1

GROMOBRANSKA INSTALACIJA

2

•

Primarna funkcija-

zaštita ljudi i imovine od razarajućih dejstava atmosferskih pražnjenja

•

Pri projektovanju je potrebno imati informacije o funkciji objekta, izvođenju i lokaciji objekta

•

Na osnovu IEC standarda određuje se:–

Klasa objekta

–

Procjena objekta koji se štiti

–

Nivo zaštite

3

Pražnjenja

u zemlju

u neposrednoj

blizini ulaznih

vodova

–

Mogu dovesti do

kvarova

ili–

pogrešnog

rada

elektricnih

ili

elektronickih

sistema

u objektu

zbog

induciranih

prenapona

na

vanjskim

zracnim

vodovima, koji

ulaze

u objekat.

•

Vrste

šteta

, koje

se mogu

pojaviti

kod

atmosferskih

pražnjenja, su:

–

opasnosti

po

ljude

u objektu

zbog

opasnih

napona

koraka

i dodira,

–

požar, eksplozija, mehanicka

razaranja

i zagadjivanje

okoliša, i

–

kvarovi

elektricnih

i elektronickih

uredjaja

u objektu

zbog

prenapona.

4

Rizik

•

Rizik

se definira

kao

slucajni

proces

koji

je sastavljen

od

skupa

efekata

koji su

povezani

sa

parametrima

atmosferskog

pražnjenja, karakteristikama

objekta, elementima

opreme

u objektu, instalacijama

u objektu

itd.

•

Rizik

(R) se može

definirati

preko

vjerovatnosti

godišnjih

gubitaka

u objektu

zbog

djelovanja

atmosferskih

pražnjenja

:

R=1-e-NPL

,•

gdje

je

–

N-srednji

godišnji

broj

pražnjenja

u objekt

,–

P-vjerovatnost

nastanka

štete

na

objektu

zbog

atmosferskog

pražnjenja

–

L-srednji

iznos

gubitaka.

5

Srednji

godišnji

broj

pražnjenja•

Broj

pražnjenja

N može

se procijeniti

proizvodom

gustoce

atmosferskih

pražnjenja

u

zemlju

Ng sa

ekvivalentnim

podrucjem

prihvatanja

A (ili

S) objekta

ili

ulaznog

voda.

•

Gustoca

atmosferskih

pražnjenja

u zemlju

(broj

pražnjenja

po

km2

godišnje) odredjuje

se mjerenjem

(rade se odgovarajuce

karte

sa

ucrtanim

brojem

atmosferskih

pražnjenja

Ng (izokeraunicke

karte).

•

Ako

karte

nisu

na

raspolaganju, vrijednost

Ng se može

odrediti

na

osnovi broja

grmljavinskih

dana

ili

ukupnim

trajanjem

grmljavina.

Ng=0.04 Td1.25

(broj

udara/km2 god),

–

Td-broj

dana

sa

grmljavinom

u toku

godine, uzet

iz

izokeraunicke

karte.–

Ng u funkciji

Td je dat

u sljedecoj

tabeli

6

•

Za svaku

vrstu

štete

treba:

–

procijeniti

rizik

R,–

Izabrati

odgovarajucu

vrijednost

rizika

RT

,–

izvršiti

poredjenje

R i RT

,–

ako

je R<=RT

nije

potrebno

projektirati

zaštitu

od

atmosferskog pražnjenja

,

–

ako

je R>RT trebaju

se primjeniti

mjere

zaštite

kako

bi se dobio

odnos R<=RT,

–

odabir

najefikasnije

zaštitne

mjere

u cilju

postizanja

R<=RT i to za sve štete, koje

mogu

nastati

u odnosu

na

objekt,

–

odabir

najpogodnije

zaštite

prema

propisima.

