RST spj.- ochrona odgromowa
Transkrypt
RST spj.- ochrona odgromowa
Ochrona odgromowa i przed mgr inż. Marek Sekściński przepięciami obiektów budowalnych XV Konferencja KIKE Serock 18-19.11.2014 Marek Sekściński, RST sp.j. ; Krzysztof Sidor, DIOMAR Sp. z o.o. 1 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 Marek Sekściński, RST sp.j.; Krzysztof Sidor , DIOMAR Sp. z o.o. DZISIEJSZA TECHNIKA TO URZĄDZENIA ELEKTRONICZNE I KABLE DZISIEJSZE URZĄDZENIA TO TECHNIKA CYFROWA Czy warto się zabezpieczać ? 10000 1000 Diody stabilizujące 100 W, 10 1 mJ 0,1 Układy scalone Diody przełączające Diody mikrofalowe 0,01 0,001 Tranzystory małej mocy Diody prostownicze ( Si) Lampy elektronowe Tranzystory mocy 0,0001 Odporność elementów elektronicznych na działanie impulsów elektromagnetycznych (W – energia uszkodzenia elementów) 5 Zagrożenie impulsem elektromagnetycznym Nieprawidłowa obsługa 23,0 % Przyczyna nieustalona 24,3 % Pożar 4,8 % Woda 4,1 % Kradzież 7,9 % Wiatr 0,8 % Przepięcia 35,5 % Procentowy rozkład strat finansowych niemieckich firm ubezpieczeniowych na pokrycie strat finansowych w urządzeniach elektronicznych w roku 1996 6 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. § 180. 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 Marek Sekściński, RST sp.j.; Krzysztof Sidor , DIOMAR Sp. z o.o. Wprowadzenie Rozporządzenie Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie –zmiana (10.12.2010 r.) 21.03.2011 r 8 Marek Sekściński, RST sp.j.; Krzysztof Sidor , DIOMAR Sp. z o.o. 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 62305 (opublikowana w języku polskim w latach 2008-2009) 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. 10.02.2010, które weszło w życie z dniem 21. 03.2011. Seria norm PN-EN 62305 jest wynikiem restrukturyzacji zastąpionych i wycofanych norm: PN-IEC 61024, PN-IEC 61662+A1, PN-IEC 61312, IEC 61819 i IEC 61663. 9 Marek Sekściński, RST sp.j.; Krzysztof Sidor , DIOMAR Sp. z o.o. 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 RX - 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 Marek Sekściński, RST sp.j.; Krzysztof Sidor , DIOMAR Sp. z o.o. PN-EN 62305-1 – Zasady ogólne Cel i zakres • przedstawienie terminologii i objaśnień wykorzystywanych w serii norm PN-EN 62305 • charakterystyka wyładowań parametrów prądu pioruna atmosferycznych i unormowanych • przedstawienie poziomów ochrony odgromowej LPL • przedstawienie zasad oraz środków ochrony odgromowej 11 Marek Sekściński, RST sp.j.; Krzysztof Sidor , DIOMAR Sp. z o.o. PN-EN 62305-2 – 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 Marek Sekściński, RST sp.j.; Krzysztof Sidor , DIOMAR Sp. z o.o. PN-EN 62305-3 – 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 Marek Sekściński, RST sp.j.; Krzysztof Sidor , DIOMAR Sp. z o.o. PN-EN 62305-4 – 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 Marek Sekściński, RST sp.j.; Krzysztof Sidor , DIOMAR Sp. z o.o. Źródła zagrożeń Zagrożenia udarowe w instalacjach elektrycznych 100 kA [A] 80 kA 60 kA 10/350 µs 50 kA 40 kA 20 kA 8/20 µs 20 µs 200 µs 350 µs 600 µs 800 µs 1000 µs t [µs] 15 Źródła zagrożeń S1 bezpośrednie wyładowanie w obiekt S3 wyładowanie w linie zewnętrzne Ip Ip/2 Ip/2 LEMP S2 wyładowanie pobliskie S4 wyładowanie w pobliżu linii zewnętrznych Marek Sekściński, RST sp.j.; Krzysztof Sidor , DIOMAR Sp. z o.o. LEMP Witkowice, Gnojnica