ochrona odgromowa i przeci wprzepi ęci owa
ochrona odgromowa i przeci wprzepi ęci owa
ochrona odgromowa anten
na dachach obiektów budowlanych
prof. dr hab. inż. Andrzej Sowa  Politechnika Białostocka
oprawnie zaprojektowane i wy- kablami antenowymi do obiektu
Pkonane urządzenie pioruno- i bezpośrednio oddziaływać na
chronne powinno przejąć prąd pio- urządzenia,
runowy i odprowadzić go do ziemi układy nadawczo-odbiorcze są

bez szkody dla chronionego obiek- szczególnie wrażliwe na od-
tu i w sposób bezpieczny dla ludzi działywanie impulsowego pola
przebywających wewnątrz i na ze- elektroma gnetycznego wywoła-
wnątrz tego obiektu. Obecnie coraz nego przez pobliskie wyładowa-
częściej wymagane jest również nia piorunowe.
stworzenie przez urządzenie pioru- Ograniczanie wartości lub elimina-
nochronne warunków zapewniają- cja prądów piorunowych wnikających
cych bezawaryjne działanie urzą- do obiektu budowlanego jest jednym
dzeń elektrycznych i elektronicz- z podstawowych wymagań przy two-
Rys. 1 Strefy osłonowe tworzone przez pojedynczy maszt antenowy
nych pracujÄ…cych w chronionym rzeniu ochrony odgromowej.
budynku. umieszczone w przestrzeni chronio-
kabel antenowy wprowadzać do
Oceniając występujące zagrożenie ochrona anten nej tworzonej przez: obiektu przez wspólne wejście
piorunowe i dobierajÄ…c odpowied- wszystkich instalacji lub w pobli-
przed bezpośrednim metalowy maszt antenowy,
nie środki ochrony, należy zwró-
metalowy maszt z dodatkowym żu głównej szyny wyrównawczej,
uderzeniem pioruna
cić uwagę na urządzenia umieszczo- zwodem pionowym (rys. 1) połą- ekran kabla połączyć z główną

ne w miejscach szczególnie narażo- Na dachach obiektów budowla- czonym z konstrukcją tego masz- szyną wyrównawczą.
nych na bezpośrednie działanie prą- nych posiadających instalację pioru- tu (rozwiązanie zalecane, jeśli Przykład zalecanego rozwiązania
dów piorunowych, np. na dachach lub nochronną należy metalowy maszt strefa tworzona przez sam maszt przedstawiono na rysunku 2.
ścianach obiektu budowlanego. Doty- antenowy połączyć u podstawy z naj- nie zapewnia ochrony), W przedstawionym rozwiąza-
czy to szczególnie różnego rodzaju an- bliższym zwodem lub przewodem od-
dodatkowy zwód pionowy mocowa- niu część prądu piorunowego płynie
ten, gdyż: prowadzającym [6]. Maszty wykona- ny do masztów nieprzewodzących. w ekranie kabla i wnika do chronione-
są to najczęściej najwyższe kon- ne z materiałów nieprzewodzących A
ącząc antenę z urządzeniem we- go obiektu. Spadki napięć wywołane
strukcje na dachu obiektu, powinny zostać wyposażone w zwo- wnątrz obiektu budowlanego na- przepływem tego prądu mogą, pomi-
bez zastosowania właściwej dy pionowe połączone najbliższym leży [6]: mo połączenia ekranu kabla anteno-

ochrony prądy udarowe o znacz- przewodem siatki zwodów na da- zastosować koncentryczny kabel wego z szyną wyrównawczą, stworzyć

nych wartościach mogą wniknąć chu obiektu. Anteny powinny zostać antenowy, zagrożenie dla chronionego urządzenia.
