Specifické objekty v případě ochrany před bleskem a přepětím

Ochrana před bleskem a přepětím pro stanice mobilních operátorů
Údery blesku a spínání kapacitních a induktivních zátěží v sítích nn jsou hlavní příčinou poruch elektronických zařízení, mezi které patři také stanice mobilních operátorů. Přímé, popř. nepřímé účin­ky blesku a přepětí jsou nebezpečné nejen pro zdraví osob a zvířat, ale také z hlediska požáru, poško­zení budov nebo zničení elektrických přístrojů. Anténní systémy dle současných vědeckých poznatků nezvyšují pravděpodobnost zásahu blesku do budovy. Ta je hlavně dána počtem blesku na km² a polohou umístění vlastního objektu (na kopci/ v rovině). Anténní systémy stanice mobilních operátorů (Rádio Basic Station RBS) však nesmí zhoršit celkovou ochranu před bleskem a přepětím dané budovy.


Z praxe
Po výboji blesku může dojít nejen k celkové destrukci antény, ale také po zavlečení části bleskového proudu dovnitř budovy ke zničení vnitřního elektronického zařízení. Stopy působení blesko­vého proudu byly patrny na betonovém základu anténního stožáru. Následky škody, které byly způsobeny účinky působení bleskového proudu, byly především na elektronických zařízení uvnitř bu­dovy (počítače, servery a další technologická zařízení). Celková škoda činila přes 300.000 Kč.
Je znám dokonce jeden případ, kdy bleskový proud vtekl do budovy přes anténní kabel a přeskočil přes tělo řídícího důstojníka hasičů na zásuvku nn. Dispečerský pult byl situován tak, že důstojník seděl zády k oběma zásuvkám. Jeho kolegové, kteří byli na výjezdu, nezachytili jeho signál a tak se urychleně vrátili. Našli ho v bezvědomí a poskytli mu první pomoc. To rozhodlo o jeho záchraně života.

Jímací soustava
Oddálený/izolovaný nebo neoddálený/neizolovaný hromosvod
Projektant by si měl před volbou varianty oddáleného/izolovaného nebo neoddáleného/neizolovaného hromosvodu položit otázku:
Důvod: bleskový proud teče vně budovy.

Pokud to není možné, pak se nainstaluje na budově neoddálený (neizolovaný hromosvod). V tomto případě je nutno provést vyrovnání potenciálu bleskových proudů v místě vstupu koaxiálních kabelů do budovy - instalace svodičů SPD typu 1. Při tomto druhu instalace může téci část bleskového proudu přes vnitřní instalaci do země. Na základě praktických zkušeností lze konstatovat, že může dojít ke zničení těchto svodičů. To je dáno především vrcholovou hodnotou bleskového proudu v místě úderu blesku a dalšími činiteli dané aplikace.

Síť nn
Přívodní vedení pro stanici mobilního operátora by mělo být napojeno přímo z přípojkové skříně a vedeno nezávisle na napájecí síti budovy. Mnohdy je však stanice napájena z hlavního domovního vedení budovy. Elektroměrový rozváděč pro stanici se nachází v nejvyšším patře objektu.

Pro ochranu před bleskem je potřeba rozlišit dva případy instalace svodičů SPD typu 1, např. DEHNventil nebo DEHNbloc M:

• systém oddáleného/izolovaného hromosvodu:
  (anténní systém RBS není vodivě spojen s hromosvodem)

- v přípojkové skříni; V tomto ideálním případě se jedná o zapojení před elektroměrem a je proto
nutno dodržet podnikovou normu energetiky PNE 33 0000-5.
- v podružném rozváděči (elektroměrovém); Použije-li se kombinovaný svodič SPD typu 1 + typu 2, např. DEHNventil s ochrannou úrovni 1,5kV a je-li vzdálenost mezi rozváděči do 5m, nemusí se instalovat v rozváděči RBS žádná další přepěťová ochrana.
Je-li délka vedení mezi podružným rozváděčem a rozváděčem RBS větší než 10m, je výhod­nější umístit do podružného rozváděče svodič SPD typu 1, např. DEHNbloc M a do rozváděče RBS svodič SPD typu 2, např. DEHNguard, který má ochranný účinek do 10m. Mezi těmito svodiči není potřeba instalovat žádnou další tlumivku.

• systém neoddáleného/neizolovaného hromosvodu:
  (anténní systém RBS je vodivě spojen s hromosvodem)
  

- v přípojkové skříni; Stejné požadavky jako ve výše uvedeném případě.
- v rozváděči RBS; Zde je vhodné instalovat kombinovaný svodič SPD typu 1 + typu 2.
Většinou se tento rozváděč nachází přímo na střeše objektu.

Shrnutí

• Správně sjednotit třídu ochrany před bleskem LPS budovy a stanice RBS.

• Vhodně navrhnout hromosvod z hlediska ochrany osob a zařízení v budově a provozní spolehlivos­ti stanice mobilního operátora.
  

• Provést uzemnění a pospojování stanice RBS.

• Instalovat přepěťové ochrany nejen pro síť nn, ale také pro koaxiální kabely dle typu hromosvodu.
  

