ΜΗΛΙΩΝΗ ΕΥΣΤΑΘΙΑΣ του ΓΕΩΡΓΙΟΥ

Transcript

1 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ:ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΥΨΗΛΩΝ ΤΑΣΕΩΝ Διπλωματική Εργασία της φοιτήτριας του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστημίου Πατρών ΜΗΛΙΩΝΗ ΕΥΣΤΑΘΙΑΣ του ΓΕΩΡΓΙΟΥ Αριθμός Μητρώου:5083 Θέμα «Υπολογισμός επικίνδυνων τάσεων επαφής λόγω πλήγματος κεραυνού σε κατασκευή (Πρότυπο IEC 62305)» ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ Επικ. Καθ. κα ΕΛΕΥΘΕΡΙΑ ΠΥΡΓΙΩΤΗ Αριθμός Διπλωματικής Εργασίας: /2010 Πάτρα /./2010 1

2 ΠΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗ Πιστοποιείται ότι η διπλωματική εργασία με θέμα «Υπολογισμός επικίνδυνων τάσεων επαφής λόγω πλήγματος κεραυνού σε κατασκευή (Πρότυπο IEC 62305)» Της φοιτήτριας του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστημίου Πατρών ΜΗΛΙΩΝΗ ΕΥΣΤΑΘΙΑΣ του ΓΕΩΡΓΙΟΥ Αριθμός Μητρώου:5083 Παρουσιάστηκε δηµόσια στο τµήµα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών την / /2010 Ο Επιβλέπων Ο Διευθυντής του Τομέα Η/Υ Επικ. Καθ. Ελευθερία Πυργιώτη Αν.Καθ. Αντώνιος Αλεξανδρίδης 2

3 Αριθμός Διπλωματικής Εργασίας: Θέμα: «Υπολογισμός επικίνδυνων τάσεων επαφής λόγω πλήγματος κεραυνού σε κατασκευή (Πρότυπο IEC 62305)» Φοιτήτρια: Μηλιώνη Ευσταθία Επιβλέπων: Πυργιώτη Ελευθερία Περίληψη Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι ο υπολογισμός των επικίνδυνων τάσεων επαφής σε μια κατασκευή μετά από πλήγμα κεραυνού και των αντίστοιχων συνιστωσών κινδύνου σύμφωνα με το πρότυπο IEC Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται μια σύντομη αλλά απαραίτητη θεωρητική ανάλυση του φαινομένου του κεραυνού. Δίνονται επίσης κάποια στοιχεία για την επίδραση του ηλεκτρικού ρεύματος στον άνθρωπο για να φανεί η σπουδαιότητα της αντικεραυνικής προστασίας. Περιγράφονται οι βασικές αρχές της αντικεραυνικής προστασίας και οι στάθμες των συστημάτων αντικεραυνικής προστασίας. Στη συνέχεια αναλύονται οι διάφορες περιπτώσεις ανάπτυξης επικίνδυνων τάσεων επαφής σε μια κατασκευή και οι μέθοδοι προστασίας που επιβάλλονται από τα διεθνή πρότυπα για την προστασία των ατόμων. Οι πιθανές συνέπειες των τάσεων επαφής και οι απώλειες που μπορεί ανά προκαλέσουν αναλύονται στο επόμενο κεφάλαιο. Στο δεύτερο κεφάλαιο αναλύεται σύντομα το πρότυπο IEC 62305,το οποίο εισάγει την έννοια των συνιστωσών κινδύνου σαν εργαλείο για τη μελέτη αναγκαιότητας συστήματος αντικεραυνικής προστασίας για μια κατασκευή. Το πρότυπο ορίζει τέσσερις πηγές βλαβών, τρεις τύπους βλαβών και τέσσερις κατηγορίες απωλειών. Σύμφωνα με αυτούς τους ορισμούς εκφράζει όλους τους πιθανούς κινδύνους σε μια κατασκευή λόγω πλήγματος κεραυνού με συνιστώσες κινδύνου. Κάθε συνιστώσα εκφράζεται ως γινόμενο των επικίνδυνων συμβάντων ετησίως επί την πιθανότητα βλάβης επί την επακόλουθη απώλεια. Οι όροι αυτής της εξίσωσης αναλύονται διεξοδικά για όλες τις συνιστώσες κινδύνου. Επίσης δίνονται οι αλγόριθμοι λήψης αποφάσεων για την εγκατάσταση συστήματος αντικεραυνικής προστασίας και την αξιολόγηση κόστους-αποτελεσματικότητας. Για να γίνει αυτό εκτός από το συνολικό κίνδυνο ορίζεται, σύμφωνα πάντα με το πρότυπο IEC 62305,ο αποδεκτός κίνδυνος για κάθε κατασκευή. Εκτός από τη θεωρητική διερεύνηση και τη μελέτη του προτύπου αναπτύχθηκε λογισμικό αξιολόγησης επικινδυνότητας (Risk Assessment Manager).Το πρόγραμμα υλοποιήθηκε στο Visual Studio 2008 με τη γλώσσα προγραμματισμού Visual Basic 2008, μια απ τις πιο δημοφιλείς γλώσσες καθοδηγούμενες από συμβάντα(event driven). Η γλώσσα αυτή επέτρεψε το σχεδιασμό ενός γραφικού περιβάλλοντος φιλικού προς το μηχανικό, ο οποίος δε χρειάζεται να είναι εξοικειωμένος με πρότυπο. Αρκεί να εισάγει τα βασικά χαρακτηριστικά της κατασκευής και στη συνέχεια να επιλέξει από λίστα επιλογών τις ρυθμίσεις που ταιριάζουν σε 3

4 κάθε κατασκευή. Το πρόγραμμα δίνει επίσης τη δυνατότητα στο μηχανικός να χωρίσει την κατασκευή σε ζώνες να αποθηκεύσει και να αναζητήσει προηγούμενες μελέτες. Στο τρίτο κεφάλαιο αναλύεται ο τρόπος εισαγωγής των δεδομένων και η παρουσίαση των αποτελεσμάτων μέσω εικόνων(screenshots).δίνεται επίσης παράδειγμα αξιολόγησης κινδύνου για κτίριο γραφείων με τρεις ζώνες(χώρος γραφείων), χώρος διακομιστών (servers) και στάθμευσης. Αρχικά γίνεται μελέτη της κατασκευής χωρίς αντικεραυνική προστασία και στη συνέχεια εφαρμόζονται συνδυασμοί μέτρων αντικεραυνικής προστασίας. Φαίνονται έτσι οι δυνατότητες που δίνει το πρόγραμμα για εύκολο υπολογισμό των συνιστωσών κινδύνου με ρύθμιση διαφόρων παραμέτρων. Στο τελευταίο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα συμπεράσματα που προέκυψαν από αυτή τη διπλωματική εργασία και προτείνονται βελτιώσεις που θα μπορούσε να περιλαμβάνει η δεύτερη έκδοση του προγράμματος. Στο Παράρτημα δίνεται ο κώδικας του προγράμματος. Αποτελείται από τον κώδικα για τα 3 παράθυρα της εφαρμογής και για τις 3 μονάδες(module) οι οποίες περιλαμβάνουν τις απαραίτητες για την εφαρμογή συναρτήσεις. 4

5 Calculation of hazardous touch voltages due to a lightning to a structure Student: Milioni Efstathia Supervising Professor: Pyrgioti Eleftheria Summary: The subject of this essay is the calculation of hazardous touch voltages inside a structure after a lightning strike according to international standard IEC First chapter is a brief but essential theoretical approach on the lightning phenomenon. The effects of electrical current to human bodies are also briefly analyzed in order to point out the importance of lightning protection. The fundamentals of lightning protection are stated, as well as the level of it as defined from the international standards. At the end of the first chapter the various scenarios of the development of touch voltages in a structure after a lightning strike are developed. The possible consequences and losses of these voltages are discussed in the next chapter. The second chapter is a thorough study of the international standard IEC and introduces the risk assessment method and the calculation of risk components for structures. The standard defines four (4) possible sources of damage, three (3) possible types of damage and 4 possible types of losses. Based on this categorization all risk components can be expressed. Each risk component can be expressed as a product of the number of annual dangerous event, of the probability of damage of a structure and of the consequent loss. The terms of this equation are thoroughly explained and calculated as well as the procedures for evaluating the need of a lightning protection system and the cost-effectiveness of the protection measures. For this study to be complete the tolerable risk for each type of loss is introduced. Along with the writing of this essay a computer program (Risk Assessment Manager) was developed. The program calculates the risk to a structure due to a lightning strike according to IEC and was written in Visual Basic 2008, one of the most popular event-driven program languages. The use of Visual Basic 2008 permitted the development of a utility friendly to users not familiar with the standard IEC The user has to insert the basic attributes of the structure and then choose from a variety of advanced characteristics of the structure. The program also allows the division of the structure to more than one zone, to save and load older studies. At the third chapter the way the program works is examined with the use of screenshots. A case study of a three zone structure (offices, server s room and parking) is presented. Initially the risks of the structure without lightning protection are calculated and then different types of measures are applied. 5

6 In the last chapter results are examined and conclusions are extracted and presented. Further optimizations on the code are discussed leading to possible, future software s improvement. The code of the program consisting of 3 Window s Forms and 3 modules including various functions is appended in the annex of the thesis. 6

