Ochrona odgromowa i przeciwprzepięciowa podstawowe informacje

Ochrona odgromowa i przeciwprzepięciowa – część 1

Celem stosowania ochrony odgromowej i przeciwprzepięciowej obiektów budowlanych jest ich ochrona przed skutkami wyładowań atmosferycznych, czyli przed pożarem i zniszczeniem. Zmiany warunków atmosferycznych, a więc ciśnienia i temperatury powodują, że między chmurami a ziemią powstaje napięcie elektryczne, którego wartość może dochodzić nawet do milionów woltów. Powstałe przepięcie, między np. drzewem i budynkiem doprowadza do pożaru lub porażenia. Jeżeli piorun uderzy w linię elektroenergetyczną, w jej przewodach indukuje się bardzo wysokie napięcie. Powoduje to przepływ prądu do ziemi w miejscach o osłabionej izolacji, zwłaszcza w instalacjach odbiorczych w budynku. Może to mieć miejsce przy gniazdach wtycz­kowych, wyłącznikach lub bezpiecznikach na tablicy rozdzielczej.


Ochrona odgromowa i przeciwprzepięciowa – przepisy i wymagania prawne

Przepisy określają stopień zagrożenia pożarowego budowli przez wskaźnik zagrożenia piorunowego. Zależy on od współczynników dla rodzaju konstrukcji, wymiarów, rodzaju budynków, ich położenia, średniego rocznego czasu trwania burz itp. W zależności od wartości tego wskaźnika instalacja odgromowa jest konieczna, zalecana lub nie. Na wyładowania atmosferyczne najbardziej są narażone budynki wysokie, z palnym pokryciem dachu, wolnostojące, w terenie górskim i w rejonie częstych burz. W Polsce burze najczęściej występują na terenach południowych i zachodnich późną wiosną i wczesną jesienią.

Polskie Normy określają trzy rodzaje ochrony odgromowej:

  • ochrona podstawowa – konieczna dla budynków użyteczności publicznej, niektó­rych przemysłowych i wolnostojących o dużej powierzchni (ponad 500 m2) i wyso­kości powyżej 15 metrów,
  • druga to ochrona obostrzona – dla obiektów zagrożonych pożarem i wybuchem związków wybuchowych,
  • ochrona w wykonaniu specjalnym – dla obiektów mostowych, dźwigowych itp.

Z powyższych określeń wynika, że instalacja odgromowa w budynku jednorodzin­nym nie jest obowiązkowa. To, czy będzie wykonana zależy tylko i wyłącznie od in­westora. Znając niebezpieczeństwa opisane powyżej, sam bierze odpowiedzialność za podjętą decyzję. Niekiedy budujący nie chce wykonywać instalacji odgromowej z powodu estetyki budynku, oszczędności lub obawy o szczelność pokrycia dacho­wego. Nowoczesne materiały z miedzi nie są jednak nieestetyczne i z powodzeniem można je stosować w domkach jednorodzinnych. Koszty też są niewielkie w sto­sunku do budowy, jeśli o instalacji pomy­śli się już w fazie projektu i odpowiednio przygotuje fundamenty i inne elementy konstrukcyjne.

Jak zabezpieczyć się przed uderzeniem pioruna?

Ochrona przed skutkami bezpośredniego uderzenia pioruna w budynek polega na stworzeniu dla prądu pioruna łatwej drogi upływu do ziemi za pomocą urządzenia piorunochronnego. Wystarczą do tego pojedyncze druty, czyli tzw. zwody wykonane ze stali ocynkowanej, miedzianej lub nierdzewnej ułożone odpowiednio na dachu i poprowadzone do ziemi. Zwody przyjmują bezpośrednio wyładowanie atmosferyczne. Oprócz zwodów urządzenie piorunochronne składa się także z przewodów odprowadzających, zacisku probierczego, przewodów uziemiających i uziomów.