Dolna, gm. Ropczyce. Piorun uderzył w antenę satelitarną NIKT WE WSI NIE MA PIORUNOCHRONU 17 Marek Sekściński, RST sp.j.; Krzysztof Sidor , DIOMAR Sp. z o.o. Źródła zagrożeń Klasyfikacja źródeł zagrożenia związanego z oddziaływaniem wyładowań atmosferycznych Źródło Skutki S1 bezpośrednie wyładowanie w obiekt – 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 bezpośrednie wyładowanie w linie zewnętrzną – przeniknięcie częściowego prądu pioruna do instalacji wewnętrznych połączonych z linią zewnętrzną S4 wyładowanie w pobliżu linii zewnętrznej – przeniknięcie do instalacji wewnętrznych przepięć indukowanych w linii zewnętrznej wskutek oddziaływania LEMP 18 Marek Sekściński, RST sp.j.; Krzysztof Sidor , DIOMAR Sp. z o.o. Zagrożenie elektromagnetyczne instalacji wyładowanie atmosferyczne instalacja odgromowa E, H U1 4 s>d 1 U3 CA pętla prądowa 2 U2 3 połączenia wyrównawcze instalacja uziemiająca 19 Marek Sekściński, RST sp.j.; Krzysztof Sidor , DIOMAR Sp. z o.o. 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 Marek Sekściński, RST sp.j.; Krzysztof Sidor , DIOMAR Sp. z o.o. 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 Marek Sekściński, RST sp.j.; Krzysztof Sidor , DIOMAR Sp. z o.o. Zewnętrzna ochrona odgromowa Zwody odgromowe Metody projektowania układu zwodów Metoda kąta ochronnego Kąt ochronny Zwód pionowy h2 h1 Metoda toczącej się kuli Siatka zwodów α1 α2 Metoda oczkowa R Przewody odprowadzając e Tocząca się kula System uziomów 22 Marek Sekściński, RST sp.j.; Krzysztof Sidor , DIOMAR Sp. z o.o. Zewnętrzna ochrona odgromowa Zwody odgromowe Parametr Parametry instalacji odgromowej wg klas LPS Klasa LPS (poziom LPL) I II III 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° IV 20 30 45 60 5×5 10 ×10 15 ×15 20 ×20 80 70 60 50 40 α LPZ 0A 30 20 H LPL I LPL II LPL III LPL IV 10 LPZ 0B s 0 0 2 10 20 30 40 50 60 Hm 23 Marek Sekściński, RST sp.j.; Krzysztof Sidor , DIOMAR Sp. z o.o. 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 0A LPZ 0B R 24 Marek Sekściński, RST sp.j.; Krzysztof Sidor , DIOMAR Sp. z o.o. 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 Marek Sekściński, RST sp.j.; Krzysztof Sidor , DIOMAR Sp. z o.o. 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, h1 – 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 – [r2– (0,5d)2]0,5 Marek Sekściński, RST sp.j.; Krzysztof Sidor , DIOMAR Sp. z o.o. p - głębokość wnikania kuli między zwodami. 26 Zewnętrzna ochrona odgromowa Zwody odgromowe Metoda kąta ochronnego A ht 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. α1 h1 B O α2 h1 h2 C h 27 Marek Sekściński, RST sp.j.; Krzysztof Sidor , DIOMAR Sp. z o.o. Zewnętrzna ochrona odgromowa Zwody odgromowe Metoda toczącej się kuli vs. metoda kąta ochronnego Obszar zawyżony w metodzie kąta ochronnego LPZ 0A R H α Zwód pionowy Obszar nie uwzględniony w metodzie kąta ochronnego LPZ 0B 28 Marek Sekściński, RST sp.j.; Krzysztof Sidor , DIOMAR Sp. z o.o. 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 Minimalny wymiar oka siatki Wymiar oka siatki zwodów wg klasy LPS Uziom otokowy Odstęp między przewodami odprowadzającymi wg klasy LPS Klasa LPS (poziom LPL) I II III IV Marek Sekściński, RST sp.j.; Krzysztof Sidor , DIOMAR Sp. z o.o. Typowe odległości [m x m] 5x5 10 x 10 15 x 15 20 x 20 29 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 Marek Sekściński, RST sp.j.; Krzysztof Sidor , DIOMAR Sp. z o.o. Zewnętrzna ochrona odgromowa Przewody odprowadzające Zalecane maksymalne odległości między przewodami odprowadzającymi Klasa LPS (poziom LPL) I II III IV Typowe odległości [m] 10 10 15 20 31 Marek Sekściński, RST sp.j.; Krzysztof Sidor , DIOMAR Sp. z o.o. 