Ochrona odgromowa obiektów budowlanych. Zeszyty dla elektryków - nr 6, wyd. 2 uaktualnione ebook PDF

Ochrona odgromowa obiektów budowlanych
Zeszyty dla elektryków - nr 6, wyd. 2 rozszerzone
ebook PDF

recenzenci:
mgr inż. Andrzej Boczkowski – CKIiUE SEP w Warszawie
mgr inż. Leszek Bożek – WBSPBiL w Warszawie
mgr inż. Julian Wiatr – WBSPBiL w Warszawie

rok wydania: 2014, wydanie rozszerzone - I dodruk 2015, II dodruk 2018

format: PDF
zabezpieczenie: znak wodny
liczba plików do pobrania: 1 (PDF)
rozmiar pliku do pobrania: 5,49 MB
ilość stron: 196
ISBN: 978-83-64094-20-0

Pod patronatem miesięcznika elektro.info

Przedmowa
Niniejsze wydanie książki zostało opracowane na krótko przed tragiczną śmiercią jej współautora, profesora Andrzeja Witolda Sowy. Jest to jedna z ostatnich jego publikacji, której wydania drukiem już nie doczekał. Profesor Andrzej Witold Sowa był niekwestionowanym autorytetem w środowisku naukowym i akademickim oraz wśród kadry inżynieryjnej przedsiębiorstw, wnosząc istotny wkład w rozwój nowoczesnej ochrony odgromowej, w szczególności ochrony różnorodnych urządzeń i systemów elektrycznych i elektronicznych pracujących w obiektach budowlanych. Takim też niewątpliwie pozostanie we wdzięcznej pamięci czytelników, dzięki licznym swoim publikacjom.

Wstęp
W chwili obecnej można zaobserwować gwałtowny postęp w dziedzinie ochrony odgromowej obiektów budowlanych oraz ochrony instalacji niskonapięciowych i urządzeń przed bezpośrednim oddziaływaniem rozpływającego się prądu piorunowego i przepięciami atmosferycznymi. Informacje o nowych rozwiązaniach ochrony odgromowej zawierają normy serii EN 62305, które w 2008 roku zaczęto wprowadzać w Polsce.

W nowych normach szczególną uwagę zwrócono na:

• zasady określania ryzyka stwarzanego podczas wyładowań piorunowych bezpośrednio w obiekty budowlane oraz w instalacje do nich dochodzące oraz wyładowań w sąsiedztwie tych obiektów i instalacji (rys. 1.1.),
• kompleksowe podejście do zagadnień ochrony odgromowej wszelkiego rodzaju obiektów budowlanych,
• ocenę zagrożenia stwarzanego przez rozpływający się prąd piorunowy podczas bezpośredniego wyładowania w obiekt.

Zgodnie z wymaganiami wprowadzonych norm, projektowanie i wykonanie urządzeń piorunochronnych powinny stanowić integralną część całej inwestycji we wszystkich fazach jej wykonania.
Przy projektowaniu i wykonywaniu urządzeń piorunochronnych należy również przestrzegać określonych procedur postępowania. Wymagane są:
podział prowadzonej pracy na odpowiednie etapy postępowania,
ścisła współpraca pomiędzy projektantem urządzenia piorunochronnego a właścicielem (inwestorem), architektem, instytucjami użyteczności publicznej, służbami pożarnictwa oraz wykonawcami zarówno prac budowlanych, jak i instalacji wewnątrz obiektu.

Tworząc warunki zapewniające skuteczną ochronę przed narażeniami piorunowymi należy rozwiązać szereg problemów dotyczących:

• eliminacji niekontrolowanego oddziaływania prądu piorunowego na urządzenia i instalacje,
• wyrównania potencjałów instalacji wprowadzanych do obiektu budowlanego oraz ułożonych wewnątrz tego obiektu,
• doboru i rozmieszczania urządzeń ograniczających przepięcia w instalacji elektrycznej oraz systemach przesyłu sygnałów,
• koordynacji rozmieszczenia elementów urządzenia piorunochronnego względem innych instalacji przewodzących na zewnątrz i wewnątrz obiektu,
• wykorzystania naturalnych i sztucznych ekranów do ograniczania natężenia pola elektromagnetycznego wewnątrz obiektów budowlanych,
• zasad tworzenia systemów uziomowych oraz ograniczania niebezpieczeństwa stwarzanego przez napięcia dotykowe i krokowe.

