Wyładowaniu piorunowemu, które pada na elementy konstrukcyjne konstrukcji, towarzyszy imponujący efekt elektromagnetyczny. To z kolei niekorzystnie wpływa na funkcjonowanie sprzętu elektrycznego. Zaprojektowanie systemu ochrony odgromowej pozwala ograniczyć uszkodzenia żył kabla i zminimalizować prawdopodobieństwo uderzenia przedmiotu o silnym ładunku.
Struktura
Piorunochron to pasywny środek ochronny, który zapewnia bezpieczną eksploatację obiektów, chroni zdrowie i życie personelu oraz mieszkańców podczas niszczących skutków klęsk żywiołowych. Systemy ochrony odgromowej składają się z następujących głównych elementów:
- Odbiornik rozładowania.
- Umywalka.
- Pętla uziemienia.
Rodzaje ochrony odgromowej
Obecnie rozróżnia się aktywne i pasywne systemy ochrony odgromowej. Wersja tradycyjna – pasywna składa się z odbiornika wyładowań, elementu przewodzącego prąd oraz uziemienia. Zasada działaniataki system jest dość prosty. Piorunochron przyjmuje uderzenie pioruna, po czym kieruje go do ziemi przez przewodzące ścieżki przewodu odprowadzającego. Ostatecznie wyładowanie gaśnie w ziemi.
Z kolei system aktywnej ochrony odgromowej działa na zasadzie jonizacji powietrza. Z powodu tego efektu następuje przechwycenie wyładowania. Aktywne systemy ochrony odgromowej składają się z tych samych elementów, co pasywne. Ich zasięg jest jednak znacznie większy i sięga około 100 metrów. W takim przypadku chroniony jest nie tylko obiekt, na którym zamontowane są elementy systemu, ale także pobliskie budynki.
Aktywna ochrona odgromowa jest znacznie skuteczniejsza. Dlatego nie dziwi fakt, że ta opcja jest preferowana przez użytkowników w większości krajów rozwiniętych. Koszt takich rozwiązań jest jednak znacznie wyższy.
Opcje dla odbiorników rozładowania
W wersji standardowej pełny korpus to zwykły metalowy kołek, który montuje się w pozycji pionowej na dachu budynku. Niezwykle ważne jest zamocowanie tego elementu w najwyższym, otwartym punkcie dachu. Jeżeli budynek posiada złożoną konstrukcję dachu, pod kątem zwiększenia poziomu bezpieczeństwa, zaleca się zainstalowanie kilku odbiorników zrzutu.
Rozróżnia się oddzielne warianty piorunochronów, które różnią się konstrukcją:
- Ochrona pinów.
- Kabel metalowy.
- Siatka błyskawic.
Ochrona pinów
Jeśli konstrukcja zawiera metalowy dach, właściwym rozwiązaniem jest zainstalowanie systemu ochrony odgromowej. Odbiornik wyładowania w postaci standardowego metalowego pręta montowany jest na wzniesieniu. Ten ostatni jest podłączony do uziemienia za pomocą przewodów odprowadzających.
Zabezpieczenie sworznia można przedstawić w postaci okrągłego metalowego pręta o przekroju co najmniej 8 mm lub kawałka blachy o parametrach 25 x 4. Długość elementu przyjmującego wyładowanie powinna być taka że jego koniec wznosi się ponad najwyższy punkt obiektu o około 2 metry.
Zdolność systemu ochrony odgromowej i uziemienia do ochrony dużych obszarów przed uderzeniem wyładowania zależy bezpośrednio od wysokości kołka. Obszar, który może chronić piorunochron, określa się jako okrąg o promieniu identycznym z wysokością piorunochronu.
Ochrona kabli
W przypadku dachu pokrytego łupkiem, odbiornik wyładowania piorunowego jest wykonany w postaci metalowego kabla. Ten ostatni jest ciągnięty wzdłuż kalenicy dachu. Wysokość jego lokalizacji powinna wynosić co najmniej 0,5 metra od powierzchni.
Jeśli konieczne jest stworzenie najbardziej niezawodnej ochrony, do napinania kabla stosuje się metalowe wsporniki, które są izolowane od odbiornika wyładowania. Metoda ta ma również zastosowanie do budynków z drewnianymi dachami oraz dachami w postaci dachówek ceramicznych.
Ochrona siatki
To rozwiązanie jest najtrudniejsze do wdrożenia. Jakz reguły nakłada się go na dachy pokryte dachówką. W tym przypadku odbiornikiem odprowadzania jest siatka druciana ułożona na dachu budynku. Przekrój przewodów elektrycznych w tym przypadku powinien wynosić co najmniej 6 mm, a rozstaw ogniw powinien wynosić około 6 x 6 m.
Rozważany system jest podłączony do przewodu odprowadzającego i elementu uziemiającego przez spawanie. W przypadku braku takiej możliwości dozwolone jest stosowanie łączników śrubowych.
