Jak chrání bleskosvod?
6.14.1. Budovy a stavby skladů ropy musí mít ochranu před bleskem podle kategorií zařízení a typu ochranného pásma.
Požadavky na zařízení ochrany před bleskem, kategorie zařízení na ochranu před bleskem, ochranná pásma hromosvodů jsou stanoveny „Pokyny pro instalaci ochrany před bleskem budov a staveb“ (RD 34.21.122-87).
6.14.2. Budovy a stavby zařazené do kategorie II podle ochrany před bleskem musí být chráněny před přímým úderem blesku, elektrostatickou a elektromagnetickou indukcí a vnášením vysokých potenciálů prostřednictvím nadzemních a podzemních kovových komunikací.
Budovy a stavby zařazené do kategorie III podle ochrany před bleskem musí být chráněny před přímým úderem blesku a vnesením vysokých potenciálů prostřednictvím pozemních kovových komunikací.
6.14.3. Venkovní instalace zařazené do kategorie II podle ochrany před bleskem (například nádrže umístěné v zónách třídy B-Ig podle PUE) musí být chráněny před přímým úderem blesku a elektrostatickou indukcí.
Venkovní instalace zařazené do kategorie III podle zařízení na ochranu před bleskem (například nádrže umístěné v zónách třídy P-III podle PUE) musí být chráněny před přímým úderem blesku.
6.14.4. Ochrana před přímým úderem blesku budov a staveb zařazených do kategorie ochrany před bleskem II a III musí být zajištěna samostatně stojícími nebo neizolovanými tyčovými nebo kabelovými hromosvody instalovanými na budovách. Při jejich instalaci na chráněnou budovu nebo stavbu musí být z každého hromosvodu nebo z každého sloupku kabelového hromosvodu položeny alespoň dva svody.
6.14.5. Nádrže umístěné v zónách třídy B-Ig dle PUE patří do kategorie II zařízení ochrany před bleskem a ochranné zóny B.
6.14.6. Nádrže zařazené do kategorie II podle ochrany před bleskem musí být chráněny před přímým úderem blesku takto:
- tělesa nádrží s tloušťkou střešního kovu menší než 4 mm – hromosvody instalované samostatně nebo na nádrži samotnou;
- tělesa nádrží s tloušťkou plechu střechy 4 mm a více, stejně jako jednotlivé nádrže s objemem menším než 200 m3, bez ohledu na tloušťku plechu střechy, jsou připojeny k zemnicím vodičům.
6.14.7. Venkovní instalace zařazené do kategorie II podle ochrany před bleskem, s železobetonovými budovami, musí být chráněny před přímým úderem blesku samostatně stojícími hromosvody nebo na nich instalovanými hromosvody.
6.14.8. U nadzemních tankoven zařazených do kategorie II podle ochrany před bleskem s objemem vozového parku větším než 100 tis. m 3 by ochrana před přímým úderem blesku měla být zpravidla prováděna samostatnými hromosvody; V ekonomicky odůvodněných případech je povolena ochrana hromosvody instalovanými na samotných nádržích.
6.14.9. Parky podzemních železobetonových nádrží zařazených do kategorie II podle ochrany před bleskem, zevnitř neobložené plechy, musí být chráněny před přímým úderem blesku samostatnými hromosvody.
Ochranné pásmo těchto hromosvodů by mělo zahrnovat prostor, jehož základna přesahuje tankodrom o 40 m od stěn vnějších nádrží v každém směru a výška se rovná horní značce dýchacích ventilů nádrže plus 2,5 m.
6.14.10. Úpravny musí být chráněny před přímým úderem blesku volně stojícími nebo hromosvody instalovanými na konstrukcích, pokud bod vzplanutí výrobku překročí jeho provozní teplotu o méně než 10 °C.
