Co obsahuje zařízení na ochranu před bleskem?

Ochrana budov před bleskovými jevy je jedním z důležitých prvků průmyslové bezpečnosti budov a staveb pro průmyslové, administrativní, veřejné a vojenské účely. Jeho organizace je relevantní zejména pro zařízení, kde se vyrábějí, skladují nebo provozují výbušné nebo hořlavé látky. Postup instalace ochrany před bleskem, stejně jako požadavky na její provoz, jsou jasně definovány v 7. vydání Pravidel elektroinstalace (PUE 7).

Dále v tomto článku charakterizujeme definici, zvýrazníme typy a zvážíme konstrukci a princip fungování ochrany. Dále provedeme klasifikaci objektů, které mají být chráněny, a vypíšeme regulační dokumentaci upravující požadavky na její uspořádání a provoz.

Co je ochrana před bleskem?

Ze školního kurzu fyziky víme, že blesk je koncentrovaná sraženina elektrického proudu, kterou vyzařují mraky vzniklé prudkým zvýšením vlhkosti vzduchu a výraznými teplotními výkyvy. Tyto silné výboje mají schopnost ujet mnoho kilometrů během několika sekund a představují vážné nebezpečí pro elektrická zařízení, životy a zdraví lidí a zvířat.

Při úderu blesku do nechráněné konstrukce se její konstrukce zahřeje na vysoké teploty a elektrodynamické napětí uvnitř se zvýší. Elektromotorická síla generovaná magnetickým polem na uzavřených obvodech kovových konstrukcí může vyvolat jiskry, výbuchy, přepětí v síti, vést k selhání zařízení, způsobit nebezpečné situace a mít za následek lidské oběti.

Aby se předešlo následkům přímých a nepřímých úderů blesku na střechu nebo území objektu, musí být instalován individuálně navržený systém ochrany před bleskem. Jedná se o soubor opatření a technických zařízení zaměřených na prevenci havárií na stavbách nejen pro průmyslové a veřejné účely, ale i pro účely bydlení.

Existují dva typy komunikace ochrany před bleskem: interní a externí (externí). O tom se bude dále diskutovat.

Druhy ochrany před bleskem a jejich vlastnosti

1. Vnitřní

Jinak se nazývá SPD. Účelem takového systému je omezit napěťový ráz, ke kterému dochází v důsledku blesku, a zabránit poškození elektrického zařízení. Jedná se o komplex ochranných zařízení pro induktory a rezistory. Existují 2 typy vnitřní ochrany před bleskem:

• odolnost proti přímému úderu blesku;
• odolnost proti nepřímému otřesu (například v elektrických vedeních v blízkosti chráněné konstrukce).

Jako doplňkové ochranné opatření lze použít stabilizátor napětí nebo přepěťovou ochranu, přes které se připojuje elektrická zařízení.

2. Externí

Zařízení tohoto typu ochrany před bleskem zahrnuje hromosvody, hromosvody a zemnící vodiče. Jak již název napovídá, první zabere úder, druhý odvede elektrický výboj a třetí zajistí jeho šíření v zemi. Každý z těchto prvků je důležitý svým vlastním způsobem.

Proudový vodič určuje, jak bude výboj dále probíhat. Pro jeho uspořádání je použit homogenní, korozi odolný materiál. Proudový vodič se provádí v několika krátkých drahách – to je nezbytné pro rozptýlení náboje.

Uzemňovací spínač se instaluje svařováním nebo spolehlivým šroubováním. na těžko dostupném místě v dostatečné vzdálenosti od inženýrských sítí. Zajistí tedy šíření náboje v zemi.

3. Pasivní

Nejběžnější typ externí ochrany, jejíž popularita je způsobena nízkou cenou a vysokou spolehlivostí. Je však důležité pochopit, že ne vždy do takového systému zasáhne blesk. To je jeho jediná nevýhoda.

Pasivní ochranné hromosvody mohou být prezentovány jako:

• prostorové pletivo z válcovaného drátu nebo tenkých ocelových tyčí, umístěné tak, aby se jeho kovové prvky nedotýkaly střechy. Tato možnost je relevantní pro plochou střechu nebo pro ochranu velké plochy;
• kabel natažený mezi dvěma výztužnými podpěrami podél hřebene střechy;
• sloup instalovaný na střeše nebo v mírné vzdálenosti od budovy pro pohlcování úderů blesku.

