Közvetlen villámcsapások gyakorisága (ND)
Becsülje meg, hogy átlagosan évente hány villám csap be egy épületbe, a méretei, a környék zivataros napjai és az elhelyezkedése alapján. Ez egy kockázatértékelés első lépése — nem a villámvédelemre vonatkozó végső döntés.
Az oldal fejlesztés alatt áll — a funkciók változhatnak, vagy hibásan működhetnek.
Az Anexa 6.1 három tagja
Az ND a talajszintű villámcsapás-sűrűség, az épület által „vonzott” kisülések felülete és egy elhelyezkedési tényező szorzataként adódik.
Ng — talajszintű villámcsapás-sűrűség
Hány villám csap be évente egy négyzetkilométernyi területre. Ha nincs Ng-térkép, mérsékelt övi területekre a Td-ből becsülhető, vagyis az évi zivataros napok számából (a villámtérképekből, Anexa 6.11).
Ng = 0,1 × Td [trăsnete/km²·an]
Ad — egyenértékű kitettségi felület területe
Az épület körüli virtuális felület, amelyen egy villám a szerkezetet eltalálná. Erősen nő a H magassággal: egy magas épület sokkal nagyobb területről „vonzza” a kisüléseket. Az L, W és H méterben adandó meg.
Ad = L×W + 6×H×(L+W) + 9×π×H² [m²]
ND — a szerkezetet érő villámcsapások éves átlagos száma
A sűrűség, a terület és a Cd elhelyezkedési tényező szorzata, 10⁻⁶-nal skálázva (mivel az Ng km²-re, az Ad pedig m²-re vonatkozik). Az eredmény egy gyakoriság: általában nagyon kis szám, pl. 2,4·10⁻⁴ villámcsapás évente.
ND = Ng × Ad × Cd × 10⁻⁶ [trăsnete/an]
Cd — elhelyezkedési tényező
Figyelembe veszi a környezetet (A6.1.2 táblázat): magasabb épületekkel/fákkal körülvett objektum 0,25; azonos magasságú vagy alacsonyabbakkal körülvett 0,5; magában álló objektum 1; magában álló objektum domb- vagy hegytetőn 2. Egy magában álló, magas objektum sokkal kitettebb.
Számítsa ki épülete ND értékét
Adja meg a méreteket, a villámcsapás-sűrűség forrását és az elhelyezkedést. Az eredmények automatikusan frissülnek.
Az épület méretei
Villámcsapás-sűrűség
Az Anexa 6.11 egy izovonalas térképlap, a jelmagyarázat szerint nyolc zónára osztva; a normatívában nincs megye → Td táblázat, ezért a zónát a térképről kell leolvasni. Tájékozódási pontnak: a Kárpátok gerince az 1–2. zónába esik, a Román-alföld és Bukarest környéke az 5–6. zónába, Dobrudzsa délkeleti része és a tengerpart pedig a 7–8. zónába. A számítás a kiválasztott tartomány közepével dolgozik.
Az épület elhelyezkedése
Eredmények
Mérsékelt gyakoriság: néhány száz évenkénti becsapódás nagyságrendje. Érdemes folytatni a kockázatértékelést, különösen ha az épületben személyek vagy érzékeny berendezések vannak.
Az ND nem a védelmi döntés
Az ND csupán a közvetlen becsapódások gyakorisága. Hogy szükséges-e villámvédelem és milyen védelmi szint (NPT I–IV), azt az R kockázatértékelés — a kockázati összetevők összege — alapján kell meghatározni, a tolerálható RT kockázathoz hasonlítva, az I7-2011 Anexa 6.2 és 6.3 szerint. Ez a kalkulátor nem helyettesíti azt az értékelést.
A képletek az I7-2011 Anexa 6.1-ből származnak: Ng = 0,1 × Td (A6.1.1), Ad = L×W + 6×H×(L+W) + 9×π×H² egy magában álló, sík terepen lévő szerkezetre (A6.1.2) és ND = Ng × Ad × Cd × 10⁻⁶ (A6.1.4). Összetett alakú szerkezeteknél az Ad területet grafikusan kell meghatározni, nem az egyszerű képlettel.
Szükséges a védelem? R1 vs RT
Emberi élet elvesztésének kockázata (R1) a szerkezetet érő KÖZVETLEN becsapódásokból, a tűrhető kockázathoz RT = 10⁻⁵ viszonyítva (I7 6.2/6.3 melléklet)
Magas: éghető anyagok / >800 MJ/m². Közepes: 400–800 MJ/m². Alacsony: <400 MJ/m² vagy alkalmi éghető.
