omawiane zagadnienia

Dr inż. Marek ŁobodaPolitechnika WarszawskaWiceprzewodniczący Polskiego KomitetuOchrony Odgromowej

WYMAGANIA POLSKICH NORM ORAZ PRZEPISÓW DOTYCZĄCYCH OCHRONY ODGROMOWEJ I ELEMENTÓW INSTALACJI PIORUNOCHRONNEJ ORAZ PLANOWANE AKTUALIZACJE LUB ZMIANY

ENERGETAB 2013, Bielsko Biała, 17.09.2013.

OMAWIANE ZAGADNIENIA

1. KONIECZNOŚĆ STOSOWANIA NORM POLSKICH W ZAKRESIE PROJEKTOWANIA I WYKONYWANIA INSTALACJI ODGROMOWEJ

2. OCENA RYZYKA SZKÓD PIORUNOWYCH I PROPOZYCJE UPROSZENIA JEGO ANALIZY

3. CHARAKTERYSTYKA AKTUALNYCH WYMAGAŃ I PLANOWANYCH ZMIAN W SERII NORMY PN-EN 62305

4. WYMAGANIA DLA ELEMENTÓW INSTALACJI PIORUNOCHRONNYCH I KONIECZNOŚĆ BADANIA ICH WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNYCH, KOROZYJNYCH I ELEKTRYCZNYCH


1. KONIECZNOŚĆ STOSOWANIA NORM POLSKICH W ZAKRESIE PROJEKTOWANIA I WYKONYWANIA INSTALACJI ODGROMOWEJ

Aktualne akty prawne i normy dotyczące ochrony odgromowej

- Ustawa o Normalizacji, z dnia 12 września 2002 r.- Rozporządzenie Ministra Infrastruktury w sprawie „Warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie” z kolejnymi zmianami,- Seria norm PN-EN 62305 (cz. 1 - 4) Ochrona odgromowa,- Norma PN-IEC 60364-4-443:1999 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych- Ochrona przed przepięciami – Ochrona przed przepięciami atmosferycznymi lub łączeniowymi,- Seria norm PN- EN 62561 (cz. 1- 7) Elementy urządzenia piorunochronnego (LPSC).



Zgodnie z Ustawą o Normalizacji, wszystkie Polskie Normy straciły obligatoryjność, chociaż, zgodnie z postanowieniem Rozdz. 3, Art. 5, p. 4 tej ustawy, normy takie mogą być w dalszym ciągu powoływane w przepisach prawnych (np. w rozporządzeniach ministerialnych). W nawiązaniu do tego postanowienia przewidziano możliwość powstawania nowych wykazów norm przeznaczonych do obowiązkowego stosowania. W dniu 12 kwietnia 2002 zostało wydane Rozporządzenie Ministra Infrastruktury dotyczące warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie . Stwierdzono w nim m.in., że budynki należy wyposażać w instalację chroniącą od wyładowań atmosferycznych (§ 53 ust. 2). Obowiązek ten dotyczy budynków wyszczególnionych w Polskiej Normie dotyczącej ochrony odgromowej obiektów budowlanych, a instalacja piorunochronna powinna być wykonana zgodnie z Polską Normą dotyczącą ochrony odgromowej obiektów budowlanych (§ 184 ust. 3).



W kolejnych uaktualnieniach i zmianach do Rozporządzenia Min. Infrastruktury opublikowanych w latach 2003, 2004, 2008, 2009 i 2010 podawano wykazy aktualnych wówczas norm polskich dotyczących ochrony odgromowej obiektów budowlanych. Stan istniejący w czasie uaktualniania wykazu norm obejmował stopniowe przechodzenie z oryginalnych norm krajowych (PN) na normy międzynarodowe IEC (PN-IEC), a po wstąpieniu Polski do Unii Europejskiej na normy europejskie EN (PN-EN).

W aktualizacji z 10 grudnia 2010 r. (które weszło w życie 21 marca 2011 r.) zamieszczono wykaz norm polskich dotyczących ochrony odgromowej budynków opublikowanych w języku polskim, obejmujący serię czterech norm PN-EN 62305 oraz PN-IEC 60364-4-443:1999 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych - Ochrona przed przepięciami – Ochrona przed przepięciami atmosferycznymi lub łączeniowymi.