4. Aktivní

Takováto ochrana budov a staveb před bleskem je dražší než pasivní systém. Má však velkou oblast pokrytí, uměle přijímá a vypouští bleskovou nálož do země. Tento systém se od pasivní ochrany liší aktivním hromosvodem, citlivým na sílu elektromagnetického pole. Pro vytvoření odezvových streamerů ionizuje vzduch kolem sebe pomocí speciálních jiskřišť. Zevně je to prut se speciálním designem, připomínající létající talíř.

Princip činnosti hromosvodů

Blesk vždy zasáhne kovovou část konstrukce umístěnou v jejím nejvyšším bodě. Z tohoto důvodu jsou hromosvody instalovány přesně v nejvyšší možné poloze střechy. Každá stavba má svou ochrannou zónu – oblast chráněnou před bleskem jeho působením. Pokud velikost budovy přesahuje tuto oblast, jsou instalována další zařízení spojená jedním uzemněním.

Bleskosvod pracuje podle následujícího schématu: když je nejvyšší bod budovy zasažen bleskem, ochrana odvede výboj do půdy a obchází chráněný objekt.

Podle současných GOST jsou zařízení rozdělena do 2 typů:

• A – maximální (99,5 %) stupeň spolehlivosti;
• B – vysoký (od 95 %) stupeň spolehlivosti.

Pokud si vizualizujete oblast pokrytí hromosvodu, můžete si ji představit ve formě kužele, jehož výška a základní plocha závisí na velikosti konstrukce, na které je zařízení instalováno. Maximální přípustná výška konstrukcí ve stavebních předpisech je 150 metrů.

Jaké objekty podléhají ochraně před bleskem?

Podle současných státních norem jsou takové struktury rozděleny do dvou tříd: běžná a speciální zařízení.

První zahrnují budovy sloužící k obytným účelům, ale i administrativním, průmyslovým a jiným účelům. Do této kategorie patří i budovy, jejichž výška nepřesahuje 60 metrů.

Mají 4 úrovně spolehlivosti ochrany před bleskem:

Speciálními objekty jsou struktury, které:

• představovat potenciální nebezpečí pro jiné předměty a osoby nacházející se/žijící v okruhu možného poškození;
• představovat hrozbu pro situaci životního prostředí v regionu umístění;
• mají výšku stěny nad 60 m, jsou dočasné stavby, samostatně umístěná hřiště, jsou ve výstavbě apod.;
• jsou pravděpodobnou příčinou šíření chemických, biologických a radiačních emisí překračujících přípustné normy.

Úroveň ochrany před bleskem pro speciální zařízení nesmí být nižší než 0,9. Tuto třídu spolehlivosti lze podle uvážení vlastníka nebo zákazníka přiřadit i jiným budovám a stavbám.

Kategorie ochrany před bleskem

Jsou určeny průměrným počtem a trváním bouřek v určité oblasti. Ukazatel je navíc ovlivněn i polohou objektu, která určuje ve většině případů pravděpodobnost jeho zničení a také stupeň požárního nebezpečí.

Dokumentace s pokyny identifikuje celkem 3 kategorie:

• kočka I Patří sem budovy s třídou požárního nebezpečí B-1 a B-2. Jedná se o podniky, jejichž většinu území tvoří dílny a sklady, kde se vyrábějí, skladují a používají výbušné látky. Ochranná zařízení na takových zařízeních musí zachytit přímý úder blesku před dosažením zařízení. Výrobní zařízení kategorie I je proto nutné vybavit nejsložitějšími volně stojícími systémy.
• II kat. Jedná se o objekty tříd nebezpečnosti B-2a, B-1a a B-1b. Tyto oblasti by navíc měly zabírat alespoň 30 % celého území struktury. Do této kategorie patří zpravidla sklady ropy, sklady hnojiv, výtahy a ledničky pro skladování čpavku. Všechna kovová pouzdra zařízení umístěná na území takových zařízení musí být uzemněna a v každé fázi v oblasti, kde nadzemní vedení přecházejí do kabelových vedení, musí být instalovány propojky.
• III kat. Jedná se o budovy náležející do 3. a 4. stupně a dále stavby umístěné v místech, kde je průměrná roční doba trvání bouřek minimálně 20 hodin. Kategorie III zahrnuje takové objekty, jako jsou vícepodlažní dětské, vzdělávací, zdravotnické a volnočasové instituce, vodárenské věže, chovy hospodářských zvířat, drůbežárny a samostatně stojící budovy, jejichž výška přesahuje 30 metrů.

Seznam regulační dokumentace o ochraně před bleskem

Kromě PUE 7 jsou pravidla pro uspořádání a návrh ochrany před bleskem definována v následujících dokumentech:

• státní, národní a mezinárodní normy;
• technické předpisy;
• oddílové pokyny;
• dokumenty s místními pokyny (GD).

