Jak jsou klasifikovány hromosvody podle typu hromosvodu?

Na Zemi se současně vyskytuje asi jeden a půl tisíce bouřek. Jejich dopad na budovy, stavby a objekty důležitého společenského významu způsobuje kolosální ztráty, vede ke ztrátám na životech a připravuje obydlené oblasti a celé regiony o životně důležité výhody. Poskytování vysoce kvalitní ochrany před bleskem umožňuje chránit osoby, zařízení, budovy a vyhnout se škodám a snížení kvality života.

Bouřka jako fyzikální jev

Ve srovnání s jinými přírodními jevy způsobují lidstvu větší škody než bouřky pouze silné, bleskové povodně. A pokud se povodně vyskytují zřídka a lokálně, jsou bouřky rozšířeným jevem. Začíná za určitých atmosférických podmínek, když v mase kupovitých mraků nebo mezi nimi a povrchem země vznikne elektrické pole. Roste, dokud nedosáhne kritické hodnoty, což vede ke vzniku výboje – blesku, doprovázeného charakteristickým zvukem.

Existují tři typy blesků:

• Horní atmosférický – může nastat na jakékoli úrovni, od stratosféry po termosféru. Rozprostírají se na rozlehlých prostorech, někdy až k hranici s vesmírem, a nepředstavují nebezpečí.
• Intracloud – vyskytují se s největší frekvencí, když se blížíte k rovníku. V případech, kdy se nahromadí elektrické pole o určité síle, dostatečné k jeho udržení, ale nedostatečné k vyvolání výboje, může kovový předmět, jako je dlouhý kabel nebo letadlo, spustit výskyt blesku.
• Cloud-země. Blesky se začnou tvořit, když elektrické pole dosáhne kritické hodnoty. Volné náboje obsažené v atmosféře se začnou pohybovat směrem k Zemi rychlostí 50 tisíc km/s. Dojde k elektronové lavině, která vytvoří kanál pro průchod svodiče blesku. Jeho pohyb probíhá v krocích o délce několika desítek metrů. V okamžiku, kdy vedoucí padá z jednoho stupně do druhého, jsou všechny stupně osvětleny.

Jak návazec postupuje, rychlost návazce se zvyšuje, napětí pole v něm zesiluje a pod jeho vlivem vypukne z objektů stoupajících nad povrch země, spojující se s návazcem, reciproční výboj. Právě tato funkce se používá při organizaci systémů ochrany před bleskem.

V konečné fázi se reakční výboj začne pohybovat podél kanálu položeného vůdcem, počínaje rychlostí asi 100 km/s a postupně klesat na 10 km/s. V této fázi může bleskový proud trvat až desetiny sekundy a dosáhnout tisíců ampér. Nejdelší zaznamenaný blesk trval 7,74 sekundy a byl zaznamenán v Alpách. Tento typ blesku představuje největší nebezpečí, protože je nasměrován přímo k zemi, což vede k požárům a selhání zařízení.

Zásady organizace vnější ochrany před bleskem

Soubor opatření přijatých k ochraně budov, staveb a osob před přímými účinky blesku se nazývá vnější ochrana před bleskem. Hlavní myšlenkou jeho organizace je zachytit a přesměrovat výboj blesku. K tomu je nutné zajistit přítomnost tří prvků:

1. Hromosvod – skládá se z kovové tyče, hliníku, mědi nebo oceli. Aktivuje se v okamžiku, kdy se maximálně nabitý vůdce bouřky přiblíží k povrchu země. Bleskosvod jej přesměruje do nového kanálu a odkloní úder pryč od konstrukce.
2. Proudový vodič – umožňuje změnit směr pohybu výboje a přesměrovat jej na zemnící elektrodu.
3. Zemnící elektroda – zajišťuje průchod výboje do země, čímž dochází k jeho uhašení.

V chráněném prostoru jsou instalovány hromosvody. Lze je namontovat dvěma způsoby:

1. Na zemi. Volně stojící zařízení umožňují zabránit šíření náboje po objektu a odvést jej přímo do země. Akční rádius takového hromosvodu je jedenapůlkrát větší než jeho výška.
2. Přímo na budovách a konstrukcích. Při návrhu ochranných systémů tohoto typu je nutné zajistit řízené cesty pro vypouštění výboje. To vám umožní minimalizovat pravděpodobnost požáru.

Druhy hromosvodů

Existují tři typy hromosvodů podle typu zařízení: tyč, kabel a síť.

Tyč

První model vytvořil Benjamin Franklin v roce 1752. Dosud nedoznala výrazných změn. Skládá se z kovové tyče s kuželovitým hrotem na jedné straně a závitem na druhé straně. Závit slouží k upevnění na stožár, což umožňuje zvednout zařízení do výšky až 6 metrů. Při montáži na stěnu se používají držáky, které umožňují upevnit hromosvod v určité vzdálenosti od stěny a zabránit tak úderu blesku přímo do stavební konstrukce. Při organizaci ochrany před bleskem jsou na budovách a konstrukcích často instalovány dvojité hromosvody. Je důležité, aby se jejich oblasti pokrytí překrývaly. To platí pro objekty o ploše větší než 200 m² nebo objekty s podlouhlým tvarem.