We współczesnych obiektach budowlanych coraz częściej instalowane są systemy informatyczne, telekomunikacyjne lub kontrolno-pomiarowe, które są wrażliwe na oddziaływanie różnorodnych narażeń impulsowych wywołanych przez wyładowania piorunowe. Obserwacje wykazują, że obecnie szkody wywołane przez piorunowe impulsy elektromagnetyczne są wielokrotnie większe od zniszczeń powstających podczas bezpośrednich uderzeń piorunów w obiekty budowlane (pożary, uszkodzenia budynków, uszkodzenia instalacji itp.).

Szczególną ochroną przed narażeniami piorunowymi powinny być objęte urządzenia pracujące w rozbudowanych systemach elektrycznych i elektronicznych. W takich systemach nawet drobne uszkodzenie pojedynczego urządzenia może unieruchomić cały system. Należy również zauważyć, że dla rozbudowanych systemów elektronicznych groźne są nie tylko bezpośrednie wyładowania piorunowe w obiekt, w którym są one zainstalowane, ale również wyładowania w sąsiedztwie tego obiektu.
Wszystko to wpływa na gwałtowny wzrost zainteresowania problematyką ochrony odgromowej. Dotyczy to szczególnie stosowania kompleksowych rozwiązań ochrony odgromowej obiektów budowlanych oraz ograniczania zagrożeń stwarzanych przez rozpływający się prąd piorunowy. Stosując zasady kompleksowej ochrony odgromowej można stworzyć warunki zapewniające bezawaryjne i niezawodne działanie urządzeń i systemów elektrycznych i elektronicznych.

