Ochrona odgromowa i przed. przepięciami obiektów budowalnych. mgr inż. Marek Sekściński. XV Konferencja KIKE

Transkrypt

1 XV Konferencja KIKE Serock Ochrona odgromowa i przed mgr inż. Marek Sekściński przepięciami obiektów budowalnych Marek Sekściński, RST sp.j. ; Krzysztof Sidor, DIOMARSp. z o.o. 1

2 Program prezentacji Analiza źródeł zagrożeń, wymagania normatywne Strefowa koncepcja ochrony: strefy ochrony odgromowej, połączenia wewnątrz i na granicy stref typy ograniczników przepięć Ochrona odgromowa urządzeń na dachach budynków: pola antenowe, urządzenia radiokomunikacyjne itp. Ochrona pomieszczeń technicznych: serwerownie, sieci Ethernet, centra nadzoru i sterowania 2

3 DZISIEJSZA TECHNIKA TO URZĄDZENIA ELEKTRONICZNE I KABLE

4 DZISIEJSZE URZĄDZENIA TO TECHNIKA CYFROWA

5 Czy warto się zabezpieczać? Diody stabilizujące W, mj ,1 0,01 0,001 0,0001 Diody mikrofalowe Układy scalone Tranzystory małej mocy Diody przełączające Tranzystory mocy Diody prostownicze ( Si) Lampy elektronowe Odporność elementów elektronicznych na działanie impulsów elektromagnetycznych (W energia uszkodzenia elementów) 5

6 Zagrożenie impulsem elektromagnetycznym Nieprawidłowa obsługa 23,0 % Kradzież 7,9 % Przyczyna nieustalona 24,3 % Pożar 4,8 % Woda 4,1 % Wiatr 0,8 % Przepięcia 35,5 % Procentowy rozkład strat finansowych niemieckich firm ubezpieczeniowych na pokrycie strat finansowych w urządzeniach elektronicznych w roku

7 Wprowadzenie Rozporządzenie Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie z dnia 12 kwietnia 2002 r. 53. ust. 2. Budynek należy wyposażyć w instalację chroniącą od wyładowań atmosferycznych. Obowiązek ten odnosi się do budynków wyszczególnionych w Polskiej Normie dotyczącej ochrony odgromowej obiektów budowlanych. ( ) 184 ust. 3. Instalacja piorunochronna, o której mowa w 53 ust. 2, powinna być wykonana zgodnie z Polską Normą dotyczącą ochrony odgromowej obiektów budowlanych Instalacja i urządzenia elektryczne, przy zachowaniu przepisów rozporządzenia, przepisów odrębnych dotyczących dostarczania energii, ochrony przeciwpożarowej, ochrony środowiska oraz bezpieczeństwa i higieny pracy, a także wymagań Polskich Norm odnoszących się do tych instalacji i urządzeń, powinny zapewniać: ( ) 2) ochronę przed porażeniem prądem elektrycznym, przepięciami łączeniowymi i atmosferycznymi, powstaniem pożaru, wybuchem i innymi szkodami, 7

8 Wprowadzenie Rozporządzenie Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie zmiana ( r.) r 8

9 Wprowadzenie Znaczenie norm dla skutecznej ochrony odgromowej, a zwłaszcza ochrony przed przepięciami obiektów naziemnych, wyposażonych w niskonapięciowe instalacje i urządzenia elektryczne i elektroniczne, jest zasadnicze. Wprowadzona do PN seria norm PN-EN (opublikowana w języku polskim w latach ) jest oparta na naukowo potwierdzonych teoriach i wynikach eksperymentów, przy uwzględnieniu międzynarodowych ekspertyz i wyników badań. Została ona umieszczona w wykazie nowej wersji Rozporządzenia Ministra Infrastruktury dot. warunków technicznych dla obiektów budowlanych z dn , które weszło w życie z dniem Seria norm PN-EN jest wynikiem restrukturyzacji zastąpionych i wycofanych norm: PN-IEC 61024, PN-IEC A1, PN-IEC 61312, IEC i IEC

