zeszyt 6 tekst - publio.pl€¦ · PKN-CLC/TS 61643-12:2002 Low-voltage surge protective devices....

Renata MarkowskaAndrzej W. Sowa

OCHRONA ODGROMOWA OBIEKTÓW BUDOWLANYCH

SERIA: ZESZYTY DLA ELEKTRYKÓW – NR 6

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

Kierownik projektuMichał Grodzki

Redakcja technicznaAgencja Reklamowa MEDIUM

KorektaAnna Kuziemska

Wszelkie prawa zastrzeżone© Copyright by Dom Wydawniczy MEDIUM© Copyright by Renata Markowska© Copyright by Andrzej W. Sowa

ISBN 978-83-919132-8-4

Wydawca i rozpowszechnianieDom Wydawniczy MEDIUM04-112 Warszawa, ul. Karczewska 18

Sprzedaż: księgarnia wysyłkowawww.ksiegarniatechniczna.com.pl

Skład i łamanieAgencja Reklamowa MEDIUMwww.agencjamedium.pl

Warszawa 2009

Pod patronatem miesięcznika

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l 3

SPIS TREŚCI

1. Wstęp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

2. Normy i zalecenia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82.1. Podstawowe zmiany wprowadzane przez normy serii PN-EN 62305 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112.2. Etapy postępowania przy projektowaniu urządzenia piorunochronnego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122.3. Wymagana wiedza techniczna w dziedzinie ochrony odgromowej . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

3. Zagrożenia stwarzane przez prąd piorunowy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143.1. Prądy udarowe stosowane w badaniach zagrożeń piorunowych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143.2. Oddziaływanie prądu piorunowego na elementy przewodzące . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

3.2.1. Przewody . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173.2.2. Erozja termiczna blachy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183.2.3. Siły elektrodynamiczne działające pomiędzy przewodami z prądem udarowym . . . . . . . 21

3.3. Badania elementów urządzenia piorunochronnego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

4. Ryzyko szkód piorunowych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254.1. Średnia roczna liczba groźnych zdarzeń . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334.2. Prawdopodobieństwa uszkodzeń . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 424.3. Straty w obiekcie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 484.4. Komponenty ryzyka . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

4.4.1. Wolno stojący dom jednorodzinny . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 524.4.2. Stacja telekomunikacyjna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 554.4.3. Hala przemysłowa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62

5. Strefowa koncepcja ochrony odgromowej . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 685.1. Podział obiektu na strefy zagrożenia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 685.2. Charakterystyka poszczególnych stref . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 695.3. Badania odporności udarowej urządzeń . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71

5.3.1. Udary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 725.3.2. Przebiegi oscylacyjne tłumione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 745.3.3. Serie szybkich zakłóceń impulsowych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 755.3.4. Poziomy odporności udarowej przyłączy urządzeń . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77

5.4. Bezpośrednie oddziaływanie impulsowego pola magnetycznego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79

6. Zewnętrzna ochrona odgromowa obiektów budowlanych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 806.1. Zwody . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81

6.1.1. Zwody na rozległych dachach płaskich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 836.1.2. Dachy wielospadowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85

6.1.2.1. Dachy kryte dachówką . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 856.1.3. Metalowe pokrycia dachowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 876.1.4. Pokrycia z materiałów łatwopalnych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 906.1.5. Podstawowe zasady montażu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91

6.2. Ochrona odgromowa obiektów wysokich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92

o c h r o n a o d g r o m o w ao b i e k t ó w b u d o w l a n y c h

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l4

6.3. Ochrona w strefach zagrożonych wybuchem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 936.4. 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 . . . . . . . . . 1046.6. Przestrzenie chronione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107

6.6.1. Kąty ochronne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1086.6.2. Zwody pionowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110

6.7. Ochrona odgromowa anten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1126.7.1. Ochrona masztów antenowych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1156.7.2. Anteny na ścianach obiektów budowlanych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1166.7.3. Anteny na dachach obiektów bez urządzenia piorunochronnego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117

6.8. Przewody odprowadzające i uziemiające . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1196.8.1. Przewody uziemiające . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120

6.9. Zagrożenia stwarzane przez impulsowe pole magnetyczne wewnątrz stref ochronnych . . . . . . 1206.10. Instalacja uziemiająca . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124

