Zabezpieczanie budynków telekomunikacyjnych.pdf

(469 KB) Pobierz

ZEWNĘTRZNA OCHRONA ODGROMOWA

OBIEKTÓW BUDOWLANYCH

Specyficzne wymagania ochrony odgromowej

nowoczesnych obiektów budowlanych

Andrzej Sowa

Zadaniem urządzenia piorunochronnego jest przejęcie prądu piorunowego i jego odprowadzenie do

ziemi bez szkody dla chronionego obiektu oraz w sposób bezpieczny dla przebywających wewnątrz

ludzi. W chwili obecnej projektując ochronę odgromową obiektów, w którym będą zainstalowane

rozbudowane systemy sterowania, zarządzania bezpieczeństwem i energią, należy uwzględnić ko-

nieczność niedopuszczenie do bezpośredniego oddziaływania prądu piorunowego na urządzenia i

przewody.

Dodatkowo zalecane jest ograniczanie wartości natężeń pola elektromagnetycznego powstającego

wewnątrz takich obiektów podczas wyładowań piorunowych.

Spełnienie powyższych zadań może wymagać zastosowania niekonwencjonalnych rozwiązań przy

projektowaniu i wykonywaniu urządzeń piorunochronnych.

Nowe zadania ochrony odgromowej

Obecnie, zgodnie z Rozporządzenia Ministra Rozwoju Regionalnego i Budownictwa [5] istnieje obo-

wiązek stosowania następujących norm ochrony odgromowej.

PN-86/E-05003/01 Ochrona odgromowa obiektów budowlanych. Wymagania ogólne.

•

PN-89/E-05003/03 Ochrona odgromowa obiektów budowlanych. Ochrona obostrzona

PN-92/E-05003/04 Ochrona odgromowa obiektów budowlanych. Ochrona specjalna.

PN-IEC 61024-1 Ochrona odgromowa obiektów budowanych. Zasady ogólne

Uzupełniające informacje dotyczące wybranych problemów ochrony odgromowej zawarte są w nor-

mach:

PN-IEC 61024-1-1: Ochrona odgromowa obiektów budowanych. Zasady ogólne. Wybór pozio-

mów ochrony dla urządzeń piorunochronnych.

PN-IEC 61312-1 : Ochrona przed piorunowym impulsem elektromagnetycznym. Zasady ogólne.

PN-IEC 61024-1-2 : Ochrona odgromowa obiektów budowlanych. Zasady ogólne. Przewodnik B

– Projektowanie, montaż, konserwacja i sprawdzanie urządzeń piorunochronnych.

Zgodnie z zaleceniami wprowadzonych obecnie norm międzynarodowych, konieczność zapewnie-

nia bezawaryjnej pracy systemów elektrycznych i elektronicznych może wymagać ograniczenia

wartości natężeń pola elektromagnetycznego wewnątrz obiektu budowlanego, w który nastąpiło

wyładowanie piorunowe lub podczas wyładowania w bliskim jego sąsiedztwie (rys.1.).

Cel ten można osiągnąć doprowadzając do rozpływu prądu piorunowego w możliwie największej

liczbie przewodzących elementach występujących w obiekcie. Można to osiągnąć wykorzystać

przewodzące elementy konstrukcji budynków oraz przewody specjalnie instalowanych instalacji

ochronnych (instalacje odgromowe).

•

•

•

•

•

•

1101823778.444.png

A. Sowa Specyficzne wymagania ochrony odgromowej nowoczesnych obiektów budowlanych

B ezpośrednie

wyładowanie

piorunowe

w obiekt

zwody

Wyładowanie

piorunowe w bliskim

sąsiedztwie obiektu

TO

TO

Przewody

odprowadzające

FD

TO

FD

FD

FD

BD

CD

FD

Linie przesyłu sygnałów

Zasilanie

Linie telekomunikacyjne (telefoniczne)

Rozdzielnia

budynku

Rozdzielnia

kampusu

Rozdzielnia

kondygnacyjna

Gniazdko

telekomunikacyjne

CD

BD

FD

TO

Rys.1. Zagrożenie systemu okablowania strukturalnego [7] impulsowym polem elektromagnetycz-

nym wywołanym przez prąd piorunowy

Dobierając środki ochrony odgromowej należy uwzględnić podstawowe wartości charakteryzujące

kształt prądu piorunowego. Wartość te uzależnione są od poziomu ochrony przewidywanego dla

analizowanego obiektu (tabl.1.).

