ELEKTROTECHNIKA HROMOSVODY 1W1 – pro 4. ročník oboru M 2.2005-VR

HROMOSVODY BLESK = atmosférický výboj – dojde k němu, pokud se nahromadí dostatečně velký elektrický náboj v mraku vůči zemi. Poznatky o vzniku atmosférických výbojů nejsou ani dnes zcela úplné a vyčerpávající. Základem je ionosféra, která je okolo zeměkoule (výška cca 100 až 400 km).

HROMOSVODY Vnější hranice ionosféry a povrch země tvoří obrovský kondenzátor (nahoře je “ + “ a dole na zemi je “ – “) o kapacitě asi 0,05 F (Faradu), který je nabit napětím cca 400 kV na náboj cca 20 000 C (Coulombů) --- to platí za “celosvětový “ průměr při klidném počasí. Vodivost atmosféry a ionosféry s výškou roste, to zname-ná, že čím výš, tím jsou lepší podmínky (ionizace vzdu-chu stoupá) pro průraz a tedy i pro vznik blesku. Stejně to platí o rozložení kladného náboje.

HROMOSVODY POZN.: Divišův bleskosvod působil právě tak, že tento náboj svedl do země (odsál) a vykompenzoval jej zemním minusovým potenciálem. Náboj mraku se rovná přibližně náboji na kouli o průmě-ru 5 km a má hodnotu cca 1000 C (Coulombů). Potenciál je asi 50 až 100 MV, což představuje nahromaděnou energii větší než 10 MWh = energie, která by zvedla do výšky 1000 m krychli vody o hraně 17 m.

HROMOSVODY Při vlastním výboji se uvolní průměrná celková energie asi 250 kWh. Napětí mezi body výboje v okamžiku prů-razu je asi 100 kV až 10 MV. Energetické ukazatele blesku – největší část je v první fázi výboje – vlna proudové strmosti 10/350 usec – to znamená až 100 kA špice. Vodivým kanálem protéká proud jednotek až stovek kA po dobu několika tisícin sekundy – proud větší než 200 kA mívá méně než 1 % blesků.

HROMOSVODY Zavádění součástí (zejména elektronických) stále citlivěj-ších na přepětí způsobuje, že součástky a zařízení jsou elektromagnetickým impulsem ohrožena do vzdálenosti větší než 1,5 km od místa úderu blesku. Míra ohrožení zařízení závisí i na umístění zařízení uvnitř či vně chráněného objektu a na přívodním elektrickém napájecím vedení.

HROMOSVODY Ochranu (hromosvod – hromosvodnou či BLESKO-SVODNOU soustavu) před přímým úderem blesku tvoří štít, který má za úkol zachytit převážnou část proudu blesku a vytvořit mu co nejpřímější cestu (elektricky vo-divou s minimálními přechodovými a průchozími odpory) k zemniči. Pro správné provedení projektu je nutno znát přesnou te-chnickou specifikaci uvažovaného objektu (rozměry, typ krytiny, typ opláštění budovy, vnitřní elektronická zařízení a mnoho dalších informací).

HROMOSVODY Způsob ochrany před přímým úderem blesku spočívá zjed-nodušeně ve vytvoření vodivé překážky, která znemožní průnik bleskového výboje k chráněnému objektu a svede převážnou část energie blesku do zemnici soustavy. Ochrana není záležitostí jednotlivých částí, ale společného působení celého ochranného systému. Ochranou soustavu tvoří jímače, svody a uzemňovací (zemní) soustava.

HROMOSVODY Ochranný prostor Každý jímač nebo jímací vedení (čili každá ochranná bleskosvodná soustava) kolem sebe vytváří OCHRANNÝ PROSTOR – v něm případný výboj nemůže působit. Aby byl tento ochranný prostor opravdu účinný, musí být jímací soustava správně provedena. Jímač nebo celá jímací soustava musí „pod sebe“ (do ochranného prostoru) zahrnout (zastřešit) všechny části, které mají být chráněny – čili nesmí z ochranného prostoru žádný „roh“ či jiná část objektu VYKUKOVAT / PŘEČNÍVAT ochranný prostor.

