Ochrana před bleskem – vnější ochrana

Metoda valící se koule.Blesk, jeden z přírodních úkazů, který nás ohrožuje na majetku, lidských životech a životech zvířat. Neexistuje žádný 100% způsob, jak se před bleskem a jeho působením ochránit. Lze pouze více či méně eliminovat tato rizika a snížit možnosti úderu blesku a jeho účinků.Tento dokument slouží pouze pro orientaci v problematice a nezakládá se striktně na nejnovějších normách a hodnocení rizik. Nelze jej proto použít pro navrhování nebo hodnocení stávajícího nebo nového řešení.
Kromě již uvedené nutnosti zajištění ochrany majetku, lidských životů a životů hospodářských zvířat nesmíme opominout též ochranu technologických systémů a inženýrských sítí.
Ochrana před bleskem a jeho účinky je popsána v několika normách. Těmi jsou např. starší ČSN 34 1390 nebo novější EN 62305. Při posuzování ochrany je specifikováno několik tříd hladiny ochrany a stanovují se zóny ochrany před bleskem. Pro posuzování je zaveden systém hodnocení rizik.
Jak již bylo napsáno, neexistuje žádný zaručený způsob nebo zařízení, jak eliminovat účinky blesku. Proto musíme tyto účinky co nejvíce snižovat a přijímat taková opatření, která minimalizují újmy na zdraví, majetku a v neposlední řadě fungování infrastruktury a inženýrských sítí.

Systém ochrany před bleskem se skládá z několika soustav: jímací soustavy, soustavy svodů a soustavy uzemňovací.

Zdroje, škody a ztráty na objektech:

Místo úderu Zdroje škod Typ škod Typ ztrát
do objektu S1 D1
D2
D3
L1, L4
L1, L2, L3, L4
L1, L2, L4
do země vedle objektu S2 D3 L1, L2, L4
do inženýrských sítí S3 D1
D2
D3
L1, L4
L1, L2, L3, L4
L1, L2, L4
do země vedle inženýrských sítí S4 D3 L1, L2, L4

Vysvětlení označení:

Zdroje škod Typ škod Typ ztrát
S1 – údery do stavby
S2 – údery v blízkosti stavby
S3 – údery do inženýrských sítí připojených ke stavbě
S4 – údery v blízkosti inženýrských sítí připojených ke stavbě
D1 – úraz živých bytostí
D2 – škoda na hmotném majetku
D3 – porucha vnitřních systémů
L1 – na lidských životech
L2 – na službách veřejnosti
L3 – na kulturním dědictví
L4 – ekonomických hodnot

K jednotlivým typům ztrát jsou přiřazena konkrétní rizika, která mají význam pro hodnocení potřeby ochrany před bleskem.

Typ ztráty Riziko
L1
L2
L3
L4
R1
R2
R3
R4

Je-li riziko R1, R2 a R3 větší než hodnota tolerovatelného rizika škod, je nutné zavést ochranu před bleskem. Pro riziko R4 se vychází ze vztahu mezi ztrátami. Norma EN 62305-2 definuje metodiku stanovení rizika a hodnotu tolerovatelného rizika škod.

Pro snížení rizik mohou být přijata určitá opatření. V případě omezení úrazů živých bytostí krokovým napětím nebo dotykem, můžeme izolovat nechráněné vodivé části, vybudovat fyzické zabezpečení, rozmístit výstražné tabulky, vyrovnat rizikový potenciál pomocí mřížové uzemňovací soustavy nebo snížit rezistivitu půdy a podlahy vhodným opatřením. Riziko hmotné škody snížíme u staveb instalací systému ochrany před bleskem, u inženýrských sítí instalací stínícího vodiče. U elektrických a ICT systémů je nutné zavést ochranu před elektromagnetickým výbojem vyvolaným bleskem. Tou bývá uzemnění a pospojování, magnetické stínění a využití přepěťových ochran.

Hladiny ochrany a třída systému ochrany

Hodnocení rizik nám dává výstup, který užíváme pro identifikaci příslušné hladiny ochrany, ze které vychází třída systému ochrany. Třídy systémů ochrany dále používáme pro zjištění technických požadavků na provedení příslušné ochrany.

