Hromosvody a uzemnění
Ing. Tomáš Mlčák, Ph.D.
Fakulta elektrotechniky a informatiky VŠB – TUO Katedra elektrotechniky www.fei.vsb.cz www. f i b /kat420 fei.vsb.cz/kat420 /k t420
Technické vybavení budov
Názvosloví z
z
z z z z z
Blesk – elektrickýý rázovýý výboj ý jp při němž se vyrovnává y nábojj jedné polarity s nábojem opačné polarity (mezi mraky, nebo mezi mrakem a zemi). Ochrana p před bleskem – souhrn opatření p sloužících k ochraně objektu a osob, popřípadě ochraně zvířat před účinky atmosférické elektřiny. Hromosvod – zařízení k sloužící k ochraně objektu j a jjeho 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, drátu jeho svislá část přečnívá asi 30 cm nad chráněný předmět. Jímací vedení – vedení uložené na chráněném objektu a určené k zachycení blesku. blesku VŠB – TU Ostrava, FEI, Katedra elektrotechniky
Názvosloví z z z
z z z z
z
Svody – vodivé spojení jímacího zařízení s uzemněním. Hlavní svod – samostatné vedení spojující jímací zařízení s uzemněním. uzemněním Náhodný svod – součásti stavby, které obvykle slouží též jinému účelu (např. kovové žebříky) jsou navzájem spolehlivě vodivě di ě propojeny j a dobře d bř uzemněny ě t k aby tak, b mohly hl svést é t proud blesku do země. Spojovací vedení – vedení spojující jímací zařízení nebo k kovové é předměty ř d ět na budově b d ě nebo b v níí navzájem áj nebo b svody. d 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 p j vedení od zkušební svorkyy 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
Názvosloví z
LEMP (lightning electromagnetic impulse) – elektromagnetický impulz vyvolaný bleskem – elektromagnetické účinky bleskového proudu, zahrnuje i impulzy l přivedené ři d é po vedení, d í jakož j k ž i účinky úči k vyzařovaných ř ý h impulzních elektromagnetických polí.
z
LPZ (lightning protection zone) – zóna ochrany před bleskem – zóna, ve které je definováno elektromagnetické prostředí, hranice zón LPZ nemusí nutně být hmotné hranice ( (například říkl d stěny, tě podlaha dl h nebo b strop). t )
z
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
Názvosloví z
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.
z
LPMS (LEMP protection measures system) – systém ochranných opatření proti LEMP – kompletní systém ochranných opatření pro vnitřní systém ochrany před LEMP
z
SPD (surge protective device) – přepěťové ochranné zařízení – zařízení určené k omezení přechodných přepětí a k svedení ke d í impulzních i l í h proudů; dů obsahuje b h j alespoň l ň jeden j d nelineární prvek
VŠB – TU Ostrava, FEI, Katedra elektrotechniky
Škody a ztráty Příčiny poškození poškození:: z z z z
S1: údery do stavby; S2: údery v blízkosti stavby; S3: údery do inženýrských sítí; S4: údery v blízkosti inženýrských sítí.
Typy škod škod:: z z z
D1: úraz živých bytostí; D2: hmotná škoda; D3: p porucha elektrických ý a elektronických ý systémů. y
Typy ztrát: ztrát: z z z z
L1: ztrátyy na lidských ý 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
Hromosvod nebo jiná ochrana před bleskem se zřizuje na objektech a zařízeních: z z z z z
z z
kde by blesk mohl ohrozit život nebo zdraví většího množství lidí kde by blesk mohl způsobit poruchu, 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, objektech které pro jejich nedůležitost není nutno chránit, ale jejich požár nebo poškození by mohly ohrozit sousední objekty na objektech bj kt h se zvýšeným ýš ý nebezpečím b čí zásahu á h blesku bl k u nezastřešených výrobních nebo provozních zařízení VŠB – TU Ostrava, FEI, Katedra elektrotechniky
Riziko a součásti rizika Riziko:: Riziko R1: riziko ztrát na lidských životech; z R2: riziko ztrát na veřejných službách; z R3: riziko ztrát na kulturním dědictví; z R4: 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. z
Součásti rizika pro stavbu následkem úderů do stavby: stavby: z z z
RA: Součást vztahující se k úrazu živých bytostí, RB: Součást vztahující se k hmotné škodě způsobené nebezpečným jiskřením uvnitř stavby, stavby RC: Součást vztahující se k poruše vnitřních systémů způsobené p LEMP. VŠB – TU Ostrava, FEI, Katedra elektrotechniky
Riziko a součásti rizika Součásti rizika pro stavbu následkem úderů v blízkosti stavby RM: Součást vztahující se k poruše vnitřních systémů způsobené LEMP.