HROMOSVODY Mezinárodní normy IEC 1024-1, EN 61 024-1, NF C 17 102, IEC 1312-1, IEC 131 2-1, ČSN 34 1390 = PŘEDPISY PRO OCHRANU PŘED BLESKEM, … definují standardy tříd (l-IV) ochrany před bleskem, ke kterým jsou přiřa-zeny doporučené metody projektování a provedení hro-mosvodu, a rozlišují ochrannou hladinu dle požadované účinnosti. Normy požadují koordinaci opatření vnější a vnitřní och-rany před bleskem. Od uvedené ochranné hladiny se odvíjí i způsob provedení hromosvodu.

HROMOSVODY Hromosvody a uzemnění musí být na všech budovách a objektech, kde by zásah blesku (nebo vznik statické elek-třiny) mohly vyvolat následné škody na majetku či na zdraví. Budovy kde se shromažďuje větší počet lidí (školy, úřa-dy, stadiony, kostely, haly sportovní i pracovní, sklady, nemocnice, nádraží, …..).

HROMOSVODY Budovy jejichž poruchou (poruchou zařízení v nich umís-těných) by utrpělo nějakou újmu více lidí najednou (elek-trárny, rozvodny, různé provozy, vodárny, telekomuni-kační budovy, budovy rozhlasu a televize a dalších spojo-vých objektů, velké tiskárny novin, …). Všechny průmyslové budovy a průmyslová zařízení. Zemědělské budovy a zemědělská zařízení.

HROMOSVODY Budovy v nichž je velký nebo cenný majetek (archivy, sklady, muzea a obrazárny, kulturní památky, historicky cenné budovy, ….). Budovy v nichž se vyrábí, zpracovávají nebo skladují nebezpečné (zápalné a výbušné) látky. Budovy z lehce zápalného materiálu nebo s takovou střechou. Osaměle stojící budovy.

HROMOSVODY Vysoké budovy (nejen osaměle stojící), tovární komíny, rozhledny, vysilače R-TV-mobil, …. Budovy v místech kde blesk častěji udeří (lze určit pouze dlouhodobým pozorováním a sledováním).

HROMOSVODY Podle doporučení EN 61024-1 je možné použít elektro-geometrický model pro vyšetřeni ochranného prostoru. Model spolu se stanovením ochranné hladiny, do které objekt spadá, pomáhá zajistit maximální spolehlivost a určuje charakteristické vlastnosti jímací soustavy, jako jsou rozměry ok mříže, vzdálenosti svodů, ochranné úhly tyčových jímačů atd.

HROMOSVODY Budovy rozsáhle vybavené elektronikou jsou rozděleny podle koncepce zón bleskové ochrany (IEC 131 2-1) - např. výpočetní středisko, jsou v souladu s požadav-ky elektromagnetické kompatibility rozděleny do zón s vymezenými vnější ochranou před bleskem a odstíněním budov a místností - kovové konstrukce (kovové fasády, armování, skříně, pláště apod.

HROMOSVODY Hromosvod musí být zhotoven z materiálů, které dobře odolávají korozívním vlivům okolního prostředí. V ČR je nejrozšířenějším materiálem žárově pozinkovaná ocel. Její životnost se neustále zkracuje díky znečištění ovzdu-ší. Dnes se používají i netradiční materiály - nerez ocel, hliník, odolné plastické hmoty a měď. Pořizovací cena hromosvodu zhotoveného z těchto materiálů je o něco vyšší, ale tato nevýhoda je vyvážena téměř bezúdržbovým provozem a vysokou životností.

HROMOSVODY Realizace hromosvodů a ostatní související zařízení se musí realizovat na základě zpracovaného a schváleného projektu - specializovaní projektanti s příslušným přez-koušením (certifikací). Projekt musí přesně odpovídat a všechny změny musí být schváleny (nejen projektantem) a v dokumentaci zazna-menány. Projektovat, zřizovat (stavět), opravovat, rekonstruovat a revidovat mohou POUZE specializovaní odborníci s pří-slušným platným oprávněním k  činnosti v této oblasti.

HROMOSVODY Výkresy musí být pro každý objekt či realizaci (značky a zásady kreslení viz norma ČSN 34 5514) a jsou nedílnou součástí komplexní projektové dokumentace - nutné i pro kolaudační řízení.

HROMOSVODY Základní typové provedení hromosvodů: Franklinova typu se včasnou emisí předvýboje (elektronického typu)

HROMOSVODY Franklinův typ

HROMOSVODY Franklinův typ

HROMOSVODY Elektronický typ Viz textová část přednášek.

HROMOSVODY ……….