7

ODREDJIVANJE NIVOA ZAŠTITE GROMOBRANSKIH INSTALACIJA

•

Cilj

izbora

odgovarajuceg

zaštitnog

nivoa

je smanjivanje

rizika

opasnosti

od oštecenja

zbog

direktnih

atmosferskih

pražnjenja

ispod

maksimalno

dopustivog

nivoa.•

Efikasnost

gromobranske

instalacije

je:

•

Odnosno zavisi od očekivanog

broja

direktnih

atmosferskih

pražnjenja

u šticeni

objekat

(Nd) i

•

prihvatljivog

broja

atmosferskih

pražnjenja

u objekat

(Nc)

•

Faktori

u vezi

sa

analiziranim

objektom

dati

su

koeficijentima

C1, C2, C3 i C4 preko

slijedece

formule.

8

9

10

11

Projekat spoljašnje gromobranske instalacije

•

Definiše se dio objekta koji se prvi nađe na rastojanju R silaznog lidera atmosfreskog pražnjenja

Mjesto postavljanja gromobrasnke instalacije je limitirajući parametar jer zavisi od zahtijevanog nivoa zaštite i izabrane metode kojom se definiše prihvatni sistem

12

Projekat prihvatnog sistema

•

Mora biti u skladu sa zahtijevanim standardom IEC, BAS pod uslovom da se pri projektovanju koriste metode:

–

Metode zaštitnog ugla

–

Kotrljajuće kugle (sfere)

–

Mreže provodnika

13

Metoda

zaštitnog

ugla•

Provodnici prihvatnog sistema, štapne hvataljke, štapovi i žice moraju se postaviti tako da svi dijelovi objekta koji se štite budu unutar obvojne površine koja se dobije projekcijom tačaka na provodnike prihvatnog sistema nasuprot tla u svim pravcima pod uglom α

u odnu na vertikalu.

Horizontalni provodnik prihvatnog sistema je iznad tla na visini h1

.

Kada projiciramo tačke prihvatnog sistema pod uglom α

u svim pravcima dobijamo

kupu na oba kraja i to je štićena zona; pored toga horizontalni provodnik takođe štiti s obje strane formirajući površ

ACAC

14

•

Prema IEC standardu zaštitni ugao je različit za različite visine objekta

α α

s s

α-zaštitni ugao

s-razdvajanje

Pravilnim izborom visine štapne hvataljke i ugla α određena je zona koja se štiti

15

•

Sa štapnom hvataljkom koja je postavljena uz rub štiti se rub objekta i dio prostora obuhvaćen uglom α

(kada se izvrši projiciranje tačke na tlo)

•

α1 odgovara h1, α2 odgovara h2

16

Metoda mreže provodnika•

Metod

mreže

vodica

(Faradejev

kavez) sastoji

se od

horizontalnih

prihvatnih

vodica,koji

su

povezani

na

vertikalne

spusne

vodice

1.-štapna hvataljka2.-horizontalni provodnik

prihvatnog

sistema3.-spusni provodnik4.-T ukrsni

komad

5.-

ukrsni

komad6.-spajanje sa

celicnim

armaturama

objekta

od armiranog

betona

7.-ispitni spoj8.-prstenasti uzemljivac

9.-

ravni

krov

sa

fiksnom opremom

17

•

Provodnici prihvatnog sistema treba da zatvaraju poligon blizu ivica krova. Poligon prihvatnog sistema se može kompletirati i povezivanjem poprečnih provodnika tako da prihvatni sistem gradi mrežu u skladu sa standardima.

•

Vodici prihvatnog sistema treba da formiraju zatvoreni poligon sa velicinama okaca, koje su date u tabeli

18

Metoda

kotrljajuce

sfere

•

Primjenom

ovog

metoda

, sistem

prihvatnih

vodica

postavljen

je na

takav nacin

da

ni

jedna

tacka

zapremine

šticenja

objekta

ne dolazi

u kontakt

sa

sferom

radijusa

R kotrljajuci

je oko

i

na

vrhu

objekta

u svim

mogucim smjerovima.

•

Sfera

mora

da

dotice

samo

sistem

prihvatnih

vodica

•

Zaštitna zona koju osigurava zaštitni provodnik gromobranske instalacije je prostor u koji ne može prodrijeti fiktivna sfera kada je u kontaktu sa ovim provodnikom i kada se postavlja na objekat.