Součásti rizika pro stavbu následkem úderů do inženýrské sítě připojené ke stavbě z z z
RU: Součást vztahující se k úrazu živých bytostí, RV: Součást vztahující se k hmotné škodě, RW: Součást vztahující se k poruše vnitřních systémů.
Součásti rizika pro stavbu následkem úderů v blízkosti i ž ý ké sítě inženýrské ítě připojené ři j é ke k stavbě t bě z
RZ: Součást vztahující se k poruše vnitřních systémů způsobené přepětími indukovanými do vstupních vedení a přenesenými do stavby. VŠB – TU Ostrava, FEI, Katedra elektrotechniky
Postup pro rozhodnutí o potřebě ochrany
Postup pro výběr ochranných opatření v budovách
VŠB – TU Ostrava, FEI, Katedra elektrotechniky
VŠB – TU Ostrava, FEI, Katedra elektrotechniky
Druhy hromosvodů Podle P dl umístění í tě í se rozlišují liš jí : z hromosvody umístěné na chráněných objektech – hřebenová soustava – mřížová soustava – tyčový hromosvod z
hromosvody umístěné mimo chráněný objekt – oddálený hromosvod • stožárový hromosvod • závěsový á ě ýh hromosvod d • klecový hromosvod
VŠB – TU Ostrava, FEI, Katedra elektrotechniky
Příklad pro rovnou střechu
K Kovové é střešní tř š í nádstavby
Svody Svody lze provést jako skryté, skryté jedním z těchto způsobů: z
z z
volně uložené v dutině (kanálku) světlosti aspoň 29 mm, vytvořené ve zdivu (např. nekovovou netříštivou trubkou uloženou v maltě, 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
Zkušební svorky Na přístupném místě se zřizují zkušební svorky Vodič svodu se spojuje s vývodem svorky. uzemnění rozpojitelným šroubovým spojením umožňujícím snadné rozpojení a spojením, opětné spojení, zpravidla normalizovanou zkušební svorkou. U vnějších svodů se zkušební svorka j ve výši ý 1,8 , až 2,0 , m nad zemí. U montuje skrytých svodů se zkušební svorky umístí buď do skříněk zapuštěných ve zdi objektu ve výši ýši 0,6 0 6 ažž 1,8 1 8 m, nebo b do d skříněk kří ěk s ochrannými poklopy zapuštěných v zemi a umístěných na přípustném místě. místě VŠB – TU Ostrava, FEI, Katedra elektrotechniky
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
Po inko aný ocelový Pozinkovaný ocelo ý drát
∅ 8 mm
Pozinkované ocelové lano
50, 70, 95 mm2
Pozinkovaný i k ocelový l pásekk
20 x 3 mm
Měděný drát
∅ 6, 7 mm; 50 mm2
Měděné lano
25 mm2
Měděný pásek
20 x 2,5 mm
Hliníkový drát
∅ 10 mm, mm 70 mm2
Hliníkové lano s ocelovou duší
50, 70, 95 mm2
Hliníkový pásek
20 x 4 mm VŠB – TU Ostrava, FEI, Katedra elektrotechniky
UZEMNĚNÍ Pro dobrou funkci hromosvodu je nutno provést uzemnění ě í hromosvodu h d ttak, k aby b b byll za všech š h okolností k l tí 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. Ω Pro uzemnění se p používají j zemniče: z z z z
tyčové nebo trubkové páskové á k é nebo b d drátové át é deskové základové VŠB – TU Ostrava, FEI, Katedra elektrotechniky
Na uzemnění se smí používat jen zemniče podle tabulky č. 2. (v tabulce je uveden výběr nejčastěji používaného materiálu). Materiál zemniče
Rozměry
Pozinkovaná ocelová tyč
2000 x ∅ 28 mm
Pozinkovaný ocelový drát
∅ 10 mm
Pozinkovaný ocelový pásek
40 x 3 mm
Z Zemnící í í deska d k
2000 x 250 mm
VŠB – TU Ostrava, FEI, Katedra elektrotechniky
Druhy zemničů L1 L2 L3 N
bleskojistka
ochranné uzemění PE
deskový zemnič
tyčový zemnič
ochranné uzemění
pracovníí uzemění
Páskový zemnič
základový zemnič
náhodný zemnič
potrubí
VŠB – TU Ostrava, FEI, Katedra elektrotechniky
Metody návrhu jímací soustavy
z
Metoda valící se koule – členité objekty
z
Metoda mřížové soustavy – ploché střechy
z
Metoda ochranného úhlu
VŠB – TU Ostrava, FEI, Katedra elektrotechniky
Platnost ČSN EN 62305 od 1.11.2006,, souběh s ČSN 341390 do 31.1.2009. Norma ČSN 341390 jje jjiž neplatná. p
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
Kategorie přepětí
Svodiče přepětí