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 62305-3: • 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 Marek Sekściński, RST sp.j.; Krzysztof Sidor , DIOMAR Sp. z o.o. 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: 100 l1 - dla uziomów poziomych 0,5 l1 - dla uziomów pionowych 90 80 Klasa I 70 60 l1 50 Minimalne długości l1 można pominąć, jeżeli uzyskana rezystancja uziemienia jest mniejsza niż 10 Ω. m Klasa II 40 30 20 10 0 0 500 1000 1500 2000 2500 Klasa III - IV 3000 rezystywność gruntu ρ Ωm 33 Marek Sekściński, RST sp.j.; Krzysztof Sidor , DIOMAR Sp. z o.o. Zewnętrzna ochrona odgromowa Instalacja uziemiająca Uziom typu B W przypadku uziomu otokowego lub fundamentowego, średni promień re powierzchni zajmowanej przez uziom nie powinien być mniejszy niż wartość l1. r e ≥ l1 re Jeżeli re < l1 uziom należy rozszerzyć o dodatkowe uziomy pionowe lub poziome o długościach odpowiednio (l1 – re)/2 dla uziomów pionowych i (l1 – re) dla uziomów poziomych. 34 Marek Sekściński, RST sp.j.; Krzysztof Sidor , DIOMAR Sp. z o.o. 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 Marek Sekściński, RST sp.j.; Krzysztof Sidor , DIOMAR Sp. z o.o. 35 Zewnętrzna ochrona odgromowa Uziemienie urządzeń sieci szerokopasmowej Ograniczniki przepięć Uziemienie, R ≤ 5Ω P E 36 Marek Sekściński, RST sp.j.; Krzysztof Sidor , DIOMAR Sp. z o.o. 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 Marek Sekściński, RST sp.j.; Krzysztof Sidor , DIOMAR Sp. z o.o. 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 linia powinna 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 Marek Sekściński, RST sp.j.; Krzysztof Sidor , DIOMAR Sp. z o.o. Wewnętrzna ochrona odgromowa Środki ochrony wewnętrznej Instalacje elektryczne GSW – Główna Szyna Wyrównawcza Instalacja oidgromowa PE zasilanie 230/400 V 50 Hz sieć komputerowa iskiernik linie telefoniczne Instalacje techniczne Woda Gaz M Ochrona katodowa Ogrzewanie Uziom fundamentowy 39 Marek Sekściński, RST sp.j.; Krzysztof Sidor , DIOMAR Sp. z o.o. GSW – GŁÓWNA Szyna Wyrównawcza MER – Main Equipotentailisation Rail LSW – Lokalna Szyna Wyrównawcza LER – Local Equipotentailisation Rail Zewnętrzny LPS Linie telekomunikacyjne, alarmowe Zasilanie elektroenergetyczne Wewnętrzna ochrona odgromowa Środki ochrony wewnętrznej Pierścień wyrównawczy GSW (MER) LSW (LER) ZOP – złącze ochrony przepięciowej LSW (LER) Przewodzące instalacje (np. wodociąg, kanalizacja 40 Marek Sekściński, RST sp.j.; Krzysztof Sidor , DIOMAR Sp. z o.o. Poprawne i niepoprawne połączenia wyrównawcze a) WRONG AC supply box equipotentialization (bonding) wires b) BETTER apparatus racks AC supply box equipotentialization (bonding) wires apparatus racks elevate d floor elevated floor equipotentializatio n (bonding) bars c) BEST AC supply box pewność połączeń, zapobieganie rezonansom apparatus racks elevated floor equipotentializati on grid multipoin t bonding Wewnętrzna ochrona odgromowa Instalacje wyrównania potencjałów 42 Marek Sekściński, RST sp.j.; Krzysztof Sidor , DIOMAR Sp. z