Diskuse Elektrika.cz

eDEHN#27: Parametry vnějšího LPS živě DNES v 11:00 hodin!
    Pro návrh ochrany před bleskem je zásadní navrhnout ochranu podle parametrů bleskových proudů ze souboru norem ČSN EN 62305 ed.2. Těmi jsou vrcholová hodnota bleskového proudu, náboj bleskového proudu, strmost bleskového proudu a elektrodynamic ké síly F. A mnozí víme, že bleskový proud může vyvinout tepelné, mechanické, elektrodynamic ké, kombinované, jiskřící, elektromagneti cké a nebo také vysokonapěťové účinky ...


    Zdroj: zde... (https://elektrika.cz/data/clanky/edehn-27-parametry-vnejsiho-lps)


    


    Co pozitivního a konstruktivníh o byste doplnili k této informaci?
        

Podklady ke stažení

eDEHN#27: Parametry vnějšího LPS
    Pro návrh ochrany před bleskem je zásadní navrhnout ochranu podle parametrů bleskových proudů ze souboru norem ČSN EN 62305 ed.2. Těmi jsou vrcholová hodnota bleskového proudu, náboj bleskového proudu, strmost bleskového proudu a elektrodynamic ké síly F. A mnozí víme, že bleskový proud může vyvinout tepelné, mechanické, elektrodynamic ké, kombinované, jiskřící, elektromagneti cké a nebo také vysokonapěťové účinky ...


    Zdroj: zde... (https://elektrika.cz/data/clanky/edehn-27-parametry-vnejsiho-lps)


   

    Co pozitivního a konstruktivníh o byste doplnili k této informaci?
       

Zaujalo mne téma silových interakci a myslím, že od času 41:26 máte několik systematických chyb. Ve videu vzpomínáte, že je špatně desetinná čárka (42:20) a dodáváte, že tam chybí nula, pravděpodbně to myslíte takto:
Příklad je: dům 4svody, vzdálené 8m od sebe dlouhé 6m. Každým svodem 25kA (celkem 100kA). Výsledek ve videu je 937,5N = 93,75kg. Ale po dosazení je to o tu desetinu jinak.

    4 * PI * 10e-7         I1  *  I2
F= ---------------   x   ----------    x   L
      2 * PI                      d


                            25000  * 25000
F=0,000 000 2  *   -------------------  * 6  = 93,75N  odpovídá přibližně 9,6kg
                                   8

Nejde mi o desetinnou čárku ani o převod N na kg (což není přímý ekvivalent, ale běžně se užívá.... je to jako bych zde napsal, že PEN a N je to samé :-) ). Chybu vidím v přístupu. Svody máte 4, takže byste měl počítat interakce mezi každou kombinací svodů z pohledu vyšetřovaného svodu. Pokud, jsou svody na čtverci 8x8, tak to vyšetřovaný svod tahá ke každému svodu, podél jedné stěny, kolmo podél druhé stěny a úhlopříčně. A síly pak sečtete vektrově. Pak by v tomto zjednodušeném vzorci (budova není vzduch, je proarmovaná atd) vycházela celková síla na jeden svod 199N (touto silou je svod vtahován do budovy, v tomto případě ve směru uhlopříčky). Dle přivodu hlavního vedení do domu, by se mělo zohlednit i případně tohle vedením pokud vede po fasádě, protože by jim mělo téct 50kA.
Dále, pokud je svod bleskosvodu (svod) napojen na dešťový svod (roura okapu),  tak lze počítat, že nějaký proud poteče svodem i rourou a pak se přitahují navíc sami k sobě. Zde by vám při rozdělení proudu 12,5kA + 12,5A na vzdálenosti od sebe 10cm udělalo 31N na 1m délky, celkem 186N, což je opět malá hodnota (nezatěžuje ukotvení okapu k budově, ale spojení mezi svodem a rourou). Ta roura to určitě vydrží. U pevnostní kontroly mluvíte o pevnosti 520MPa, což je běžná mez pevnosti = ocel se již trhá, mez, kdy se začíná defermovat je někde okolo 230-350MPa, neuvádíte přesný výpočet, ale zaznívá tam nějaká úvaha o ploše...,  ale třeba jste to počítal jako skořepinu na ohyb či stabilitu "zborcení",  protože nemůžete jinak kontrolovat napětí pomocí toho, že podělíte sílu "nějakou plochou, která je odvozena z dosedací plochy objímky".

S takovým přístupem sice počítáte přesně, to co "ti jiní neodborníci ani netušili",  ale bohužel výsledky jsou zatížené obrovskými systematickými chybami.

Abych jenom nekritizoval. Video mi otevřelo nový pohled na tuto problematiku. Ale zároveň si nejsem vůbec jistý, zda lze i pro tak intenzivní dynamické jevy spojených se zásahem blesku používat výše uvedený vzorec (je uveden ve videu, proto z něj vycházím),  mám za to, že je jen pro homogenní statické magnetické pole. Dynamické nehomogenní magnetické pole se bude chovat jinak, vše kolem se bude bránit změně magnetického pole a bude na sbe vzájemně působit, resp ten bleskový proud je tak divoký, že mag. pole na tom nebude lépe. Pokud by ale vzorec platil, pak síly nejsou tak problematické, protože ty proudové špičky jsou krátkodobé, těch 100kA trvá jen chvíli z 350mikrosekund a síla účinkuje stejnou dobu jako je trvání proudu. Síla je sice relativně veliká, ale za tak krátkou dobu způsobí i u lehkého Al drátu jen nepatrný pohyb. Například dva svody umístěné 1m od sebe, každým teče 25kA na sebe zapůsobí silou 125N na každý metr délky. Ale i kdyby je nic nedrželo, tak za 350mikrosekund se k sobě posunou jen o 0,056mm (každý o 0,056mm),  reálná pružnost ukotvení je mnohem vyšší, takže se to pak za delší čas na delší dráze s menší silou zase zastaví. A pak už proudy nejsou tak vysoké.  Ale sám jsem slyšel o vytrhaných kabelech atd, je pravděpodobné, že se to chová reálně jinak (z důvodu dynamických jevů),  nebo na vině bude vliv okolí, vodiče ani kabely nejsou uloženy s ohledem na okolí symetricky (vzduch vs zdivo atd).
U návrhu bleskosvodů bych více důvěřoval zkušenostem a empirii než zkresleným výpočtům.

Podle mého názoru se při průchodu bleskového proudu takto silnými dráty projevují podélné dynamické účinky a snaha drátu narovnat se v ohybech.

Z doslechu jsem slyšel o vytrhané vnitřní instalaci zásuvek a světel, tj i tenké vodiče v kabelech (asi cyky 1,5 a 2,5mm2 nebo možná ještě Al). Sousedům to vyprášilo rozvaděče ještě cca 200m od toho domu.

Mě jde spíše o to, zda ty silové účinky jde vůbec počítat podle toho vzorce. Zda zohledňuje tu dynamiku, která tam je. Blesk dá 100kA za 10uS...to není konstantní proud a konstantní magnetické pole.
Konstatní (neměnné, či nepohyblivé) magnetické pole působí silově jen na ty vodiče, kterými buď teče proud, nebo se pohybují (vůči mag poli). Proměnné magnetické pole však působí silově i na ty vodiče, kterými původně nic neteklo a začne v nich indukovat proud, který vytváří nové magnetické pole se silovým účinkem proti původnímu. To je princip asynchronního motoru, má sílu, jen dokud se točí magnetické pole kolem rotoru. Jak se otáčky vyrovnají na synchronní, tak nemá žádnou sílu protože rotor v tom poli zdánlivě stojí.

V těch zatáčkách a ohybech to bude asi hodně komplikované s ohledem na přesycení okolí tak divokými změnami. Navíc okolí zatáček zdaleka není ideální nekonečný vodič s homogenním magnetickým polem :-)

Já bych počítal pro svod bez ohybů

F = 4 x pí x I² x 10^-7

,  pro  I=25kA
F = 4 x pí x 25000² x 10^-7 = 785N -> 80kg

Oprava:

Ono to asi bude složitější, nejen že velký proud vytvoří magnetodynamic kou sílu, která se snaží vodič narovnat, ale pokud mi projde větší proud 2 vodiči v jedné trase (2 vodiče v jedné trubce, pod jedním pláštěm jednoho kabelu,...),  bude tam nemalá magnetodynamic ká síla, která bude od sebe odtlačovat vodiče se stejným magnetickým polem.
A pokud by došlo k většímu zahřátí vodičů, je otázkou co je kolem nich, jestli se neuvolní nějaké plynné složky, který způsobí přetlak a poškodí plášť kabelu, chráničku,...