6.10.1. Uziomy naturalne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1256.10.2. Uziomy sztuczne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125

6.10.2.1. Uziomy pionowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1286.10.2.2. Uziomy poziome . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1286.10.2.3. Uziom fundamentowy sztuczny . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1296.10.2.4. Wyznaczanie wymiarów układów uziomowych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1316.10.2.5. Wyznaczanie wartości rezystancji uziemienia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133

6.11. Napięcia dotykowe i krokowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1366.12. 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 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1468.1. SPD typu 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146

8.1.1. SPD o napięciowym poziomie ochrony poniżej 4000 V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1498.1.2. SPD o napięciowym poziomie ochrony poniżej 2500 V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1508.1.3. SPD o napięciowym poziomie ochrony poniżej 1500 V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151

8.2. Zasady doboru i montażu SPD typu 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1538.2.1. Układy połączeń SPD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1538.2.2. Podstawowe zasady montażu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157

8.3. Eksploatacja i konserwacja SPD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162

9. Ochrona systemów przesyłu sygnałów przed oddziaływaniem prądu piorunowego . . . . . . . . . . . . . 1639.1. Iskierniki gazowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164

9.1.1. Zasady doboru iskierników gazowych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1679.2. Urządzenia ograniczające przepięcia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168

9.2.1. Badania właściwości urządzeń ograniczających przepięcia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1699.2.2. Zasady doboru . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1719.2.3. 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 . . . . . . . . . . . 1789.2.3.3. Różnice potencjałów pomiędzy instalacjami dochodzącymi do urządzenia . . . 178

9.3. Urządzenia abonenckie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179 9.4. Ograniczanie przepięć w obwodach wysokiej częstotliwości . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181

10. Podsumowanie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183

Literatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184



1. Wstęp

W chwili obecnej można zaobserwować gwałtowny postęp w dziedzinie ochrony odgromowej obiektów bu-dowlanych oraz ochrony instalacji niskonapięciowych i urządzeń przed bezpośrednim oddziaływaniem rozpły-wającego się prądu piorunowego i przepięciami atmosferycznymi. Informacje o nowych rozwiązaniach ochro-ny 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 wyłado-wania w obiekt.

Zgodnie z wymaganiami wprowadzonych norm, projektowanie i wykonanie urządzeń piorunochronnych po-winny stanowić integralną część całej inwestycji we wszystkich fazach jej wykonania.

klimatyzacja

bezpośredniewyładowanie

w obiekt

anteny

kamera

wyładowanieobok obiektu

połączeniawewnątrz systemu

bezpośrednie wyładowanie

w instalacje dochodzącedo obiektu

wyładowanieobok instalacji

uziom

linie telekomunikacyjne

linie transmisji danychsieć elektroenergetyczna przepięcia

atmosferyczne

15 kVPEN

L1L2L3

Rysunek 1.1. Zagrożenie stwarzane przez wyładowanie piorunowe

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), ar-chitektem, 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 sze-reg 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 przewo-dzących 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 napię-cia dotykowe i krokowe.

We współczesnych obiektach budowlanych coraz częściej instalowane są systemy informatyczne, telekomuni-kacyjne lub kontrolno-pomiarowe, które są wrażliwe na oddziaływanie różnorodnych narażeń impulsowych wywołanych przez wyładowania piorunowe. Obserwacje wykazują, że obecnie szkody wywołane przez pioru-nowe 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 rozbu-dowanych systemach elektrycznych i elektronicznych. W takich systemach nawet drobne uszkodzenie poje-dynczego urządzenia może unieruchomić cały system. Należy również zauważyć, że dla rozbudowanych sys-temów 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 ogra-niczania zagrożeń stwarzanych przez rozpływający się prąd piorunowy. Stosując zasady kompleksowej ochro-ny odgromowej można stworzyć warunki zapewniające bezawaryjne i niezawodne działanie urządzeń i sys-temów elektrycznych i elektronicznych.

