prezentacja emtel

Transkrypt

prezentacja emtel

Seminarium techniczne
Wyładowania
atmosferyczne
Le Phénomène Foudre
Chmury burzowe
Charakterystyka
Cumulonimbus : chmura w kształcie kowadła,
charakterystyczna forma burzowa.
- Odległość pomiędzy podstawą chmury a ziemią: 300 m do 3 km
- Wysokość chmury : 5 do 12 km
- Powierzchnia : kilka km²
- Masa : kilkaset tysięcy ton
- Skład : para, krople wody, grad, kryształki lodu
Pole elektryczne
Efekt korony
Pole elektryczne ma stałą wartość na płaskiej
powierzchni. Ukształtowanie terenu, wysokie przeszkody
o ostrych, kanciastych kształtach (drzewa, słupy,
budynki...) mają wpływ na przyrost wartości pola
elektrycznego.
Kopuła powoduje trzykrotny wzrost pola elektrycznego w
porównaniu do płaskiej powierzchni. W tych samych
warunkach osiągana wartość pola elektrycznego na
końcu zaostrzonego pręta jest trzysta razy większa!
W wyniku wzrostu wartości pola, powietrze jonizuje się w
okolicach obiektów o ostrych kształtach. Fenomen ten
nosi nazwę efektu KORONY.
W obecności wysokiego pola elektrycznego (E)
obserwujemy zagęszczenie ładunków elektrycznych wokół
obiektów o ostrych kształtach...
Ładunki
naładowane
dodatnio
Elektrony
Ostrze
+
Wyładowanie atmosferyczne
Trasery wstępujące
Przykład 2
Traser zstępujący i traser wstępujący tuż przed
połączeniem.
Przykład 1
Sławne zdjęcie zamieszczony w miesięczniku
National Geographic (Lipiec 1993) : sześć traserów
wstępujących widocznych w chwili uderzenia pioruna!
Wyładowanie atmosferyczne
Wyładowanie główne -parametry
Parametry wyładowania
Natężenie Prądu
99%
50%
Polaryzacja negatywna
Czas między uderzeniami
Krotność uderzeń
Czas miedzy krotnościami
Czas trwania wyładowania 99%
od 2-510 kA
<200 kA
=30 kA
>90%
>10s
1-26
10-30ms
30-200µs
Le Risque Foudre
Skutki uderzenia pioruna
Porażenie poprzez napięcie krokowe
Porażenie poprzez kontakt
Istnieją cztery zasadnicze rodzaje porażenia
prądem piorunowym istot żyjących
Porażenie przez rykoszet
Porażenie bezpośrednie
Le Risque Foudre
Skutki porażenia prądem piorunowym
Skutki porażenia - człowiek
• Zakłócenie rytmu pracy serca (główna przyczyna zgonów),
• Zaburzenia świadomości i pamięci,
• Uszkodzenia organów wewnętrznych - w niektórych przypadkach bardzo poważne (krwotok),
• Paraliż członków trwający od kilku minut do kilku godzin,
• Bóle mięśni spowodowane przepływem prądu,
• Poparzenia zwykle ograniczone do miejsc, w których nastąpiło porażenie,
• Poparzenia podskórne ustępujące po 48 godzinach,
• Uszkodzenia ubioru podarcia, przedziurawienia, przedmioty metalowe noszone przy ciele (zegarki,
biżuteria) czasami całkowicie stopione,
• Uszkodzenie bębenków usznych,
• Zaburzenia wzroku spowodowane jasnością luku prądu piorunowego...
Le Risque Foudre
Bezpośrednie zniszczenia spowodowane uderzeniem pioruna
Skutki uderzenia w obiekty i wyposażenie
Obiekty niemetaliczne nie odprowadzają prądu piorunowego. Przewodnikiem stają się wówczas wilgotne cieki w
szczelinach np. kamiennych bloków budowli. W wyniku gwałtownego wzrostu temperatury spowodowanego
krótkotrwałym przepływem prądu o wysokim natężeniu, może w takiej sytuacji dojść do rozsadzenia konstrukcji
budynku (np. wieży kościelnej).
