ГРОМОБРАНСКА ЗАШТИТА

M ANA G E MEN T SYS T EM Скопје, Коле Неделковски 22 тел./факс: 3 118 333 E-mail: iskra.atg@mt.net.mk ГРОМОБРАНСКА ЗАШТИТА СО РАНОСТАРТУВАЧКИ ГРОМОБРАН ERICO SI C E R T I F I E D ISO 9001:2000

ВОВЕД Заштитата на објекти од атмосферски празнења со фаќач со уред за рано стартување треба да ги задоволува барањата на македонскиот стандард МКС Н.Б4.810 (MKS N.B4.810) /12.12.2000. Според наведениот стандард, но и според светските искуства, предноста на раностартувачкиот громобран во однос на класичниот метален стап е голема, па затоа во ова упатство детално ќе биде образложен системот за заштита од атмосферски празнења на светскиот лидер во оваа област ERICO. Примената на овие уреди овозможува не само заштита на објектите туку и заштита на површината околу објектот (опрема, луѓе, коли и слично), што не е случај со заштита на објектот со Фарадеев кафез. Системот за заштита од атмосферски празнења со фаќач со уред за рано стартување е незаменлив при заштита на објекти на отворен простор како што се: спортски терени, пазари, плажи, автокампови, аеродроми, плоштади, терминали и слично. Нивната монтажа е поедноставна и побрза, додека за поголеми објекти или комплекси е и поефтин од громобранската заштита со Фарадеев кафез. За европскиот пазар овој систем е изработен и тестиран според францускиот NFC 17-102 и шпанскиот UNE-21186 стандард. Испитувањата се направени во независна високонапонска лабораторија со симулација на природни услови на атмосферски празнења. ЕЛЕМЕНТИ НА СИСТЕМОТ слика 1 Основните елементи на раностартувачкиот систем на заштита од атмосферски празнења се дадени на слика 1. 1. фаќач со уред за рано стартување 2. одводни спроводници 3. заземјувач 4. бројач на атмосферски празнења 5. монтажни елементи -1- iskra.atg@mt.net.mk

1.ФАЌАЧ СО УРЕД ЗА РАНО СТАРТУВАЊЕ ERICO фаќачот има изглед на метален стап во чиj врв е вграден уред што обезбедува порано иницирање на нагорен лидер во споредба со обичен Френклинов стап. Изгледот на ERICO фаќачот и неговите составни елементи е претставен на слика 2. Тој е секогаш највисоката точка (најмалку 2m повисоко) во областа што се заштитува, вклучувајќи ги антените, разладните комори, покривите итн. Во услови на грмотевица кога громот лидер се приближува кон земјата, сите точки кои се наоѓаат на земјината површина се потенцијални места каде може да се испразни громот т.е. нагорен лидер може да биде создаден од било која површина на земјата. Во случај, кога е поставен ERICO INTERCEPTOR SI времето на иницирање на нагорен лидер е многу пократко во однос на иницирањето на нагорни лидери од останатите предмети на земјината површина. За време на високи статички полиња кои се карактеристични при атмосферските празнења ERICO INTERCEPTOR SI генерира контролирана големина и фреквенција на импулси кон врвот од терминалот. Со ова се овозможува создавање на нагорен лидер од терминалот кој на точно определено растојание ќе го пресретне громот лидер. 1. Ударно шило 2. Некорозивен челик, тело отпорно на корозија 3. Секција за контрола на високиот напон 4. Штраф за навртување 5. Навоен спојувачки дел 6. Јарбол за прицврстување слика 2 ERICO производите се изработени по ISO 9001:2000 и компјутерски се моделирани при нивното развивање и лабораториско тестирање. Тие се поддржани со опширна литература, извештаи од тестирањата, техничка документација, листови со податоци, инструкции за инсталирање и ризик-анализи. -2- iskra.atg@mt.net.mk