10 Wprowadzenie Terminologia i objaśnienia - Piorunowy impuls elektromagnetyczny LEMP - elektromagnetyczny efekt prądu pioruna, który obejmuje udary przewodzone oraz promieniowane efekty impulsowego pola elektromagnetycznego. - Strefa ochrony odgromowej LPZ - strefa, w której zostało określone piorunowe środowisko elektromagnetyczne. - Komponent ryzyka R X - ryzyko częściowe zależne od źródła i typu uszkodzenia. - Poziom ochrony odgromowej LPL - liczba przyporządkowana zestawowi maksymalnych i minimalnych parametrów projektowych prądu piorunowego, które mogą być przekroczone z określonym dla nich prawdopodobieństwem. - Klasa LPS - liczba służąca klasyfikacji LPS zgodnie z poziomem ochrony odgromowej (LPL), dla którego jest ona przeznaczona. - System środków ochrony odgromowej (LPMS) - kompletny układ środków ochrony urządzeń wewnętrznych przed LEMP. - Skoordynowany układ SPD - zestaw SPD właściwie wybrany, skoordynowany i zainstalowany w celu zmniejszenia możliwości wystąpienia awarii elektrycznych i elektronicznych urządzeń. 10

11 PN-EN Zasady ogólne Cel i zakres przedstawienie terminologii i objaśnień wykorzystywanych w serii norm PN-EN charakterystyka wyładowań atmosferycznych i unormowanych parametrów prądu pioruna przedstawienie poziomów ochrony odgromowej LPL przedstawienie zasad oraz środków ochrony odgromowej 11

12 PN-EN Zarządzanie ryzykiem Cel i zakres przedstawienie zasad szacowania ryzyka szkód powodowanych przez piorunowe wyładowania doziemne w obiektach budowlanych wyjaśnienie pojęć zarządzania ryzykiem, zasady grupowania komponentów, procedur szacowania komponentów ryzyka dla obiektów procedura oszacowania ryzyka i grupowania jego komponentów pozwala dokonać oceny potrzeby stosowania i ewentualnego wyboru właściwych środków ochrony do zaadoptowania w celu redukcji tego ryzyka do dopuszczalnej jego granicy lub poniżej tej granicy. 12

13 PN-EN Uszkodzenie fizyczne i zagrożenie życia Cel i zakres Wymagania dotyczące ochrony obiektów przed szkodami fizycznymi za pomocą LPS oraz ochrony istot żywych przed porażeniem napięciami dotykowymi i krokowymi w pobliżu urządzenia: projektowanie, wykonanie, sprawdzanie i utrzymanie LPS w obiektach o dowolnej wysokości obejmujące: - zasady projektowania instalacji odgromowych - wymagania dla elementów LPS - zalecenia dotyczące obiektów specjalnych (np. zagrożonych wybuchem) - zasady projektowania instalacji uziemiających 13

14 PN-EN Urządzenia elektryczne i elektroniczne wewnątrz budynku Cel i zakres Projektowanie, wykonanie, utrzymanie, sprawdzanie i testowanie systemu środków ochrony (LPM) przed oddziaływaniem piorunowego impulsu elektromagnetycznego LEMP na urządzenia elektryczne i elektroniczne wewnątrz obiektu, w celu redukcji ryzyka trwałych szkód pod wpływem piorunowych impulsów elektromagnetycznych. Opisuje środki redukcji uszkodzeń urządzeń elektrycznych i elektronicznych - dotyczące obiektu - dotyczące instalacji i urządzeń w obiekcie 14

15 Źródła zagrożeń [A] 100 ka 80 ka Zagrożenia udarowe w instalacjach elektrycznych 60 ka 50 ka 40 ka 10/350 µs 20 ka 8/20 µs 20 µs 200 µs 350 µs 600 µs 800 µs 1000 µs t [µs] 15

16 Źródła zagrożeń S1 bezpośrednie wyładowanie w obiekt S3 wyładowanie w linie zewnętrzne I p I p /2 I p /2 S2 wyładowanie pobliskie LEMP S4 wyładowanie w pobliżu linii zewnętrznych LEMP

17 Witkowice, Gnojnica Dolna, gm. Ropczyce. Piorun uderzył w antenę satelitarną NIKT WE WSI NIE MA PIORUNOCHRONU 17

18 Źródła zagrożeń Klasyfikacja źródeł zagrożenia związanego z oddziaływaniem wyładowań atmosferycznych S1 Źródło bezpośrednie wyładowanie w obiekt Skutki przeniknięcie częściowego prądu pioruna do instalacji wewnętrznych: wskutek wyładowania w urządzenia znajdujące się na dachu (układy antenowe, oświetlenia, klimatyzacji); poprzez przeskoki iskrowe do urządzeń i okablowania umieszczonego w zbyt bliskich odległościach od zwodów i przewodów odprowadzających instalacji odgromowej; przez system uziemiający; indukowanie się przepięć wskutek oddziaływania silnego pola LEMP w bezpośrednim sąsiedztwie kanału pioruna S2 wyładowanie w pobliżu obiektu indukowanie się przepięć w okablowaniu wewnętrznym wskutek oddziaływania LEMP sprzężenia galwaniczne poprzez system uziemiający w przypadku wyładowań w bezpośrednim sąsiedztwie budynku wzrost potencjału ziemi S3 S4 bezpośrednie wyładowanie w linie zewnętrzną wyładowanie w pobliżu linii zewnętrznej przeniknięcie częściowego prądu pioruna do instalacji wewnętrznych połączonych z linią zewnętrzną przeniknięcie do instalacji wewnętrznych przepięć indukowanych w linii zewnętrznej wskutek oddziaływania LEMP 18