2. Normy i zalecenia

Zgodnie z wymaganiami Prawa budowlanego, urządzenia piorunochronne LPS (ang. Lightning Protection System) na obiektach budowlanych powinny być wykonane zgodnie z zaleceniami Polskich Norm. Takie wy-magania zawarto w Rozporządzeniach Ministra Infrastruktury [22, 23], w których stwierdzono, że:

budynek należy wyposażyć w instalację chroniącą przed wyładowaniami atmosferycznymi. Obowiązek ten odnosi się do budynków wyszczególnionych w Polskich Normach dotyczących ochrony odgromowej obiek-tów budowlanych (§ 53, pkt 2),instalacja piorunochronna, o której mowa w § 53, pkt 2, powinna być wykonana zgodnie z wymaganiami Polskich Norm dotyczących ochrony odgromowej obiektów budowlanych (§ 184).

Należy również zauważyć, że obiekt budowlany wraz ze związanymi z nim urządzeniami technicznymi należy „projektować i budować w sposób określony w przepisach oraz zgodnie z zasadami wiedzy technicznej”.

W przypadku ochrony przed zagrożeniami wywołanymi przez prąd piorunowy, podstawowym źródłem wiedzy technicznej są normy dotyczące ochrony odgromowej obiektów budowlanych, ochrony przed pioruno-wym impulsem elektromagnetycznym oraz normy pokrewne omawiające podstawowe zasady ograniczania przepięć w instalacji elektrycznej oraz w systemach przesyłu sygnałów (tab. 2.1.).

Pod koniec 2008 roku rozpoczęto wprowadzanie czterech norm z serii PN-EN 62305, określających zasa-dy ochrony odgromowej obiektów budowlanych:

PN-EN 62305-1:2008 Ochrona odgromowa. Część 1: Wymagania ogólne.PN-EN 62305-2:2008 Ochrona odgromowa. Część 2: Zarządzanie ryzykiem.PN-EN 62305-3:2009 Ochrona odgromowa. Część 3: Uszkodzenia fizyczne obiektów budowlanych i za-grożenie życia.PN-EN 62305-4:2009 Ochrona odgromowa. Część 4: Urządzenia elektryczne i elektroniczne w obiek-tach budowlanych.

�

�

�

�

�

��

�



Tabela 2.1. Zestawienie podstawowych norm dotyczących ochrony odgromowej

Zakres tematyczny Zestawienie norm

Krajowe normy ochro-ny odgromowej

PN-86/E-05003/01 Ochrona odgromowa obiektów budowlanych. Wymagania ogólnePN-89/E-05003/03 Ochrona odgromowa obiektów budowlanych. Ochrona obo-strzona

Ochrona odgromowa obiektów budowlanych oraz wybór poziomów ochrony dla urządzeń piorunochronnych

PN-IEC 61024-1:2001 Ochrona odgromowa obiektów budowlanych. Zasady ogólnePN-IEC 61024-1:2001/Ap1 grudzień 2002 Ochrona odgromowa obiektów budow-lanych. Część 1: Zasady ogólnePN-IEC 61024-1-1:2001 Ochrona odgromowa obiektów budowlanych. Zasady ogól-ne. Wybór poziomów ochrony dla urządzeń piorunochronnychPN-IEC 61024-1-1:2001/Ap1 grudzień 2002 Ochrona odgromowa obiektów budow-lanych. Zasady ogólne. Wybór poziomów ochrony dla urządzeń piorunochronnychPN-IEC 61024-1-2:2002 Ochrona odgromowa obiektów budowlanych. Zasady ogól-ne. Przewodnik B. Projektowanie, montaż, konserwacja i sprawdzanie urządzeń pio-runochronnych

Ochrona przed pioru-nowym impulsem elek-tromagnetycznym

PN-IEC 61312-1:2001 Ochrona przed piorunowym impulsem elektromagnetycz-nym. Zasady ogólnePN-IEC/TS 61312-2:2002 Ochrona przed piorunowym impulsem elektromagne-tycznym (LEMP). Część 2: Ekranowanie obiektów, połączenia wewnątrz obiektów i uziemieniaPN-IEC/TS 61312-3:2003 Ochrona przed piorunowym impulsem elektromagnetycz-nym. Część 3: Wymagania urządzeń do ograniczania przepięć (SPD)

Elementy i urządzenia ograniczające przepię-cia w instalacji elek-trycznej i systemach przesyłu sygnałów