Rys. 3 Przykład urządzenia ograniczającego przepięcia bezpośrednio przed chronionym urządzeniem:
a) widok ogólny, b) schemat, c) sposób podłączenia ogranicznika TV-Pro [10]
Rys. 2 Przykład ochrony odgromowej masztu z anteną telewizyjną [6]
www. el ektro. i nfo. pl nr 4/ 2005
34
Powstające zagrożenie eliminują urzą- przed oddziaływaniem prądu pioru-
dzenia ograniczające przepięcia umiesz- nowego przedstawia rysunek 5.
czane bezpośrednio przed chronionym W przedstawionych rozwiązaniach
urządzeniem (rys. 3). należy zachować wymagane odstępy
Całkowitą ochronę anten i urządzeń ochronne pomiędzy masztem i an-
wewnątrz obiektu można uzyskać nie tenami a zwodem i innymi elemen-
dopuszczając do wnikania części prą- tami urządzenia piorunochronnego.
du piorunowego do ekranu kabli an- Jeśli zachowanie wymaganych od-
tenowych. We wprowadzanej obecnie stępów ochronnych lub stworzenie
Rys. 4 Ochrona masztu i anteny przed bezpośrednim oddziaływaniem prądu pioru-
normie europejskiej [9] zalecane jest przestrzeni chronionych przez zwo-
nowego [10]
umieszczenie masztów antenowych dy pionowe jest trudne lub niemoż-
w przestrzeniach chronionych tworzo- liwe do realizacji, to można zastoso-
nych przez nadbudówki oraz elemen- wać jedno z poniżej przedstawionych
ty konstrukcyjne dachu lub dodatko- rozwiązań:
we zwody umieszczane obok masztów.
zwód pionowy i przewód odpro-
W obu przypadkach należy zachować wadzający mocowane do chronio-
bezpieczne odstępy pomiędzy chro- nego masztu, bezpieczny odstęp
nionymi masztami a elementami wy- pomiędzy tym przewodem a chro-
korzystywanymi do ochrony odgro- nionym obiektem zapewniajÄ… od-
mowej. Przykład takiego rozwiązania powiednio dobrane izolacyjne ele-
przedstawiono na rysunku 4. menty dystansujÄ…ce (rys. 6a),
Podobne rozwiÄ…zania wprowadza-
do odprowadzania prądów pioru-
ne są również do ochrony odgromo- nowych wykorzystywane są prze-
wej anten stosowanych w telefonii wody w izolacji wysokonapięcio-
komórkowej. Przykłady ochrony an- wej (rys. 6b).
ten przed bezpośrednim wyładowa- Stosując przewody w izolacji wyso-
Rys. 5 Umieszczanie masztów antenowych w przestrzeniach chronionych zwodów
pionowych
niem oraz ochrony kabli antenowych konapięciowej należy ograniczyć wy-
reklama
a)
b)
nr 4/ 2005 www. el ektro. i nfo. pl
35
ochrona odgromowa i przeci wprzepi ęci owa
chodzących do około 0,75 m dla odstę-
Parametr Wartość
literatura
pów w powietrzu oraz do około 1,5 m
Równoważny odstęp bezpieczny 0,75 m  powietrze, 1,5 m  dielektryk stały
Średnica zewnętrzna 20,0/23,0 mm
w przypadku odstÄ™pów w dielektryku 1. P. Hasse, Überspannungsschutz
Minimalny promień gięcia 200 mm
stałym. Podstawowe parametry prze- von Niederspannungsanlagen.
Temperatura montażu przewodu > 0°C
wodu HVI zestawiono w tabeli 1. Betrieb elektronischer Geräte
Maksymalne naciski 950 N
Producent zapewnia również wy- auch bei direkten Blitzschlägen.
Wewnętrzny przewód 19 mm2 Cu
godne do montażu zakoÅ„czenia ka- Tüv-Verlag. 1998.
Zewnętrzne pokrycie czarny lub szare PCV
bli (rys. 7) oraz odpowiednio monto- 2. A. Sowa, Kompleksowa ochrona
Tab. 1 Podstawowe parametry przewodu HVI [14]
wane i rozmieszczone obejmy do po- odgromowa i przepięciowa. COSiW
ładowania ślizgowe na powierzchni nego w miejscu powstawania wyła- łączeń wyrównawczych z uziemiony- SEP, Warszawa 2005.
izolacji. Można to osiągnąć: dowań ślizgowych można osiągnąć mi elementami. 3. PN-86 / E-05003 / 01, Ochrona od-
podwyższając napięcie początko- stosując przewody w izolacji wyso- Przykład wykorzystania przewo- gromowa obiektów budowla-
we wyładowań ślizgowych, (np. konapięciowej z pokryciem przewo- dów HVI do ochrony anten stacji ba- nych. Wymagania ogólne.