To samo zjawisko jest przyczyną rozrywania drzew w momencie trafienia piorunem. W tym przypadku soki roślinne
zostają zamienione w parę, powodując rozszczepienie pnia i rozrzucenie w okolicy trafionego drzewa fragmentów
kory.
Piorun może przedostać się do obiektów budowlanych poprzez instalacje hydrauliczne lub elektryczne i
spowodować poważne szkody – rozerwanie instalacji, pożar.
Skutkiem uderzenia pioruna jest również uszkodzenie, stopienie części metalowych w miejscu wejścia i wyjścia
pioruna.
Le Risque Foudre
Skutki uderzenia w obiekty i wyposażenie
Uderzenie pioruna może doprowadzić do Des incendies peuvent également être provoqués par la foudre dans des
hangars abritant des produits inflammables, car la foudre peut percer une tôle métallique du toit de ce bâtiment si
elle est mince, et de ce fait ce sont les projections de métal en fusion qui produiraient l’incendie.
Ponadto należy podkreślić, że wyładowanie generuje potężne siły elektrodynamiczne, więc mające również
charakter mechaniczny. W konsekwencji może dojść do zerwania przewodów lub miażdżenia elementów
konstrukcyjnych. Siła wywierana na elementy metalowe może osiągać 2,5 tony na jeden metr bieżący konstrukcji.
Zjawisko to musimy szczególnie uwzględniać przy projektowaniu zwodów i ich mocowań.
Wybuch w rafinerii spowodowany
uderzeniem pioruna.
Uszkodzenie elektrowni wiatrowej przez piorun
Pożar wywołany piorunem
Le Risque Foudre
Wyposażenie elektryczne i elektroniczne
Współczesne urządzenia elektryczne i elektroniczne są bardzo czułe na prądy przepięciowe. Podatność ta jest
skutkiem daleko posuniętej miniaturyzacji elementów składowych urządzeń elektrycznych i elektronicznych.
Szkody spowodowane przepięciami są nieodwracalne.
Przepięcia są najczęściej spowodowane bliskim uderzeniem pioruna – skutki są zwykle poważne i pociągają za
sobą znaczne straty materialne. Mimo krótkotrwałości tego zjawiska przepływ energii jest ogromny.
Zwykle w czasie od kilku nanosekund do kilku milisekund przepływająca energia osiąga napięcie kilku tysięcy
voltów i natężenie minimum kilkuset amperów.
Systèmes de Protection Directe
Ostrze pasywne
 Prostota wykonania i instalowania
 Działanie systemu ograniczone
małym zasięgiem.
 Niskie koszty
 Stosunkowo łatwo integruje się z
budynkiem, minimalnie zakłóca jego
estetykę.
 Problemy z mocowaniem wysokich
masztów.
Opis instalacji :
Poziom ochrony: Poziom II zgodnie z normą
IEC 62 305 - 2
Opis: Ostrza pasywne o wysokości 6m
umieszczone na dachu budynku.
Strefa ochrony: Promień ochrony Rp = 12 m przy
poziomie II ochrony.
Dach : Połączenia ekwipotencjalizacyjne pomiędzy
ostrzami pasywnymi.
Wzdłuż murów: każde ostrze pasywne jest
połączone ze zwodem odprowadzającym, ten zaś
podłączony jest do systemu uziemienia.
Orientacyjny koszt w Polsce : 37.000 zł (z montażem)
Instalacja siatkowa
 Redukcja zjawisk
elektromagnetycznych
zachodzących wewnątrz
budynku, rozprowadzenie prądu
poprzez kilka zwodów.
 Instalacja o złożonej budowie.
 Brak estetyki.
 Wysokie koszty, wiele elementów
składowych. Ograniczona żywotność.