19 Zagrożenie elektromagnetyczne instalacji wyładowanie atmosferyczne instalacja odgromowa E, H 4 U1 s > d 1 U3 CA pętla prądowa 2 U2 3 połączenia wyrównawcze instalacja uziemiająca 19

20 Zewnętrzna ochrona odgromowa Zadaniem zewnętrznej instalacji odgromowej LPS (ang. Lightning Protection System) jest ochrona obiektu budowlanego przed skutkami bezpośredniego uderzenia pioruna poprzez: przechwycenie doziemnego wyładowania atmosferycznego za pomocą układu zwodów, bezpieczne odprowadzenie prądu pioruna za pomocą przewodów odprowadzających, rozproszenie prądu pioruna w ziemi za pomocą układu uziomów. 20

21 Zewnętrzna ochrona odgromowa Zwody odgromowe Właściwie zaprojektowany układ zwodów to: -odpowiednia kombinacja zwodów pionowych, zwodów poziomych wysokich i zwodów poziomych niskich tworzących strefy ochronne LPZ pokrywające powierzchnię obiektu, -specjalna troska o punkty eksponowane, narożniki i krawędzie, urządzenia znajdujące się na dachach (anteny, klimatyzatory, itp.) -wykorzystanie przewodzących elementów konstrukcji budynku jako naturalnych zwodów pod warunkiem spełnienia przez nie wymagań minimalnych - metody projektowania układu zwodów: toczącej się kuli, kąta ochronnego, oczkowa 21

22 Zewnętrzna ochrona odgromowa Zwody odgromowe Metody projektowania układu zwodów Metoda kąta ochronnego Zwód pionowy Kąt ochronny Siatka zwodów Metoda toczącej się kuli h 1 h2 α1 α2 Metoda oczkowa Przewody odprowadzając e R Tocząca się kula System uziomów 22

23 Parametr Zewnętrzna ochrona odgromowa Zwody odgromowe Parametry instalacji odgromowej wg klas LPS Klasa LPS (poziom LPL) I II III IV Promień toczącej się kuli r (m) Wymiar siatki tworzonej przez zwody poziome w(m) Kąt osłonowy α (w funkcji wysokości H zwodu pionowego względem płaszczyzny odniesienia) α LPZ 0 A H α LPL I LPL II LPL III LPL IV LPZ 0 B s Hm 23

24 Zewnętrzna ochrona odgromowa Zwody odgromowe Metoda toczącej się kuli Możliwa jest do stosowania w każdym przypadku. Jest to metoda najbardziej dokładna, oparta na założeniach modelu elektrogeometrycznego. Strefy ochronne wyznaczane są poprzez przetaczanie po obiekcie wirtualnej kuli o promieniu R zależnym od klasy LPS Zwody powinny być rozmieszczone w taki sposób aby przetaczana kula stykała się jedynie z instalacją LPS. LPZ 0 A LPZ 0 B R 24

25 Zewnętrzna ochrona odgromowa Zwody odgromowe Metoda toczącej się kuli Strefy chronione wg metody toczącej się kuli; układ trójwymiarowy kilku obiektów, z powierzchnia styku obiektu z kulą, 2 zwód, r - promień toczącej się kuli zależny od poziomu ochrony. - miejsca styku (z) wymagają ochrony za pomocą zwodów - brak kontaktu poddawanej ochronie przestrzeni z kulą, przy istnieniu zwodów oznacza, że przestrzeń ta jest chroniona, 25

26 Zewnętrzna ochrona odgromowa Zwody odgromowe Metoda toczącej się kuli Strefy chronione wg metody toczącej się kuli: a) układ dwu obiektów (wysokiego i niskiego), b) układ zwodów poziomych na dachu; 1 obiekt, 2 zwód, 3 obszar chroniony, H wysokość obiektu, h 1 wysokość zwodu od dachu, d odległość między zwodami, r - promień toczącej się kuli zależny od poziomu ochrony, p - głębokość wnikania kuli między zwodami. p = r [r 2 (0,5d) 2 ] 0,5 p - głębokość wnikania kuli między zwodami. 26

