Přeskočit na obsah

Hromosvody

Napětí 10 až 50 mil. voltů
Proud až 50 tis. ampér
Teplota uvnitř výboje 30 tis. °C
Trvání blesku ¼ sekundy
Roční počet bouřek na zeměkouli cca 16 mil.
Pravděpodobnost zásahu člověka bleskem 1: 3 000 000
Denní průměrný počet úmrtí na úder bleskem 10 lidí

Hromosvody pod revizí

Ilustrační foto.
 

 

V tomto článku bych se chtěl zaměřit na praktický postup při návrhu a konstrukci oddáleného hromosvodu pro anténní stožáry na rodinných domcích nebo malých bytovkách. Uvažovaná výška stožáru je přibližně do tří metrů.


Obr. 1.

V čem spočívá princip oddáleného hromosvodu? Přímý úder blesku do nechráněného anténního stožáru znamená konec pro veškerá elektronická zařízení (video, televize, satelit, DVD), ale blesk se může dále šířit po vedení do celého objektu. Pouhým připojením stožáru ke hromosvodu sice dokážeme blesk svést celkem spolehlivě do země, ovšem k poškození elektroniky může vzhledem k dílčímu bleskovému proudu stejně dojít. Neuzemněné stožáry vůbec nezmiňuji, požáry a pobourané domy zde nebudeme řešit. Přímému úderu blesku do stožáru se vyhneme tím, že ve správné vzdálenosti od něj vztyčíme pomocný jímač. Důležité ovšem je dodržet tyto zásady:

  1. zařadit daný objekt do správné třídy ochrany před bleskem
  2. zkontrolovat stávající jímací soustavu
  3. pomocný jímač umístit ve správné vzdálenosti od anténního stožáru
  4. doplnit veškeré koaxiální svody vhodnými svodiči přepětí
  5. zajistit vyrovnání potenciálů
  6. instalovat svodiče přepětí i do napájecí soustavy

Probereme si podrobně jednotlivé body.

1) třída ochrany před bleskem – (dnes nově zavedený název LPS – Lightning Protection System) určuje soubor opatření nutných k ochraně objektu před bleskem. Jsou čtyři třídy. Rodinné domky se většinou zařazují do třídy III, kde nejsou kladeny tak velké nároky na ochranu. Má-li ovšem někdo domácnost vybavenou elektronikou v hodnotě stovek tisíc korun (např. tepelné čerpadlo, solární panely apod.), měl by objekt zařadit spíše do třídy II. Stanovení třídy ochrany je důležité pro výpočet vzdálenosti oddáleného jímače od anténního stožáru.

2) Kontrola jímací soustavy – poradí, případnou kontrolu proveden revizní technik. Důležité je zkontrolovat celkový stav hromosvodu, poškození, korozi. Hodnota zemního odporu by neměla přesáhnout 10 ohmů, čím méně, tím lépe.


Obr. 2.

3) Pomocný jímač – určení dostatečné vzdálenosti. Pro tento výpočet je k dispozici soustava vzorců, která ovšem zcela překračuje rámec tohoto článku. Uvedu zde pouze výsledné hodnoty pro několik typů domků (předpokladem je jímací soustava s hřebenovým vedením a min. dvěma svody pro sedlovou střechu, nebo mřížová soustava se dvěma svody pro ploché střechy):

  1. domek 10 x 10m se sedlovou střechou, výška hřebene 7m, anténní stožár 3m: s = 0,51m pro třídu ochrany III, 0,76m pro třídu ochrany II.
  2. domek 12 x 15m se sedlovou střechou, výška hřebene 10m, anténní stožár 2m: s = 0,61m pro třídu ochrany III, 0,91m pro třídu ochrany II.
  3. domek 12 x 12m, plochá střecha, dva svody, anténní stožár 2m: s = 0,56m pro třídu ochrany III, 0,84m pro třídu ochrany II.


Obr. 3.                                             Obr. 4.

Dostatečná vzdálenost s do 1m je hraniční, v opačném případě (u velkých budov) musíme doplnit objekt dalšími svody.
Pomocný jímač připevníme na výložníky tak, jak je znázorněno na obrázku 1. Důležité! – ochranný úhel tohoto jímače musí spolehlivě „přikrýt“ vrchol anténního stožáru. A aby to nebylo tak jednoduché, nesmíme uvažovat o pevném úhlu 112° podle ČSN 341390, ale podle nové normy EN 62305 se tento úhel mění v závislosti na třídě ochrany před bleskem a výšce budovy (resp. vrcholu anténního stožáru).