Ефикасноста на фаќачот со уред за рано стартување се испитува со споредување на времето на иницирање на нагорен лидер во споредба со нагорниот лидер емитуван од обичен метален стап. ERICO SI беше тестиран во една независна високонапонска лабораторија во согласност со побарувањата на Францускиот NFC 17-102 и Шпанскиот UNE-21186 стандард. Како што е дефинирано од горните два стандарди, тестирањето беше спроведено со симулација на природни услови со што се овозможи компарација на перформансите на различните системи на громобранска заштита. Тестот симулираше природни услови каде што громот лидер беше симулиран со Marx-ов генератор со долго челно време а електричното поле помеѓу облаците и зeмјата беше симулирано со DC генератор. Короната создадена на врвот од прачката е измерена со помош на photo-multiplier со што е овозможено да се одреди времето на реакција на обичниот пасивен врв (SR) и времето на реакција на ERICO INTERCEPTOR (SI). Просечното време е пресметано и измерено за двата случаи. ERITECH INTERCEPTOR SI ESE Според NFC 17-102, UNE-21186 и MKS N.B4.810 стандардите Пораното стартување ΔT се користи за пресметување на радиусот на заштита. Тоа се изразува преку релацијата: ΔT=T(SR) T(SI) T(SR) е средно време на стартување на нагорен лидер од обичен метален стап T(SI) е средно време на стартување на нагорен лидер од ERICO INTERCEPTOR SI Во зависност од големината на ΔТ, постојат три типа на фаќачи ERICO INTERCEPTOR SI: SI 25 -овозможува порано стартување за ΔТ =25μs SI 40 -овозможува порано стартување за ΔТ =40μs SI 60 -овозможува порано стартување за ΔТ =60μs -3- iskra.atg@mt.net.mk

2.ОДВОДНИ СПРОВОДНИЦИ Одводните спроводници имаат задача да ја спроведат ударната струја I(kA) до заземјувачот. Тие се прицврстуваат за ERICO INTERCEPTOR SI со поврзувачки елемент кој што обезбедува долгорочен електричен контакт. Одводните спроводници се изведуваат со чист или калаисан електролитски бакар, некородирачки челик, алуминиум и поцинкуван челик. Во системот на заштита од атмосферски празнења со порано стартување ERICO предвидени се 4 видови на спроводници, и тоа; спроводник со кружен пресек, јаже, лента и специјален ERICO кабел Недостаток на првите три спроводници е што при спроведување на ударната струја, околу нив се создава многу силно електрично и магнетно поле кое може да ги уништи сите електрични уреди кои се во близина на спроводникот, може да продуцира опасни електрични прескоци од спроводникот до блиските заземјени делови, а во најлош случај, да повреди или усмрти живо суштество кое ќе се најде во полето на прескокот. Последните неколку години ERICO вршеше интензивни испитувања и истражувања и гореспоменатите недостатоци се елиминирани со употреба на специјалниот ERICO кабел кој со својата специјална изведба овозможува спроведување на струјата на атмосферското празнење до заземјувачот без никаква опасност за електричните уреди или живи суштества кои се во близина на кабелот. слика 3 На слика 3 и табела 1 се прикажани структурата и електричната импеданса на ERICO кабелот. Бакарна лента 25x3 mm 2 Z 0 =230Ω/m L=963nH/m ERICO кабел, бакар 35mm 2 (Φ=24mm) Z 0 =6.7Ω/m L=33nH/m ERICO кабел, бакар 50mm 2 (Φ=36mm) Z 0 =4.5Ω/m L=22nH/m табела 1 Иако ERICO кабелот има значително повисока цена во однос на класичните спроводници, сепак, неговата многу помала електрична отпорност, едноставното прицврстување на објектот како и безбедноста што ја нуди, ја оправдува неговата цена. -4- iskra.atg@mt.net.mk