19

•

Fiktivnu sferu je potrebno “valjati'', postavljati oko i iznad objekta u sve moguće položaje do tla, kako bise pronašla dodirna mesta i površine na kojima se moraju postaviti elementi prihvatnog sistema, jer se na tim mestima može dogoditi udar. Na zadebljanim linijama prema slici b) potrebno je postaviti prihvatni sistem.

Skica zaštitne zone određene metodom zaštitnog ugla a) i metodom fiktivne (kotrljajuće) sfere; b)

20

•

Na vitkim

dijelovima, koji

su

viši

od

radijusa

kotrljajuce

sfere

R mogu

nastati bočna

atmosferska

pražnjenja

.

•

Svaka

bočna

tačka na

objektu

, koju

dotiče sfera

, je moguća tačka udara.Vjerovatnost

bočnih

udara

za objekte

niže

od

60 (m) je zanemariva.

•

Za

objekte

koji

su

viši

većina

pražnjenja

bi trebalo

da

pogodi

vrh

objekta, horizontalne

ivice

ili

uglove

objekta.

•

Mala je vjerovatnost

da

će se desiti

bočni

udar

(vjerovatnost

je

nekoliko procenata).

•

Obično je dovoljno

ugraditi

bočni

sistem

prihvatnih

vodiča na

gornjem

dijelu visokih

objekata

–obično na

20% vršnog

dijela

visokih

zgrada.

•

Zaštita

od

atmosferskih

prenapona

je skuplja

kada

se poluprečnik

odabrane sfere

smanjuje

(povećan nivo

zaštite).

21

•

Na sljedecoj

slici

pokazana

je zaštita

koja

se može

realizirati

sa

štapnom hvataljkom

prihvatnog

sistema

ili

jarbola

visine

ht manja

od

poluprecnika

(radijusa) fiktivne

sfere

ili,

ako

se radi

o horizontalnom

vodicu

prihvatnog sistema

na

visini

ht od

referentne

zemlje

22

•

Ako

se radi

o dva

paralelna

horizontalna

vodica

prihvatnog

sistema gromobranske

instalacije

iznad

horizontalne

ravni

( slika

6.13.) dubina

„prodiranja“

fiktivne

sfere

ispod

ravni

dva

vodica

je :

d

23

•

Sistem zaštite grmobranske instalacije se sastoji od:•

Unutrašnjeg dijela i

•

Vanjskog dijela

Vanjski dio•

Prihvata direktna atmosferska pražnjenja u objekat preko sistema prihvatnih vodiča

•

Sigurno provodi struju atmosferskog pražnjenja preko sistema spusnih vodiča

•

Odvodi struju atmosferskog pražnjenja preko sistema uzemljenja

Unutrašnji sistem

gromobraske instalacije •

Sprečava opasno iskrenje objekta povezivanjem metalnih dijelova na jednu sabirnicu za izjednačenje potencijala

•

Mogu postojati i druge mjere zaštite u slučaju pojave napona koraka i napona dodira za ljude koji se nalaze van objekta a u blizini spusnih vodiča

24

•

Minimalne vrijednosti parametara struje atmosferskog pražnjenja kao i odgovarajući radijusi (poluprečnici kotrljajućih sfera su dati u tabeli

25

Zaštita električne opreme i uređaja na krovu

•

U skladu sa ustaljenom praksom metalna oprema i uređaji montirani na krovu ne moraju se štititi kada njihove mjere ne prelaze sljedeće vrijednosti:–

Visina iznad krova 0.3 m

–

Njihova ukupna površina 1 m2

–

Njihova najduža strana 2 m

•

Izolovani aparati i uređaji montirani na krovu koji ne štrče više od 0.5 metara iznad površine prihvatnog sistema ne moraju se štiti pomoću štapnih hvataljki prihvatnog sistema

•

Dimnjaci izrađeni od izolacionog materijala moraju se zaštiti štapnom hvataljkom ili prstenom prihvatnog sistema kada se ne nalaze u zoni prihvatnog sistema