Kabel

Skládají se z pozinkovaného kabelu o průřezu minimálně 35 mm, obvykle ocelového, nataženého mezi dvěma stožáry. Používá se na rozšířených objektech, kde je obtížné zajistit dostatečnou úroveň ochrany hromosvodem. Kabel přijímá úder bleskosvodu namířeného na chráněný objekt. Jedinou nevýhodou takových systémů je, že kabel vypadá poněkud neesteticky a může zkazit vzhled budovy.

Existují dva typy drátové ochrany před bleskem:

1. Singl – kabel je natažen mezi dva stožáry vybavené vlastními hromosvody, svody a zemnicími vodiči.
2. Dvojnásobek – na místě jsou instalovány čtyři stožáry. Jsou propojeny ve dvojicích kabely umístěnými paralelně ve stejné výšce. V okamžiku úderu bouřky se chovají jako jeden celek.

Pletivo

Bleskosvodné sítě se používají na nekovových střechách se sklonem nejvýše 1:8, jinak je jejich použití neúčinné. Skládá se z kovové tyče upevněné ve speciálních držácích nebo položené přímo pod krytinu. Vzdálenost mezi tyčemi se pohybuje od 5 do 20 m v závislosti na požadovaném stupni ochrany před bleskem. Na křižovatkách jsou tyče spojeny pomocí standardních pozinkovaných svorek a šroubů. Každá tyč je připojena přes spádový vodič k zemnící smyčce.

Při výběru typu hromosvodu je třeba vzít v úvahu technické podmínky:

• výška objektu;
• střešní a stěnové materiály;
• účel budovy;
• technické vybavení;
• přítomnost výškových objektů v blízkosti;
• vlastnosti půdy.

Opatření na ochranu před bleskem

Opatření na ochranu před bleskem jsou rozdělena do tří kategorií:

1. Patří sem celé území Ruska s četností bouřek pod průměrem. Používají se stožáry a kabelové hromosvody.
2. Oblasti s trváním bouřky 10 hodin za rok. U budov s nekovovou krytinou se používají stožáry nebo kabelové hromosvody, instalované na místě nebo v určité vzdálenosti od něj. Je možné použít síťová, pokud sklon střechy není větší než 1:8. Pletivo musí být vyrobeno z ocelové tyče o průměru minimálně 6 mm. Konstrukce s kovovými vazníky nevyžadují dodatečnou ochranu před bleskem.
3. Oblasti s průměrnou roční dobou trvání bouřek 10 – 40 hodin. Výběr této kategorie je ovlivněn výškou budovy, jejím umístěním a účelem. K zajištění bezpečnosti lze použít všechna bezpečnostní zařízení: stožáry, lana nebo pletivo.

Organizace vnitřní ochrany před bleskem

Funkcí vnitřní ochrany před bleskem je neutralizovat sekundární účinek úderu blesku. Projevuje se v podobě nadměrného potenciálu, který může být nebezpečný pro osoby a zařízení v budově vystavené úderu blesku. V těchto situacích se používají zařízení na ochranu proti přepětí (SPD).

SPD jsou rozděleny do tří tříd:

1. Poskytují spolehlivou ochranu před údery plného výkonu blesku a neutralizují je, přičemž zůstávají nepoškozené. Instalované v budovách vybavených vnějšími zařízeními na ochranu před bleskem nebo umístěných v těsné blízkosti konstrukcí a budov, které s nimi mají společný uzemňovací systém.
2. SPD určené k neutralizaci přebytečného potenciálu zbývajícího po provozu SPD třídy I, jakož i přepětí v síti způsobené zapnutím / vypnutím výkonných zařízení, zkraty atd. Zařízení tohoto typu lze použít k zajištění bezpečnosti zařízení v budovách, které nejsou vybaveny externím systémem ochrany před bleskem, pokud nehrozí přímý úder blesku.
3. Navrženo pro ochranu elektroniky citlivé na přepětí. Neutralizují zbytkový potenciál, se kterým si přepěťové ochrany třídy I a II nedokázaly poradit, a také napětí vznikající při dlouhém přívodním kabelu.

Při organizaci systémů ochrany před bleskem se dodržuje jedna ze dvou zásad:

• Bezpečnostní – je zajištěn stabilní provoz vnějšího systému ochrany před bleskem a integrita SPD, ale je povoleno odpojení spotřebičů od zdroje energie.
• Kontinuita – dočasné vypnutí systému ochrany před bleskem je povoleno, ale přerušení dodávky energie je nepřijatelné.

Kategorie ochrany před bleskem

Při organizaci ochrany před úderem blesku se používá klasifikace objektů, která zahrnuje tři kategorie:

1. Nejvyšší kategorie. Přiděluje se budovám s výbušnými zónami a také společensky významným objektům. Při organizaci systémů ochrany před bleskem se používají volně stojící kabelové nebo tyčové hromosvody.
2. Budovy s výbušnými zónami, skladové komplexy, kde jsou skladovány hořlavé látky. K ochraně se používá síťka na ochranu před bleskem.
3. Soukromá bytová výstavba, bytové a veřejné budovy. Neexistují žádné požadavky na organizaci ochrany před bleskem pro soukromé domy veřejné a obytné budovy, zejména výškové, musí být vybaveny vnějšími vnitřními ochrannými systémy proti úderu blesku a přepětí.