Tablica 1. Wartości podstawowych parametrów charakteryzujących prądy piorunowe pierwszego i

kolejnych wyładowań w kanale.

Wartości podstawowych parametrów charakteryzujących prąd

piorunowy

Składowa

wyładowania

Poziom

ochrony

Wartość

szczytowa

kA

Stromość

narastania

kA/µs

Czas

czoła

µs

Czas do

półszczytu

µs

Efektywność

ochrony

%

pierwsza

składowa

I

200

20

10

350

98

II

150

15

10

350

95

II i IV

100

10

10

350

90 i 80

kolejne

składowe

I

50

200

0,25

100

98

II

37,5

150

0,25

100

95

III i IV

25

100

0,25

100

90 i 80

Zapewnienie ciągłej i niezawodnej pracy urządzeń i systemów elektronicznych najczęściej wymaga

przyjęcia rozwiązań ochrony odgromowej spełniających wymagania I lub II poziomu.

1101823778.455.png

1101823778.466.png

1101823778.477.png

1101823778.001.png

1101823778.012.png

1101823778.023.png

1101823778.034.png

1101823778.045.png

1101823778.056.png

1101823778.067.png

1101823778.078.png

1101823778.089.png

1101823778.100.png

1101823778.111.png

1101823778.122.png

1101823778.132.png

1101823778.143.png

1101823778.154.png

1101823778.165.png

1101823778.176.png

1101823778.186.png

1101823778.197.png

1101823778.208.png

1101823778.219.png

1101823778.230.png

1101823778.241.png

1101823778.252.png

1101823778.263.png

1101823778.274.png

1101823778.285.png

1101823778.296.png

1101823778.307.png

1101823778.318.png

1101823778.329.png

1101823778.350.png

1101823778.361.png

1101823778.372.png

1101823778.383.png

1101823778.394.png

1101823778.405.png

1101823778.416.png

1101823778.427.png

1101823778.435.png

1101823778.436.png

1101823778.437.png

1101823778.438.png

1101823778.439.png

1101823778.440.png

1101823778.441.png

1101823778.442.png

1101823778.443.png

1101823778.445.png

1101823778.446.png

1101823778.447.png

1101823778.448.png

1101823778.449.png

1101823778.450.png

1101823778.451.png

1101823778.452.png

1101823778.453.png

1101823778.454.png

1101823778.456.png

1101823778.457.png

1101823778.458.png

1101823778.459.png

1101823778.460.png

1101823778.461.png

1101823778.462.png

1101823778.463.png

1101823778.464.png

1101823778.465.png

1101823778.467.png

1101823778.468.png

1101823778.469.png

1101823778.470.png

1101823778.471.png

1101823778.472.png

1101823778.473.png

1101823778.474.png

1101823778.475.png

1101823778.476.png

1101823778.478.png

1101823778.479.png

1101823778.480.png

1101823778.481.png

1101823778.482.png

1101823778.483.png

1101823778.484.png

1101823778.485.png

1101823778.486.png

1101823778.487.png

1101823778.002.png

1101823778.003.png

1101823778.004.png

1101823778.005.png

1101823778.006.png

1101823778.007.png

1101823778.008.png

1101823778.009.png

1101823778.010.png

1101823778.011.png

1101823778.013.png

1101823778.014.png

1101823778.015.png

1101823778.016.png

1101823778.017.png

1101823778.018.png

1101823778.019.png

1101823778.020.png

1101823778.021.png

1101823778.022.png

1101823778.024.png

1101823778.025.png

1101823778.026.png

1101823778.027.png

1101823778.028.png

1101823778.029.png

1101823778.030.png

1101823778.031.png

1101823778.032.png

1101823778.033.png

1101823778.035.png

1101823778.036.png

1101823778.037.png

1101823778.038.png

1101823778.039.png

1101823778.040.png

1101823778.041.png

1101823778.042.png

1101823778.043.png