 Ułatwia wykonanie
ekwipotencjalizacji elementów
metalowych budynku.
Opis instalacji :
Poziom ochrony: II poziom ochrony zgodnie
z normą IEC 62 305 –2
Opis : Ostrza pasywne na krawędziach i
wystających elementach obiektu o wysokości
50cm.
Oko siatki :10m x 10m na dachu.
Zwody odprowadzające: Wzdłuż murów
zwód pionowy co 15m połączony z systemem
uziemienia.
Orientacyjna cena w Polsce : 40.000 zł (z montażem)
Instalacja zawieszona
 Zredukowanie zjawisk
elektromagnetycznych w
obiekcie i rozprowadzenie prądu
po kilku zwodach.
 Łatwość wykonania
ekwipotencjalizacji metalowych
elementów konstrukcji.
 Ochrona stref otwartych.
 Instalacja skąmplkowana.
 Nieestetyczna.
 Wysokie koszty wykonania, wiele
elementów składowych
 Instalacja może stanowić
zagrożenie np. dla żurawi
budowlanych.
Opis systemu : Wyłącznie stosowany w przemyśle.
Aktywne ostrze odgromowe
 Możliwość umieszczenia ostrza aktywnego
poza strefą zagrożoną lub wybuchową.
Możliwość ochrony kilku budynków za
pomocą jednej instalacji.
 Ostrze o minimalnej wysokości 2m.
 czasami występują problemy z
montażem odpowiedniego masztu.
 Ochrona stref otwartych.
 Łatwo integruje się z architekturą budynku,
minimalnie zakłóca estetykę.
 Niskie koszty serwisowe i atrakcyjna cena
w przypadku dużych obiektów
Opis instalacji:
Poziom ochrony: Poziom II zgodnie z normą
NF C 17-102
Opis: Ostrze aktywne na 5m maszcie
umieszczonym na kiosku serwisowym. Promień
ochrony Rp = 86 m (Δt = 50μs minimum) przy
zachowaniu II poziomu ochrony.
Orientacyjny koszt : 27.000 zł (z montażem)
Powyżej 28m głowica odgromowa posiada dwa
zwody (cf. NF C 17-102 § 2.3.2). Każdy zwód
podłączony do systemu uziemienia.
Normalisation Foudre
Istniejąca normalizacja
Normy : Ostatnio normy przeszły nowelizację, najnowsza wersja EN-PN62-305 została
opublikowana w 2009 roku (z tą normą została zharmonizowana norma NFC 17-102).
Część 1 : zasady ogólne
Część 2 : Analiza zagrożenia
Część 3 : Zagrożenia dla osób i budynków
Część 4 : Instalacje elektryczne i elektroniczne wewnątrz obiektu
Normy krajowe: Zwykle oparte na normach IEC opisujących instalacje odgromowe
pasywne. Istniejące normy krajowe dotyczące systemów odgromowych aktywnych zwykle
oparte są na normie francuskiej NFC 17-102 . W Polsce jako członku UE obecnie przy
montażu głowic obowiązuje norma EN PN 62-305.
Pays
Inst. Aktywne stosowane
Inst. Aktywne i pasywne
Inst. Aktywne rzadko
stosowane
Norme
Argentine
IRAM 2426
Espagne
UNE 21186
France
NFC 17-102
Macédoine
MKS N.B4.810
Portugal
NP4426
Roumanie
I 20
Slovaquie
STN 3 1391
Serbie
JUS N.B4.810
Paratonnerre à Dispositif d’Amorçage
Kryteria skuteczności aktywnych urządzeń odgromowych
Zachowania ciągłości ostrza zwodu aktywnego
Podstawową koncepcji systemu odgromowego jest stworzenie preferencyjnej drogi o niskiej oporności,
którą spłynie prąd piorunowy do uziemienia.
Aby przejecie uderzenia było skuteczne należy zapewnić ciągłość elektryczną przewodu pomiędzy ostrzem
a uziemieniem.