27 Zewnętrzna ochrona odgromowa Zwody odgromowe Metoda kąta ochronnego h t A α Stosowana w przypadku budynków o prostych kształtach lub do wyznaczenia stref ochronnych tworzonych przez zwody pionowe. Strefy LPZ 0B wyznaczane są na podstawie wartości kątów ochronnych zależnych od klasy LPS i wysokości zwodu względem rozpatrywanej płaszczyzny odniesienia. W praktyce metoda ta wykorzystywana jest najczęściej przy projektowaniu zwodów pionowych (w postaci iglic i masztów odgromowych) do ochrony pojedynczych urządzeń. α 1 α 2 h 1 h 1 B O C h h 2 27

28 Zewnętrzna ochrona odgromowa Zwody odgromowe Metoda toczącej się kuli vs. metoda kąta ochronnego Obszar zawyżony w metodzie kąta ochronnego LPZ 0 A R Zwód pionowy H α Obszar nie uwzględniony w metodzie kąta ochronnego LPZ 0 B 28

29 Zewnętrzna ochrona odgromowa Zwody odgromowe Metoda oczkowa Stosowana jest najczęściej do ochrony budynków z dachami płaskimi. Jest to metoda najmniej dokładna. W przypadku stosowania metody oczkowej instalacja odgromowa wymaga często uzupełnienia o dodatkowe zwody pionowe do ochrony urządzeń znajdujących się na dachu budynku. Maksymalny wymiar oka siatki zwodów zależny jest od klasy LPS. W przypadku stosowania metody oczkowej podwyższenie zwodów poziomych zwiększa skuteczność instalacji odgromowej. Zwody pionowe do ochrony urządzeń na dachu Wymiar oka siatki zwodów wg klasy LPS Odstęp między przewodami odprowadzającymi wg klasy LPS Uziom otokowy Minimalny wymiar oka siatki Klasa LPS (poziom LPL) Typowe odległości [m x m] I 5 x 5 II 10 x 10 III 15 x 15 IV 20 x 20 29

30 Zewnętrzna ochrona odgromowa Przewody odprowadzające Przewody odprowadzające Przewody odprowadzające powinny być projektowane w taki sposób, aby: zapewnić kilka równoległych dróg przepływu prądu pioruna do ziemi, ich długość była jak najkrótsza, zachować bezpieczne odstępy izolacyjne od istniejących instalacji. Przewodów odprowadzających powinno być zawsze co najmniej dwa. Wyjątek stanowi izolowana instalacja odgromowa w postaci zwodów umieszczonych na oddzielnych masztach w takim przypadku wymagany jest przynajmniej jeden przewód odprowadzający dla każdego masztu. 30

31 Zewnętrzna ochrona odgromowa Przewody odprowadzające Zalecane maksymalne odległości między przewodami odprowadzającymi Klasa LPS (poziom LPL) Typowe odległości [m] I 10 II 10 III 15 IV 20 31

32 Zewnętrzna ochrona odgromowa Instalacja uziemiająca Uziemienie, jako element instalacji odgromowej ma za zadanie rozproszenie w ziemi prądu pioruna odprowadzonego z instalacji odgromowej (LPS). Typy uziemień wg PN-EN : uziom typu A układ uziomów poziomych i/lub pionowych przyłączonych do każdego przewodu odprowadzającego LPS uziom typu B uziom otokowy ułożony na zewnątrz obiektu lub uziom fundamentowy 32

33 Zewnętrzna ochrona odgromowa Instalacja uziemiająca Uziom typu A Długość każdego uziomu od podstawy przewodów odprowadzających zależna jest od rezystywności gruntu i klasy instalacji odgromowej powinna być równa: l 1 -dla uziomów poziomych 0,5 l 1 -dla uziomów pionowych Minimalne długości l 1 można pominąć, jeżeli uzyskana rezystancja uziemienia jest mniejsza niż 10 Ω. l 1 m Klasa I Klasa II 10 Klasa 0 0 III - IV rezystywność gruntu ρ Ωm 33

34 Zewnętrzna ochrona odgromowa Instalacja uziemiająca Uziom typu B W przypadku uziomu otokowego lub fundamentowego, średni promień r e powierzchnizajmowanejprzezuziomniepowinienbyćmniejszyniżwartośćl 1. r e l 1 r e Jeżelir e <l 1 uziomnależyrozszerzyćododatkoweuziomypionowelubpoziome o długościach odpowiednio (l 1 r e )/2 dla uziomów pionowych i (l 1 r e )dlauziomówpoziomych. 34