1101823778.044.png

1101823778.046.png

1101823778.047.png

1101823778.048.png

1101823778.049.png

1101823778.050.png

1101823778.051.png

1101823778.052.png

1101823778.053.png

1101823778.054.png

1101823778.055.png

1101823778.057.png

1101823778.058.png

1101823778.059.png

1101823778.060.png

1101823778.061.png

1101823778.062.png

1101823778.063.png

1101823778.064.png

1101823778.065.png

1101823778.066.png

1101823778.068.png

1101823778.069.png

1101823778.070.png

1101823778.071.png

1101823778.072.png

1101823778.073.png

1101823778.074.png

1101823778.075.png

1101823778.076.png

1101823778.077.png

1101823778.079.png

1101823778.080.png

1101823778.081.png

1101823778.082.png

1101823778.083.png

1101823778.084.png

1101823778.085.png

1101823778.086.png

1101823778.087.png

1101823778.088.png

1101823778.090.png

1101823778.091.png

1101823778.092.png

1101823778.093.png

1101823778.094.png

1101823778.095.png

1101823778.096.png

1101823778.097.png

1101823778.098.png

1101823778.099.png

1101823778.101.png

1101823778.102.png

1101823778.103.png

1101823778.104.png

A. Sowa Specyficzne wymagania ochrony odgromowej nowoczesnych obiektów budowlanych

Ochrona przed bezpośrednim działaniem prądu piorunowego

Ograniczanie zagrożeń piorunowych wewnątrz obiektów budowlanych wymaga objęcia ochroną

przed bezpośrednim uderzeniem piorunu urządzeń elektrycznych i elektronicznych na dachach tych

obiektów.

Do ochrony można wykorzystać zwody pionowe lub poziome odsunięte. Projektując system zwo-

dów należy uwzględnić wymogi dotyczące zasad tworzenia stref osłonowych oraz określić wyma-

gane odstępy izolacyjne (rys.2.).

Zwód

pionowy

d

Zwody poziome

L 1

L 2

Przewód

odprowadzający

Szyna wyrównywania

potencjałów

połączenie

Uziom otokowy

Rys.2. Przykładowe rozwiązanie ochrony przed bezpośrednim uderzeniem piorunu urządzeń systemu

wentylacji lub klimatyzacji na dachu obiektu budowlanego

Wyznaczając obszar strefy ochronnej tworzonej przez zwody należy uwzględnić wybrany poziom

ochrony oraz wysokość zwodu h. Wartości kątów ochronnych w zależności od wysokości h zwo-

dów i poziomów ochrony przedstawiono na tablicy 2.

W normach przyjęto również możliwość wyznaczania stref ochronnych wykorzystując zasadę toczącej

się po dachu kuli. W tych miejscach na powierzchni dachu obiektu, które dotyka tocząca się kula, może

wystąpić zagrożenie stwarzane przez bezpośrednie oddziaływanie prądu piorunowego.

Wartości promienia kuli w zależności od wybranego poziomu ochrony zestawiono również w tabl.2.

W tworzonej instalacji piorunochronnej system zwodów powinien stworzyć odpowiednią strefę

ochroną oraz uniemożliwić wystąpienie przeskoków iskrowych pomiędzy zwodami i przewodami

instalacji piorunochronnej i chronionymi urządzeniami.

W takich układach oceniając możliwości wystąpienia przeskoków iskrowych należy uwzględnić:

• parametry prądu piorunowego,

• rodzaj materiału izolacyjnego jaki występuje między elektrodami,

• rozpływ prądu w obiekcie budowlanym,

• odległość od miejsca zbliżenia, w którym może wystąpić przeskok, do najbliższego połączenia

wyrównawczego lub ziemi liczona wzdłuż przewodu w którym płynie prąd piorunowy

W obowiązującej obecnie normach przyjęto określać minimalne wartości odstępów izolacyjnych

przy pomocy prostych zależności, które zestawiono w tablicy 3.