Podrobný popis včetně výpisu potřebného materiálu:
Jímací tyče z hliníku se vyrábí od délky 1,5m až po 8m. Výběr je tedy velmi široký. Výložníky, jejichž středová část je ze speciálního nevodivého materiálu s označením GFK, jsou vybaveny na jednom konci třmenem pro uchycení na anténní stožár, na druhém konci je úchyt jímací tyče. Vše je dobře patrno z obrázku 2. Tyto výložníky se vyrábí ve třech standardních délkách, a to 530mm, 690mm a 1030mm. Jestliže ovšem tato délka, případně třmen na stožár nevyhovují, lze tyto výložníky sestavit i z jednotlivých komponentů. Různé druhy úchytů a třmenů lze libovolně kombinovat a nalezneme tak vhodné upevnění jímací tyče. Příklady jsou na obrázcích 3 a 4. Důležité! anténní stožár se nesmí spojit s jímacím vedením, ale musí se pospojit s ekvipotenciálním vyrovnáním objektu. Z obrázku 1 je patrno, že anténní stožár není vztyčen v hřebeni střechy. Ovšem velice často bývá právě v hřebeni. A zde narazíme na drobný problém. Jímací soustavu musíme obloukem a opět v dostatečné vzdálenosti s vyhnout kolem stožáru. Zde ale záleží na zručnosti montéra, jak si s touto situací poradí. Příkladem může být obrázek 5. Tím je vyřešen základ kvalitní ochrany před bleskem.


Obr. 5.

4) Svodiče přepětí pro koaxiální svody. Anténní systém není ohrožen přímým úderem blesku (to zaručuje oddálený jímač), ovšem riziko indukovaných přepětí při průchodu bleskového proudu přetrvává. Spolehlivou cestou k jejich odstranění je instalace svodičů přepětí určených pro koaxiální anténní svody.
Vhodným místem je instalace přímo pod střechu objektu (půda apod.) tak, abychom zabránili vniknutí přepětí hlouběji do objektu. Příklad ochrany je znázorněn na obrázku 6, úspornější varianta „obětování“ zesilovače na obrázku 7. Lze použít přepěťové ochrany DEHNgate FF TV.

5) Vyrovnání potenciálů. Toto je rovněž velmi důležitý úkon, u novějších staveb však nepředstavuje vážný problém. Většinou je již všechno tak, jak má být. Pro jistotu provedeme pouze kontrolu a na svorkovnici HOP připojíme anténní stožár.

6) Přepěťové ochrany pro napájecí soustavu. Celý ochranný systém anténního stožáru by pozbyl účinnosti, kdybychom v součinnosti s ním nevyřešili i ochranu napájení. Tento systém je však již dostatečně znám a proto se o něm nebudu šířeji rozepisovat. Pro názornost pouze obrázek 8, kde jsou uvedeny některé typy přepěťových ochran vhodných pro zajištění komplexní třístupňové ochrany napájení.


Obr. 7.

Tento příspěvek jsem připravil na základě četných dotazů na toto téma. Princip oddálených hromosvodů je již dostatečně dlouho znám, ovšem v praxi byl zaváděn pouze v extrémních případech (muniční sklady apod.). V normě EN 62305 je metodika velmi podrobně rozpracována a přináší tak velmi kvalitní a podstatně spolehlivější metodu ochrany, než doposud používané připojení anténního stožáru na jímací soustavu hromosvodu.

Bezpečnost na střeše
V moderních objektech, kde je střecha součástí života budovy a dochází k jejím pravidelným návštěvám, ať již kvůli změnám, nebo pravidelné údržbě střechy či zařízení na ní, se velmi často setkáváme s bezpečnostním prvkem, kterým je záchranné lano. Prvním pravidlem pro umístění tohoto záchranného lana, ke kterému se pracovníci např. odklízející sníh poutají svými osobními ochrannými prostředky, je, že jeho umístění na střechu je třeba integrovat do funkčnosti ochrany před bleskem.


Připojení záchranného lana na jímací soustavu

Tato lana jsou ocelová a tedy vodivá a bylo by hloupé, pokud by jejich umístění způsobilo zničení izolované jímací soustavy. Pokud je jímací soustava na střeše a je izolovaná, snažíme se tímto lanem kopírovat její linie a zároveň toto lano s nedostatečným průřezem pro pojmutí bleskového proudu důsledně umisťujeme do jejího ochranného prostoru. Co si však počít s tímto vodičem? Nechat ho jen tak na střeše nepřipojený by bylo při zásahu bleskem díky vzniklým přeskokům nebezpečné, ale pro jeho připojení neexistovaly vhodné komponenty splňující požadavky ČSN EN 50164 – 1. O bezpečné připojení se postará připojovací set s obj.č. 365519, který bezezbytku splňuje všechny požadavky obsažené v normě ČSN EN 50 164-1 a řadě norem ČSN EN 62305.