zwiększenie grubości izolacji dzącym lub półprzewodzącym. Taki zowych telefonii komórkowej przed- 4. PN-IEC 61024-1:2001, Ochrona
przewodu), sposób ochrony przed wyładowania- stawiono na fotografii 1. odgromowa obiektów budowla-
nych. Zasady ogólne.
stosując ekrany w izolacji przewo- mi ślizgowymi zastosowano w prze-
du (np. cienkie folie metalowe we- wodach HVI (High Voltage Insulated) podsumowanie 5. PN-IEC 61024-1:2001 / Ap1 gru-
wnątrz izolacji), produkowanych przez firmę DEHN. dzień 2002, Ochrona odgromowa
zmieniając rozkład natężenia pola Przewody te posiadają izolację wy- Zapewnienie bezawaryjnego dzia- obiektów budowanych. Część 1.
elektrycznego w miejscu wystą- sokonapięciową pokrytą warstwą łania urządzeń elektronicznych może Zasady ogólne.
pienia wyładowań ślizgowych. półprzewodzącą i można je stosować wymagać zastosowania nowych rozwią- 6. PN-IEC 61024-1-2:2002, Ochrona
Dwie pierwsze metody nie znala- w przypadku konieczności układa- zań przy tworzeniu instalacji pioruno- odgro mowa obiek tów budowla-
zły dotychczas praktycznego zastoso- nia przewodów odgromowych obok chronnej. Dotyczy to szczególnie ochro- nych. Zasady ogólne. Przewod-
wania przy produkcji przewodów wy- uziemionych, przewodzących insta- ny odgromowej anten umieszczanych nik B  Projektowanie, montaż,
korzystywanych do celów ochrony od- lacji lub urządzeń. Zastosowanie ta- na dachach obiektów budowlanych. Są konserwacja i sprawdzanie urzą-
gromowej. W przypadku metody trze- kich przewodów eliminuje wymóg za- one narażone na bezpośrednie wyłado- dzeń piorunochronnych.
ciej, poprawę rozkładu pola elektrycz- chowania odstępów bezpiecznych, do- wanie piorunowe i coraz częściej zale- 7. PN-IEC 61312-1:2001, Ochrona przed
cane jest niedopuszczenie do bezpo- piorunowym impulsem elektroma-
średniego oddziaływania prądu pioru- gnetycznym. Zasady ogólne.
a) b)
nowego na maszty, anteny i urzÄ…dzenia 8. PN-IEC / TS 61312-2:2002, Ochro-
wewnÄ…trz obiektu. na przed piorunowym impulsem
Spełnienie powyższych wymagań elektromagnetycz nym (LEMP).
można osiągnąć stosując do ochro- Część 2. Ekranowanie obiektów,
ny przed prądem piorunowym odpo- połączenia wewnątrz obiektów
wiednio dobrane układy zwodów lub i uziemienia.
przewody w izolacji wysokonapięcio- 9. prEN 62305-3:2004, Protection
wej pokrytej warstwą półprzewodzącą. against lightning  Part 3: Physi-
Ochroną przed bezpośrednim oddzia- cal damage to structures and life
ływaniem prądu piorunowego należy hazard.
objąć również anteny instalowane na 10. Materiały reklamowe firmy
Rys. 6 Ochrona anten przed bezpośrednim wyładowaniem piorunowym: a) wyko- ścianach obiektu budowlanego. DEHN.
rzystanie zwodu pionowego i przewodu odprowadzającego odsuniętego od
masztu, b) zwód pionowy z kablem wysokonapięciowym
a)
b)
Rys. 7 Przewody w izolacji wysokonapięciowej, a) gotowe przewody z końcówkami
o różnym przeznaczeniu i obejmami [10], b) gotowe przewody z końcówkami
Fot. 1 Przykład wykorzystania kabla w izolacji wysokonapięciowej pokrytej mate-
o różnym przeznaczeniu i obejmami [10]
riałem półprzewodzącym do odprowadzania prądu piorunowego
www. el ektro. i nfo. pl nr 4/ 2005
36