1101823778.105.png

1101823778.106.png

1101823778.107.png

1101823778.108.png

1101823778.109.png

1101823778.110.png

1101823778.112.png

1101823778.113.png

1101823778.114.png

1101823778.115.png

1101823778.116.png

1101823778.117.png

1101823778.118.png

1101823778.119.png

1101823778.120.png

1101823778.121.png

1101823778.123.png

1101823778.124.png

1101823778.125.png

1101823778.126.png

1101823778.127.png

1101823778.128.png

1101823778.129.png

A. Sowa Specyficzne wymagania ochrony odgromowej nowoczesnych obiektów budowlanych

Tablica 2. Wartości podstawowych parametrów charakteryzujących właściwości ochronne zwodów

na dachu obiektu.

Poziom ochrony

Oko siatki zwodów

Promień toczonej kuli

Efektywność ochrony

I

5 x 5 m

20 m

98 %

II

10 x 10 m

30 m

95 %

III

15 x 15 m

45 m

90 %

IV

20 x 20 m

60 m

80 %

Kąty ochronne

Wartości kątów ochronnych w zależności od poziomu ochrony

α α (°)

80

70

60

50

40

30

20

10

0 0

α

α

h

IV

poziom

I

II

III

10

20

30

40

50

6

h (m)

0

Tablica 3. Wzory do wyznaczania minimalnych odstępów izolacyjnych s

Zwód

pionowy

α

d

Zwody poziome

wg PN- IEC-61024-1 wg PN-86/E-05003

k

L

h

+

b

s

≥

k

i ⋅

c

L

s

≥ 10

⋅

k

nh

+

b

m

Wartości współczynników:

k i - 0,1, 0,075, i 0,05 odpowiednio dla I, II oraz

II i IV poziomu ochrony)

k m - 1 w powietrzu i 0,5 w dielektryku stałym,

k c - uzależniony od rozpływu prądu w obiekcie ,

L - długość przewodu, w którym płynie prąd od

danego punktu do miejsca wyrównywania potencja-

łów.

Współczynniki:

h - wysokość obiektu [m.],

b- największa przekątna poziomego rzutu

obiektu [m.],

n - liczba przewodów odprowadzających (jeśli

n>20 przyjąć n=20),

L - długość przewodu, w którym płynie prąd od

danego punktu do miejsca wyrównywania potencja-

łów.

1101823778.130.png

1101823778.131.png

1101823778.133.png

1101823778.134.png

1101823778.135.png

1101823778.136.png

1101823778.137.png

1101823778.138.png

1101823778.139.png

1101823778.140.png

1101823778.141.png

1101823778.142.png

1101823778.144.png

1101823778.145.png

1101823778.146.png

1101823778.147.png

1101823778.148.png

1101823778.149.png

1101823778.150.png

1101823778.151.png

1101823778.152.png

1101823778.153.png

1101823778.155.png

1101823778.156.png

1101823778.157.png

1101823778.158.png

1101823778.159.png

1101823778.160.png

1101823778.161.png

1101823778.162.png

1101823778.163.png

1101823778.164.png

1101823778.166.png

1101823778.167.png

1101823778.168.png

1101823778.169.png

1101823778.170.png

1101823778.171.png

1101823778.172.png

1101823778.173.png

1101823778.174.png

1101823778.175.png

A. Sowa Specyficzne wymagania ochrony odgromowej nowoczesnych obiektów budowlanych

Wartość współczynnika k c uzależniona jest od rozpływu prądu w przewodach instalacji odgromo-

wej lub przewodzących elementach konstrukcyjnych obiektu.

W układach ochronnych, w których nie następuje rozpływ prądu piorunowego współczynnik k c = 1.

Zwiększenie liczby przewodów odprowadzających powoduje zmniejszenie wartości współczynnika

k c .

