Ten serwis używa cookies do prawidłowego funkcjonowania

Informujemy, iż w celu optymalizacji treści dostępnych w naszym serwisie, dostosowania ich do Państwa indywidualnych potrzeb korzystamy z informacji zapisanych za pomocą plików cookies na urządzeniach końcowych użytkowników. Pliki cookies użytkownik może kontrolować za pomocą ustawień swojej przeglądarki internetowej. Dalsze korzystanie z naszego serwisu internetowego, bez zmiany ustawień przeglądarki internetowej oznacza, iż użytkownik akceptuje stosowanie plików cookies. Czytaj więcej…

Zrozumiałem

Instalacja odgromowa ERICO SYSTEM 3000

Instalacja odgromowa

System 3000 jest zaawansowanym technicznie systemem ochrony odgromowej. Jego wyjątkowe funkcje pozwalają na niezawodne przechwytywanie i kontrolowanie wyładowań piorunowych. Zwód ERITECH® DYNASPHERE zapewnia wybór optymalnego punktu uderzenia pioruna, który w innym przypadku mógłby uderzyć w niezabezpieczoną część budynku i spowodować uszkodzenia. Do zwodu ERITECH DYNASPHERE podłączony jest w optymalny sposób przewód odprowadzający ERITECH® ERICORE oraz niskoimpedancyjny system uziemiający. W ten sposób uzyskuje się całkowicie zintegrowany system. ERITECH SYSTEM 3000 składa się z następujących elementów:

  • Zwód ERITECH DYNASPHERE
  • Przewód odprowadzający ERITECH ERICORE
  • Licznik wyładowań
  • Specjalnie zaprojektowany niskoimpedancyjny system uziemiający

Elementy te stanowią integralną część 6-punktowego planu ochrony obiektów opracowanego przez firmę ERICO®. Każdy podzespół wymaga niezależnego rozpatrzenia, a docelowo zintegrowania z pozostałymi elementami tak, aby stworzyć kompletny system ochrony odgromowej. Bez holistycznego podejścia do problemu otrzymujemy ograniczoną ochronę. Chociaż budowa systemu hybrydowego, możliwa jest w oparciu o zamienniki, to ważne jest, aby zdawać sobie sprawę, że nieskuteczność któregokolwiek z podzespołów prowadzi do nieskuteczności systemu jako całości.

Instalacja odgromowa System 3000

1. Zwód ERITECH® DYNASPHERE

Najważniejszym zadaniem zwodu lub systemu zwodów jest przechwytywanie uderzenia pioruna w optymalnym punkcie tak, aby prąd piorunowy można było bezpośrednio skierować przewodami odprowadzającymi do systemu uziemiającego.

Instalacja odgromowa zwód Dynasphere

Instalacja odgromowa zwód Dynasphere głowice

 

 

Lider wyładowania wstęgowego Dynasphere

Podczas dynamicznej fazy burzy schodzący lider odgórny powoduje szybki wzrost potencjału na półsferycznej kopule zwodu ERITECH DYNASPHERE w wyniku sprzężenia pojemnościowego. Gdy napięcie osiągnie odpowiedni próg, w szczelinie powietrznej między sferą a uziemionym prętem tworzy się wyładowanie łukowe.

Wyładowanie łukowe pełni 2 funkcje:

  • wytwarza dużą liczbę wolnych elektronów niezbędnych do zainicjowania strimera
  • powoduje nagły, „skokowy” wzrost pola elektrycznego nad zwodem, co daje dodatkową energię potrzebną do zainicjowania silnego lidera oddolnego.

Dzięki powyższym dwóm efektom otrzymujemy stabilnego, propagującego lidera oddolnego. Wielkość szczeliny powietrznej jest tak zoptymalizowana, aby wyładowanie łukowe wystąpiło jedynie w tym momencie, gdy zewnętrzne pole elektryczne będzie wystarczająco silne, aby zapewnić stabilną propagację lidera oddolnego i co za tym idzie efektywne przechwycenie lidera odgórnego.

