W przypadku rzeczywistych obiektów budowlanych i rozległych, wrażliwych systemów elektronicznych najczęściej stosowany jest dwu- lub trój stopniowy system ograniczania przepięć w instalacji elektrycznej oraz dwustopniowy w systemie przesyłu sygnałów (rys. 12).
Prąd piorunowy zgodnie z wartościami tabeli 4
/
Ho
Składowe elektryczna E i magnetyczna H natężenia pola (tabela 17) Co
Rys. 12. Przykład zastosowania strefowej koncepcji ochrony w przypadku systemu alarmowego
Poprawnie zaprojektowana i wykonana instalacja piorunochronna i systemy ograniczania przepięć powinny również ograniczać skoki potencjałów w obiekcie i dążyć do ich wyrównywania. Dzięki temu nawet w przypadku bezpośredniego uderzenia w obiekt potencjał wszelkich instalacji będzie wzrastał do wartości odpowiadającej wzrostowi potencjału systemu uziomowego.
W przypadku obiektów budowlanych każdą z wyodrębnionych stref można scharakteryzować dopuszczalnymi wartościami napięć i prądów udarowych dochodzących do urządzeń pracujących w danej strefie. Dodatkowo można również określić dopuszczalne wartości natężeń pól elektrycznego i magnetycznego w każdej ze stref.
Podstawowe informacje charakteryzujące zagrożenie występujące w poszczególnych strefach zestawiono w tabelach 16 i 17.
Stosowanie przedstawionego systemu kompleksowej ochrony wymaga innego podejścia do zagadnień dotyczących ochrony odgromowej obiektów budowlanych. Projektanci i wykonawcy urządzeń piorunochronnych powinni zwracać większą uwagę na:
• ochronę urządzeń na dachach obiektów budowlanych,
• zagadnienia dotyczące wykorzystania konstrukcji żelbetowych do rozprowadzania prądu piorunowego oraz jako elementów ekranowania całego obiektu i poszczególnych pomieszczeń,
• dobór ograniczników chroniących przed bezpośrednim działaniem prądu piorunowego.
Szeroki zakres przedstawionych wymagań powoduje, że planowanie, projektowanie oraz instalacja systemów ochrony odgromowej i przepięciowej powinny być prowadzone przez odpowiednio przeszkolonych projektantów lub instalatorów. Nadzór należy prowadzić na każdym stadium budowy obiektu oraz instalowania wewnątrz niego systemów elektrycznych i elektronicznych.
26
Tabela 16. Charakterystyka zagrożeń występujących w poszczególnych strefach ochronnych
Strefa |
Charakterystyka zagrożeń występujących w danej strefie |
Oa |
Urządzenia są narażone na bezpośrednie oddziaływanie impulsowego pola elektromagnetycznego wywołanego przez prąd piorunowy oraz narażone na bezpośrednie działanie części prądu piorunowego. |
Ob |
Urządzenia są narażone na bezpośrednie oddziaływanie impulsowego pola elektromagnetycznego wywołanego przez prąd piorunowy ( analogicznie jak w strefie 0A) oraz napięć i prądów udarowych indukowanych przez prądy piorunowe. |
1 |
Pojedynczy ekran (np. elementy konstrukcyjne budynków) układy urządzeń ograniczających przepięcia chronią urządzenia przed działaniem impulsowego pola elektromagnetycznego oraz przed prądem piorunowym rozpływającym się w obiekcie. |
2 |
Ochronę przed zakłóceniami impulsowymi tworzą kolejne ekrany oraz stopnie urządzeń ograniczających przepięcia w instalacji elektrycznej oraz w systemach przesyłu sygnałów. |
3 | |
4 |
Tabela 17. Poziomy przepięć i natężeń pola elektrycznego i magnetycznego w poszczególnych strefach
Strefa |
Poziomy przepięć w instalacji elektrycznej 230/400 V |
Poziomy przepięć w liniach przesyłu sygnałów |
Natężenie pola elektrycznego* |
Natężenie pola magnetycznego* |
0A |
Wynikające z wytrzymałości układu izolacyjnego |
Wynikające z wytrzymałości układu izolacyjne- _go |
500 kV/m |
10 kA/m |
0b |
10 kV |
6 kV |
500 kV/m |
10 kA/m |
1 |
6kV |
4 kV |
Kilkanaście- kilkadziesiąt kV/m |
Kilkaset A/m -kilka kA/m |
2 |
4 kV |
2,5 kV |
5 kV/m |
100 A/m |
3 |
2,5 kV |
1,5 kV |
50 V/m |
1 A/m |
4 |
1,5 kV |
0,5 kV |
5 V/m |
0,1 A/m |
* wartości proponowane przez autora
Zeszyt 11 27