o.o. Wewnętrzna ochrona odgromowa Instalacje wyrównania potencjałów 43 Marek Sekściński, RST sp.j.; Krzysztof Sidor , DIOMAR Sp. z o.o. Wewnętrzna ochrona odgromowa Instalacje wyrównania potencjałów woj. lubelskie RTCN Piaski 44 Marek Sekściński, RST sp.j.; Krzysztof Sidor , DIOMAR Sp. z o.o. KONCEPCJA OCHRONY STREFOWEJ optymalne rozwiązanie problemu ochrony odgromowej i przepięciowej w obiektach budowlanych 45 PN-EN 62305 Zasady ogólne ochrony Koncepcja strefowej ochrony przedstawiona w serii norm PN-EN 62305 zakłada podział obiektu na strefy ochrony odgromowej (LPZ, ang. lightning protection zone), które można zdefiniować jako: LPZ 0A – strefa na zewnątrz obiektu, w której występuje zagrożenie bezpośredniego wyładowania atmosferycznego oraz oddziaływanie całkowitego prądu pioruna i całkowitego pola magnetycznego; LPZ 0B – strefa na zewnątrz obiektu, w której nie występuje zagrożenie wyładowania bezpośredniego ale możliwe jest oddziaływanie częściowego prądu pioruna lub prądów indukowanych oraz całkowitego pola magnetycznego; LPZ 1…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 Marek Sekściński, RST sp.j.; Krzysztof Sidor , DIOMAR Sp. z o.o. PN-EN 62305 Zasady ogólne ochrony Podział obiektu na strefy LPZ LPS SPD LPZ 0A LPZ 0B Linie zewnętrzne napowietrzne 1 Typ 1 2 Typ 2 3 Typ 3 2 3 LPZ 1 LPZ 2 RG 1 3 RL 2 <5m Linie zewnętrzne kablowe RG – rozdzielnica główna RL – rozdzielnica lokalna 47 Marek Sekściński, RST sp.j.; Krzysztof Sidor , DIOMAR Sp. z o.o. Typy ograniczników przepięć Nazwa Przeznaczenie Miejsce montażu Ogranicznik przepięć typu 1 (B) Ochrona przed bezpośrednim oddziaływaniem prądu piorunowego (wyrównywanie potencjałów w budynkach) oraz wszelkiego rodzaju przepięciami łączeniowymi Miejsce wprowadzania instalacji do obiektu budowlanego posiadającego instalację odgromową (złącze, skrzynka obok złącza, rozdzielnica główna) Ogranicznik przepięć typu 2 (C) Ochrona przed przepięciami atmosferycznymi indukowanymi, przepięciami łączeniowymi wszelkiego rodzaju, przepięciami „przepuszczonymi” przez ograniczniki przepięć klasy I Rozgałęzienia instalacji elektrycznej w obiekcie budowlanym, rozdzielnica główna, rozdzielnica oddziałowa, tablica rozdzielcza Ogranicznik przepięć typu 3 (D) Ochrona przed przepięciami atmosferycznymi indukowanymi i łączeniowymi. Gniazda wtykowe lub puszki w instalacji oraz bezpośrednio w urządzeniach 48 OCHRONA ZASILANIA NN Rozdzielnica Piętrowa Rozdzielnia Główna Odbiorniki końcowe Transformator L1 L1 L2 L2 kWh L3 L3 PEN N GSW Napięcie znamionowe Układ sieci TN-C-S 230 V 230 / 400 V WYMAGANY POZIOM WYTRZYMAŁOŚCI UDAROWEJ URZĄDZEŃ W DANEJ KATEGORII INSTALACJI 6000 V Kategoria instalacji LSW IV 3. stopień ochrony 1.stopień ochrony Instalacja odgromowa 2. stopień ochrony PE 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 4000 V III 2500 V II I GSW - Główna Szyna Wyrównawcza Sygnalizacja uszkodzenia Marek Sekściński, RST sp.j.; Krzysztof Sidor , DIOMAR Sp. z o.o. LSW - Lokalna Szyna Wyrównawcza 49 z podziałem na strefy ochrony odgromowej Wysoki obiekt biurowy LPZ 0B LPZ OA LPZ 2 LPZ 1 min. 10 m LPZ 3 SPD II LSW LPZ 3 min. 10 m SPD II min. 5 m SPD III LSW min. 10 m Centrum obliczeniowe min. 5 m ZK / RG SPD I SPD II LSW GSW/GSU LPZ 3 SPD III Serwerownia Koordynacja ograniczników przepięć Typ 3 OGRANICZNIK TYPU 3 Typ 2 >5m do montażu w puszkach <5m urządzenie