Ochrana pred účinkami atmosférickej elektriny

Ochrana pred účinkami atmosférickej elektriny
Elektrolab Pridal  Elektrolab
  855 zobrazení
1
 0
Elektroinštalácie

Vznik atmosférického výboja

Pri atmosférickom výboji sprevádzanom svetelným (blesk) a zvukovým (hrom) efektom dochádza k vyrovnávaniu kladných a záporných nábojov medzi mrakmi alebo medzi mrakom a zemou. Hodnota intenzity bleskových výbojov dosahuje 2 kA až 200 kA. Doba trvania čela výboja je do 10 µs a teplota vodivého kanála môže dosiahnuť niekoľko tisíc °C. Z hľadiska účinku bleskového výboja na objekt sa rozlišuje:

  • priamy úder
  • blízky úder
  • vzdialený úder

Sprievodné javy a parametre blesku

  • Blesk vyvoláva rovnaké účinky ako prúd, ktorý prechádza vodičom alebo izolantom

Sprievodné javy sú spravidla:

  • svetelné výboje
  • akustické efekty
  • tepelné efekty
  • elektrochemické účinky
  • elektrodynamické účinky
  • elektromagnetické pole

Dôležité parametre blesku:

  • amplitúda
  • čas nábehu a doznievania
  • strmosť (di/dt)
  • polarita
  • náboj
  • počet úderov nutných na vybitie

Bleskozvod sa zriaďuje na objektoch, kde by blesk mohol spôsobiť:

  • ohrozenie života alebo zdravia osôb (bytové domy, administratívne budovy, nemocnice, hotely, kostoly, obchodné domy, divadlá, ...)
  • dôležitosť objektu, ktorého poškodenie by malo za následok rozsiahle dôsledky (elektrárne, transformovne, rozvodne, plynárne, vodárne, objekty telekomunikácií
  • hodnota objektu a jeho rozsahu (výrobné haly, sklady, mlyny, budovy s veľkou kultúrnou hodnotou, múzeá, ...
  • objekty so zvýšeným ohrozením zásahu blesku v dôsledku ich umiestnenia vyčnevajúceho nad okolie. SR patrí z hľadiska výskytu búrok do oblasti so zvýšenou búrkovou činnosťou (20 až 30 dní búrok ročne) (pr. továrenské komíny, žeriavy, rozhľadne, veže, ...)
  • objekty s nebezpečenstvom výbuchu (výrobne a sklady výbušných a horľavých látok, kvapalín a plynov)

Typy striech

Bleskozvod je usporiadaný tak, aby zásah blesku nastal predovšetkým do zberacieho zariadenia.

Časti bleskozvodu:

  • zberacie zariadenie (zberač, zachytávač)
  • zvod
  • skúšobná svorka
  • uzemnenie

Tieto časti musia byť vodivo spojené. Bleskový náboj je zvedený do uzemnenia, kde sa bez spôsobenia škody rozptýli do zeme.

Bleskozvody sa umiestňujú:

  • priamo na chránený objekt
  • mimo chráneného objektu

Bleskozvody:

  • normálne - umiestňujú sa na bežné objekty
  • zosilnené - má oproti normálnemu väčší počet zberačov a zvodov. Umiestňujú sa na objekty s nebezpečenstvom výbuchu a požiaru.

Druhy zachytávacích zariadení

Hrebeňová sústava

Je tvorená zberacím vedením na hrebeni strechy, kde hrebeň prevyšuje dolný okraj strechy o viac ako 1 m. Žiadny bod strechy nesmie byť vzdialený od zberacieho zariadenia viac ako 10 m. (Na valbových, polovalbových, sedlových, pultových a šedových strechách.)

