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


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 »?

Słupy oswietlenia zewnętrznego - na co zwrócić uwagę przy wyborze? »

Ranki łączniki gniazdka Szynoprzewody - małe i średnie instalacje
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 ulicznego ze źródłami LED przynosi przede wszystkim poprawę efektywności energetycznej oświetlenia ulicznego. Oświetlenie LED posiada również (...) czytam dalej »

 


Transformatory rozdzielcze - jaki produkt wybrać?

Transformatory Transformatory w przedziale mocy od 100kVA do 3150kVA w klasie izolacji do 36kV w pełni spełniają warunki rozporządzenia Komisji Europejskiej EU548/2014 (...) czytam dalej »


Automatyka przemysłowa i sterowanie - na jakie produkty zwrócić uwagę »

Wiele nowych produktów od najlepszych w branży marek »

automatyka przemysłowa elektronika
Jak sztuczna inteligencja wspomoże pracę elektrowni i fabryk? Aż 63 proc. respondentów twierdzi, że sztuczna inteligencja pomoże zwalczyć (...) czytam więcej » Poznaj pierwszy w branży przewodnik elektroniczny po złączach. Internetowe narzędzie referencyjne ułatwiające dobór złączy. (...) chcę zobaczyć »

 


Oznaczniki mobilne na przewody i osprzęt - które wybrać »

Kamery termowizyjne Technika laminowania taśm, zapewnia trwałe nadruki poprzez całkowitą ochronę tekstu przed czynnikami niszczącymi, takimi jak: zdrapywanie, ścieranie, zmywanie, promieniowanie UV a nawet substancj (...) czytam dalej »

 


Dobór ograniczników przepięć typu 1 »

Energetyka wiatrowa w Polsce wady i zalety?

ograniczniki konwersja energii elektryczne
Kombinowane ograniczniki przepięć jako urządzenia do ograniczania przepięć mają za zadanie zmniejszenie do bezpiecznych poziomów napięcia w instalacji elektrycznej oraz na wejściu zasilanych urządzeń: podczas operacji łączeniowych ń (...) czytam więcej » Udział odnawialnych źródeł energii w Polsce stanowi około 14% całkowitej produkcji energii elektrycznej, z czego energetyka wiatrowa stanowi obecnie ponad... czytam dalej »

Liczniki energii elektrycznej do zadań specjalnych»

Liczniki energii jakie wybrać Mogą być stosowane do rozliczeń z zakładami energetycznymi, do kontroli procesów przemysłowych, do rozliczeń podnajemców oraz jako element systemów zarządzania energią. Najnowsze inteligentne liczniki umożliwiają płacenie za faktycznie zużytą energię elektryczną, kontrolę sposobu jej wykorzystania ... czytam dalej »


Bramka IoT chmury do integracji nowych i istniejących systemów bez konieczności programowania.»

Roboty będą produkować roboty - to już pewne!

bramka iot Robot testuje bankomaty
Dzięki prostemu połączeniu z procesem za pomocą protokołów, np. Modbus/TCP, dane czujników i dane procesowe są zbierane, przetwarzane i monitorowane ... czytam więcej » Powstanie fabryka w której roboty będą produkowały roboty. Wszystko na to wygląda, że już niedługo scenariusze filmowe okażą się ... czytam dalej »

Jaką zastosować ochronę urządzeń elektrycznych i elektronicznych przed przepięciami »

ochrona przed przepięciami Każdy ogranicznik przepięć ma pewną określoną zdolność do przenoszenia przez siebie pewnej energii udaru. Jeśli po zadziałaniu ... 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?

Pobierz darmowy ebook i usprawnij instalacje przewodów »

wyświetlacze cyfrowe kable i przewody - przewodnik
Współpracujący z dowolnym nadajnikiem sygnału w standardzie 4-20 mA. Urządzenia nie wymagające dodatkowego zasilania. Do obszaru zastosowań ... czytam więcej » Poznaj najskuteczniejsze sposoby oznaczania kabli i komponentów wykorzystywanych w branżach elektrycznych i telekomunikacyjnych... czytam dalej »


Transformatory oraz dławiki dostosowane do indywidualnych wymagań »

transformatory ei Mają zastosowanie w sieciach przesyłowych i rozdzielczych. Stosowane są do zasilania układów trakcyjnych w pojazdach szynowych, w instalacjach wykorzystujących napędy (...) czytam dalej »


1-fazowe liczniki energii elektrycznej - widziałeś to?!

Łączniki elektroinstalacyjne - rodzaje i sposób działania »

Liczniki energii jakie wybrać Łączniki elektrinstalacyjne
Wymagania stawiane licznikom energii elektrycznej zawarte są w normach oraz przepisach (...) czytam dalej » 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 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 »
9/2019

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 9/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Metody badania funkcji zabezpieczeń nadprądowych przekaźników elektroenergetycznych
  • - Fotowoltaika szansą rozwoju dla komunikacji miejskiej
Zobacz szczegóły

PGG testuje instalacje PV

W Ruchu Halemba kopalni Ruda w Polskiej Grupie Górniczej została uruchomiona pilotażowa instalacja fotowoltaiczna o mocy 410 kWp. Jest to pierwsze z przedsięwzięć w dużym projekcie PGG na...

Przekaźnik instalacyjny o wysokiej odporności na prąd udarowy

RPI-1ZI-U24A firmy Relpol, to nowy przekaźnik instalacyjny, który wytrzymuje prąd załączania 120 A w czasie 20 ms. Przekaźnik ten przeznaczony jest do załączania obwodów o wysokim...
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

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