Ochranné pásmo hromosvodů by mělo zahrnovat prostor ohraničený rovnoběžnostěnem, jehož základna přesahuje čistírnu o 5 m v každém směru od jejích stěn a výška je rovna výšce stavby plus 3 m.
6.14.11. Nádrže zařazené do kategorie III podle zařízení na ochranu před bleskem musí být chráněny před přímým úderem blesku takto:
- tělesa nádrží s tloušťkou střešního kovu menší než 4 mm – hromosvody instalované samostatně nebo na nádrži samotnou;
- tělesa nádrží s tloušťkou plechu střechy 4 mm a více, jakož i jednotlivé nádrže s kapacitou menší než 200 m3, bez ohledu na tloušťku plechu střechy – připojením k zemnicím vodičům;
- nádrže s železobetonovými tělesy – samostatně stojící nebo na nich instalované hromosvody. Prostor nad dýchacími ventily nesmí být zahrnut do ochranného pásma hromosvodů.
6.14.12. Nekovové svislé potrubí a požární věže s výškou větší než 15 m by měly být chráněny před přímým úderem blesku hromosvody na nich instalovanými. U potrubí do výšky 50 m stačí instalovat jeden hromosvod o výšce minimálně 1 m a položit jeden svod. U potrubí s výškou nad 50 m je nutné instalovat minimálně dva symetricky umístěné hromosvody o výšce minimálně 1 m, spojené na horním konci potrubí. Potrubí s výškou větší než 50 m musí být vybaveno nejméně dvěma svody, z nichž jedním může být kovový žebřík, včetně těch se šroubovanými články.
U železobetonových trubek by se jako svody mělo použít jejich vyztužení.
U kovových potrubí a věží není nutná instalace hromosvodů a pokládání svodů.
6.14.13. Impulzní odpor každé zemnící elektrody pro ochranu před přímým úderem blesku u zařízení na ochranu před bleskem kategorie II nesmí být větší než 10 Ohmů a ve skupinách s měrným odporem 500 Ohm/m a vyšším je povoleno maximálně 40 Ohmů.
Impulsní odpor každé zemnící elektrody pro ochranu před přímým úderem blesku u zařízení na ochranu před bleskem kategorie III nesmí být větší než 20 Ohmů a v půdách s měrným odporem 500 Ohm•mm 2 /m a vyšším nesmí být větší než 40 Ohmů. povoleno.
Impulzní odpor uzemňovacích vodičů pro kovové a nekovové trubky a věže by neměl být větší než 50 Ohmů.
U venkovních instalací musí mít zemnící vodiče pro ochranu před přímým úderem blesku pulzní odpor nejvýše 50 Ohmů pro každý svod; k nim musí být připojeny hromosvody, kovové pláště a jiné kovové konstrukce instalací.
Přípojky k zemnicím vodičům jsou umístěny maximálně 50 m po obvodu instalační základny. V tomto případě musí být počet připojení alespoň dvě.
6.14.14. Ochrana před elektrostatickou indukcí budov a staveb zařazených do kategorie II podle ochrany před bleskem je zajištěna připojením všech zařízení a přístrojů umístěných v budovách, konstrukcích a instalacích na ochranné uzemnění elektrického zařízení.
Plovoucí střechy a pontony, bez ohledu na materiál střech a krytů, pro ochranu proti elektrostatické indukci musí být spojeny pružnými kovovými propojkami se svody nebo s kovovým tělem instalace alespoň ve dvou bodech.
6.14.15. Ochrana před elektromagnetickou indukcí budov a staveb zařazených do kategorie II podle zařízení ochrany před bleskem se provádí formou zařízení každých 25-30 m kovových propojek mezi potrubím a jinými prodlouženými kovovými předměty umístěnými ve vzdálenosti 10 cm popř. méně od sebe navzájem.
