Lightning Protection System for Photovoltaic Installation 2 by Andreas Teneketzoglou

ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΚΟΙΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ

Περιεχόμενα 1.ΕΙΣΑΓΩΓΗ...........................................................................................2 2.ΣΧΕΔΙΑ & ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΠΡΟΣ ΜΕΛΕΤΗ .......3 3.ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΙΝΔΥΝΟΥ ΚΕΡΑΥΝΟΠΛΗΞΙΑΣ .......................................5 3.1.2 ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΣΥΛΛΕΚΤΗΡΙΑΣ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΣ………..................................................7 3.3 ΑΝΑΛΥΣΗ ΡΙΣΚΟΥ ΜΕ ΤΟ RAPAL ……………...........................................................9

4.ΕΞΩΤΕΡΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΗΣ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑΣ..............12 4.1.1 ΣΥΛΛΕΚΤΗΡΙΟ ΣΥΣΤΗΜΑ (AIR TERMINATION SYSTEM )…..........................................12 4.1.2. ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΣΥΛΛΕΚΤΗΡΙΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ…..........................................................15 4.2.1.ΣΥΣΤΗΜΑ ΑΓΩΓΩΝ ΚΑΘΟΔΟΥ (D OWN CONDUCTORS SYSTEM)…..............................20 4.2.2. ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΑΓΩΓΩΝ ΚΑΘΟΔΟΥ.......................................................23 4.3. ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΓΕΙΩΣΕΩΝ ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΗΣ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑΣ.............................................24 4.3.3. ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΓΕΙΩΣΕΩΝ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ.................................................................28

5.ΕΣΩΤΕΡΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΗΣ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑΣ...............30 5.1.Ι ΣΟΔΥΝΑΜΙΚΕΣ ΣΥΝΔΕΣΕΙΣ (E QUIPOTENTIAL BONDING).............................................30 5.1.6. ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΙΣΟΔΥΝΑΜΙΚΩΝ ΣΥΝΕΣΕΩΝ................................................................45 5.2.Η ΛΕΚΤΡΙΚΗ ΑΠΟΜΟΝΩΣΗ ΤΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΗΣ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑΣ .....................51

6.ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΔΙΑΣΤΑΣΕΙΣ ΤΟΥ ΣΑΠ...................................................53 6.1.Ε ΞΩΤΕΡΙΚΟ ΣΑΠ.............................................................................................53 6.2.Ε ΣΩΤΕΡΙΚΟ ΣΑΠ..............................................................................................57

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ ......................................................................................65

ΕΡΓΑΣΙΑ ΥΨΗΛΩΝ ΤΑΣΕΩΝ 3 (ΟΜΑΔΑ 20) ΙΟΥΝΙΟΣ 2010

ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΚΟΙΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ

1.Εισαγωγή Η παρούσα μελέτη αφορά μία εγκατάσταση με Φωτοβολταϊκά (Φ/Β)

βιομηχανική

Σκοπός της τεχνικής μελέτης είναι: α)η εξέταση αναγκαιότητας κατασκευής Συστήματος Αντικεραυνικής Προστασίας (ΣΑΠ) και επιλογή απαιτούμενου επιπέδου προστασίας ΣΑΠ β)σχεδίαση εξωτερικής και εσωτερικής Αντικεραυνικής Προστασίας Η μελέτη έχει εκπαιδευτικό χαρακτήρα και γι’αυτό έγινε και παρουσιάζεται όπου κρίνεται σκόπιμο αντίστοιχη βιβλιογραφική ερευνα. Η μελέτη ΣΑΠ θα γίνει με βάση τα διεθνή πρότυπα

Για την εκπόνηση της μελέτης χρησιμοποιηθηκαν τα λογισμικά α)Σχέδια: Archicad 12gr, AutoCad 10 β)Ανάλυση Κινδύνου Κεραυνοπληξίας κατά IEC 62305-2: RAPAL γ)Επιμέλεια: Microsoft Word,Excel 2007, Gadwin printscreen 4.4, photofiltre 6.1, corelDRAW X3, foxit reader 3.1, Nitro PDF pro 5

ΕΡΓΑΣΙΑ ΥΨΗΛΩΝ ΤΑΣΕΩΝ 3 (ΟΜΑΔΑ 20) ΙΟΥΝΙΟΣ 2010

ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΚΟΙΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ

2. ΣΧΕΔΙΑ & ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΠΡΟΣ ΜΕΛΕΤΗ

Αρχικό σκαρίφημα σε σε cm(1:350) και σε m(1:1) – λεπτομέρεια ΦΒ

Με βάση πρακτικό τρόπο υπολογισμού προβλημάτων σκίασης ( βλ. διπλανό σχήμα) έγινε τοποθέτηση Φ/Β συστοιχείων (PV strings) σε καλύτερη δυνατή θέση. Επίσης η σχεδίαση νέων θέσεων ΦΒ έγινε με σκοπό την δημιουργία ίδιων συστοιχειών (σε αριθμό πλασίων) για να είναι εμφανής και ο παραλληλισμός τους. Τα τελικά σχέδια παρατίθενται παρακάτω

ΕΡΓΑΣΙΑ ΥΨΗΛΩΝ ΤΑΣΕΩΝ 3 (ΟΜΑΔΑ 20) ΙΟΥΝΙΟΣ 2010

ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΚΟΙΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ

οι αναγραφόμενες διαστάσεις στις παραπάνω κατόψεις αναπαριστούν τις πραγματικές διαστάσεις της εγκατάστασης (σε m)

ΕΡΓΑΣΙΑ ΥΨΗΛΩΝ ΤΑΣΕΩΝ 3 (ΟΜΑΔΑ 20) ΙΟΥΝΙΟΣ 2010

ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΚΟΙΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ

Αριθμός

Διαστάσεις

Επιφάνεια

πλαισίων πλαισίου(m) πλαισίου(m ) Εγκατάστασης(m2) υπαίθρια Φ/Β

Φ/Β κτιρίου

Kwp*

1.9Χ2.37

4.5

351

35.1

1.76Χ1.36

2.4

165.5

16.5

Σύνολο Kwp

51.5

*προσεγγιστικά για κάθε 10m Φ/Β έχουμε ισχύ 1kWp

3. ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΙΝΔΥΝΟΥ ΚΕΡΑΥΝΟΠΛΗΞΙΑΣ (Lightning Loss Risk Assessment) Πριν την απόφαση για κατασκευή Συστήματος Αντικεραυνικής Προστασίας (ΣΑΠ) σε ορισμένη εγκατάσταση γίνεται τεχνική έκθεση ανάλυσης κινδύνου κεραυνικών πληγμάτων Το πόρισμα αυτής της έκθεσης προσδιορίζει και το απαιτούμενο επίπεδο προστασίας για τη σχεδίαση του ΣΑΠ. Η εκπόνηση της τεχνικής έκθεσης ανάλυσης κινδύνου κεραυνοπληξίας στην παρούσα μελέτη γίνεται με βάση το διεθνές πρότυπο IEC62305-2(λογισμικό RAPAL). O ΕΛΟΤ ΕΝ 62305 επρεπε να υιοθετηθει απο τις ευρ. χωρες από την 1/11/2006. Τα αντίστοιχα εθνικά προτυπα των χωρων(π.χ. και το βρετανικό-BS6651), οπως και τα δικα μας ΕΛΟΤ 1197 και ΕΛΟΤ 1412 δεν συνιστανται και δεν θα χρησιμοποιηθούν στη μελέτη

ΕΡΓΑΣΙΑ ΥΨΗΛΩΝ ΤΑΣΕΩΝ 3 (ΟΜΑΔΑ 20) ΙΟΥΝΙΟΣ 2010

ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΚΟΙΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ

3.1.1.ΙΣΟΔΥΝΑΜΗ ΣΥΛΛΕΚΤΗΡΙΑ

ΕΠΙΦΑΝΕΙΑ ΑΠΟΜΟΝΩΜΕΝΟΥ ΚΤΙΡΙΟΥ

Η ισοδύναμη συλλεκτήρια επιφάνεια μίας κατασκευής ορίζεται ως μία επίπεδη επιφάνεια εδάφους που έχει την ίδια ετήσια συχνότητα άμεσων πληγμάτων όπως η κατασκευή. Για απομονωμένες κατασκευές η ισοδύναμη συλλεκτήρια επιφάνεια Αe είναι η επιφάνεια που προκύπτει από την τομή της επιφάνειας του εδάφους και μίας ευθείας γραμμής με κλίση 1/3 η οποία διέρχεται από τα ψηλότερα τμήματα της κατασκευής (εφαπτομένη στην κατασκευή) και περιστρεφόμενη γύρω από αυτή. Στο παρακάτω σχήμα φαίνεται ο γραφικός τρόπος υπολογισμού ισοδύναμης συλλεκτήριας επιφάνειας.

Για μία απομονωμένη ορθογώνια κατασκευή μήκους L, πλάτους W και ύψους H, η συλλεκτήρια επιφάνεια είναι ίση με:

Ae  L W  6 H ( L  W )  9   2

ΕΡΓΑΣΙΑ ΥΨΗΛΩΝ ΤΑΣΕΩΝ 3 (ΟΜΑΔΑ 20) ΙΟΥΝΙΟΣ 2010

ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΚΟΙΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ

3.1.2 ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΣΥΛΛΕΚΤΗΡΙΑΣ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΣ Λόγω της πολυπλοκότητας του σχεδίου της εγκατάστασης, ακολουθήθηκε η γραφική μέθοδος υπολογισμού ισοδύναμης συλλεκτήριας επιφάνειας όπως φαίνεται παρακάτω

Σχεδίαση/υπολογισμός ισοδύναμης συλλεκτήριας επιφάνειας στο Archicad

ΕΡΓΑΣΙΑ ΥΨΗΛΩΝ ΤΑΣΕΩΝ 3 (ΟΜΑΔΑ 20) ΙΟΥΝΙΟΣ 2010

ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΚΟΙΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ

e 

Ad Ad   5062  1038  6100 m 2 b a

ΕΡΓΑΣΙΑ ΥΨΗΛΩΝ ΤΑΣΕΩΝ 3 (ΟΜΑΔΑ 20) ΙΟΥΝΙΟΣ 2010

ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΚΟΙΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ

m  234566m2

3.3 ΑΝΑΛΥΣΗ ΡΙΣΚΟΥ ΜΕ ΤΟ RAPAL Στον παρακάτω πίνακα φαίνονται οι παραδοχές που έγιναν και η εκτίμηση απαιτούμενου επιπέδου προστασίας ΣΑΠ βάση IEC 62305-2 και τα αντίστοιχα αναλυτικά αποτελέσματα υπολογισμών με τη βοήθεια του λογισμικού RAPAL

ΕΡΓΑΣΙΑ ΥΨΗΛΩΝ ΤΑΣΕΩΝ 3 (ΟΜΑΔΑ 20) ΙΟΥΝΙΟΣ 2010

ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΚΟΙΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ

1.Structure’s Dimensions 1.1 Basic Structure 

Complex with a known area 

2. Structure’s Attributes

3. Enviromental Influences

-Risk of physical damage (incl fire)

-Basic structure location factor



High 

Similar in Height

-Ad/b (m2):5062

-Structure screening effectiveness

-Enviromental factor

-Am(m2):234566



-Does an adjacent structure exist?

-Internal wiring type

-Thunderstorm days per year (Td)



yes

Average Screened

Suburban 40 days/year

-Ad/a (m2):1038

-Adjacent structure location factor: Lower than

4.Conductive Electric Services Lines 4.3 Telecommunication Line

5. Protection measure

4.1 Power Line

-Type of service to the structure



-Measures to touch and step voltages

Overhead cable

-Type of external cable

√ Effective soil equipotentializtion

-Type of external cable



√ Warning notices



-Service line parameters

-Class of LPS

 Length of service action (m): 1000



Overhead cable Screened

-Service line parameters

Screened

Class III

 Length of service action (m): 1000  Height of service conductors (m):6

-Surge protection (LPL)

 Height of service conductors (m):6 -Presence of MV/LV transformer

 

Better Protection Characteristics

-Presence of MV/LV transformer



-Type of apparatus



-Type of apparatus



-Type of surface



-Protection measure

Transformer Uw=2.5 kV (Electrical User)

No transformer Uw=1.5 kV (Electronic)

-Protection measure



-Resistance of the cable screen

No protection measures



Manual systems Agricultural,concrete

Add.shielding wires – One conductor

-Resistance of the cable screen



4.4 Other services

Unknown

-Fire protection provisions

Unknown

-Does an additional power line exist? -Number of other services

6.4 Type 4-Economic loss



-Special hazards to economics



No

0

6.Types of Loss

6.2 Type 2-Loss of essential public services 

6.1 Type 1-Loss of human life

-Services lost due to fire

-Special hazards to life

 TV, telecommunications, power supply  Hospital, industrial, museum, agricultural



-Services lost due to overvoltages

Low panic level

6.3 Type 3-Loss of cultural heritage

Industrial, commercial, school -Cultural heritage lost due to fire

-Life loss due to overvoltages 

-Economic loss due to overvoltages

-Step/touch potential loss factor

Persons inside the building

-Life loss due to fire 

-Economic loss due to fire

Hospital, industrial, office, hotel, economic  TV, telecommunications, power supply building

-Type of structure 

No special hazards



No heritage value

Not relevant ΕΡΓΑΣΙΑ ΥΨΗΛΩΝ ΤΑΣΕΩΝ 3 (ΟΜΑΔΑ 20) ΙΟΥΝΙΟΣ 2010



No shock risk

-Torelable risk of economic loss 

1/10

ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΚΟΙΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ

ΕΡΓΑΣΙΑ ΥΨΗΛΩΝ ΤΑΣΕΩΝ 3 (ΟΜΑΔΑ 20) ΙΟΥΝΙΟΣ 2010

ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΚΟΙΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ

Προχωρούμε σε σχεδίαση ΣΑΠ με στάθμη προστασίας(LPL) ΙII ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ ΚΕΡΑΥΝΙΚΩΝ ΡΕΥΜΑΤΩΝ ΒΑΣΗ ΣΤΑΘΜΗΣ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑΣ Στον παρακάτω πίνακα ανώτατες τιμές των παραμέτρων του κεραυνού στη στάθμη προστασίας ΙII: Παράμετροι κεραυνού Στάθμη προστασίας ΙII Μέγιστο εύρος ρεύματος, kA 100 Ολικό φορτίο, Qtotal (As) 100 Κρουστικό φορτίο Qimp, (As) 50 Ειδική ενέργεια, ΜJ/Ω 2.5 για tf/th(μs) 10/350

4. ΕΞΩΤΕΡΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΗΣ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑΣ Στοχός Εξωτερικού ΣΑΠ: Η προστασία της εγκατάστασης από άμεσο κεραυνικό πλήγμα μέσω σχεδίασης ελεγχόμενης όδευσης του κρουστικού ρεύματος του κεραυνού στη γη. Τύπος ΣΑΠ: Τα σχέδια της εγκατάστασης δεν επιτρέπουν τήρηση αποστάσεων ασφαλείας “S”(για εξ.ΣΑΠ-ΦΒ) και για οικονομικούς λόγους δεν επιλέγεται τοποθέτηση μόνωσης για σχεδίαση μονωμένου ΣΑΠ. Επιλέγεται σχεδίαση μη απομονωμένου ΣΑΠ και χρήση επιπλέον ισοδυναμικών συνδέσεων για προστασία της ΦΒ εγκατάστασης όπως εξηγείται και σχεδιάζεται στο κεφάλαιο 5 Στοιχεία Εξωτερικού ΣΑΠ:  Συλλεκτήριο σύστημα που προορίζεται να δέχεται τους κεραυνούς  Σύστημα αγωγών καθόδου το οποίο εξασφαλίζει την όδευση του ρεύματος του κεραυνού από το συλλεκτήριο σύστημα προς τη γη και  Το σύστημα γείωσης που άγει και διαχέει το ρεύμα του κεραυνού στο έδαφος.

4.1.1 ΣΥΛΛΕΚΤΗΡΙΟ ΣΥΣΤΗΜΑ (AIR TERMINATION SYSTEM) Τα συλλεκτήρια συστήµατα µπορούν να αποτελούνται από οποιοδήποτε συνδυασμό των ακόλουθων στοιχείων:  συλλεκτήριων ράβδων  τεταμένων συρμάτων  πλέγµατος αγωγών Ο καθορισμός της θέσης των συλλεκτήριων αγωγών μπορεί να γίνει με βάση τις μεθόδους: • την μέθοδο της κυλιόμενης σφαίρας • την μέθοδο της γωνίας προστασίας • την μέθοδο κλωβού

ΕΡΓΑΣΙΑ ΥΨΗΛΩΝ ΤΑΣΕΩΝ 3 (ΟΜΑΔΑ 20) ΙΟΥΝΙΟΣ 2010

ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΚΟΙΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ

Συλλεκτήριοι αγωγοί τοποθετούνται : (α)στις ακμές της οροφής, (β)στις προεξοχές της οροφής, (γ)στις γραμμές της τομής των κεκλιμένων επιφανειών της οροφής εφόσον η κλίση υπερβαίνει το 1/10. Το δίκτυο του συλλεκτήριου συστήματος πρέπει να διαμορφώνεται με τέτοιο τρόπο ώστε το ρεύμα του κεραυνού να συναντά τουλάχιστον δύο χωριστές μεταλλικές οδεύσεις προς το σύστημα γείωσης. Οι αγωγοί του συλλεκτήριου συστήματος ακολουθούν όσο το δυνατόν σύντομες και ευθείες οδεύσεις. Καμία μεταλλική εγκατάσταση δεν προεξέχει του προστατευμένου χώρου από τα συλλεκτήρια συστήματα. Η γεωμετρική πολυπλοκότητα της εγκατάστασης σε συνδυασμό με την ανάγκη αποφυγής σκίασης ΦΒ μας οδηγούν σε επιλογή συλλεκτήριων ράβδων ως στοιχείο του συλλεκτήριου συστήματος της εγκατάστασης. Ο υπολογισμός θέσεων ακίδων για προστασία της εγκατάστασης γίνεται με τη μέθοδο κυλιόμενης σφαίρας- ΜΚΣ(rolling sphere method - RSM) βάση IEC 62305-3.