7 Πρόλογος Ο κεραυνός είναι ένα απρόβλεπτο φαινόμενο το οποίο μπορεί να έχει καταστροφικές συνέπειες. Έχουν καταγραφεί στην ιστορία πολλές περιπτώσεις πληγμάτων κεραυνών με μεγάλες απώλειες που ίσως να είχαν αποφευχθεί με την κατάλληλη αντικεραυνική προστασία. Το 1769 στην πόλη Brescia της Ιταλίας κεραυνός έπληξε εκκλησία με μπαρούτι στις αποθήκες της και φέρεται να σκότωσε 3000 ανθρώπους και να κατέστρεψε το 1/6 της πόλης.η εγκατάσταση όμως αντικεραυνικής προστασίας σε όλες τις κατασκευές και η συντήρησή της θα ήταν ασύμφορη. Χρειαζόμαστε λοιπόν ένα εργαλείο υπολογισμού των επιμέρους συνιστωσών κινδύνου και εκτίμησης της κατάστασης. Το πρότυπο IEC προσφέρει στο μελετητή μηχανικό τα μέσα για να λάβει τη σωστή απόφαση και το πρόγραμμα που υλοποιήθηκε στα πλαίσια της διπλωματικής ελπίζουμε να τον διευκολύνει. Θα ήθελα να ευχαριστήσω την επιβλέπουσα της διπλωματικής μου εργασίας κα.ελευθερία Πυργιώτη για την καθοδήγησή, την προθυμία και την κατανόησή της καθώς και για τη δυνατότητα που έδωσε να ασχοληθώ με αυτό το αντικείμενο. Τέλος θα ήθελα να ευχαριστήσω την οικογένεια και τους φίλους μου που ήταν πάντα εκεί για να με στηρίζουν. 7

8 Περιεχόμενα Περίληψη... 3 Summary:... 5 Πρόλογος... 7 Κεφάλαιο 1: Γενικά Εισαγωγή-Στόχος διπλωματικής Λίγα λόγια για τους κεραυνούς Αντικεραυνική προστασία Γενικά Στάθμες ΣΑΠ Επιδράσεις ηλεκτρικού ρεύματος στον ανθρώπινο οργανισμό Τραυματισμός ατόμων από τάσεις επαφής μέσα σε μια κατασκευή λόγω κεραυνού Γενικά Κανονισμοί ασφαλείας Συνήθεις υπερτάσεις Κεφάλαιο 2 :Το Πρότυπο Γενικά για το πρότυπο Επεξήγηση όρων Βλάβες και Απώλειες Πηγή βλαβών Τύποι βλαβών Τύποι Απωλειών Συνιστώσες κινδύνου Γενικά Συνιστώσες κινδύνου λόγω πλήγματος κεραυνού πάνω στην κατασκευή Συνιστώσες κινδύνου λόγω πλήγματος κεραυνού κοντά στην κατασκευή

9 2.4.4 Συνιστώσες κινδύνου λόγω πλήγματος κεραυνού σε υπηρεσία συνδεδεμένη με την κατασκευή Συνιστώσες κινδύνου λόγω πλήγματος κεραυνού κοντά σε υπηρεσία συνδεδεμένη με την κατασκευή Σύνθεση συνιστωσών Κινδύνου Σύνθεση συνιστωσών κινδύνου ανάλογα με την κατηγορία των απωλειών Σύνθεση συνιστωσών κινδύνου ανάλογα με την πηγή των βλαβών Σύνθεση συνιστωσών ανάλογα με τις βλάβες Παράγοντες που επηρεάζουν τις συνιστώσες κινδύνου Υπολογισμός Κινδύνου Βασική διαδικασία Χαρακτηριστικά προς προστασία κτιρίου Αποδεκτός κίνδυνος R T Διαδικασία αξιολόγησης αναγκαιότητας αντικεραυνικής προστασίας Διαδικασία αξιολόγησης κόστους-αποτελεσματικότητας Μέτρα προστασίας Επιλογή μέτρων προστασίας Αξιολόγηση συνιστωσών κινδύνου για μια κατασκευή Γενικά Αξιολόγηση των συνιστωσών λόγω πλήγματος κεραυνού απευθείας στην κατασκευή(s1) Αξιολόγηση των συνιστωσών λόγω πλήγματος κεραυνού κοντά στην κατασκευή(s2) Αξιολόγηση των συνιστωσών λόγω πλήγματος κεραυνού απευθείας σε υπηρεσία συνδεδεμένη με την κατασκευή(s3) Αξιολόγηση των συνιστωσών λόγω πλήγματος κεραυνού κοντά σε υπηρεσία συνδεδεμένη με το κτίριο(s4) Διαχωρισμός της κατασκευής σε ζώνες Αξιολόγηση των συνιστωσών κινδύνου σε μια κατασκευή με Zs ζώνες

10 Κατασκευές με μία ζώνη προστασίας Κατασκευές με περισσότερες από μία ζώνες προστασίας κίνδυνος R Υπολογισμός αριθμού ετησίων επικίνδυνων συμβάντων Ν Γενικά Υπολογισμός μέσου αριθμού ετησίων επικίνδυνων συμβάντων σε μια κατασκευή N D και σε μια κατασκευή συνδεδεμένη στο «a»άκρο μιας κατασκευής Ν Da Υπολογισμός Πιθανότητας P x βλάβης σε μια κατασκευή Πιθανότητα P A ότι κεραυνός σε μία κατασκευή θα προκαλέσει βλάβες σε ανθρώπους ή ζώα Πιθανότητα P B ότι κεραυνός σε μια κατασκευή θα προκαλέσει υλικές βλάβες Πιθανότητα P C ότι κεραυνός σε μία κατασκευή θα προκαλέσει αποτυχία εσωτερικών συστημάτων Πιθανότητα P Μ ότι κεραυνός κοντά σε μία κατασκευή θα προκαλέσει αποτυχία εσωτερικών συστημάτων Πιθανότητα P U ότι κεραυνός σε μία υπηρεσία θα προκαλέσει βλάβες σε ανθρώπους ή ζώα Πιθανότητα P V ότι κεραυνός σε μία υπηρεσία θα προκαλέσει υλικές βλάβες Πιθανότητα P W ότι κεραυνός σε μία υπηρεσία θα προκαλέσει αποτυχία εσωτερικών συστημάτων Πιθανότητα P Z ότι κεραυνός κοντά σε μία υπηρεσία θα προκαλέσει αποτυχία εσωτερικών συστημάτων Υπολογισμός μεγέθους απωλειών L X σε μια κατασκευή Μέσες σχετικές απώλειες ανά έτος Απώλεια ανθρώπινης ζωής Απώλεια προσφερόμενων υπηρεσιών προς το κοινό Απώλεια αναντικατάστατης πολιτιστικής κληρονομιάς Οικονομικές απώλειες Κεφάλαιο 3:Το πρόγραμμα

11 3.1Γενικά Λίγα λόγια για τη Visual Basic Εισαγωγή δεδομένων Υπολογισμός-Παρουσίαση αποτελεσμάτων Μελέτη αξιολόγησης κινδύνου για κτίριο γραφείων(case Study) Περιορισμοί του προγράμματος Κεφάλαιο 4:Συμπεράσματα: Παράρτημα Start Page Input Advanced Settings Read Calculations Write/Read Βιβλιογραφία:

12 Κεφάλαιο 1: Γενικά 1.1Εισαγωγή-Στόχος διπλωματικής Η ανάπτυξη τάσεων επαφής σε μια κατασκευή λόγω πλήγματος κεραυνού μπορεί να προκαλέσει διάφορους τύπους απωλειών. Είναι σημαντικό για το μελετητή μηχανικό να γνωρίζει ακριβώς τι αποτελέσματα μπορούν να προκαλέσουν και με ποιους τρόπους μπορεί να μειωθεί αυτός ο κίνδυνος. Το διεθνές πρότυπο IEC έχει υιοθετηθεί και απ την Ελλάδα ως διεθνής οδηγία και αποτελεί ένα λεπτομερές εργαλείο για τον υπολογισμό όλων των συνιστωσών κινδύνου σε μια κατασκευή λόγω πλήγματος κεραυνού. Ο όγκος του προτύπου και η διεξοδική ανάλυση των συνιστωσών ενδεχομένως θα αποτελέσει ανασταλτικό παράγοντα για έναν μη εξοικειωμένο χρήστη. Αξίζει να σημειωθεί ότι στο πρότυπο IEC62305 εισάγονται πολλές περισσότερες μεταβλητές και απαιτούνται πολλοί περισσότεροι υπολογισμοί σε σχέση με το ελληνικό πρότυπο ΕΛΟΤ Θεωρήθηκε για αυτό το λόγο ότι θα ήταν χρήσιμη η ανάπτυξη ενός προγράμματος που να υπολογίζει τις συνιστώσες κινδύνου λόγω τάσεων επαφής. Για να δίνει όμως μια σφαιρική οπτική στο μηχανικό το πρόγραμμα τελικά υπολογίζει όλες τις συνιστώσες κινδύνου για μια κατασκευή και το συνολικό κίνδυνο. 1.2Λίγα λόγια για τους κεραυνούς [1][8][11] Οι ηλεκτρικές εκκενώσεις που παρατηρούνται στην ατμόσφαιρα ονομάζονται κεραυνοί και αποτελούν ένα άστατο και απρόβλεπτο φαινόμενο. Κεραυνοί μπορεί να δημιουργηθούν ανάμεσα σε διαφορετικά νέφη, μέσα στο ίδιο νέφος, ανάμεσα σε ένα νέφος και στον αέρα ή από ένα νέφος προς το έδαφος. Οι κεραυνοί συνήθως δημιουργούνται κατά τη διάρκεια των καταιγίδων, ή σπανιότερα κατά τη διάρκεια αμμοθυελλών ή κατά τη διάρκεια εκρήξεων ηφαιστείων [9] [Marco Fulle, via helicopter] Εικόνα1.1- από την έκρηξη του ισλανδικού ηφαιστείου Eyjafjallajökull 12