35 Zewnętrzna ochrona odgromowa Wykorzystanie uziomu fundamentowego Typowe połączenie prętów zbrojeniowych za pomocą drutu wiązałkowego wyprowadzenie do GSW lub LPS taśma stalowa (uziom sztuczny) zbrojenie fundamentu (uziom naturalny) Taśma stalowa jako sztuczny uziom fundamentowy 35

36 Zewnętrzna ochrona odgromowa Uziemienie urządzeń sieci szerokopasmowej Ograniczniki przepięć Uziemienie, R 5Ω P E 36

37 Wewnętrzna ochrona odgromowa Środki ochrony wewnętrznej Dotyczące obiektu : System (LPM) środków ochrony przed LEMP do stosowania indywidualnego lub w układzie kombinowanym składający się z : - uziemienia i połączeń wyrównawczych (bezpośrednich i dokonywanych za pomocą ograniczników przepięć SPD); - ekranów magnetycznych ; - trasowania obwodów ; Dotyczące urządzeń : - ogranicznik przepięć SPD w różnych miejscach wzdłuż linii zasilającej ( i ew. przesyłu danych) i na jej końcu; - ekrany magnetyczne kabli i przewodów. - układ skoordynowanych SPD w instalacjach. 37

38 Wewnętrzna ochrona odgromowa Środki ochrony wewnętrznej Podstawowe środki ochrony (LPM) 1) Uziemienia i połączenia wyrównawcze: - układ uziemień + sieć połączeń wyrównawczych Przykład: każda wchodząca do obiektu liniapowinna być na wejściu do obiektu połączona bezpośrednio lub za pomocą odpowiedniego SPD 2) Ekranowanie magnetyczne i trasowanie obwodów (linii): - ażurowe ekrany przestrzenne; -ekranowanie wewnętrznych linii (ekranowanie przewodów, kanały kablowe ) ; - ekranowanie linii zewnętrznych wprowadzanych do obiektu; - trasowanie linii (obwodów) wewnętrznych (unikanie pętli indukcyjnych i redukcja przepięć wewnątrz obiektu. 3) Układ urządzeń do ograniczania przepięć(system SPD): - ograniczanie przepięć zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz obiektu (układ skoordynowanych SPD). 38

39 Wewnętrzna ochrona odgromowa Środki ochrony wewnętrznej Instalacje elektryczne GSW Główna Szyna Wyrównawcza PE zasilanie 230/400 V 50 Hz sieć komputerowa linie telefoniczne Woda Instalacje techniczne iskiernik Instalacja oidgromowa Gaz M Ochrona katodowa Ogrzewanie Uziom fundamentowy 39

40 Wewnętrzna ochrona odgromowa Środki ochrony wewnętrznej GSW GŁÓWNA Szyna Wyrównawcza MER Main Equipotentailisation Rail LSW Lokalna Szyna Wyrównawcza LER Local Equipotentailisation Rail Zewnętrzny LPS Zasilanie elektroenergetyczne Linie telekomunikacyjne, alarmowe LSW (LER) Pierścień wyrównawczy GSW (MER) LSW (LER) ZOP złącze ochrony przepięciowej Przewodzące instalacje (np. wodociąg, kanalizacja 40

41 Poprawne i niepoprawne połączenia wyrównawcze a) WRONG equipotentialization (bonding) AC supply b) BETTER equipotentialization (bonding) AC supply wires box wires box apparatus racks apparatus racks elevated floor elevate d floor equipotentializatio n (bonding) bars c) BEST apparatus racks AC supply box pewność połączeń, zapobieganie rezonansom elevated floor equipotentializati on grid multipoin t bonding

42 Wewnętrzna ochrona odgromowa Instalacje wyrównania potencjałów 42

43 Wewnętrzna ochrona odgromowa Instalacje wyrównania potencjałów 43

44 Wewnętrzna ochrona odgromowa Instalacje wyrównania potencjałów woj. lubelskie RTCN Piaski 44

45 KONCEPCJA OCHRONY STREFOWEJ optymalne rozwiązanie problemu ochrony odgromowej i przepięciowej w obiektach budowlanych 45

46 PN-EN Zasady ogólne ochrony Koncepcja strefowej ochronyprzedstawiona w serii norm PN-EN zakłada podział obiektu na strefy ochrony odgromowej (LPZ, ang. lightning protection zone), które można zdefiniować jako: LPZ0 A strefanazewnątrzobiektu, w której występuje zagrożenie bezpośredniego wyładowania atmosferycznego oraz oddziaływanie całkowitego prądu pioruna i całkowitego pola magnetycznego; LPZ0 B strefanazewnątrzobiektu,w której nie występuje zagrożenie wyładowania bezpośredniego ale możliwe jest oddziaływanie częściowego prądu pioruna lub prądów indukowanych oraz całkowitego pola magnetycznego; LPZ1 N strefy wewnątrz obiektu,w których nie występuje zagrożenie wyładowania bezpośredniego, ale możliwe jest oddziaływanie ograniczonego prądu pioruna lub prądów indukowanych oraz całkowitego lub stłumionego pola magnetycznego. 46

