Vnitřní ochrana před bleskem a přepěťová ochrana: Jaký je mezi nimi rozdíl?

1. Vztah mezi vnitřní ochranou před bleskem a Ochrana proti přepětí

Vnitřní ochrana před bleskem (vnitřní LPS):

Toto je součást systému ochrany před bleskem. Zahrnuje vyrovnání potenciálů pro blesk a/nebo elektrickou izolaci od vnějšího systému ochrany před bleskem.

Opatření na ochranu proti přepětí (SPM):

Jedná se o opatření přijatá k ochraně vnitřních systémů před elektromagnetickými impulzy blesku (LEMP). SPM je také součástí celkového systému ochrany před bleskem.

Podle obrázku 1 v normě GB/T 21714.1 zahrnuje kompletní ochrana před bleskem jak systém ochrany před bleskem (LPS), tak i opatření na ochranu před přepětím (SPM). Ochrana před přepětím (SPM) je popsána v normě GB/T 21714.4, zatímco vnitřní ochrana před bleskem je součástí LPS (která zahrnuje vnější i vnitřní části) a je popsána v normě GB/T 21714.3.

Obrázek 1 – Vztah mezi částmi normy GB/T 21714

2. Původ vnitřní ochrany před bleskem a Ochrana proti přepětí

2.1 ČSN EN 1024-1:1990

V normě IEC 1024-1:1990 „Ochrana konstrukcí před bleskem – Část 1: Obecné zásady“ je v oddíle 1.2.7 definována vnitřní ochrana před bleskem jako všechna dodatečná opatření nad rámec vnějšího systému ochrany před bleskem. Tato opatření pomáhají snižovat elektromagnetické účinky bleskových proudů uvnitř chráněného prostoru. Podle IEC 1024-1:1990 tedy vnitřní ochrana před bleskem zahrnuje vše kromě vnější ochrany před bleskem – která zahrnuje i ochranu před elektromagnetickými impulzy (LEMP).

2.2 ČSN EN 62305-1:2006

V době vydání normy IEC 62305-1:2006 „Ochrana před bleskem – Část 1: Obecné zásady“ (1. vydání) se definice staly specifičtějšími:

3.42 Vnitřní systém ochrany před bleskem (LPS): Část LPS sestávající z vyrovnání potenciálů a/nebo elektrické izolace od vnějšího LPS. 3.49 Systém ochranných opatření LEMP (LPMS): Komplexní systém opatření na ochranu vnitřních systémů před elektromagnetickými impulsy blesku (LEMP).

Řada norem IEC 62305-1 až 4:2006 nahradila dřívější normy a sloučila několik dokumentů IEC TC81. Rozdělila starou definici vnitřního LPS z normy IEC 1024 na dvě části: vnitřní LPS a LPMS (pro ochranu před přepěťovou ochranou). V normě IEC 62305-1:2024 byla LPMS oficiálně přejmenována na Přepěťová ochrana (SPM).

3 Opatření pro vnitřní ochranu před bleskem

Vnitřní ochrana před bleskem je nezbytná pro správné fungování systému ochrany před bleskem. Pokud není nainstalována žádná vnitřní ochrana, mohou bleskové proudy protékající vnějším svodičem blesku (LPS) nebo jinými vodivými částmi budovy způsobit nebezpečné jiskry. Tyto jiskry mohou vést k požárům, zranění osob nebo poškození infrastruktury. Kromě rozdílů v oddělovacích vzdálenostech je vnitřní ochrana stejná napříč všemi úrovněmi ochrany před bleskem. Jiskry mohou vznikat mezi vnějším LPS a následujícími komponenty: kovové instalace, vnitřní systémy budovy, vnější vodivé části nebo potrubí připojené k chráněné budově.

Podle norem jsou jiskry vznikající v potenciálně výbušných oblastech konstrukce vždy považovány za nebezpečné. Aby se zabránilo tvorbě jisker, měla by se použít jedna z následujících metod: Vyrovnání potenciálů nebo elektrická izolace mezi kovovými částmi.

Opatření pro vyrovnání potenciálů (viz obrázek 2) zahrnují následující:

Spojovací vodiče, používané tam, kde přirozené spojení nezajišťuje elektrickou kontinuitu, např. přímým připojením k vodovodnímu nebo topnému potrubí;

Přepěťové ochrany (SPD), používané v případech, kdy není možné přímé propojení, např. u nízkonapěťových vedení; a

Izolované jiskřiště (ISG) se používají, když není povoleno spojování vodičů, např. u trubek s katodickou ochranou nebo plynovodů.

Obrázek 2

Vyrovnání potenciálů pro ochrana před bleskem má následující charakteristiky založené na různých typech externího LPS:

Izolovaný LPS: Lepení se provádí pouze na úrovni terénu;

Přiložený LPS: Lepení by mělo být provedeno v:

(1) Suterén nebo úroveň terénu a;

(2) Jakékoli místo, kde není dosaženo požadované izolace nebo oddělovací vzdálenosti.

Elektricky izolované LPS: Kromě propojení v úrovni země lze propojení provést také u jímacích systémů nebo svodů.

4 Opatření na ochranu proti přepětí

Základní SPM zahrnuje následující komponenty:

(1) Uzemňovací a propojovací síť

Uzemňovací systém bezpečně vede a odvádí bleskový proud do země.

Spojovací síť minimalizuje rozdíly potenciálů a snižuje účinky magnetického pole.

(2) Elektromagnetické stínění a správné zapojení

Prostorové stínění snižuje magnetická pole uvnitř LPZ způsobená přímými údery blesku nebo údery blesku v blízkosti budovy a pomáhá snižovat vnitřní přepětí.

Stínění vnitřních kabelů stíněnými kabely nebo trubkami minimalizuje indukované přepětí.

Správné uspořádání vnitřní elektroinstalace pomáhá minimalizovat indukční smyčky a snižovat vnitřní přepětí. Stínění vnějších vedení v bodě vstupu do budovy také snižuje přepětí vedené do vnitřních systémů.

(3) Koordinovaný systém SPD

Koordinovaný systém SPD omezuje dopad vnějších i vnitřních přepětí.

(4) Izolační rozhraní

Izolační rozhraní snižují vliv přepětí přenášeného vedením na vedení vstupující do LPZ.

Uzemnění a vyrovnání potenciálů musí být vždy zajištěno, zejména v místech vstupu do budovy – buď přímým připojením, nebo připojením každého vodivého vedení k přepěťové ochraně (SPD) jako součásti vyrovnání potenciálů.

(5) Používání systémů varování před bouřkami (TWS)

Článek 7.1 normy IEC 62305-1:2024 uvádí, že aktivace TWS v souladu s normou IEC 62793 může sloužit jako ochranné opatření odpojením externích služeb, což pomáhá snížit četnost poškození elektrických a elektronických systémů.

5 Závěr

Vnitřní systémová opatření mají za cíl zabránit nebezpečnému jiskření, včetně vyrovnání potenciálů blesku s SPD první úrovně. Přepěťová ochrana se zabývá především přepětím dopadajícím na vnitřní systémy a SPD používané k tomuto účelu musí být koordinovány s SPD první úrovně, ale nezahrnují SPD první úrovně. SPD sám.