Připojovací set pro záchranné lano

Méně práce při připojování
U velké řady nových staveb, které jsou ze železobetonových konstrukcí, je volena nejrozumnější varianta ochrany před bleskem a to je bezezbytku využít všechny vodivé prvky pro vytvoření co nejdokonalejší Faradayovy klece vodivým propojením těchto želez. Tím nám z budovy vznikne obrovská ekvipotenciální svorkovnice, která na každém místě nabízí tu nejlepší zem, co je k dispozici. Pro vytvoření míst na připojení s vynaložením co nejmenší potřeby času, námahy a tedy i nákladů, nabízí společnost DEHN + SÖHNE připojovací body té nejvyšší kvality. Připojovací bod se umísťuje na vnitřní stěnu šalování, v prostoru, do kterého se lije beton. Pro zvýraznění místa a pro jeho co nejsnazší zprovoznění jsou tyto připojovací body vybaveny žlutou plastovou krytkou, která plní i funkci ochrany vnitřního závitu před jeho zanesením betonovou směsí. Na krytku je nyní nově instalováno pružné těsnění, které odolává zatečení betonové směsi při plnění i při tlaku 0,5bar.


Krytka s těsněním a zemnící bod


Těsnící kroužek na krytkách zemnících bodů

Jímače na pojezdové ploše
Moderní železobetonové stavby, které jsou realizovány jako Faradayovy klece, mají občas vyhrazené místo na střeše pro potřeby parkování, ale i parkovací domy mají mnohdy poslední úroveň zcela otevřenou a bez osvětlení, jehož stožáry by šly využít jako náhodné jímače. Vzhledem k tomu, že nebývá zvykem zajistit bezpečnost osob i automobilů izolovaným hromosvodem, respektive ochranným prostorem jímací soustavy, bývá tato plocha využívána jako náhodný jímač, s omezením pohybu osob a automobilů za bouřky. Aby po úderu blesku nedošlo k narušení izolace a vyštípnutí betonu, je třeba na tuto nevodivou plochu instalovat jímače. Vzhledem k zachování plné pojízditelnosti této plochy, je třeba tyto jímače zároveň provést co nejméně vystouplé. Za tímto účelem společnost DEHN + SÖHNE již léta vyráběla jímací hřib z pozinkované oceli. Pro zajištění co nejdelší životnosti i při vysoce abrazivním prostředí je nyní nově tento komponent s obj.č. 108 109 vyráběn z nerezové oceli.


Jímací hřib

Nerez prodlužuje životnost a snižuje náklady na údržbu
Mezi další oblasti, kde nerezový materiál výrazně prodlužuje životnost systémů, jsou svorky v nejrůznějším provedení. Univerzální křížové a paralelní spoje až čtyř vodičů v kompaktním provedení umožňuje svorka s jedním šroubem splňující třídu N dle ČSN EN 50164 – 1 s obj.č. 315 119.

Od svorek z mřížové soustavy po jímače
Potřeba občas spojit dva dráty s jímačem o průměru 16mm nebo 10mm a zachovat přitom propustnost pro bleskový proud i v třídě H dle ČSN EN 50164 – 1 občas díky důslednému reviznímu technikovi potrápila hromosvodáře, který spoléhal na to, že tento nedostatek bude při výchozí revizi přehlédnut. Díky svorkám obj.č. 380 110 a obj.č. 380 116 se tak jímač stává místem možného bezpečného spojení dvou vodičů a to pouze s jednou svorkou, jedním šroubem a z toho vyplývajícím jedním montážním časem.


Svorka pro spojení dvou vodičů s jímačem 10mm


Svorka pro dva vodiče na jímací tyči


Svorka pro spojení vodičů na jímací tyči

Stojí i bez opření
Při dodatečné instalaci systémů pro ohřev vody nebo výrobu elektrické energie fotovoltaickými panely, ale i pro ochranu nově na střeše přibyvších antén a klimatizačních jednotek byl občas problém, jakým způsobem na střeše upevnit podpůrnou trubku pro systém DEHNcon H, s vodičem HVIlight, který má stejné izolační schopnosti jako 45cm vzdušné vzdálenosti. Jedno z řešení bylo kotvení na trámy v konstrukci střechy, ale pro dosažení pevného uchycení bylo potřeba zapustit podpůrnou trubku cca 1m pod úroveň střechy. Tím došlo k omezení prostoru pod střechou a ne vždy byla tato možnost přesně pod místem, které bylo pro umístění jímače nejvhodnější. Nyní je toto upevnění podpůrné trubky jímače možné pouze se zcela minimálním zásahem do střešní krytiny. Nosná konstrukce obj.č. 105 240 se jednoduše upevní mezi dva nosné trámy střechy a místo prostupu se zakryje barevně tónovanou krycí taškou obj.č. 105 246.