26

Prihvatni sistemi•

Gromobrasnka instalacija mora biti sposobna da izdrži naprezanja od struje atmosferskog pražnejnja

•

Krovovi od zapaljivih materijala se moraju štiti od opasnih djelovanja zagrijavanja provodnika zbog struje atmosferskog pražnjenja: prihvatni sistem se mora izvesti od materijala otpornih na koroziju kao što su bakar, aluminijum ili pocinčani čelik

•

Stubovi prihvatnog sistema blizu opreme koja se štiti namijenjeni da minimiziraju vjerovatnoću udara groma u objekte u njihovom štićenom prostoru kada je postavljena izolovana spoljašnja gromobranska instalacija

•

Na malim zgradama koje imaju krovne ivice, krovni provodnici se postavljaju po ivicama krova tako da se vode najmanje dva krovna provodnika ka spusnim vodovima na suprotnim uglovima objekta

•

Kada prirodni provodnici nisu na raspolaganju moraju se postaviti konvencionalni provodnici prihvatnog sistema na vanjsku ivicu objekta

27

Izolovana gromobranska instalacija•

Gromobranska instalacija koja je spojena na provodne elemente objekta i na sistem izjednačavanja potencijala samo na nivou zemlje definiše se kao “izolovana”

spoljašnja instalacija

•

Realizuje se korištenjem štapne hvataljke ili stuba postavljenih do objekta koji se štiti ili pomoću razapetih žica u vazduhu između stubova (na bezbjednom rastojanju)

•

U visokim objektima spusni provodnici moraju se povezivati i kružnim provodnicima na svakih 20 metara visine

Neizolovana gromobranska instalacijaU objektima sa brojnim provodnim dijelovima u spoljašnjim zidovima, prihvatni sistem i sistem uzemljenja moraju se spojiti sa provodnim dijelovima objekta na brojnim mjestima,koji se mogu koristiti i za izjednačenje potencijala.

Na taj način smanjuju se naponi usljed udara groma.

Takvi dijelovi projekta nazivaju se neizolovana gromobranska instalacija

28

•

Kao konkretan

primjer

Projekta

gromobranske

instalacije

treba

uraditi Projekat

gromobranske

instalacije

usamljenog

industrijskog

objekta

(

proizvodnja

namještaja

i skladište) cije

su

dimenzije

40x20 (m) u

tlocrtu

i visine

60 (m) .

•

Objekat

ima

4. sprata

, uradjen

je

od

armiranog

betona

sa

nosecim armirano-betonskim

stupovima. Maksimalno

rastojanje

stupova

je

15(m). U

stupovima

je

ugradjena

pocincana

FeZn

traka

(kao

spusni

vod) 25x3 (mm) koja

je

spojena

sa

prstenastim

uzemljivacem

( traka

FeZn

25x4 (mm) ) i sa

temeljnim

uzemljivacem. Krov

objekta

je

ravan

i uradjen

od

izolacionog materijala

koji

ima

, ujedno, i funkciju

zaštite

od

oborina.

•

Na krovu

se

nalaze

i kucica

za

lift i kucica

za

kablovsku

televiziju

uz

dimnjak od

opeke. Njihova

visina

ne

premašuje

5 (m).

•

Na krovu

postoje

horizontalni

oluci

na

svim

stranama

krova

koji

su

uradjeni od

pocincanog

lima koji

je

debljine

0.6 (mm) i ciji

je

obim

300 (mm). Isto

tako, postavljeni

su

i vertikalni

oluci

na

sva

cetiri

ugla

objekta

istih

dimenzija kao

i oluci

na

krovu.

•

Objekt

je

sagradjen

na

zemljištu

ciji

je

specificni

elektricni

otpor

100(m).•

U procesu

proizvodnje

fabrike-

pogona

namještaja

treba

predvidjeti

kontinuirano

napajanje

elektricnom

energijom

tj. pogon

ne

smije

ostati

bez napajanja.

