochranných opatření v budovách

14 VŠB TU Ostrava, FEI, Katedra elektrotechniky

15 VŠB TU Ostrava, FEI, Katedra elektrotechniky

16 Druhy hromosvodů Podle umístění í se rozlišují : hromosvody umístěné na chráněných objektech hřebenová soustava mřížová soustava tyčový hromosvod hromosvody umístěné mimo chráněný objekt oddálený hromosvod stožárový hromosvod závěsový ě ýhromosvod klecový hromosvod VŠB TU Ostrava, FEI, Katedra elektrotechniky

17 Příklad pro rovnou střechu

18 Kovové střešní nádstavby

19 Svody Svody lze provést jako skryté, jedním ztěchto způsobů: volně uložené v dutině (kanálku) světlosti aspoň 29 mm, vytvořené ve zdivu (např. nekovovou netříštivou trubkou uloženou v maltě, z drážky zakryté vnějším obkladem), pevně uložené v betonové konstrukci nebo zabetonované v drážce ve zdivu. Lze použít i armování budovy, kdy spoje musí být řádně svařeny a nebo spojeny speciálními svorkami VŠB TU Ostrava, FEI, Katedra elektrotechniky

20 Zkušební svorky Na přístupném místě se zřizují zkušební svorky. Vodič svodu se spojuje s vývodem uzemnění rozpojitelným šroubovým spojením, umožňujícím snadné rozpojení a opětné spojení, zpravidla normalizovanou zkušební svorkou. U vnějších svodů se zkušební svorka montuje vevýši 1,8 až2,0 mnadzemí. U skrytých svodů se zkušební svorky umístí buď do skříněk zapuštěných ve zdi objektu ve výši 0,6 až 1,8 m, nebo do skříněk s ochrannými poklopy zapuštěných v zemi a umístěných na přípustném místě. VŠB TU Ostrava, FEI, Katedra elektrotechniky

21 Na jímací vedení a svody se smí používat jen vodičů podle tabulky č. 1. (v tabulce je uveden výběr nejčastěji používaného materiálu). Druh vodiče Rozměry Pozinkovaný ocelový drát 8 mm Pozinkované ocelové lano 50, 70, 95 mm 2 Pozinkovaný ocelový pásek 20x3mm Měděný drát 6, 7 mm; 50 mm 2 Měděné lano 25 mm 2 Měděný pásek 20 x 2,5 mm Hliníkový drát 10 mm, 70 mm 2 Hliníkové lano s ocelovou duší 50, 70, 95 mm 2 Hliníkový pásek 20 x 4 mm VŠB TU Ostrava, FEI, Katedra elektrotechniky

22 UZEMNĚNÍ Pro dobrou funkci hromosvodu je nutno provést uzemnění ě íhromosvodu tak, aby byl za všech okolností vytvořen dobrý kontakt se zemí s co možná nejmenším zemním odporem. Zemní odpor zemniče jednoho svodu nemá být za obvyklých půdních podmínek větší než 10 Ω. Pro uzemnění se používají zemniče: tyčové nebo trubkové páskové ák nebo dát drátové deskové základové VŠB TU Ostrava, FEI, Katedra elektrotechniky

23 Na uzemnění se smí používat jen zemniče podle tabulky č. 2. (v tabulce je uveden výběr nejčastěji používaného materiálu). Materiál zemniče Pozinkovaná ocelová tyč Rozměry 2000 x 28 mm Pozinkovaný ocelový drát Pozinkovaný ocelový pásek 10 mm 40 x 3 mm Zemnící ídeska 2000 x 250 mm VŠB TU Ostrava, FEI, Katedra elektrotechniky

24 Druhy zemničů bleskojistka L 1 L2 L3 N PE ochranné uzemění pracovní uzemění ochranné uzemění Páskový základový deskový tyčový zemnič zemnič náhodný zemnič zemnič zemnič potrubí VŠB TU Ostrava, FEI, Katedra elektrotechniky

25 Metody návrhu jímací soustavy Metoda valící se koule členité objekty Metoda mřížové soustavy ploché střechy Metoda ochranného úhlu VŠB TU Ostrava, FEI, Katedra elektrotechniky

26 Platnost ČSN EN od , souběh s ČSN do Norma ČSN je již neplatná.

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38 Svodiče přepětí (SPD) Aby byl návrh ochrany před LEMP kompletní musí být v objektu vhodně navrženy a nainstalovány svodiče přepětí!!! VŠB TU Ostrava, FEI, Katedra elektrotechniky

39 Kategorie přepětí

40 Svodiče přepětí