3.ЗАЗЕМЈУВАЧ Системот за заштита од атмосферски празнења ERICO дозволува употреба на било каков заземјувач кој е изработен во согласност со МКС Н.Б4.810, а отпорноста на распростирање да е 10Ω. 4.БРОЈАЧ НА АТМОСФЕРСКИ ПРАЗНЕЊА Изгледот и монтажата на бројачот ERICO, дадени се на слика 4. Во пракса, тој се поставува на најдиректниот одводник над испитната спојка и на висина од сса 2m над нивото на земјата. Иако не е неопходен, сепак бројачот на атмосферски празнења е пожелен бидејќи дава два многу битни податоци за проектираниот систем за заштита од атмосферски празнења, и тоа: слика 4 го определува бројот на атмосферските празнења во објектот ја оправдува вложената инвестиција за системот за заштита 5.МОНТАЖНИ ЕЛЕМЕНТИ Поставувањето на фаќачот со уред за рано стартување, поврзување со одводните спроводници, водењето на одводните спроводници како и нивно поврзување со заземјувачот, имплицира употреба на соодветни монтажни елементи. Монтажните елементи мора да обезбедат цврста и сигурна електрична и механичка врска на елементите од системот за заштита од атмосферски празнења. На слика 5,6,7,8 и 9 дадени се потребниот алат кој е неопходен при монтажа на елементите од системот, скици за монтажа, водење и прицврстување на елементите на системот за заштита од атмосферски празнења како и потребните монтажни елементи. слика 5-5- iskra.atg@mt.net.mk

НАЧИН НА ПОВРЗУВАЊЕ И МОНТАЖНИ ЕЛЕМЕНТИ слика 6-6- iskra.atg@mt.net.mk

ПРОЕКТИРАЊЕ НА СИСТЕМ ЗА ЗАШТИТА ОД АТМОСФЕРСКИ ПРАЗНЕЊА ERICO Според МКС Н.Б4.810, системот за заштита од атмосферски празнења ќе биде ефикасен само ако го задоволува основниот услов скициран на слика 10, а тоа е да објектот што се штити биде во просторот ограничен со анвелопата од кружници чии центри се наоѓаат на истата оска на која се наоѓа фаќачот со уред за рано стартување а чии радиуси соодветствуваат на различните висини на поставување на фаќачот h што се разгледуваат: слика 10 r pn (n=1,2,3,4) радиус на заштита на фаќачот на разгледуваната висина h n (n=1,2,3,4) релативна висина на врвот на фаќачот во однос на хоризонталната рамнина која минува низ врвот на елементот кој треба да се штити За одредување на точната форма на анвелопата потребно е да се пресмета r pn за сите релативни висини h n на карактеристичните точки на објектот. Радиусот на заштита на фаќачот r p зависи од неговата висина h во однос на областа што се штити, од неговото порано стартување ΔТ и од избраното ниво на заштита. Радиусот на заштита r p се пресметува според следната формула: rp= h(2r-h)+ L(2R+ L) (за h 5m) r p - радиус на заштита h - висина на врвот на фаќачот во однос на површината што треба да биде заштитена R - радиус на фиктивна сфера ударно растојание Вредноста на ударното растојание зависи од нивото на заштита и спорад МКС Н.Б4.810 тоа изнесува: R= 20m за I ниво на заштита R= 30m за II ниво на заштита R= 45m за III ниво на заштита R= 60m за IV ниво на заштита Изборот на нивото на заштита се врши на основа карактеристиките на објектот и тоа: -очекувана зачестеност на атмосферски празнења во регионот во кој се наоѓа објектот -градба на објектот (цврста, монтажна, метална) -вредност на објектот -10- iskra.atg@mt.net.mk

-намена на објектот (магацин, училиште, станбена зграда, индустриски објект, деловна зграда, магацин за запаливи материјали) -присуство на луѓе во објектот -очекувана материјална штета или човечки жртви во случај на атмосферско празнење При најголем ризик, односно најголеми очекувани штети и последици се бира I ниво на заштита. При најмал ризик, односно најмали очекувани штети и последици се бира IV ниво на заштита. Експериментално и искуствено е докажано дека доволна е поделба на 3 нивоа на заштита и тоа: I ниво на заштита - R= 20m II ниво на заштита - R= 45m III ниво на заштита - R= 60m ΔL(m) должина на нагорниот лидер ΔL(m)=ν(m/μs) ΔТ(μs) ν(m/μs) брзина на нагорен лидер ΔТ(μs) време на порано стартување За 2m h<5m, радиусот на заштита r p се пресметува со следната формула: r p =0,2 h r p (h=5m) Напомена: Според NFC 17-102 и МКС Н.Б4.810 никогаш висината на фаќачот h не смее да биде помала од 2m, односно, фаќачот мора да биде поставен на висина еднаква или поголема од 2m во однос на највисоката точка на објектот. Во пракса не постои 100% сигурен систем за заштита од атмосферски празнења. Системот за заштита од атмосферски празнења ERICO ја гарантира следната сигурност на заштита: за I ниво на заштита 98% за II ниво на заштита 95% за III ниво на заштита 80% слика 11-11- iskra.atg@mt.net.mk