Hladina ochrany maximální hodnota proudu blesku a pravděpodobnost, že skutečná hodnota je menší minimální hodnota proudu blesku a pravděpodobnost, že skutečná hodnota je větší
I
II
III
IV
200 kA, 99 %
150 kA, 98 %
100 kA, 97 %
100 kA, 97 %
3 kA, 99 %
5 kA, 97 %
10 kA, 91 %
16 kA, 84 %

Příklad:

I
II
III
IV
Nemocnice, chemičky, sklady trhavin
Vodárny, plynárny, školy, rodinné domy s exkluzivním vybavením
Rodinné domy, obytné domy, zemědělské stavby
Objekty bez vybavení a výskytu osob

Jímací soustava

Jímací soustava je již technická ochrana vybudovaná na základě příslušné třídy systému ochrany. Tato soustava může být přímo nainstalována na stavbě, případně se může jednat o izolovaný, oddělený, systém v blízkosti objektu. Jímací soustavou můžeme rozumět tyče, lana nebo mříže. Instalace jímací soustavy se provádí na hranách, místech s vyšším rizikem úderu blesku a rozích objektů. Metody pro umístění jímací soustavy.Existuje několik metod pro určení umístění jímací soustavy:

  • metoda valící se koule,
  • metoda ochranného úhlu (α°),
  • metoda mřížové soustavy.
Třída systému ochrany Poloměr valící se koule r [m] Velikost oka mřížové soustavy [m]
I
II
III
IV
20
30
45
60
5 x 5
10 x 10
15 x 15
20 x 20

Metoda valící se koule

Metoda valící se koule.Vezměme kouli o poloměru stanoveném třídou systému ochrany a budeme jí valit kolem a přes celý objekt. V místech, kde se koule dotkne objektu, umístíme komponenty jímací soustavy tak, abychom zabránili dotyku koule objektem.

Metoda ochranného úhlu

Metoda ochranného úhlu.Ochranná zóna je tvořena pravoúhlým kuželem s vrcholem umístěným ve vrcholu jímací tyče. Poloviční vrcholový úhel α je stanoven třídou systému ochrany a výškou jímací soustavy.

Metoda mřížové soustavy

Metoda mřížové soustavy.Velikost ok mřížové soustavy, poloměr valící se koule a ochranný úhel odpovídají třídě systému ochrany. Ochranná zóna je kombinace ochranných zón jednotlivých jímacích soustav.

Svody

Jímací soustava musí mít možnost případný blesk také odvést a uzemnit. K tomu se používá soustava svodů. Vzdálenosti mezi jednotlivými obvodovými vodiči jsou závislé na třídě systému ochrany.

Třída systému ochrany Vzdálenosti obvodových vodičů [m]
I
II
III
IV
10
10
15
20

Jímače, jímací vedení a svody musí být provedeny z vhodného vodiče. Minimální průřezy jsou definované v normě EN62305-3, příloze E. Tyto minimální průřezy jsou specifické pro různé materiály a profil vodiče. Následující tabulka je pouze ilustrativní:

Materiál Profil vodiče Minimální průřez [mm]
Měď pásek
drát
lano
50
50
50
Hliník elektrotechnický pásek
drát
lano
70
50
50
Žárově pozinkovaná ocel pásek
drát
lano
50
50
50
Nerezavějící ocel pásek
drát
lano
105
50
70

Uzemňovací soustava

Jímaný bleskový proud musí být bezpečně bezezbytku odveden a rozptýlen do země. To musí zabezpečit uzemňovací soustava, která má určitý tvar a rozměry. Nedílnou roli zde hraje zemní odpor, jehož normou požadovaná hodnota je RE ≤ 10 ohmů.

Specifika uzemňovací soustavy záleží na mnoha aspektech a při návrhu se jedná o nelehký úkol. V zásadě existují dva typy uspořádání zemničů. První typ sestává z vodorovného nebo svislého zemniče, instalovaného vně stavby a spojeného se všemi svody. Minimální počet zemničů je dva, jejichž horní konec musí být minimálně 0,5 m pod povrchem. Druhý typ uspořádání je tvořen obvodovým zemničem vně objektu nebo ze základnového zemniče. Minimální hloubka uložení je opět 0,5 m.

Minimální délky zemničů v soustavě určuje třída systému ochrany.

Revize

Pro zajištění správné funkce systému ochrany před bleskem je nutné provádět příslušné revize. Tyto revize se provádí během instalace (na částech které budou po dokončení stavby nepřístupné), po dokončení instalace a dále v pravidelných termínech.

Ochranná úroveň Vizuální kontrola Celková revize
I, II
III, IV
1
2
2
4

Obsahem revize je ověření stavu dle požadavků normy EN62035, případně dalších předpisů.
O veškerých pracích a údržbách systému by měli být vedeny podrobné záznamy.

Související

Uzemnění a ochrana anténních systémů před úderem blesku

 

Napsat komentář