Některé z těchto norem, zejména sovětská instrukce RD 34.21.122-87, ačkoli ji používají ruští specialisté při instalaci ochrany před bleskem, jsou již považovány za zastaralé. Právě tato norma se používá jako vodítko pro výběr organizačního schématu systému hromosvodu ve fázi vývoje projektu.

Dnes se odborníci zaměřují nejen na domácí GOST, ale také na mezinárodní normy, přičemž poznamenávají, že požadavky na ně jsou mnohem přísnější a poskytují úplnější množství potřebných informací. Zejména norma IEC 62305:2010 definuje základní pravidla pro ochranu jakýchkoliv objektů, osob a zvířat v nich žijících/pracujících, inženýrských sítí a dalších staveb nacházejících se na jejich území před poškozením bleskem. Norma popisuje stupeň nebezpečí bleskových událostí a škody, které mohou způsobit, a také charakteristiky bezpečnostních opatření nezbytných ke snížení tohoto nebezpečí.

Závěr

Problematiku ochrany před bleskem upravuje celá řada předpisů včetně státních a mezinárodních norem. Výběr dokumentů závisí na oblasti, ve které je plánován vývoj systému.

Pro dosažení účinnosti ochrany před bleskem je lepší svěřit vývoj jejího návrhu, instalace, uvedení do provozu, údržbu a rekonstrukci osobám s bohatými zkušenostmi v této oblasti. Tím, že veškeré činnosti spojené s uspořádáním systému svěříte profesionálům, ochráníte svůj majetek – svůj, svých klientů, pronajímatelů i kolegů – před výpadky v důsledku požárů, nehod a úrazů elektrickým proudem.

Systém ochrany před bleskem je základním bezpečnostním prvkem soukromého domu. Chrání budovu před následky úderu blesku, zabraňuje zničení a požáru způsobenému výbojem vysokého napětí. Bez účinné ochrany před bleskem zůstává každý dům zranitelný vůči bouřkám, které mohou vést k vážnému poškození střechy, stěn, selhání elektrických spotřebičů a dokonce i požáru. Správně nainstalovaná ochrana před bleskem pomáhá předcházet všem těmto rizikům, zajišťuje bezpečnost majetku a bezpečnost obyvatel. V tomto článku se podíváme na to, z jakých prvků se skládá systém ochrany před bleskem pro soukromý dům, jak každý z nich plní svou funkci a proč musí všechny komponenty fungovat harmonicky. Pochopení struktury systému ochrany před bleskem vám pomůže učinit informované rozhodnutí o jeho instalaci a údržbě.

Princip činnosti

Systém ochrany před bleskem vytváří bezpečnou cestu pro proud z úderu blesku, přesměruje jej do země a obejde konstrukci domu. Funguje na jednoduchém principu: hromosvod přijímá výboj, svod ho nasměruje na zemnící elektrodu, která rozptyluje elektřinu v zemi a zabraňuje ničivým následkům. Je důležité, aby byl každý prvek systému nainstalován bezpečně, protože nedostatečná vodivost nebo nesprávné uzemnění může vést k poruše a selhání systému. Systém ochrany před bleskem funguje pouze tehdy, když jsou všechny jeho součásti správně nainstalovány a plně plní své funkce. Každý prvek, od hromosvodu až po zemnící vodič, musí splňovat požadavky na pevnost, elektrickou vodivost a životnost.

Hlavní prvky systému ochrany před bleskem

• Kolík. Jsou to jednoduché kovové tyče, které jsou instalovány v nejvyšším bodě střechy. Jsou vhodné pro bodovou ochranu drobných staveb.
• Kabel. Jsou to natažený kovový kabel, který je položen přes budovu. Vhodné pro ochranu rozsáhlých objektů nebo oblastí s několika budovami.
• Pletivo. Jsou namontovány ve formě kovové sítě podél celé střechy a vytvářejí souvislý ochranný obrys. Používá se pro velké budovy s plochou střechou.

Výběr typu hromosvodu závisí na velikosti a konfiguraci budovy. Čím výše je hromosvod umístěn, tím větší plochu dokáže ochránit, což znamená, že bude účinněji bránit úderu blesku do domu.