Од гореспоменатата процедура за избор на ефикасен систем на заштита од атмосферски празнења се гледа дека зоната, односно, радиусот на заштита е строго поврзан со ΔТ, со нивото на заштита и со висината на поставување на фаќачот. За побрз и поедноставен избор на систем за заштита, ERICO изработи модел (слика 11) и табела (табела 2) со податоци во кои се внесени веќе пресметаните податоци за r p за различни комбинации на влезните параметри. Ниво на заштита Ниво на заштита 1 (98%, R=20m) Ниво на заштита 2 (95%, R=45m) Ниво на заштита 3 (80%, R=60m) Модел SI 25 SI 40 SI 60 SI 25 SI 40 SI 60 SI 25 SI 40 SI 60 ΔТ(μs) 25 40 60 25 40 60 25 40 60 h (m) rp (m) радиус на заштита 2 17 23 32 23 30 40 26 34 44 3 25 35 48 34 45 59 39 50 65 4 34 46 64 46 60 78 52 67 87 5 42 58 79 57 75 97 65 83 107 6 43 59 79 58 76 97 66 84 107 7 44 59 79 59 76 98 67 85 108 8 44 59 79 60 77 99 68 86 108 табела 2 Според моделот и табелата, се применува следниот редослед на активности за избор на најефикасен систем за заштита: - се одредува потребното ниво на заштита (I,II,III) - се избира најповолна локација за поставување на фаќачот (фаќачите) - се избира модел на фаќачот (SI 25, SI 40 или SI 60) - се одредува висината h на која ќе биде поставен фаќачот - во табелата се наоѓа вредноста на радиусот на заштита r p и таа вредност се споредува со габаритните димензии на објектот на соодветната хоризонтална површина (на пример r p1 ) (слика 10) - во колку вредноста на r p1 задоволува се проверува вредноста на r p2 (за висина h 2 ) - во колку вредноста на r p2 задоволува се проверува вредноста на r p3,...и.т.н. - во случај да некоја од вредностите на r pn (n=1,2,3,4) не задоволува, тогаш се избира или следниот модел на фаќачот или се зголемува висината h, или и двете работи истовремено, а целата процедура се повторува. Во случај да не е можно објектот да се покрие со анвелопата од еден фаќач, тогаш се применуваат два или повеќе фаќачи поставени на најпогодна локација а постапката за избор на систем за заштита се спроведува за секој фаќач посебно. -12- iskra.atg@mt.net.mk

Напомена: За најкомплицираните објекти кои спаѓаат во I ниво на заштита, Искра АТГ нуди безплатни стручни совети или идејни проекти за избор на најефикасен систем на заштита од атмосферски празнења со раностартувачки фаќач ERICO SI. За сите други информации во врска со заштитата на објекти од атмосферски празнења, се користат и македонските стандарди: МКС Н.Б4.801 заштита на објекти од атмосферски празнења општи услови МКС Н.Б4.803 заштита на објекти од атмосферски празнења просечен годишен број денови со грмотевици МКС Н.Б4.804 заштита на објекти од атмосферски празнења толерирана зачестеност на атмосферски празнења МКС Н.Б4.901 до МКС Н.Б4.950 ИСКРА АТГ испорачува и опрема за таканаречена секундарна заштита од пренапонски појави на телекомуникациските и информатичките компјутерските системи предизвикани од индуцирани пренапонски појави од различни причини, меѓу кои и од атмосферските празнења. Опремата е со врвен светски квалитет, производ на ISKRA ZAŠČITE Љубљана. -13- iskra.atg@mt.net.mk