Instalacja odgromowa System Dynasphere 3000 działanie 

Zwód ERITECH DYNASPHERE został tak zaprojektowany, aby spełniał kryteria wymagane do kontrolowanej emisji wyładowania oddolnego. Możliwość kontroli jest tu istotna, ponieważ zbyt wczesna inicjacja strimera jest nieskuteczna – zewnętrzne pole elektryczne będzie za słabe, aby strimer mógł przekształcić się w lidera i przestanie się rozwijać. Następstwem tego jest „zawisający” ładunek przestrzenny, który może utrudniać późniejsze próby inicjacji.

Cechy optymalnego zwodu:

  • Minimalny ładunekkoronowy/przestrzenny przed uderzeniem.
  • Strimery generowane tylko wtedy, gdy pole zewnętrzne może podtrzymać inicjację irozwój lidera oddolnego.

Obie te właściwości wymagają specjalnej konfiguracji.

2. Przewód odprowadzający ERITECH® ERICORE

Zadaniem przewodu odprowadzającego jest zapewnienie nisko impedancyjnej ścieżki prowadzącej od zwodu do systemu uziemiającego tak, aby prąd piorunowy można było sprowadzić do ziemi bez powstawania zbyt wysokich napięć. Aby zmniejszyć możliwość niebezpiecznego iskrzenia (przeskoku iskry), przewody odprowadzające należy prowadzić możliwie jak najprostszą drogą, bez ostrych zakrętów lub punktów napięć, w których induktancja, a zatem również impedancja, zwiększa się w warunkach przepływu impulsu.

Instalacja odgromowa masztInstalacja odgromowa Ericore                                Maszt                                                                                Przewód

Unikalna półprzewodnikowa osłona zewnętrzna pozwala na elektrostatyczne połączenie budynku przez obejmy mocujące przewód. Opracowanie przewodu odprowadzającego ERITECH ERICORE stanowi zwieńczenie gruntownych badań potencjalnego wzrostu napięcia w obiektach pod wpływem wyładowania. Przewód zbudowany jest ze starannie wybranych materiałów dialektrycznych, które stwarzają równowagę pojemnościową i pozwalają zapewnić nienaruszalność izolacji w warunkach silnego impulsu. Wyjątkowa zdolność przewodu ERITECH ERICORE do pochłaniania prądu wyładowania przy jednoczesnym utrzymaniu połączenia elektrycznego pomaga zminimalizować ryzyko dla budynku, mieszkańców i wrażliwych urządzeń elektronicznych.

Aby zrozumieć wartość przewodu, najpierw trzeba poruszyć problemy, jakie mogą się pojawić podczas stosowania zwykłych przewodów odprowadzających. Induktancję wynoszącą 1,6 μH/m uznaje się zazwyczaj za raczej małą. Jednak w przypadku prądu rosnącego z prędkością 1010 Amperów na sekundę, najważniejszą rolę zaczyna grać induktancja.

Jako przykład, pojedynczy, 60-metrowy przewód pod wpływem średnio silnego wyładowania przekroczy 1.000.000 woltów. Z tego właśnie powodu przewody odprowadzające ERITECH ERICORE mają znaczną przewagę nad przewodami konwencjonalnymi.

ERITECH® ERICORE oferuje specjalnie zaprojektowane działanie w każdej fazie procesu kontroli wyładowania tak, aby bezpiecznie odprowadzić energię do systemu uziemienia.

Jako przykład, rozpatrzmy następujące porównanie między konwencjonalnym przewodem, a ERICORE:

  • taśma miedziana 25 mm x 3 mm przewodem odprowadzającym o dł.50 m
  • przewodem odprowadzającym ERITECH ERICORE

wykorzystując natężenie pola elektrycznego powodujące przebicie w powietrzu (nominalnie 3 MV/m) oraz napięcie końcowe (250 kV) jako kryterium „awarii” tych przewodów.

Konwencjonalny przewód odprowadzający doprowadzi do przebicia lub strukturalnej awarii dialektrycznej przy przewodzeniu prądów rzędu zaledwie ~ 30 kA. Z drugiej strony, ekranowany/izolowany przewód odprowadzający ERITECH ERICORE jest w stanie obsługiwać dużo większe prądy. Wielkość prądu piorunowego zostaje przekroczona tylko w ~ 5% wyładowań lub tylko raz na 30 lat (w rejonie z częstotliwością wyładowań rzędu 5 uderzeń na km²/rok, tj. ok. 80 dni burzowych/rok).