W wielokondygnacyjnych obiektach budowlanych, w których zastosowano poziome połączenia

pomiędzy przewodami odprowadzającymi, zmieniają się wartości prądu piorunowego w tych prze-

wodach. Fakt ten uwzględniono wprowadzając różne wartości współczynników k c dla danego

przewodu odprowadzającego. Odstępy izolacyjny należy również uwzględnić, jeśli analizowane

jest zagrożenia urządzeń instalowanych na ścianach obiektu.

Obejmowanie siatką zwodów całej powierzchni dachu jest rozwiązaniem optymalnym. W niektórych

przypadkach ochroną przed bezpośrednim uderzeniem piorunu należy objąć tylko poszczególne ele-

menty na powierzchni dachu.

W takich przypadkach rozwiązaniem może okazać się wykorzystanie izolacyjnych elementów dy-

stansujących oraz izolacyjnych rur wsporczych (rys.3.), które umożliwiają zachowanie odległości

pomiędzy przewodem odprowadzającym prąd a chronionym urządzeniem.

Zwód

pionowy

Zwód

pionowy

przewód

instalacji

Izolacyjne

elementy

dystansujące

przewód

Instalacji

Chronione

urządzenie

chronione

urządzenie

Rys.3. Przykładowe rozwiązania ochrony urządzeń przed bezpośrednim działaniem prądu piorunowe-

go

Dotyczy to szczególnie systemów telekomunikacyjnych i teleinformatycznych oraz elektronicznych e-

lementów klimatyzacji i wentylacji. Pojawiają się również propozycje ochrony przed bezpośrednim

uderzeniem pioruna wszelkiego rodzaju anten umieszczanych na dachach obiektu.

Odprowadzanie prądu piorunowego

Ograniczenie wartości pola elektromagnetycznego wewnątrz obiektu budowlanego można stosun-

kowo prosto uzyskać wykorzystując do odprowadzenia prądów piorunowych pręty zbrojenia, meta-

lowe fasady i inne przewodzące elementy konstrukcji budynku. Takie rozwiązanie zmniejsza cał-

kowitą impedancję odprowadzeń, dzięki czemu zmniejsza się możliwość wystąpienia iskier wtór-

nych. Dodatkowo fakt zwiększenia liczby przewodów odprowadzających powoduje najczęściej

bardziej równomierny rozpływ prądu piorunowego i zmniejszenie wartości impulsowego pola elek-

tromagnetycznego wewnątrz obiektu.