Normy serii PN-EN 62305 są wynikiem prac Komitetu Technicznego (TC81) Międzynarodowej Komisji Elektrotechnicznej (IEC) oraz Europejskiego Komitetu Normalizacyjnego w zakresie Elektrotechniki (TC 81X CENELEC - CLC), w których biorą udział eksperci z całego świata, w tym również eksperci z Polski, delegowani do tych prac przez Polski Komitet Normalizacyjny. Są to głównie członkowie Komitetu Technicznego KT 55 PKN, który zajmuje się m.in. wprowadzaniem norm europejskich do Polskich Norm.

Prace normalizacyjne w ramach TC 81 IEC oraz w TC81X CLC dotyczące utrzymywania i modernizacji kolejnych edycji serii norm IEC (EN) 62305 są prowadzone w sposób ciągły, a przyjęty okres utrzymywania lub aktualizacji opublikowanych kolejnych wersji norm w zakresie ochrony odgromowej wynosi 5 lat. Opublikowania kolejnej edycji norm EN (IEC) 62305 należy spodziewać się w roku 2016.



Niestety, KT 55 PKN nie nadąża z bieżącym wprowadzaniem do Norm Polskich najnowszych edycji serii norm PN-EN 62305 w języku polskim. Przyczyną tego stanu jest głównie brak środków finansowych ze strony PKN na pokrycie kosztów tłumaczenia, a także kosztów weryfikacji tłumaczeń oraz wymaganych procedur opiniowania norm przetłumaczonych z języka angielskiego na język polski.

Zgodnie z Ustawą o Normalizacji normy europejskie EN mogą być wprowadzane do norm polskich PN w języku oryginału, czyli w języku angielskim. Jednakże brak oficjalnych polskojęzycznych wersji najnowszych edycji (Ed.2) norm serii PN-EN 62305, wprowadzonych do PN odpowiednio w latach 2011 i 2013 uniemożliwia ich przywołanie w wymienionym wcześniej Rozporządzeniu Ministra Infrastruktury do czasu ich oficjalnego opublikowania w języku polskim przez PKN.



Najnowsze wersje PN-EN 62305 opublikowane w języku angielskim (Ed.2) a nie przywołane jeszcze w Rozporządzeniu Ministra Infrastruktury powinny być jednak dla projektantów materiałem zawierającym informacje o najnowszym stanie wiedzy technicznej w zakresie ochrony odgromowej obiektów budowlanych i uwzględniane w doborze skutecznych środków ochrony odgromowej budynków.

Wśród projektantów i wykonawców urządzeń (instalacji) piorunochronnych nie jest dostatecznie szeroko rozpropagowana wiedza o tym, że są znormalizowane nie tylko zasady dotyczące projektowania i wykonywania instalacji odgromowej, ale także wymagania dla elementów urządzenia piorunochronnego LPSC (ang. Lightning Protection System Component).



Wymagania dla LPSC są zawarte w serii norm polskich PN-EN 62561 opublikowanych w języku angielskim. Seria ta zastąpiła normy serii PN-EN 50164 wycofane w roku 2011-12.

Seria norm PN-EN 62561 obejmuje:- wszelkiego rodzaju elementy połączeniowe instalacji odgromowej,- przewody stosowane na zwody, przewody odprowadzające i uziomy, - iskierniki izolacyjne wyodrębnione z grupy urządzeń ograniczających przepięcia, -uchwyty instalacji odgromowej, - studzienki kontrolne (uziomowe) i ich uszczelnienia,- liczniki udarów piorunowych, - środki poprawiające parametry uziemień (obniżające rezystywność gruntu)