Spis treści
1. Wstęp / 7
2. Normy i zalecenia / 8
2.1. Podstawowe zmiany wprowadzane przez normy serii PN-EN 62305 / 11
2.2. Etapy postępowania przy projektowaniu urządzenia piorunochronnego / 12
2.3. Wymagana wiedza techniczna w dziedzinie ochrony odgromowej / 13
3. Zagrożenia stwarzane przez prąd piorunowy / 14
3.1. Prądy udarowe stosowane w badaniach zagrożeń piorunowych / 14
3.2. Oddziaływanie prądu piorunowego na elementy przewodzące / 16
3.2.1. Przewody / 17
3.2.2. Erozja termiczna blachy / 18
3.2.3. Siły elektrodynamiczne działające pomiędzy przewodami z prądem udarowym / 21
3.3. Badania elementów urządzenia piorunochronnego / 23
4. Ryzyko szkód piorunowych / 25
4.1. Średnia roczna liczba groźnych zdarzeń / 33
4.2. Prawdopodobieństwa uszkodzeń / 42
4.3. Straty w obiekcie / 48
4.4. Komponenty ryzyka / 52
4.4.1. Wolno stojący dom jednorodzinny / 52
4.4.2. Stacja telekomunikacyjna / 55
4.4.3. Hala przemysłowa / 62
5. Strefowa koncepcja ochrony odgromowej / 68
5.1. Podział obiektu na strefy zagrożenia / 68
5.2. Charakterystyka poszczególnych stref / 69
5.3. Badania odporności udarowej urządzeń / 71
5.3.1. Udary / 72
5.3.2. Przebiegi oscylacyjne tłumione / 74
5.3.3. Serie szybkich zakłóceń impulsowych / 75
5.3.4. Poziomy odporności udarowej przyłączy urządzeń / 77
5.4. Bezpośrednie oddziaływanie impulsowego pola magnetycznego / 79
6. Zewnętrzna ochrona odgromowa obiektów budowlanych / 80
6.1. Zwody / 81
6.1.1. Zwody na rozległych dachach płaskich / 83
6.1.2. Dachy wielospadowe / 85
6.1.2.1. Dachy kryte dachówką / 85
6.1.3. Metalowe pokrycia dachowe / 87
6.1.4. Pokrycia z materiałów łatwopalnych / 90
6.1.5. Podstawowe zasady montażu / 91
6.2. Ochrona odgromowa obiektów wysokich / 92
6.3. Ochrona w strefach zagrożonych wybuchem / 93
6.4. Ochrona przed przeskokami iskrowymi / 95
6.4.1. Odstępy izolacyjne / 96 
6.4.2. Przewody odprowadzające o izolacji wysokonapięciowej / 103
6.5. Ochrona odgromowa urządzeń umieszczonych na dachach obiektów budowlanych / 104
6.6. Przestrzenie chronione / 107
6.6.1. Kąty ochronne / 108
6.6.2. Zwody pionowe / 110
6.7. Ochrona odgromowa anten / 112
6.7.1. Ochrona masztów antenowych / 115
6.7.2. Anteny na ścianach obiektów budowlanych / 116
6.7.3. Anteny na dachach obiektów bez urządzenia piorunochronnego / 117
6.8. Przewody odprowadzające i uziemiające / 119
6.8.1. Przewody uziemiające / 120
6.9. Zagrożenia stwarzane przez impulsowe pole magnetyczne wewnątrz stref
ochronnych / 120
6.10. Instalacja uziemiająca / 124
6.10.1. Uziomy naturalne / 125
6.10.2. Uziomy sztuczne / 125
6.10.2.1. Uziomy pionowe / 128
6.10.2.2. Uziomy poziome / 128
6.10.2.3. Uziom fundamentowy sztuczny / 129
6.10.2.4. Wyznaczanie wymiarów układów uziomowych / 131
6.10.2.5. Wyznaczanie wartości rezystancji uziemienia / 133
6.11. Napięcia dotykowe i krokowe / 136
6.12. Typowe badania urządzeń piorunochronnych / 138
6.12.1. Konserwacja i przegląd urządzenia piorunochronnego      138
7. Wyrównywanie potencjałów instalacji wprowadzanych do obiektu / 141
8. Ochrona instalacji elektrycznych przed oddziaływaniem prądu piorunowego / 146
8.1. SPD typu 1 / 146
8.1.1. SPD o napięciowym poziomie ochrony poniżej 4000 V / 149
8.1.2. SPD o napięciowym poziomie ochrony poniżej 2500 V / 150
8.1.3. SPD o napięciowym poziomie ochrony poniżej 1500 V/ 151
8.2. Zasady doboru i montażu SPD typu 1 / 153
8.2.1. Układy połączeń SPD / 153
8.2.2. Podstawowe zasady montażu / 157
8.3.  Eksploatacja i konserwacja SPD / 162
9. Ochrona systemów przesyłu sygnałów przed oddziaływaniem prądu piorunowego / 163
9.1. Iskierniki gazowe / 164
9.1.1. Zasady doboru iskierników gazowych / 167
9.2. Urządzenia ograniczające przepięcia / 168
9.2.1. Badania właściwości urządzeń ograniczających przepięcia / 169
9.2.2. Zasady doboru / 171
9.2.3. Zasady poprawnego montażu / 174
9.2.3.1. Spadki napięć na przewodach stosowanych do połączenia SPD / 175 
9.2.3.2. Koordynacja współdziałania ochrony podstawowej z dodatkową / 178
9.2.3.3. Różnice potencjałów pomiędzy instalacjami dochodzącymi do urządzenia / 178
9.3. Urządzenia abonenckie / 179
9.4. Ograniczanie przepięć w obwodach wysokiej częstotliwości / 181
10. Uzupełniające zalecenia dotyczące ochrony odgromowej obiektów budowlanych / 183
10.1. Analiza ryzyka oraz ocena uszkodzeń / 183
10.2. Podstawowe zmiany w wymaganiach technicznych / 186
11. Podsumowanie / 191
Literatura / 192