•

Za

geografsko

podrucje

na

kojem

se nalazi

Objekt

(okolina

Sarajeva) sa izokeraunicke

karte

se može

ocitati

podatak

da

je

srednji

broj

dana

u godini

sa

grmljavinom

jednak

Td=30.•

Objekt

se napaja

kabelskim

vodom

PP00 a lokacija

ulaska

u Objekt

je

ista

kao

i

prikljucak

na

vodovodnu, plinsku

i kanalizacionu

mrežu.•

U blizini

Objekta

ne

postoje

nadzemni

vodovi

(didstributivne

ili

prenosne

mreže).

29

Rješenje

•

Za usamljeni objekat na ravnom zemljištu ekv površina je ograničena presjekom između površine zemlje i prave linije nagiba 1:3 koja polazi iz gornjih dijelova objekta (dodirujući ga) i koja rotira oko tog vrha.

- Očekivani broj direktnih udara

30

31

326 X tg 25°=2.8 m

33

•

Zaštitni

prostor

se odnosi

i na

prostor

oko

temelja

zgrade

, sa

dvije

strane

, i to

•

Prema

tome, može

se zakljuciti

da

ova zaštita

nije

dovoljna

a što

se može vidjeti

i iz

tabele

( objekat

viši

od

20 (m) a u zoni

zaštite

I). Može

se zakljuciti

da

je

optimalan

sistem

zaštite

od

atmosferskih

pražnjenja

preko

prihvatnog sistema

kombinacije

mreže

dimenzija

okca

5x5 (m) + kotrljajuca

fiktivna

sfera

za

spusne

vodove

koji

su

instalirani

na

dimnjaku, na

kucici

za

lift i kucici

za

kabelsku

televiziju.

•

Prihvatni

sistem

gromobranske

zaštite

, koji

je

uradjen

na

ovakav

nacin, ne treba

da

ima

i dodatne

prihvatne

hvataljke.

•

Prema

tome, željezna

krovna

konstrukcija

mora

biti

zavarena

za

armaturu nosecih

stupova

( ili

traku

FeZn

25x3 (mm) u stupu). Na prikladnoj

visini

svakog

ugla

Objekta

treba

planirati

izvod

iz

noseceg

stupa

radi

spajanja vertikalnih

oluka

na

sistem.

•

Unutar

Objekta

obavezno

planirati

izvod

za

spajanje

sabirnice

za izjednacavanje

potencijala.

34

•

Prihvatni

sistem

na

krovu, osim

obicne

štapne

hvataljke

uz

dimnjak, podrazumijeva

postavljanje

mreže

od

pocincane

trake

( prema

nacrtu)

postavljene

svakih

5 (m) , s tim

što

se treba

imati

na

umu

da

ivicne

trake mogu

biti

i oluci

ali

je

uvijek

bolje

napraviti

rješenje

sa

pocincanom

trakom.

•

Ova traka

se veže

sa

trakom

spusni

vodova

, prema

propisima, na

svakih 10 (m) tako

da

se može

reci

da

postoje

spusne

trake

svakih

10( m).

•

Drugim

rijecima, može

se zakljuciti

da

pocincana

traka

, koja

s

postavlja

u nosece

armirane

stupove, može

da

ima

funkciju

spusnog

voda. „Vanjski

spusni

vod“

treba

postaviti

na

uglovima

Objekta

kao

pocincanu

traku

FeZn 25x3 (mm) koja

se spaja

sa

uzemljivacem

(izolaciono

sigurnim

ukrsnim

spojem) i sa

temeljnim

uzemljivacem

Objekta.

35

•

Imajuci

u vidu

da

se radi

o objektu

nivoa

zaštite

I, rastojanje

spusnih

vodova se

odredjuje

preko

sljedece

tabele

(IEC 1024)

•

Imajuci

u vidu

da

je

zgrada

visoka

60 (m) (preko

20 (m)) to znaci

da

treba

, od

prizemlja

pa više, na

svakih

20 (m) horizontalno

povezati

provodnicima

sve

spusne

vodove.

•

Inace, po

propisima

se spusni

vodovi

postavljaju

na

zid

ili

uz

vertikalne oluke.

36

37