Όπως φαίνεται στο παράκατω σχήμα η ακτίνα της κυλιόμενης για την απαιτούμενη εξωτερική ΣΑΠ σταθμης ΙΙΙ είναι στα 45m. Μέσω της ΜΚΣ επιλέγουμε το ύψος της ακίδας «h» μεγαλύτερο από το επιθυμητό ύψος προστασίας και η διαφορά τους μας δίνει το βάθος διείσδυσης της ΚΣ «p» (penetration depth) και έτσι βρίσκουμε τις μέγιστες αποστάσεις «d» μεταξύ των ακίδων με σκοπό η «κυλιόμενη σφαίρα(ΚΣ)» να μην έρχεται σε επαφή με προστατευόμενο μέρος της εγκατάστασης παρα μόνο με ακίδες, συλλεκτήριο σύστημα και έδαφος. Ο μαθηματικός τύπος που συνδέει τα παραπάνω μεγέθη είναι:

p  R  R2 

ΕΡΓΑΣΙΑ ΥΨΗΛΩΝ ΤΑΣΕΩΝ 3 (ΟΜΑΔΑ 20) ΙΟΥΝΙΟΣ 2010

d2 4

ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΚΟΙΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ

(πηγή πίνακα: DEHN)

ΕΡΓΑΣΙΑ ΥΨΗΛΩΝ ΤΑΣΕΩΝ 3 (ΟΜΑΔΑ 20) ΙΟΥΝΙΟΣ 2010

ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΚΟΙΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ

4.1.2. ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΣΥΛΛΕΚΤΗΡΙΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ Α)ΚΤΙΡΙΟ Για την προστασία κτιριακών Φ/Β επιλέγουμε ακίδες ύψους h=1.5m για προστασία περιοχών που βρίσκονται ΦΒ στο δώμα. Θα γίνει προσπάθεια σχεδιασμού συστήματος με τοποθέτηση ακίδων όσο το δυνατο κοντά στα υποστηλώματα, δοκούς του κτιρίου για αντοχή σε μηχανικές καταπονήσεις και για άμεση σύνδεση τους στις αναμονές της θεμελιακής γείωσης. Θα τοποθετηθεί πλέγμα μέγιστων διαστάσεων 15Χ15μ που αντιστοιχεί στην LPL III που ακολουθούμε(βάση IEC 62305-3:2006) σε περιοχές δώματος που δεν έχουμε ΦΒ. Τα ΦΒ έχουν ύψος 0.65m, οπότε έχουμε μέγιστο επιτρεπτό βάθος διείσδυσης ΚΣ p=(1.5-0.65)=0.85m Υπολογίζονται μαθηματικά και από βιβλιογραφία οι μέγιστες επιτρεπτές αποστάσεις ακίδας-ακίδας και ακολουθούν αναλυτικοί υπολογισμοί μέγιστων επιτρεπτών αποστάσεων με γραφική μέθοδο με βαση την οποία θα σχεδιαστεί το συλλεκτήριο συστημα

i)μαθηματικά: p  R  R 2 

d2  d 2  4  p 2  2 pR   4   0.852  2  0.85  45  4

ii)από βιβλιογραφία(βλ.πίνακα για sag 0.91):

d  17.41m , d  18m

iii)αναλυτικοί υπολογισμοί - γραφικά:

ΕΡΓΑΣΙΑ ΥΨΗΛΩΝ ΤΑΣΕΩΝ 3 (ΟΜΑΔΑ 20) ΙΟΥΝΙΟΣ 2010

ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΚΟΙΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ

Το πλέγμα που τοποθετήθηκε είναι βάση IEC 62305-3:2006 που για LPL III μέγιστες διαστάσεις είναι 15Χ15μ. Στο παράρτημα παρατίθεται σαν αναφορά μη οικονομικής λύσης σχεδίαση ΣΑΠ με ακίδες 1μ για την προστασία κτιριακής ΦΒ εγκατάστασης

ΕΡΓΑΣΙΑ ΥΨΗΛΩΝ ΤΑΣΕΩΝ 3 (ΟΜΑΔΑ 20) ΙΟΥΝΙΟΣ 2010

ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΚΟΙΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ

Υπολογισμός προστασίας κτιριακού συλλεκτήριου στη περιφέρεια του κτιρίου

Οπότε στη περίμετρο του κτιρίου και για τυπικό υψός από στάθμη εδάφους 2μ έχουμε ασφαλή ζώνη για αποστάσεις προσεγγιστικά 9μ. από το κτίριο όπου μπορούν να τοποθετηθούν συσκευές(μέχρι 2μ ύψους) χωρίς κίνδυνο άμεσου κεραυνικού πλήγματος βάση ΜΚΣ

B)Υπαίθρια ΦΒ Για την προστασία υπαίθριων Φ/Β επιλέγουμε τερματικές ακίδες ύψους h=3m που εδράζονται βάση από μπετόν .Τα ΦΒ έχουν ύψος 2m, οπότε έχουμε μέγιστο επιτρεπτό βάθος διείσδυσης ΚΣ p=(3-2)=1m Υπολογίζονται μαθηματικά και από βιβλιογραφία οι μέγιστες επιτρεπτές αποστάσεις ακίδας-ακίδας και ακολουθούν αναλυτικοί υπολογισμοί μέγιστων επιτρεπτών αποστάσεων με γραφική μέθοδο με βαση την οποία θα σχεδιαστεί το συλλεκτήριο συστημα i)μαθηματικά: p  R  R 2 

d2  d 2  4  p 2  2 pR   4  12  2 1 45 4

ii)από βιβλιογραφία(βλ.πίνακα για sag 0.91):

d  18.86m d  18m

ΕΡΓΑΣΙΑ ΥΨΗΛΩΝ ΤΑΣΕΩΝ 3 (ΟΜΑΔΑ 20) ΙΟΥΝΙΟΣ 2010

ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΚΟΙΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ

iii)αναλυτικοί υπολογισμοί - γραφικά:

ΕΡΓΑΣΙΑ ΥΨΗΛΩΝ ΤΑΣΕΩΝ 3 (ΟΜΑΔΑ 20) ΙΟΥΝΙΟΣ 2010

ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΚΟΙΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ

H σχεδίαση εξ.ΣΑΠ υπαίθριων ΦΒ συνδυαστικά με το κτιριακό εξ.ΣΑΠ μας δίνει μεγάλες κρίσιμες αποστάσεις που σημαίνει λιγότερες ακίδες (λιγότερη σκίαση)και πιο οικονομική λύση για ίδιο επίπεδο προστασίας η οποία και επιλέγεται. Πιο κάτω παρατίθεται σχεδιασμός ΣΑΠ χωρίς ληφθούν υπόψη οι «συνδυαστικές» κρίσιμες αποστάσεις σαν αναφορά ελλειπούς/λάθος εφαρμογής ΜΚΣ.

ΕΡΓΑΣΙΑ ΥΨΗΛΩΝ ΤΑΣΕΩΝ 3 (ΟΜΑΔΑ 20) ΙΟΥΝΙΟΣ 2010

ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΚΟΙΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ

4.2.1.ΣΥΣΤΗΜΑ ΑΓΩΓΩΝ ΚΑΘΟΔΟΥ (D OWN CONDUCTORS SYSTEM) Είναι το τμήμα του εξωτερικού ΣΑΠ που χρησιμεύει στο να διοχετεύει το ρεύμα του κεραυνού με ασφάλεια από το συλλεκτήριο σύστημα στο σύστημα γείωσης. Οι αγωγοί καθόδου τοποθετούνται κατά τέτοιο τρόπο ώστε από το σημείο του πλήγματος μέχρι τη γη: • να υπάρχουν αρκετές παράλληλες οδοί ροής του ρεύματος • το μήκος των οδών ροής του ρεύματος να είναι κατά το δυνατόν το μικρότερο(side flash*) • να γίνονται ισοδυναμικές συνδέσεις οπουδήποτε είναι απαραίτητο. *Η επαγωγική αντίσταση των αγωγών καθόδου είναι υπεύθυνη για την δημιουργία υπερτάσεων μεταξύ των υψηλότερων σημείων του κυκλώματος προστασίας και του κυκλώματος γείωσης. Οι υπερτάσεις αυτές είναι υπεύθυνες για επικίνδυνους σπινθήρες γνωστούς ως side flashes.

Aγωγοί καθόδου πρέπει να κατασκευάζονται σε κάθε γωνία της κατασκευής, εφόσον είναι δυνατό ή σε νεοαναγειρόμενα κτίρια μπορούν να εγκιβωτίζονται στο σκυρόδεμα των υποστυλωμάτων τους. Επιπλέον, οι αγωγοί πρέπει να τοποθετηθούν ομοιόμορφα κατά μήκος της περιμέτρου της κατασκευής και με όσο το δυνατόν καλύτερη συμμετρική διαμόρφωση. Η κατανομή του κεραυνικού ρεύματος, βελτιώνεται όχι μόνο με την αύξηση του αριθμού των αγωγών καθόδου αλλά και με την ισοδυναμική τους σύνδεση μέσω περιμετρικών αγωγών. Επίσης πρέπει να συνδέονται μεταξύ τους στη στάθμη του εδάφους, καθώς και περιμετρικά, ανάλογα με την στάθμη προστασίας(ισοδυναμικές συνδέσεις). Οι αγωγοί καθόδου πρέπει να τοποθετηθούν όσο το δυνατόν πιο μακριά από τα εσωτερικά κυκλώματα και τα μεταλλικά μέρη προκειμένου να αποφευχθεί η ανάγκη για ισοδυναμική σύνδεση με το ΣΑΠ.

ΕΡΓΑΣΙΑ ΥΨΗΛΩΝ ΤΑΣΕΩΝ 3 (ΟΜΑΔΑ 20) ΙΟΥΝΙΟΣ 2010

ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΚΟΙΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ

Στερέωση και συνδέσεις Οι συλλεκτήριοι αγωγοί και οι αγωγοί καθόδου θα πρέπει να στερεώνονται καλά ώστε ηλεκτροδυναμικές ή τυχόν μηχανικές καταπονήσεις (πχ δονήσεις, μετακινήσεις όγκων χιονιού, κτλ) να µη προκαλούν θραύση ή χαλάρωση των αγωγών. Οι καλές συνδέσεις, συντελούν επίσης στην επαρκή κατανομή του κεραυνικού ρεύματος στους αγωγούς καθόδου. Ο αριθµός των συνδέσεων κατά µήκος των αγωγών πρέπει να είναι ο ελάχιστος δυνατός και να εξασφαλίζονται µε μπρουτζοκόλληση, ηλεκτροσυγκόλληση, συμπίεση ή βίδωµα. Οι αποστάσεις στις οποίες πρέπει να συνδέονται και να στερεώνονται οι συλλεκτήριο αγωγοί και οι αγωγοί καθόδου φαίνονται παρακάτω

Σύνδεσμος ελέγχου (λυόμενος) Στο σηµείο σύνδεσης µε το σύστηµα γείωσης πρέπει να τοποθετείται σε κάθε αγωγό καθόδου ένας σύνδεσμος ελέγχου, εκτός από την περίπτωση ¨φυσικού¨ αγωγού καθόδου σε συνδυασμό µε τα ηλεκτρόδια της θεμελιακής γείωσης. Ο σύνδεσμος πρέπει να ανοίγει µε τη βοήθεια ενός εργαλείου, για να υπάρχει δυνατότητα να γίνουν μετρήσεις, αλλά κανονικά πρέπει να είναι κλειστός. Οι σύνδεσμοι ελέγχου διευκολύνουν τις μετρήσεις της αντίστασης της γης στο σύστημα γείωσης, καθώς επίσης και το ότι ένας επαρκής αριθμός συνδέσεων με το σύστημα γείωσης υπάρχει ακόμα. Είναι έτσι δυνατό να επικυρωθεί η ύπαρξη συνεχών συνδέσεων μεταξύ του συνδέσμου ελέγχου και του συστήματος γείωσης ή του ζυγού ισοδυναμικής σύνδεσης. Στο πιο κάτω σχήμα φαίνονται περιπτώσεις συνδέσμων ελέγχου, οι οποίοι μπορούν να εγκατασταθούν είτε στο εσωτερικό είτε στο εξωτερικό της κατασκευής, είτε σε κουτί ελέγχου στην γη, έξω από την κατασκευή.

ΕΡΓΑΣΙΑ ΥΨΗΛΩΝ ΤΑΣΕΩΝ 3 (ΟΜΑΔΑ 20) ΙΟΥΝΙΟΣ 2010

ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΚΟΙΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ

Μέτρα προστασίας από βηματικές τάσεις και τάσεις επαφής Σε ορισμένες περιπτώσεις η εγκατάσταση των αγωγών καθόδου εξωτερικά της κατασκευής μπορεί να ενέχει κινδύνους για τη ζωή, ακόμη και αν έχει πραγματοποιηθεί βάση των ανωτέρω απαιτήσεων. Οι κίνδυνοι οφείλονται στην ανάπτυξη βηματικών τάσεων και τάσεων επαφής κατά τη διάρκεια κεραυνικού πλήγματος. Σύμφωνα με το πρότυπο ΙΕC 62305 – 3 οι κίνδυνοι μειώνονται σε αποδεκτό επίπεδο εφόσον ισχύει τουλάχιστον μία από τις ακόλουθες συνθήκες: • Οι αγωγοί καθόδου περιβάλλονται με μονωτικό με ικανότητα τουλάχιστον 100kV υπό κρουστική τάση 1.2/50μs • Η ειδική αντίσταση του υλικού επίστρωσης μεταξύ του ηλεκτροδίου γείωσης και της επιφάνειας του εδάφους για πάχος περίπου 0,10 m και σε ακτίνα περίπου 3m από τον αγωγό καθόδου έχει τιμή μεγαλύτερη των 5000Ωm. • Ο χώρος γύρω από τον αγωγό καθόδου έχει ισοδυναμική γείωση (εγκατάσταση ηλεκτροδίου γείωσης μορφής πυκνού πλέγματος διαστάσεων 5x5cm).

Χρήση Φυσικών Στοιχείων ως αγωγών καθόδου Η χρήση φυσικών στοιχείων της κατασκευής ως αγωγών καθόδου, για μεγιστοποίηση του αριθμού των παράλληλων αγώγιμων διαδρόμων , συνιστάται, αφού όχι μόνο περιορίζει την πτώση τάσης στο σύστημα των αγωγών καθόδου, αλλά μειώνει και τις ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές στο χώρο της υπό προστασία κατασκευής. Ως φυσικοί αγωγοί καθόδου µπορούν να θεωρηθούν τα ακόλουθα τµήµατα των κατασκευών : α) Μεταλλικές εγκαταστάσεις β) Ο µεταλλικός σκελετός της κατασκευής. γ) Ο ενδοσυνδεδεμένος χαλύβδινος οπλισµός της κατασκευής. υπό προϋπόθεσεις όπως η ηλεκτρική συνέχεια του τμήματος, η σύνδεση με το Σύστημα Γείωσης, θερμική κ μηχανική αντοχή.

ΕΡΓΑΣΙΑ ΥΨΗΛΩΝ ΤΑΣΕΩΝ 3 (ΟΜΑΔΑ 20) ΙΟΥΝΙΟΣ 2010

ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΚΟΙΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ

4.2.2. ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΑΓΩΓΩΝ ΚΑΘΟΔΟΥ Θεωρούμε πως το κτίριο έχει Σύστημα Θεμελιακής Γείωσης(ΣΘΓ) σύμφωνα με πρότυπα ΕΛΟΤ HD 384: απαιτήσεις για ηλεκτρικές εγκαταστάσεις ΕΛΟΤ 1197:2002: “Προστασία κατασκευών από Κεραυνούς. μέρος 1ο: Γενικές αρχές”. ΕΛΟΤ ΕN 50164 – 1: “Lightning Protection Components (LPC), Part 1: Requirements for connection components”. ΕΛΟΤ ΕN 50164 – 2: “Lightning Protection Components (LPC), Part 2: Requirements for conductors, and earth electrodes”.

(βλ. τεχνικές πληροφορίες θεμελειακής γείωσης στο 4.3.) Γίνεται χρήση φυσικών στοιχείων ως αγωγοί καθόδου (ο ενδοσυνδεδεμένος οπλισμός της κατασκευής) εφόσον υπάρχει ηλεκτρική συνέχεια (σύνδεση με το ΣΘΓ που κατα παραδοχή επιλέγεται στο 4.3.3. υπάρχει) ως προτιμότερη λύση για λόγους σχεδίασης πιο αποτελεσματικού συστήματος(βλ.4.2.1), για αποφυγή αλλοίωσης αρχιτεκτονικού σχεδίου(αισθητικοί λόγοι) και για οικονομικούς λόγους(χρήση λιγότερης καλωδίωσης). O σχεδιασμός έγινε με βάση IEC 62305-3:2006 όπου για LPL III απαιτείται αγωγός καθόδου ανά 15μ. Γίνεται χρήση 15 περιμετρικών αγωγων καθόδου και ενός ενδιάμεσου στο BA τμήμα του δώματος. Σε περίπτωση που υπάρχει τεχνικό πρόβλημα(π.χ. ηλεκτρικής συνέχειας) χρήσης ενδοσυδεδεμένου οπλισμού τοποθετείται εξωτερικός αγωγός καθόδου τηρώντας τις αποστάσεις ασφαλείας των 15μ. Επίσης αν και το κτίριο δεν είναι ψηλό, η μεγάλη του εκταση σε συνδυασμό με την ανάγκη προστασίας ΦΒ εγκατάστασης μας οδηγεί σε χρήση Περιμετρικού Δακτύλιου στο δώμα. Επιλέγεται ταινία 2 χαλκού (strip Cu 50mm ) για τον ΠΔ. Όλα τα ΦΒ πλαίσια και εξωτερικά αγώγιμα τμήματα δώματος συνδέονται στον ΠΔ. Ο ΠΔ εξασφαλίζει την καλύτερη κατανομή κεραυνικού ρεύματος στους αγωγούς καθόδου καθώς και καλύτερη ισοδυναμική σύνδεση ΦΒ εγκατάστασης με συλλεκτήριο σύστημα που είναι σημαντική γιατί έχουμε σχεδίαση μη απομονωμένου ΣΑΠ.

ΕΡΓΑΣΙΑ ΥΨΗΛΩΝ ΤΑΣΕΩΝ 3 (ΟΜΑΔΑ 20) ΙΟΥΝΙΟΣ 2010

ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΚΟΙΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ

4.3. Σύστημα Γείωσης Αντικεραυνικής Προστασίας Είναι το τμήμα του Εξωτερικού ΣΑΠ που χρησιμεύει για να διοχετεύει και να διασκορπίζει το ρεύμα του κεραυνού στο έδαφος. Για να διοχετεύεται το ρεύμα του κεραυνού μέσα στη γη (υψίσυχνη συμπεριφορά), χωρίς να δημιουργούνται επικίνδυνες υπερτάσεις, έχει περισσότερη σημασία η μορφή και οι διαστάσεις του συστήματος γείωσης παρά η τιμή της αντίστασης γείωσης. Ωστόσο συνιστάται μια χαμηλή τιμή της αντίστασης γείωσης (αν είναι δυνατό μικρότερη από 10Ω μετρούμενη σε χαμηλή συχνότητα). Ως συστήματα γειώσεων εφαρμόζονται δύο βασικοί τύποι διατάξεων ηλεκτροδίων γείωσης. Το σύστημα γείωσης πρέπει να υλοποιεί τους πιο κάτω στόχους • την διάχυση του κεραυνικού ρεύματος µέσα στη γη • ισοδυναμική σύνδεση μεταξύ των αγωγών καθόδου • δυνατότητα για έλεγχο κοντά σε αγώγιμους τοίχους Σύμφωνα με το διεθνές πρότυπο IEC 62305-3, ένα σύστημα γείωσης , μπορεί να αποτελείται από δύο διαφορετικούς τύπους γείωσης, τον τύπο Α και τον τύπο Β , οι οποίοι μπορούν να χρησιμοποιηθούν είτε ανεξάρτητα είτε σε συνδυασμό. Σαν τύπος Β, θεωρείται και το ηλεκτρόδιο θεμελιακής γείωσης το οποίο μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί . Το ηλεκτρόδιο θεμελιακής γείωσης καθώς και το περιμετρικό ηλεκτρόδιο γείωσης τύπου Β, υλοποιούν τους πιο πάνω στόχους με επιτυχία , ενώ αντίθετα το ακτινικό ή το κάθετο ηλεκτρόδιο γείωσης τύπου Α, επιτυχαίνει σε ικανοποιητικό βαθμό, μόνο την διάχυση του κεραυνικού ρεύματος προς την γη. Η εγκατάσταση γείωσης τύπου Α, είναι κατάλληλη για χαμηλές κυρίως κατασκευές (όπως χαμηλά σπίτια), για ήδη κτισμένα κτίρια, για κτίρια στα οποία το συλλεκτήριο σύστημα υλοποιείται με ράβδους και τεντωμένα σύρματα, και για απομονωμένα ΣΑΠ. Η διάταξη γείωση τύπου Β, προτιμάται σε κατασκευές όπου η μορφολογία της περιοχής αποτελείται κυρίως από συμπαγείς απογυμνωμένους βράχους, σε κατασκευές όπου το συλλεκτήριο σύστημα αποτελείται από κλωβούς, και σε κτίρια όπου υπάρχει μεγάλος αριθμός αγωγών καθόδου. Η γείωση τύπου Β, προτιμάται επίσης σε κατασκευές από μονωτικό υλικό, όπως ξύλο ή τούβλο, χωρίς ο σκελετός της κατασκευής να έχει κάποια χαλύβδινη ενίσχυση.

Τεχνικές πληροφορίες για εγκατάσταση των ηλεκτροδίων γείωσης  Τα ηλεκτρόδια γείωσης-γείωση τύπου Α- πρέπει να εγκαθίστανται έξω από τον χώρο που χρήζει προστασίας, σε βάθος τουλάχιστον 0,5m και να είναι κατανεμημένα όσο το δυνατό ομοιόμορφα για να ελαχιστοποιούνται τα φαινόμενα ηλεκτρικής σύζευξης µέσα στο έδαφος. • Τα ηλεκτρόδια γείωσης που είναι θαμμένα, θα πρέπει να εγκαθίστανται έτσι ώστε να επιτρέπεται ο έλεγχος τους κατά την διάρκεια της κατασκευής του ΣΑΠ. • Το βάθος τοποθέτησης και ο τύπος των ηλεκτροδίων γείωσης πρέπει να είναι τέτοια ώστε να ελαχιστοποιούνται οι επιδράσεις από διάβρωση, ξήρανση ή πάγωμα του εδάφους, για να σταθεροποιείται η ισοδύναμη αντίσταση γείωσης. Συνιστάται, το πάνω μέρος ενός κατακόρυφου ηλεκτροδίου γείωσης, που ισούται περίπου με το μέρος του χώματος που μπορεί να παγώσει, να µη θεωρείται ενεργό σε συνθήκες πάγου, αφού θα παρουσιάζει χαμηλή αγωγιμότητα. Μεγαλύτερο βάθος περιορίζει επίσης τον κίνδυνο για τους ζωντανούς οργανισμούς στην επιφάνεια του εδάφους. • Ηλεκτρόδια γείωσης εγκατεστημένα σε μεγάλο βάθος µπορεί να είναι αποτελεσματικά σε ειδικές περιπτώσεις, όπου η ειδική αντίσταση του εδάφους ρ, μειώνεται µε το βάθος και όπου υπάρχουν υποστρώματα χαμηλής ειδικής αντίστασης σε βάθη μεγαλύτερα από εκείνα στα οποία εγκαθίστανται συνήθως τα ηλεκτρόδια. • Όταν στα συστήµατα γείωσης χρησιμοποιούνται διαφορετικά υλικά που συνδέονται µεταξύ τους, µπορούν να δημιουργηθούν σοβαρά προβλήματα διάβρωσης* • Τα μέταλλα που χρησιμοποιούνται για ηλεκτρόδια γείωσης πρέπει να τηρούν τις προδιαγραφές προτύπων*, και η συμπεριφορά τους απέναντι στην διάβρωση πρέπει να ληφθεί σοβαρά υπόψη.

ΕΡΓΑΣΙΑ ΥΨΗΛΩΝ ΤΑΣΕΩΝ 3 (ΟΜΑΔΑ 20) ΙΟΥΝΙΟΣ 2010

ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΚΟΙΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ

• Όταν συνδέουμε θεμελιακά ηλεκτρόδια από χάλυβα, με ηλεκτρόδια θαμμένα στο χώμα, αυτά θα πρέπει να είναι κατασκευασμένα είτε από χαλκό , είτε από ανοξείδωτο χάλυβα *βλ. αντίστοιχους πίνακες στο κεφάλαιο 6 «υλικά ΣΑΠ»

4.3.1.Διάταξη τύπου Α Αυτή η διάταξη περιλαμβάνει οριζόντια ή κατακόρυφα ηλεκτρόδια γείωσης, εξωτερικά της κατασκευής, συνδεμένα σε κάθε αγωγό καθόδου. Στη διάταξη τύπου Α, ο ελάχιστος συνολικός αριθμός ηλεκτροδίων γείωσης πρέπει να είναι δύο. Το ελάχιστο μήκος κάθε ηλεκτροδίου που συνδέεται σε κάθε κάθοδο είναι: l1 για ακτινικά οριζόντια ηλεκτρόδια(ταινία) ή 0.5 x l1 για κατακόρυφα ή κεκλιμένα ηλεκτρόδια(ράβδοι γείωσης) όπου l1 είναι το ελάχιστο μήκος ακτινικού ηλεκτροδίου που φαίνεται στο παρακάτω σχήμα. Σε περίπτωση συνδυασμού κατακόρυφων ή κεκλιμένων και οριζόντιων ηλεκτροδίων πρέπει να λαμβάνεται υπόψη το συνολικό μήκος των ηλεκτροδίων. Τα ελάχιστα μήκη που αναφέρονται στο σχήμα μπορούν να μην ληφθούν υπόψη, με την προϋπόθεση ότι θα επιτευχθεί αντίσταση γείωσης μικρότερη από 10Ω. για αυτά. Το ηλεκτρόδιο γείωσης, πρέπει να απέχει μια ικανοποιητική απόσταση γειτνίασης, από τυχόν μεταλλικούς σωλήνες ή υπάρχουσα καλώδια που μπορεί να υπάρχουν στην περιοχή της εγκατάστασης του.

ΕΡΓΑΣΙΑ ΥΨΗΛΩΝ ΤΑΣΕΩΝ 3 (ΟΜΑΔΑ 20) ΙΟΥΝΙΟΣ 2010

ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΚΟΙΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ

.3.2.Διάταξη τύπου B Η διάταξη τύπου B, αποτελείται από ένα περιμετρικό ηλεκτρόδιο γείωσης, εξωτερικά της κατασκευής, με τουλάχιστον το 80% του συνολικού µήκους του σε επαφή µε το έδαφος ή από ένα ηλεκτρόδιο θεμελιακής γείωσης. Για περιμετρική γείωση (ή θεμελιακή γείωση), η μέση ακτίνα re της περιοχής που περικλείεται από την περιμετρική γείωση ή από τη θεμελιακή γείωση δεν πρέπει να είναι µικρότερη από την τιµή l1.

re  l1 Όπου l1 , το ελάχιστο μήκος του ηλεκτροδίου γείωσης , όπως φαίνεται στο σχήμα 6.1, ανάλογα με την στάθμη προστασίας. Όταν η απαιτουμένη τιµή του l1 είναι μεγαλύτερη από την τιµή της μέσης ακτίνας, re , τότε, θα πρέπει να προστεθούν επιπλέον ακτινικά ηλεκτρόδια, lr , ή κατακόρυφα (ή κεκλιμένα) ηλεκτρόδια, lv , που τα μήκη τους δίνονται από τις σχέσεις:  Οριζόντια ηλεκτρόδια(ταινία) μήκους: lr  l1  re ,  

Κατακόρυφα ηλεκτρόδια(ράβδοι γείωσης) μήκους lv   l1  re  / 2

S   l1  re  / 81 πλάκες γείωσης συνολικής επιφάνειας ανεξάρτητα με την τιμή αντίστασης που θα επιτευχθεί. Συνιστάται ο αριθµός των επιπρόσθετων ηλεκτροδίων να μην είναι μικρότερος από τον αριθμό των αγωγών καθόδου µε ελάχιστο πλήθος δύο. Τα επιπρόσθετα ηλεκτρόδια πρέπει να συνδεθούν με το περιμετρικό ηλεκτρόδιο γείωσης, στα σημεία όπου συνδέονται οι αγωγοί καθόδου και για όσο το δυνατό ισαπέχουσες αποστάσεις. Η γείωση τύπου Β, δίνει επίσης την δυνατότητα ισοδυναμικής σύνδεσης των αγωγών καθόδου στο επίπεδο της γης, δεδομένου ότι οι διάφοροι αγωγοί καθόδου παρουσιάζουν διαφορετικά δυναμικά, λόγω της άνισης κατανομής του κεραυνικού ρεύματος που οφείλεται στην ανομοιομορφία της ειδικής αγωγιμότητας του εδάφους. Τα διαφορετικά δυναμικά, συντελούν στην ροή ισοδύναμων ρευμάτων διαμέσου το περιμετρικού ηλεκτροδίου γείωσης, έτσι ώστε η μέγιστη μεταβολή δυναμικού να περιορίζεται, και όλα τα συστήματα εξίσωσης δυναμικού που είναι συνδεδεμένα με το ηλεκτρόδιο στα πλαίσια της υπό προστασία κατασκευής, να αποκτούν τελικώς το ίδιο δυναμικό. Όπου μεγάλος αριθμός ανθρώπων συγκεντρώνονται συχνά σε μια περιοχή δίπλα στην υπό προστασία κατασκευή, θα πρέπει να πραγματοποιηθεί ένας περαιτέρω έλεγχος. Περισσότερα περιμετρικά ηλεκτρόδια γείωσης θα πρέπει να εγκατασταθούν σε απόσταση περίπου 3m από τα πρώτα και τα επόμενα περιμετρικά ηλεκτρόδια γείωσης. Διαφορετικά, μπορεί η περιοχή αυτή να καλυφθεί με μια στρώση 50mm από άσφαλτο ή άλλο υλικό με χαμηλή αγωγιμότητα, έτσι ώστε να παρέχεται ικανοποιητική προστασία στους ανθρώπους που βρίσκονται σε τέτοια περιοχή. 2

4.3.2.1.Περιμετρική Γείωση Το ηλεκτρόδιο περιμετρικής γείωσης κατασκευάζεται από στρογγυλό αγωγό ή ταινία, η οποία τοποθετείται περιμετρικά του κτιρίου, μέσα στο έδαφος, σε απόσταση 1,0m από την εξωτερική επιφάνεια του και σε βάθος τουλάχιστον 0,5m εφόσον είναι δυνατόν, στηριζόμενη σε στηρίγματα-ορθοστάτες με την μεγαλύτερη της πλευρά κατακόρυφη, σχηματίζοντας κλειστό βρόχο, ο οποίος συνδέεται και με τον Κεντρικό Ισοδυναμικό Ζυγό στο εσωτερικό του κτιρίου. Οι αναμονές κατασκευάζονται από στρογγυλό αγωγό ή ταινία, συνδέονται μέσα στο έδαφος με τον περιμετρικό γειωτή με σφικτήρες διασταύρωσης, οδεύουν οριζόντια μέσα στο έδαφος μέχρι το κτίριο και: ή συνδέονται μέσα στο έδαφος με τους προστατευτικούς αγωγούς καθόδων (εφόσον έχουν ΕΡΓΑΣΙΑ ΥΨΗΛΩΝ ΤΑΣΕΩΝ 3 (ΟΜΑΔΑ 20) ΙΟΥΝΙΟΣ 2010

ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΚΟΙΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ

τοποθετηθεί τέτοιοι) ή βγαίνουν έξω από το έδαφος και συνδέονται με τους αγωγούς καθόδου με τους σφικτήρες ελέγχου γείωσης.

4.3.2.2.Θεμελιακή Γείωση Σύμφωνα με υπουργική απόφαση είναι το σύστημα που υποχρεωτικά κατασκευάζεται πλέον σε όλα τα νεοαναγειρόμενα κτίρια (ΦΕΚ 1222/05-09-2006). Το ηλεκτρόδιο της θεμελιακής γείωσης βρίσκεται θαμμένο στο έδαφος κάτω από τα θεμέλια του κτιρίου ή κατά προτίμηση μέσα στο σκυρόδεμα των θεμελίων κάθε νεοαναγειρόμενου κτιρίου και σχηματίζει κλειστό βρόχο.

Η θεμελιακή γείωση χρησιμοποιείται σαν γείωση (α)προστασίας, (β)λειτουργίας, (γ)ασθενών ρευμάτων, (δ)αντικεραυνικής προστασίας Πλεονεκτεί σε σχέση με άλλα συστήματα γείωσης γιατί εξασφαλίζει: (α) Χαμηλή αντίσταση γείωσης, (β) Σταθερή τιμή αντίστασης γείωσης, (γ) Μηχανική προστασία – αντοχή στο χρόνο και τη διάβρωση, (δ) Εξάλειψη βηματικών τάσεων, (ε) Εύκολες Ισοδυναμικές συνδέσεις, (ζ) Ευκολία εγκατάστασης Συστήματος Αντικεραυνικής Προστασίας, (η) Χαμηλό κόστος (για ίδια τιμή αντίστασης γείωσης) Συνήθως κατασκευάζεται από: (α) γειωτή ταινίας χαλύβδινης θερμά επιψευδαργυρωμένης 30x3,5 mm, (β)στρογγυλό αγωγό χαλύβδινο θερμά επιψευδαργυρωμένο Φ10mm, (γ)σφικτήρες διασταύρωσης και επιμήκυνσης ταινίας ή αγωγού (δ)σφικτήρες - στηρίγματα οπλισμού, (ε) ακροδέκτες γειώσεως, (ζ) Ισοδυναμικούς ζυγούς Εγκατάσταση: Το ηλεκτρόδιο της θεμελιακής γείωσης τοποθετείται στη φάση της κατασκευής του οπλισμού των θεμελίων μιας οικοδομής και πριν τη σκυροδέτηση. Συνήθως κατασκευάζεται από ταινία χαλύβδινη θερμά επιψευδαργυρωμένη 30x3,5mm η οποία τοποθετείται μέσα στα συνδετήρια δοκάρια των πεδίλων ή στα περιμετρικά τοιχία των θεμελίων των κτιρίων, και σχηματίζει κλειστό δακτύλιο. Όταν το κτίριο έχει μεγάλη περίμετρο (μια τουλάχιστον διάσταση μεγαλύτερη από 25m), συνιστάται να τοποθετείται και σε ενδιάμεσες θέσεις, πάντα μέσα στο σκυρόδεμα των θεμελίων, έτσι ώστε να σχηματίζει μικρότερους βρόχους, το πολύ 20x20m. Όταν η ταινία τοποθετείται σε οπλισμένο σκυρόδεμα, πρέπει να στηρίζεται κάθε δύο μέτρα στον οπλισμό των τοιχίων και πεδιλοδοκών με σφικτήρα οπλισμού κατά τέτοιο τρόπο ώστε η μεγαλύτερη πλευρά της να είναι κατακόρυφη και να καλύπτεται ΕΡΓΑΣΙΑ ΥΨΗΛΩΝ ΤΑΣΕΩΝ 3 (ΟΜΑΔΑ 20) ΙΟΥΝΙΟΣ 2010

ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΚΟΙΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ

από όλες τις πλευρές της από σκυρόδεμα πάχους τουλάχιστο 5cm. Όταν τοποθετείται σε άοπλο σκυρόδεμα, πρέπει να στηρίζεται σε στήριγμα ορθοστάτη που συγκρατεί την ταινία σε κατακόρυφη θέση. Τα στηρίγματαορθοστάτες πρέπει να τοποθετούνται έτσι που να εξασφαλίζεται ότι η ταινία θα καλύπτεται από όλες τις πλευρές της από σκυρόδεμα πάχους τουλάχιστο 5cm.Στις θέσεις που υπάρχουν αρμοί διαστολής, η ταινία πρέπει να βγαίνει από το μπετό προς το εσωτερικό του κτιρίου και από τις δύο πλευρές του αρμού. Τα δύο άκρα της ταινίας γεφυρώνονται μεταξύ τους με εύκαμπτο αγωγό ή ταινία ισοδύναμης διατομής.Οι αναμονές ή λήψεις κατασκευάζονται από στρογγυλό αγωγό, χαλύβδινο θερμά επιψευδαργυρωμένο Φ10mm ή ταινία. O αγωγός συνδέεται με την ταινία με σφικτήρες διασταύρωσης Ταινίας -αγωγού και οδεύει μέσα από επιλεγμένες κολώνες προς: • την οροφή αν πρόκειται να χρησιμοποιηθεί για αντικεραυνική προστασία •το χώρο σύνδεσης με το δίκτυο ηλεκτρικής παροχής (Κεντρικός Ισοδυναμικός Ζυγός) • οποιοδήποτε άλλο σημείο επιθυμούμε να αφήσουμε λήψεις για συμπληρωματικές ισοδυναμικές συνδέσεις (Συμπληρωματικοί Ισοδυναμικοί Ζυγοί), όπως φρεάτιο ασανσέρ, λεβητοστάσιο, σημείο εισόδου μεταλλικών δικτύων στο κτίριο (δίκτυο ύδρευσης, φυσικού αερίου, κλπ)

4.3.3. ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΓΕΙΩΣΕΩΝ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ

ΕΡΓΑΣΙΑ ΥΨΗΛΩΝ ΤΑΣΕΩΝ 3 (ΟΜΑΔΑ 20) ΙΟΥΝΙΟΣ 2010

ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΚΟΙΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ

Η παραδοχή θεμελιακής γείωσης κτιρίου θεωρείται ότι έχει σχεδιαστεί βάση ισχύοντων προτύπων και νομοθεσίας όπως αναλύεται στο 4.2.2. Η περιμετρική γείωση σχεδιάζεται σε βάθος 0.5μ με ταινία 30Χ3.5mm St/tZn. Στο παραπάνω δυσδιάστατο σχέδιο έχουν τοποθετηθεί σαν αναφορά οι αγωγοί καθόδου κτιρίου για να φαίνονται τα σημεία σύνδεσης με ΣΘΓ και οι ακίδες (ροζ κτιρίου-μαυρες υπαίθριων ΦΒ)

ΕΡΓΑΣΙΑ ΥΨΗΛΩΝ ΤΑΣΕΩΝ 3 (ΟΜΑΔΑ 20) ΙΟΥΝΙΟΣ 2010

ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΚΟΙΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ

5.ΕΣΩΤΕΡΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΗΣ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑΣ Το εσωτερικό ΣΑΠ πρέπει να αποκλείει την ανάπτυξη επικίνδυνων σπινθήρων στο εσωτερικό της προστατευόμενης κατασκευής λόγω της ροής του ρεύματος του κεραυνού μετά από κεραυνικό πλήγμα. Οι επικίνδυνοι σπινθήρες μπορούν να αποφευχθούν με: • ισοδυναμικές συνδέσεις(άμεσες ή έμμεσες) • ηλεκτρική μόνωση μεταξύ των τμημάτων