PN-EN 61643-11:2006/A11:2007 (oryg.) Niskonapięciowe urządzenia do ogranicza-nia przepięć. Część 11: Urządzenia do ograniczania przepięć w sieciach rozdziel-czych niskiego napięcia. Wymagania i próbyPKN-CLC/TS 61643-12:2002 Low-voltage surge protective devices. Part 12: Surge protective devices connected to low-voltage power distribution systems. Selection and application principlesPN-EN 61643-21:2004 Niskonapięciowe urządzenia ograniczające przepięcia. Część 21: Urządzenia do ograniczania przepięć w sieciach telekomunikacyjnych i sygnali-zacyjnych. Wymagania eksploatacyjne i metody badańPN-EN 61643-311:2002 (oryg.) Elementy do niskonapięciowych urządzeń ograni-czających przepięcia. Część 311: Wymagania dla iskierników gazowych (GDT)PN-T-83020:1996 Ochronnik telefoniczny abonencki. Ogólne wymagania i ba-dania

Elementy urządzenia piorunochronnego

PN-EN 50164-1:2002 (oryg.) Elementy urządzenia piorunochronnego (LPS). Część 1: Wymagania stawiane elementom połączeniowymPN-EN 50164-1:2002/A1:2007 (oryg.) Elementy urządzenia piorunochronnego (LPS). Część 1: Wymagania stawiane elementom połączeniowymPN-EN 50164-2:2003 (oryg.) Elementy urządzenia piorunochronnego (LPS). Część 2: Wymagania dotyczące przewodów i uziomówPN-EN 50164-2:2003/A1:2007 (oryg.) Elementy urządzenia piorunochronnego (LPS). Część 2: Wymagania dotyczące przewodów i uziomówPN-EN 50164-3:2003 (oryg.) Elementy urządzenia piorunochronnego (LPS). Część 3: Wymagania dotyczące iskierników izolacyjnych



W nowych normach zawarto zmodyfikowane treści zaczerpnięte z norm dotychczas stosowanych w kraju. W tabeli 2.2. przedstawiono zestawienie norm, które wykorzystano do opracowania norm serii PN-EN 62305. Podstawowe informacje o zakresie tematycznym nowych norm zawiera tabela 2.3.

Tabela 2.2. Zestawienie norm wykorzystanych przy opracowaniu norm serii PN-EN 62305

Norma Normy wykorzystane przy opracowaniu norm serii PN-EN 62305

PN-EN 62305-1 Ochrona odgromowa. Część 1: Wy-magania ogólne

PN-IEC 61024-1:2001 Ochrona odgromowa obiektów budowlanych. Zasady ogólnePN-IEC 61024-1-1:2001 Ochrona odgromowa obiektów budowlanych. Zasady ogólne. Wybór poziomów ochrony dla urządzeń piorunochronnychPN-IEC 61312-1:2001 Ochrona przed piorunowym impulsem elektromagne-tycznym. Zasady ogólnePN-EN 61663-2:2002 (oryg.) Ochrona odgromowa. Linie telekomunikacyjne. Część 2: Linie wykonane przewodami metalowymiIEC 61662:1995+IEC 61662/A1:1996 Assessment of risk of damage due to light-ning + Annex C: Structures containing electronic systemsIEC 61819:2000 Test parameters simulating the effects of lightning on LPS components

PN-EN 62305-2 Ochrona odgromowa. Część 2: Za-rządzanie ryzykiem

IEC 61662:1995+IEC 61662/A1:1996 Assessments of risk of damages due to lightning + Annex C: Structures containing electronic systems

PN-EN 62305-3 Ochro-na odgromowa. Część 3: Uszkodzenia fizyczne obiek-tów budowlanych i zagro-żenie życia

PN-IEC 61024-1:2001 Ochrona odgromowa obiektów budowlanych. Zasady ogólnePN-IEC 61024-1:2001/Ap1 grudzień 2002 Ochrona odgromowa obiektów bu-dowlanych. Część 1: Zasady ogólnePN-IEC 61024-1-2:2002 Ochrona odgromowa obiektów budowlanych. Zasady ogólne. Przewodnik B. Projektowanie, montaż, konserwacja i sprawdzanie urzą-dzeń piorunochronnych

PN-EN 62305-4 Ochrona odgromowa. Część 4: Urzą-dzenia elektryczne i elek-troniczne w obiektach bu-dowlanych