2. OCENA RYZYKA SZKÓD PIORUNOWYCH I PROPOZYCJE UPROSZENIA JEGO ANALIZY

Podjęcie decyzji o konieczności stosowania ochrony odgromowej obiektu budowlanego lub innego obiektu naziemnego oraz o wyborze odpowiedniej metody i środków takiej ochrony powinno bazować na ocenie ryzyka szkód spowodowanych wyładowaniami piorunowymi. Ryzyko szkód piorunowych należy ocenić zgodnie z procedurami opisanymi w PN-EN 62305-2.Ocena ryzyka szkód piorunowych w ujęciu normy jest dość trudna i skomplikowana. Należy oszacować ryzyko szkód biorąc pod uwagę ponad ok. osiemdziesięciu parametrów opisujących m.in. cechy konstrukcyjne obiektu, jego wyposażenie i usytuowanie. Ponadto należy określić akceptowaną wartość ryzyka, po której przekroczeniu jest niezbędne zastosowanie środków ochrony, a przecież właśnie od wartości obliczonego ryzyka zależy dobór środków ochrony odpowiednich dla danego obiektu i jego wyposażenia.


Ryzyko szkód piorunowych R jest definiowane jako prawdopodobieństwo wystąpienia w obiekcie i/lub w jego wyposażeniu szkód spowodowanych przez doziemne wyładowania piorunowe w ciągu roku:

R = 1 – e – NpL - NpL

N – średnia roczna liczba wyładowań piorunowych, oddziałujących na obiekt i znajdujące się w nim urządzenia oraz wchodzące do niego linie oraz instalacje; p – prawdopodobieństwo wywołania przez jedno wyładowanie doziemne szkody w obiekcie lub w urządzeniach i instalacjach; L - współczynnik pozwalający oszacować rozmiary skutków powstałej szkody. Ocena ryzyka obejmuje:- oszacowanie komponentów związanych z wyładowaniem doziemnym w obiekty budowlanych i dochodzące do nich urządzenia niezbędne do realizacji usług publicznych (np. linie zasilania lub przesyłu danych),-procedurę wyboru właściwych środków ochrony w celu redukcji wartości ryzyka do dopuszczalnej jego granicy lub poniżej tej granicy.ENERGETAB 2013, Bielsko Biała, 17.09.2013.

Wyróżnia się:

- rodzaje przyczyn (S), jako efekt trafienia pioruna w obiekt, w ziemię w pobliżu obiektu, w linie zewnętrzne dochodzące do obiektu (np. linie zasilające lub telekomunikacyjne), w ziemię w pobliżu linii zewnętrznej,

- typy szkód (D): porażenie istot żywych wskutek napięć krokowych i dotykowych, uszkodzenie fizyczne przez np. pożar, wybuch, itp., uszkodzenie lub zakłócenie pracy układów elektrycznych i elektronicznych (przepięcia),

- rodzaje strat (L): utrata życia lub zdrowia, utrata dóbr publicznych, utrata dóbr stanowiących dziedzictwo kulturowe, straty materialne o wartości ekonomicznej (w obiekcie i jego zawartości lub związane z niewłaściwym funkcjonowaniem urządzeń).


Dla każdego typu straty, jaka może wystąpić w obiekcie lub w urządzeniu usług publicznych, powinna być wyznaczona stosowna wartość ryzyka. Wyróżnia się następujące rodzaje ryzyka: R1 – ryzyko utraty życia ludzkiego, R2 – ryzyko utraty usługi publicznej, R3 – ryzyko utraty dziedzictwa kulturowego, R4 – ryzyko utraty wartości ekonomicznej.Każdy rodzaj ryzyka R jest sumą jego komponentów.


Każdy komponent ryzyka może być wyrażony za pomocą równania ogólnego: Rx = Nx Px Lx

gdzie: Nx – jest liczbą groźnych zdarzeń (spodziewaną liczbą oddziaływania piorunów na obiekt i jego wyposażenie) w roku, PX – jest prawdopodobieństwem uszkodzenia obiektu lub wyposażenia a LX – jest wynikową stratą ekonomiczną. Spodziewaną liczbę trafień piorunowych w obiekt wyznacza się z zależności:

N = Ng Ae Ng – średnia roczna gęstość wyładowań doziemnych na danym terenie (obecnie powinna być przyjmowana na podstawie aktualnej mapy izokeraunicznej lub danych z systemu automatycznej detekcji wyładowań piorunowych wyrażona jako liczba wyładowań/km2 w roku, Ae – równoważna powierzchnia zbierania wyładowań przez obiekt, wyznaczana w zależności od geometrii położenia obiektu.