47 PN-EN Zasady ogólne ochrony Podział obiektu na strefy LPZ LPS SPD 1 Typ 1 LPZ 0 A 2 Typ 2 Linie zewnętrzne napowietrzne LPZ 0 B 2 3 Typ 3 3 LPZ 1 RG 1 RL LPZ < 5 m Linie zewnętrzne kablowe RG rozdzielnica główna RL rozdzielnica lokalna 47

48 Typy ograniczników przepięć Nazwa Ogranicznik przepięć typu 1 (B) Ogranicznik przepięć typu 2 (C) Ogranicznik przepięć typu 3 (D) Przeznaczenie Ochrona przed bezpośrednim oddziaływaniem prądu piorunowego (wyrównywanie potencjałów w budynkach) oraz wszelkiego rodzaju przepięciami łączeniowymi Ochrona przed przepięciami atmosferycznymi indukowanymi, przepięciami łączeniowymi wszelkiego rodzaju, przepięciami przepuszczonymi przez ograniczniki przepięć klasy I Ochrona przed przepięciami atmosferycznymi indukowanymi i łączeniowymi. Miejsce montażu Miejsce wprowadzania instalacji do obiektu budowlanego posiadającego instalację odgromową (złącze, skrzynka obok złącza, rozdzielnica główna) Rozgałęzienia instalacji elektrycznej w obiekcie budowlanym, rozdzielnica główna, rozdzielnica oddziałowa, tablica rozdzielcza Gniazda wtykowe lub puszki w instalacji oraz bezpośrednio w urządzeniach 48

49 OCHRONA ZASILANIA NN Rozdzielnia Główna Rozdzielnica Piętrowa Odbiorniki końcowe Transformator L1 L2 L3 PEN kwh L1 L2 L3 N PE Instalacja odgromowa GSW 1.stopień ochrony 2. stopień ochrony LSW 3. stopień ochrony Napięcie znamionowe Układ sieci TN-C-S Kategoria instalacji 6000 V 230 / 400 V WYMAGANY POZIOM WYTRZYMAŁOŚCI UDAROWEJ URZĄDZEŃ W DANEJ KATEGORII INSTALACJI 4000 V GSW - Główna Szyna Wyrównawcza LSW - Lokalna Marek Szyna Sekściński, Wyrównawcza RST sp.j.; Krzysztof Sidor, DIOMAR Sp. z o.o V IV III II I 230 V 1500 V przy nap. faz. 230 V 800 V przy nap. faz. 150 V 500 V przy nap. faz. 100 V 380 V przy nap. faz. 50 V Sygnalizacja uszkodzenia 49

50 Wysoki obiekt biurowy z podziałem na strefy ochrony odgromowej LPZ 0 B LPZ 1 LPZ 2 LPZ O A LPZ 3 min. 10 m SPD II LSW min. 10 m SPD II LSW min. 5 m SPD III LPZ 3 Centrum obliczeniowe ZK / RG min. 10 m SPD I GSW/GSU SPD II min. 5 m LSW SPD III LPZ 3 Serwerownia

51 Koordynacja ograniczników przepięć Typ 2 Typ 3 OGRANICZNIK TYPU 3 <5m urządzenie końcowe >5m do montażu w puszkach urządzenie końcowe OGRANICZNIK TYPU 3 >5m urządzenie końcowe Typ 1+2 montaż na szynie <5m z PP BCD U p < 1.0 kv (max 10m) urządzenie końcowe >5m OGRANICZNIK TYPU 3 urządzenie końcowe ja ko wtyczka gniazdka 51

52 Długość przewodów ma znaczenie!!! L1 L2 L3 N PE Usp=1,5kV U SP obowiązkowe połączenie Ul=1,5kV U L 5 m s opcjonalnie PE 52

53 Długość przewodów przyłączeniowych Uwaga na spadek napięcia!!! 0,5m U poł1 L U cał U ogr U ogr U cał 0,5m U poł2 Główna szyna wyrównawcza Główna szyna wyrównawcza Dodatkowa szyna ochrona 53