---

Ochrana před bleskem a přepětím pro čistírny odpadních vod
Vysoká potřeba efektivity čistíren odpadních vod vyžaduje optimalizaci výrobních postupů při současném snižování probíhajících provozních nákladů. V minulých létech byla investována značná suma peněžních prostředků do elektronických přístrojů, centrálních řídících elektronických a automatizačních systémů. Tyto systémy vykazují ovšem proti klasické releové technice malou odolnost vůči přechodným přepětím. Budovy a technologická zařízení čistíren jsou většinou prostorově rozleh­lá. Technologická zařízení jsou umístěna ve venkovním prostředí, což zvyšuje riziko vlivu v důsledku úderu blesku. Následky takovýchto výpadků mohou být fatální, tzn. náklady na znovuob­novení výroby až po nevyčíslitelné náklady na odstranění znečištění spodních vod. Ochranná opatření vnější a vnitřní ochrany před bleskem a přepětím musí být provedena, aby nehrozila výše uvedená nebezpečí.



Ochrana před bleskem a přepětím pro fotovoltaické zdroje
V současné době dochází k velkému rozmachu instalací fotovoltaických systémů. Jedná se nejen o aplikace na střechách objektů, ale především na volných plochách. Je to dáno především výhod­nou výkupní cenou elektrické energie dle zákonů č. 180/2005 Sb. [8] a č. 406/ 2000 Sb. včetně stanovení povinnosti pro provozovatele přenosové soustavy a distribučních soustav vykupovat tuto elektrickou energii. Nevýhoda obnovitelných zdrojů energie spočívá v technické stránce regulovatelnosti výkonu.



Ochrana před bleskem a přepětím pro fotovoltaické elektrárny
Na rozhodnutí m ajitele nebo provozovatele fotovoltaické elektrárny je, bude-li instalována ochra­na před bleskem a přepětím. Některé pojišťovny při sjednávání pojišťovací smlouvy nevyžadují žádnou ochranu před bleskem a přepětím. V okamžiku zvýšeného počtu a hlavně výše krytí pojist­ných událostí vlivem účinku blesku, bude pravděpodobně docházet k restrikcím ze strany pojišťoven.
Níže uvedený obrázek popisuje četnost příčin škod v průběhu let 2003 - 2 006 německých pojišťoven.
Z tohoto obrázku je zřejmé, že hlavní podíl četnosti příčin škod přísluší přepětí (45%).
Při těchto jevech může dojít:
- k požáru (při přímém úderu);
- ke škodám na:
- fotovoltaických panelech;
- měničích;
- elektronických systém ech přenosu dat, atd.



Ochrana před bleskem a přepětím pro bioplynové stanice
Bioplynové stanice zpracovávají organické látky, např. kejdu, hnůj, trávu, slámu, zbytky jídla, vína, organického odpadu vzniklého při výrobě piva atd. Organické látky jsou plněny do vzduchem uzavře­ných nádrží. V tom to bezkyslíkovém prostředí vyrábějí bakterie z kvašených organických látek biomasy plyn. Takto vyrobený bioplyn bude použit k výrobě tepla a elektrického proudu.
Plynový motor s výměníkem tepla a se spřaženým generátorem je označen jako blok BHKW. Blok produkuje, vztaženo na jednotku energie bioplynu s účinností 30%, elektrický proud a s účinnos­tí 60%, teplo. Elektrická energie je dodávána do rozvodné sítě nn. Teplo se částečně využívá k ohřevu fermentorů a přebytečným teplem se vytápějí obytné domy a zemědělské objekty.




Ochrana před bleskem a přepětím pro větrné elektrárny
Větrné elektrárny (VE) se podílejí podstatnou měrou na obnovitelných zdrojích elektrické energie. Velice důležitým parametrem je rychlost větru v dané lokalitě. Ta je udána v mapě průměrné rychlosti větru pro území České republiky. Pro danou větrnou elektrárnu je zapotřebí stanovit rychlost větru v příslušné výšce nad terénem . V bezvětří je provoz větrné elektrárny téměř nemožný. Větrné elektrárny svými rozměry a umístěním většinou na kopcích a návrších jsou vystaveny nejen přímým úderům blesků, ale také nepřímým účinkům bleskových výbojů. Škody, které způsobí přímé
údery, jsou vyšší, zato škody od nepřímých účinků jsou nižší, ale častější. Pro vlastní návrh větrných elektráren je vhodné se řídit z hlediska ochrany před bleskem normou ČSN EN 61400 -24.

Počet úderů blesků za rok je možno odečíst z izokeraunické mapy pro Českou republiku (počet bouřkových dní 25-40 se vynásobí koeficientem 0,1). Objekty s výškou nad 60 m dle ČSN EN 62305-3, odst. 5.2.3 jsou vystaveny vyšší četnosti zásahů blesků a tudíž při návrhu větrné elektrárny musí být vzata v úvahu tato skutečnost. Především blesky země - mrak u vysokých objektů se vyznačují vysokým nábojem.

---

Více o knize Ochrana před bleskem a přepětím z pohledu soudních znalců i s objednávkou najdete zde!