dnes je 8.12.2019
Input:

ČSN EN 62305-1 Ochrana před bleskem - Část 1:obecné principy

17.3.2010, , Zdroj: Verlag Dashöfer

6.3.6.8.1
ČSN EN 62305-1 Ochrana před bleskem – Část 1:obecné principy

Ing. Vítězslav Šťastný, CSc. a kolektiv

Bleskové proudy a jejich parametry

Blesky vznikají převážně při bouřkách. Podle vzniku se rozlišují:

  • bouřky z tepla, kdy se země v určitém místě zahřívá intenzivním slunečním zářením a ohřáté vrstvy vzduchu nad povrchem země jako lehčí stoupají vzhůru;

  • bouřky frontální, při nichž následkem postupu studené fronty vytlačuje studený vzduch teplý vzduch směrem nahoru;

  • bouřky orografické, při nichž jsou spodní vrstvy teplého vzduchu následkem terénního vyvýšení vytlačovány větrem vzhůru.

Při úderu blesku v dané oblasti dochází k vyrovnání potenciálů mezi mrakem a zemí. Rozdíl potenciálů mezi mrakem a zemí může činit až desítky MV. V přírodě vznikají negativní (90% výskyt) a pozitivní (10% výskyt) výboje (rozhodující je polarita mraku). Z mraku sestupuje tzv. vůdčí výboj (leader) blesku a ze země (objektu) vstřícný výboj (streamer). Dojde-li ke spojení těchto dvou výbojů, vytvoří se hlavní kanál potřebný pro průchod bleskového proudu. Dlouhodobými měřeními bylo zjištěno, že cca 50 % úderů blesku se skládá jen z jednoho (prvního) výboje a cca 50 % úderů blesku je složeno z prvního a následujících výbojů (viz následující obrázek). V přírodě se nejčastěji vyskytují negativní sestupné výboje. V rovinatých oblastech nebo u nízkých budov je možno očekávat sestupné výboje. U vysokých objektů (telekomunikačních vysílačů, stanic mobilních operátorů, věží kostelů) převládají vzestupné výboje s širokým rozvětvením.

Simulované průběhy bleskových proudů [3]

Z hlediska hromosvodní ochrany před bleskem mají nejdůležitější význam bleskové výboje, které mohou vzniknout mezi mrakem a zemí. Na druhé straně mezimrakové výboje jsou důležité pro stanovení ochranných opatření z hlediska vnitřní ochrany před bleskem. Těmito výboji se vytvářejí indukovaná přepětí v silových nebo sdělovacích vedeních či přímo v obvodech zařízení. Bleskům předchází silná intenzita elektrického pole mezi bouřkovým mrakem a zemí, takže za tmy nebo šera je někdy možné pozorovat tzv. Eliášův oheň.

Výboje bleskového proudu (předchozí obrázek)

První výboj blesku je charakteristický vlnou bleskového proudu 10/350 µs o vrcholové hodnotě, která může dosáhnout až hodnoty 200 kA. Tento parametr bleskového proudu je důležitý pro energetické dimenzování jímací soustavy – návrh průřezu podle daného materiálu. Jedním bodem úderu musí projít náboj bleskového proudu, který je dán plochou vlny 10/350 ms (náboj bleskového proudu Q = ∫ i · dt).

Tento výboj je důležitý také pro dimenzování ekvipotenciálního pospojování proti blesku – instalace svodičů přepětí SPD typu 1.

Oblast dlouhého výboje je důležitá především z hlediska oteplení svodů a spojů, které mohou být namáhány až 400 A po dobu 0,5 s. Nebudou-li dodrženy hodnoty pro přechodné odpory spojů podle ČSN EN 62305-3 , článek 4.3, může dojít v důsledku tohoto tepelného působení k nebezpečnému jiskření, případně i k explozím.

Následné výboje o tvaru vlny 0,25/100 µs jsou nebezpečné z důvodu obrovské strmosti čela impulzu. Zde není rozhodující vrcholová hodnota proudu, ale strmost čela impulzu. Ta způsobí indukovaná napětí v přívodních vedeních ke koncovým zařízením. Proto je důležité osazovat v elektrických instalacích svodiče přepětí SPD typu 2 a typu 3.

Tato měření v přírodních podmínkách na celém světě započala již počátkem 20. století. Na Monte San Salvatore ve Švýcarsku byl proveden dosud nejkompletnější výzkum blesku současným optickým a elektrickým měřením. V České republice jedním z míst, kde byla prováděna tato měření, byla Štramberská Trůba na Novojičínsku. Měření prováděl EGÚ Brno metodou remanentního magnetismu pomocí magnetických tyčinek. V současné době se již měří údery blesku elektronicky pomocí meteorologického radiolokátoru v Praze a v Mohelnici. Měření se provádí od roku 2002. Meziročně se mohou údaje lišit až o 50 %. Má-li mít měření vypovídající schopnost, pak by mělo trvat minimálně 10 let. Proto v současné době je možno použít novější izokeraunickou mapu ČR, kterou je možno objednat u ČHMÚ (Českého hydrometeorologického ústavu) Praha.

Původní izokeraunická mapa ČR a SR bouřkových dní (z roku 1970) Poznámka: Mapa průměrného ročního počtu dní (izokeraunická) s bouřkou, zpracovaná