54 Ochrona odgromowa instalacji SAT/TV s > d α s Okablowanie (ekranowane) d odstęp bezpieczny wg PN-IEC :2001 α kąt osłonowy Urządzenie SAT/TV na dachu Zalecana współpraca ze specjalistą w zakresie ochrony odgromowej już na etapie opracowania koncepcji instalacji Lokalizacja zewnętrznych części instalacji SAT/TV w strefie osłonowej zwodów instalacji odgromowej Zachowanie właściwych odstępów izolacyjnych urządzeń i okablowania systemu SAT/TV od elementów instalacji odgromowej (dotyczy to nie tylko zewnętrznych części instalacji TV lecz również i części wewnętrznych) Analiza lokalizacji elementów SAT/TV pod względem ich odporności na oddziaływanie piorunowego impulsu elektromagnetycznego 54

55 Ochrona odgromowa instalacji TV Należy utworzyć strefę ochronną dla anten Do mocowania iglicy odgromowej do masztu anteny należy użyć izolowanych wsporników, które zapewnia bezpieczną odległość izolacyjną Wykonać ochronę przed przepięciami instalacji TV wewnątrz budynku 55

56 Ochrona odgromowa instalacji TV Zwód pionowy i poziomy chroniący anteny należy podłączyć do istniejącej instalacji odgromowej budynku Trasa zwodu poziomego nie może krzyżować się z kablami antenowymi (jeżeli tak, należy zapewnić odpowiednie odległości izolacyjne) 56

57 Ochrona odgromowa instalacji SAT/TV Wszystkie połączenia należy zabezpieczyć przed korozją (np. smarem) Instalacja odgromowa i uziemiająca muszą być połączone do wspólnego systemu uziomów 57

58 Przykład montażu zwodów pionowych i poziomych 58

59 Ochrona przed przepięciami instalacji SAT/TV Ogranicznik przepięć WNĘTRZE OBIEKTU Linia przesyłu sygnałów Chronione urządzenie Ściana zewnętrzna 59

60 Ochrona przed przepięciami instalacji SAT/TV Linie przesyłu sygnałów Chronione urządzenie Ogranicznik przepięć 60

61 2-stopniowy schemat ochrony przepięciowej linii transmisji sygnałów ŚCIANA ZEWNĘTRZNA WNĘTRZE OBIEKTU Strefa O A Strefa 1 ZOP 0-1 ZOP 1-2 Linia przesyłu sygnałów Strefa 2 Chronione urządzenie 61

62 Ochrona przeciw przepięciowa instalacji SAT/TV Każdy kabel sygnałowy wprowadzany do wnętrza budynku musi być zabezpieczony Należy wykonać prawidłowe podłączenie ograniczników do instalacji uziemiającej budynku Skrzynka ZOP-SAT z zestawem ograniczników zamiast tzw. fajki na kable. 62

63 Przykład montażu ograniczników przepięć RST-ZOP-SAT 63

64 Ograniczniki do ochrony linii SAT/TV Ogranicznik do ochrony torów 75 Ohm Duży maksymalny prąd znamionowy In=4A Napięcie znamionowe chronionych urządzeń Un=75V D1 znamionowy prąd udarowy 2,5 ka (10/350 µs) C2 znamionowy prąd wyładowczy 10 ka (8/20 µs) Częstotliwość przenoszona SAT: 0 2,15GHz Częstotliwość przenoszona TV: 0 862MHz Temperatura pracy C 0 Używaj tylko profesjonalnych rozwiązań!!! 64

65 Ograniczniki do ochrony linii SAT/TV Produkt (ogranicznik), który nie wymaga uziemienia, nie jest ogranicznikiem przepięć tylko atrapą!!!

66 KONCEPCJA OCHRONY STREFOWEJ systemy SAT Strefy ochrony przed LEMP Strefa O A na dachu Strefa O B obiektu telewizji satelitarnej

67 KONCEPCJA OCHRONY STREFOWEJ systemy SAT Ochrona przed przepięciami od strony kabli łączących urządzenia na dachu z aparaturą wewnątrz budynku Strefa O B

68 KONCEPCJA OCHRONY STREFOWEJ - systemy SAT Strefa O B Ochrona przed przepięciami od strony kabli łączących urządzenia na dachu z aparaturą wewnątrz budynku

69 KONCEPCJA OCHRONY STREFOWEJ Ochrona przed przepięciami od strony kabli łączących urządzenia na dachu z aparaturą Strefa O B wewnątrz budynku

70 KONCEPCJA OCHRONY STREFOWEJ Ochrona przed przepięciami od strony kabli łączących urządzenia na dachu z aparaturą wewnątrz budynku

71 KONCEPCJA OCHRONY STREFOWEJ systemy SAT Strefa O A Strefy ochrony przed LEMP Strefa O B na dachu obiektu stacji radiowej Strefa O A Radio ZET

