Pełny numer elektro.info 7-8/2017 tylko dla Ciebie [PDF]

wystarczy założyć konto w portalu elektro.info.pl

Ochrona odgromowa i przeciwprzepięciowa obiektów budowlanych (część 2.)

Protection against lightning and overvoltages within structures
Strefy ochrony odgromowej
Strefy ochrony odgromowej
Rys. J. Wiater

Nowoczesne urządzenia elektryczne i elektroniczne bazują w większości przypadków na układach sterowanych przez mikroprocesory lub komputery. Napięcia znamionowe pracy systemów komputerowych są z roku na rok co raz bardziej obniżane ze względu m.in. na wymaganą coraz większą szybkość ich działania i coraz mniejsze wymagane zużycie energii.

W artykule:

• Dobór ogranicznika przepięć
• Analiza ryzyka podstawą wyboru odpowiednich urządzeń odgromowych i przeciwprzepięciowych
• Podstawowe zasady instalacji urządzeń przeciwprzepięciowych

W chwili obecnej są to napięcia rzędu kilku woltów. Należy zauważyć, że postęp technologiczny zmniejsza odporność urządzeń na przepięcia, a ich uszkodzenia niosą za sobą bardzo duże straty finansowe. Wymusza to bardziej skuteczną ochronę urządzeń elektrycznych i elektronicznych od przepięć poprzez stosowanie – między innymi – wielostopniowych układów ograniczających (ang. SPD – Surge Protective Devices).

Dobierając SPD należy w pierwszej kolejności określić, czy w ogóle jest on potrzebny. Oceny tej dokonujemy poprzez analizę ryzyka zgodnie z wytycznymi normy PN-EN 62305-2 [11] z uwzględnieniem szczegółowych przepisów narzuconych na mocy ustaw lub rozporządzeń. W przypadku specjalnych obiektów, jak np. stacje paliw płynnych – bez względu na wynik analizy ryzyka konieczne jest stosowanie urządzeń piorunochronnych oraz przeciwprzepięciowych.

W momencie gdy zdecydujemy się na wyposażenie instalacji elektrycznej w urządzenia do ograniczania przepięć, należy – zgodnie z zaleceniami norm ochrony odgromowej z serii PN-EN 62305 i jej strefową koncepcją ochrony odgromowej – podzielić analizowany obiekt na strefy LPZ (ang. Lightning Protection Zone), w których występuje określony stopień narażenia urządzeń na działanie udarów napięciowych i prądowych [11] (rys. 1.). Urządzenia pracujące w strefie LPZ0A są narażone na bezpośrednie oddziaływanie impulsowego pola elektromagnetycznego i prądu piorunowego o nieograniczonej wartości (w tym obszarze może dojść do bezpośredniego wyładowania piorunowego). 

Czytaj też: Ochrona odgromowa i przeciwprzepięciowa obiektów budowlanych (część 1.)

Na granicy poszczególnych stref LPZ należy stosować SPD obniżające maksymalne spodziewane wartości szczytowe przepięć do ustalonego poziomu – stosownie do przyjętych kategorii wytrzymałości udarowej chronionych urządzeń wg normy PN-HD 60364-4-443 [14]. Koncepcję wielostopniowego układu ograniczającego przepięcia przedstawiono na rysunku 2.

Rys. 2. Układ czterech ograniczników przepięć chroniących instalację elektryczną, gdzie: ZK – złącze kablowe, kWh – licznik energii elektrycznej, R1 – rozdzielnica, np. piętrowa, Urz. El – końcowe urządzenie elektryczne

Dobierając ogranicznik przepięć należy uwzględnić:

  • miejsce jego instalacji,
  • napięcie trwałej pracy Uc,
  • napięciowy poziom ochrony Up.

Na podstawie informacji dotyczącej miejsca instalacji SPD można wybrać technologię, w której powinien on być wykonany.

Na granicy stref LPZ0 i LPZ1 zaleca się stosowanie ogranicznika typu ucinającego napięcie lub kombinowanego, w którym wykorzystano technologię iskiernikową. Stosowanie technologii warystorowej w tym miejscu należy uznać za niewłaściwe i niebezpieczne. Zalecana wartość prądu impulsowego deklarowanego dla SPD na granicy strefy LPZ0 i LPZ1 to 25 kA/pole (kształt 10/350 μs). Podobne wymagania znajdziemy w PKP Polskich Liniach Kolejowych [18], gdzie w punkcie 5.4.3.1.1 kategorycznie zabrania się stosowania ograniczników typu 1, których główne elementy są wykonane w technologii warystorowej z uwagi na ich małą odporność na oddziaływanie częściowych prądów piorunowych i przenoszonych przez nie ładunków elektrycznych.