6.14.16. K ochraně vnějších pozemních kovových konstrukcí a komunikací kategorie II před zavedením vysokých potenciálů je nutné:
- u vchodu do chráněné budovy nebo stavby připojte k zemnícímu vodiči s pulzním odporem nejvýše 10 Ohmů;
- na podpěře nejblíže ke konstrukci připojte k zemnícímu vodiči s pulzním odporem nejvýše 10 Ohmů.
K ochraně před zavedením vysokých potenciálů prostřednictvím podzemních komunikací musí být při vstupu do budovy nebo stavby připojeny k některému z uzemňovacích vodičů.
6.14.17. K ochraně před zavedením vysokých potenciálů vnějších pozemních kovových konstrukcí a komunikací je nutné:
- u vchodu do chráněné budovy nebo stavby připojte k zemnícímu vodiči s pulzním odporem nejvýše 20 Ohmů; takové spojení může být provedeno k zemnící elektrodě pro ochranu před přímým úderem blesku nebo k ochrannému uzemnění elektrického zařízení;
- na podpěře nejblíže ke konstrukci připojte k zemnícímu vodiči s pulzním odporem nejvýše 20 Ohmů.
6.14.18. Podpěry volně stojících hromosvodů mohou být vyrobeny z jakékoli oceli, železobetonu nebo dřeva.
Kovové trubkové podpěry by měly být vyrobeny z nestandardních ocelových trubek; musí být chráněny před korozí. Dřevěné podpěry a nevlastní syny musí být chráněny před hnilobou impregnací antiseptiky.
6.14.19. Hromosvody jsou vyrobeny z oceli jakékoli třídy různých profilů s plochou průřezu nejméně 100 mm 2 a délkou nejméně 200 mm. Bleskosvody je třeba chránit před korozí pozinkováním, pocínováním nebo nátěrem.
6.14.20. Spojení hromosvodů se svody musí být provedeno svařováním, a pokud svařování není možné, je povoleno šroubové spojení s přechodovým elektrickým odporem nejvýše 0,05 Ohm.
6.14.21. Svody pro připojení hromosvodů, těles nádrží s uzemňovacími vodiči by měly být vyrobeny z oceli o následujících rozměrech:
- kruhová ocel – 10 mm;
- pásová ocel: plocha průřezu – 160 mm2; tloušťka – 4 mm;
- hranatá ocel: plocha průřezu – 160 mm2; tloušťka police – 4 mm;
- ocelové trubky: tloušťka stěny – 3,5 mm.
6.14.22. Spoje svodů musí být svařeny. Šroubové spoje jsou povoleny pouze výjimečně pro svody budov a staveb zařazených do kategorie III podle ochrany před bleskem. Pro ochranu proti korozi musí být svody pozinkovány, pocínovány nebo natřeny.
6.14.23. Pro kontrolu odporu zemnících vodičů by měla být odpojitelná spojení zajištěna pouze na svodech připojených k jednotlivým zemnicím vodičům a vzájemně propojených.
6.14.24. Všechna spojení zemnících vodičů mezi sebou a se svody jsou provedena svařováním. Délka svaru musí být minimálně dvojnásobkem šířky pravoúhlého vodiče a minimálně 6 průměrů svařovaných kruhových vodičů.
6.14.25. Ochranné pásmo jednotyčového hromosvodu o výšce h < 150 m je kruhový kužel. Vrchol kužele je ve výšce ho < h. V úrovni terénu tvoří ochranné pásmo kruh o poloměru ro.
Vodorovný řez ochranným pásmem ve výšce chráněné nádrže hx je kruh o poloměru rx.
Ochranná zóna jednotyčových hromosvodů má tyto rozměry: vо= 0,92 h; rо= 1,5 h; rх= 1,5 (h – hх/ 0,92).
Se známými hodnotami lze výšku jednoho tyčového hromosvodu určit podle vzorce:
6.14.26. Zařízení ochrany před bleskem musí být instalováno při výstavbě nebo opravách v souladu s projektem a harmonogramem stavebních a montážních prací současně s prováděním hlavních prací; musí být převzaty a uvedeny do provozu před plněním nádrží ropnými produkty.