Nosná konstrukce – fixace šrouby


Krycí taška prostupu

Výsledkem je v šikmině střechy upevněná izolovaná jímací tyč obj.č.819 251, ze které pokračujeme izolovaným vodičem, který je možné dále vést i pod taškami objektu a je tak skryt pohledům okolojdoucích.


Nosná konstrukce – detail vývodu vodiče HVIlight


Nosná konstrukce – zakrytí krytinou

Výše uvedené vylepšené hromosvodní součásti zjednodušují jak samotný návrh jímací soustavy, tak hlavně její montáž a to vše nejen při zachování, ale i zvýšení kvality provedení vnější ochrany před bleskem.

 

 

instalace hromosvodu

 
 

 
 
Ochrana spotřebičů po zásahu objektu bleskem:

K čemu slouží svodiče přepětí?

Svodiče přepětí (SPD) slouží k ochraně elektrických zařízení a elektrické instalace před účinky krátkodobých přepětí, která se vyskytují v důsledku atmosférických výbojů (blesků) a při spínacích pochodech v průmyslových objektech.

Jakým způsobem vybrat svodič přepětí v domovní instalaci?

Volbu a umístění jednotlivých přepěťových ochran vždy přednostně určí projekt ELEKTRO s výpočtem řízení rizik dle souboru norem ČSN EN 62 305 a normy ČSN 33 2000-5-534 ed. 2. Projekt identifikuje možná rizika v případě úderu blesku do stavby, zatřídí objekt do odpovídající hladiny ochrany před bleskem a zvolí nejvhodnější ochranná opatření.

Jednotlivé typy svodičů přepětí a příklady jejich použití

TypVDE značeníPříklady umístění
T1BStavby s vysokým rizikem ohrožení přímým úderem blesku. Umístění do hlavních rozváděčů a přípojkových skříní objektu (dle projektu).
T2CRodinné domy – bez hromosvodu, přívod uložen v zemi, v husté zástavbě obklopeny vyššími objekty. Bytové jednotky, rodinné domy a další objekty, pokud je v HDS (hlavní domovní pojistková skříň) nebo HR (hlavní rozváděč) svodič typu T1.
T1+T2BCOchrana rodinných domů, které jsou zařazeny výpočtem rizik do hladiny ochrany LPL III–IV, s hromosvodem, s uzemněnými prvky na střeše (antény) nebo budovy s přívodem od PDS vedeným ve vzduchu. Ochrana bytových jednotek, pokud v hlavním rozváděči budovy není svodič typu T1.
T3DInstalace co nejblíže citlivých spotřebičů (např. elektronika). Tato “jemná” ochrana je funkční pouze v případě zachování koordinace a instalace svodičů přepětí T1 a T2.

Zásady instalace přepěťových ochran

  • Dodržení správné koordinace a umístění svodičů T1, T2 a T3 pro zachování funkčnosti, kterou určuje projekt.
  • Typickým případem nefunkční ochrany proti přepětí je například zakoupení přepěťové ochrany typu T3 zabudované v prodlužovacím přívodu za účelem ochrany citlivých spotřebičů a absence svodičů T2 a případně T1 respektive T1 + T2 v hlavním i podružném rozváděči.
  • Zachování účinné ochrany proti přepětí dodržením minimálních a maximálních vzdáleností jednotlivých ochran.
schéma 1

Příklad provedení ochrany proti přepětí rodinných domů bez hromosvodu obklopených vyššími objekty

domek 01

Příklad provedení ochrany proti přepětí rodinných domů s hromosvodem zařazených do LPL III-IV

domek 02

Jaký počet pólů zvolit pro danou instalaci?

Provedení svodičeSíťRozvodVodiče
1pól (1L+PEN)TN-C230 V (1fázový)
2pól (1L+N+PE)TN-S230 V (1fázový)
3pól (3L+PEN)TN-C400 V (3fázový)
4pól (3L+N+PE)TN-S400 V (3fázový)

Použití kombinovaných svodičů přepětí T1+T2 dle zatřídění do LPL (hladiny rizika)

Pro běžné domy zatříděné výpočtem rizik do hladiny ochrany LPL III–IV běžně využíváme svodiče přepětí, které jsou schopny svést proudy o velikosti až 12,5 kA/pól.

Pro objekty zatříděné výpočtem rizik do hladiny ochrany LPL I–II volíme svodiče přepětí, které jsou schopny svést proudy o velikosti až 25 kA/pól.