13 Ο σχηματισμός των κεραυνών οφείλεται στη συγκέντρωση σε διαφορετικές περιοχές θετικών και αρνητικών ηλεκτρικών φορτίων. Έτσι, δημιουργείται ηλεκτρικό πεδίο και όταν η ένταση του φτάσει σε μεγάλη τιμή, ξεσπά ο κεραυνός με διάτρηση του αέρα και δημιουργία σπινθήρα. Εικόνα1.2- Διάφοροι τύποι κεραυνών [8] Στην εικόνα φαίνεται ο σχηματισμός διάφορων ειδών κεραυνών. Η διάρκεια που κρατά ο κεραυνός είναι μικρότερη από ένα δευτερόλεπτο, αλλά η θερμοκρασία που αναπτύσσεται είναι ο C, πέντε φορές μεγαλύτερη από εκείνη στην επιφάνεια του Ήλιου. Δημιουργεί έντονο ιονισμό των αερίων του αέρα, τα οποία εκπέμπουν φως κατά τη διάρκεια της εκκένωσης (το φαινόμενο της αστραπής). Η υπερβολική θέρμανση του αέρα και η εκτόνωση του δημιουργεί τον δυνατό κρότο που ονομάζουμε βροντή.έχει υπολογιστεί ότι καθημερινά εκδηλώνονται στη Γη περίπου καταιγίδες οι οποίες προκαλούν περισσότερους από κεραυνούς. Στις εικόνες 1.3 και 1.4 φαίνονται ισοκεραυνικοί χάρτες για τη Γη και την Ελλάδα. Εικόνα 1.3 Παγκόσμιος χάρτης μέσης ετήσιας πτώσης κεραυνών [NASA] 13

14 Εικόνα1.4 Ελληνικός χάρτης ισοκεραυνικών καμπυλών σε ημέρες καταιγίδας ετησίως [1] 1.3 Αντικεραυνική προστασία [1][3] 1.3.1Γενικά Ένα Σύστημα Αντικεραυνικής Προστασίας (ΣΑΠ) δεν μπορεί να εμποδίσει το σχηματισμό κεραυνού. Μέχρι σήμερα δεν υπάρχουν συσκευές ή μέθοδοι επιστημονικά αποδεδειγμένες, ικανές να εμποδίσουν το σχηματισμό κεραυνού ή να εμποδίσουν τον κεραυνό να πλήξει µία κατασκευή. Ένα ΣΑΠ δεν εξασφαλίζει απόλυτη προστασία σε κατασκευές, άτομα ή αντικείμενα. Ωστόσο η εφαρμογή των διεθνών και εθνικών προτύπων μειώνει τους κινδύνους. [10] Ο σχεδιασμός και η υλοποίηση κάθε συστήματος αντικεραυνικής προστασίας προδιαγράφεται από τα εθνικά πρότυπα (Ελλάδα: ΕΛΟΤ 1197). Η αντικεραυνική προστασία αποτελείται από δύο ενότητες, την εξωτερική και την εσωτερική προστασία. Σκοπός της εξωτερικής προστασίας είναι να οδηγηθεί η εκκένωση του κεραυνού μακριά από το υπό προστασία αντικείμενο σε ορισμένα σημεία όπως 14

15 μεταλλικές ράβδους, τεντωμένα συρματόσχοινα, μεταλλικούς κλωβούς και ακολούθως το ρεύμα να περάσει ελεγχόμενα στο έδαφος μέσω μιας εγκατάστασης γείωσης. Σκοπός της εσωτερικής προστασίας είναι η προστασία από υπερτάσεις που προκαλούν οι κεραυνοί, καθώς και από τυχόν επικίνδυνη ανάφλεξη (σπινθήρας) μέσα στο κτίριο. Η εσωτερική προστασία υλοποιείται με μια σειρά μέτρων που λαμβάνει κανείς ανεξάρτητα με το εάν έχει ή όχι εγκατασταθεί εξωτερική προστασία όπως με ισοδυναμική σύνδεση των στοιχείων του συστήματος αντικεραυνικής προστασίας (ΣΑΠ), ή διατηρώντας μια απόσταση ασφαλείας, s,(και ως εκ τούτου ηλεκτρική απομόνωση) μεταξύ των στοιχείων του ΣΑΠ, και άλλων εσωτερικών αγώγιμων στοιχείων. Η πιο απλή μορφή αλεξικέραυνου είναι το αλεξικέραυνο Franklin το οποίο αποτελείται από μία κατακόρυφο ράβδο με ακίδα στο άνω σημείο και συνδέεται με τη γη. Χρησιμοποιείται σε κτίρια και εγκαταστάσεις μικρών διαστάσεων. Όταν τα κτίρια έχουν μεγάλη επιφάνεια πιο αποτελεσματικό θεωρείται το αλεξικέραυνο κλωβού Faraday. Αυτό το σύστημα αποτελείται από πλέγμα αγωγών διατεταγμένων κατά μήκος και κατά πλάτος επί της οροφής της κατασκευής που θέλουμε να προστατέψουμε. 1)Μεταλλική ράβδος 2)Συλλεκτήριος αγωγός στην κορυφή της σκεπής 3)Σύνδεση μεταξύ αγωγού καθόδου και κεραίας 4)Καλώδιο Κεραίας 5)Ο βασικός ζυγός εξίσωσης δυναμικών, εκεί συνδέεται και η θωράκιση του καλωδίου της κεραίας 6)Σύνδεσμος ελέγχου 7)Τηλεόραση) 8)Παράλληλα καλώδια τάσης και κεραίας τηλεόρασης 9)Καλώδιο τάσης 10)Σύστημα γείωσης 11)Ηλεκτρικός πίνακας 12)Ηλεκτρόδιο θεμελιακής γείωσης 13)Αγωγός καθόδου ΣΑΠ Εικόνα1.5 -Παράδειγμα ΣΑΠ [3] 1.3.2Στάθμες ΣΑΠ [10] Τα χαρακτηριστικά του απαιτούμενου ΣΑΠ εξαρτώνται από τα χαρακτηριστικά της κατασκευής που χρήζει προστασίας και την στάθμη προστασίας που πρέπει να επιτευχθεί.τέσσερις διαφορετικές στάθμες προστασίας λαμβάνονται υπόψη σε αυτό το Πρότυπο. Η αποτελεσματικότητα του ΣΑΠ 15

16 μειώνεται από τη στάθμη προστασίας Ι στη στάθμη προστασίας IV. Η σχέση μεταξύ στάθμη προστασίας και αποτελεσματικότητας δίνεται στον πίνακα 1, για την επιλογή της κατάλληλης στάθμης προστασίας. Η κατάλληλη στάθμη προστασίας επιλέγεται µε βάση την αξιολόγηση του κινδύνου ζημίας. Η αποτελεσματικότητα εκφράζει τη πιθανότητα αντιμετώπισης ενός επικίνδυνου συμβάντος από το ΣΑΠ. Πίνακας 1.1 Στάθμες προστασίας ΣΑΠ 1.4Επιδράσεις ηλεκτρικού ρεύματος στον ανθρώπινο οργανισμό [4] Όταν το ανθρώπινο σώμα αποτελέσει μέρος ενός ηλεκτρικού κυκλώματος, διαρρέεται από ηλεκτρικό ρεύμα που ανάλογα με την ένταση του και την διαδρομή που θα ακολουθήσει έχει διαφορετικά αποτελέσματα και συνέπειες για τον άνθρωπο. Η διέλευση ρεύματος στο ανθρώπινο σώμα ονομάζεται ηλεκτροπληξία και οι επιπτώσεις της κυμαίνονται από απλή αντίληψη και πόνο μέχρι εγκαύματα και θάνατο. Η ηλεκτροπληξία είναι μία σύνθετη παθολογική κατάσταση που προκαλείται από τη διέλευση του ηλεκτρικού ρεύματος στο σώμα. Η ροή του ηλεκτρικού ρεύματος προϋποθέτει μια διαφορά δυναμικού (τάση) στα άκρα ενός κλειστού κυκλώματος. Η ένταση αυτού του ρεύματος είναι ανάλογη της τάσης και αντιστρόφως ανάλογη της αντίστασης που υπάρχει στο κύκλωμα (Νόμος του Οhm). Η φύση και η βαρύτητα των ηλεκτρικών κακώσεων εξαρτάται από: Την ένταση του ηλεκτρικού ρεύματος. Όσο μεγαλύτερη είναι τόσο πιο σοβαρή είναι η βλάβη των ιστών. Τη φύση του ηλεκτρικού ρεύματος. Το συνεχές ρεύμα είναι λιγότερο επικίνδυνο από το εναλλασσόμενο, αλλά προκαλεί βαρύτερα εγκαύματα. Την αγωγιμότητα των ιστών, η οποία είναι ανάλογη της περιεκτικότητάς τους σε νερό. Η αγωγιμότητα ελαττώνεται σε φθίνουσα πορεία στα νεύρα, στο αίμα, στους ιστούς, στους μύες, στο δέρμα, στους τένοντες, στο λίπος και στα οστά. Όσο μεγαλύτερη είναι η αντίσταση του δέρματος τόσο μεγαλύτερο είναι το έγκαυμα. Το δρόμο που ακολούθησε το ρεύμα και τα όργανα που πέρασε, π.χ., καρδιά, εγκέφαλο κ.τ.λ. Τη διάρκεια της επαφής, που ανάλογα τη βλάβη μπορεί να μοιάζει με τραύμα από πυροβόλο όπλο, με οπή εισόδου και εξόδου, με εγκαύματα από βολταϊκό τόξο όπου αναπτύσσεται θερμοκρασία μέχρι βαθμών και με εγκαύματα από ανάφλεξη ρούχων του θύματος. 16