Najważniejsze korzyści:

  • Impuls piorunowy pozostaje w obrębie przewodu, a zewnętrzna warstwa półprzewodnikowa jest połączona ze strukturą za pomocą metalowych obejm, co oznacza, że ryzyko przeskoku iskry jest minimalne
  • Niska impedancja charakterystyczna przewodu minimalizuje wewnętrzną usterkę dielektryka
  • Przewód można poprowadzić obok czułej aparatury elektrycznej, okablowania elektrycznego, stalowych elementów konstrukcyjnych i miejsc pracy osób
  • Użycie pojedynczego przewodu odprowadzającego w porównaniu z wieloma przewodami odprowadzającymi
  • Łatwość instalacji
  • Minimum konserwacji

3. System uziemiający

System uziemiający musi charakteryzować się niską impedancjąw celu rozproszenia energii uderzenia pioruna. Ponieważ wyładowanie spowodowane piorunem tworzone jest przezskładowe o wysokiej częstotliwości, szczególne znaczenie maimpedancja – parametr elektryczny systemu uziemienia zależnyod częstotliwości – oraz mała rezystancja uziemienia.Ze względu na uwarunkowania geograficzne, systemy uziemiające występujące w różnych lokalizacjach istotnie sięmiędzy sobą różnią. System uziemiający powinien minimalizowaćwzrost potencjału względem ziemi i minimalizować ryzyko obrażeń osób lub uszkodzenia sprzętu.

Instalacja odgromowa uziemienie

Uziemienie

4. Licznik uderzeń piorunów

Instalacja odgromowa licznik uderzeń piorunów

Instalacja odgromowa - licznik uderzeń piorunów

Metoda CVM Collection Volume Method

Metoda ta jest wykorzystywana do optymalnego umiejscowienia systemu ERITECH SYSTEM 3000.

Umieszczenie zwodów na strukturach często odbywa się za pomocą metody toczącej się kuli (RSM), bazującej na prostym modelu elektro geometrycznym (EGM) odległości uderzenia. Prosty model EGM nie uwzględnia fizycznej podstawy procesu przechwytywania, ani też znaczenia, jakie mają wysokość struktury i geometria przedmiotów. W metodzie RSM stosuje się ustaloną odległość uderzenia, najczęściej 45 m, niezależnie od wysokości lub szerokości budynku. Oznacza to, że budynkowi o wysokości 5 m przypisany jest taki sam obszar i prawdopodobieństwo uderzenia jak 100-metrowej wieży telekomunikacyjnej.

Projekt instalacji odgromowej metoda CVMProjekt instalacji odgromowej metoda CVM

 

Projekt instalacji odgromowej - metoda CVM

Udoskonalony model elektro-geometryczny opracowany został przez Dr A.J. Erikssona (1979, 1980, 1987). Począwszy od późnych lat osiemdziesiątych, podstawowy model Erikssona rozwijany był przez naukowców i inżynierów ERICOR, z myślą o zastosowaniu w praktycznych instalacjach.

Dokonano tego dzięki komputerowemu zmodelowaniu pól elektrycznych wokół szerokiej gamy struktur trójwymiarowych oraz przez zastosowanie koncepcji „konkurencji przechwytywania”, aby ustalić czy dany obiekt jest chroniony. Powyższa nowa metoda znana jest na całym świecie pod nazwą metody koncentracji pojemności (Collection Volume Method, CVM).

Metoda CVM rozpatruje fizyczne kryteria wyładowania w powietrzu, łącznie z uwzględnieniem intensyfikacji pola elektrycznego wokół rożnych punktów na obiekcie. CVM używa powyższych informacji w celu dostarczenia optymalnego systemu ochrony odgromowej dla danego obiektu, tzn. takiego rozmieszczenia zwodów, które maksymalizuje ich wydajność przy wybranym poziomie ochrony.

Dzięki zastosowaniu współczesnych technik zarządzania ryzykiem, wynik metody CVM zależy wyłącznie od wybranych przez użytkownika poziomów ochrony. Poziomy ochrony mieszczą się najczęściej w przedziale 84-99%. Wartości te pochodzą z normalnego rozkładu maksymalnych prądów uderzenia pioruna.