Nincs = védelem nélküli szerkezet. Válassz szintet, hogy lásd, hogyan csökken az RB kockázat.
R1 ≤ RT — védelem nem szükséges (a közvetlen komponensekre)
A szerkezet közvetlen hozzájárulása az R1-hez a tűrhető küszöb alatt van. Lásd alább az értékelés korlátait.
Mit fed le ez az értékelés (és mit nem)
Csak a szerkezetet érő KÖZVETLEN becsapódásokból eredő összetevőket számoljuk (RA + RB). Az Anexa 6 szerinti teljes R1 kockázat ezenfelül összegzi a csatlakozó vezetékeket érő és a mellettük becsapó villámok összetevőit is (RU/RV/RW/RZ), amelyek az elektromos vezeték adataitól függenek, és amelyeket a villámvédelmi tervező értékel. Egy szokásos lakóépületnél, robbanásveszély nélkül, az Lo veszteség nincs meghatározva a Tabelul A6.3.1 táblázatban, tehát az RC/RM/RW/RZ nullára jön ki, és az RA + RB lefedi az R1-et. Kórházaknál viszont Lo = 10⁻³, tehát az itteni eredmény alábecslés — ott a teljes értékelés kötelező. A küszöb közelében amúgy is kérj teljes értékelést.
A tényezők értékei (PA, PB, ra, rp, rf, hz, Lf, Lt) szó szerint az I7-2011 Anexa 6.2 és Anexa 6.3 részéből származnak (az SR EN 62305-2 módszertana), az emberi életek elvesztésére vonatkozó RT = 10⁻⁵ elfogadható kockázat pedig a Tabelul 6.10 szerinti érték. Az eredmény tájékoztató jellegű, és nem helyettesíti a villámvédelmi tervet.
Az s biztonsági távolság
Milyen messze kell lennie a villámvédelemnek az épület fémes részeitől — és mit teszel, ha nincs ennyi hely.
A felfogórúdon levezetődő villámáram a levezető potenciálját több száz kilovolttal a ház többi része fölé emeli. Ha egy cső, egy ereszcsatorna, a modulok tartószerkezete vagy az inverter kábele túl közel halad el, a szikra a levezetőből egyenesen az installációba ugrik át — ez az átívelés. A villamos szigetelés akkor biztosított, ha a részek közötti tényleges d távolság nagyobb az s biztonsági távolságnál.
s = ki × kc × l / km [m]
A felfogó vagy a levezető mentén mérjük, a vizsgált ponttól az egyenpotenciálú összekötés legközelebbi pontjáig.
Az A6.8.4 táblázat B típusú elrendezésre tartományokat ad meg: 0,5…1 két levezetőnél, 0,25…0,5 négynél és afölött. A kalkulátor mindig a biztonság javára szóló véget veszi; a pontos értéket a villámvédelmi tervező állapítja meg az épület geometriájából.
A távolság elegendő
A d nagyobb az s-nél, tehát a szigetelést az anyag biztosítja. Itt nem készül összekötés a villámvédelem és a fémes rész között — sőt, jobb, ha nem is csinálod, hogy ne vezesd a villámáramot az épület installációja felé.
A kivétel, amely az egész számítást megspórolja
„Összekötött fémbetétű vasbeton szerkezetekben, fémes vagy villamos folytonosság esetén nincs szükség biztonsági távolságra” (Anexa 6.8). A folytonosságot nem feltételezzük, hanem megmérjük: a legfelső pont és a talajszint közötti ellenállás nem haladhatja meg a 0,2 Ω-ot.
1.Kiveszed a három tényezőt az Anexa 6.8 táblázataiból
képlet:ki = f(SPT) [A6.8.1] · kc = f(n, A/B) [A6.8.4] · km [A6.8.3]
a te számaiddal:ki = 0,04 · kc = 0,50 · km = 1,0
eredmény: ki = 0,04, kc = 0,50, km = 1,0
ki az SPT osztály szerint (A6.8.1), kc a levezetők száma és a földelő elrendezése szerint (A6.8.4, a tartomány biztonság javára szóló vége), km a részek közötti anyag szerint (A6.8.3).