Dobierając ogranicznik przepięć nie można zapomnieć o parametrze określającym maksymalne napięcie ciągłej pracy (Uc), musi ono być większe od maksymalnego napięcia fazowego danej sieci. Biorąc pod uwagę wytyczne normy PN-EN 60038:2012 [15] napięcie ciągłej pracy SPD powinno być co najmniej o 10% większe od napięcia znamionowego sieci. Dobierając ograniczniki należy pamiętać o przepięciach dorywczych pojawiających się w sieciach. Napięciowy poziom ochrony Up powinien być mniejszy niż deklarowana przez producenta najmniejsza wytrzymałość udarowa urządzenia zainstalowanego w danej sieci i w danym fizycznym miejscu jego użytkowania.

Analiza ryzyka podstawą wyboru odpowiednich urządzeń odgromowych i przeciwprzepięciowych

W znowelizowanym w 2017 r. Rozporządzeniu Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r., jako normy, w oparciu o które należy realizować ochronę odgromową obiektów budowlanych, zostały przywołane normy europejskie z serii EN 62305, jako normy PN-EN. Nowa norma PN‑EN 62305 ma zastosowanie do projektowania, instalowania, sprawdzania i konserwacji urządzeń piorunochronnych LPS (ang. Lightning Protection System) w obiektach budowlanych.

Na początku analizy ryzyka projektant winien zapoznać się szczegółowo z obiektem budowlanym, dla którego będzie liczone ryzyko. Należy ustalić, jaki rodzaj prac wykonywany będzie w budynku. Na tej podstawie można określić typy potencjalnych strat mogących wystąpić na skutek wyładowania piorunowego (L). Norma wymienia możliwość utraty życia ludzkiego, utratę możliwości świadczenia usług, utratę dziedzictwa kulturowego oraz utratę wartości ekonomicznej (obiektu i jego zawartości). Straty mogą być powodowane wymienionymi w normie potencjalnymi źródłami zagrożenia (S). Należy rozpatrzyć wszystkie możliwe przypadki. Każde źródło zagrożenia (S) może wywołać określony rodzaj szkody (D). Dla każdego typu strat identyfikuje się i oblicza komponenty ryzyka (R) dla obiektu budowlanego i urządzenia usługowego. Jeśli wyznaczone ryzyko jest większe od tolerowanego należy obiekt wyposażyć w zalecane normą rozwiązania techniczne, które przekładają się na zmniejszenie ryzyka – np. wyposażenie obiektu w urządzenie piorunochronne (LPS) zmniejsza wyznaczone ryzyko (rys. 3).

Zestawienie elementów ryzyka
Rys. 3. Zestawienie elementów ryzyka

Każda zmiana w projekcie budynku polegająca na dołożeniu kolejnego rozwiązania technicznego powoduje zmianę poziomu ryzyka. Wówczas należy przeprowadzić obliczenia nowych wartości komponentów ryzyka i ponownie porównać z wartością tolerowaną. Każdy rodzaj ryzyka to suma odpowiednich komponentów, a każdy z nich może być oszacowany za pomocą równania ogólnego:

Rx = Nx ⋅ Px ⋅ Lx (2)

gdzie:

Nx – spodziewana średnia roczna liczba wyładowań piorunowych oddziaływujących na obiekt,
Px – prawdopodobieństwo uszkodzenia obiektu lub nietolerowanego zakłócenia jego pracy,
Lx – wynikowa strata ekonomiczna.

Oczywistym jest, jeśli ryzyko jest mniejsze od tolerowanego obiektu nie trzeba wyposażać w rozwiązania techniczne chroniące przez wyładowaniami piorunowymi.

Tam, gdzie urządzenie piorunochronne (LPS) nie zostało jeszcze sprecyzowane przez: upoważnioną instytucję, ubezpieczyciela lub nabywcę, tam projektant ochrony odgromowej powinien, na podstawie podanej w PN-EN 62305-2 [11] procedury szacowania ryzyka, zdecydować, czy obiekt chronić za pomocą LPS, czy nie i jakiej klasy ma być urządzenie piorunochronne, tak aby ryzyko było na poziomie tolerowanym.

W normie PN-EN 62305 urządzenie piorunochronne odpowiedniej klasy stanowi jeden ze środków minimalizacji ryzyka i to właśnie projektant w ramach analizy zarządzania ryzykiem ma zdecydować, jakiej klasy ma być urządzenie piorunochronne oraz czy i jakie dodatkowe środki ochrony będą najbardziej odpowiednie dla rozpatrywanego obiektu z punktu widzenia technicznego i ekonomicznego. Aby uniknąć nieporozumień, w normie PN-EN 62305-3 [12] zostały wyraźnie określone cztery klasy LPS (I do IV), w sposób odpowiadający poziomom ochrony (LPL), zdefiniowanym w pierwszym arkuszu normy, tj. PN-EN 62305-1 [10] (tab. 1.).