5.1.ΙΣΟΔΥΝΑΜΙΚΕΣ ΣΥΝΔΕΣΕΙΣ (EQUIPOTENTIAL BONDING) Ιδιαίτερη βαρύτητα πρέπει να δοθεί στην εξίσωση των δυναμικών όλων των μεταλλικών στοιχείων του χώρου, ώστε να αποφευχθούν τυχόν διαφορές δυναμικού μεταξύ τους, στο εσωτερικό του προστατευμένου χώρου. Οι ισοδυναμικές συνδέσεις πρέπει να προβλέπονται και να εγκαθίστανται στο επίπεδο των ορίων μεταξύ των ζωνών της αντικεραυνικής προστασίας για μεταλλικά μέρη και εγκαταστάσεις οι οποίες διασχίζουν τα όρια, καθώς και για μεταλλικά μέρη και εγκαταστάσεις, οι οποίες βρίσκονται στο εσωτερικό μιας ζώνης αντικεραυνικής προστασίας. Οι συνδέσεις γίνονται: • με αγωγούς σύνδεσης, όπου η ηλεκτρική συνέχεια δεν εξασφαλίζεται με φυσικές συνδέσεις • με περιοριστές υπέρτασης(SPD) όπου δεν επιτρέπεται άμεση γεφύρωση (έμμεσες συνδέσεις) (πχ. L/N-PE)

5.1.1. ΖΥΓΟΙ ΕΞΙΣΩΣΗΣ ΔΥΝΑΜΙΚΟΥ (EQUIPOTENTIAL BONDING BARS – EBBS) Οι ζυγοί εξίσωσης δυναμικού, συνδέουν μεταξύ τους, τόσο τα εσωτερικά και εξωτερικά αγώγιμα στοιχεία, όσο και τα συστήματα ηλεκτρικής ενέργειας και τηλεπικοινωνιών (για παράδειγμα, ηλεκτρονικούς υπολογιστές και συστήματα ασφαλείας), μέσω μικρών συνδετικών αγωγών και όπου κρίνεται απαραίτητο μέσω περιοριστών κρουστικής υπέρτασης(SPD). Πρέπει να τοποθετούνται σε τέτοιο σημείο ώστε να συνδέονται εύκολα, μέσω των συνδετικών αγωγών, με το σύστημα γείωσης , ή με τους περιμετρικούς αγωγούς. Ο ζυγός εξίσωσης δυναμικού, εγκαθίσταται κατά προτίμηση στην εσωτερική πλευρά ενός εξωτερικού τοίχου κοντά τόσο στο επίπεδο του εδάφους, όσο και στο κεντρικό πίνακα χαμηλής τάσης και συνδεμένος με το σύστημα γείωσης. Στην περίπτωση κατασκευής, με οπλισμένο σκυρόδεμα, τα χαλύβδινα θεμέλια, πρέπει να συνδεθούν με τον ζυγό εξίσωσης δυναμικού, εξασφαλίζοντας έτσι ισοδυναμική σύνδεση σε ολόκληρη την κατασκευή. Μεταλλικές εγκαταστάσεις, όπως, σωλήνες νερού, θέρμανσης, φυσικού αερίου, οδηγοί ανελκυστήρων κτλ, θα πρέπει να συνδέονται μεταξύ τους και με τον ζυγό

Ε ΡΓΑΣΙΑ ΥΨΗΛΩΝ ΤΑΣΕΩΝ 3 (ΟΜΑΔΑ 20) ΙΟΥΝΙΟΣ 2010

ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΚΟΙΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ

εξίσωσης δυναμικού, όπως ορίζεται πιο κάτω: • Σε απομονωμένο ΣΑΠ, οι ισοδυναμικές συνδέσεις πρέπει να γίνονται πάντα στην στάθμη του εδάφους. • Σε μη απομονωμένο ΣΑΠ, ισοδυναμικές συνδέσεις πρέπει να γίνονται στις ακόλουθες θέσεις: α) Στο υπόγειο ή περίπου στη στάθμη του εδάφους. Οι συνδετήριοι αγωγοί πρέπει να συνδέονται σε ένα ζυγό εξίσωσης δυναμικών ο οποίος να είναι κατασκευασμένος και εγκατεστημένος με τρόπο τέτοιο ώστε να είναι εύκολα προσβάσιμος για επιθεώρηση. Ο ζυγός αυτός πρέπει να συνδέεταιστο σύστηµα γείωσης. Σε μεγάλες κατασκευές ( μεγαλύτερες από 20 m μήκος) µπορούν να εγκατασταθούν περισσότεροι ζυγοί υπό την προϋπόθεση ότι είναι συνδεδεμένοι μεταξύ τους. β) Όπου δεν ικανοποιούνται οι απαιτήσεις μόνωσης και ειδικότερα στις περιπτώσεις: - κατασκευής οπλισμένου σκυροδέµατος µε ενδοσυνδεδεμένο οπλισµό, - κατασκευής µε μεταλλικό σκελετό - κατασκευής που προσφέρει ισοδύναμη προστασία η ισοδυναμική σύνδεση πρέπει να γίνεται µόνον στη στάθμη του εδάφους Η πραγματοποίηση ισοδυναμικών συνδέσεων στα σηµεία σύνδεσης των περιμετρικών δακτυλίων µε τους αγωγούς καθόδου εξασφαλίζει αποτελεσματικότερη προστασία. Αν παρεμβάλλονται μονωτικά τµήµατα στους αγωγούς αερίου και νερού µέσα στην κατασκευή που χρήζει προστασίας, αυτά πρέπει να γεφυρώνονται µε περιοριστές υπέρτασης (SPD) κατάλληλους για τις εκάστοτε συνθήκες λειτουργίας.

5.1.2. ΙΣΟΔΥΝΑΜΙΚΕΣ ΣΥΝΔΕΣΕΙΣ & ΚΡΟΥΣΤΙΚΑ ΡΕΥΜΑΤΑ Στο σχήμα βλέπουμε προσεγγιστικά τη ροή τμημάτων κεραυνικού ρευματος. Απ’ότι παρατηρούμε από το συλλεκτήριο σύστημα που λαμβάνει το 100%I του κρουστικού κεραυνικού ρεύματος (I) μετά από άμεσο πλήγμα το 50%Ι διοχετεύεται μεσω ΣΘΓ στη γη και το υπολοιπο 50%I μέσω ΚΙΣ θα διαρρεύσει στα εξωτερικά αγωγιμα τμήματα (π.χ. σωληνώσεις) και στο ηλεκτρικό δικτυο(περιπου 45%Ι) όπως επίσης στο τηλεπικοινωνιακό δίκτυο της εγκατάστασης (περίπου 5%I)

5.1.2.1. ΙΣΟΔΥΝΑΜΙΚΕΣ ΣΥΝΔΕΣΕΙΣ & ΚΡΟΥΣΤΙΚΑ ΡΕΥΜΑΤΑ ΓΙΑ ΕΞΩΤΕΡΙΚΑ ΑΓΩΓΙΜΑ ΤΜΗΜΑΤΑ Οι ισοδυναμικές συνδέσεις σε εξωτερικά αγώγιμα τμήματα, όπως σωληνώσεις, πρέπει να γίνεται όσο το δυνατόν πλησιέστερα στο σημείο είσοδο στην υπό προστασία κατασκευή. Οι αγωγοί σύνδεσης πρέπει να αντέχουν τµήµα του ρεύµατος του κεραυνού που ρέει διαμέσου αυτών, το οποίο υπολογίζεται πιο κάτω. Το κεραυνικό ρεύμα, όταν ρέει προς τη γη, μοιράζεται στο σύστηµα γείωσης, στα εξωτερικά αγώγιμα τµήµατα και στις εισερχόμενες παροχές που είναι συνδεδεμένες απευθείας ή µέσω SPD σε αυτό. Το τµήµα Ιf του κεραυνικού ρεύματος που ρέει αντίστοιχα σε κάθε εξωτερικό αγώγιμο τµήµα ή καλώδιο, υπολογίζεται από τον τύπο:

I f  ke I

Ε ΡΓΑΣΙΑ ΥΨΗΛΩΝ ΤΑΣΕΩΝ 3 (ΟΜΑΔΑ 20) ΙΟΥΝΙΟΣ 2010

ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΚΟΙΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ

όπου το ke εξαρτάται: -από το πλήθος των αγωγών -την ισοδύναμη αντίσταση γείωσής τους -την ισοδύναμη αντίσταση γείωσης του συστήµατος γείωσης. Το (100* ke) προσδιορίζει το ποσοστό (%) κερανικού ρεύματος που διαρρέει κάθε εξωτερικό αγώγιμο τμήμα και υπολογίζεται αναλύτικα όπως φαίνεται παρακάτω. Για υπόγεια εγκατάσταση ισχύει: k  e

Για επίγεια εγκατάσταση ισχύει: ke 

Z Z1  Z ( n1  n2

Z1 ) Z2

Z Z 2  Z (n2  n1

Z2 ) Z1

όπου : Z : ισοδύναμη αντίσταση γείωσης του συστήµατος γείωσης Ζ1: ισοδύναμη αντίσταση γείωσης των εξωτερικών υπόγειων τμημάτων ή καλωδίων Ζ2: ισοδύναμη αντίσταση γείωσης του συστήματος γείωσης που συνδέει το σύστημα γείωσης με τα υπέργεια τμήματα ή καλώδια. Εναλλακτικά, εάν δεν είναι γνωστή η Ζ2 μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε την Ζ1 n1: Συνολικός αριθµός των υπόγειων εξωτερικών τμημάτων ή καλωδίων n2 : Συνολικός αριθµός των υπέργειων εξωτερικών τμημάτων ή καλωδίων Ι : Ρεύµα κεραυνού αντίστοιχο µε την επιλεγείσα στάθμη προστασίας Στον πιο κάτω πίνακα φαίνονται οι τιμές των ισοδύναμων αντιστάσεων γείωσης,Z και Ζ1, ανάλογα με την ειδική αντίσταση του εδάφους.

Με χρήση του παρακάτω πίνακα μπορεί να γίνει προσεγγιστικός τρόπος υπολογισμού συντελεστή ke

Ke ρ, (Ω.m)

n=1 I

III&IV

n=2 I

III&IV

n=3 I

n=4

III&IV

100

0.33 0.33 0.33

0.25 0.25 0.25

0.20 0.20 0.20

0.17 0.17 0.17

200

0.32 0.32 0.32

0.24 0.24 0.24

0.19 0.19 0.19

0.16 0.16 0.16

500

0.38 0.38 0.38

0.28 0.28 0.28

0.22 0.22 0.22

0.18 0.18 0.18

1000

0.31 0.41 0.48

0.24 0.29 0.32

0.19 0.22 0.24

0.16 0.18 0.20

2000

0.26 0.35 0.59

0.21 0.26 0.37

0.17 0.21 0.27

0.15 0.17 0.21

3000

0.22 0.30 0.63

0.18 0.23 0.39

0.15 0.19 0.28

0.13 0.16 0.22

Ε ΡΓΑΣΙΑ ΥΨΗΛΩΝ ΤΑΣΕΩΝ 3 (ΟΜΑΔΑ 20) ΙΟΥΝΙΟΣ 2010

ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΚΟΙΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ

Επίσης, σύμφωνα με την IEC 61312-1:1995, το τηλεφωνικό δίκτυο πρέπει να συνδέεται ισοδυναμικά στον ζυγό εξίσωσης δυναμικών και για τον καθορισμό των ισοδυναμικών συνδέσεων πρέπει να λαμβάνεται υπόψη ότι τα τηλεφωνικά καλώδια διαρρέονται από ρεύμα περίπου 5% του ρεύματος του κεραυνού.

IT  0.05 I Το τμήμα του ρεύματος του κεραυνού που παροχετεύεται στη γη μέσω του συστήματος γείωσης της κατοικίας υπολογίζεται από τι σχέση:

I gnd  I  nI f όπου (n*If) το κεραυνικο ρεύμα που διαρρέει συνολικά όλα τα εξωτερικά αγωγιμα τμήματα Σε περίπτωση που στις εισερχόμενες παροχές στην κατασκευή χρησιμοποιούνται καλώδια χωρίς θωράκιση ή δεν οδεύουν σε μεταλλικούς σωλήνες το τμήμα του ρεύματος που θα διαρρεύσει κάθε αγωγό του δικτύου(για m συνολικό αριθμό αγωγών) υπολογίζεται προσεγγιστικά μέσω της εξίσωσης:

I 'f 

If m

5.1.2.2 ΙΣΟΔΥΝΑΜΙΚΕΣ ΣΥΝΔΕΣΕΙΣ Κ ΕΛΑΧΙΣΤΕΣ ΔΙΑΤΟΜΕΣ ΓΙΑ

ΘΩΡΑΚΙΣΜΕΝΕΣ ΚΑΛΩΔΙΩΣΕΙΣ

Ισοδυναμικές συνδέσεις για ηλεκτρικές και τηλεπικοινωνιακές εγκαταστάσεις πρέπει να γίνονται όσο το δυνατόν πιο κοντά στο σηµείο εισόδου στην κατασκευή που χρήζει προστασίας. Εάν τα καλώδια είναι θωρακισμένα ή οδεύουν µέσα σε μεταλλικό περίβλημα, συνίσταται επιπλέον ισοδυναμική σύνδεση θωράκισης άμεση k έμμεση(με σπινθηριστή) στα άκρα της όπως φαίνεται στο διπλανό σχήμα

Ελάχιστη διατομή ηλεκτρικής θωράκισης καλωδίων Η ροή του κεραυνικού ρεύματος μέσω της ηλεκτρικής θωράκισης ενός καλωδίου, μπορεί να προκαλέσει υπερτάσεις μεταξύ των ενεργών αγωγών και αυτής , οι οποίες με την σειρά τους πιθανόν να γίνουν αιτία δημιουργίας επικίνδυνων σπινθήρων. Οι υπερτάσεις αυτές εξαρτώνται από το υλικό και τις διαστάσεις της ηλεκτρικής θωράκισης, καθώς και το μήκος και την θέση του καλωδίου. Η ελάχιστη διατομή, Scmin , της ηλεκτρικής θωράκισης , για την αποφυγή επικίνδυνων σπινθήρων , υπολογίζεται από τον πιο κάτω τύπο:

Scmin 

I f c Lc 106 Uc

(mm2 )

όπου: Ιf : είναι το ρεύμα που διαρρέει την ηλεκτρική θωράκιση, σε kA ρc : είναι η ειδική αντίσταση της ηλεκτρικής θωράκισης σε Ωm Lc : είναι το μήκος του καλωδίου σε m Uc: κρουστική τάση διάσπασης καλωδίου σε kV

Ε ΡΓΑΣΙΑ ΥΨΗΛΩΝ ΤΑΣΕΩΝ 3 (ΟΜΑΔΑ 20) ΙΟΥΝΙΟΣ 2010

ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΚΟΙΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ

Οι οριακές τιμές του ρεύματος είναι: -για καλώδιο με θωράκιση

I f  8Sc

-για καλώδιο χωρίς θωράκιση

I f  8n`S c `

όπου: Ιf: είναι το ρεύμα της ηλεκτρικής θωράκισης σε kA n`: είναι ο αριθμός των αγωγών 2 Sc: είναι η διατομή της ηλεκτρικής θωράκισης σε mm 2 Sc’: είναι η διατομή του κάθε αγωγού σε mm

5.1.3 ΖΩΝΕΣ ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΗΣ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑΣ –ΖΑΠ (LIGHTNING PROTECTION ZONES-LPZ) Σύμφωνα με τη θεωρία των Ζωνών Προστασίας (ΖΠ) και της ηλεκτρομαγνητικής συμβατότητας, ο υπό προστασία χώρος πρέπει να διαιρεθεί σε ζώνες. Ζώνη ορίζεται ένας κλειστός χώρος εντός του κτίσματος, στον οποίο τυχόν κύματα υπερτάσεων δεν μπορούν να διέλθουν ή διέρχονται εξασθενημένα. Οι ζώνες καθορίζονται βάσει της αντοχής των οποιονδήποτε ηλεκτρικών – ηλεκτρονικών συσκευών σε δημιουργημένες – παραμένουσες τάσεις βάσει του IEC 664-1.

Ε ΡΓΑΣΙΑ ΥΨΗΛΩΝ ΤΑΣΕΩΝ 3 (ΟΜΑΔΑ 20) ΙΟΥΝΙΟΣ 2010

ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΚΟΙΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ

Ο διαχωρισμός του προστατευμένου χώρου σε ζώνες προστασίας έχει ως εξής: - ΖΑΠ 0Α : Αποτελεί τον εξωτερικό χώρο, όπου υπάρχει ο κίνδυνος άμεσων πληγμάτων κεραυνού, και όλα τα αντικείμενα τα οποία βρίσκονται σ’ αυτόν ενδέχεται να κεραυνοβοληθούν άμεσα (καλώδια ΔΕΗ και ΟΤΕ, εξωτερικό σύστημα απαγωγής, κεραίες, ιστοί κεραιών, συστήματα κλιματισμών, κ.ά.). Το Η/Μ πεδίο δεν έχει υποστεί καμιά εξασθένιση. - ΖΑΠ 0Β : Στο χώρο αυτό τα αντικείμενα δεν κινδυνεύουν από άμεσα χτυπήματα κεραυνού, ενώ το Η/Μ πεδίο δεν έχει υποστεί εξασθένιση (όλα τα αντικείμενα τα οποία βρίσκονται υπό την προστασία του εξωτερικού κλωβού). - ΖΑΠ 1 : Οι προστατευμένες συσκευές στο χώρο αυτό δεν υπόκεινται σε άμεσα πλήγματα κεραυνών. Το Η/Μ πεδίο έχει υποστεί μερική εξασθένιση, ανάλογα με τα μέτρα θωράκισης τα οποία έχουν ληφθεί. Στα διαχωριστικά όρια μεταξύ των ΖΑΠ 0Α ή 0Β – 1, όλα τα εισερχόμενα καλώδια (αγωγοί ισχυρών και ασθενών ρευμάτων) πρέπει να συνδεθούν στο ζυγό ισοδυναμικής σύνδεσης (ΖΙΣ) μέσω σπινθηριστών ή βαρύστορ (έμμεση σύνδεση), οι δε μεταλλικοί σωλήνες άμεσα στο ζυγό ισοδυναμικής σύνδεσης (ΖΙΣ). Οι διατάξεις προστασίας οι οποίες είναι τοποθετημένες ανάμεσα στις ζώνες 0Α-1, πρέπει να αντέχουν σε κρουστικά ρεύματα της τάξης των δεκάδων kA κυματομορφής 10/350 μsec, δηλαδή άμεσα χτυπήματα κεραυνού χωρίς να καταστρέφονται, ενώ οι διατάξεις προστασίας οι οποίες είναι τοποθετημένες ανάμεσα στις ζώνες 0Β-1, πρέπει να αντέχουν σε κρουστικά ρεύματα της τάξης των δεκάδων kA κυματομορφής 8/20 μsec, δηλαδή έμμεσα πλήγματα κεραυνού. Τα ρεύματα αυτά υπάρχει το ενδεχόμενο να εισέλθουν στον υπό προστασία χώρο μέσω των παροχών ΔΕΗ, ΟΤΕ, είτε καλωδίων τα οποία εισέρχονται από τον εξωτερικό χώρο. Παρόλα τα ανωτέρω μέτρα προστασίας, ένα μικρό μέρος του κρουστικού ρεύματος είναι δυνατό να διεισδύσει στο χώρου τον οποίο αντιπροσωπεύει η ΖΑΠ 1. Επειδή το επίπεδο της παραμένουσας τάσης ενδέχεται να είναι καταστροφικό για τον ευαίσθητο ηλεκτρονικό εξοπλισμό, ορίζονται επιπλέον ΖΑΠ εντός της ΖΑΠ 1. - ΖΑΠ 2 : Οι προστατευμένες συσκευές στο χώρο αυτό, δεν υπόκεινται σε άμεσα πλήγματα κεραυνών, το δε Η/Μ πεδίο παρουσιάζεται ακόμη πιο πολύ εξασθενημένο σε σχέση με την ΖΑΠ 1. Στα διαχωριστικά όρια μεταξύ των ΖΑΠ 1 – 2, όλα τα εισερχόμενα καλώδια (αγωγοί ισχυρών και ασθενών ρευμάτων) πρέπει να συνδεθούν στο ζυγό ισοδυναμικής σύνδεσης (ΖΙΣ) μέσω βαρύστορ ή διόδων Zener (έμμεση σύνδεση), οι δε μεταλλικοί σωλήνες άμεσα στο ζυγό ισοδυναμικής σύνδεσης (ΖΙΣ). Οι διατάξεις προστασίας επιβάλλεται να αντέχουν σε κρουστικά ρεύματα της τάξης των δεκάδων kA κυματομορφής 8/20 μsec, δηλαδή έμμεσα πλήγματα κεραυνού, υπερτάσεις ή/και παραμένουσες τάσεις. Η παραμένουσα τάση πρέπει να ελαττώνεται σε επίπεδο μερικών εκατοντάδων Volts (ισχυρά ρεύματα), έως και κοντά στην ονομαστική τάση λειτουργίας των υπό προστασία συσκευών (ασθενή ρεύματα). Για την σωστή υλοποίηση των Ζωνών προστασίας απαιτείται ο σχηματισμός γειωμένου κλωβού προστασίας, ο οποίος για να είναι αποτελεσματικός πρέπει να ληφθεί υπόψη στη φάση του σχεδιασμού του κτιρίου. Η υλοποίηση του μέτρου αυτού απαιτεί συχνό έλεγχο κατά τη φάση της κατασκευής, ώστε να διασφαλιστεί η ηλεκτρική συνέχεια, αλλά και αργότερα στον τρόπο τοποθέτησης και γείωσης των υπό προστασία ηλεκτρικών/ηλεκτρονικών συσκευών και οδεύσεων των καλωδίων τους, τα οποία βρίσκονται εντός της κάθε ζώνης. Αφού, λοιπόν, υλοποιηθούν οι ζώνες, τότε πρέπει να γειωθούν όλες οι θωρακίσεις τους. Οι γειώσεις αυτές πρέπει να καταλήγουν στο εξωτερικό σύστημα γείωσης το οποίο αποτελείται από περιμετρικό αγωγό με ηλεκτρόδια ή από τις αναμονές της θεμελιακής γείωσης. Όλοι οι επιμέρους ζυγοί ισοδυναμικής σύνδεσης ΖΙΣ (EBB) επιβάλλεται να συνδέονται μεταξύ τους σε ένα κεντρικό ζυγό(MEBB), όπου θα καταλήγει στην θεμελιακή γείωση.

Ε ΡΓΑΣΙΑ ΥΨΗΛΩΝ ΤΑΣΕΩΝ 3 (ΟΜΑΔΑ 20) ΙΟΥΝΙΟΣ 2010

ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΚΟΙΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ

5.1.4.Α ΠΑΓΩΓΟΙ ΚΡΟΥΣΤΙΚΩΝ ΥΠΕΡΤΑΣΕΩΝ (SPD S) Οι απαγωγοί κρουστικών υπερτάσεων είναι διατάξεις προστασίας, οι οποίες έχουν ως σκοπό, την μείωση των επαγόμενων κρουστικών τάσεων στις ηλεκτρικές και ηλεκτρονικές συσκευές οι οποίες εμπεριέχονται στην εκάστοτε υπό προστασία εγκατάσταση.

5.1.4.1. ΤΥΠΟΠΟΙΗΣΗ SPD S (IEC 61643-1) Η τυποποίηση των διατάξεων απαγωγής για τα ισχυρά ρεύματα έχει ως εξής: - Τύπος 1(Τ1) ή απαγωγείς κρουστικών ρευμάτων (lightning current arrester) . Τοποθετούνται ανάμεσα στις ζώνες 0Α-1 ή 0Α–2 παράλληλα από τις φάσεις και τον ουδέτερο έναντι γείωσης. Πρέπει να απάγουν κρουστικά ρεύματα αρκετών δεκάδων kA κυματομορφής 10/350 μsec έχοντας τάση ενεργοποίησης μικρότερη ή ίση των 6 kV κυματομορφής 1,2/50 μsec. - Τύπος 2(Τ2) ή απαγωγείς κρουστικών υπερτάσεων. Τοποθετούνται ανάμεσα στις ζώνες 0Β-1 ή 0Β–2 παράλληλα από τις φάσεις και τον ουδέτερο έναντι γείωσης. Πρέπει να απάγουν κρουστικά ρεύματα αρκετών δεκάδων kA κυματομορφής 8/20 μsec και να αφήνουν παραμένουσα τάση το πολύ 2,5 kV. - Τύπος 3(Τ3) ή απαγωγείς κρουστικών υπερτάσεων. Τοποθετούνται ανάμεσα στις ζώνες 1 - 2 παράλληλα με την φάση και τον ουδέτερο έναντι γείωσης. Πρέπει να απάγουν κρουστικά ρεύματα λίγων δεκάδων kA κυματομορφής 8/20 μsec(10kA, 20kV για combination wave 1.2/50-8/20μsec) και να αφήνουν παραμένουσα τάση το πολύ 1,5 kV. Η τυποποίηση των διατάξεων απαγωγής για τα ασθενή ρεύματα έχει ως εξής: -Τύπος 1(Τ1 ασθ. ρευματων) ή απαγωγείς κρουστικών ρευμάτων. Τοποθετούνται ανάμεσα στις ζώνες 0Α-1 ή 0Α–2 σε σειρά με την γραμμή και απάγουν στην γείωση. Πρέπει, τουλάχιστον, να απάγουν κρουστικά κεραυνικά ρεύματα 5kA κυματομορφής 10/350 μsec. - Τύπος 2(Τ2 ασθ. ρευματων) ή απαγωγείς κρουστικών υπερτάσεων. Τοποθετούνται ανάμεσα στις ζώνες 0Β-1 ή 0Β–2 σε σειρά με τη δισύρματη γραμμή και απάγουν στην γείωση. Πρέπει να απάγουν κρουστικά ρεύματα 10kA κυματομορφής 8/20 μsec.

5.1.4.2. ΣΤΟΙΧΕΙΑ

ΕΚΤΡΟΠΕΩΝ ΥΠΕΡΤΑΣΗΣ

Υπάρχουν τέσσερα βασικά στοιχεία εκτροπέων υπέρτασης χαμηλής τάσης και ανάλογα με τη κυκλωματική χρήση/συμπεριφορά τους χωρίζονται σε αυτά που περιορίζουν την υπέρταση(Voltage limiting) και αυτά που την αποκόπτουν(Voltage switching): a)Στοιχεία αποκοπής τάσης(Voltage switching): - Σπινθηριστές αερίων (GDT): Τα στοιχεία GDT περιλαμβάνουν δυο μεταλλικά ηλεκτρόδια τοποθετημένα μέσα σε κεραμικό σωλήνα ο οποίος περιέχει αέριο ή μείγμα αερίων. Έχουν στιβαρή κατασκευή, χαμηλό κόστος και έχουν υψηλή αντοχή σε κεραυνικά ρεύματα μεγάλης έντασης(1,5-20 kA). Οι σπινθηριστές αερίων δεν άγουν κατά το μέτωπο της υπέρτασης στα άκρα τους, έτσι, ο χρόνος απόκρισής τους στην υπέρταση είναι σχετικά μεγάλος.

Ε ΡΓΑΣΙΑ ΥΨΗΛΩΝ ΤΑΣΕΩΝ 3 (ΟΜΑΔΑ 20) ΙΟΥΝΙΟΣ 2010

ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΚΟΙΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ

Συνδέονται με MOV (και για να προφυλάξουν τα MOV) και χρησιμοποιουνται σε SPDs τηλεπικοινωνιακών δικτύων. Παρουσιάζουν, τρία βασικά μειονεκτήματα τα οποία καθιστούν τα στοιχεία αυτά ακατάλληλα για την προστασία κρίσιμου και ευαίσθητου ηλεκτρονικού εξοπλισμού: 1. Αργή απόκριση στα κρουστικά ρεύματα. Η τάση ενεργοποίησής τους εξαρτάται από το ρυθμό ανόδου της υπέρτασης με αποτέλεσμα σε πολλές περιπτώσεις η τάση στα άκρα του, πριν την ενεργοποίηση του GDT, να υπερβαίνει την τάση αντοχής του εξοπλισμού που προστατεύουν προκαλώντας κατά συνέπεια την καταστροφή του. 2. Σε μερικές περιπτώσεις η κατάσταση αγωγιμότητας διατηρείται για σχετικά μεγάλο χρονικό διάστημα μετά την έλευση του κρουστικού παλμού (follow current). Το φαινόμενο αυτό προκαλεί παροδική διακοπή της τροφοδοσίας του εξοπλισμού με αποτέλεσμα την δυσλειτουργία ή την διακοπή λειτουργίας του εξοπλισμού με όλα τα αρνητικά αποτελέσματα που μια τέτοια κατάσταση επιφέρει στις σύγχρονες βιομηχανικές μονάδες. 3. Η ηλεκτρική εκκένωση που δημιουργείται μεταξύ των ηλεκτροδίων στο εσωτερικό του GDT είναι ένα βίαιο φαινόμενο το οποίο παράγει ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές στον παρακείμενο εξοπλισμό, προκαλώντας δυσλειτουργία του. - Θυρίστορ περιορισμού υπέρτασης (TSS):Έχουν αργή απόκριση στην υπέρταση αλλά είναι μεγάλης ισχύος. Αποτελούν στοιχεία διατάξεων προστασίας έναντι υπερτάσεων σε κυκλώματα χαμηλής τάσης που συνδυάζουν την αποκοπή και τον περιορισμό της υπέρτασης σε κυκλώματα χαμηλής τάσης. -Air gaps, isolating spark gaps: Χρησιμοποιούνται για να αποκόπτουν υψηλά κεραυνικά ρεύματα (10-50kA) και υπερτάσεις μεγάλης διάρκειας (Utov). b)Στοιχέια περιορισμού τάσης(Voltage limiting): - Δίοδοι περιορισμού υπέρτασης, Silicone Avalanche Diode (SAD): είναι ημιαγωγικές διατάξεις οι οποίες έχουν χαρακτηριστικά και χρησιμοποιούνται ανάλογα με τα GDTs. Τα στοιχεία SAD έχουν ιδιαίτερα γρήγορα απόκριση στα κρουστικά ρεύματα, εμφανίζουν σχετικά χαμηλή παραμένουσα τάση, όμως χαρακτηρίζονται από χαμηλή αντοχή σε ρεύματα μεγάλης έντασης. Η προσπάθεια λύσης του προβλήματος αυτού με την παραλληλία πολλών στοιχείων SAD για την αύξηση του μέγιστου ρεύματος που μπορούν να δεχθούν έχει αποδειχθεί στην πράξη αναποτελεσματική λόγω της αδυναμίας ισοκατανομής του ρεύματος στα παράλληλα στοιχεία SAD. Άλλοι ημιαγωγοί πέρα του SAD που χρησιμοποιούνται είναι punch-through diode,zener diode, foldback diode. - Διατάξεις MOV (Metal Oxide Varistors): Τα στοιχεία βαρίστορ MOV αποτελούνται από μη γραμμικές αντιστάσεις, εμφανίζουν εξαιρετική αντοχή σε ρεύματα μεγάλης έντασης, έχουν γρήγορη απόκριση και παρουσιάζουν χαμηλή τιμή παραμένουσας τάσης. Για τους λόγους αυτούς τα βαρίστορ έχουν κυριαρχήσει και θεωρούνται ως η ποιο αποτελεσματική τεχνολογία για την προστασία εξοπλισμού από τις υπερτάσεις. Υπάρχουν δύο τύποι διατάξεων SPD που χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία και βασίζονται στη χρήση MOV: οι διατάξεις που χρησιμοποιούν παράλληλα συνδεδεμένα βαρίστορ και οι διατάξεις που χρησιμοποιούν ένα μόνο βαρίστορ. Τα SPD παράλληλων MOV διατίθενται στο εμπόριο κυρίως για την προστασία από κρουστικά ρεύματα μεγάλης έντασης. Τα στοιχεία αυτά έχουν μικρή διάμετρο, συνήθως μικρότερη από 20mm και περιβάλλονται από ρητίνη για την στεγανοποίηση από την υγρασία, η οποία ρητίνη περιορίζει την απόδοση του βαρίστορ και μειώνει τη διάρκεια ζωής του. Για να αυξήσουν την μέγιστη αντοχή σε κρουστικά ρεύματα, οι κατασκευαστές χρησιμοποιούν παράλληλα συνδεδεμένα βαρίστορ. Η τεχνολογία αυτή χρησιμοποιείται από την συντριπτική πλειοψηφία των κατασκευαστών SPD. Οι διαφορές των διατάξεων παραλλήλων MOV από διαφορετικούς κατασκευαστές είναι το μέγεθος και ο αριθμός των παράλληλων βαρίστορ. Η εφαρμογή των SPD παραλλήλων MOV στην βιομηχανία έχει αναδείξει τα σοβαρά προβλήματα των διατάξεων αυτών όσο αφορά τόσο το επίπεδο προστασίας που προσφέρουν, όσο και την ασφάλεια που παρέχουν στον εξοπλισμό. Ο δεύτερος τύπος SPD τεχνολογίας βαρίσορ χρησιμοποιεί ένα μόνο MOV (single-MOV) μεγάλης διαμέτρου (μέχρι και 80mm) και κατασκευασμένο από υλικό υψηλων προδιαγραφών, ειδικό για να αντέχει μεγάλα και επαναλαμβανόμενα κρουστικά πλήγματα τα οποία συχνά εμφανίζονται στην τροφοδοσία των εγκαταστάσεων. Η επικάλυψη με ρητίνη αντικαταστάθηκε με ένα στιβαρό περίβλημα αλουμινίου το οποίο λειτουργεί ταυτόχρονα ως ψύκτρα για το βαρίστορ.

Ε ΡΓΑΣΙΑ ΥΨΗΛΩΝ ΤΑΣΕΩΝ 3 (ΟΜΑΔΑ 20) ΙΟΥΝΙΟΣ 2010

ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΚΟΙΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ

Παρακάτω φαίνεται συγκεντρωτικός πίνακας για στοιχεία, τύπους κ χρήση SPDs κ συγκρισή τους

5.1.4.3. ΤΡΟΠΟΙ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΤΩΝ SPD Οι διατάξεις SPD συνδέονται μεταξύ των αγωγών φάσεων, του ουδετέρου και της γης σύμφωνα με τους παρακάτω τρόπους: - Προστασία Φάσης-Ουδετέρου (Line to Neutral, L-N): Όταν ένα στοιχείο SPD τοποθετείται μεταξύ του αγωγού τροφοδοσίας και του ουδετέρου αγωγού, προστατεύει από υπερτάσεις που οφείλονται κυρίως σε σφάλματα του δικτύου ηλεκτρικής παροχής. - Προστασία Φάσης –Γης (Line to Ground, L-G): Προστασία από κεραυνικά και κρουστικά ρεύματα μεταξύ των φάσεων και της γης. - Προστασία Ουδετέρου-Γης (Neutral to Ground, N-G): Προστασία από κεραυνικά και κρουστικά ρεύματα μεταξύ του ουδετέρου και της γης. Στη γενική περίπτωση για πλήρη προστασία μιας τριφασικής παροχής(κ από υπερτάσεις δικτύου), απαιτούνται 7 στοιχεία προστασίας: 3 στοιχεία μεταξύ φάσεων και γης, 1 στοιχείο μεταξύ ουδετέρου και γης και 3 στοιχεία μεταξύ φάσεων και ουδετέρου.

Ε ΡΓΑΣΙΑ ΥΨΗΛΩΝ ΤΑΣΕΩΝ 3 (ΟΜΑΔΑ 20) ΙΟΥΝΙΟΣ 2010

ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΚΟΙΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ

5.1.4.4. ΚΡΙΤΗΡΙΑ ΕΠΙΛΟΓΗΣ ΑΠΑΓΩΓΩΝ ΚΡΟΥΣΤΙΚΩΝ ΥΠΕΡΤΑΣΕΩΝ Οι απαγωγοί κρουστικών υπερτάσεων επιλέγονται, λαμβάνοντας υπόψη, τα ηλεκτρικά χαρακτηριστικά και τις ιδιαιτερότητες του συστήματος στο οποίο τοποθετούνται. Πιο αναλυτικά οι παράμετροι που διαδραματίζουν ρόλο στην επιλογή τους είναι οι εξής: -Χαρακτηριστικά δικτύου : Για να εξασφαλιστεί η συμβατότητα με το δίκτυο είναι αναγκαία η γνώση των τριών επόμενων παραμέτρων. Η Ονομαστική τάση λειτουργίας (Voltage rating, UN, ή Continuous operating voltage, UC) καθορίζεται με βάση την ονομαστική τάση της ηλεκτρικής γραμμής. Η μέγιστη τάση λειτουργίας σύμφωνα με τις προδιαγραφές κυμαίνεται περίπου στο +15% της ονομαστικής τιμής. Για τα Ελληνικά δεδομένα, όπως και για ολόκληρη την Ευρώπη, σύμφωνα με οδηγία της Ευρωπαϊκής Ένωσης, η ονομαστική τάση λειτουργίας για όλα τα δίκτυα χαμηλής τάσης είναι 230/400V. Για τα ασθενή ρεύματα (π.χ. σήματα data) ονομαστική τάση είναι η θετική ή αρνητική τιμή κορυφής του σήματος (Voltage peak value, Upk). Το Ονομαστικό ρεύμα λειτουργίας, (Continuous operating current, IC), ενδιαφέρει μόνο στην περίπτωση κατά την οποία ο απαγωγός συνδέεται σε σειρά με το δίκτυο. Τέλος, ανάλογα με τη Συχνότητα λειτουργίας, f, του δικτύου, επιλέγεται και ο απαγωγός ο οποίος λειτουργεί στην αντίστοιχη συχνότητα. -Τάση εκφόρτισης ή Παραμένουσα τάση (Residual voltage, Ures) : είναι η τάση η οποία αναπτύσσεται στα άκρα του απαγωγού κρουστικών υπερτάσεων κατά τη διάρκεια της διέλευσης του ονομαστικού ρεύματος εκφόρτισης, το οποίο ορίζεται παρακάτω. Η μέγιστη παραμένουσα τάση (Voltage limiting) είναι αυτή η οποία αντιστοιχεί στο μέγιστο ρεύμα εκφόρτισης το οποίο μπορεί να αντέξει ο συγκεκριμένος απαγωγός. Στην περίπτωση απαγωγού τύπου σπινθηριστή η παραμένουσα τάση ισούται με την τάση διάσπασης (Sparkover voltage), την τάση δηλαδή στην οποία έχουμε έναρξη του σπινθήρα. Όπως γίνεται σαφές, όσο μικρότερη είναι η τάση προστασίας ενός απαγωγού τόσο το καλύτερο, και τόσο πιο ευαίσθητες συσκευές μπορεί να προστατεύσει. -Τάση προστασίας (Voltage Protection Level, UP) : η συγκεκριμένη παράμετρος χαρακτηρίζει τη συμπεριφορά του απαγωγού και πρέπει να είναι μεγαλύτερη από τη μέγιστη παραμένουσα τάση ή την τάση διάσπασης. Η χρησιμότητα της παραμέτρου αυτής είναι ίσως η σημαντικότερη όλων, καθώς μεγαλύτερη τάση προστασίας από αυτή την οποία αντέχει η υπό προστασία συσκευή, θα οδηγήσει σε ανεπαρκή προστασία της και ενδεχόμενη καταστροφή της. -Μέγιστο ρεύμα εκφόρτισης (Maximum discharge current, Imax ή Maximum impulse current, Iimp) : είναι το μεγαλύτερο ρεύμα εκφόρτισης το οποίο διέρχεται μέσα από το αλεξικέραυνο δικτύου τουλάχιστον για μία φορά, χωρίς αυτό να καταστραφεί. Με βάση αυτή τη μεταβλητή εξασφαλίζεται η βιωσιμότητα του απαγωγού. Το μέγιστο ρεύμα εκφόρτισης εξαρτάται σε μεγάλοβαθμό από τη μορφή κρούσης του κύματος. Όταν λέμε μορφή κρούσης (Impulse wave shape) εννοούμε το πηλίκο του χρόνου στον οποίο φτάνει το ρεύμα στη μέγιστη τιμή του, προς το χρόνο στον οποίο ελαττώνεται στο μισό της μέγιστης τιμής. Ο λόγος για τον οποίο χρησιμοποιείται είναι το γεγονός ότι κάθε κρουστικό κύμα έχει απρόβλεπτη μορφή κρούσης και συνεπώς τα μεγέθη δεν είναι συγκρίσιμα. Εισάγοντας αυτή την παράμετρο είμαστε πιο ακριβής στον καθορισμό του Imax της αντικεραυνικής συσκευής. Για παράδειγμα, ένας απαγωγός στον οποίο εφαρμόζεται κρούση μορφής 8/20μs έχει ικανότητα Imax=5kA. Στον ίδιο απαγωγό αν εφαρμοστεί κρούση μορφής 4/10μs για παράδειγμα, έχει ικανότητα Imax=65kA. Η μορφή κρούσης καθορίζεται από τα Διεθνή πρότυπα IEC σε 8/20μs, ενώ σε ειδικές περιπτώσεις για τη μέτρηση του Imax φτάνει και σε διάρκεια τα 10ms (IEC 61643–1). -Ονομαστικό ρεύμα εκφόρτισης (Nominal discharge current, In) : Έτσι ονομάζεται το ρεύμα το οποίο μπορεί να αντιμετωπιστεί από τον απαγωγό για τουλάχιστον είκοσι φορές, χωρίς αυτός να παρουσιάσει δυσλειτουργία. Όταν για παράδειγμα λέμε ότι ο συγκεκριμένος απαγωγός έχει Imax=40kA και In=15kA, ρεύματος 8/20μs, εννοούμε ότι μπορεί να ανταπεξέλθει χωρίς να καταστραφεί σε ρεύμα 40kA τουλάχιστον μία φορά και σε ρεύμα 15kA τουλάχιστον για είκοσι φορές, πάντα μορφής 8/20μs.

Ε ΡΓΑΣΙΑ ΥΨΗΛΩΝ ΤΑΣΕΩΝ 3 (ΟΜΑΔΑ 20) ΙΟΥΝΙΟΣ 2010

ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΚΟΙΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ

-Υπέρταση μεγάλης διάρκειας του ηλεκτρικού πεδίου διανομής, UTOV : Μία σημαντική παράμετρος η οποία πρέπει να συνεκτιμάτε κατά την επιλογή του απαγωγού, κυρίως στα ενεργειακά συστήματα, είναι οι υπερτάσεις του συστήματος μακράς διάρκειας UTOV, με χρονική διάρκεια 0,05<t<10s. Οι τάσεις αυτές λόγω της διάρκειάς τους δεν έχουν κρουστική μορφή και ο απαγωγός υπερτάσεων, αν λειτουργήσει για να τις μειώσει υπάρχει μεγάλη πιθανότητα να καταστραφεί, καθώς καταπονείται για μεγάλη χρονική διάρκεια από το ρεύμα του συστήματος που ρέει μέσα σε αυτόν. Στατιστικά, έχει αποδειχθεί ότι σε απομονωμένα δίκτυα η καταστροφή των απαγωγών κρουστικών υπερτάσεων από αυτό το αίτιο, είναι συνηθέστερη από ότι η καταστροφή τους από ένα κεραυνικό ρεύμα. Το Διεθνές πρότυπο IEC της σειράς 60364 συνιστά στις εταιρείες διανομής ηλεκτρικής ενέργειας να κατασκευάζουν δίκτυα στα οποία οι υπερτάσεις μεγάλης διάρκειας να μην υπερβαίνουν την τιμή 1,5xUN+750V για χρόνο 0,05<t<5s, και την τιμή 1,5xUN Volt για χρόνο 5<t<10s. Η επιλογή του κατάλληλου απαγωγού κρουστικών υπερτάσεων θα πρέπει να γίνεται με το κριτήριο να λειτουργεί σε τάσεις μεγαλύτερες της UTOV, όπως αυτή ορίζεται από το IEC 60364. Αν και αναφέρθηκε, δηλαδή, ότι όσο μικρότερη είναι η τάση προστασίας τόσο το καλύτερο, οι ελάχιστες τιμές της UP περιορίζονται από την UTOV. -Χρόνος απόκρισης (Time Response, tR) : είναι ο χρόνος που απαιτείται εως ότου να ενεργοποιηθεί η λειτουργία του απαγωγού. Αποτελεί βασική παράμετρο, καθώς πρέπει να λειτουργήσει πριν περάσει το κύμα και κάνει τη ζημιά και πρέπει να είναι μικρότερος των 25nsec (25x10-9). Αυτός είναι και ο λόγος που οι σταθεροποιητές τάσης (UPS) δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν για αντικεραυνική προστασία, καθώς ο χρόνος απόκρισής τους είναι συγκριτικά πολύ μεγαλύτερος (της τάξης των msec, 10-3). Αντιθέτως, κινδυνεύουν και οι ίδιοι από τα κρουστικά κύματα και χρειάζονται προστασία. Υπάρχουν και άλλες μεταβλητές οι οποίες διαδραματίζουν ρόλο στην επιλογή του κατάλληλου απαγωγού, όπως η ισχύς λειτουργίας, η θερμοκρασία λειτουργίας, το μέγιστο υψόμετρο λειτουργίας κ.ά. των οποίων ο ρόλος είναι σημαντικός μεν, αλλά ταυτοχρόνως και σύνθετος δε.

5.1.4.4. ΣΥΝΤΟΝΙΣΜΟΣ ΤΩΝ ΕΚΤΡΟΠΕΩΝ ΥΠΕΡΤΑΣΗΣ Στην περίπτωση που μία διάταξη προστασίας έναντι υπερτάσεων συνδυάζει πολλούς διαφορετικούς εκτροπείς υπέρτασης είτε στην περίπτωση σύνδεσης πολλών εκτροπέων υπέρτασης σε διαφορετικά σημεία της εγκατάστασης είναι απαραίτητος ο συντονισμός της παρεχόμενης προστασίας μεταξύ των εκτροπέων υπέρτασης. Στην περίπτωση που θα συνδέσουμε συνδυασμό ενός σπινθηριστή αερίου και μιας διάταξης MOV εγκατεστημένης στη μεριά του εξοπλισμού, ο σπινθηριστής αερίου θα απορροφήσει την περισσότερη ενέργεια που συνοδεύει την υπέρταση ενώ η διάταξη MOV θα περιορίσει την τιμή της σε αποδεκτά επίπεδα. Ωστόσο, εάν απλώς παραλληλίζονταν οι δύο εκτροπείς, η διάταξη MOV με τη γρήγορη απόκριση μπορεί να μην επέτρεπε την έναυση του σπινθηριστή. Ο συντονισμός μεταξύ των διαφορετικών εκτροπέων υπέρτασης εξασφαλίζεται είτε μέσω της φυσικής αυτεπαγωγής των καλωδίων της μεταξύ τους σύνδεσης (μήκος καλωδίων > 15 m) είτε παρεμβάλλοντας μεταξύ τους ένα πηνίο ασφαλείας. Εκεί όπου απαιτείται συντονισμός πολλών εκτροπέων υπέρτασης συνδεδεμένων σε διαφορετικά σημεία της εγκατάστασης και χρησιμοποιούνται διατάξεις MOV, αυτός μπορεί να εξασφαλιστεί μέσω της χαρακτηριστικής τάσης-ρεύματος των διατάξεων. Έτσι αν τοποθετηθούν στην αρχή σε σχέση με την είσοδο της παροχής ηλεκτρικής ενέργειας οι διατάξεις με τη μεγαλύτερη ικανότητα απορρόφησης, σε περίπτωση εισερχόμενης υπέρτασης στην εγκατάσταση θα διοχετεύουν το περισσότερο ρεύμα ασφαλώς προς τη γη, ενώ οι διατάξεις που ακολουθούν θα καταπονηθούν λιγότερο περιορίζοντας τελικά την υπέρταση σε κάθε σημείο της εγκατάστασης σε αποδεκτά χαμηλή τιμή. Πρακτικά χρήση των επιπλέον SPDs γίνεται εφόσον δεν έχουμε φτάσει την επιθυμητή τάση προστασίας Up ή αν υπάρχει μεγάλη απόσταση (>10m) μεταξύ SPD και προστατευόμενου εξοπλισμού και τότε απαιτείται εξέταση ενεργειακού συντονισμού τους. Σήμερα διατίθενται στο εμπόριο εκτροπείς υπερτασής συνδυαστικής προστασίας που λειτουργούν σαν απαγωγείς κρουστικών ρευμάτων και κρουστικών υπερτάσεων (combined SPD Lightning and surge arrester), όπως επίσης «συντονισμένοι» απαγωγείς κρουστικών ρευμάτων (coordinated SPD Τ1) που Ε ΡΓΑΣΙΑ ΥΨΗΛΩΝ ΤΑΣΕΩΝ 3 (ΟΜΑΔΑ 20) ΙΟΥΝΙΟΣ 2010

ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΚΟΙΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ

επιτρέπουν απευθείας σύνδεση απαγωγέα υπέρτασης SPD T2 μιας συγκεκριμένης σειράς SPDs του ιδιου κατασκευαστή. Παραδείγματα συντονισμού SPDs από δυο κατασκευαστές(DEHN,ABB) δίνονται στις παρακάτω εικόνες.

Ε ΡΓΑΣΙΑ ΥΨΗΛΩΝ ΤΑΣΕΩΝ 3 (ΟΜΑΔΑ 20) ΙΟΥΝΙΟΣ 2010

ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΚΟΙΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ

5.1.5. ΕΣΩΤΕΡΙΚΟ ΣΑΠ ΣΕ ΦΒ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΙΣ Στο παρακάτω σχήμα βλέπουμε μια διάταξη προστασίας κτιρικών ΦΒ. Τα ΦΒ όταν έχουμε εξωτερική ΣΑΠ ανήκουν στην ΖΑΠ 0β και έχουν προστασία άμεσου πλήγματος μέσω «εξωτερικού κλωβού» που διαμορφώνεται μετά από σχεδίαση εξ.ΣΑΠ. Επειδή πρόκειται για μη απομονωμένο ΣΑΠ η εξασφάλιση προστασίας υπερπηδήσεων (partial lightning) επιβάλει την ισοδυναμική σύνδεση ΦΒ με συλλεκτήριο σύστημα, ενώ γίνεται και άμεση γείωση(ΙΤ) των πλαισίων στον ΚΙΣ(additional earthing). Αν πάρουμε υπόψη ότι ο σχεδιασμός εξ.ΣΑΠ παρέχει μια πολυ πιθανή αλλά οχι 100% σίγουρη προστασία (δλδ υπάρχει μικρή πιθανότητα να έχουμε κ άμεσο πλήγμα στα ΦΒ) και ότι έχουμε ενδεχόμενη ροή σημαντικού τμήματος κεραυνικού κρουστικού ρεύματος με παρεμβολή ΦΒ (ακίδαΦΒαγωγός καθόδου) συνίσταται χρήση SPD T1 και στην DC πλευρά inverter(INV) και όχι SPD T2 όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα. Η μεγάλη έκταση της ΦΒ εγκατάστασης συνηγορεί επίσης στη χρήση SPD T1 για ΦΒ

SPDs για προστασία ΦΒ σε μη απομονωμένο ΣΑΠ(cenelec) Σε περίπτωση που η καλωδιωση ΦΒINV είναι μεγαλύτερη των 10m υπάρχει κίνδυνος ανακλάσεων κεραυνικού ρεύματος και συνίσται χρήση επιπλέον SPD Τ1 στην DC πλευρά και από την πλευρά του ΦΒ.

Ε ΡΓΑΣΙΑ ΥΨΗΛΩΝ ΤΑΣΕΩΝ 3 (ΟΜΑΔΑ 20) ΙΟΥΝΙΟΣ 2010

ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΚΟΙΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ

Στον πίνακα φαίνονται αναμενόμενα κρουστικά κεραυνικά ρεύματα στη DC πλευρά ΦΒ εγκατάστασης βάση στάθμης προστασίας και τρόπου γειώσεων.

Στο παραπάνω σχήμα φαίνονται συνιστώμενες διατομές καλωδιώσεων (χαλκού) ισοδυναμικών συνδέσεων για μη απομονωμένο ΣΑΠ σε κτιριακή ΦΒ εγκατάσταση βάση HD 60364-5-54 και EN 62305-3

Συνδέσεις SPDs στην AC πλευρά ΦΒ εγκατάστασης

Ε ΡΓΑΣΙΑ ΥΨΗΛΩΝ ΤΑΣΕΩΝ 3 (ΟΜΑΔΑ 20) ΙΟΥΝΙΟΣ 2010

ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΚΟΙΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ

Αναμενόμενα κρουστικά κεραυνικά ρεύματα SPDs στην AC πλευρά(cenelec)

Τύποι συνδέσεων SPDs σε φασεις-ουδετερο CT1 -“4 circuit”,CT2 - ”3+1 circuit” σε ΤΝ-S(cenelec)

Ε ΡΓΑΣΙΑ ΥΨΗΛΩΝ ΤΑΣΕΩΝ 3 (ΟΜΑΔΑ 20) ΙΟΥΝΙΟΣ 2010

ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΚΟΙΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ

5.1.6. ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΙΣΟΔΥΝΑΜΙΚΩΝ ΣΥΝΔΕΣΕΩΝ ΕΚΤΙΜΗΣΕΙΣ ΚΡΟΥΣΤΙΚΩΝ ΡΕΥΜΑΤΩΝ ΛΟΓΩ ΠΛΗΓΜΑΤΟΣ Η εκτίμηση κρουστικών ρευμάτων(Iimp) που διοχετεύονται σε τμήματα εγκατάστασης εφόσον έχουμε κεραυνικό πλήγμα στην εξ.ΣΑΠ(εντός σχεδίου) γίνεται για να έχουμε μια αναφορά στον τρόπο προστασίας εκάστοτε τμήματος ή/και επιλογή SPD με αντοχή στα αντίστοιχα Iimp. Στην περίπτωση μας έχουμε: Κρουστικό ρεύμα που διαρρέει εξωτερικά αγώγιμα τμήματα LPL III (Ι=100kA) ακολουθώντας προσεγγιστικό τρόπο υπολογισμού Κe, παραδοχή για εδαφος ρ=200Ωm και εξωτερικά αγώγιμα τμήματα τις παροχές ηλεκτρισμού, ύδρευσης, ΦΑ (n=3)

I f  ke I  0.19 100  19kA Κρουστικό ρεύμα που διοχετεύεται στη γη μέσω συστήματος γείωσης

I e  I  nI f  100  3 19  43kA Aν δεν έχουμε θωράκιση καλωδιώσεων kρουστικό ρεύμα που διοχετεύται σε κάθε αγωγό αν έχουμε κατα παραδοχή ΤΝ-S(m=5) σύστημα για 3Φ (υπαίθρια εγκατασταση) και για 1Φ(κτιριο) δίκτυο

I 'f 

If m



I 19 19  3.8kA / ph(3 ph), I ''f  f   6.3kA(1 ph) 5 m 3

*(υπάρχει περίπτωση να διοχετευθεί μεγαλύτερο κρουστικό ρευμα στην καλωδιώσεις μέσω πλήγματος σε γειτονικό οικόπεδο)

Προσεγγιστικό κρουστικό ρεύμα στο τηλεφωνικό δίκτυο

IT  5%I  0.05 100  5kA Κρουστικό ρεύμα στην DC πλευρά της ΦΒ εγκατάστασης(L-PE) (από π.Cenelec βλ. 5.1.5)

I PV ,dcimp  12.5kA Κρουστικό ρεύμα στην AC πλευρά της ΦΒ εγκατάστασης (με παραδοχή οτι έχουμε TN-S, n=3 γιατί κάθε inverter βγάζει μια μόνο φάση) και με συνδέσεις SPDs σε φάσεις,ουδέτερο με αγωγό προστασίας κατα τύπο 1(CT1/L,N-PE) (από π.Cenelec βλ. 5.1.5)

I PV ,acimp  16.7kA

ΕΛΑΧΙΣΤΕΣ ΔΙΑΤΟΜΕΣ ΘΩΡΑΚΙΣΕΩΝ ΚΑΛΩΔΙΩΣΕΩΝ ΓΙΑ ΑΠΟΦΥΓΗ ΣΠΙΝΘΗΡΩΝ ΜΕΤΑΞΥ ΚΑΛΩΔΙΩΝ Ελάχιστη διατομή θωράκισης για ηλεκτρική παροχή(230V/50Hz) * με παραδοχή ότι έχουμε Cu αγωγούς

Scmin 

I f c Lc 106 Uc

(mm2 ) 

19  17.241109   6 106 15

 0.131mm2

* βάση παραδοχής που μπήκε και στο RAPAL έχουμε εναέριες(overhead) γραμμές στα 6μ

Ε ΡΓΑΣΙΑ ΥΨΗΛΩΝ ΤΑΣΕΩΝ 3 (ΟΜΑΔΑ 20) ΙΟΥΝΙΟΣ 2010

ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΚΟΙΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ

ΙΣΟΔΥΝΑΜΙΚΕΣ ΣΥΝΔΕΣΕΙΣ

ΙΣΟΔΥΝΑΜΙΚΕΣ ΣΥΝΔΕΣΕΙΣ ΑΜΕΣΕΣ

ΕΜΜΕΣΕΣ

ΘΕΡΜΑΝΣΗ

ΚΕΡΑΙΕΣ,ΑΣΑΝΣΕΡ

ΦΒ πλαίσια

ΠΑΡΟΧΗ ΗΛ.

ΠΑΡΟΧΗ ΤΗΛ

INVERTER

SPD T1

SPD T1(ασθ.ρευμ.)

(SPD T1 )x2

ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΣΥΣΚ.

ΤΗΛΕΦΩΝΑ

φάσεις ΦΒ(L>10m)

SPD T2

SPD T2(ασθ.ρευμ.)*

SPD T1

ΑΠΟΧΕΤΕΥΣΗ

ΦΑ,ΝΕΡΟ(ΜΕ SG)

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΕΣ ΣΥΣ. SPD T3*

*όπου κρίνεται απαραίτητο Οι ισοδυναμικοί ζυγοί τοποθετούνται στον 3Φ πίνακα και τον 1Φ πίνακα. Στις παροχές(ΔΕΗ,ΟΤΕ) μπορεί να διοχετευθεί κεραυνικό ρεύμα λόγω άμεσου πλήγματος εντός σχεδίου ΣΑΠ ή σε γειτονικό σημείο στη γραμμή μεταφοράς ή σε διπλανό οικόπεδο χωρίς ΣΑΠ και γι’αυτό απαιτείται χρήση απαγωγέα υψηλών κρουστικών ρευμάτων SPD T1 (lightning current arrester). Μια διατάξη απαγωγέα κρουστικών ρευμάτων SPD Τ1 γιa κεντρικούς πίνακες μεταξύ μπαίνει στα όρια ΖΑΠ 0Α/0β-1 και μια διάταξη απαγωγέα υπερτασης SPD T2(surge arrester) σε υποπίνακες διανομής (όρια ΖΑΠ 1-2) στο κτίριο και για περαιτέρω μείωση υπερτάσεων μπορεί να έχουμε SPD T3 σε ηλεκτρονικό εξοπλισμό όπου κρίνεται απαραίτητο. Αντίστοιχα στο δίκτυο τηλεφώνου στην κεντρική παροχή θα συνδεθεί SPD T1(ασθ. ρευμάτων)(ΖΑΠ 0α/0β-1) και όπου κρίνεται απαραίτητο

Ε ΡΓΑΣΙΑ ΥΨΗΛΩΝ ΤΑΣΕΩΝ 3 (ΟΜΑΔΑ 20) ΙΟΥΝΙΟΣ 2010

ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΚΟΙΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ

SPD T2(ασθ. ρευμάτων) Στις παροχές ύδρευσης,ΦΑ (σωληνώσεις) ενδεικνεται χρήση spark gap(SG) πριν τη σύνδεση στον ΚΙΣ ενώ αποχέτευση,θερμανση,οδηγοί ανελκυστήρα,κεραίες συνδέονται απευθείας στον ΚΙΣ. Οι ΦΒ εγκαταστάσεις ανήκουν στην ζώνη προστασίας 0β και συνίσταται  άμεση ισοδυναμική σύνδεση όλων των ΦΒ πλαισίων μεταξύ τους, με το σύστημα συλλεκτήριων αγωγών, με το σύστημα γείωσης και επιπλέον γείωση(additional earthing) με σύνδεση στον ισοδυναμικό ζυγό του 1Φ πίνακα των κτιριακών Φβ και στο ισοδυναμικό ζυγό του 3Φ πίνακα των υπαιθριων ΦΒ  Έμμεση ισοδυναμική σύνδεση(με SPDs) φάσεων,ουδέτερου (L,N-PE) σε AC και DC πλευρά των inverters με SPDs Τ1(κλάσης Ι). Σε περίπτωσεις οπου καλωδιώσεις από AC(inverter->πίνακας ΔΕΗ) ή DC πλευρά (κιβώτια καλωδιώσεων, junction box->inverter) ξεπερνούν τα 10m σε μήκος απαιτείται ίδιας κλάσης προστασίας SPD Τ1 και στην άλλη πλευρά (junction box/πίνακα). 2

Στα παρακάτω σχέδια φαίνεται που γίνονται ισοδυναμικες συνδέσεις (με αγωγούς Cu 50mm για κτιριακή και St/tZn 30X3.5mm στην υπαίθρια ΦΒ εγκατάσταση) καθώς και σε ποιες συστοιχίες ή κιβώτια παραλληλισμού χρειάζονται επιπλέον SPD T1(σημειώνονται με κόκκινα βέλη). Για την παραδοχή της αρχιτεκτονικής ΦΒ εγκατάστασης θεωρούμε ότι έχουμε INVERTER με MPP(Maximum Power Point)-trackers για να μπορέσουμε να στείλουμε γραμμές σ’αυτούς από PV strings/arrays με διαφορετικό αριθμό πλαισίων(=γραμμές διαφορετικών ρευμάτων). Έχει ληφθεί υπόψη στο σχεδιασμό ότι INVERTER με MPP-trackers υποστηρίζουν μέχρι το πολύ 3 γραμμές διαφορετικών ρευμάτων. Ο κάθε INVERTER μας δίνει μια φάση AC και γι’αυτό οι τρεις INVERTER υπαίθριας ΦΒ εγκαταστασης συνδέονται στον 3Φ πίνακα και οι δύο INVERTER κτιριακής ΦΒ εγκαταστασης στον 1Φ πίνακα. Η αρχιτεκτονικη της ΦΒ εγκατάστασης φαίνεται κ στα παρακάτω σχήματα

Ε ΡΓΑΣΙΑ ΥΨΗΛΩΝ ΤΑΣΕΩΝ 3 (ΟΜΑΔΑ 20) ΙΟΥΝΙΟΣ 2010

ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΚΟΙΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ

Ε ΡΓΑΣΙΑ ΥΨΗΛΩΝ ΤΑΣΕΩΝ 3 (ΟΜΑΔΑ 20) ΙΟΥΝΙΟΣ 2010

ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΚΟΙΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ

Παρακάτω φαίνοται επιλογές SPD και αναλυτικά χαρακτηριστικά παρατίθενται στο κεφάλαιο 6.2. Επιλέχθηκαν SPDs από εναν κατασκευαστή για λόγους καλύτερου συντονισμού μεταξύ τους. Οι συνδέσεις των SPDs που απαιτούνται για την ηλεκτρική εγκατάσταση όπως αναφέρθηκαν στο 5.1.4.3 για αντικεραυνική προστασία είναι L,N-PE αλλά συνίσταται και συνδεση μεταξύ των φάσεων για προστασία από υπερτάσεις του ηλεκτρικού δικτύου

ΦΒ για για L>10m και inverters: DEHNlimit PV 1000 (Combined Lightning Current arrester+surge arrester SPD T1) 3Φ παροχή: DEHNbloc® - DB 1 255 H (Lightning Current arrester SPD T1) 1Φ Κεντρικός πίνακας διανομής κτιρίου: DEHNbloc® M - DB M 1 255 FM(Coordinated* SPD T1) *δυνατότητα απευθείας σύνδεσης(χωρίς απόσταση 5μ για συντονισμό) SPDT2 σειράς RED LINE της DEHN 1Φ υποπίνακες διανομής κτιρίου: DEHNguard® modular with integrated backup fuse - DG M TN CI 275 (SPD T2) *για αποστάσεις μεγαλύτερες των 30μ συνίσταται χρήση και άλλου DG M TN CI 275 (SPD T2) Hλεκτρονικά συστήματα (όπου απαιτείται): NSM Protector - NSM PRO TW (SPD T3) Παροχή τηλεφώνου: BLITZDUCTOR® XTU - BXTU ML2 BD S 0-180 (SPD T1 ασθενών ρευμάτων) Τηλεφωνικές γραμμές(όπου απαιτείται): DSM - DSM TC 2 SK (SPD T2 ασθενών ρευμάτων) Σωληνώσεις ΦΑ,ύδρευσης: Isolating Spark Gap – TFS ΦΒ

3Φ (ΔΕΗ)

1Φ (ΔΕΗ)

1Φ υποπ.

ηλεκτρ.Σ

Παρ. ΟΤΕ

ΤΗΛ

Κ.Υπερτασεων

III

ΙΙΙ

II ή Ι

Up(230/400V)*

4kv

2.5kV

1.5-2.5kV

1.5kV

DLM PV 1000 (T1)

4kv

Up(230/400V)

DB 1 255 H (T1) DB M 1 255FM (T1) DG M TN CI 275 (T2) NSM PRO TW (T3) BXTU ML2 BD S 0-180 DSM TC 2 SK

4kv 2.5kV

Iimp(10/350) In(8/20) 50kA

100kA

50kA

1.5kV

12.5kA 1.5kV

5kA <0.25kV

9kA <0.25kV

20kA 20kA

*προσεγγιστικές τιμές τάσεων προστασίας τμημάτων εγκατάστασης σε σχέση με κατ.υπερτάσεων βάση παρακάτω πίνακα(από ΑΒΒ)

Σημείωση: Στην επιλογή των SPD η τάση προστασίας Up που επιλέχθηκε είναι η οριακή (ίση με εκτιμώμενη διηλεκτρική αντοχή συσκευής). Γενικά συνίσταται η Up (SPD)>Up(συσκευής) γιατί ο SPD πρεπει να προστατεύει από τάσεις που είναι ίσες με την [ Up(συσκευής) + U (πτωσης τάσης καλωδιώσεων, Ldi/dt)]

Ε ΡΓΑΣΙΑ ΥΨΗΛΩΝ ΤΑΣΕΩΝ 3 (ΟΜΑΔΑ 20) ΙΟΥΝΙΟΣ 2010

ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΚΟΙΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ

ΙΣΟΔΥΝΑΜΙΚΕΣ ΣΥΝΔΕΣΕΙΣ ΣΕ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ Οι δύο βασικές διατάξεις ισοδυναμικών συνδέσεων σε ηλεκτρονικά συστήματα είναι η ακτινική και η διάταξη ισοδυναμικών συνδέσεων τύπου πλέγματος. Σύμφωνα με την ακτινική διάταξη, όλα τα μεταλλικά στοιχεία συνδέονται μέσω συνδετήριων αγωγών ακτινικά, ανεξάρτητα μεταξύ τους, σε ένα μόνο σημείο. Στο σημείο αυτό, σημείο αναφοράς γείωσης, γίνεται η σύνδεση με το σύστημα γείωσης της κατασκευής. Τα καλώδια τροφοδοσίας και μεταφοράς σημάτων πρέπει να οδεύουν παράλληλα για την αποφυγή ενώ στο σημείο αναφοράς γείωσης συνδέονται, εάν απαιτούνται, οι εκτροπείς υπερτάσεων. Η ακτινική διάταξη ισοδυναμικών συνδέσεων χρησιμοποιείται σε σχετικά μικρά, συγκεντρωμένα ηλεκτρονικά συστήματα όπου όλες οι παροχές εισέρχονται στο σύστημα από ένα μόνο σημείο. Το ένα και μόνο σημείο σύνδεσης των σημείων του συστήματος μεταξύ τους εξασφαλίζει την αποφυγή βρόχων καθώς και των ρευμάτων επιστροφής μέσω της κοινής γης. Στη διάταξη ισοδυναμικών συνδέσεων τύπου πλέγματος τα μεταλλικά στοιχεία του συστήματος συνδέονται μεταξύ τους μέσω ισοδυναμικών συνδέσεων και επιπλέον σε πολλά σημεία με το σύστημα γείωσης της κατασκευής. Η διάταξη αυτή χρησιμοποιείται γενικότερα σε σχετικά μεγάλα ηλεκτρονικά συστήματα όπου πολλά καλώδια τροφοδοσίας και μεταφοράς σημάτων οδεύουν μεταξύ των στοιχείων του συστήματος και οι παροχές εισέρχονται στο σύστημα από πολλά σημεία. Το πυκνό πλέγμα των ισοδυναμικών συνδέσεων περιορίζει το μαγνητικό πεδίο στην περιοχή εγκατάστασης. Στην δική μας περίπτωση επιλέγουμε την ακτινική διάταξη, διότι θεωρούμε ότι οι εισερχόμενες παροχές εισέρχονται στην κατασκευή μας από ένα μόνο σημείο, και επιπλέον κάνουμε την παραδοχή ότι όλα τα ηλεκτρονικά συστήματα είναι συγκεντρωμένα. Σε πολύπλοκα ηλεκτρονικά συστήματα οι δύο διατάξεις ισοδυναμικών συνδέσεων μπορούν να συνδυαστούν προκειμένου να εκμεταλλευτούμε τα πλεονεκτήματα τους. Τέλος, οι ηλεκτρομαγνητικές επιδράσεις του κεραυνού εξαρτώνται από το σύστημα γείωσης, τις ισοδυναμικές συνδέσεις, τα μέσα θωράκισης καθώς και τον τρόπο όδευσης και εγκατάστασης των μεταλλικών δικτύων και των καλωδίων. Οι ηλεκτρομαγνητικές επιδράσεις περιορίζονται σημαντικά μέσω της θωράκισης της εγκατάστασης εξωτερικά ή τμηματικά στο εσωτερικό της. Εξωτερική θωράκιση αποτελεί το συλλεκτήριο σύστημα με τις ισοδυναμικές συνδέσεις με ΦΒ εγκατάσταση ενώ εσωτερική μπορεί να γίνει σε δωμάτιο στο εσωτερικό της, που περιέχει ευαίσθητα ηλεκτρονικά συστήματα, μέσω αγώγιμου πυκνού πλέγματος, τοποθετημένου στο ασβεστοκονίαμα του δωματίου, που συνδέεται ισοδυναμικά με την υπόλοιπη εγκατάσταση μέσω ζυγού εξίσωσης δυναμικών. Η παράλληλη όδευση των γραμμών παροχών για την αποφυγή βρόχων καθώς και η χρησιμοποίηση καλωδίων με θωράκιση ή επιπρόσθετα η όδευση τους εντός μεταλλικών σωλήνων περιορίζουν σημαντικά τις ηλεκτρομαγνητικές επιδράσεις του ρεύματος του κεραυνού.

Ε ΡΓΑΣΙΑ ΥΨΗΛΩΝ ΤΑΣΕΩΝ 3 (ΟΜΑΔΑ 20) ΙΟΥΝΙΟΣ 2010

ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΚΟΙΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ

5.2.Η ΛΕΚΤΡΙΚΗ ΑΠΟΜΟΝΩΣΗ ΤΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΗΣ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑΣ Στην περίπτωση πλήγματος κεραυνού στο ΣΑΠ μιας κατασκευής υπάρχει πάντα ο κίνδυνος δευτερογενών υπερπηδήσεων μεταξύ της εξωτερικής ΕΑΠ και της ίδιας της κατασκευής στην περίπτωση μονωμένης εξωτερικής ή μεταξύ της εξωτερικής ΕΑΠ και γειτνιαζόντων μεταλλικών εγκαταστάσεων (εσωτερικών ή εξωτερικών) καθώς και ηλεκτρικών εγκαταστάσεων (εσωτερικών ή εισερχόμενων) της κατασκευής. Το πιο σημαντικό μέσο προστασίας έναντι δευτερογενών υπερπηδήσεων πέραν της μόνωσης είναι οι ισοδυναμικές συνδέσεις. Στις περιπτώσεις που αυτές πρακτικά δεν είναι δυνατό να υλοποιηθούν, πρέπει να τηρείται η ελάχιστη διαχωριστική απόσταση “s”, μεταξύ των αγωγών της εξωτερικής ΕΑΠ, μονωμένης ή μη, και των γειτνιαζόντων αγώγιμων τμημάτων της κατασκευής ή των εσωτερικών εγκαταστάσεών της.

s  ki

kc L ( m) km

όπου -ki εξαρτάται από τη επιλεχθείσα στάθμη προστασίας σύμφωνα με τον πίνακα: Τιμές συντελεστή ki για το καθορισμό της απαιτούμενης διαχωριστικής απόστασης μεταξύ της εξωτερικής ΕΑΠ και άλλων εγκαταστάσεων της κατασκευής. Στάθμη Προστασίας ki I 0.1 II 0.075 III και IV 0.05 Αφού στην περίπτωση μας επιλέξαμε την στάθμη προστασίας Ι τότε είναι ki = 0.05 - kc είναι ο συντελεστής που προσδιορίζει την κατανομή του κεραυνικού ρεύματος στους αγωγούς καθόδου και εξαρτάται από το συνολικό αριθμό n και τη θέση των αγωγών καθόδου και των δακτυλίων σύνδεσης, από τον τύπο του συλλεκτηρίου συστήµατος και από τον τύπο του συστήµατος γείωσης όπως φαίνεται στον παρακάτω πίνακα:

Ε ΡΓΑΣΙΑ ΥΨΗΛΩΝ ΤΑΣΕΩΝ 3 (ΟΜΑΔΑ 20) ΙΟΥΝΙΟΣ 2010

ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΚΟΙΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ

- km εξαρτάται από το διαχωριστικό μέσο που παρεμβάλλεται μεταξύ των εγκαταστάσεων που ελέγχεται η γειτνίασή τους, λαμβάνει τιμή 1 εάν πρόκειται για αέρα και 0.5 εάν πρόκειται για στέρεο υλικό - L (m) το μήκος του αγωγού καθόδου από το σημείο που ελέγχεται η γειτνίαση μέχρι το πλησιέστερο σημείο ισοδυναμικής σύνδεσης. Στην περίπτωση που δομικά στοιχεία της κατασκευής, όπως ο ενδοσυνδεδεμένος χαλύβδινος οπλισμός ή ο μεταλλικός σκελετός, χρησιμοποιούνται ως φυσικοί αγωγοί καθόδου ως μήκος L θεωρείται η απόσταση από το σημείο γειτνίασης μέχρι το σημείο σύνδεσης στο φυσικό αγωγό καθόδου. Εάν η ροή του ρεύματος είναι διαφορετική κατά μήκος του αγωγού, λόγω τα διαφορετικής κατανομής του ρεύματος, τότε πρέπει να ληφθεί υπόψη με την πιο κάτω σχέση: n

s  ki   kcn  Ln (m) 1

Ε ΡΓΑΣΙΑ ΥΨΗΛΩΝ ΤΑΣΕΩΝ 3 (ΟΜΑΔΑ 20) ΙΟΥΝΙΟΣ 2010

ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΚΟΙΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ

Στην περίπτωση ελέγχου της γειτνίασης εντός του εδάφους μεταξύ των ηλεκτροδίων γείωσης και των γειτνιαζόντων αγώγιμων τμημάτων της κατασκευής ή των εσωτερικών εγκαταστάσεών της που δεν συνδέονται ισοδυναμικά στο ΣΑΠ, η απόσταση ασφαλείας υπολογίζεται από τη σχέση 0.4 0.5 0.5 D  1.15*ρ ki kc όπου ρ η μέση τιμή της ειδικής αντίστασης του εδάφους και ki , kc συντελεστές όπως προηγούμενα.