końcowe urządzenie końcowe OGRANICZNIK TYPU 3 >5m urządzenie końcowe montaż na szynie Typ 1+2 z PP BCD Up < 1 .0 kV (max 10m) <5m urządzenie końcowe OGRANICZNIK TYPU 3 >5m urządzenie końcowe ja ko wtyczka gniazdka 51 Marek Sekściński, RST sp.j.; Krzysztof Sidor , DIOMAR Sp. z o.o. Długość przewodów ma znaczenie !!! L1 L2 L3 N PE obowiązkowe połączenie Usp=1,5kV USP 1 V k ,5 Ul=1,5kV UL 1 V k ,5 5m s opcjonalnie PE 52 Marek Sekściński, RST sp.j.; Krzysztof Sidor , DIOMAR Sp. z o.o. Długość przewodów przyłączeniowych Uwaga na spadek napięcia!!! L ≤ 0,5m Upoł1 Uogr ≤ 0,5m Główna szyna wyrównawcza Ucał Uogr Ucał Upoł2 Dodatkowa szyna ochrona Główna szyna wyrównawcza 53 Marek Sekściński, RST sp.j.; Krzysztof Sidor , DIOMAR Sp. z o.o. Ochrona odgromowa instalacji SAT/TV α s s>d Urządzenie SAT/TV na dachu Okablowanie (ekranowane) d – odstęp bezpieczny wg PN-IEC 61024-1:2001 α – kąt osłonowy 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 Marek Sekściński, RST sp.j.; Krzysztof Sidor , DIOMAR Sp. z o.o. 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 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 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 Marek Sekściński, RST sp.j.; Krzysztof Sidor , DIOMAR Sp. z o.o. Przykład montażu zwodów pionowych i poziomych 58 Ochrona przed przepięciami instalacji SAT/TV Ogranicznik przepięć WNĘTRZE OBIEKTU Linia przesyłu sygnałów Chronione urządzenie Ściana zewnętrzna 59 Ochrona przed przepięciami instalacji SAT/TV Linie przesyłu sygnałów Chronione urządzenie Ogranicznik przepięć 60 2-stopniowy schemat ochrony przepięciowej linii transmisji sygnałów ŚCIANA ZEWNĘTRZNA WNĘTRZE OBIEKTU Strefa 2 Strefa 1 Strefa ZOP 0-1 OA ZOP 1-2 Linia przesyłu sygnałów Chronione urządzenie 61 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 Przykład montażu ograniczników przepięć RST-ZOP-SAT 63 Marek Sekściński, RST sp.j.; Krzysztof Sidor , DIOMAR Sp. z o.o. 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 -40 - +80 C 0 Używaj tylko profesjonalnych rozwiązań!!! 64 Marek Sekściński, RST sp.j.; Krzysztof Sidor , DIOMAR Sp. z o.o. Ograniczniki do ochrony linii SAT/TV Produkt (ogranicznik), który nie wymaga uziemienia, nie jest ogranicznikiem przepięć – tylko atrapą !!! KONCEPCJA OCHRONY STREFOWEJ – systemy SAT Strefy ochrony przed LEMP Strefa O A na dachu Strefa O B obiektu telewizji satelitarnej KONCEPCJA OCHRONY STREFOWEJ systemy SAT Ochrona przed przepięciami od strony kabli łączących urządzenia na dachu z aparaturą wewnątrz budynku Strefa O B KONCEPCJA OCHRONY STREFOWEJ - systemy SAT Strefa O B Ochrona przed przepięciami od strony kabli łączących urządzenia na dachu z aparaturą wewnątrz budynku KONCEPCJA OCHRONY STREFOWEJ Ochrona przed przepięciami od strony kabli łączących urządzenia na dachu z aparaturą wewnątrz budynku Strefa O B KONCEPCJA OCHRONY STREFOWEJ Ochrona przed przepięciami od strony kabli łączących urządzenia na dachu z aparaturą wewnątrz budynku KONCEPCJA OCHRONY STREFOWEJ systemy SAT Strefa O A Strefy ochrony przed LEMP na dachu Strefa O B obiektu stacji radiowej Strefa O A Radio ZET KONCEPCJA OCHRONY STREFOWEJ Strefa 1 Ochrona przed przepięciami od strony kabli łączących urządzenia Strefa O B na dachu z aparaturą wewnątrz budynku KONCEPCJA OCHRONY STREFOWEJ Strefa 1 Ochrona przed przepięciami od strony kabli łączących urządzenia na dachu