Mrežová sústava

Je tvorená sieťou zberacích vedení, ktoré sú v mieste križovania spojené. Maximálny rozmer oka mreže je pri normálnom bleskozvode 20x60 m. Krajné okraje mreže opisujú vonkajšie rozmery strechy. Pri zosilnenom bleskozvode je rozmer oka mreže 10x15 m. (Na plochých, pultových a sedlových strechách, pri ktorých hrebeň neprevyšuje dolný okraj strechy o 1 m.)

Tyčový bleskozvod

Je tvorený zberacou tyčou umiestnenou na mieste pravdepodobného zásahu bleskom. Zberacia tyč sa väčšinou používa na ochranu jednotlivých predmetov vyčnievajúcich nad okolie. Pomocný zberač je vytvorený drôtovým vodičom FeZn priemeru 8 až 10 mm, ktorý prevyšuje chránený objekt aspoň o 30 cm. Tyč vytvára ochranný kužel s vrcholovým uhlom 112°. (Na stanových strechách, komínoch a stožiaroch.)

Oddialený bleskozvod

Je bleskozvod, ktorý žiadnou časťou nie je upevnený na chránenom objekte ani vodivo spojený s týmto objektom. Može byť stožiarový bleskozvod, zberač na vrchole tyče chráni v ochrannom uhle 112°. Závesný bleskozvod tvorí lano zavesené nad chráneným objektom v smere pozdĺžnej osi. Ak je lano dlhšie ako 20 m, je potrebné vyhotoviť bleskozvod krížový (na každých 20 m je nutný priečny záves).Klietkový bleskozvod je vyhotovený mrežou zberacích vedení nad chráneným objektom. Mreža klietky má rozmer maximálne 20x20 m

Zberacie zariadenia môžu byť:

  • Zhotovené - z plnej pozinkovanej oceľovej tyče, prípadne z oceľového profilu L alebo T.
  • Pomocné - z pozinkovaného drôtu o priemere 8 alebo 10 mm. Má vyčnievať aspoň 30 cm.
  • Náhodné - môžu byť použité kovové predmety, ktoré sú súčasťou chráneného objektu, ak sa nachádzajú na miestach vystavených priamemu úderu blesku. Musia byť spoľahlivo spojené styčnou plochou aspoň 100 mm2, odolné proti korózii a mechanickému namáhaniu a prierez musí byť min. 100 mm2. Náhodné zberače plošného tvaru (krytina, oplechovanie) musia mať v mieste predpokladaného zásahu blesku hrúbku steny aspoň 0,3 mm Cu a 0,6 mm ostatných kovov.

Vedenia a zvody

Spájajú zberacie zariadenie s uzemňovačom. Bývajú na vonkajšej strane objektu, majú byť čo najkratšie, umiestňujú sa pokiaľ možno symetricky v rohoch budov. Zvody musia byť čo najďalej od dverí, okien a kovových predmetov, s ktorými nemôžu byť spojené. Zvody nesmú prechádzať vnútrom objektu. Počet zvodov sa riadi pôdorysnými rozmermi, tvarom strechy a výškou objektu:

  • pre dlhý objekt obdĺžnikového pôdorysu s pomerom šírka : dĺžka = 1 : 5 a menším (1 : 6, 1 : 7) je jeden zvod na každých 15 m dĺžky objektu aj začatých.
  • pre členitý a široký objekt obdĺžnikového pôdorysu s pomerom šírka : dĺžka a väčším (1 : 4,...) je jeden zvod na každých 30 m dĺžky obvodu pôdorysu, aj začatých.
  • menšie objekty majú mať aspoň dva zvody čo najďalej od seba. Jednopodlažné budovy sobvodom do 40 m (ak dlhšia strana nemeria viac ako 15 m)- stačí jeden zvod.
  • pri objektoch vyšších ako 30 m nad zemou musí byť zvod každých 15 m aj začatých obvodu pôdorysu.

Na objektoch s nebezpečenstvom výbuchu je počet zvodov dvojnásobný.