17 1.5Τραυματισμός ατόμων από τάσεις επαφής μέσα σε μια κατασκευή λόγω κεραυνού [7] 1.5.1Γενικά Ο τραυματισμός ενός ατόμου λόγω τάσεων επαφής σε μια κατασκευή λόγω πτώσης κεραυνού μπορεί έχει πολλές αιτίες. Στην πρώτη περίπτωση οι υπερτάσεις μπορεί να οφείλονται στην γραμμή της τάσης λόγω κεραυνού πάνω ή κοντά της. Αν η μόνωση μεταξύ του επικίνδυνου κυκλώματος και του τμήματος μιας συσκευής που έρχεται σε απευθείας επαφή με το άτομο δεν αντέξει τότε το άτομο είναι εκτιθέμενο σε επικίνδυνες υπερτάσεις. Στη δεύτερη περίπτωση συμβαίνει το ίδιο με τη γραμμή τηλεπικοινωνιών. Μη αντοχή της μόνωσης ανάμεσα στην τηλεπικοινωνιακή γραμμή και τη γραμμή τάσης μπορεί να έχει επικίνδυνα αποτελέσματα όπως μπορεί να φανεί και από το παρακάτω. Στην τρίτη περίπτωση οι υπερτάσεις οφείλονται σε πλήγμα κεραυνού πάνω ή κοντά στην κατασκευή και το άτομο μπορεί να κινδυνεύει είτε από μη αντοχή της μόνωσης είτε από την άμεση επαφή με τους αγωγούς καθόδου. Εικόνα 1.6, Παράδειγμα τάσης επαφής [7] 17

18 1.5.2Κανονισμοί ασφαλείας Σύμφωνα με τα πρότυπα IEC TC 61 και 108 η αποτυχία της βασικής μόνωσης μιας συσκευής δεν πρέπει να οδηγεί σε επικίνδυνη κατάσταση. Είναι πιθανό όμως η καταστροφή της βασικής μόνωσης να προκαλέσει βλάβες στην συσκευή. Για την προστασία των ατόμων είναι αναγκαίο να απομονωθεί το τμήμα που έρχεται σε επαφή με τα άτομα από τα επικίνδυνα κυκλώματα. Αυτό μπορεί να γίνει με: -διπλή μόνωση(βασική και συμπληρωματική) -ενισχυμένη μόνωση -βασική μόνωση σε συνδυασμό με: - γειωμένη επιφάνεια μεταξύ της μόνωσης και του επικίνδυνου κυκλώματος - γείωση του μη επικινδύνου κυκλώματος Η τάση αντοχής της διπλής ή ενισχυμένης μόνωσης πρέπει να είναι ένα επίπεδο πάνω από την τάση αντοχής της βασικής μόνωσης(πχ 4kV για την διπλή ή ενισχυμένη έναντι 2.5kV της βασικής μόνωσης) ή το 160% της τάσης αντοχής της βασικής μόνωσης. Για να μειωθεί ο κίνδυνος για τα άτομα από την άμεση επαφή με τους αγωγούς καθόδου του ΣΑΠ πρέπει να πληρούται τουλάχιστον μία από τις παρακάτω προϋποθέσεις [3] : -η πιθανότητα να πλησιάσει ένα άτομο σε αγωγό καθόδου ή η ώρα που θα μείνει εκεί να είναι πολύ μικρή -να υπάρχουν αρκετοί αγωγοί καθόδου με εξασφαλισμένη ηλεκτρική συνέχεια -η αντίσταση της επιφάνειας του εδάφους σε απόσταση 3μ από τον αγωγό καθόδου να μην είναι μικρότερη των 5kΩ 1.5.3Συνήθεις υπερτάσεις Οι συνήθεις υπερτάσεις που εμφανίζονται στην είσοδο του εξοπλισμού μέσα στην κατασκευή και μπορεί να καταπονήσουν την μόνωση ανάμεσα: -στη γραμμή τάσης και τα εξωτερικά μέρη εξοπλισμού που έρχεται σε κατευθείαν επαφή με το ανθρώπινο σώμα(πχ. πληκτρολόγιο υπολογιστή ή ακουστικά) όπως φαίνεται στο σχήμα( η τάση U CE ) -στη γραμμή τηλεπικοινωνιών και τα εξωτερικά μέρη εξοπλισμού που έρχεται σε κατευθείαν επαφή με το ανθρώπινο σώμα(πχ ακουστικό τηλεφώνου,laptop συνδεδεμένο στο τηλέφωνο) -στη γραμμή τάσης και στη γραμμή τηλεπικοινωνιών(στο σχήμα U C ).Αυτό μπορεί να οδηγήσει στην εμφάνιση υπερτάσεων που μπορεί να οδηγήσουν στην αποτυχία της μόνωσης και στη δημιουργία επικινδύνων τάσεων επαφής. Η πιθανότητα τραυματισμού από τάσεις επαφής αναλύεται στο επόμενο κεφάλαιο. 18

19 Κεφάλαιο 2 :Το Πρότυπο [2] 2.1Γενικά για το πρότυπο Το πρότυπο IEC αποτελεί το δεύτερο μέρος του ολοκληρωμένου προτύπου ΙΕC 62305: The lightning protection international standard.to IEC εισάγει τη μέθοδο της αξιολόγησης κινδύνου, την αξιολόγηση συνιστωσών κινδύνου για κατασκευές και την αξιολόγηση συνιστωσών κινδύνου για υπηρεσίες. Για τους σκοπούς αυτής της διπλωματικής εργασίας αναλύονται μόνο οι συνιστώσες κινδύνου για κατασκευές. 2.2Επεξήγηση όρων Υπό προστασία κατασκευή: η κατασκευή για την οποία γίνεται η μελέτη αντικεραυνικής προστασίας Κατασκευή με υψηλό κίνδυνο έκρηξης: κατασκευή η οποία περιέχει εκρηκτικά υλικά ή επικίνδυνες ζώνες τύπου 0 όπως αυτά ορίζονται στα IEC , IEC Κατασκευή επικίνδυνη προς το περιβάλλον: κατασκευές που μπορεί να προκαλέσουν εκπομπή βιολογικών, χημικών ή ραδιενεργών υλικών μετά από πτώση κεραυνού(όπως χημικά, πετροχημικά ή πυρηνικά εργοστάσια) Αστικό περιβάλλον: Περιοχή με υψηλή πυκνότητα κτιρίων ή πυκνοκατοικημένη περιοχή με ψηλά κτίρια Προαστιακό Περιβάλλον: Περιοχή με μέτρια πυκνότητα κτιρίων Αγροτικό Περιβάλλον: Περιοχή με χαμηλή πυκνότητα κτιρίων Ονομαστική κρουστική τάση αντοχής : Η κρουστική τάση αντοχής του εξοπλισμού όπως ορίζεται από τον κατασκευαστή και χαρακτηρίζεται από την αντοχή της μόνωσης εναντίον υπερτάσεων Ηλεκτρικό Σύστημα: Σύστημα το οποίο περιλαμβάνει τα στοιχεία χαμηλής τάσης Ηλεκτρονικό σύστημα: Σύστημα το οποίο περιλαμβάνει ευαίσθητο ηλεκτρονικό εξοπλισμό όπως τηλεπικοινωνιακός εξοπλισμός, υπολογιστές, στοιχεία ελέγχου, ραδιόφωνα, ηλεκτρονικά Εσωτερικά συστήματα: Ηλεκτρικά και ηλεκτρονικά στοιχεία μέσα σε μια κατασκευή Γραμμή τηλεπικοινωνιών: 19