z aparaturą wewnątrz budynku OCHRONA PRZEPIĘCIOWA – kabli radiokomunikacyjnych Wprowadzenie kabli do budynku OCHRONA PRZEPIĘCIOWA – kabli radiokomunikacyjnych Pole antenowe - RCN 75 Marek Sekściński, RST sp.j.; Krzysztof Sidor , DIOMAR Sp. z o.o. OCHRONA PRZEPIĘCIOWA – kabli radiokomunikacyjnych 76 Marek Sekściński, RST sp.j.; Krzysztof Sidor , DIOMAR Sp. z o.o. OCHRONA PRZEPIĘCIOWA TORÓW SYGNAŁOWYCH CENTRUM RATOWNICTWA 77 Marek Sekściński, RST sp.j.; Krzysztof Sidor , DIOMAR Sp. z o.o. OCHRONA PRZEPIĘCIOWA TORÓW SYGNAŁOWYCH Ochrona torów radiowych CENTRUM RATOWNICTWA 78 Marek Sekściński, RST sp.j.; Krzysztof Sidor , DIOMAR Sp. z o.o. OCHRONA PRZEPIĘCIOWA TORÓW SYGNAŁOWYCH Ochrona torów radiowych CENTRUM RATOWNICTWA Slajd 79 Wyrównanie potencjałów i uziemienie ekranów istniejących fiderów Wyrównanie potencjałów i uziemienie ekranów istniejących fiderów Ochrona systemu CCTV oraz LAN RST- safe CCTV - do montażu w szafach 19 ” 82 Marek Sekściński, RST sp.j.; Krzysztof Sidor , DIOMAR Sp. z o.o. Ochrona systemu telewizji dozorowej CCTV α = 45° α = 45° połączenie śrubowe RST-2-1 słup Al połączenie śrubowe osłona rewizyjna bednarka StZn 20x4 Układ do ochrony punktu kamerowego studzienka kontrolnopomiarowa fundament złącze krzyżowe uziom pionowy Galmar 6 m StCu 5/8 " / 0,25 mm 83 Ochrona systemu telewizji dozorowej CCTV ZOP 0B-1 84 Ochrona systemów techniki informatycznej Ochrona sieci WAN Routery pełnią funkcję granicy między siecią LAN i WAN Ochrona systemu alarmu włamania i napadu Ochrona torów sygnałowych Ochrona zasilania ZOP L3 3. stopień ochrony N CA ZOP bariera mikrofalowa syrena czujka PE układ ochrony przepięciowej Ściana budynku ZOP - złącze ochrony przepięciowej CA - centrala alarmowa 86 Marek Sekściński, RST sp.j.; Krzysztof Sidor , DIOMAR Sp. z o.o. Ochrona systemu alarmu włamania i napadu Czujka ruchu 1A DataPro 2x12V 1 kΩ 3 x DataPro 2x12V 1 kΩ 3 x EnerPro 12V 0,5 A 0,5 A 1 kΩ Z2 COM Z1 1A 12 V / 3 A DC ZOP CA CA Zasilanie DataPro 2x12V COM 0,5 A Czujka: + _ + _ OUT COM PE 1 kΩ 1A DataPro 2x12V 1 kΩ Z4 COM Z3 1 kΩ Z6 COM Z5 EnerPro 12V + _ zasilanie 12 V / 180 mA DC sabotaż 12 V / 24 mA linia parametryzowana linia alarmowa 12 V / 24 mA linia parametryzowana 87 Marek Sekściński, RST sp.j.; Krzysztof Sidor , DIOMAR Sp. z o.o. Ochrona systemu alarmu włamania i napadu Ochrona centrali alarmowej od strony urządzeń zewnętrznych 88 Marek Sekściński, RST sp.j.; Krzysztof Sidor , DIOMAR Sp. z o.o. Ochrona obiektów radiokomunikacyjnych 1. system uziemienia 2. instalacja odgromowa 2 3. połączenia wyrównawcze na wieży 4. uziemiona płyta czołowa 5. system wyrównywania potencjałów w budynku 3 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 AC 6 2 5 7 9 3 4 8 T/R 1 Uderzenie pioruna w wieżę antenową Udar 45,0 m • Każdy przewodnik = indukcyjność Rozkład spadku napięcia wzdłuż wieży o indukcyjności 40 µH dla udaru 18 kA/2 µs • W tym przykładzie, 28kV panuje na fiderze odchodzącym do urządzeń 22,5 m 4, 5 m 2,25 m • Indukcyjny spadek napięcia jest znacznie większy niż spadek rezystancyjny Kabel koncentryczny na płycie wejściowej PolyPhaser® Corporation A Smiths Industries Company Ochrona abonentów sieci dostępowej - Ogranicznik przepięć Ogranicznik przepięć Fot. Orange Internet radiowy Ochrona instalacji abonenta α Ograniczniki przepięć Dziękuję za uwagę! [email protected] [email protected] 93