2.Kiszámolod a biztonsági távolságot
képlet:s = ki × kc × l / km
a te számaiddal:s = 0,04 × 0,50 × 12,00 / 1,0
eredmény: s = 0,24 m
3.Összeveted a részek közötti tényleges távolsággal
képlet:d > s
a te számaiddal:0,50 m > 0,24 m
eredmény: A távolság elegendő
Csak a két távolságot veted össze: ha d > s, a szigetelést a részek közötti anyag biztosítja, és nem kell összekötni semmit; ha d ≤ s, egyenpotenciálú összekötést kell készíteni.
Az s = ki × kc × l / km képlet és a három tényező az I7-2011 Anexa 6.8 részéből származik (A6.8.1, A6.8.3 és A6.8.4 táblázat). A kalkulátor a biztonság javára szóló esetet adja; a villámvédelmi rendszer terve továbbra is a szakági tervező feladata.
A gördülőgömbös módszer
Mennyire ereszkedik le a gömb két felfogó között — ezen az ellenőrzésen múlik, hogy a modulok valóban védettek-e.
A gördülőgömb minden irányban végiggördül az épületen; ahol hozzáér, oda csaphat be a villám. Két szomszédos felfogó között a gömb a p behatolási mélységgel ereszkedik a vonaluk alá. Minden, ami e pont fölé emelkedik — egy napelemmodul, egy kémény, egy antenna —, már nincs a védett térben, még akkor sem, ha „a rudak között áll”.
p = r − √(r² − (d/2)²) [m]
A két felfogórúd vagy felfogóvezető közötti távolság, amelyek között a modulok elhelyezkednek.
A nulla azt jelenti, hogy a modul pontosan a csúcsok szintjén van, tehát biztosan kitett.
Az objektum a védett térben marad
Az objektum csúcsa a gömb legalsó pontja alatt van, tehát a gömb nem éri el. Ellenőrizd külön a biztonsági távolságot is: a „védett” nem azt jelenti, hogy hozzáérhet a levezetőhöz.
1.A gömb sugara, az installáció osztálya szerint
képlet:r = f(IPT) [Tab. 6.15]
a te számaiddal:r = 45 m
eredmény: r = 45 m, A felfogóháló szemmérete 15 × 15 m
2.Mennyire ereszkedik le a gömb a két felfogó között
képlet:p = r − √(r² − (d/2)²)
a te számaiddal:p = 45 − √(45² − 5,00²) = 45 − 44,72
eredmény: p = 0,28 m
3.Ellenőrzöd, hogy az objektum a gömb legalsó pontja alatt marad-e
képlet:Δh ≥ p
a te számaiddal:0,50 m ≥ 0,28 m
eredmény: Az objektum a védett térben marad
A Δh azt adja meg, mennyivel van lejjebb az objektum csúcsa a felfogók csúcsánál — ez az űrlapon megadott érték. Ha Δh ≥ p, a csúcs a gömb legalsó pontja alatt marad.
A gördülőgömb sugarai (20 / 30 / 45 / 60 m) és a felfogóháló szemméretei (5 / 10 / 15 / 20 m) az I7-2011 Tabelul 6.15 táblázatából valók, a behatolási mélység pedig geometriailag adódik a gördülőgömbös módszerből (art. 6.2.3.7.2). A napelem-szerelő tanfolyam anyaga pontosan ugyanezeket a mélységeket adja meg, de a III. osztályt 40 m-rel veszi; a normatívában a III. osztály sugara 45 m — és a táblázatuk számai 45-tel jönnek ki, nem 40-nel.
Napelemek villámvédelemmel ellátott tetőn
Öt szabály, ebben a sorrendben alkalmazva — nem abban, ahogy a gondok a helyszínen előkerülnek.
A napelemes rendszer pontosan oda kerül, ahol a villámvédelmi rendszer is van: a ház legkitettebb felületére. Az akkreditált napelem-szerelő tanfolyam ezt ki is mondja — ha a generátor kilóg az épület védett teréből, villámvédelmi rendszerre van szükség, és a rendszer közvetlen becsapódás nélkül is károsodhat.
Tartsd az egész generátort a védett térben
Egy villámvédelemmel ellátott háznál — gerincvezeték és mindkét oldalon levezető — a napelemes erőmű teljesen a meglévő rendszer védelme alá kerülhet, de csak akkor, ha a generátor minden része a védett térben van. Ezt a gördülőgömbbel kell ellenőrizni, nem szemre.