6.14.27. Montážní organizace, která dokončila zařízení na ochranu před bleskem, musí generálnímu dodavateli předat protokoly o zkouškách zařízení zajišťujících ochranu před bleskem (zhotovení zemnících vodičů a měření jejich odolnosti proti průtoku proudu).
6.14.28. Při provozu zařízení ochrany před bleskem musí být pravidelně kontrolována (auditována). Účelem kontrol je:
- identifikovat prvky, které vyžadují výměnu nebo zesílení z důvodu mechanického poškození;
- zkontrolujte spolehlivost elektrického spojení mezi prvky vedoucími proud (svařovací body a šroubové spoje);
- stanovit stupeň destrukce korozí jednotlivých prvků ochrany před bleskem a přijmout opatření k obnovení antikorozní ochrany a zpevnění prvků poškozených korozí;
- zkontrolovat shodu zařízení na ochranu před bleskem s kategorií nádrže; minimálně 1x ročně změřte odpor všech zemničů ochrany před bleskem, a pokud se odpor zemniče zvýší, proveďte opatření k uvedení odporu na požadované hodnoty.
6.14.29. Na základě auditů je stanoven objem plánovaných oprav hromosvodů, které musí být dokončeny do začátku bouřkového období roku. Drobné běžné opravy zařízení ochrany před bleskem lze provádět v období bouřek v roce, větší opravy – pouze v období bez bouřek.
6.14.30. Výsledky auditů zařízení na ochranu před bleskem, ověřovacích zkoušek uzemňovacích zařízení a provedených oprav se zapisují do zvláštního provozního deníku (Příloha 10). Po dokončení přejímky zařízení na ochranu před bleskem bude tato dokumentace předána organizaci, která je provozuje.
Blesk je nebezpečný a hrozivý jev. Při úderu blesku dochází k intenzivnímu uvolňování tepla, dosahujícího desítek tisíc kelvinů. Vzhledem ke své povaze může blesk způsobit požáry, mechanické poškození, úrazy elektrickým proudem a poškození elektrických zařízení. Pojďme se blíže podívat na to, co je ochrana před bleskem a jak funguje bleskosvod.
Ochrana před bleskem — je soubor opatření zaměřených na zabránění přímému úderu blesku do objektu nebo na odstranění nebezpečných následků úderu. Tento soubor zahrnuje nejen prostředek ochrany před přímým úderem blesku — hromosvod, ale také prostředky ochrany před druhotnými účinky blesku a přenosem potenciálu.
Ochranné vlastnosti hromosvodů je založen na vlastnosti blesku zasáhnout vyšší a dobře uzemněné objekty s větší pravděpodobností než blízké objekty nižší výšky. Abychom pochopili, jak bleskosvod funguje, je nutné znát zákonitosti vzniku a vývoje bleskového výboje.
V oblaku dochází k akumulaci a oddělování elektrických nábojů, což je usnadněno aerodynamickými a termodynamickými procesy.
Když je koncentrace nábojů v oblaku vysoká, oblak se vybíjí k zemi ve formě lineárního blesku.
Výboj blesku začíná vývojem vůdčího proudu, slabě svítící spirály s proudem několika stovek ampérů. V závislosti na směru pohybu vůdčího proudu – z mraku dolů nebo z pozemní konstrukce nahoru – se blesky dělí na sestupné a vzestupné (obr. 1).
Obrázek 1. Formování vzestupných a sestupných vůdčích linií
(z otevřených zdrojů)
Tok nabitých částic sestupného blesku probíhá působením procesů v bouřkovém mraku a jeho výskyt nezávisí na přítomnosti jakýchkoli struktur na povrchu Země. Jak se vůdce pohybuje směrem k zemi, mohou být z pozemních objektů vybuzeny protivůdce směřující k mraku. Kontakt jednoho z nich s sestupným vůdcem nebo kontakt jednoho z nich s povrchem Země určuje místo úderu blesku do země nebo jakéhokoli objektu.