Mapa izokerauniczna Polski :

W Polsce są dostępne dane o Ng z systemu LINET- www.nowcast.pl oraz PERUN –

Ng = 0,1 TD www.imgw.pl


LINET

http://www.nowcast.pl/

http://www.imgw.pl/

Przykładowe określenie powierzchni równoważnej Ae przez obiekt odosobniony o wymiarach L×W×H

Prawdopodobieństwo wystąpienia szkody PX jest zależne od charakterystyki obiektu chronionego i od zastosowanych środków ochrony (SPD, ekranowania, minimalizacji pętli indukcyjnych, transformatora w obiekcie). ENERGETAB 2013, Bielsko Biała, 17.09.2013.

Jako tolerowane wartości kryterialne ryzyka RT zaleca się przyjąć:

• RT = 10-5 – wszędzie tam, gdzie szkody mogą powodować utratę życia przez człowieka,• RT = 10-3 – w przypadku utraty usług publicznych oraz utraty dóbr uznanych za dorobek dziedzictwa kulturowego.

We wszystkich pozostałych przypadkach określenie tolerowanej wartości ryzyka powinno być dokonane przez odpowiednie instytucje. Na przykład, jeżeli szkody piorunowe pociągają za sobą tylko straty ekonomiczne dla osób lub firm prywatnych, to wartość tolerowana ryzyka RT powinna być ustalana przez właściciela obiektu lub przez projektanta środków ochrony, ewentualnie w porozumieniu z firmą ubezpieczeniową według kryteriów czysto ekonomicznych. Zwykle jej wartość przyjmuje się jaka równą RT = 10-3.


Procedura ustalania potrzeby stosowania ochrony odgromowej


Oprogramowanie do obliczeń ryzyka R RAC - Risk Assessment Calculator - IEC TC 81 (2007)


Oprogramowanie do obliczeń ryzyka RProgram ALRISK dostępny za pośrednictwem Internetu – Politechnika

Warszawska (2007)


Oprogramowanie do obliczeń ryzyka RNowy program Risk Assessment of Structures - RAS bazuje na arkuszu

kalkulacyjnym Excel i dotyczy 2. edycji norm (2012)


Aktualna propozycja TC81 IEC uproszczonego sposobu obliczania ryzyka R nie obejmuje obiektów:

• z urządzeniem piorunochronnym LPS,• z ryzykiem wystąpienia szkód piorunowych lub utraty usług publicznych, takich jak telekomunikacja, stacje energetyczne, obiekty zasilania w gaz, wodę, stacje telewizyjne, itp.,• o szczególnych wartościach związanych z dorobkiem kulturalnym, jak muzea, zabytki architektoniczne, miejsca archeologiczne, itp.• dla których szkody spowodowane wyładowaniami piorunowymi mogą spowodować zagrożenia dla otoczenia lub środowiska (np. eksplozje, wybuchy, skażenie środowiska, itp.), gdyż w tych przypadkach należy stosować normy serii IEC (PN-EN) 62305.


Jeśli uznano, że obiekt nie posiada lub nie jest dla niego wymagane instalowanie urządzeń ochrony odgromowej LPS i ryzyko szkód spowodowanych przez bezpośrednie wyładowanie w obiekt jest pomijalne, to nadal występuje zagrożenie uszkodzeń instalacji i urządzeń wewnętrznych wskutek przepięć w liniach dochodzących do obiektu lub wskutek przepięć indukowanych w instalacjach przez wyładowania pobliskie. W takim przypadku jest niezbędna ochrona instalacji w obiekcie przed przepięciami realizowana przez zainstalowanie ograniczników przepięć SPD.Wymaganie dla instalowania ograniczników przepięć w obiekcie bez urządzeń piorunochronnych jest określane zależnością:

NG ≥ NGMin x FT/ nL w której: NG –jest średnią roczną gęstością wyładowań doziemnych na terenie gdzie znajduje się obiekt, NGMin – jest minimalną wartością, przy której jest wymagana ochrona instalacji za pomocą ograniczników przepięć SPD, FT – jest tolerowaną roczną częstością wystąpienia szkód w obiekcie, nL – liczbą instalacji dołączonych do obiektu (niskonapięciowych linii zasilających, telekomunikacyjnych, itp.).