Spodní vodič
Svod slouží k přesměrování náboje blesku z hromosvodu na zemnící elektrodu. Jedná se o měděný, hliníkový nebo ocelový vodič, který spojuje přijímač s uzemňovacím zařízením a vytváří tak bezpečnou cestu pro elektřinu. Základní požadavky na svod:

• Musí být vyroben z vysoce vodivého materiálu, aby nedošlo k přehřátí při průchodu velkým proudem.
• Svod musí být pevně připevněn k povrchu domu, obvykle podél zdí nebo podél konstrukcí, aby se zabránilo poškození větrem a náhodnými nárazy.
• Je důležité, aby se svodový vodič nacházel v dostatečné vzdálenosti od hořlavých materiálů.

Svod je nejdůležitějším prvkem, protože je to ten, který přenáší náboj z blesku a neumožňuje průchod elektřiny stavební konstrukcí. Narušení jeho integrity nebo špatná instalace může negovat ochranné vlastnosti celého systému.

uzemňovací vodič
Zemnící elektroda je prvek systému ochrany před bleskem, který rozptyluje elektrický náboj v zemi. Skládá se z kovových tyčí nebo desek, které jsou zakopány v zemi do určité hloubky, kde půdní vlhkost podporuje lepší rozptyl náboje. Mezi typy zemnících elektrod patří:

• Tyč. Zahrnují několik kovových tyčí spojených navzájem a zaražených do země. Toto je nejběžnější a nejúčinnější typ.
• Deska. Jsou to desky zakopané v zemi. Vhodné pro oblasti s měkkými nebo vlhkými půdami.
• kombinovaný. Kombinují tyče a desky, což zajišťuje spolehlivé uzemnění i na obtížných půdách.

Zemnící elektroda musí být instalována tak, aby spolehlivě odváděla náboj v zemi. Chcete-li to provést, musíte vzít v úvahu typ půdy, vlhkost a hloubku prvků, abyste se vyhnuli hromadění proudu a zajistili bezpečnost.

Další komponenty

Spojovací prvky a spojovací prvky
Spojovací prvky a upevňovací prvky zajišťují spolehlivé spojení hromosvodu, svodu a zemnicího vodiče. Mohou to být svorky, šrouby, konzoly a další prvky, které chrání spoje před uvolněním a poškozením. Je důležité, aby spojovací prvky byly vyrobeny z materiálů odolných proti korozi, protože rez může časem ohrozit vodivost a spolehlivost systému.

Zařízení na ochranu proti přepětí
Tato zařízení chrání elektrické spotřebiče před přepětím, které může nastat při úderu blesku. Instalace takových zařízení do domácí elektrické sítě pomáhá chránit domácí spotřebiče a elektroniku před poškozením. Přepěťová ochrana je důležitá pro všechny domácnosti připojené k externímu zdroji napájení.

Druhy systémů

Existují dva hlavní typy systémů ochrany před bleskem – aktivní a pasivní. Pasivní ochrana před bleskem obsahuje standardní prvky: hromosvod, svod a zemnící vodič. Chrání domov před přímými údery blesku a funguje tak, že přesměruje náboj do země. Aktivní ochrana před bleskem zahrnuje další prvky, jako jsou elektronická zařízení, která upozorňují a zabraňují úderům blesku. Vytvářejí kolem domu chráněnou zónu, ve které se snižuje pravděpodobnost nárazu.

Jaký systém byste si měli vybrat? Pasivní ochrana před bleskem je vhodná pro standardní podmínky, zatímco aktivní ochrana před bleskem bude užitečná v oblastech se zvýšenou bouřkovou aktivitou nebo pro budovy vyžadující maximální ochranu.

Montážní funkce

Pro spolehlivou ochranu domu je důležitá odborná instalace systému ochrany před bleskem. Specialisté berou v úvahu umístění prvků, typ půdy pro uzemnění a specifika budovy. Základní požadavky na instalaci:

• Správné upevnění všech prvků. Hromosvod, svod a zemnící vodič musí být bezpečně upevněny a připojeny.
• Kvalitní materiály. Použití materiálů s vysokou vodivostí a antikorozními vlastnostmi.
• Testování po instalaci. Zkontrolujte kontinuitu a spolehlivost všech připojení, abyste se ujistili, že systém funguje správně.

Chyby, jako je nesprávné uzemnění nebo špatné připojení, mohou způsobit selhání celého systému a ohrozit váš domov úderem blesku.

Systém ochrany před bleskem je povinným bezpečnostním prvkem každého soukromého domu. Každý jeho prvek, od hromosvodu až po zemnící vodič, plní důležitou funkci při ochraně před úderem blesku. Koordinovaná práce všech komponent zabraňuje zničení a zachovává celistvost budovy. Instalace a pravidelná údržba systému poskytuje ochranu na mnoho let a dělá z domova bezpečné místo pro jeho obyvatele.