Zestawienie elementów ryzyka
Tabela 1. Powiązanie poziomów ochrony odgromowej (LPL) z klasami LPS

Postępując zgodnie z zapisami PN‑EN 62305-2 [11], do analizy ryzyka nie wystarcza tylko znajomość wymiarów geometrycznych (rzutów) obiektu i miejsca jego usytuowania, ale również potrzebny jest szereg innych szczegółowych danych, jak na przykład:

  • identyfikacja samego obiektu i jego powiązania z obiektami sąsiednimi;
  • szczegółowa identyfikacja instalacji znajdujących się w obiekcie oraz innego wyposażenia wewnątrz obiektu;
  • określenie liczby osób mogących przebywać w obiekcie lub w strefie do 3 m na zewnątrz obiektu;
  • identyfikacja skutków oddziaływania uszkodzeń obiektu na środowisko.
Chcesz być na bieżąco? Czytaj nasz newsletter!

[ograniczanie przepięć, SPD, ochrona odgromowa, ochrona przeciwprzepięciowa, rządzenia do ograniczania przepięć, ochrona odgromowa obiektów budowlanych, ochrona przeciwprzepięciowa obiektów budowlanych, urządzenia odgromowe, urządzenia przeciwprzepięciowe]

Artykuł pochodzi z: miesięcznika elektro.info 4/2019

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie


Zapisz się do Ligi Specjalistów i zdobywaj nagrody!

Liga Specjalistów 2.0

Jesteś profesjonalistą z branży elektrycznej lub teletechnicznej?
Jesteś uczniem lub studentem kierunku technicznego?
czytam dalej »

 


Kompleksowe inspekcje termowizyjne - gdzie szukać pomocy? »

Termowizja inspekcja

Przez ostatnie stulecie zbudowano wiele urządzeń pomiarowych w zakresie podczerwieni, ale największe możliwości i popularność zyskały rozwiązania... czytam dalej »

 


Jaki silnik elektryczny wybrać? »

silnik elektryczny

W działaniu wielu maszyn i urządzeń technicznych wymagany jest ruch postępowy lub postępowo-zwrotny. Zazwyczaj ruch ten wytwarzają (...) czytam więcej »

 


Łączniki elektroinstalacyjne - rodzaje i sposób działania?

Oświetlenie zewnętrzne LED - dobór i zastosowanie»

Ranki łączniki gniazdka oswietlenie zewnętrzen LED
W każdej standardowej instalacji elektrycznej w budynku występują gniazda wtyczkowe oraz łączniki. Ich budowa oraz sposób zamocowania zależą od miejsca zainstalowania oraz metody wykonania (...) czytam więcej » Wymiana opraw oświetlenia zewnętrznego ze źródłami LED przynosi przede wszystkim poprawę efektywności energetycznej oświetlenia ulicznego. Oświetlenie LED posiada również (...) czytam dalej »

 


Przyrządy kontrolne i pomiarowe - zobacz niezawodne rozwiązania»

narzedzia pomiarowe dla elektryka Miernik napięcia, ciągłości i kolejności faz są zaprojekotwane do testowania napięcia, fazy, polaryzacji, kolejności faz i półprzewodników. Cyfrowy multimetr oraz cyfrowy miernik cęgowy oferują idealne rozwiązania dla wszystkich wymagań i możliwych zastosowań. Mierniki wykorzystują standardowe (...) czytam dalej »


Zobacz jakie oprawy zaprezentowano na Energetab 2019  »

Wiele nowych produktów od najlepszych w branży marek »

Samochody elektryczne i  mobilne stacje elektronika
Oświetlenie awaryjne ma zapewnić bezpieczne opuszczenie zajmowanych przestrzeni podczas awarii zasilania opraw oświetlenia podstawowego. Niejednokrotnie zanik oświetlenia podstawowego nie jest spowodowany zwykłą awarią zasilania czy wyłączeniem(...) czytam więcej » Poznaj pierwszy w branży przewodnik elektroniczny po złączach. Internetowe narzędzie referencyjne ułatwiające dobór złączy. (...) chcę zobaczyć »

 


Odpowiednie oświetlenie - prawidłowy dobór oświetlenia w projekcie »

projekt oświetlenia Są takie miejsca w domu, o których nie myśli się w pierwszej kolejności. Zostawia się je na później, dopiero wtedy, gdy zadba się o ważniejsze pomieszczenia. Tak jest często (...) czytam dalej »