Skuteczne i pewne aktywne ostrze odgromowe musi zapewniać ciągłość przewodu aż po uziemienie.
Ostrze z
zastosowaniem
iskrownika
Kryteria skuteczności aktywnych urządzeń odgromowych
Niezależność od warunków klimatycznych
Deszcz : Podczas deszczu potencjał elektryczny wszystkich elementów metalowych zmniejsza się
ponieważ woda neutralizuje ładunki elektryczne zgromadzone na ich powierzchni. Różnica potencjałów
pomiędzy metalowymi elementami uziemionymi i nie uziemionym ostrzem będzie zatem zbyt mała aby
doprowadzić do jonizacji ostrza. System jonizacji ostrza nie może być zależny od tego zjawiska.
Słońce: Burze występują zarówno w dzień, jaki i w nocy, towarzyszy im zwykle mocne zachmurzenie.
Opieranie zasilania ostrza aktywnego na bateriach słonecznych jest zatem kontrowersyjne.
Wiatr : Wyładowaniom atmosferycznym nie zawsze towarzyszy podmuch wiatru. Nie można opierać
zasilania ostrza aktywnego wyłącznie na obecności wiatru.
System
piezoelektryczny
uruchamiany
wiatrem.
System di-elektryczny
Głowice odgromowe PREVECTRON®
Jonizacja doskonale kontrolowana
Timing: Obwód elektroniczny wychwytuje wzrost
napięcia pola elektromagnetycznego towarzyszącego
pojawieniu się wyładowania pilotującego. Tylko w takim
przypadku zostaje uruchomiony proces jonizowania
ostrza, co pozwala na zwolnienie ulotu. Ulot po
połączeniu z wyładowaniem pilotującym stworzy
zjonizowany kanał przepływu prądu piorunowego,
odprowadzanego następnie do sytemu uziemienia.
Napięcie >3,5kV
AMPLI
Układ zwalniający
Napięcie: Aby uwolnić ulot należy zjonizować ostrze
prądem o wysokim napięciu. Towarzyszy temu zjawisku
iskrzenie
w
bezpośredniej
bliskości
ostrza
odgromowego. Parametry prądu jonizującego muszą
być ściśle określone i powtarzalne.
Natężenie: Ulot zostanie zwolniony tylko pod
warunkiem osiągnięcia odpowiedniego natężenia prądu
jonizującego. Parametr ten musi być pod ścisła
kontrolą.
czujnik DE
Kondensatory
Całkowita ciągłość przewodu odgromowego
Głowica odgromowa Prevectron jest wyposażona w chromowane miedziane ostrze zapewniające
ciągłość całego systemu odgromowego.
W chwili uderzenia prąd piorunowy jest bezpiecznie odprowadzany poprzez zwód do uziemienia dzięki
całkowitej ciągłości elektrycznej instalacji.
Centralne ostrze o
całkowitej ciągłości
elektrycznej
Parametry działania zachowane w każdych warunkach
atmosferycznych
Zasilanie całkowicie autonomiczne :
Naturalne pole elektryczne jest doskonałym żródłem
zasilania głowicy odgromowej. Zbliżająca się burza
powoduje wzrost wartości pola elektrycznego ( do x 100
pole w warunkach normalnych). Pole elektryczne może
osiągać wartości 10 kV/m. To pewne i niezależne żródło
energii jest używane do zasilania głowicy Prevectron.
Pozyskiwanie energii z pola elektrycznego :
Wartość pola elektrycznego wzrasta wokół ostrych
krawędzi: to zjawisko nazywamy efektem korony. Ładunki
zgromadzone wokół ostrych krawędzi dolnych elektrod
głowicy odgromowej zasilają wewnętrzne kondensatory.
Urządzenie jest gotowe do działania.