Vyhotovenie vedení a zvodov

Vzdialenosti podpier od podkladu:

  • 5 cm - nehorľavá krytina, stena z nehorľavého materiálu
  • 10 cm - stena z horľavého materiálu, lepenková krytina, šindle, krytina z plastických látok
  • 20 cm - ostatné horľavé krytiny

Vzdialenosti podpier vodorovných a šikmých vedení od seba nesmie byť väčšia ako 1,5 m, pri zvislých vedeniach najviac 3 m. Skryté zvody uložené pod omietkou môžu byť vyhotovené ako:

  • voľne uložené v dutine múru minimálnej svetlosti 29 mm (napr. nekovovou netrieštivou rúrkou uloženou v malte)
  • pevne uložené v betónovej konštrukcii alebo zabetónované v drážke múru
  • náhodné zvody s prierezom minimálne 100 mm2. Odkvapové rúry a žľaby nie je možné použiť ako náhodné zvody.
    Náhodné zvody musia splniť rovnaké podmienky ako náhodné zberače.

Montáž a ochrana skúšobných svoriek:

  • vonkajšie - vo výške 1,8 až 2 m, chránené pred vplyvom počasia
  • zapustené - pri skrytých zvodoch vo výške 0,6 až 1,8 m, skrinky musia byť dostatočne priestorné.

Materiály vedení a zvodov:

  • prednostne sa používajú pozinkované oceľové vodiče
  • medené sa používajú na nadzemné časti v miestach so zvýšeným korozívnym vplyvom ovzdušia
  • hliníkové sa používajú ako nadzemné časti v miestach s chemickou agresivitou

Uzemňovače - uzemnenie

Uzemňovač - vodivé teleso uložené do zeme tak, aby vytvorilo vodivé spojenie so zemou, alebo uložené do betónu, ktorý má dobré spojenie so zemou. Môže byť náhodný alebo zhotovený. Uzemňovacia sústava je súhrn náhodných a zhotovených zemničov, vrátane uzemňovacích prívodov EZ. Uzemnenie sa vyhotovuje tak, aby za daných pôdnych podmienok dosiahlo čo najnižšiu a na dlhú dobu zaručenú hodnotu zemného odporu. Každý zvod musí byť pripojený na samostatný vlastný uzemňovač alebo spoločnú uzemňovaciu sústavu. Jednotôivé uzemňovače sa majú rozložiť pokiaľ možno rovnomerne po celom obvode objektu.

Druh pôdy Rezistivita (Ohm / m)
Rašelina 30
Ornica, íl 100
Vlhký piesok 200 až 300
Vlhký štrkopiesok 300 až 500
Suchý piesok 1000 až 3000
Suchá kamenistá pôda 3000 až 10000
Kompaktná skala 105
Kompaktná žula 106 až 109

 

Projekt bleskozvodnej ochrany obsahuje pôdorys s vyznačením podstatných častí. Zmeny je potrebné zaznamenať do dokumentácie.

