EL-SOFT: Černobílá nebo šedá?

Ideální ochrana staveb a inženýrských sítí je uzavření chráněného objektu uvnitř uzemněného a dokonale vodivého souvislého stínění s odpovídající tloušťkou a na vstupu do stínění zajištění odpovídajícího pospojování inženýrských sítí přivedených do stavby. Ideální je vedení bleskových proudů mimo, neboli dostatečně vzdálenou cestou od vnitřních vodivých částí stavby a elektrických vedení. Moc se mi líbí věta v ČSN EN 62305-1, část 8: V praxi často není možné ani cenově efektivní jít do takového rozsahu, aby byla zajištěna optimální ochrana.

ČSN EN 62305-3 nabízí dvě varianty vedení bleskového proudu:
1) Izolovaně od stavby neboli s dodržením dostatečné vzdálenosti od vnitřních vodivých částí stavby. V tomto případě jsou hromosvod a vodivé části stavby spojeny jen na úrovni terénu (viz ČSN EN 62305-6.2.2 a/). Tato varianta vylučuje pronikání bleskového proudu do stavby.
2) Způsobem „spoj vše se vším.“ V tomto případě se dostatečná vzdálenost nedodržuje. Naopak, nebezpečnému jiskření mezi hromosvodem a vodivými částmi budovy se bráníme jejich spojením tam, kde není dodržena dostatečná vzdálenost (viz ČSN EN 62305-6.2.2 b/). Tato varianta znamená pronikání bleskových proudů do stavby. Z toho vyplývá potřeba eliminace těchto dílčích bleskových proudů. Je nutné zabránit, aby dílčí bleskové proudy neběhaly po silových a sdělovacích vedeních.
Projektanti stojí před rozhodnutím, zda použijí nákladnou izolovanou jímací soustavu a svody, nebo nákladnou SPD ochranu v případě dílčích bleskových proudů pronikajících do stavby a běžících po elektrických vedeních od zařízení umístěných na střeše, nebo na zdech stavby.

Teď přichází zásadní otázka: To, co poběží po vedení je dílčí bleskový proud, nebo jen zbytkové zatížení? Proč je tato otázka zásadní? Protože odpověď na ní rozhodne, zda bude na vedení použita ochrana SPD typ 1 nebo bude stačit SPD typ 2 (viz čárkovaný spoj).

Klik pro celý náhled obrázku.

Pokud se jedná jen o zbytkové zatížení, je potřebná míra ochrany na stejné úrovni jako u izolované soustavy a jedná se tudíž o nejlevnější variantu hromosvodní soustavy. Co rozhodne o tom, zda přes spojení potečou dílčí bleskové proudy nebo jen zbytkové zatížení? Řekl bych, že měření, nebo přesný výpočet na základě počítačové simulace je zatím hudbou budoucnosti a to kdo ví jestli. Obecně se dá řídit větou: Pokud bude cesta svodu a el. vedení přibližně stejná, pak po el. vedení rozhodně potečou dílčí bleskové proudy a musíme použít svodiče bleskových proudů SPD typ 1. Pokud bude svodů více a k zemi povedou podstatně kratší a přímější cestou, pak lze pro ochranu na el. vedení použít i jen svodič přepětí SPD typ 2. Každé rozhodnutí se bude odvíjet od konkrétní situace.
Teď možná přichází chvíle pro kompromis. Jsme v bodě, kdy se nebudeme řídit černobílou vizí z normy, ale dopustíme se mazanosti. Velkou plochu střechu nebo její část provedeme jako izolovanou soustavu a budeme dodržovat dostatečnou vzdálenost, ale armované nebo vodivé stěny stavby spojíme se svody, nebo je jako svody využijeme. Takovým trikem můžeme dosáhnout pocitu, že se sice celkově nejedná o izolovanou soustavu, ale po vedeních již nepoběží dílčí bleskové proudy, ale jen zbytkové zatížení, které nevyžaduje tak nákladnou SPD ochranu. Pro projektanta je to opět zvážení náročnosti provedení a nákladů.
Zase je to pořád dokola: chce to rozumět principům ochrany a chytře vše uvážit. Někdy se budeme setkávat s krajními názory. Jedním z nich je přehnaná snaha každý případ tlačit do dokonale izolované soustavy. Za každou cenu dodržet dostatečnou vzdálenost od střechy až po zem. Z předchozí úvahy ale jednoznačně vyplývá, že menší nároky na provedení a finance může mít soustava typu „spoj všechno se vším,“ nebo kompromis, který sice není variantou pocházející z normy, ale přesto logickou a možnou, že část soustavy provedeme jako izolovanou a část jakou pospojovanou. Normy samotné nevyznívají nijak fanaticky ani upjatě, ale jak je vidět z úvodního odstavce, vše je o rozumném kompromisu.

Když už mluvíme o krajních názorech, zmíním se o prapodivném jevu, který přesně nechápu. Často se u návrhů hromosvodních soustav setkávám se snahou navrhnout jakýsi centrální masivní vodič, nejlépe z mědi, který odvede vše zlé do země. Překvapivě i u ocelových konstrukcí, které obnášejí bezpočet masivních a poměrně přímých vodivých cest do země. Zajímalo by mne, proč by měl blesk téci převážně strojeným vodičem. Blesk není stejnosměrný ustálený proud, ale řada výbojů – vln, které provázejí vysokofrekvenční jevy. Magnetické pole prvního výboje může být charakterizováno typickým kmitočtem 25kHz a magnetická pole následných výbojů kmitočtem 1MHz (viz ČSN EN 62305-4 A 2.1 čl. 5). Proto si nelze rozdělení proudu mezi svody představovat podle ohmova zákona. Daleko více záleží na délce a přímosti všech svodů. Dokonce i nedokonalé spoje nemusí znamenat katastrofu, jak vyplývá např. z ČSN EN 62305-3, příloha E, pod obrázkem 9: „Konstrukce s ocelovým skeletem obvykle používá ocelové střešní nosníky spojené pomocí spojovacích svorníků. Jsou-li svorníky utaženy tak, aby bylo dosaženo požadované mechanické pevnosti, je dovoleno je považovat za elektricky vzájemně spojené. Tenká vrstva barvy bude bleskovým proudem při prvním výboji proražena a dojde k vytvoření vodivého spojení.“
A opět dokola to samé, kdo rozumí principům, vyhýbá se nesmyslům.