1101823778.177.png

1101823778.178.png

1101823778.179.png

1101823778.180.png

1101823778.181.png

1101823778.182.png

1101823778.183.png

1101823778.184.png

1101823778.185.png

1101823778.187.png

1101823778.188.png

1101823778.189.png

1101823778.190.png

1101823778.191.png

1101823778.192.png

1101823778.193.png

1101823778.194.png

1101823778.195.png

1101823778.196.png

1101823778.198.png

1101823778.199.png

1101823778.200.png

1101823778.201.png

1101823778.202.png

1101823778.203.png

1101823778.204.png

1101823778.205.png

1101823778.206.png

1101823778.207.png

1101823778.209.png

1101823778.210.png

1101823778.211.png

1101823778.212.png

1101823778.213.png

1101823778.214.png

1101823778.215.png

1101823778.216.png

1101823778.217.png

1101823778.218.png

1101823778.220.png

1101823778.221.png

1101823778.222.png

1101823778.223.png

1101823778.224.png

1101823778.225.png

1101823778.226.png

1101823778.227.png

1101823778.228.png

1101823778.229.png

1101823778.231.png

1101823778.232.png

1101823778.233.png

1101823778.234.png

1101823778.235.png

1101823778.236.png

1101823778.237.png

1101823778.238.png

1101823778.239.png

1101823778.240.png

1101823778.242.png

1101823778.243.png

1101823778.244.png

1101823778.245.png

1101823778.246.png

1101823778.247.png

1101823778.248.png

1101823778.249.png

1101823778.250.png

1101823778.251.png

1101823778.253.png

1101823778.254.png

1101823778.255.png

1101823778.256.png

1101823778.257.png

1101823778.258.png

1101823778.259.png

1101823778.260.png

1101823778.261.png

1101823778.262.png

1101823778.264.png

1101823778.265.png

1101823778.266.png

1101823778.267.png

1101823778.268.png

1101823778.269.png

1101823778.270.png

1101823778.271.png

1101823778.272.png

1101823778.273.png

1101823778.275.png

1101823778.276.png

1101823778.277.png

1101823778.278.png

1101823778.279.png

1101823778.280.png

1101823778.281.png

1101823778.282.png

1101823778.283.png

1101823778.284.png

1101823778.286.png

1101823778.287.png

1101823778.288.png

1101823778.289.png

1101823778.290.png

1101823778.291.png

1101823778.292.png

1101823778.293.png

1101823778.294.png

1101823778.295.png

1101823778.297.png

1101823778.298.png

1101823778.299.png

1101823778.300.png

1101823778.301.png

1101823778.302.png

1101823778.303.png

1101823778.304.png

1101823778.305.png

1101823778.306.png

1101823778.308.png

1101823778.309.png

1101823778.310.png

1101823778.311.png

1101823778.312.png

1101823778.313.png

1101823778.314.png

1101823778.315.png

1101823778.316.png

1101823778.317.png

1101823778.319.png

1101823778.320.png

1101823778.321.png

1101823778.322.png

1101823778.323.png

1101823778.324.png

1101823778.325.png

1101823778.326.png

1101823778.327.png

1101823778.328.png

1101823778.330.png

1101823778.331.png

1101823778.332.png

1101823778.333.png

1101823778.334.png

1101823778.335.png

1101823778.336.png

1101823778.337.png

1101823778.338.png

1101823778.339.png

1101823778.340.png

1101823778.341.png

1101823778.342.png

1101823778.343.png

1101823778.344.png

1101823778.345.png

1101823778.346.png

1101823778.347.png

1101823778.348.png

1101823778.349.png

1101823778.351.png

1101823778.352.png

1101823778.353.png

1101823778.354.png

1101823778.355.png

1101823778.356.png

1101823778.357.png

1101823778.358.png

1101823778.359.png

1101823778.360.png

1101823778.362.png

1101823778.363.png

1101823778.364.png

1101823778.365.png

1101823778.366.png

1101823778.367.png

1101823778.368.png

1101823778.369.png

1101823778.370.png

1101823778.371.png

1101823778.373.png

1101823778.374.png

1101823778.375.png

1101823778.376.png

1101823778.377.png

1101823778.378.png

1101823778.379.png

1101823778.380.png

1101823778.381.png

1101823778.382.png

1101823778.384.png

1101823778.385.png

1101823778.386.png

1101823778.387.png

1101823778.388.png

1101823778.389.png

1101823778.390.png

1101823778.391.png

1101823778.392.png

1101823778.393.png

1101823778.395.png

1101823778.396.png

1101823778.397.png

1101823778.398.png

1101823778.399.png

1101823778.400.png

1101823778.401.png

1101823778.402.png

1101823778.403.png

1101823778.404.png

1101823778.406.png

1101823778.407.png

1101823778.408.png

1101823778.409.png

1101823778.410.png

1101823778.411.png

1101823778.412.png

1101823778.413.png

1101823778.414.png

1101823778.415.png

1101823778.417.png

1101823778.418.png

1101823778.419.png

1101823778.420.png

1101823778.421.png

1101823778.422.png

1101823778.423.png

1101823778.424.png

1101823778.425.png

1101823778.426.png

1101823778.428.png

1101823778.429.png

1101823778.430.png

1101823778.431.png

1101823778.432.png

1101823778.433.png

1101823778.434.png

Plik z chomika:

Automation_Engineering

Inne pliki z tego folderu:

Technika Wysokich Napięć AGH - Barbara Florkowska.rar (75751 KB)
Technika Wysokich Napięć-ochrona odgromowa.rar (1920 KB)
Inżynieria wysokonapięciowa.pdf (9267 KB)
Ochrona odgromowa - typowe błędy.pdf (742 KB)
Iskiernik Kulowy.pdf (360 KB)

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin