Честота на преките попадения на мълния (ND)
Оценява колко мълнии средно годишно попадат върху сграда, изхождайки от нейните размери, от дните с гръмотевични бури в района и от разположението. Това е първата стъпка от оценката на риска — не е окончателното решение за мълниезащитата.
Страница в разработка — функционалностите може да се променят или да съдържат грешки.
Трите члена от Anexa 6.1
ND се получава, като плътността на мълниите към земята се умножи по площта, върху която сградата „привлича” разрядите, и по фактор на разположение.
Ng — плътност на мълниите към земята
Колко мълнии попадат годишно върху един квадратен километър терен. Ако няма карта на Ng, за умерените зони се оценява от Td, броя дни с гръмотевични бури за година (от кераунавните карти, Anexa 6.11).
Ng = 0,1 × Td [trăsnete/km²·an]
Ad — еквивалентна площ на излагане
Виртуалната площ около сградата, върху която мълния би поразила конструкцията. Нараства силно с височината H: висока сграда „привлича” разрядите от много по-голяма зона. L, W и H се въвеждат в метри.
Ad = L×W + 6×H×(L+W) + 9×π×H² [m²]
ND — средногодишен брой мълнии върху конструкцията
Произведението на плътността, площта и фактора на разположение Cd, мащабирано с 10⁻⁶ (защото Ng е на km², а Ad — на m²). Резултатът е честота: обикновено много малко число, напр. 2,4·10⁻⁴ мълнии на година.
ND = Ng × Ad × Cd × 10⁻⁶ [trăsnete/an]
Cd — фактор на разположение
Отчита какво има наоколо (таблица A6.1.2): обект, заобиколен от по-високи сгради/дървета 0,25; от обекти със същата височина или по-ниски 0,5; изолиран обект 1; изолиран обект на връх на хълм или планина 2. Изолиран и висок обект е много по-изложен.
Изчисли ND за твоята сграда
Въведи размерите, източника на плътността на мълниите и разположението. Резултатите се обновяват автоматично.
Размери на сградата
Плътност на мълниите
Anexa 6.11 е чертеж с изолинии, разделен на осем зони по легендата; наредбата няма таблица окръг → Td, така че зоната се разчита от картата. За ориентир: билото на Карпатите попада в зони 1–2, Влашката низина и районът на Букурещ — в 5–6, а югоизточна Добруджа и крайбрежието — в 7–8. Изчислението използва средата на избрания интервал.
Разположение на сградата
Резултати
Умерена честота: порядък от едно попадение на няколко стотици години. Заслужава си да се продължи оценката на риска, особено ако в сградата има хора или чувствително оборудване.
ND не е решението за защита
ND е само честотата на преките попадения. Дали е необходима мълниезащита и какво ниво на защита (NPT I–IV) се определят чрез оценката на риска R — сумата на компонентите на риска — сравнен с допустимия риск RT, съгласно I7-2011 Anexa 6.2 и 6.3. Този калкулатор не замества тази оценка.
Формулите са тези от I7-2011 Anexa 6.1: Ng = 0,1 × Td (A6.1.1), Ad = L×W + 6×H×(L+W) + 9×π×H² за изолирана конструкция върху равен терен (A6.1.2) и ND = Ng × Ad × Cd × 10⁻⁶ (A6.1.4). За конструкции със сложна форма площта Ad се определя графично, а не с простата формула.
Необходима ли е защита? R1 срещу RT
Риск от загуба на човешки живот (R1) от ПРЕКИ попадения в сградата, сравнен с поносимия риск RT = 10⁻⁵ (I7 Приложение 6.2/6.3)
Висок: горими материали / >800 MJ/m². Среден: 400–800 MJ/m². Нисък: <400 MJ/m² или случайно горими.
Без = незащитена сграда. Избери ниво, за да видиш как спада рискът RB.
R1 ≤ RT — защита не е необходима (за преките компоненти)
Прекият принос на сградата към R1 е под поносимия праг. Виж по-долу границите на оценката.
Какво покрива (и какво не) тази оценка
Изчисляват се само компонентите от ПРЕКИТЕ попадения в конструкцията (RA + RB). Пълният риск R1 от Anexa 6 сумира и компонентите от попаденията по/близо до присъединените линии (RU/RV/RW/RZ), които зависят от данните на електрическата линия и се оценяват от проектанта на мълниезащитата. При обикновена жилищна сграда, без риск от експлозия, загубата Lo не е дефинирана в Tabelul A6.3.1, така че RC/RM/RW/RZ излизат нула и RA + RB покриват R1. При болниците обаче Lo = 10⁻³, тоест резултатът тук е подценяване — там пълната оценка е задължителна. Близо до прага при всички случаи изисквай пълна оценка.
Стойностите на факторите (PA, PB, ra, rp, rf, hz, Lf, Lt) са взети дословно от I7-2011, Anexa 6.2 и Anexa 6.3 (методика SR EN 62305-2), а допустимият риск RT = 10⁻⁵ за загуба на човешки живот е този от Tabelul 6.10. Резултатът е ориентировъчен и не замества проекта за мълниезащита.
Безопасно разстояние s
Колко далеч трябва да стои мълниезащитата от металните части на сградата — и какво правиш, когато няма толкова място.
Мълниевият ток, който слиза по един прът, вдига потенциала на токоотвода до стотици киловолти спрямо останалата част от къщата. Ако тръба, улук, конструкцията на панелите или кабелът на инвертора минават твърде близо, искрата прескача от токоотвода право в инсталацията — това е опасното искрене. Електрическата изолация е осигурена, ако действителното разстояние d между частите е по-голямо от безопасното разстояние s.
s = ki × kc × l / km [m]
Измерва се по протежение на мълниеприемника или на токоотвода, от разглежданата точка до най-близката точка на изравнителната връзка.
Tabelul A6.8.4 дава интервали за разположение тип B: 0,5…1 при два токоотвода, 0,25…0,5 при четири и повече. Калкулаторът взема винаги покриващата стойност; точната стойност определя проектантът на мълниезащитата, от геометрията на сградата.
Разстоянието е достатъчно
d е по-голямо от s, значи изолацията е осигурена чрез материала. Тук не се прави връзка между мълниезащитата и металната част — дори е за предпочитане да не я правиш, за да не отведеш мълниевия ток към инсталацията на сградата.
Изключението, което спестява цялото изчисление
„В стоманобетонни конструкции с взаимно свързана метална армировка, с метална или електрическа непрекъснатост, не е необходимо безопасно разстояние“ (Anexa 6.8). Непрекъснатостта не се предполага, а се измерва: съпротивлението между най-горната част и нивото на земята не трябва да надвишава 0,2 Ω.
1.Взимаш трите фактора от таблиците на Anexa 6.8
формула:ki = f(SPT) [A6.8.1] · kc = f(n, A/B) [A6.8.4] · km [A6.8.3]
с твоите числа:ki = 0,04 · kc = 0,50 · km = 1,0
получава се: ki = 0,04, kc = 0,50, km = 1,0
ki според класа на мълниезащитната уредба (A6.8.1), kc според броя токоотводи и разположението на заземителя (A6.8.4, покриващият край на интервала), km според материала между частите (A6.8.3).
2.Изчисляваш разделителното разстояние
формула:s = ki × kc × l / km
с твоите числа:s = 0,04 × 0,50 × 12,00 / 1,0
получава се: s = 0,24 m
3.Сравняваш с действителното разстояние между частите
формула:d > s
с твоите числа:0,50 m > 0,24 m
получава се: Разстоянието е достатъчно
Сравняват се само двете разстояния: ако d > s, изолацията се осигурява от материала между частите и нищо не се свързва; ако d ≤ s, се прави изравнителна връзка.
Формулата s = ki × kc × l / km и трите фактора са от I7-2011, Anexa 6.8 (tabelele A6.8.1, A6.8.3 и A6.8.4). Калкулаторът дава покриващия случай; проектът на мълниезащитната уредба остава задача на проектанта специалист.
Метод на фиктивната сфера
Колко слиза сферата между два мълниеприемника — проверката, от която зависи дали панелите наистина са защитени.
Фиктивната сфера се търкаля по сградата във всички посоки; където докосне, там може да падне мълния. Между два съседни мълниеприемника сферата слиза под тяхната линия с дълбочината на проникване p. Всичко, което се подава над тази точка — фотоволтаичен модул, комин, антена — вече не е в защитения обем, дори да „стои между прътите“.
p = r − √(r² − (d/2)²) [m]
Разстоянието между двата пръта или мълниеприемни проводника, между които стоят модулите.
Нула означава, че модулът е точно на нивото на върховете, тоест със сигурност е изложен.
Обектът остава в защитения обем
Върхът на обекта стои под най-ниската точка на сферата, значи сферата не го докосва. Провери отделно и безопасното разстояние: „защитен“ не означава, че има право да докосва токоотвода.
1.Радиусът на сферата, според класа на уредбата
формула:r = f(IPT) [Tab. 6.15]
с твоите числа:r = 45 m
получава се: r = 45 m, Клетка на мълниеприемната мрежа 15 × 15 m
2.Колко се спуска сферата между двата мълниеприемника
формула:p = r − √(r² − (d/2)²)
с твоите числа:p = 45 − √(45² − 5,00²) = 45 − 44,72
получава се: p = 0,28 m
3.Проверяваш дали обектът остава под най-ниската точка на сферата
формула:Δh ≥ p
с твоите числа:0,50 m ≥ 0,28 m
получава се: Обектът остава в защитения обем
Δh е колко по-ниско стои върхът на обекта спрямо върха на мълниеприемниците — стойността, въведена във формуляра. Ако Δh ≥ p, върхът остава под най-ниската точка на сферата.
Радиусите на фиктивната сфера (20 / 30 / 45 / 60 m) и клетките на мълниеприемната мрежа (5 / 10 / 15 / 20 m) са тези от Tabelul 6.15 на I7-2011, а дълбочината на проникване следва геометрично от метода на фиктивната сфера (art. 6.2.3.7.2). Материалът на курса за монтажници на фотоволтаици дава точно същите дълбочини, но записва клас III на 40 m; в наредбата радиусът на клас III е 45 m — и числата в тяхната таблица излизат с 45, а не с 40.
Панели на покрив с мълниезащита
Пет правила, които се прилагат точно в този ред, а не в реда, в който проблемите изникват на обекта.
Фотоволтаичната система се качва точно там, където стои и мълниезащитната уредба: върху най-изложената повърхност на къщата. Лицензираният курс за монтажник на фотоволтаици го казва направо — когато генераторът излиза извън зоната на защита на сградата, е необходима мълниезащитна уредба, а системата може да бъде повредена дори без пряко попадение.
Дръж целия генератор в защитения обем
При къща с мълниезащита — проводник по билото и токоотводи от всяка страна — фотоволтаичната централа може да бъде изцяло покрита от съществуващата уредба, но само ако всички части на генератора са в зоната на защита. Проверява се с фиктивната сфера, не на око.
Изчисли безопасното разстояние, не го предполагай
Между панелите, конструкцията и елементите на мълниезащитата се спазва разстоянието s. На практика при малките системи по къщите разстояние от поне 0,5 m се е оказало достатъчно — но числото, което има значение, е изчисленото s, което расте с дължината на трасето и с избрания клас.
Ако нямаш разстоянието, направи връзката съзнателно
Когато минималното разстояние не може да се осигури, фотоволтаичният генератор и защитната система се свързват именно за да се ограничат последиците от опасното искрене. Връзката се прави с мед минимум 16 mm² — сечението, под което проводникът се стопява при специфичната енергия на мълнията; на алуминий му отговарят 25 mm², а на стомана 50 mm² (същите стойности от Tabelul 6.20, nota 9). Най-добре връзката тръгва от монтажната рамка към изравняването на потенциалите на къщата.
Възможно най-малки кабелни контури
„За да се сведат до минимум индуцираните от мълнията напрежения, площта на всички кабелни контури трябва да бъде възможно най-малка.“ Плюсът и минусът на един стринг се теглят заедно, а не по различни пътища. По същата логика изравнителните проводници се полагат успоредно и възможно най-плътно до кабелите за постоянно и за променливо напрежение (art. 7.11.25).
SPD, а не само връзки
При сграда с външна мълниезащитна уредба защитата започва със SPD тип 1 — отводител за мълниев ток — продължена с тип 2 в таблото. Връзките провеждат тока, но не ограничават пренапрежението, което достига до инвертора и до останалата инсталация.
Заземителят: отделен или обединен, но не как да е
Съпротивлението на разсейване на заземителя само за мълниезащитната уредба трябва да е най-много 10 Ω. Заземителят на мълниезащитата и заземяването на фотоволтаичната система се третират поотделно; когато разделянето не е възможно, се обединяват — но тогава имаш един-единствен заземител и важи по-строгото изискване. При измерване курсът препоръчва запас: умножи отчетената стойност по около 1,3, защото през лятото, на сухо, съпротивлението расте.
Мълниеприемниците с изпреварващо действие (PDA) се износват
Уредбите с устройство за изпреварващо задействане имат собствена глава в норматива (cap. 6.3): радиусът на защита се изчислява от обявеното от производителя изпреварване при задействането, а не чрез фиктивната сфера. Това, което не се вижда отдолу: след определен брой разряди — от няколко до няколко десетки според модела — устройството губи параметрите си. Без брояч на разрядите няма откъде да знаеш, че е стигнало дотам, така че той не е аксесоар по избор.
Две неща, които се бъркат откъм постоянното напрежение
Свързването на металната конструкция към мълниезащитата е мярка срещу мълнията, а не защита при индиректен допир: в зоната на постоянното напрежение „техническите защитни мерки чрез използване на непроводими места и на местни изравнителни връзки не са разрешени“ (art. 7.11.10). И едно за твоята собствена безопасност при работа по инсталацията: PV оборудването откъм постоянното напрежение трябва да се счита под напрежение дори когато системата е разединена откъм променливото напрежение (art. 7.11.4).
От ND към решението за мълниезащита
Честотата на попаденията е само входни данни. Решението се взема чрез оценка на риска съгласно Anexa 6.2 и 6.3 от I7-2011.
Идентифицирай опасните събития
Освен прякото попадение върху конструкцията (ND), рискът отчита и попаденията близо до конструкцията, върху присъединените услуги (електрически линии, телекомуникации) и в близост до тях. Всяко допринася за компонентите на риска.
Изчисли риска R и го сравни с RT
Общият риск R се получава чрез сумиране на относимите компоненти на риска (загуба на човешки живот, обществени услуги, имущество и др.) и се сравнява с допустимия риск RT. Ако R надвишава RT, са необходими защитни мерки.
Избери нивото на защита NPT
Ако защитата е необходима, се определя нивото на мълниезащита (NPT I–IV) и съответните мерки (външна мълниезащитна уредба, изравнителни връзки, SPD). Ефективността на SPD зависи от NPT, за което са проектирани.
Пълната оценка на риска (Anexa 6.2 и 6.3) и изборът на NPT се извършват от проектанта на мълниезащитната уредба. Този инструмент покрива само изчислението на ND от Anexa 6.1.
Упражнявай оценката
Три нива, върху формулите от Anexa 6.
Избери верния вариант
Проектантски решения, без изчисления.
Какво всъщност казва ND
Къща в селски район излиза при оценката с ND = 4,5·10⁻³ на година.
Стъпка 1: Какво означава тази стойност?
Факторът на разположение Cd
Същата къща, но преместена на върха на хълм, без нищо около нея.
Стъпка 1: Какво Cd използваш?
Панели, монтирани между два пръта
Поле от модули на покрива, между два мълниеприемни пръта, уредба клас III.
Стъпка 1: Какво проверяваш, преди да кажеш, че панелите са защитени?
Когато няма място за безопасното разстояние
Конструкцията на панелите минава на 20 cm от токоотвода, а изчисленото s е 0,45 m.
Стъпка 1: Какво правиш?
Изчислявай стъпка по стъпка
Имаш подсказки, ако заседнеш.
ND за обикновена къща
Къща 12 × 10 m, височина 8 m, район с 30 дни с гръмотевични бури на година, заобиколена от сгради със същата височина (Cd = 0,5).
Стъпка 1: Колко е плътността на мълниите към земята Ng?
Безопасното разстояние при къща с четири токоотвода
Уредба клас II, четири токоотвода, заземител в контур (разположение тип B), трасе от 12 m до изравняването на потенциалите, между частите е въздух.
Стъпка 1: Каква стойност kc вземаш в изчислението?
Колко слиза сферата между прътите
Два мълниеприемни пръта на 12 m един от друг, с монтирани между тях модули.
Стъпка 1: Дълбочината на проникване при клас III (r = 45 m)?
Реши сам
Един-единствен краен отговор.
ND за изолирана сграда
Хале 20 × 15 m, височина 10 m, район с 40 дни с гръмотевични бури на година, изолиран обект (Cd = 1). Колко е ND, изразено в хилядни (×10⁻³)?
Отделяне при клас I, през бетон
Уредба клас I, два токоотвода, заземител тип A, трасе от 15 m, а между частите е бетон. Колко е безопасното разстояние s?
Дълбочината на проникване при клас I
Уредба клас I (r = 20 m), мълниеприемници на 16 m един от друг. Колко слиза сферата под тяхната линия?
Откъде идват числата
I7-2011 (Anexa 6 и гл. 7.11) плюс лицензирания курс за монтажник на фотоволтаични системи
Формулите за ND (Anexa 6.1), таблиците за риск (Anexele 6.2 и 6.3), безопасното разстояние (Anexa 6.8), радиусите на фиктивната сфера (Tabelul 6.15), минималните сечения (Tabelul 6.20) и членовете от гл. 7.11 са взети от текста на наредбата. Осемте кераунавни зони са интервалите от легендата на чертежа в Anexa 6.11. Правилата за съвместно съществуване с фотоволтаичната система — практическото разстояние от 0,5 m и връзката 16 mm² мед — идват от материалите на курса за специализация „Монтажник на слънчеви фотоволтаични системи“, проверени спрямо наредбата там, където наредбата казва нещо по темата.
Дискусия
Коментарите се модерират преди публикуване. Имейлът ти не се показва публично.