Proponowane wartości minimalne Ngmin


Sugerowane wartości FT

Lokalizacja obiektu NGMin

Obszar miejski 100Obszar podmiejski 5

Obszar wiejski 0,5

Wartości podane w tabeli dotyczą obiektu, dla którego liczba dochodzących linii nL=1 a tolerowana częstość wystąpienia szkód FT =1. Dla innych wartości nL i FT, zamieszczone w tabeli wartości minimalne powinny być pomnożone przez FT/ nL

Rodzaj obiektu FT

Mały budynek 0,1Dom z kilkoma mieszkaniami 0,02Mały kościół 0,1Duży kościół 0,04Mała szkoła 0,04Duża szkoła 0,02Mały obiekt użyteczności publicznej 0,02Duży obiekt użyteczności publicznej 0,01Mały obiekt handlowy 0,05Duży obiekt handlowy 0,02Mały obiekt przemysłowy 0,1Duży obiekt przemysłowy 0,05Mały hotel 0,01Duży hotel 0,004

Przykład uproszczonej analizy ryzyka dla obiektu położonego na obszarze wiejskim o NG = 1 i z dochodzącymi dwoma liniami (jedna linia zasilająca i jedna linia telekomunikacyjna).

1. Użytkownik obiektu (ew. projektant) określa tolerowaną częstość szkód określając np. wartość FT = 0,1, czyli dopuszcza się wystąpienie jednej szkody w ciągu 10 lat.

2. Wartość tego współczynnika należy podzielić przez liczbę linii dochodzących do obiektu - FT /nl = 0,1/2 = 0,05

3. Otrzymuje się NGMin = 0,5 x FT /nl = 0,5 x 0,05 = 0,025.

4. NG > NGMin = 0,025, oznacza to, że jest wymagana ochrona przed przepięciami piorunowymi i należy zainstalować ograniczniki przepięć SPD na wejściu linii do obiektu.


3. CHARAKTERYSTYKA AKTUALNYCH WYMAGAŃ I PLANOWANYCH ZMIAN W SERII NORMY PN-EN 62305 Część pierwsza PN-EN 62305-1: Zasady ogólne, zawiera: • terminologię i objaśnienia pojęć oraz stosowanych definicji,• parametry prądu pioruna w powiązaniu z ustalonymi poziomami ochrony odgromowej (klasami) i prawdopodobieństwo występowania granicznych parametrów prądu pioruna, • ekonomiczne uzasadnienie stosowania ochrony odgromowej obiektów,• charakterystykę i wybór środków ochrony - zwodów odgromowych, przewodów odprowadzających i uziemień, połączeń wyrównawczych lub odstępów separacyjnych od zewnętrznego LPS,• opis środków ochrony wewnętrznej - połączenia uziemiające i wyrównawcze; ekranowanie magnetyczne; trasowanie linii; separację galwaniczną i skoordynowany układ SPD,• podstawowe kryteria ochrony obiektów i wybór poziomów ich ochrony,• definicje stref ochrony odgromowej – LPZ (Lightning Protecion Zone), • ogólne wymagania dla ochrony obiektów w celu redukcji możliwości wystąpienia szkód piorunowych.ENERGETAB 2013, Bielsko Biała, 17.09.2013.

Część pierwsza PN-EN 62305-1: Zasady ogólne, planowane zmiany w edycji 3:

• Trwa dyskusja nad ewentualna zmianą i aktualizacja parametrów prądu pioruna po opublikowaniu w sierpniu 2013 broszury CIGRE Technical Brochure (TB 549)