Sestupný vůdčí vlna se tvoří ve středu oblaku a pohybuje se k zemi v krocích o výšce několika desítek metrů. Současně s klesáním sestupného vůdčí vlny se zvyšuje elektrický náboj v atmosféře na úrovni země. V jakémkoli blízkém vyvýšeném bodě, jako je například věž přenosové soustavy nebo hromosvod, okamžitě začíná přirozená ionizace ve formě elektrických výbojů. Tento jev se vysvětluje účinkem odtoku náboje z hrotu neboli koronovým efektem.
Jakmile je sestupný vůdčí výboj dostatečně blízko k zemi, ionizace se zvyšuje, zejména v blízkosti jakéhokoli vyvýšeného bodu, a nakonec se změní ve vzestupný výboj, stoupající směrem k oblaku. Když se jeden z těchto vzestupných výbojů setká se sestupným vůdčím výbojem, vytvoří se vodivá dráha, po které protéká silný proud. Jedná se o blesk, charakterizovaný jasným zábleskem a ohlušujícím zvukem hromu.
Bleskosvod stoupající nad chráněným objektem tak zachycuje dráhu blesku, indukované náboje na chráněném objektu se nehromadí a pravděpodobnost úderu blesku do objektu se snižuje.
Jakýkoli hromosvod se skládá z několika typických konstrukčních prvků: hromosvod – zařízení pro příjem bleskového proudu, svod – vodivý prvek sloužící k připojení hromosvodu k uzemňovacímu vodiči, zemnicí vodič – zařízení sloužící k odvedení bleskového proudu do země a podpěra – zařízení pro upevnění všech prvků.
Podle typu provedení se hromosvody liší typem bleskojistky a mohou být tyčové, lanové nebo síťové.
Každý typ bleskosvodu tvoří svou vlastní ochrannou zónu – prostor sousedící s bleskosvodem, uvnitř kterého je pravděpodobnost úderu blesku nižší, ale stále existuje pravděpodobnost proražení ochranné zóny.
Geometrické parametry ochranného pásma bude záviset na typu bleskosvodu. Ochranné pásmo tyčového bleskosvodu tedy tvoří kruhový kužel a u lanového bleskosvodu komolý lichoběžník (obr. 2). Velikost ochranného pásma bude záviset na výšce bleskosvodu. Za zmínku stojí, že poloměr ochranných pásem ve výšce objektu a na úrovni terénu se bude výrazně lišit. Bleskosvody ve tvaru mřížky se stejnou pravděpodobností chrání celý povrch objektu před údery blesku.
Obrázek 2. Ochranné zóny tyčových a lanových hromosvodů
(z otevřených zdrojů)
Kvantitativní ochranný účinek hromosvodu je určena pravděpodobností průlomu – poměrem počtu úderů blesku do chráněného objektu k celkovému počtu úderů do hromosvodu a objektu. Geometrické parametry ochranných pásem a stupeň spolehlivosti, který musí poskytovat, budou záviset na konfiguraci budovy a charakteristikách technologického procesu. Čím je technologický objekt nebezpečnější z hlediska nebezpečí požáru a výbuchu, tím spolehlivější musí být ochrana. Kromě toho se při posuzování nebezpečí úderu blesku do objektu vždy posuzuje intenzita bouřkové aktivity. Intenzita bouřkové aktivity zase závisí na umístění objektu, klimatických podmínkách a terénu.
Hromosvod je spolehlivý a účinný ochranný prostředek před přímým úderem blesku je však třeba mít na paměti, že vadný nebo nesprávně provedený systém ochrany před bleskem nejen nechrání, ale také zvyšuje pravděpodobnost zasažení objektu bleskem.