PN-IEC 61312-1:2001 Ochrona przed piorunowym impulsem elektromagne-tycznym. Zasady ogólnePN-IEC/TS 61312-2:2002 Ochrona przed piorunowym impulsem elektroma-gnetycznym (LEMP). Część 2: Ekranowanie obiektów, połączenia wewnątrz obiektów i uziemieniaPN-IEC/TS 61312-3:2003 Ochrona przed piorunowym impulsem elektromagne-tycznym. Część 3: Wymagania urządzeń do ograniczania przepięć (SPD)IEC 61312-4:Ed.1, 2005 Protection against lightning electromagnetic impulse. Part 4: Protection of equipment in existing structuresIEC 61312-5:2002 Protection against lightning electromagnetic impulse. Part 5:Guide



Tabela 2.3. Zakres tematyczny norm serii PN-EN 62305

Norma Zakres tematyczny

PN-EN 62305-1 Ochrona odgromowa. Część 1: Wymagania ogólne

Ochrona odgromowa obiektów włącznie z ich instalacjami, za-wartością i osobami oraz urządzeń usługowych przyłączonych do obiektu. Z wyłączeniem:

urządzeń kolejowych,pojazdów, okrętów, samolotów, instalacji przybrzeżnych,wysokociśnieniowych rurociągów podziemnych,rurociągów oraz linii energetycznych i telekomunikacyjnych nieprzyłączonych do obiektu

��

PN-EN 62305-2 Ochrona odgromowa. Część 2: Zarządzanie ryzykiem

Oszacowanie ryzyka powodowanego przez piorunowe wyładowania doziemne w obiektach budowlanych i urządzeniach usługowych. Wybór poziomów ochrony dla urządzenia piorunochronnego

PN-EN 62305-3 Ochrona odgromowa. Część 3: Uszkodzenia fizyczne obiektów budowlanych i zagrożenie życia

Wymagania dotyczące ochrony obiektów przed szkodami fizycz-nymi za pomocą LPS i ochrony istot żywych przed porażeniem napięciami dotykowymi i krokowymi w pobliżu urządzenia pio-runochronnego. Projektowanie, wykonanie, sprawdzanie i utrzy-manie LPS w obiektach dowolnej wysokości. Ustalenie środków ochrony istot żywych przed porażeniem napięciami dotykowy-mi i krokowymi

PN-EN 62305-4 Ochrona odgromowa. Część 4: Urządzenia elektryczne i elek-troniczne w obiektach budowlanych

Projektowanie, wykonanie, utrzymanie, sprawdzanie i testowanie systemu środków ochrony przed oddziaływaniem LEMP na urzą-dzenia elektryczne i elektroniczne wewnątrz obiektu, w celu re-dukcji ryzyka trwałych szkód pod wpływem piorunowych impul-sów elektromagnetycznych

2.1. Podstawowe zmiany wprowadzane przez normy serii PN-EN 62305

Normy serii PN-EN 62305 są wynikiem restrukturyzacji norm serii PN-IEC 61024, PN-IEC 61312 oraz nor-my międzynarodowej IEC 61662+A1. W otrzymanych w ten sposób normach zawarto wcześniej obowiązują-ce wymagania dotyczące kompleksowej ochrony odgromowej.

Niektóre z tych wymagań omówiono bardziej szczegółowo, część znacznie poszerzono oraz wprowadzono kilka nowych zaleceń oraz informacji dotyczących ochrony odgromowej i ograniczania przepięć. Poniżej ze-stawiono informacje o nowych lub znacznie poszerzonych wymaganiach, zaleceniach lub informacjach po-mocniczych zawartych w normach serii PN-EN 62305:

szczegółowo omówiono skutki oddziaływania prądów piorunowych na elementy urządzenia piorunochron-nego (przewody i blachę pokrycia dachowego) oraz na urządzenia ograniczające przepięcia SPD (Surge Pro-tective Devices),przedstawiono logarytmiczno-normalne rozkłady parametrów prądu pioruna oraz wymagania dotyczą-ce parametrów probierczych prądów udarowych stosowanych w laboratoriach do symulacji skutków ude-rzenia pioruna,określono parametry prądów i napięć udarowych powstających w instalacjach niskonapięciowych (insta-lacje zasilające i przesyłu sygnałów) podczas doziemnych wyładowań piorunowych w obiekty lub docho-dzące instalacje lub obok tych obiektów i instalacji,

�

�

�



wprowadzono podstawowe wymagania dotyczące ochrony obiektów wysokich (powyżej 60 m) przed bocz-nymi wyładowaniami piorunowymi,zmieniono zalecenia dotyczące minimalnych wymiarów uziomów w obiektach budowlanych wymagają-cych II poziomu ochrony,przedstawiono szczegółowe zasady szacowania ryzyka powodowanego przez prądy piorunowe podczas do-ziemnych wyładowań piorunowych:

bezpośrednio w obiekty budowlane lub obok tych obiektów, bezpośrednio w linie lub instalacje dochodzące do analizowanych obiektów oraz w bliskim sąsiedztwie

tych linii lub instalacji,porównano wyznaczone wartości ryzyka z wartościami uznanymi za tolerowane, co pozwala ustalić po-trzebę stosowania środków ochrony odgromowej i dobrać ich odpowiednią skuteczność,do normy PN-EN 62305-2 dołączono standardowy program obliczeniowy RAC (Risk Assessment Calcula-tor) do wyznaczania ryzyka i określania wymaganej klasy ochrony obiektu,przedstawiono szczegółowe zestawienia materiałów, z których należy wykonywać instalację piorunochron-ną; określono kształty, minimalne powierzchnie przekroju oraz pokrycia materiałów zalecanych na zwo-dy, przewody odprowadzające i uziomy,przedstawiono wartości współczynnika kc dla instalacji piorunochronnych na różnych obiektach budow-lanych; współczynnik kc charakteryzuje podział prądu piorunowego pomiędzy poszczególne przewody in-stalacji piorunochronnej i jest wykorzystywany do obliczeń odstępów izolacyjnych,omówiono wymagania dotyczące ochrony odgromowej obiektów zawierających warstwę ziemi na dachach,omówiono wymagania dotyczące ochrony nadbudówek dachowych i urządzeń na dachach przed bezpo-średnim oddziaływaniem prądu piorunowego – dotyczy to szczególnie anten na dachach obiektów budow-lanych,szczegółowo omówiono zasady strefowej koncepcji ochrony odgromowej (podział na strefy, zasady wyrów-nywania potencjałów w strefach i na ich granicach, określanie skuteczności ekranowania obiektów, po-mieszczeń i obwodów oraz rozmieszczenie urządzeń do ograniczania przepięć SPD),przedstawiono podstawowe wymagania dotyczące ochrony odgromowej w strefach zagrożonych wybu-chem; zwrócono uwagę na zasady uziemiania zbiorników i rurociągów oraz ochronę zbiorników z pływa-jącymi dachami,przedstawiono szczegółowe zasady energetycznej i napięciowej koordynacji pomiędzy urządzeniami ogra-niczającymi przepięcia w wielostopniowych systemach ochrony przed przepięciami.

2.2. Etapy postępowania przy projektowaniu urządzenia piorunochronnego

W nowych normach zwraca się szczególną uwagę na wieloetapowość działań w celu zrealizowania pewnej i skutecznej ochrony odgromowej obiektów budowlanych. Wśród podstawowych etapów postępowania nale-ży wymienić następujące:

zebranie podstawowych informacji dotyczących przeznaczenia, konstrukcji i lokalizacji obiektu,sklasyfikowanie obiektu, ustalenie konieczności stosowania ochrony i określenie właściwego poziomu ochrony (ocena na podstawie wskaźnika zagrożenia piorunowego lub ryzyka szkód piorunowych – współ-działanie eksperta ochrony odgromowej z inwestorem lub właścicielem obiektu),opracowanie planu ochrony odgromowej obiektu (w przypadku przyjęcia strefowej koncepcji ochrony do-kładne określenie właściwości poszczególnych stref i stosowanych środków ograniczających występują-ce zagrożenie),wykonanie projektu ochrony odgromowej (podstawowe i szczegółowe rysunki techniczne, opisy przewidy-wanych środków ochrony, harmonogramy realizacji poszczególnych etapów prac),

�

�

�

––

�

�

�

�

��

�

�

�

��

�

�



wykonanie urządzenia piorunochronnego (nadzór techniczny), dokumentacji oraz badania odbiorcze (po-twierdzenie prawidłowości wykonania ochrony).

Realizacja wymienionych etapów wymaga współpracy i skoordynowanego działania wszystkich zaintereso-wanych stron w fazie projektowania, budowy oraz badania urządzeń piorunochronnych i powinna obejmo-wać w szczególności:

konsultacje we wszystkich fazach budowy obiektu,ustalenie zakresów odpowiedzialności stron za zaistniałe podczas budowy nieprawidłowości,przestrzeganie procedur odbioru urządzenia,przestrzeganie procedur użytkowania i ewentualnej przebudowy obiektu.

Uzgodnienia i konsultacje powinny być prowadzone z architektem, z zakładami użyteczności publicznej, ze służbami pożarnictwa i bezpieczeństwa, z instalatorami urządzeń elektronicznych i anten oraz z wyko-nawcami prac budowlanych i instalacyjnych.

2.3. Wymagana wiedza techniczna w dziedzinie ochrony odgromowej

Przystępując do projektowania kompleksowej ochrony odgromowej nowoczesnego obiektu budowlanego należy posiadać podstawowy zasób wiedzy technicznej dotyczącej:

ochrony odgromowej obiektów budowlanych,ochrony przed bezpośrednim oddziaływaniem na urządzenia i systemy piorunowego impulsu elektroma-gnetycznego,ograniczania przepięć w instalacji elektrycznej w obiekcie budowlanym,ograniczania przepięć w systemach przesyłu sygnałów,wyrównywania potencjałów wewnątrz obiektów budowlanych,badań i doboru urządzeń ograniczających przepięcia w instalacji elektrycznej oraz w liniach przesyłu sy-gnałów,badań odporności urządzeń systemów na działanie napięć i prądów udarowych oraz dopuszczalnych pozio-mów odporności udarowej przyłączy zasilania i sygnałowych urządzeń chronionych systemów,badań odporności urządzeń oraz systemów elektronicznych na działanie impulsowego pola magnetycz-nego,koordynacji układania przewodów wszelkiego rodzaju instalacji wewnątrz obiektów budowlanych,zasad wyrównywania potencjałów wewnątrz obiektów budowlanych,doboru materiałów stosowanych do budowy urządzeń piorunochronnych.

Tak szeroki zakres wymaganej wiedzy powodował, że już w normie PN-IEC 61024-1-2 stwierdzono, że „LPS powinny być projektowane i wykonywane przez specjalistów od projektowania i wykonawstwa instalacji pio-runochronnych” (pkt 2.1.).

Nowa norma PN-EN 62305 zawiera podobne wymagania:„Urządzenie piorunochronne (LPS) powinno być projektowane i wykonywane przez projektantów i wyko-nawców urządzeń piorunochronnych” (pkt E4.1),„Projektant i wykonawca urządzenia piorunochronnego powinien posiadać umiejętność oceny zarówno elektrycznych, jak i mechanicznych skutków wyładowania piorunowego i powinien znać dobrze ogólne za-sady kompatybilności elektromagnetycznej (EMC)” (pkt E4.1),„Projektant ochrony odgromowej powinien umieć ocenić skutki korozji i decydować, kiedy istnieje koniecz-ność zwrócenia się o pomoc do eksperta” (pkt E4.1),„Przegląd LPS powinien być przeprowadzany przez specjalistę ochrony odgromowej zgodnie z zalecenia-mi zawartymi w rozdziale E7 (normy PN-EN 62305-3)”.

�

��

��

��

�

�

��

�

�

�

�

Niedostępne w wersji demonstracyjnej.

Zapraszamy do zakupu

pełnej wersji książki

w serwisie

Okładka Strona tytułowa Spis treści1. Wstęp 2. Normy i zalecenia 2.1. Podstawowe zmiany wprowadzane przez normy serii PN-EN 62305 2.2. Etapy postępowania przy projektowaniu urządzenia piorunochronnego 2.3. Wymagana wiedza techniczna w dziedzinie ochrony odgromowej

3. Zagrożenia stwarzane przez prąd piorunowy 3.1. Prądy udarowe stosowane w badaniach zagrożeń piorunowych 3.2. Oddziaływanie prądu piorunowego na elementy przewodzące 3.3. Badania elementów urządzenia piorunochronnego

4. Ryzyko szkód piorunowych 4.1. Średnia roczna liczba groźnych zdarzeń 4.2. Prawdopodobieństwa uszkodzeń 4.3. Straty w obiekcie 4.4. Komponenty ryzyka