Οι αποστάσεις ασφαλείας s,D πρέπει να εφαρμόζονται ανάλογα και για τον καθορισμό της απαιτούμενης απόστασης ασφαλείας κατά τη προσέγγιση ανθρώπων στην εξωτερική ΕΑΠ μιας κατασκευής με κυρτές προεξέχουσες δοκούς. Στην περίπτωση αυτή η διαχωριστική απόσταση πρέπει να είναι τουλάχιστον (2.5+D) όπου η απόσταση ασφαλείας D προκύπτει από τις παραπάνω εξισώσεις και η τιμή 2.5m αντιστοιχεί στο ύψος από την άκρη του ανυψωμένου χεριού ενός ανθρώπου μέχρι το έδαφος. Η αύξηση του αριθμού των αγωγών καθόδου και η μόνωση της επιφάνειας του εδάφους σε συνδυασμό με τον έλεγχο του ηλεκτρικού πεδίου, μέσω κατάλληλου συστήματος γείωσης, στην περιοχή προσέγγισης αποτελούν μέσα εξασφάλισης της ασφαλούς απόστασης προσέγγισης στην εξωτερική ΕΑΠ. Η παραπάνω ανάλυση εφαρμόζεται και στον καθορισμό του τρόπου όδευσης των αγωγών της εξωτερικής ΕΑΠ στην επιφάνεια της κατασκευής που χρήζει προστασίας. Η όδευση τους πρέπει να είναι όσο το δυνατόν ευθεία. Πρέπει, ακόμη, να αποφεύγεται ο σχηματισμός βρόχων διότι μπορεί να αναπτυχθούν επικίνδυνες επαγωγικές υπερτάσεις. Ουσιαστικά ο κίνδυνος δευτερογενών υπερπηδήσεων μεταξύ της εξωτερικής ΕΑΠ και γειτνιαζόντων μεταλλικών εγκαταστάσεων (εσωτερικών ή εξωτερικών) καθώς και ηλεκτρικών εγκαταστάσεων (εσωτερικών ή εισερχόμενων) της κατασκευής που μας ενδιαφέρει στην δικιά μας περίπτωση αναφέρεται στον κίνδυνο δευτερογενών υπερπηδήσεων στις πόρτες, παράθυρα, προστατευτικά κιγκλιδώματα κ.τ.λ. Θεωρούμε όμως πως η κατασκευή μας δεν έχει παράθυρα, πόρτες ή άλλα μεταλλικά μέρη που να απέχουν μικρή απόσταση από την εξωτερική ΕΑΠ ώστε να ικανοποιούνται οι αποστάσεις ασφαλείας. Εξάλλου θεωρούμε πως λόγω των ισοδυναμικών συνδέσεων προστατευόμαστε από τις δευτερογενείς υπερπηδήσεις.

6.ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΔΙΑΣΤΑΣΕΙΣ ΤΟΥ ΣΑΠ 6.1.ΕΞΩΤΕΡΙΚΟ ΣΑΠ Μια εγκατάσταση αντικεραυνικής προστασίας, είναι κατασκευασμένη για να αντέξει πολλά χρόνια, κάτω από δυσμενείς καιρικές συνθήκες και φυσικά, κεραυνικά πλήγματα. Το γεγονός αυτό προϋποθέτει, πως τα υλικά, αλλά και ο τρόπος σύνδεσής τους,(ενώσεις κλπ.), να παρουσιάζουν εξαιρετική αντοχή, τόσο σε μηχανικές καταπονήσεις, όσο και στην διάβρωση. Τα χρησιμοποιούμενα υλικά πρέπει να αντέχουν στις ηλεκτρικές και ηλεκτρομαγνητικές συνέπειες του κεραυνικού ρεύματος και σε τυχαίες καταπονήσεις χωρίς να καταστρέφονται. Ο μελετητής του ΣΑΠ, θα πρέπει να απαιτεί τα χρησιμοποιούμενα υλικά, να έχουν περάσει επιτυχώς από τις ποιοτικές δοκιμές, καθώς επίσης να εξασφαλίζεται και περιοδικός έλεγχος μετά την εγκατάσταση. Η επιλογή του υλικού και των διαστάσεων του πρέπει να γίνεται έχοντας υπόψη την πιθανότητα διάβρωσης τόσο της υπό προστασία κατασκευής όσο και του ΣΑΠ ανάλογα µε το εάν η εγκατάσταση έρχεται σε επαφή µε αέρα, έδαφος ή σκυρόδερμα. Προσοχή θα πρέπει να δοθεί στο φαινόμενο της συστολής και της διαστολής. Η επιλογή των υλικών του ΣΑΠ γίνεται πάντοτε σε συνεννόηση με τον αρχιτέκτονα-μελετητή, έτσι ώστε να εξασφαλίζεται η σωστή λειτουργία του ΣΑΠ, χωρίς παράλληλα να αλλοιώνεται η αισθητική του κτιρίου, και σε λογικά πάντοτε οικονομικά πλαίσια.

Ε ΡΓΑΣΙΑ ΥΨΗΛΩΝ ΤΑΣΕΩΝ 3 (ΟΜΑΔΑ 20) ΙΟΥΝΙΟΣ 2010

ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΚΟΙΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ

Ε ΡΓΑΣΙΑ ΥΨΗΛΩΝ ΤΑΣΕΩΝ 3 (ΟΜΑΔΑ 20) ΙΟΥΝΙΟΣ 2010

ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΚΟΙΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ

Συμβατότητα υλικών για αντοχή στη διάβρωση

Ε ΡΓΑΣΙΑ ΥΨΗΛΩΝ ΤΑΣΕΩΝ 3 (ΟΜΑΔΑ 20) ΙΟΥΝΙΟΣ 2010

ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΚΟΙΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ

Υλικά &διαστάσεις ΣΘΓ που επιλέγεται ότι έχουμε κατα παραδοχή

Ε ΡΓΑΣΙΑ ΥΨΗΛΩΝ ΤΑΣΕΩΝ 3 (ΟΜΑΔΑ 20) ΙΟΥΝΙΟΣ 2010

ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΚΟΙΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ

6.2.ΕΣΩΤΕΡΙΚΟ ΣΑΠ Επιλογές SPD DEHNlimit PV 1000 – DLM PV 1000 (ΦΒ για L>10m, inverters/ Combined SPD T1)

Ε ΡΓΑΣΙΑ ΥΨΗΛΩΝ ΤΑΣΕΩΝ 3 (ΟΜΑΔΑ 20) ΙΟΥΝΙΟΣ 2010

ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΚΟΙΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ

DEHNbloc® - DB 1 255 H (3Φ παροχή / wavebreaker SPD T1)

Ε ΡΓΑΣΙΑ ΥΨΗΛΩΝ ΤΑΣΕΩΝ 3 (ΟΜΑΔΑ 20) ΙΟΥΝΙΟΣ 2010

ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΚΟΙΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ

DEHNbloc® M - DB M 1 255 FM (1Φ Κεντρικός πίνακας διανομής κτιρίου/ Coordinated SPD T1)

Ε ΡΓΑΣΙΑ ΥΨΗΛΩΝ ΤΑΣΕΩΝ 3 (ΟΜΑΔΑ 20) ΙΟΥΝΙΟΣ 2010

ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΚΟΙΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ

DEHNguard® - DG M TN CI 275 (1Φ υποπίνακες διανομής κτιρίου / SPD T2)

Ε ΡΓΑΣΙΑ ΥΨΗΛΩΝ ΤΑΣΕΩΝ 3 (ΟΜΑΔΑ 20) ΙΟΥΝΙΟΣ 2010

ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΚΟΙΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ

NSM Protector - NSM PRO TW (ηλεκτρονικά συστήματα / SPD T3)

Ε ΡΓΑΣΙΑ ΥΨΗΛΩΝ ΤΑΣΕΩΝ 3 (ΟΜΑΔΑ 20) ΙΟΥΝΙΟΣ 2010

ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΚΟΙΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ

BLITZDUCTOR® XTU - BXTU ML2 BD S 0-180 (παροχή τηλεφώνου/SPD T1 ασθενών ρευμάτων)

Ε ΡΓΑΣΙΑ ΥΨΗΛΩΝ ΤΑΣΕΩΝ 3 (ΟΜΑΔΑ 20) ΙΟΥΝΙΟΣ 2010

ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΚΟΙΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ

DSM - DSM TC 2 SK (Τηλεφωνικές γραμμές/SPD T2 ασθενών ρευμάτων)

Ε ΡΓΑΣΙΑ ΥΨΗΛΩΝ ΤΑΣΕΩΝ 3 (ΟΜΑΔΑ 20) ΙΟΥΝΙΟΣ 2010

ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΚΟΙΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ

Isolating Spark Gap – TFS (για σωληνώσεις ΦΑ,ύδρευσης)

Συνισταται Έλεγχος και Συντήρηση ΣΑΠ βάση κλάσης Προστασίας:

Ε ΡΓΑΣΙΑ ΥΨΗΛΩΝ ΤΑΣΕΩΝ 3 (ΟΜΑΔΑ 20) ΙΟΥΝΙΟΣ 2010

ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΚΟΙΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ

6.Βιβλιογραφία ΣΑΠ (ΓΕΝΙΚΑ) Συστήματα Αντικεραυνικής Προστασίας (Π.Ν.Μικρόπουλος - τμήμα εκδόσεων ΑΠΘ) Ανάπτυξη Λογισμικού Για Αντικεραυνική Προστασία Κτηρίων (Μιχάλης Δ. Θεοδοσίου - ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ-ΣΗΜΜΥ-ΕΜΠ) http://artemis.cslab.ntua.gr/el_thesis/artemis.ntua.ece/DT2009-0109/DT2009-0109.pdf

Κατασκευή Υπολογιστικού Προγράμματος Εκτίμησης Κινδύνου Κεραυνού Για Επικίνδυνες Κατασκευές (ΚΑΡΒΕΛΑΣ ΕΥΑΓΓΕΛΟΣ - ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ -ΤΗΜΤΥ-ΠΑΤΡΑ) http://nemertes.lis.upatras.gr/dspace/bitstream/123456789/2572/1/DIPLWMATIKH%20Karvelas.pdf

Ανάπτυξη λογισμικού για την εκτίμηση της αναγκαιότητας αντικεραυνικής προστασίας κατά IEC 62305-2:2006 (Κοντός Παναγιώτης - ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ –ΤΗΜΜΥ- ΑΠΘ) http://vivliothmmy.ee.auth.gr/262/1/Kontos_Panagiotis.pdf

Parameters of Lightning Current given in IEC 62305 http://www.iclp-centre.org/pdf/Invited-Lecture-3.pdf

Lightning Protection Guide (dehn) http://www.dehn.de/pdf/blitzplaner/BBP_2007_E_complete.pdf

Electrical Installation Guide (EIG) http://www.electrical-installation.org/wiki/Main_Page

Σχεδιασμός και εφαρμογή ΣΑΠ http://www.elemko.gr/documents/sap.asp

Έλεγχος - συντήρηση ΣΑΠ http://www.elemko.gr/pdf/elemko_instruments.pdf

Θεμελιακή Γείωση http://www.electrologos.gr/images/Kokkinos.pdf http://technel.gr/arthra/images/themeliaki_geiosi.pdf

ΕΛΟΤ 1197 http://www.hellascams.gr/grc/products/wireless/pdf/protection_of_structures_against_lightning.pdf

LPMS (LEMP Protection Measures System) IEC 62305-4 http://upload.hvacr.vn/_UNCLASSED/2009-08/IEC_62305_4___Protection_Against_Lightning.pdf

Lightning Principles, Instruments and applications http://books.google.gr/books?id=U6lCL0CIolYC&pg=PA579&lpg=PA579&dq=iec+62305+LPL&source=bl&ots=93Hyp1HsxN&sig=Wf6LWfXpVtz9LXrF0 FD74uWSZwc&hl=el&ei=H4QiTNrTGIeAOMqTyJUF&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=4&ved=0CCsQ6AEwAzgK#v=onepage&q=iec%206230 5%20LPL&f=false

SPDs connected to LV distribution systems - CLC/FprTS 61643-12:2009 (FINAL DRAFT) (cenelec) ftp://ftp.cenelec.org/procedures_voting/TC37A_22224_vot1E.pdf

ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΤΩΝ ΔΙΑΤΑΞΕΩΝ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΣΧΥΟΣ ΑΠΟ ΥΠΕΡΤΑΣΕΙΣ ΤΟΥ ΔΙΚΤΥΟΥ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΠΑΡΟΧΗΣ (ΤΕΕ, Αθήνα, 5-6 Απριλίου 2006) http://library.tee.gr/digital/m2107/m2107_koulaxouzidis.pdf

MODERN SPARK GAP TECHNOLOGY FOR LIGHTNING AND SURGE PROTECTION http://www.electrical-source.com/042006/articles/Modern-Spark-Gap-Technology.pdf

COMPARISON OF SPARK-GAP- AND MOV-TECHNOLOGY http://ws9.iee.usp.br/sipdax/papersix/sessao10/10.3.pdf

Surge Protective Devices for telecommunication networks (ITU) http://www.itu.int/dms_pub/itu-t/oth/06/33/T06330000040001PDFE.pdf

COORDINATED SURGE PROTECTION(DEHN) http://www.r3alimited.com/files/COORDINATED_SURGE_PROTECTION_DS641_E.pdf

SURGE PROTECTION – OVR RANGE /Technical Catalog (ABB) http://www05.abb.com/global/scot/scot209.nsf/veritydisplay/61923948f8470ab0c125733a004cbf17/$File/2CTC432001B0201-br.pdf

Ε ΡΓΑΣΙΑ ΥΨΗΛΩΝ ΤΑΣΕΩΝ 3 (ΟΜΑΔΑ 20) ΙΟΥΝΙΟΣ 2010

ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΚΟΙΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ

ΣΑΠ & ΦΒ Οδηγίες για την εγκατάσταση Φ/Β συστημάτων σε κτηριακές εγκαταστάσεις (Κέντρο Ανανεώσιμων Πηγών & Εξοικονόμησης Ενέργειας) http://www.cres.gr/kape/pdf/odigos_pv_systimaton.pdf

Μελέτη Διασυνδεδεμένου Φωτοβολταϊκού Σταθμού Παραγωγής Ηλεκτρικής Ενέργειας των 100kW (Γεώργιος Λ. Κτενίδης - ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ - ΣΗΜΜΥ- ΕΜΠ – 2008) http://artemis.cslab.ntua.gr/el_thesis/artemis.ntua.ece/DT2008-0059/DT2008-0059.pdf

ΜΕΛΕΤΗ ΥΠΕΡΤΑΣΕΩΝ ΛΟΓΩ ΚΕΡΑΥΝΩΝ ΣΕ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΙΚΕΣ ΔΙΑΤΑΞΕΙΣ (ΝΤΟΥΜΑ ΘΩΜΑ – ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ - ΤΗΜΤΥ- ΠΑΤΡΑ -2009) http://nemertes.lis.upatras.gr/dspace/bitstream/123456789/2510/1/%CE%94.%CE%95%CE%A1%CE%93%CE%91%CE%A3%CE%99%CE%91%20%28 %CE%9D.%CE%98.%29.pdf

Αντικεραυνική Προστασία Φ/Β εγκαταστάσεων (Αναστασοπούλου Αγγελική - ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ –ΤΗΜΜΥ- ΑΠΘ) http://vivliothmmy.ee.auth.gr/535/1/Anastopoulou_Ag.pdf

SPDs connected to PV - CLC/FprTS 50539-12:2009 (FINAL DRAFT) (cenelec) ftp://ftp.cenelec.org/procedures_voting/TC37A_22529_vot1E.pdf

Common Practices for Protection Against the Effects of Lightning on Stand-Alone Photovoltaic systems http://www.iea-pvps.org/products/download/rep03_14.pdf

Lightning & Overvoltage Protection PV (abb) http://www05.abb.com/global/scot/scot209.nsf/veritydisplay/990faa99328a4f22c125733a004e5c25/$File/2CTC432008B0201.pdf

DATASHEETS(DEHN) Air Termination Rod (St/tZn, Φ16, 1.5μ) http://www.dehn.de/TDatenblatt2PDF/pdbpdf2?familyid=83&identnr=10127&prod=eb&artnr=483150&lang=en&pub=true 2

Strip (Cu 20X2.5mm/50mm ταινία για ισοδυναμικό περιμετρικό δακτύλιο) http://www.dehn.de/TDatenblatt2PDF/pdbpdf2?familyid=23&identnr=10020&prod=eb&artnr=831225&lang=en&pub=true 2

Cable(Cu 3X7mm/50 mm για ισοδυναμικές Συνδέσεις ΦΒ πλαισίων) http://www.dehn.de/TDatenblatt2PDF/pdbpdf2?familyid=22&identnr=41795&prod=eb&artnr=832740&lang=en&pub=true

SPDs DEHNlimit PV 1000 (ΦΒ για L>10m, inverter/ SPD T1) http://www.dehn.de/TDatenblatt2PDF/pdbpdf2?familyid=1000029&identnr=57979&prod=rl&artnr=900330&lang=en&pub=true DEHNbloc® - DB 1 255 H (3Φ παροχή / wavebreaker SPD T1) http://www.dehn.de/TDatenblatt2PDF/pdbpdf2?familyid=24&identnr=50759&prod=rl&artnr=900222&lang=en&pub=true DEHNbloc® M - DB M 1 255 FM (1Φ Κεντρικός πίνακας διανομής κτιρίου/ Coordinated SPD T1) http://www.dehn.de/TDatenblatt2PDF/pdbpdf2?familyid=1000059&identnr=53844&prod=rl&artnr=961125&lang=en&pub=true DEHNguard® modular with integrated backup fuse - DG M TN CI 275 (1Φ υποπίνακες διανομής κτιρίου / SPD T2) http://www.dehn.de/TDatenblatt2PDF/pdbpdf2?familyid=1000140&identnr=58947&prod=rl&artnr=952173&lang=en&pub=true NSM Protector - NSM PRO TW (ηλεκτρονικά συστήματα / SPD T3) http://www.dehn.de/TDatenblatt2PDF/pdbpdf2?familyid=52&identnr=35234&prod=rl&artnr=924335&lang=en&pub=true BLITZDUCTOR® XTU - BXTU ML2 BD S 0-180 (παροχή τηλεφώνου/SPD T1 ασθενών ρευμάτων) http://www.dehn.de/TDatenblatt2PDF/pdbpdf2?familyid=1000128&identnr=58718&prod=yl&artnr=920249&lang=en&pub=true DSM- DSM TC 2 SK(γραμμή ΤΗΛ/SPD T2 ασθενών ρευμάτων) http://www.dehn.de/TDatenblatt2PDF/pdbpdf2?familyid=202&identnr=38904&prod=yl&artnr=924272&lang=en&pub=true Isolating Spark Gap – TFS (για σωληνώσεις ΦΑ,ύδρευσης) http://www.dehn.de/TDatenblatt2PDF/pdbpdf2?familyid=311&identnr=39252&prod=rl&artnr=923023&lang=en&pub=true

Ε ΡΓΑΣΙΑ ΥΨΗΛΩΝ ΤΑΣΕΩΝ 3 (ΟΜΑΔΑ 20) ΙΟΥΝΙΟΣ 2010