zeszyt 6 tekst - · PDF filePN-86/E-05003/01 Ochrona odgromowa obiektów budowlanych....

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

bezpośrednie

wyładowanie

w obiekt

anteny

kamera

wyładowanie

obok obiektu

połączenia

wewnątrz systemu

bezpośrednie

wyładowanie

w instalacje dochodzące

do obiektu

wyładowanie

obok instalacji

uziom

linie telekomunikacyjne

linie transmisji danych

sieć 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

zeszyt 6 tekst - · PDF filePN-86/E-05003/01 Ochrona odgromowa obiektów budowlanych....

Documents

Transcript of zeszyt 6 tekst - · PDF filePN-86/E-05003/01 Ochrona odgromowa obiektów budowlanych....