 


Jak zapewnić bezprzerwowe zasilanie gwarantowane? »

Kolektor słoneczny – urządzenie do konwersji energii promieniowania słonecznego na ciepło »

zasilanie gwarantowane panele słoneczne
Co rusz znaczenie tego problemu uświadamiają nam przechodzące nad naszym krajem orkany i wichury oraz widmo blackoutu, wynikające z pojawiającego się latem ogromnego zapotrzebowania na ... czytam więcej » Udział energii słonecznej w Polsce jest bardzo niski i według urzędu statystycznego, pozyskanie energii z promieniowania słonecznego w porównaniu do innych źródeł odnawialnych w 2017 roku wyniósł niecałe 1%.... czytam dalej »

Szafy energetyczne, sterowniczne, rozdzielcze - dlaczego nie wiesz co wybrać? »

szafy rozdzielcze i sterownicze Zgrupowanie urządzeń elektroenergetycznych wraz z szynami zbiorczymi, połączeniami elektrycznymi, elementami izolacyjnymi i osłonami, służący do rozdziału energii elektrycznej i łączenia oraz ... czytam dalej »


Bezprzewodowa automatyka domowa - i możesz sterować wszystkim w domu »

Intuicyjne oprogramowanie do projektowania listew ze złączkami !

Automatyka domowa - sterowaniem ze smatfona Projektowanie listew - oprogramowanie
Nowoczesny smartdom powinien być gotów na każde życzenie. Dlatego rozwiązania bezprzewodowej automatyki domowej dają Ci zdalną kontrolę nad funkcjami Twojego domu - oświetleniem, roletami, ogrzewaniem ... czytam więcej » Intuicyjne oprogramowanie do projektowania listew ze złączkami oraz profesjonalnego opisywania oznaczników do złączek szynowych, przewodów, kabli, urządzeń i instalacji. Oprogramowanie dostępne jest bezpłatnie na stronie www ... chcę poznać »

Małe, średnie i duże systemy sterowania »

Sterowniki plc Jeszcze kilka lat temu sterowniki PLC „tylko” wspierały pracowników przy wykonywaniu monotonnych zadań i zwiększaniu szybkości produkcji. Aktualnie każda produkcja ... czytam dalej »


Złącza silnoprądowe - czy silikon sobie poradzi?

Złącza silnopradowe Czy możemy zastosować elastyczne przewody silikonowe i czy są one odporne na uszkodzenie i wysokie temperatury? Przykładowo dla przekroju kabla 240 mm2 ... chcę obejrzeć »


Może Cię to zainteresuje ▼

Wyświetlacz cyfrowy - jaki wybrać?

Technologie robotyczne zgodne z koncepcją Industry 4.0 » »

wyświetlacze cyfrowe robotyka i automatyka
Współpracujący z dowolnym nadajnikiem sygnału w standardzie 4-20 mA. Urządzenia nie wymagające dodatkowego zasilania. Do obszaru zastosowań ... czytam więcej » Nowoczesne urządzenia mechaniczne nic nie znaczyłyby bez ukrytej w nich elektroniki, dizęki której ... czytam dalej »


Odczyty cyfrowe - przyrządy przeznaczone do wyświetlania położenia »

czytniki cyfrowe Współpracują z przetwornikami przemieszczeń liniowych (liniały) i kątowych (enkodery). Wykonywane są w różnych wersjach dostosowanych do (...) czytam dalej »


1-fazowe liczniki energii elektrycznej - widziałeś to?!

Inteligentny system dystrybucji mocy »

Liczniki energii jakie wybrać moc
Wymagania stawiane licznikom energii elektrycznej zawarte są w normach oraz przepisach (...) czytam dalej » Uniwersalne zastosowanie, w pojedynczych szafach sterowniczych, jak też w kompletnych systemach... czytam dalej »

Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »
10/2019

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 10/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Projekt zasilania pompowni pożarowej
  • - Przekładniki niekonwencjonalne wykorzystywane w automatyce elektroenergetycznej
Zobacz szczegóły
COMEX S.A. COMEX S.A.
O firmie COMEX S.A. od początku swojej działalności, tj. od 1987 zajmuje się kompleksową obsługą klientów w zakresie zasilania...

Ciekawe strony

Elektryk na Fixly.pl

EPS System - agregaty prądotwórcze

Producent oświetlenia

Ciekawa Architektura

Instalacje

Literatura fachowa

Rekuperacja

Termomodernizacja

Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright @ 2004-2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa, w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl