Je spojení uzemnění hromosvodu s vodičem PEN elektroinstalace výhodné ?

(1/19) > >>

Jaroslav Ratiborský:
Je možné vysvětlit, jakým způsobem ochrání přepěťové ochrany elektrozařízen í a elektroniku rodinného domku,jestliže spojím uzemnění hromosvodu s vodičem PEN  ? Tímto nezpochybňuji přepěťové ochrany,ale spojení uzemnění hromosvodu s vodičem PEN.
Zatím jsem přesvědčen, i když to vždy nejde, že při samostatném uzemnění hromosvodu vzniknou menší škody.

Fuk Tomáš:
Řekl bych, že to není dobře položená otázka. Tak totiž ten problém nestojí – jestli zemniče spojit či ne. Souvisí to především s celkovým řešením LPS.
______________ ______________ ______________ ______________ ______________ __________
Nejlepší ochranu proti škodám představuje hromosvod oddálený,  dostatečně izolovaný od budovy a všech systémů jak uvnitř budovy, tak i do budovy vstupujících zvenčí. Pokud je pak takový systém doplněn ekvipotenciálním pospojováním vč. třístupňové ochrany proti přepětí,  nelze si nic lepšího přát.
Z pohledu minimalizace škod v objektu samotném je ale i zde výhodnější spojit zemniče PEN a hromosvodu. Sníží se tím jak zemní odpor přizemnění PEN (tzn. lepší odolnost proti poruše tohoto vodiče),  tak zemní odpor hromosvodné soustavy (tzn. menší napětí,  menší bezpečná izolační vzdálenost).
Z pohledu minimalizace ovlivnění vnější elektrorozvodné sítě je tomu trochu jinak. Oddělení zemničů PEN a hromosvodu výrazně potlačí přenos bleskového proudu do elektrorozvodné sítě. Je však třeba si uvědomit, že zavlečení části bleskového proudu a tedy i přepětí do této sítě se z praktických důvodů nelze zcela vyhnout. Často zmiňovaná mezera (v zemi) 5 m mezi zemniči PEN a hromosvodu je považována za dostatečnou pro to, aby nedocházelo k výbojům, ale zdaleka není dostatečná pro to, aby se zemniče vzájemně neovlivňovaly.
U této varianty řešení s oddělenými zemniči je však naprosto klíčové,  aby za žádných okolností,  ani při nejsilnějším uvažovaném blesku, nedošlo k výboji mezi vzájemně izolovanými systémy hromosvodu a budovy. Pokud by k němu došlo, byla by situace mnohem horší,  než při spojených zemničích. Přirovnal bych to k protržení přehrady, která do té doby chránila před povodní.
Pokud tedy má být zvoleno řešení s oddělenými zemniči, klade to obzvláštní nároky na prostor kolem objektu, kvalitu projekce, montážních prací i použitých komponent. Proto norma hovoří o tom, že je toto řešení možno zvolit u speciálních objektů,  přímo vyžadujících oddělení hromosvodu a elektrorozvodů.

A jaké budou škody při úderu blesku do hromosvodu? Pokud síla blesku nepřekročí hodnotu zohledněnou projektem, škody nebudou žádné.
______________ ______________ ______________ ______________ ______________ __________
Druhé nejlepší řešení je LPS s neizolovaným hromosvodem, s důsledným ekvipotenciálním pospojováním, tedy i zemničů PEN a hromosvodu. Pokud je správně provedeno, mj. s dostatečně dimenzovanými svodiči bleskového proudu, poskytuje objektu samotnému prakticky stejnou úroveň ochrany jako řešení s izolovaným hromosvodem.
A jaké budou škody při úderu blesku do hromosvodu? I zde platí,  že pokud síla blesku nepřekročí hodnotu zohledněnou projektem, škody na objektu nebudou žádné.

Odpůrci tohoto řešení namítají,  že se do elektrorozvodné sítě zavléká bleskový proud, a že se tím tedy ohrožují okolní objekty. Ano, zavléká se tam, ale důsledky nejsou až tak vážné. Hlavní část zavlečeného proudu jde po distribučním vedení k transformátoru, a jen zlomek z toho do jednotlivých odboček vedení.
Například: blesk 150 kA – z toho 75 kA do elektropřípojky – z toho 35 kA do distr. trafa a 40 kA do 5 odboček, tzn. po 8 kA do každé z 5 odboček k sousedním objektům, tzn. po 2 kA po každém vodiči třífázové přípojky.
Přitom svodiče T1 v zasaženém chráněném objektu udržují napětí mezi jednotlivými vodiči (na vstupu do zasaženého objektu) pod úrovní 1,5 kV, takže pro dodržení téže ochranné úrovně i v sousedních objektech už stačí jen poměrně malý vyrovnávací proud v řádu jednotek kA na jeden chráněný vodič. To mohou v těch sousedních objektech zajistit i přepěťové ochrany T2, případně cca 2 ks p.o. T3. To už nejsou žádné astronomické částky za pořízení,  a kdo žádné takové ochrany nepoužívá,  asi nemá nic tak cenného, co by bylo vhodné chránit a dobrovolně na sebe toto riziko bere. Jak je uvedeno výše, zavlečení přepětí a bleskového proudu do sítě se u běžného objektu úplně zamezit nedá,  ani u vedení uloženého v zemi.
 ______________ ______________ ______________ ______________ ______________ __________
Až třetím nejlepším řešením je řešení s neizolovaným hromosvodem a oddělenými zemniči PEN a hromosvodu. Až do určité síly blesku (amplitudy bleskového proudu) poskytuje objektu ochranu téměř srovnatelnou s řešením druhým (má větší zemní odpor zemniče),  a zavléká do elektrorozvodné sítě jen malou část bleskového proudu. Při překročení této amplitudy dojde k výboji mezi hromosvodem a systémy v budově,  s následnými rozsáhlými škodami vč. zavlečení ostré proudové i napěťové vlny do elektropřípojky, což představuje pro okolní objekty přinejmenším stejné ohrožení přepětím, jako kdyby byly zemniče spojeny. Současně to prudce zvyšuje ohrožení sousedních objektů požárem od zasaženého objektu.
Otázkou je, jaká je ta hraniční amplituda bleskové proudové vlny. To záleží na konkrétních místních podmínkách. Uvědomíme-li si však, že napětí na odděleném zemniči hromosvodu proti vzdálené zemi je při zemním rázovém odporu 3 ohmy a amplitudě bleskového proudu 150 kA nějakých 450 kV, a přidáme-li k tomu nějaké ty stovky kV úbytku napětí na svodech, budeme těžko hledat postaru projektovaný objekt, který to udrží. Jednalo by se pak o objekt s izolovaným hromosvodem zmiňovaný na začátku. Dá se tedy asi odhadnout, že pro většinu stávajících starších objektů s nespojenými zemniči ta mez bude někde kolem 50 kA.
Toto řešení tedy poskytuje při slabém blesku ochranu téměř srovnatelnou jako předchozí řešení se spojenými zemniči (pro okolní objekty, které nemají instalovány žádné svodiče, dokonce o něco málo lepší),  avšak při silném blesku je tato ochrana nesrovnatelně horší a škody mohou být velmi značné. Proto ČSN EN 62305-3 toto řešení nedoporučuje.
______________ ______________ ______________ ______________ ______________ __________
Třístupňová ochrana proti přepětí pak funguje tak, že omezuje přepětí mezi jednotlivými vodiči v elektroinstala ci, a tedy i mezi svorkami spotřebičů. A to nezávisle na tom, zda jsou ony zemniče spojené nebo ne. Rozdíl je jenom v tom, že při nespojených zemničích je namáhána menším proudem (v případě neizolovaného hromosvodu to však platí pouze při slabém blesku – dokud nedojde k výboji mezi hromosvodem a systémy v budově).
______________ ______________ ______________ ______________ ______________ __________
No a čtvrtým řešením je nerealizovat LPS, což lze doporučit jen u objektů s dostatečně nízkým rizikem.
______________ ______________ ______________ ______________ ______________ __________
Takže otázka v úvodu tématu zní spíše – realizovat třetí nejlepší řešení,  anebo druhé nejlepší řešení,  když to úplně nejlepší nelze?

Jaroslav Ratiborský:
Citace: Fuk Tomáš  14.04.2011, 01:12

Řekl bych, že to není dobře položená otázka. Tak totiž ten problém nestojí – jestli zemniče spojit či ne. Souvisí to především s celkovým řešením LPS.

Pane Fuku já jsem jasně formuloval otázku a ne problém.  (poklona)  za obsáhlou odpověď,která však na moji konkrétní otázku neodpovídá respektive nespojení PEN s uzemněním hromosvodu považuje za nevhodné.
Přitom u 90 % objektů postavených před cca rokem 2000 tomu tak je bez a elektroinstala ce jsou v provozu bez větších problémů.

Radek Červený:
Pane Ratiborský, já si zase myslím, a věřím, že podle vývoje vaší karmy nebudu sám, že už jste s tím vaším spojením PEN celkem otravný.
Jistě že tato diskuze slouží k technické diskuzi a řešení problému, ale řešit jeden problém donekonečna unaví i vola.
Vemte si prosím papír a tužku a čistě teoreticky si rozkreslete schéma, kde ochranné pospojování bude na jednom zemniči a uzemnění hromosvodu na druhém. Mezi těmito dvěma zemniči je připojeno nějaké zařízení, například TV a anténa, která je postaru připojena k jímací soustavě. Každý zemnič má jinou hodnotu zemního odporu. Co se stane při zásahu blesku? Berte to třeba jako zadání příkladu. 

Ještě jedna rada. Po kolegovi Kolesovi se uvolnilo jedno místo chráněnce clusteru. Kontaktujte prosím redakci a zažádejte o čestnou funkci chráněnce clusteru. Pokud tak neučiníte, udělám to za vás já. 

Václav 3:
to kol. Tomáš Fuk:
Krásný a rozsáhlý příspěvek, plně vystihující zásadní rozdíly jednotlivých řešení. Kdybych mohl, dám vám bod.  (jednicka)


to kol. Ratiborský: Jasná a jednoduchá odpověď - Ano, je.


Svět se vyvíjí a s ním se vyvíjí i technická řešení problémů. Dnes již také nepoužíváme jako běžné radio přímozesilujíc í třílampovku s rozsahy SV a DV, stejně tak  celoelektronko vý televizor s obrazovkou z osciloskopu.  (no)   Dnešní přístroje, pracující na bázi integrovanýh obvodů a procesorů jsou napájena napětím až stokrát menším než přístroje elektronkové, tudíž jsou na atmosferická přepětí daleko citlivější. Což také vede k jinak konstruované ochraně proti blesku a přepětí. Proto nemůže v dnešní době vyhovět hromosvod konstruovaný podle ČSN 34 13 90, která vznikala v době elektronkových přístrojů. Obé po 50 až 60 létech poněkud zastaralo.

Navigace

[0] Index zpráv

[#] Další strana