72 KONCEPCJA OCHRONY STREFOWEJ Strefa 1 Ochrona przed przepięciami od strony Strefa O B kabli łączących urządzenia na dachu z aparaturą wewnątrz budynku

73 KONCEPCJA OCHRONY STREFOWEJ Strefa 1 Ochrona przed przepięciami od strony kabli łączących urządzenia na dachu z aparaturą wewnątrz budynku

74 OCHRONA PRZEPIĘCIOWA kabli radiokomunikacyjnych Wprowadzenie kabli do budynku

75 OCHRONA PRZEPIĘCIOWA kabli radiokomunikacyjnych Pole antenowe - RCN 75

76 OCHRONA PRZEPIĘCIOWA kabli radiokomunikacyjnych 76

77 OCHRONA PRZEPIĘCIOWA TORÓW SYGNAŁOWYCH CENTRUM RATOWNICTWA 77

78 OCHRONA PRZEPIĘCIOWA TORÓW SYGNAŁOWYCH Ochrona torów radiowych CENTRUM RATOWNICTWA 78

79 OCHRONA PRZEPIĘCIOWA TORÓW SYGNAŁOWYCH Ochrona torów radiowych CENTRUM RATOWNICTWA Slajd 79

80 Wyrównanie potencjałów i uziemienie ekranów istniejących fiderów

81 Wyrównanie potencjałów i uziemienie ekranów istniejących fiderów

82 Ochrona systemu CCTV oraz LAN RST- safe CCTV - do montażu w szafach 19 82

83 Ochrona systemu telewizji dozorowej CCTV α = 45 α = 45 połączenie śrubowe RST-2-1 słup Al bednarka StZn 20x4 połączenie śrubowe osłona rewizyjna Układ do ochrony punktu kamerowego studzienka kontrolnopomiarowa złącze krzyżowe fundament uziom pionowy Galmar 6 m StCu 5/8 " / 0,25 mm 83

84 Ochrona systemu telewizji dozorowej CCTV ZOP 0 B -1 84

85 Ochrona systemów techniki informatycznej Ochrona sieci WAN Routery pełnią funkcję granicy między siecią LAN i WAN

86 Ochrona systemu alarmu włamania i napadu Ochrona torów sygnałowych Ochrona zasilania L3 ZOP ZOP bariera mikrofalowa N 3. stopień ochrony CA syrena czujka PE Ściana budynku układ ochrony przepięciowej ZOP - złącze ochrony przepięciowej CA - centrala alarmowa 86

87 Ochrona systemu alarmu włamania i napadu Czujka ruchu 3 x EnerPro 12V Z6 COM Z5 Z4 COM Z3 Z2 COM Z1 DataPro 2x12V DataPro 2x12V 1 A 1 A 0,5 A 0,5 A 3 x DataPro 2x12V 1 kω 1 kω 1 kω 1 kω CA COM DataPro 2x12V 1 A 0,5 A 1 kω 1 kω Zasilanie 12 V / 3 A DC OUT COM ZOP CA PE + EnerPro 12V _ + _ + _ Czujka: zasilanie 12 V / 180 ma DC sabotaż 12 V / 24 ma linia parametryzowana linia alarmowa 12 V / 24 ma linia parametryzowana 87

88 Ochrona systemu alarmu włamania i napadu Ochrona centrali alarmowej od strony urządzeń zewnętrznych 88

89 Ochrona obiektów radiokomunikacyjnych 1. system uziemienia 2. instalacja odgromowa 3. połączenia wyrównawcze na wieży 4. uziemiona płyta czołowa 5. system wyrównywania potencjałów w budynku 6. ograniczniki przepięć w linii napowietrznej 7. ograniczniki przepięć I stopnia w obwodach zasilania 8. ograniczniki przepięć II stopnia w obwodach zasilania 9. ograniczniki przepięć w torach wielkiej częstotliwości 2 3 AC T/R 1

90 Uderzenie pioruna w wieżę antenową Udar 45,0 m 22,5 m Rozkład spadku napięcia wzdłuż wieży o indukcyjności 40 µh dla udaru 18 ka/2 µs Każdy przewodnik = indukcyjność Indukcyjny spadek napięcia jest znacznie większy niż spadek rezystancyjny W tym przykładzie, 28kV panuje na fiderze odchodzącym do urządzeń 4, 5 m 2,25 m Kabel koncentryczny na płycie wejściowej PolyPhaser Corporation A Smiths Industries Company

91 Ochrona abonentów sieci dostępowej Ogranicznik przepięć - Ogranicznik przepięć Fot. Orange

92 Internet radiowy Ochrona instalacji abonenta α Ograniczniki przepięć

93 Dziękuję za uwagę! 93