20 Μέσο μεταφοράς για επικοινωνίες; Μεταξύ εξοπλισμού που μπορεί να βρίσκεται σε διαφορετικές κατασκευές όπως γραμμή τηλεφώνου και γραμμή δεδομένων Γραμμή Ισχύος: Γραμμές μεταφοράς ηλεκτρική ενέργειας σε μια κατασκευή για την τροφοδοσία του ηλεκτρικού και ηλεκτρονικού εξοπλισμού που βρίσκονται εκεί, όπως αγωγοί χαμηλής ή μέσης τάσης Σωλήνες: Σωλήνες για τη μεταφορά ενός ρευστού μέσα ή έξω από μια κατασκευή όπως νερού, λυμάτων, λαδιού, φυσικού αερίου Επικίνδυνο Συμβάν: Πτώση κεραυνού Πτώση κεραυνού σε αντικείμενο: Πτώση κεραυνού που πάνω στο υπό προστασία αντικείμενο Πτώση κεραυνού κοντά σε ένα αντικείμενο: Πτώση κεραυνού αρκετά κοντά στο υπό προστασία αντικείμενο ώστε να προκαλέσει επικίνδυνες υπερτάσεις Αριθμός επικίνδυνων συμβάντων λόγω πτώσης κεραυνών σε μια κατασκευή(n D ): μέσος ετήσιος αναμενόμενος αριθμός επικίνδυνων συμβάντων σε μια κατασκευή Αριθμός επικίνδυνων συμβάντων λόγω πτώσης κεραυνών σε μια υπηρεσία(n L ): μέσος ετήσιος αναμενόμενος αριθμός επικίνδυνων συμβάντων σε μια υπηρεσία που καταλήγει σε μια κατασκευή Αριθμός επικίνδυνων συμβάντων λόγω πτώσης κεραυνών κοντά σε κατασκευή(ν Μ ): μέσος ετήσιος αναμενόμενος αριθμός επικίνδυνων συμβάντων κοντά σε μια κατασκευή Αριθμός επικίνδυνων συμβάντων λόγω πτώσης κεραυνών κοντά σε μια υπηρεσία(n I ): μέσος ετήσιος αναμενόμενος αριθμός επικίνδυνων συμβάντων κοντά σε μια υπηρεσία που καταλήγει σε μια κατασκευή Ηλεκτρομαγνητικός παλμός λόγω πτώσεως κεραυνού(lemp): Οι ηλεκτρομαγνητικές συνέπειες της πτώσης κεραυνού Μεταβατική υπέρταση: Αύξηση της τάσης, με διάρκεια μερικών χιλιοστών του δευτερολέπτου ή και μικρότερη. Οι μεταβατικές υπερτάσεις συνήθως προκαλούνται από κεραυνούς και αυτόματες λειτουργίες ή χειρισμούς διακοπτικού εξοπλισμού ζεύξης - απόζευξης και συστοιχιών πυκνωτών αντιστάθμισης τάσης του δικτύου διανομής και μεγάλων καταναλωτών. Οι υπερτάσεις αυτές διαδίδονται μέσα στην εγκατάστασή και μπορεί να προκαλέσουν βλάβη σε μη επαρκώς προστατευόμενο εξοπλισμό [5] Κόμβος(node): Σημείο της υπηρεσίας στο οποίο μπορούμε να αγνοήσουμε τη μετάδοση μεταβατικών φαινομένων Υλικές Βλάβες: Καταστροφή της κατασκευής ή των περιεχομένων της λόγω των μηχανικών, θερμικών, χημικών ή εκρηκτικών συνεπειών ενός κεραυνού Τραυματισμός ανθρώπων ή ζώων: Τραυματισμός και απώλεια ζωής σε ανθρώπους ή ζώα λόγω τάσεων επαφής ή βηματικών τάσεων που οφείλονται σε πτώση κεραυνού 20

21 Αποτυχία ηλεκτρικών και ηλεκτρονικών συσκευών: Μόνιμη βλάβη ηλεκτρικού ή/και ηλεκτρονικού εξοπλισμού λόγω LEMP Πιθανότητα βλάβης(p X ): Πιθανότητα ότι ένα επικίνδυνο συμβάν θα προκαλέσει βλάβη στο υπό προστασία αντικείμενο Απώλεια(L X ): μέση απώλεια(σε ανθρώπους και αγαθά)που οφείλεται σε συγκεκριμένο τύπο βλάβης από ένα επικίνδυνο συμβάν σχετική με την αξία(των ανθρώπων και των αγαθών) στο υπό προστασία αντικείμενο Κίνδυνος(Risk,R): η τιμή της μέσης ετήσιας απώλειας(σε ανθρώπους και αγαθά)λόγω πτώσης κεραυνού, σχετικά με τη συνολική αξία(σε ανθρώπους και αγαθά) του υπό προστασία αντικειμένου Συνιστώσα Κινδύνου(R X ): κλάμα του συνολικού κινδύνου ανάλογα με την πηγή και τον τύπο της βλάβης Ανεκτός κίνδυνος (R T ): μέγιστη τιμή του κινδύνου για το υπό προστασία αντικείμενο Ζώνη της κατασκευής(z S ): μέρος της κατασκευής με ομοιογενή χαρακτηριστικά για το οποίο γίνεται μία αξιολόγηση κινδύνου Ζώνη Προστασίας από κεραυνό(lpz): Ζώνη στην οποία το ηλεκτρομαγνητικό περιβάλλον του κεραυνού είναι σαφώς ορισμένο Στάθμη αντικεραυνικής προστασίας(lpl): Νούμερο σχετικό με ένα σύνολο παραμέτρων του ρεύματος του κεραυνού ανάλογα με την πιθανότητα ότι σε χτύπημα κεραυνού οι πραγματικές τιμές δε θα ξεπεράσουν αυτές που αναμενόταν από τη σχεδίαση Μέτρα Προστασίας: Ειδικές διατάξεις προστασίας στην ηλεκτρική εγκατάσταση (π.χ. επιτηρητές τάσης, σταθεροποιητές τάσης, συστήματα αδιάλειπτης τροφοδότησης ισχύος), αν ο ευαίσθητος εξοπλισμός δεν διαθέτει επαρκή ενσωματωμένη προστασία έναντι διαταραχών της τάσης. Η εγκατάσταση διατάξεων προστασίας στις εσωτερικές ηλεκτρικές εγκαταστάσεις προβλέπεται στο Ελληνικό Πρότυπο ΕΛΟΤ HD 384 «Απαιτήσεις για ηλεκτρικές εγκαταστάσεις» και στην Υπουργική Απόφαση Φ.7.5/1816/88 (ΦΕΚ 470/Β/5.3.04), που καθιέρωσε το Πρότυπο αυτό. Στο εμπόριο διατίθενται τέτοιες διατάξεις προστασίας, οι οποίες μπορούν να εγκατασταθούν στο αρχικό στάδιο κατασκευής της εγκατάστασής σας ή και αργότερα, για την προστασία όλης ή τμήματος της εγκατάστασής ή μεμονωμένων ευαίσθητων ηλεκτρονικών συσκευών. Αν αυτές δεν λειτουργήσουν όπως προβλέπεται, ο προστατευόμενος εξοπλισμός μπορεί να καταστραφεί. [5] Σύστημα αντικεραυνικής Προστασίας(LPS,ΣΑΠ): Το ολοκληρωμένο σύστημα που χρησιμοποιείται για να μειωθούν οι απώλειες σε μια κατασκευή από πτώση κεραυνού. Αποτελείται από τις εξωτερικές και τις εσωτερικές εγκαταστάσεις αντικεραυνικής προστασίας Μέτρα προστασίας από LEMP: ολοκληρωμένο σύστημα μέτρων προστασίας από LEMP για εσωτερικά συστήματα 21

22 Μαγνητική θωράκιση: Μεταλλικό σύστημα είτε συνεχές είτε σε πλέγμα το οποίο περιβάλει το υπό προστασία αντικείμενο ή αποτελεί τμήμα του ώστε να μειώνει την πιθανότητα αποτυχίας των ηλεκτρικών ή ηλεκτρονικών συστημάτων του. Απαγωγοί κρουστικών Υπερτάσεων-SPD(Surge Protective Device): [10] συσκευή η οποία περιορίζει μεταδιδόμενες υπερτάσεις και εκτρέπει υπερρεύματα. Περιέχουν τουλάχιστον ένα μη γραμμικό στοιχείο. Σύμφωνα με το Διεθνές πρότυπο IEC , η πληρέστερη προστασία ενός δικτύου από κρουστικές υπερτάσεις επιτυγχάνεται με το διαχωρισμό του σε ζώνες προστασίας. Ως πρώτη ζώνη τοποθετούμε απαγωγούς που έχουν την ικανότητα να αντεπεξέρχονται σε κρουστικά ρεύματα μεγάλης έντασης και ενέργειας. Στις υπόλοιπες ζώνες χρησιμοποιούνται μικρότεροι απαγωγοί, καθώς το κυρίως κρουστικό κύμα έχει ήδη «κοπεί» στην πρώτη ζώνη, που στόχο έχουν να μειώσουν βαθμιαία την παραμένουσα τάση στα επιθυμητά όρια Συντονισμένη προστασία SPD : ολοκληρωμένη προστασία με SPD τα οποία έχουν επιλεχθεί κατάλληλα και εγκατασταθεί σωστά ώστε να μειώνουν την πιθανότητα αποτυχίας των εσωτερικών συστημάτων Υπηρεσία: Διασύνδεση της κατασκευή με κάποιο πάροχο (πχ πάροχο ενέργειας όπως ΔΕΗ, τηλεπικοινωνιακό πάροχο όπως ΟΤΕ) 2.3Βλάβες και Απώλειες 2.3.1Πηγή βλαβών Το ρεύμα του κεραυνού είναι η βασική πηγή βλαβών. Οι πηγές αυτές διαχωρίζονται ανάλογα με το σημείο πλήγματος του κεραυνού ως εξής: S1: Πλήγματα απευθείας στην κατασκευή S2: Πλήγματα κοντά στην κατασκευή S3: Πλήγματα απευθείας στην υπηρεσία S4: Πλήγματα κοντά στην υπηρεσία 2.3.2Τύποι βλαβών Ένας κεραυνός μπορεί να προκαλέσει βλάβες ανάλογα με τα χαρακτηριστικά της υπό προστασία κατασκευής δηλαδή ανάλογα με τον τύπο, τα περιεχόμενα και τη χρήση, την τυχόν υπηρεσία υπηρεσιών και τα υπάρχοντα μέτρα προστασίας της κατασκευής. 22