  1. Przewód odprowadzający łączy zwód z przewodem uziemiającym lub uziomem fundamentowym.
  2. Zacisk probierczy jest rozłączalnym połączeniem śrubowym przewodu odprowa­dzającego z przewodem uziemiającym w celu umożliwienia pomiaru rezystancji uziemień lub sprawdzenia ciągłości połączeń części nadziemnej.
  3. Przewód uziemiający łączy przewód odprowadzający z uziomem.
  4. Uziom jest elementem metalowym umieszczonym w ziemi i w zależności od sposobu wykonania może być:
  • – poziomy (ułożony poziomo w ziemi),
  • – otokowy (ułożony poziomo w ziemi, ale wokół budynku, na głębokości minimum 0,6 metra i w odległości co najmniej 1 metr od budynku),
  • – pionowy (umieszczony w ziemi pionowo na głębokości minimum 3 metry),
  • – fundamentowy (wykorzystujący konstrukcje budynku do połączenia z przewodem odprowadzającym.

Projektowanie instalacji odgromowych

Wszystkie elementy powinny mieć wymiary dobrane przez projektanta. Prócz tego muszą być zachowane odległości określone w odpowiednich przepisach. Zwody mocuję się w odległości minimum 2 cm od dachu niepalnego i mini­mum 40 cm od dachu palnego. Zabezpieczone muszą być też kominy, balustrady, maszty antenowe np. Połączenia w instalacji piorunochronnej powinny być pewne, dobrze skręcone lub zespawane i zabezpieczone przed korozją np. smarem. Przewody uziemiające należy też zabezpieczyć przed uszkodzeniami mechanicznymi do wyso­kości 1,5 metra nad ziemią i do głębokości 20 cm w ziemi, jeżeli są cieńsze niż 8 mm. Można do tego celu użyć np. kątownika. Ochrona odgromowa i przeciwprzepięciowa wymaga więc fachowej wiedzy.

Okresowe sprawdzanie instalacji

Co kilka lat powinno się dokonać oględzin całej instalacji ze szczególnym zwróce­niem uwagi na połączenia śrubowe czy nie są poluzowane lub skorodowane. Przerwa w przewodzie piorunochronu stwarza duże niebezpieczeństwo, gdyż wyładowanie atmosferyczne może nastąpić wtedy do budynku a nie do ziemi. Bardzo dobrze, je­żeli okresową kontrolę przeprowadzi specjalistyczna firma, która dodatkowo dokona odpowiednich pomiarów elektrycznych i usunie ewentualne uszkodzenia. Instalację piorunochronną można wykonać samemu, ale po jej wykonaniu należy zlecić pomiar oporności uziemienia instalacji.

Ochrona przeciwprzepięciowa w instalacjach elektrycznych

Źródłem przepięć w instalacjach elek­trycznych może być bezpośrednie ude­rzenie pioruna w sieć elektryczną zasilającą budynek, linię przesyłającą sygnał, lub budynek. Powstają wtedy bardzo nie­bezpieczne szybkozmienne udary napię­ciowe o dużych wartościach szczytowych. Przy wyładowaniach atmosferycznym w in­stalację odgromową budynku, prąd o natężeniu kilku tysięcy amperów powoduje po­wstanie bardzo silnego pola elektromagnetycznego wokół zwodów. W przewodach elektrycznych znajdujących się w pobliżu indukuje się napięcie przekraczające to które jest w sieci. Jeżeli urządzenia elektryczne nie są zabezpieczone odpowiednimi apa­ratami ochronnymi, mogą zostać zniszczone w promieniu nawet 1,5 km od miejsca uderzenia pioruna. Jeżeli bowiem piorun uderzy daleko od budynku w sieć elektro-energetyczną, przepięcie dotrze przewodami elektrycznymi, które zasilają budynek. Niestety, urządzenia elektryczne i elektroniczne (zwłaszcza z układami scalonymi) nie są na nie odporne. Dlatego tak ważna jest odpowiednio  zainstalowana ochrona odgromowa i przeciwprzepięciowa.

Inne źródła przepięć

Przepięcia w instalacjach wywołuję się także przez same urządzenia w nich zamontowane. Najczęściej ma to miejsce przy ich wyłączaniu i włączaniu (przepięcia łączeniowe). Przyczyną przepięcia może być także zwarcie w instalacji elektrycznej. Lub po prostu zwykła elektryczność statyczna powstała w wyniku zetknięcia i wzajemne ruchu przedmiotów wykonanych z materiałów przewodzących i nieprzewodzących. Może dojść wtedy do wyładowania iskrowego rzędu kilkudziesięciu tysięcy woltów. Pomimo tych wszystkich zagrożeń należy zapewnić urządzeniom elektrycznym bezawaryjną pracę.

Ochrona przeciwprzepięciowa i odgromowa druga część artykułu.