Montaż przewodów odprowadzających odbywa się tutaj za pomocą okrągłego drutu stalowego. Układa się je w kierunku uziemienia wzdłuż ścian i dachu budynku, mocując przewody elektryczne specjalnymi wspornikami.
Trasa układania elementów przewodzących jest dobrana w taki sposób, aby elementy przewodzące nie stykały się z drzwiami, oknami, werandami, metalowymi drzwiami garażowymi i innymi konstrukcjami, z którymi ludzie mogą wchodzić w interakcje podczas pracy obiekt.
Jeżeli budynek zawiera dużo materiałów łatwopalnych (styropian, drewno, plastik) w swojej konstrukcji, przewody odprowadzające należy ułożyć w odległości około 15-20 cm od powierzchni., przedłużające się burze.
W tym przypadku można również zainstalować wewnętrzny system ochrony odgromowej, który obejmuje instalację specjalnych ograniczników, które mogą chronić urządzenia elektryczne przed przepięciami. Takie urządzenia są umieszczane w bliskiej odległości od wejścia kabla zasilającego do obiektu.
Umywalka
Działa jako obowiązkowy element instalacji odgromowej. Zaprojektowany do przenoszenia ładunku do pętli uziemienia.
Przewód prądowy to metalowy drut o grubości co najmniej 6 mm, który jest podłączony do odbiornika rozładowania. Połączenie obu elementów pozwala na gaszenie ładunków do 200 000 Amperów. Najważniejszym warunkiem połączenia tych elementów konstrukcyjnych jest wykonanie wysoce niezawodnego spawania, co eliminuje możliwość zerwania połączeń i poluzowania łączników pod wpływem wiatru, podczas opadania warstw śniegu.
Przewód prądowy jest opuszczany wzdłuż ścian obiektu z dachu, mocując przewód za pomocą wsporników. Koniec metalowego drutu skierowany jest do pętli uziemienia. Jeżeli instalacja odgromowa budynków i budowli obejmuje instalację kilku elementów przewodzących ładunki, to znajdują się one w odległości około 20-25 metrów od siebie w maksymalnej możliwej odległości od drzwi i okien.
Zgodnie z przepisami bezpieczeństwa przewody odprowadzające nie mogą być ostro zgięte. Założenie takich błędnych obliczeń zwiększa prawdopodobieństwo wyładowania iskry w przypadku uderzenia pioruna w obiekt. To z kolei może spowodować zapalenie się struktury.
Podczas instalowania systemu ochrony odgromowej pożądane jest, aby przewód odprowadzający był jak najkrótszy. Jednocześnie zaleca się montaż bliżej ostrych gzymsów, krawędzi szczytów, lukarn.
Uziemienie
Urządzenie uziemiające zostało zaprojektowane tak, aby zapewnić wydajne odprowadzanie rozładowania do ziemi. Składa się z kilku połączonych ze sobą elektrod wbitych w ziemię.
Gdy obiekt jest uruchamiany, zgodnie z zasadami, najpierw musi być zapewnione wspólne uziemienie dla wszystkich urządzeń elektrycznych podłączonych do sieci. Jeśli go tam nie ma, przygotowanie elementu nie jest takie trudne. W tym celu bierze się przewód stalowy lub miedziany o przekroju 50-80 mm. Wykopywany jest rów o długości 3 m i głębokości co najmniej 0,8 m. Po przeciwnych stronach wnęki wbijane są pręty, które łączy się za pomocą stalowej poprzeczki poprzez spawanie. Do powstałej struktury przymocowany jest przewód odprowadzający. Na koniec miejsca kolanek spawalniczych są malowane, po czym konstrukcja uziemiająca jest dobijana do dna wykopu.
Sprawdzanie systemów odgromowych
Testowanie systemu odprowadzania wyładowań obejmuje oględziny elementów konstrukcyjnych, a także pomiar wskaźników rezystancji. Zewnętrznie sprawdzana jest niezawodność połączenia styków między piorunochronem, przewodami odprowadzającymi i uziemieniem. Wszystkie spoiny są gwintowane młotkiem.
Pomiar rezystancji przewodów uziemiających poszczególnych piorunochronów i połączeń śrubowych wymaga obecności specjalnego sprzętu zarejestrowanego zgodnie z przepisami.
Na koniec
Jak widać, istnieje kilka opcji ochrony obiektu przed piorunami. Te lub inne rozwiązania dobierane są w zależności od wielkości budżetu, charakteru konstrukcji, konieczności zapewnienia określonego poziomu bezpieczeństwa.
Obecnie rozwój projektów zasilania podczas uruchamiania obiektu nie przewiduje stworzenia ochrony odgromowej. Przynajmniej jego obecność nie jest wymagana. Dlatego decyzję o stosowności zorganizowania systemu ochrony budynku przed uderzeniem pioruna podejmuje każdy właściciel w oparciu o osobiste względy.