23 Για πρακτικούς λόγους είναι χρήσιμο να ορίσουμε τους εξής τρεις τύπους βλαβών που μπορούν να εμφανιστούν ως συνέπεια πλήγματος κεραυνών: D1: Τραυματισμός ανθρώπων ή ζώων D2: Υλική βλάβη D3: Αποτυχία ηλεκτρικών και ηλεκτρονικών συστημάτων 2.3.3Τύποι Απωλειών Κάθε τύπος βλάβης μπορεί να προκαλέσει ανεξάρτητα ή σε συνδυασμό με άλλον διαφορετικές απώλειες στην υπό προστασία κατασκευή. Οι απώλειες αυτές εξαρτώνται από τα χαρακτηριστικά της υπό προστασία κατασκευής και του περιεχομένου της. Θα εξετάσουμε τις παρακάτω κατηγορίες απωλειών όσον αφορά τις κατασκευές: L1: Απώλεια ανθρώπινης ζωής L2: Απώλεια προσφερόμενης υπηρεσίας στο κοινό L3: Απώλεια πολιτιστικής κληρονομιάς L4: Οικονομικές απώλειες 2.4 Συνιστώσες κινδύνου 2.4.1Γενικά Ο κίνδυνος R είναι η τιμή της μέσης ετήσιας απώλειας. Για κάθε τύπο απωλειών που μπορεί να συμβεί σε μια κατασκευή ο σχετικός κίνδυνος πρέπει να αξιολογηθεί. Οι τύποι που αφορούν κατασκευές είναι οι εξής: R 1 : κίνδυνος απώλειας ανθρώπινης ζωής R 2 : κίνδυνος απώλειας υπηρεσίας υπηρεσιών στο κοινό R 3 : κίνδυνος απώλειας πολιτιστικής κληρονομιάς R 4 : κίνδυνος οικονομικών απωλειών Για τον υπολογισμό των συνιστωσών κινδύνου πρέπει πρώτα να οριστούν και να υπολογιστούν όλες οι παράμετροι. Κάθε κίνδυνος αποτελείται από διάφορες συνιστώσες κινδύνου. Κατά τη διάρκεια του υπολογισμού οι συνιστώσες ομαδοποιούνται είτε κατά πηγή είτε κατά τύπο βλάβης. Στον πίνακα 2.1 συνοψίζονται οι τύποι βλαβών και απωλειών ανάλογα με την πηγή της βλάβης. 23

24 Πίνακας 2.1-Πηγή βλαβών, τύποι βλαβών, τύποι απωλειών ανάλογα με το σημείο πλήγματος του κεραυνού [2] 2.4.2Συνιστώσες κινδύνου λόγω πλήγματος κεραυνού πάνω στην κατασκευή. R A : Συνιστώσα σχετική με τον τραυματισμό ανθρώπων ή ζώων από τάσεις επαφής και βηματικές τάσεις σε ζώνες μέσα και ως και 3μ από την κατασκευή. Ενδέχεται να προκληθούν απώλειες τύπου L1 και στην περίπτωση αγροτικών εγκαταστάσεων απώλειες τύπου L4 με ενδεχόμενη απώλεια ζώων. R B : Συνιστώσα σχετική με τις υλικές βλάβες από επικίνδυνους σπινθηρισμούς μέσα στην κατασκευή που μπορούν να προκαλέσουν φωτιά ή έκρηξη με ενδεχόμενο κίνδυνο για το περιβάλλον της κατασκευής. Ενδέχεται να προκύψουν όλοι οι τύποι απωλειών(l1,l2,l3,l4) R C :Συνιστώσα σχετική με αποτυχία των εσωτερικών συστημάτων λόγω ηλεκτρομαγνητικού παλμού λόγω κεραυνού(lemp).ενδέχεται να προκληθούν απώλειες τύπου L2,L4 καθώς και απώλειες τύπου L1 24

25 στην περίπτωση κατασκευών με κίνδυνο έκρηξης ή νοσοκομείων όπου η αποτυχία ηλεκτρονικών συστημάτων μπορεί να οδηγήσει σε απώλεια ανθρώπινων ζωών Συνιστώσες κινδύνου λόγω πλήγματος κεραυνού κοντά στην κατασκευή. R M : Συνιστώσα σχετική με αποτυχία των εσωτερικών συστημάτων λόγω ηλεκτρομαγνητικού παλμού λόγω κεραυνού(lemp).ενδέχεται να προκληθούν απώλειες τύπου L2,L4 καθώς και απώλειες τύπου L1 στην περίπτωση κατασκευών με κίνδυνο έκρηξης ή νοσοκομείων όπου η αποτυχία ηλεκτρονικών συστημάτων μπορεί να οδηγήσει σε απώλεια ανθρώπινων ζωών Συνιστώσες κινδύνου λόγω πλήγματος κεραυνού σε υπηρεσία συνδεδεμένη με την κατασκευή R U : Συνιστώσα σχετική με τον τραυματισμό ανθρώπων ή ζώων από τάσεις επαφής και βηματικές τάσεις μέσα στην κατασκευή, λόγω του ρεύματος του κεραυνού που διαρρέει μέσω μιας υπηρεσίας στην κατασκευή. Ενδέχεται να προκληθούν απώλειες L1 και στην περίπτωση αγροτικών εγκαταστάσεων απώλειες τύπου L4 μαζί με απώλεια ζώων. R V : Συνιστώσα σχετική με τις υλικές βλάβες (φωτιά ή έκρηξη λόγω επικίνδυνων σπινθηρισμών μεταξύ εξωτερικής εγκατάστασης και μεταλλικών μερών κυρίως στο σημείο εισόδου της υπηρεσίας) λόγω του ρεύματος του κεραυνού που μεταδίδεται με την εισερχόμενη υπηρεσία. Ενδέχεται να προκύψουν όλοι οι τύποι απωλειών(l1,l2,l3,l4) R w : Συνιστώσα σχετική με την αποτυχία των εσωτερικών συστημάτων υπερτάσεων που επάγονται στις εισερχόμενες υπηρεσίες και στη συνέχεια μεταδίδονται στην κατασκευή. Ενδέχεται να προκληθούν απώλειες τύπου L2,L4 καθώς και απώλειες τύπου L1 στην περίπτωση κατασκευών με κίνδυνο έκρηξης ή νοσοκομείων όπου η αποτυχία ηλεκτρονικών συστημάτων μπορεί να οδηγήσει σε απώλεια ανθρώπινων ζωών Συνιστώσες κινδύνου λόγω πλήγματος κεραυνού κοντά σε υπηρεσία συνδεδεμένη με την κατασκευή R Z : Συνιστώσα σχετική με την αποτυχία των εσωτερικών συστημάτων υπερτάσεων που επάγονται στις εισερχόμενες υπηρεσίες και στη συνέχεια μεταδίδονται στην κατασκευή. Ενδέχεται να προκληθούν απώλειες τύπου L2,L4 καθώς και απώλειες τύπου L1 στην περίπτωση κατασκευών με κίνδυνο έκρηξης ή νοσοκομείων όπου η αποτυχία ηλεκτρονικών συστημάτων μπορεί να οδηγήσει σε απώλεια ανθρώπινων ζωών. Σημ. Σε αυτό το πρωτόκολλο θεωρείται ότι οι σωλήνες ύδρευσης και αποχέτευσης έχουν συνδεθεί σε ζυγό εξίσωσης δυναμικών ώστε να επιτευχθεί εξίσωση δυναμικών. Σε περίπτωση που αυτό δε συμβαίνει πρέπει να συμπεριληφθούν στη μελέτη. 25

26 2.5Σύνθεση συνιστωσών Κινδύνου 2.5.1Σύνθεση συνιστωσών κινδύνου ανάλογα με την κατηγορία των απωλειών Ακολουθούν οι συνιστώσες κινδύνου ομαδοποιημένες ανάλογα με την κατηγορία των απωλειών. Πίνακας 2.2 -Συνιστώσες κινδύνου για κάθε τύπο απώλειας [2] R1: κίνδυνος απώλειας ανθρώπινης ζωής R1 = R A + R B + R C (1) + R M + R U + R V + R W (1) + R Z (1) (1)Μόνο σε περιπτώσεις που μπορεί να έχουμε απώλεια ζώων R2: κίνδυνος απώλειας υπηρεσίας υπηρεσιών στο κοινό R2 = R B + R C + R M + R V + R W + R Z R3: κίνδυνος απώλειας πολιτιστικής κληρονομιάς R3 = R B + R V R4: κίνδυνος Οικονομικών απωλειών R4 = R A (2) + R B + R C + R M + R U (2) + R V + R W + R Z (2) Μόνο σε περιπτώσεις που μπορεί να έχουμε απώλεια ζώων 2.5.2Σύνθεση συνιστωσών κινδύνου ανάλογα με την πηγή των βλαβών Ακολουθούν οι συνιστώσες κινδύνου ομαδοποιημένες ανάλογα με την πηγή των απωλειών R = R D + R I Όπου R D είναι ο κίνδυνος εξαιτίας άμεσου πλήγματος από κεραυνό της κατασκευής 26

27 R D = R A + R B + R C Όπου R I είναι ο κίνδυνος εξαιτίας πλήγματος που επηρεάζει την κατασκευή χωρίς να την πλήττει(s2,s3,s4). R I = R M + R U + R V + R W + R Z 2.5.3Σύνθεση συνιστωσών ανάλογα με τις βλάβες R = R S + R F + R O Όπου R S είναι ο κίνδυνος εξαιτίας τραυματισμού ανθρώπων ή ζώων. R S = R A + R U Όπου R F είναι ο κίνδυνος εξαιτίας υλικών βλαβών. R F = R B + R V και R O είναι ο κίνδυνος εξαιτίας του σφάλματος των εσωτερικών συστημάτων. R O = R M + R C + R W + R Z Στον πίνακα 2.3 φαίνονται οι συνιστώσες κινδύνου ομαδοποιημένες ανάλογα με τον τύπο των βλαβών και τον τύπο των απωλειών. Πίνακας Συνιστώσες κινδύνου σε μια κατασκευή ανάλογα με τον τύπο των απωλειών και τον τύπο των βλαβών 2.5.4Παράγοντες που επηρεάζουν τις συνιστώσες κινδύνου Τα χαρακτηριστικά της κατασκευής και τα μέτρα προστασίας που ενδέχεται να υπάρχουν και να επηρεάζουν τις συνιστώσες κινδύνου φαίνονται συγκεντρωτικά στον πίνακα 2.4. Στις επόμενες ενότητες θα αναλυθούν λεπτομερώς. 27