  • Pomocný zberač - sa vytvorí z rovného pozinkovaného drôtu priemeru 8 alebo 10 mm, nad chránený objekt vyčnieva aspoň 30 cm.
  • Spoje v zemi - vedenie od skúšobnej svorky k vlastnému uzemňovaču nesmie mať spoj v zemi, okrem pripojenie na uzemňovač. Spoje robíme svorkami. V zemi musí mať každý spoj dve svorky. Ak sú na objekte aspoň dva zvody, skúšobné svorky sa očísľujú.
  • Pripájanie zvodov - k vodivým predmetom sa pripoja vhodnými pripájacími svorkami(normalizovanými) alebo zvarením. Styčná plocha medzi svorkou a pripájaným predmetom musí byť aspoň 10 cm2. Svorková skrutka musí mať závit aspoň M10. Spoj zhotovený zváraním musí mať styčnú plochu medzi vodičom a pripájaným predmetom aspoň 5 násobok prierezu vodičov. Spoj musí byť chránený vhodnou trvanlivou ochranou pred koróziou. Zvod musí byť chránený minimálne do 1,6 m nad zemou uhoľníkom
  • Zemný odpor uzemňovača - nemá byť za obvyklých pôdnych podmienok väčší ako 15 Ohmov, ak sa nedá dosiahnuť, je nutné použiť lepšie uzemnenie alebo zvýšiť počet uzemňovačov.
  • Nekovové továrenské komíny - musia mať bleskozvod s dvoma zvodmi v smere prevládajúcich vetrov
  • Antény - sa chránia podľa STN 34 2820.
  • Pre pracovné uzemnenie kladného pólu -  v jednosmernej sústave sa nemá použiť náhodný základový uzemňovač.
  • Tyčové uzemňovače - sa odporúčajú pre uzemnenia bleskozvodov a bleskoistiek.
  • Podpovrchové uzemňovače - sa ukladajú do ryhy v hĺbke 60 až 80 cm. Ak je uzemňovač kladený do káblovej ryhy, musí byť uložený na dno ryhy 10 cm pod káblom alebo vedľa kábla.
  • Uzemňovač v tvare lúča - jednotlivé lúče sa kladú tak, aby minimálny uhol medzi nimi bol 60°, zvyčajne sa kladú 4 lúče.
  • Armatúra v základoch - využitá ako uzemňovač musí byť spojená zváraním.
  • Silové zariadenie a bleskozvod - uzemnenie bleskozvodu a silové zariadenia sa nemusí spájať, ak vo vzdialenosti medzi obidvoma uzemneniami je vzdialenosť viac ako 5 m.

Skúšobná svorka

Každý zvod musí mať označenú skúšobnú svorku:

  • vonkajšie zvody vo výške 1,8 až 2 m
  • vnútorné zvody vo výške 0,6 až 1,8 m

Zásady ochrany osôb pred zásahom blesku

Z hľadiska možného úrazu je človek vystavený najväčšiemu nebezpečenstvu zásahu bleskom na voľnom priestranstve alebo vyvýšeninách. Osoby, ktoré pracujú vo vnútry budov (vo vozidlách), sú ohrozované výbojmi medzi vodivými predmetmi v dôsledku vzniku vysokých potenciálových rozdielov.

Opatrenia na ochranu osôb pred zásahom blesku pri búrke sú:

  • vyhýbať sa vyvýšeným miestam
  • nevyhľadávať úkryt pod stromami
  • vzdialiť sa od kovových konštrukcií
  • odložiť kovové predmety a dlhé nástroje (dáždniky, udice, rebríky, ...)
  • nedotýkať sa žiadnych vodivých predmetov a EZ
  • nejazdiť na otvorených vozidlách a zvieratách
  • v prípade potreby ľahnúť si aj na zem
  • vypnúť mobilné telefóny
  • vyhľadávať úkryt chránený bleskozvodom alebo karosériou automobilu
Máte aj vy zaujímavú konštrukciu, alebo článok?

Máte aj vy zaujímavú konštrukciu, alebo článok a chceli by ste sa o to podeliť s viac ako 250.000 čitateľmi? Tak neváhajte a dajte nám vedieť, radi ju uverejníme a to vrátane obrazových a video príloh. Rovnako uvítame aj autorov teoretických článkov, či autorov zaujímavých videí z oblasti elektroniky / elektrotechniky.

Kontaktujte nás!


Páčil sa Vám článok? Pridajte k nemu hodnotenie, alebo podporte jeho autora.
 

     

Komentáre k článku

Zatiaľ nebol pridaný žiadny komentár k článku. Pridáte prvý? Berte prosím na vedomie, že za obsah komentára je zodpovedný užívateľ, nie prevádzkovateľ týchto stránok.
Pre komentovanie sa musíte prihlásiť.

Vyhľadajte niečo na našom blogu

PCBWay Promo
PCBWay Promo
PCBWay Promo
Minalox.sk Promo
Minalox.sk Promo
Minalox.sk Promo
Webwiki Button