5. Strefowa koncepcja ochrony odgromowej 5.1. Podział obiektu na strefy zagrożenia 5.2. Charakterystyka poszczególnych stref 5.3. Badania odporności udarowej urządzeń 5.4. Bezpośrednie oddziaływanie impulsowego pola magnetycznego

6. Zewnętrzna ochrona odgromowa obiektów budowlanych 6.1. Zwody 6.2. Ochrona odgromowa obiektów wysokich6.3. Ochrona w strefach zagrożonych wybuchem 6.4. Ochrona przed przeskokami iskrowymi 6.5. Ochrona odgromowa urządzeń umieszczonych na dachach obiektów budowlanych 6.6. Przestrzenie chronione 6.7. Ochrona odgromowa anten 6.8. Przewody odprowadzające i uziemiające 6.9. Zagrożenia stwarzane przez impulsowe pole magnetyczne wewnątrz stref ochronnych 6.10. Instalacja uziemiająca 6.11. Napięcia dotykowe i krokowe 6.12. Typowe badania urządzeń piorunochronnych

7. Wyrównywanie potencjałów instalacji wprowadzanych do obiektu 8. Ochrona instalacji elektrycznych przed oddziaływaniem prądu piorunowego 8.1. SPD typu 1 8.2. Zasady doboru i montażu SPD typu 1 8.3. Eksploatacja i konserwacja SPD

9. Ochrona systemów przesyłu sygnałów przed oddziaływaniem prądu piorunowego9.1. Iskierniki gazowe 9.2. Urządzenia ograniczające przepięcia 9.3. Urządzenia abonenckie 9.4. Ograniczanie przepięć w obwodach wysokiej częstotliwości

10. Podsumowanie Literatura

/ColorImageDict > /JPEG2000ColorACSImageDict > /JPEG2000ColorImageDict > /AntiAliasGrayImages false /CropGrayImages true /GrayImageMinResolution 270 /GrayImageMinResolutionPolicy /Warning /DownsampleGrayImages true /GrayImageDownsampleType /Bicubic /GrayImageResolution 140 /GrayImageDepth -1 /GrayImageMinDownsampleDepth 2 /GrayImageDownsampleThreshold 1.03571 /EncodeGrayImages true /GrayImageFilter /DCTEncode /AutoFilterGrayImages true /GrayImageAutoFilterStrategy /JPEG /GrayACSImageDict > /GrayImageDict > /JPEG2000GrayACSImageDict > /JPEG2000GrayImageDict > /AntiAliasMonoImages false /CropMonoImages true /MonoImageMinResolution 500 /MonoImageMinResolutionPolicy /Warning /DownsampleMonoImages true /MonoImageDownsampleType /Bicubic /MonoImageResolution 300 /MonoImageDepth -1 /MonoImageDownsampleThreshold 1.01667 /EncodeMonoImages true /MonoImageFilter /FlateEncode /MonoImageDict > /AllowPSXObjects false /CheckCompliance [ /None ] /PDFX1aCheck false /PDFX3Check false /PDFXCompliantPDFOnly false /PDFXNoTrimBoxError true /PDFXTrimBoxToMediaBoxOffset [ 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 ] /PDFXSetBleedBoxToMediaBox true /PDFXBleedBoxToTrimBoxOffset [ 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 ] /PDFXOutputIntentProfile (None) /PDFXOutputConditionIdentifier () /PDFXOutputCondition () /PDFXRegistryName () /PDFXTrapped /False

/SyntheticBoldness 1.000000 /Description > /Namespace [ (Adobe) (Common) (1.0) ] /OtherNamespaces [ > /FormElements false /GenerateStructure false /IncludeBookmarks false /IncludeHyperlinks false /IncludeInteractive false /IncludeLayers false /IncludeProfiles false /MultimediaHandling /UseObjectSettings /Namespace [ (Adobe) (CreativeSuite) (2.0) ] /PDFXOutputIntentProfileSelector /DocumentCMYK /PreserveEditing true /UntaggedCMYKHandling /LeaveUntagged /UntaggedRGBHandling /UseDocumentProfile /UseDocumentBleed false >> ]>> setdistillerparams> setpagedevice

zeszyt 6 tekst - publio.pl€¦ · PKN-CLC/TS 61643-12:2002 Low-voltage surge protective devices....

Documents

Transcript of zeszyt 6 tekst - publio.pl€¦ · PKN-CLC/TS 61643-12:2002 Low-voltage surge protective devices....