Univerzitet u Beogradu Elektrotehnički fakultet Tehnika visokog napona 1 Gromobranska zaštita objekata opšte i posebne namene 2. deo Dr Zlatan Stojković, redovni profesor [email protected]

http://ees.etf.rs

Atmosfersko pražnjenje – opasnost po čoveka, objekte i opremu Zaštitne mere – prihvatljiv nivo rizika Mere zaštite: • Smanjenje fizičkih oštećenja • • Zaštita od elektromagnetnog efekta Sprečavanje gubitka napajanja 2

Najvažniji parametri za zaštitu objekata su: • Temena vrednost struje prvog udara • • • Maksimalna strmina porasta struje Trajanje pražnjenja i ukupna količina naelektrisanja Specifična energija pražnjenja 3

Klasifikacija prema posledicama atmosferskih pražnjenja: • • Uobičajeni objekti Objekti sa opasnošću od eksplozije • • Objekti sa elektronskim sistemima Objekti opasni po širu okolinu 4

Ugrožavanje ljudi (napon dodira i koraka, velike struje i prenaponi na provodnicima instalacija) Štete na samom objektu (mehanička oštećenja, požar, eksplozija) Kvar električnih i elektronskih sistema 5

Direktno u objekat Direktno u dolazeće vodove U zemlju u blizini objekta U zemlju u blizini dolazećih vodova i instalacija 6

Gromobranska instalacija (spoljašnja i unutrašnja) Zaštita od elektromagnetnog impulsa (ekranizacija i zaštitni uređaji) Zaštita od tranzijetnih struja i napona na električnim i elektronskim instalacijama (izolacija, ekranizacija, zaštitni uređaji) Dodatne mere: • Sniženje napona dodira i koraka • Protivpožarne mere • Pravilno vođenje kablova (izbegavanje petlji) 7

Postoje četiri nivoa zaštite u skladu sa izračunatim rizikom Zaštita elektronske i električne opreme od elektromagnetnog impulsa prema zaštitnim zonama (LPZ) Zaštita instalacija koje ulaze u objekat: • Uređaji za zaštitu – usmeravaju struje u zemlju i ograničavaju napone • Izbegavanje direktnih udara – podzemne veze, zaštitno uže, povećanje debljine cevi vodovodne ili gasne instalacije • Ekranizovani kablovi • Povećanje izolacione čvrstoće vodova i opreme 8

9

Zaštita pomoću uređaja je efikasna ako su ispunjeni uslovi: • Na granicama LPZ 0/X (X>0) – ZU-1, 10/350 μs • Na granicama LPZ X/Y (X>0, Y>1) – ZU-2, 8/20 μs • Izvodi se naponska i energetska koordinacija uređaja za zaštitu 10

Sprečavanje opasnih pražnjenja kroz izolaciju unutar objekta Pražnjenja mogu nastati između spoljašnje gromobranske instalacije i metalnih, električnih i telekomunikacionih instalacija Preskoci se izbegavaju: • Izjednačavanjem potencijala – povezivanjem metalnih masa • Izolovanjem prostora između delova gde može doći do pražnjenja 11

Zaštitni uređaji klase I (ZU-1) –

arrester: lightning current

• Izjednačavanje potencijala • Odvođenje energije pražnjenja u zemlju • • • Postavljaju se na lokacije gde su direktno izloženi struji pražnjenja (LPZ 0/X, X>0) Izvode se kao iskrišta (vazdušna, gasna ili sa kliznim preskokom) Postoje sa otvorenim i oklopljenim iskrištima 12

13

Zaštitni uređaji klase II (ZU-2): • Zaštita unutar objekta • • • Postavljaju se na lokacije gde su manje izloženi atmosferskom pražnjenju Ograničavaju prenapone koji nastaju zbog ulaska struje pražnjenja u objekat Najčešće se izvode kao nelinearni otpornici 14

Zaštitni uređaji klase III (ZU-3): • Zaštita instalacija i pokretnih uređaja • • Često su u vidu utičnica ili priključaka Kombinacije gasnih iskrišta, nelinearnih otpornika, osigurača i dioda • • Treba da izdrže relativno male udarne struje Služi za napajanje elektronskih uređaja 15

16

Postoje četiri naponske kategorije – podnosivi udarni napon 1,2/50 μs: • Kategorija IV – 6kV (brojila, glavni osigurači, prekidači i sabirnice) • Kategorija III – 4kV (prekidači, kablovi i provodnici, utičnice i sl.) • • Kategorija II – 2,5kV (kućni uređaji, prenosivi alat i sl.) Kategorija I – 1,5kV, imaju sopstvenu zaštitu (računari, telefonske centrale i sl.) 17

18

Iskrište (ZU-1): • Ograničava napon na vrednost nižu od 6kV • Podnosi ogromnu enegiju • Reaguje sporo (200 ns) Nelinearni otpornik (ZU-2): • Ograničava napon na sebi i time štiti opremu • • Menja otpor brzo (20 ns) Ima malu energetsku izdržljivost 19

Pored naponske vrši se i energetska koordinacija Nelinearni otpornik reaguje prvi i ograničava napon Iskrište reaguje da bi odvelo energiju i sprečilo termičko razaranje otpornika Da bi se ubrzao rad iskrišta koriste se prigušnice – beskonačna impedansa 20

Održavanje gromobranske instalacije u našoj zemlji je regulisano standardima Pregledi se izvode: • Za vreme gradnje objekta • Posle instalisanja spoljašnje gromobranske instalacije • Periodično – zavisno od nivoa zaštite, stepena korozije i prirode objekta • Posle izmena ili popravki • Kada se zna da je bilo pražnjenja u objekat.

22