28 Πίνακας 2.4 -Παράγοντες που επηρεάζουν τις συνιστώσες κινδύνου σε μια κατασκευή 2.6Υπολογισμός Κινδύνου 2.6.1Βασική διαδικασία Η απόφαση για το αν μια κατασκευή χρειάζεται αντικεραυνική προστασία και το ποια θα είναι αυτή λαμβάνεται σύμφωνα με το πρωτόκολλο IEC Τα παρακάτω βήματα πρέπει να ακολουθηθούν: -αναγνώριση της προς προστασία κατασκευής και των χαρακτηριστικών της -αναγνώριση των πιθανών απωλειών και των αντιστοίχων συνιστωσών κινδύνου. -υπολογισμός του κινδύνου R για κάθε τύπο απωλειών -σύγκριση του κινδύνου R με τον αποδεκτό κίνδυνο R T 28

29 -αξιολόγηση του κόστους εγκατάστασης αντικεραυνικής προστασίας σε σύγκριση με τις πιθανές απώλειες με ή χωρίς αντικεραυνική προστασία. Στην αξιολόγηση πρέπει να συμπεριληφθεί και ο οικονομικός κίνδυνος Χαρακτηριστικά προς προστασία κτιρίου Κατά τη διάρκεια της μελέτης πρέπει να ληφθούν υπόψη τα εξής: -η ίδια η κατασκευή -τυχόν εγκαταστάσεις μέσα στην κατασκευή -τα περιεχόμενα κατασκευής -τυχόν άτομα μέσα στην κατασκευή ή σε απόσταση 3μ από αυτήν -η πιθανή επίδραση στο περιβάλλον από βλάβη της κατασκευής Η προστασία δεν περιλαμβάνει συνδεδεμένες υπηρεσίες έξω από το κτίριο Αποδεκτός κίνδυνος RT Οι τιμές του ανεκτού κινδύνου πρέπει να καθορίζονται από τις αρμόδιες αρχές κάθε χώρας. Οι τιμές που αναφέρονται στον πίνακα 2.5 είναι μόνο ενδεικτικές. Πίνακας 2.5 -Ενδεικτικές τιμές αποδεκτού κινδύνου R T [2] 2.6.4Διαδικασία αξιολόγησης αναγκαιότητας αντικεραυνικής προστασίας Σύμφωνα με το πρότυπο IEC κατά την αξιολόγηση αναγκαιότητας αντικεραυνικής προστασίας πρέπει να υπολογίζονται οι συνιστώσες κινδύνου R 1,R 2,R 3 μιας κατασκευής. Για κάθε κίνδυνο πρέπει να γίνουν τα εξής: -αναγνώριση των συνιστωσών που αποτελούν τον κίνδυνο R X -υπολογισμός των συνιστωσών -υπολογισμός του συνολικού κινδύνου -αναγνώριση του αποδεκτού κινδύνου R T -σύγκριση συνολικού κινδύνου και αποδεκτού κινδύνου Αν R<=R T δεν απαιτείται αντικεραυνική προστασία 29

30 Αν R>=R T πρέπει να ληφθούν μέτρα προστασίας έτσι ώστε ο συνολικός κίνδυνος να μειωθεί κάτω του αποδεκτού κινδύνου. Η διαδικασία αξιολόγησης φαίνεται στο σχήμα 2.1. Σχήμα 2.1 -Διάγραμμα Ροής αναγκαιότητας ΣΑΠ 2.6.5Διαδικασία αξιολόγησης κόστους-αποτελεσματικότητας Εκτός από τη μελέτη αναγκαιότητας προστασίας της κατασκευής, μπορεί να είναι χρήσιμο να εκτιμηθούν τα οικονομικά οφέλη της εγκατάστασης και της συντήρησης ώστε να μειωθεί το οικονομικό κόστος L4. Η αξιολόγηση του οικονομικού κόστους για μια κατασκευή επιτρέπει στο χρήστη να υπολογίσει τις οικονομικές απώλειες με ή χωρίς μέτρα προστασίας και στη συνέχεια να αποφασίσει αν η εγκατάσταση μέτρων είναι συμφέρουσα. Η διαδικασία αξιολόγησης είναι η εξής: -αναγνώριση των συνιστωσών που αποτελούν τον κίνδυνο R4 -υπολογισμός των συνιστωσών χωρίς επιπλέον μέτρα προστασίας 30

31 -υπολογισμός του ετήσιου κόστους απωλειών για κάθε συνιστώσα χωρίς επιπλέον μέτρα προστασίας -αναγνώριση του ετήσιου ολικού κόστους C L χωρίς επιπλέον μέτρα προστασίας -υπολογισμός των συνιστωσών με επιπλέον μέτρα προστασίας -υπολογισμός του ετήσιου κόστους απωλειών για κάθε συνιστώσα με επιπλέον μέτρα προστασίας -αναγνώριση του ετήσιου ολικού κόστους C RL με επιπλέον μέτρα προστασίας -υπολογισμός του ετήσιου κόστους C PM των επιλεγμένων μέτρων προστασίας -σύγκριση των κοστών Αν C L <C RL +C PM η εγκατάσταση αντικεραυνικής προστασίας μπορεί να μην έχει ως αποτέλεσμα την εξοικονόμηση κόστους C L >=C RL +C PM η εγκατάσταση αντικεραυνικής προστασίας μπορεί να έχει ως αποτέλεσμα την εξοικονόμηση κόστους Η διαδικασία αξιολόγησης κόστους-αποτελεσματικότητας φαίνεται στο σχήμα 2.2. Σχήμα 2.2 -Διάγραμμα Ροής αξιολόγησης κόστους-αποτελεσματικότητας 31

32 2.6.6Μέτρα προστασίας Τα μέτρα προστασίας έχουν ως σκοπό να μειώσουν τον κίνδυνο από πτώση κεραυνού και θεωρούνται αποτελεσματικά σύμφωνα με την IEC αν πληρούν τα παρακάτω πρωτόκολλα: -IEC IEC IEC Ο αλγόριθμος για τη διερεύνηση αναγκαιότητας μέτρων προστασίας φαίνεται στο διάγραμμα ροής του σχήματος 2.3. Για κάθε τύπο απώλειας υπάρχουν διάφορα μέτρα προστασίας που μπορούν να ληφθούν για τη μείωση του κόστους. Ο σχεδιαστής πρέπει να λάβει υπόψη του πέρα από την αποτελεσματικότητα του κάθε μέτρου και το κόστος του. Σχήμα 2.3 -Διάγραμμα Ροής επιλογής ΣΑΠ 32

33 2.6.7Επιλογή μέτρων προστασίας Η επιλογή των κατάλληλων μέτρων γίνεται από το μηχανικό βάσει των συνιστωσών κινδύνου και ανάλογα με τα τεχνικά και οικονομικά χαρακτηριστικά των μέτρων. 2.7.Αξιολόγηση συνιστωσών κινδύνου για μια κατασκευή 2.7.1Γενικά Κάθε συνιστώσα κινδύνου μπορεί να εκφραστεί από την παρακάτω εξίσωση: R X = N X * P X * L X Όπου: N X : αριθμός επικίνδυνων συμβάντων P X : πιθανότητα βλάβης στην κατασκευή L X : επακόλουθη απώλεια 2.7.2Αξιολόγηση των συνιστωσών λόγω πλήγματος κεραυνού απευθείας στην κατασκευή(s1) Συνιστώσα που σχετίζεται με τραυματισμό ανθρώπων και ζώων (D1): R A = N D * P A * L A Συνιστώσα που σχετίζεται με υλικές βλάβες (D2): R B = N D * P B * L B Συνιστώσα που σχετίζεται με αποτυχία των εσωτερικών συστημάτων (D3): R C = N D * P C * L C 2.7.3Αξιολόγηση των συνιστωσών λόγω πλήγματος κεραυνού κοντά στην κατασκευή(s2) Συνιστώσα που σχετίζεται με σφάλμα των εσωτερικών συστημάτων (D3): R M = N M * P M * L M 2.7.4Αξιολόγηση των συνιστωσών λόγω πλήγματος κεραυνού απευθείας σε υπηρεσία συνδεδεμένη με την κατασκευή(s3) Συνιστώσα που σχετίζεται με τραυματισμό ζωντανών οργανισμών (D1): 33

34 R U = (N L + N Da ) * P U * L U Συνιστώσα που σχετίζεται με υλικές βλάβες (D2): R V = (N L + N Da ) * P V * L V Συνιστώσα που σχετίζεται με σφάλμα των εσωτερικών συστημάτων (D3): R W = (N L + N Da ) * P W * L W Στην περίπτωση που υπάρχουν παραπάνω από μια υπηρεσίες συνδεδεμένες στην κατασκευή οι υπολογισμοί πρέπει να γίνουν για όλες τις υπηρεσίες. Στην περίπτωση που μία υπηρεσία έχει πάνω από ένα τμήματα οι παραπάνω συνιστώσες είναι το άθροισμα των συνιστωσών για κάθε τμήμα της υπηρεσίας Αξιολόγηση των συνιστωσών λόγω πλήγματος κεραυνού κοντά σε υπηρεσία συνδεδεμένη με το κτίριο(s4) Συνιστώσα που σχετίζεται με σφάλμα των εσωτερικών συστημάτων (D3): R Z = (N I N L ) * P Z * L Z Αν (N I N L )<0 τότε θεωρώ ότι (N I N L )=0 Στην περίπτωση που υπάρχουν παραπάνω από μια υπηρεσίες συνδεδεμένες στην κατασκευή οι υπολογισμοί πρέπει να γίνουν για όλες τις υπηρεσίες. Στην περίπτωση που μία υπηρεσία έχει πάνω από ένα τμήματα οι παραπάνω συνιστώσες είναι το άθροισμα των συνιστωσών για κάθε τμήμα της υπηρεσίας Διαχωρισμός της κατασκευής σε ζώνες Για την αξιολόγηση των συνιστωσών κινδύνου η κατασκευή μπορεί να χωρισθεί σε ζώνες Z S με ομοιογενή χαρακτηριστικά. Οι ζώνες καθορίζονται κυρίως από: -τον τύπο εδάφους ή πατώματος(r A,R U ) -αντιπυρικές ζώνες(r B,R V ) -τη γεωμετρία του χώρου(r C,R M ) Επίσης από: -Την εγκατάσταση εσωτερικών συστημάτων -Υπάρχοντα ή προς εγκατάσταση μέτρα προστασίας -Τιμές απωλειών (για όλες τις συνιστώσες κινδύνου) 34