Część druga PN-EN 62305-2 Zarządzanie ryzykiem: W tej części normy rozszerzono zakres przykładów obliczeniowych ryzyka, a także wprowadzono dodatkowo pojęcia stref Zs, czyli wyodrębnionych stref o jednakowych charakterystykach parametrów fizycznych materiałów występujących w obrębie lub na zewnątrz obiektu. Dotyczy to takich cech fizycznych, jak:• rodzaj gruntu w otoczeniu obiektu lub materiałów, z których są wykonane podłogi wewnątrz obiektu,• odporności na rozprzestrzeniania się pożaru w obrębie określonych pomieszczeń,• ekranowania przestrzennego poszczególnych pomieszczeń w celu redukcji oddziaływania pola elektromagnetycznego emitowanego przez prąd piorunu. Dalej pozostaje otwarta sprawa opracowania aktualnego oprogramowania do obliczeń ryzyka szkód piorunowych zgodnego z drugą lub trzecią edycją normy.Możliwe jest ewentualne włączenie się do tych prac także firmy Elko-Bis, przy współpracy z np. Polskim Komitetem Ochrony Odgromowej i Politechniką Warszawską.ENERGETAB 2013, Bielsko Biała, 17.09.2013.

Trzecia część PN-EN 62305-3: Uszkodzenia fizyczne obiektów i zagrożenie życia ma najważniejsze znaczenie dla projektantów i wykonawców urządzeń piorunochronnych instalacji odgromowej. Zawiera ona bardzo obszernie opisane zasady doboru i wymiarowania środków ochrony odgromowej zewnętrznej i wewnętrznej, a także zalecenia dotyczące ich prawidłowej eksploatacji i okresowej kontroli stanu technicznegoObejmuje ona w zakresie ochrony zewnętrznej m.in.:• zasady wymiarowania stref ochronnych przez zwody odgromowe, stanowiące jedną z najbardziej złożonych i pracochłonnych czynności dla projektantów,. • dobór i umiejscowienie zwodów na konstrukcji obiektów i/lub wykorzystanie do tego celu elementów naturalnych,• dobór przewodów odprowadzających, czyli liczby i lokalizacji połączeń przewodzących zwodów odgromowych z uziemieniem,• dobór i analizę uziomów ochrony odgromowej, ich konfigurację, wymiary, parametry elektryczne w połączeniu z poziomem ochrony,•ogólne wymagania dla materiałów i wymiarów elementów, z których jest wykonywana instalacja piorunochronna.ENERGETAB 2013, Bielsko Biała, 17.09.2013.

Trzecia część PN-EN 62305-3: Uszkodzenia fizyczne obiektów i zagrożenie życia Zasady wymiarowania stref ochronnych przez zwody odgromowe


Trzecia część PN-EN 62305-3: Uszkodzenia fizyczne obiektów i zagrożenie życia Odstępy izolacyjne

Między instalacjami wewnętrznymi i LPS Od LPS przy nadwieszonej części budynku.

[m]

Na jego wartość wpływają współczynniki: ki - zależny od klasy LPS), kc - zależny od (liczby przewodów odprowadzających, km – zależny o od materiału izolacji odstępu izolacyjnego oraz odległość l od miejsca zbliżenia zagrożonych wystąpieniem przeskoku miejsc do powierzchni uziemionej (lub ziemi). ENERGETAB 2013, Bielsko Biała, 17.09.2013.

l kk

ksm

ci

Trzecia część PN-EN 62305-3: Uszkodzenia fizyczne obiektów i zagrożenie życia

Uziemienia Typ A – uziomy poziome i pionowe

instalowane na zewnątrz obiektu a także uziom otokowy, który pozostaje w styczności z ziemią na odcinku mniejszym niż 80 % długości. Liczba uziomów nie powinna być mniejsza niż dwa.

Typ B –uziom otokowy, ułożony na odcinku nie mniej niż 80 % całkowitej jego długości, a także uziom fundamentowy czyli uziom naturalny

Dla każdego typu uziomów wymaga się, aby miały minimalne długości pojedynczych elementów pionowych lub poziomych (typ A) lub się zastępczego promienia wynikającego z powierzchni objętej uziomem otokowym lub fundamentowym (typ B) nie były mniejsze niż:


l 1

[m]

[ m]

Klasa I

Klasa II

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 500 1 000 1 500 2 000 2 500 3 000

Klasa III-IV

Czwarta część normy PN-EN 62305: Urządzenia elektryczne i elektroniczne w obiektach dotyczy ochrony wrażliwych na piorunowe zakłócenia elektroma-gnetyczne niskonapięciowych instalacji elektrycznych, telekomunikacyjnych, informatycznych oraz przyłączonych do nich urządzeń (tzw. ochrona przed LEMP).Zasady tej ochrony wewnętrznej są oparte na koncepcji ochrony strefowej, opartej na wyznaczaniu stref ochrony LPZ (ang. Lightning Protection Zones), w których są kolejno ograniczane narażenia związane z oddziaływaniem wyładowania.