TESTY
Evaluation des PDA
Rodzaje testów
Testy w laboratoriach wysokich
napięć
Testy w warunkach
naturalnych
Evaluation des PDA
Światowe referencje firmy INDELEC (przykłady)
Głównym żródlem informacji na temat niezawodności i skuteczności naszego systemu są klienci z całego świata. Od
1986 roku zamontowano ponad 100 000 głowic Prevectron na różnych obiektach, w rożnych strefach klimatycznych.
Badanie zlecone w 2002 roku instytutowi IPSOS wykazało, że 95,5% klientów we Francji z sektora przemysłowego
stosujących systemy aktywne jest w pełni zadowolonych z ochrony odgromowej swoich obiektów.
Wieżowiec
(Tokio - Japonia)
Maszt telekomunikacyjny
(Managua - Nikaragua)
Podstacja wysokiego napięcia
(Zagreb- Chorwacja)
Evaluation des PDA
Przykładowe instalacje w Polsce
Obiekty samorządowe:
Szkoła Muzyczna (Niepołomice)
Hala sportowa KZK Kraków
Zespół Szkół I (Olkusz)
Obiekty administracji rządowej:
Instytut Nafty i Gazu (Kraków)
Obiekty przemysłowo-wytwórcze:
Royal Canin (Niepołomice)
Zakłady Kablowe „Bitner” (Kraków)
Obiekty magazynowo-logistyczne:
Prologis (Błonie k/Warszawy)
Equus (Kraków)
Obiekty mieszkalne:
Osiedle Prądnik Czerwony (Kraków)
Hotel Prezydent (Krynica Zdrój)
Evaluation des PDA
Testy In-Situ : Nieporownywalne doświadczenie firmy INDELEC
Camp Blanding
Floryda (USA)
1993-1994
Cachoeira Paulista
Brazylia
2000-2007
St Privat d’Allier
Francja
1996
Bandung
Indonezja
2006-2009
Nadachi
Japonia
1998-2003
Evaluation des PDA
Testy In-Situ : Pole testowe w Cachoeira Paulista - Brazylia
Wyniki (1)
W
trakcie
wyładowania
obserwujemy ulot uwolniony
przez głowice Prevectron, ostrze
pasywne nie zdążyło jeszcze
zareagować.
25 Grudnia 2000
&
24 stycznia 2000
PREVECTRON
Ostrze pasywne
Leader Mondial
OFERTA
Głowice odgromowe i akcesoria
Sygnalizacja świetlna
Systemy przepięciowe
PREVECTRON
Instalacja wskazówki
Spécifications d’Installation
Conducteur de Descente
ŻLE
DOBRZE
Złącze kontrolne umiejscowione na wysokości
2m pozwala na rozpięcie górnej części instalacji i
pomiar rezystancji.
Nie wolno przewiercać zwodu.
Zwód
uszkodzony.
Osłona zwodu pozwalająca uchronić
zwód przed uszkodzeniami
mechanicznymi.
Uziemienie
Prawidłowo
ŻLE
Rezystancja uziemienia
musi wynosić poniżej 10
omów.
Uszkodzone uziemienie.
Różne kształty systemu
uziemienia uzupełnionego o
pionowe pręty długości 2 m.
Przewody odprowadzające
ułożone bez mocowania.
Złącze kontrolne na
połączeniu systemu
uziemienia i zwodu
odprowadzającego.
Ekwipotencjalizacja
ŻLE
Prawidłowo
Przyłącze gazowe
Połączenia z elementami
metalowymi sąsiadującymi ze
zwodem
Zwód
odprowadzający
Wszystkie elementy metalowe w
odległości mniejszej niż 1 metr
należy podłączyć do zwodu
odprowadzającego. Więcej
informacji: NF C 17-102 – § 3.
Kanalizacja
Kontakt
EMTEL Sp. z o. o
04-464 Warszawa ul. Chełmżyńska 180a
tel. (022) 311 10 20, fax.(022) 311 10 33
www.emtel.waw.pl
Dziękuję za uwagę i poświęcony czas

prezentacja emtel

Transkrypt

Podobne dokumenty