Számold ki a biztonsági távolságot, ne feltételezd
A modulok, a tartószerkezet és a villámvédelmi rendszer elemei között tartani kell az s távolságot. A gyakorlatban a családi házak kis rendszereinél a legalább 0,5 m-es távolság elegendőnek bizonyult — de az igazán mérvadó szám a számított s, amely nő a nyomvonal hosszával és a választott osztállyal.
Ha nincs meg a távolság, kösd össze tudatosan
Ha a minimális távolság nem tartható, a napelemes generátort és a villámvédelmi rendszert össze kell kötni, éppen azért, hogy az átívelés következményei korlátozottak maradjanak. Az összekötés legalább 16 mm²-es rézzel készül — ez alatt a keresztmetszet alatt a vezető megolvad a villám fajlagos energiájánál; alumíniumban ennek 25 mm², acélban 50 mm² felel meg (ugyanazok az értékek: Tabelul 6.20, nota 9). A legjobb, ha az összekötés a szerelőkerettől indul a ház egyenpotenciálra hozásáig.
A lehető legkisebb kábelhurkok
„A villámcsapás okozta indukált feszültségek minimalizálása érdekében az összes kábelhurok felületének a lehető legkisebbnek kell lennie.” Egy string plusz és mínusz vezetékét együtt kell húzni, nem külön útvonalon. Ugyanezzel a logikával az egyenpotenciálú összekötő vezetőket párhuzamosan és a DC, illetve AC kábelekhez a lehető legszorosabban simulva kell vezetni (art. 7.11.25).
SPD, nem csak összekötések
Külső villámvédelmi rendszerrel ellátott épületnél a védelem 1-es típusú SPD-vel kezdődik — villámáram-levezetővel —, amit az elosztóban 2-es típusú követ. Az összekötések elvezetik az áramot, de nem korlátozzák azt a túlfeszültséget, amely az inverterbe és az installáció többi részébe jut.
A földelő: külön vagy összekötve, de nem találomra
A kizárólag a villámvédelmi rendszert szolgáló földelő szétterjedési ellenállása legfeljebb 10 Ω lehet. A villámhárító földelőjét és a napelemes rendszer földelését külön kell kezelni; ha a szétválasztás nem lehetséges, összekötjük őket — de akkor egyetlen földelőd van, és arra a szigorúbb követelmény érvényes. Méréskor a tanfolyam tartalékot javasol: a leolvasott értéket szorozd meg nagyjából 1,3-mal, mert nyáron, száraz talajban nő az ellenállás.
Az aktív villámhárítók (PDA) elhasználódnak
A kisülést kezdeményező eszközzel szerelt rendszereknek külön fejezetük van a normatívában (cap. 6.3): a védelmi sugarat a gyártó által megadott kisülési előidőből számítjuk, nem a gördülőgömbbel. Amit lentről nem látsz: bizonyos számú kisülés után — modelltől függően néhánytól néhány tucatig — az eszköz elveszíti a paramétereit. Villámszámláló nélkül nem tudhatod, hogy idáig jutott-e, tehát az nem opcionális kiegészítő.
Két dolog, amit összekevernek az egyenfeszültségű oldalon
A fémszerkezet villámvédelmi rendszerhez kötése villám elleni intézkedés, nem közvetett érintés elleni védelem: az egyenfeszültségű oldalon „a nem vezető helyszínek alkalmazásán és a helyi egyenpotenciálú összekötéseken alapuló műszaki védelmi intézkedések nem megengedettek” (art. 7.11.10). És még egy dolog a saját biztonságodért, beavatkozáskor: a DC oldali PV-berendezést akkor is feszültség alatt lévőnek kell tekinteni, amikor a rendszert a váltakozó feszültségű oldalon lekapcsolták (art. 7.11.4).
Az ND-től a villámvédelmi döntésig
A becsapódások gyakorisága csak egy bemenet. A döntést az I7-2011 Anexa 6.2 és 6.3 szerinti kockázatértékeléssel kell meghozni.
Azonosítsa a veszélyes eseményeket
A szerkezetet érő közvetlen becsapódáson (ND) túl a kockázat figyelembe veszi a szerkezet melletti, a csatlakozó vezetékeket (elektromos hálózat, telekommunikáció) érő és az ezek melletti becsapódásokat is. Mindegyik hozzájárul a kockázati összetevőkhöz.
Számítsa ki az R kockázatot és hasonlítsa az RT-hez
A teljes R kockázat a releváns kockázati összetevők (emberélet vesztése, közszolgáltatások, vagyon stb.) összegzéséből adódik, és a tolerálható RT kockázathoz hasonlítjuk. Ha R meghaladja az RT-t, védelmi intézkedések szükségesek.