Czwarta część normy PN-EN 62305: Urządzenia elektryczne i elektroniczne w obiektach

Do środków ochrony przed LEMP należą:•uziemienia i połączenia wyrównawcze bezpośrednie, dokonywane z pomocą przewodów,• połączenia wyrównawcze dokonywane za pomocą ograniczników przepięć SPD, zwykle instalowanych na wejściu linii do obiektu (co jest wymagane obligatoryjnie dla linii zasilających) oraz wewnątrz obiektu w sposób skoordynowany napięciowo i energetycznie w różnych miejscach instalacji zasilających w obiekcie,• ekranowanie magnetyczne przestrzeni oraz przewodów lub kanałów kablowych w obiekcie,• minimalizowanie powierzchni pętli indukcyjnych tworzonych przez kable i przewody dochodzące do urządzeń elektrycznych i elektronicznych


Aktualne kierunki zmian wprowadzanych do nowej trzeciej edycji serii norm IEC (EN) 62305 są dyskutowane w zespołach komitetu IEC TC 81: MT3, MT8, MT 9 i WG12. Przewidywany termin publikacji trzeciej edycji norm IEC (EN) 62305, a tym samym wprowadzenia ich do PN w języku oryginału (angielskim) to rok 2016. W ramach MT3 są dyskutowane problemy dotyczące zagadnień objętych wymaganiami czwartego arkusza normy dotyczące:• doboru i koordynacji ograniczników przepięć SPD dwubramkowych z uwzględnieniem poziomu wytrzymałości izolacji elektrycznej urządzeń oraz wpływu na ich parametry prądu zwarciowego,• efektywnej ochrony kolejnych stopni ograniczników przepięć i praktycznych zasad selekcji i klasyfikacji SPD z uwzględnieniem tzw. bezpiecznego odstępu ograniczników przepięć od chronionych urządzeń,• rozszerzenia zakresu ochrony wewnętrznej na urządzenia fotowoltaiczne.


Zespół MT 8 pracuje nad zmianami w arkuszu pierwszym i drugim normy związanymi głównie z:• uproszczoną metodyką obliczeń ryzyka szkód piorunowych,• określaniem relacji miedzy liczbą dni burzowych a gęstością powierzchniową wyładowań doziemnych.Zespół MT9 skupia się nad aktualizacją arkusza trzeciego w zakresie: • modyfikacji w określaniu stref ochronnych tworzonych przez zwody odgromowe;• określania odstępów izolacyjnych z uwzględnieniem naturalnych elementów konstrukcji obiektów,• zapewnienia ciągłości połączeń naturalnych elementów LPS,• zagadnień eksploatacji i konserwacji instalacji piorunochronnej LPS.Grupa robocza WG12 dyskutuje nad problemami:• wymagań dla systemów detekcji wyładowań atmosferycznych LLS i wykorzystywaniem danych z tych systemów do aktualizacji informacji o gęstości powierzchniowej wyładowań piorunowych, niezbędnych do oceny ryzyka zagrożenia piorunowego. ENERGETAB 2013, Bielsko Biała, 17.09.2013.

4. WYMAGANIA DLA ELEMENTÓW INSTALACJI PIORUNOCHRONNYCH I KONIECZNOŚĆ BADANIA ICH WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNYCH, KOROZYJNYCH I ELEKTRYCZNYCHWymagania dla elementów instalacji piorunochronnych LPSC są obecnie sformułowane w nowej edycji norm PN-EN 62561 opublikowanych w języku angielskim , które zastąpiły w latach 2011 i 2012 odpowiadającą im serię norm PN-EN 50164 , z których tylko dwie pierwsze części były opublikowane w języku polskim. Zastępowanie i zmiana numeracji odpowiednich norm były spowodowane zarówno nowelizacją wymagań dla poszczególnych wyrobów, jak też faktem, że normy serii PN-EN 50164 były wyłącznie normami europejskimi, natomiast normy serii PN-EN 62561 są także normami IEC. Opracowywaniem i utrzymywaniem norm dotyczących wymagań dla elementów instalacji piorunochronnej zajmuje się grupa robocza WG11 TC 81 IEC, w których pracach biorą także udział eksperci z Polski.