35 2.7.7Αξιολόγηση συνιστωσών κινδύνου σε μια κατασκευή με Zs ζώνες Κατασκευές με μία ζώνη προστασίας Σε αυτή την περίπτωση ολόκληρη η κατασκευή θεωρείται μία ζώνη. Ο συνολικός κίνδυνος είναι το άθροισμα των επιμέρους συνιστωσών κινδύνου για την κατασκευή. Για τις συνιστώσες R A,R B,R U,R V,R Z λαμβάνεται υπόψη η μεγαλύτερη από τις τιμές που μπορεί να προκύψουν. Για τις συνιστώσες R C,R M αν στη ζώνη περιλαμβάνονται περισσότερες από μια εσωτερικές εγκαταστάσεις τότε οι τιμές P C,P M υπολογίζονται ως εξής P C =1-(1-P C1 )*(1-P C2 )*(1-P C3 ) P M =1-(1-P M1 )*(1-P M2 )*(1-P M3 ) Κατασκευές με περισσότερες από μία ζώνες προστασίας Σε αυτήν την περίπτωση η κατασκευή χωρίζεται σε ζώνες Ζ S.Ο κίνδυνος για την κατασκευή είναι το άθροισμα των επιμέρους συνιστωσών κινδύνου όλων των ζωνών. Σε κάθε ζώνη ο κίνδυνος είναι το άθροισμα των συνιστωσών κινδύνου. Ο διαχωρισμός σε ζώνες είναι ευθύνη του κατασκευαστή και του επιτρέπει να λάβει υπόψη του τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά κάθε τμήματος της κατασκευής. Με την επιλογή διαφορετικών μέτρων προστασίας για κάθε ζώνη μπορεί να μειωθεί το συνολικό κόστος εγκατάστασης μέτρων αντικεραυνικής προστασίας Κίνδυνος R4 Για να αποφασίσει ο μηχανικός την αναγκαιότητα εγκατάστασης επιπλέον μέτρων προστασίας είναι χρήσιμο να υπολογίσει εκτός από τους κινδύνους R 1, R 2, και R 3 και τον κίνδυνο οικονομικών απωλειών R 4.Ο ακριβής υπολογισμός του R 4 εξαρτάται από: -την ίδια την κατασκευή -κάποιου μέρους της κατασκευής -κάποιας εσωτερικής εγκατάστασης -τμήμα κάποιας εσωτερικής εγκατάστασης -τμήματος εξοπλισμού -τα περιεχόμενα της κατασκευής. Σε περίπτωση που η κατασκευή χωρίζεται σε ζώνες το R4 είναι το άθροισμα των αντίστοιχων συνιστωσών κινδύνου για κάθε ζώνη. 35

36 2.8Υπολογισμός αριθμού ετησίων επικίνδυνων συμβάντων Ν 2.8.1Γενικά Ο αριθμός των ετήσιων επικίνδυνων συμβάντων λόγω κεραυνών εξαρτάται από τη συχνότητα καταιγίδων στην περιοχή και τα φυσικά χαρακτηριστικά της κατασκευής. Ο αριθμός Ν είναι ίσος με το γινόμενο της πυκνότητας κεραυνών στην περιοχή επί μια ισοδύναμη επιφάνεια συλλογής επί ένα συντελεστή διόρθωσης ανάλογο με την περιοχή. Η πυκνότητα κεραυνών N g ορίζεται ως ο αριθμός κεραυνών ανά τετραγωνικό χιλιόμετρο ανά έτος. Η τιμή του δίνεται από ισοκεραυνικούς χάρτες ή αν δεν είναι διαθέσιμοι ως το γινόμενο: N g =0.1T d Όπου T d ο αριθμός ημερών καταιγίδας ανά έτος. Επικίνδυνα συμβάντα για μια κατασκευή μπορούν να θεωρηθούν τα εξής: -κεραυνοί πάνω στην κατασκευή -κεραυνοί κοντά στην κατασκευή -κεραυνοί σε μια υπηρεσία που συνδέεται με την κατασκευή -κεραυνοί κοντά σε μια υπηρεσία που συνδέεται με την κατασκευή -κεραυνοί σε κτίριο που συνδέεται η υπηρεσία 2.8.2Υπολογισμός μέσου αριθμού ετησίων επικίνδυνων συμβάντων σε μια κατασκευή ND και σε μια κατασκευή συνδεδεμένη στο «a»άκρο μιας κατασκευής ΝDa Για απομονωμένες κατασκευές σε επίπεδο έδαφος η επιφάνεια συλλογής A d ισούται με την επιφάνεια που ορίζεται από την περιστροφή γύρω από τα υψηλότερα σημεία της κατασκευής μιας ευθείας με κλίση 1/3.Ο υπολογισμός μπορεί να γίνει είτε γραφικά είτε με τη βοήθεια υπολογιστή. Για μια ορθογώνια, παραλληλεπίπεδη κατασκευή η ισοδύναμη συλλεκτική επιφάνεια είναι(όπως φαίνεται και στο σχήμα 2.4) ίση με: Α d = L * W + 6 * H * (L + W) + 9 * π * H2, Σχήμα 2.4 -Ισοδύναμη συλλεκτική επιφάνεια για ορθογώνια παραλληλεπίπεδη κατασκευή σε επίπεδο έδαφος 36

37 Για ορθογώνια παραλληλεπίπεδη κατασκευή με σκεπή η ισοδύναμη συλλεκτική επιφάνεια είναι ίση με: A d = 6 * L * H1 + 9 * π * H22 ή L * W + 6 * H1 * (L + W) + 9 * π * H12, για ορθογώνια κτίρια με τριγωνική σκεπή. Η πρώτη περίπτωση λαμβάνεται όταν 2 * (H2 H1) / W > 1 / 3 και η δεύτερη όταν ο λόγος αυτός είναι μικρότερος από 1 / 3. Αν η κατασκευή υπό προστασία S αποτελεί μέρος μιας κατασκευής Β, οι διαστάσεις της S μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον υπολογισμό της ισοδύναμη συλλεκτικής επιφάνειας αν πληρούνται οι παρακάτω προϋποθέσεις: -Η κατασκευή S είναι ένα ξεχωριστό τμήμα της Β -δεν υπάρχει κίνδυνος έκρηξης για την κατασκευή Β -Η διάδοση φωτιάς μεταξύ της S και της Β αποφεύγεται με αντιπυρικούς τοίχους 120min(REI120 *) ) ή με άλλο ισοδύναμο μέσο -Η διάδοση υπερτάσεων σε κοινές γραμμές αποφεύγεται με εγκατεστημένα SPD στην είσοδο των γραμμών ή με άλλο ισοδύναμο μέσο. (*Σύμφωνα με το «Official Journal of European Union, 1994/28/02, n. C 62/63») Για να συμπεριληφθεί στον υπολογισμό η σχετική θέση και τα περίχωρα της υπό προστασία κατασκευής εισάγουμε το συντελεστή C d N D = N g * A d/b * C d/b * 10-6 όπου A d/b : η ισοδύναμη συλλεκτική επιφάνεια της υπό προστασία κατασκευής αν ήταν απομονωμένη C d/b : ο συντελεστής θέσης για την υπό προστασία κατασκευή Αν υπάρχει κάποια κατασκευή η οποία συνδέεται στο «a» άκρο μιας υπηρεσίας που συνδέεται με την υπό προστασία κατασκευή, η αντίστοιχη παράμετρος N Da υπολογίζεται από τον παρακάτω τύπο: N Da = N g * A d/a * C d/a * C t * 10-6 όπου A d/a : επιφάνεια της κατασκευής «a» άκρο μιας υπηρεσίας που συνδέεται με την υπό προστασία κατασκευή αν ήταν απομονωμένη C d/a ο συντελεστής θέσης της κατασκευής «a» άκρο μιας υπηρεσίας που συνδέεται με την υπό προστασία κατασκευή C t συντελεστής διόρθωσης που αφορά την παρουσία μετασχηματιστή ΜΤ/ΧΤ στην υπηρεσία που συνδέεται με την υπό προστασία κατασκευή Ο μέσος αριθμός επικίνδυνων συμβάντων λόγω κεραυνών κοντά στην υπό προστασία κατασκευή ισούται με: N Μ = N g * (A m A d/b * C d/b ) * 10-6, Όπου Α d/b η ισοδύναμη συλλεκτική επιφάνεια της κατασκευής η οποία ορίζεται από μια γραμμή 250μ από την περίμετρο της κατασκευής Αν Ν Μ <0 τότε θεωρώ Ν Μ =0 37