Válassza ki az NPT védelmi szintet
Ha védelem szükséges, meg kell határozni a villámvédelmi szintet (NPT I–IV) és a kapcsolódó intézkedéseket (külső villámvédelmi rendszer, egyenpotenciálú összekötések, SPD-k). Az SPD-k hatékonysága attól az NPT-től függ, amelyre tervezték őket.
A teljes kockázatértékelést (Anexa 6.2 és 6.3) és az NPT kiválasztását a villámvédelmi rendszer tervezője végzi. Ez az eszköz csak az Anexa 6.1 szerinti ND számítást fedi le.
Gyakorold az értékelést
Három szint, az Anexa 6 képleteire építve.
Válaszd ki a helyes megoldást
Tervezői döntések, számolás nélkül.
Mit mond valójában az ND
Egy vidéki ház értékelése ND = 4,5·10⁻³ / év értéket ad.
1. lépés: Mit jelent ez az érték?
A Cd elhelyezkedési tényező
Ugyanaz a ház, de most egy domb tetején áll, körülötte semmi.
1. lépés: Melyik Cd értéket használod?
Két felfogórúd közé szerelt modulok
Modulmező a tetőn, két felfogórúd között, III. osztályú villámvédelmi rendszer.
1. lépés: Mit ellenőrzöl, mielőtt kimondod, hogy a modulok védettek?
Amikor nincs hely a biztonsági távolságra
A modulok tartószerkezete 20 cm-re halad el a levezetőtől, a számított s pedig 0,45 m.
1. lépés: Mit teszel?
Számolj lépésről lépésre
Ha elakadsz, kapsz segítséget.
ND egy átlagos családi házra
12 × 10 m-es ház, 8 m magas, évi 30 zivataros nappal jellemzett területen, azonos magasságú épületekkel körülvéve (Cd = 0,5).
1. lépés: Mekkora a talajszintű villámcsapás-sűrűség, Ng?
Biztonsági távolság egy négy levezetős háznál
II. osztályú villámvédelmi rendszer, négy levezető, körvezetős földelő (B típusú elrendezés), 12 m nyomvonal az egyenpotenciálra hozásig, a részek között levegő van.
1. lépés: Melyik kc értékkel számolsz?
Mennyire ereszkedik le a gömb a rudak között
Két felfogórúd 12 m-re egymástól, közéjük szerelt modulokkal.
1. lépés: Mekkora a behatolási mélység III. osztálynál (r = 45 m)?
Oldd meg egyedül
Egyetlen végeredmény.
ND egy magában álló épületre
20 × 15 m-es csarnok, 10 m magas, évi 40 zivataros nappal jellemzett területen, magában álló objektum (Cd = 1). Mekkora az ND, ezrelékben kifejezve (×10⁻³)?
Elválasztás I. osztálynál, betonon keresztül
I. osztályú villámvédelmi rendszer, két levezető, A típusú földelő, 15 m nyomvonal, a részek között pedig beton van. Mekkora az s biztonsági távolság?
Behatolási mélység I. osztálynál
I. osztályú rendszer (r = 20 m), a felfogók 16 m-re egymástól. Mennyire ereszkedik a gömb a vonaluk alá?
Honnan jönnek a számok
I7-2011 (Anexa 6 és cap. 7.11), valamint az akkreditált napelemrendszer-szerelő tanfolyam
Az ND képletei (Anexa 6.1), a kockázati táblázatok (Anexele 6.2 și 6.3), a biztonsági távolság (Anexa 6.8), a gördülőgömb sugarai (Tabelul 6.15), a minimális keresztmetszetek (Tabelul 6.20) és a cap. 7.11 cikkelyei a normatíva szövegéből valók. A nyolc keraunikus zóna az Anexa 6.11 térképlapjának jelmagyarázatában szereplő tartomány. A napelemes rendszerrel való együttélés szabályai — a gyakorlati 0,5 m-es távolság és a 16 mm²-es rézösszekötés — az „Instalator sisteme fotovoltaice solare” szakosító tanfolyam anyagából származnak, a normatívával összevetve ott, ahol a normatíva mond valamit a témáról.
Hozzászólások
A hozzászólásokat közzététel előtt moderáljuk. Az e-mail-cím nem jelenik meg nyilvánosan.