Konieczność spełnienia wymagań serii norm dotyczących elementów urządzeń pioruno-chronnych LPSC opisano w rozdziale 1, gdyż ich odpowiednia jakość ma fundamentalne znaczenie dla trwałości i właściwych parametrów technicznych instalacji piorunochronnych LPS.Należy tu podkreślić, że firma Elko-Bis prawdopodobnie jako jedyny producent krajowy uzyskała certyfikat dotyczący potwierdzenia spełnienia wymagań pierwszego arkusza normy PN-EN 50164-1 (praktycznie identycznej z PN-EN 62561-1) wystawiony przez Biuro Badań Jakości SEP.


Elementy połączeniowe są klasyfikowane ze względu na zdolność przewodzenia prądu piorunu na: •- klasę H, o dużej odporności prądowej,•- klasę N, o normalnej odporności prądowej,

Badania typu, obejmują:• Badania mechaniczne• Badania środowiskowe (korozyjne) w zakresie odpowiednim dla miejsca ich instalacji (nad ziemią lub w gruncie), • Badania elektryczne,• Badania trwałości oznakowania.



Klasa Energia właściwaW/R

Czas trwania udaruTd

HN

2,5 MJ/- - 20 %0,63 MJ/- - 20 %

- 2 ms- 2 ms

Odpowiednio montuje się próbki elementów łączących

• Poddaje się je kolejno sekwencji wymaganych badań.


Przykład metodyki badań

Dokręcanie z odpowiednim momentem (powoli) X - połączenie za pomocą 4 śrub Specjalne postępowanie przy zaciskach ze stali

nierdzewnej (ponowne dokręcenie)

1

23

4



• Badania starzeniowe (środowiskowe)

• Zaciski do stosowania powyżej gruntu i w gruncie

• 1 Mgła solna → 72 godziny

• 2 Atmosfera wilgotnej siarki→ 168 godzin

• 3 Atmosfera amoniakalna (Dla stopów o zawartości <80% Cu) → 24 godziny





Badania udarami prądowymi

Czas (μs)

Prą

d (k

A)

10μs (Czas czoła) 350μs (czas do półszczytu)

Wartość szczytowa

50% wartości szczytowej

10 / 350μs



• Zdjęcia próbek przed i po badaniach prądem udarowym dla klasy Η – 100kA, 10/350μs

• 3 udary prądu, zacisk nie może zostać poluzowany



M.in. wartość rezystancji połączenia w pobliżu zacisku<1mΩ

Dla zacisków ze stali nierdzewnej <2.5mΩ

<1mΩ

Zacisk

Źródło prądu o wartości co najmniej 10A

Kryterium akceptacji (wynik pozytywny/negatywny)



Moment luzujący (odkręcenia)↓

0.25≤ Moment początkowy ≤1.5 Zacisk

Sprawdzenie dla dowolnego połączenia śrubowego



↓

Zacisk

Badanie finalne:

Dla nowych 3 próbek przyłożenie siły 900N

Brak przesunięcia o więcej niż 1mm

Miejsce mocowania

900 N



Normy dotyczące elementów instalacji piorunochronnej LPSC także są uaktualniane i weryfikowane w cyklu pięcioletnim.

Obecne prace WG11 TC 81 IEC dotyczą ew. zmian we wszystkich arkuszach PN-EN Jeśli chodzi o elementy połączeniowe i materiały stosowane na uziomy i przewody to skupiają się głównie na:• wymaganiach dla statycznych badań mechanicznych elementów połączeniowych,• sprecyzowania nowych kryteriów dotyczących odporności korozyjnej (badań środowiskowych) materiałów na uziomy i przewody uziemiające zakopane w gruncie, Warto zasygnalizować, że jest opracowywana nowa – już ósma część – dotycząca materiałów stosowanych na izolowane przewody odprowadzające.



Dziękuję Państwu za uwagę !

omawiane zagadnienia

Documents