Návrh, projekt, montáž, revízia a skúsenosti z prevádzky aktívnych bleskozvodov

Návrh, projekt, montáž, revízia a skúsenosti z prevádzky aktívnych bleskozvodov

Ing. Michal Ingeli, autorizovaný inžinier
pre elektrotechnické zariadenia, člen SKSI a ČKAIT

Úvod

Aktívne bleskozvody (ESE – early streamer emission air terminals, angl., popr. PDA – paratonnerre á dispositif ď amorcage, franc.) zamestnávajú v diskusii odborníkov z oblasti ochrany pred bleskom už dlhé roky.

Diskusia

V odborných časopisoch, ale aj na internete je možné nájsť veľa príspevkov, ktoré sú jednoznačne za alebo proti používaniu aktívnych bleskozvodov. Výrobcovia sa opierajú o výsledky laboratórnych skúšok a kladné skúsenosti z používania v praxi. Ich odporcovia, predovšetkým z radov výrobcov klasického bleskozvodového materiálu, argumentujú výsledkami skúšok z iných laboratórií a negatívnymi skúsenosťami z poškodených budov. Na jednej aj druhej strane „barikády„ sú mená s mnohými titulmi pred aj za menom. Pri argumentovaní výsledkami laboratórnych skúšok mám občas dojem, či najprv nebol zadefinovaný výsledok a potom sa tomu prispôsobili výpočty aj merania tak, ako sme to kedysi robili na laboratórnych cvičeniach na elektrofakulte, aby sme nudné „labáky„ čím skôr mali za sebou. Ceny skúšok prototypov aktívnych bleskozvodov vo vysokonapäťovom laboratóriu, popr. porovnávacie testy s klasickými bleskozvodmi sa pohybujú rádovo v desaťtisícoch eur. Takúto „luxusnú“ skúšku si nikto z nás, bežných elektrotechnikov nemôže dovoliť a naše domáce „revizácke„ vybavenie nám je málo platné. Z hľadiska praxe je tu ešte jeden veľmi závažný moment, a to prevod kladných alebo aj negatívnych výsledkov z laboratória do prírodného prostredia. A tak sme my, bežní používatelia, projektanti, montéri a revízni technici postavení pred dilemu: použiť, či nepoužiť, veriť jednej, alebo druhej strane?

Presná štatistika neexistuje, ale odhaduje sa, že celosvetovo je inštalovaných asi 100 000 aktívnych bleskozvodov (ďalej aj AB), v SR a ČR okolo 5 000. Používanie AB na Slovensku je silne rozbehnuté, a takmer každá väčšia novostavba alebo rekonštruovaná budova sa vybavuje aktívnym bleskozvodom. Vďaka znižovaniu cien sa aktívne bleskozvody montujú aj na bytové a rodinné domy. Odborná verejnosť – elektroprojektanti, stavební inžinieri, architekti, ale aj montéri a revízni technici, je pomerne dobre informovaná, pretože do sústavy slovenských noriem bola prebratá francúzska norma NF C 17-102 ako STN 34 1391: Aktívne bleskozvody. Tiež Technická inšpekcia Slovenskej republiky zaujala k použitiu aktívnych bleskozvodov kladné stanovisko, aj keď v rámci schvaľovania technických podmienok jednotlivých AB sprísnila niektoré požiadavky oproti STN 34 1391. Súčasný stav na Slovensku je taký, že ak by aj elektroprojektant odmietol z akýchkoľvek dôvodov projektovať AB, zákazník alebo hlavný inžinier projektu si nájde iného projektanta.

Pred ďalšími úvahami pokladám za potrebné zaradiť nasledovnú vsuvku. Základné technické normy pre revíznych technikov – STN 33 1500 a STN 33 2000-6-61 – sú v podstate analogické s ČSN s rovnakým číslom. Keďže legislatívny predpis (t. j. vyhláška) má vyššiu právnu silu ako technický predpis (t. j. elektrotechnická norma STN), v súlade s vyhláškou Ministerstva práce, sociálnych vecí a rodiny Slovenskej republiky č. 718/2002 Z. z., na zaistenie bezpečnosti a ochrany zdravia pri práci a bezpečnosti technických zariadení (to je celý názov), sa v SR používa terminológia uvedená v tab. 1.

Tab. 1. Terminológia na zaistenie bezpečnosti a ochrany zdravia pri práci a bezpečnosti technických zariadení v SR

Z praktických dôvodov budem v ďalšom texte používať aj kratšie výrazy „revízia„ a „revízny technik„, čo pre SR neznamená terminológiu podľa vyhlášky č. 718/2002 Z. z. Na upresnenie pre českých čitateľov uvádzam, že uvedená vyhláška zahŕňa všetky vyhradené technické zariadenia, t. j. elektrické, plynové, tlakové, zdvíhacie, ako aj odbornú spôsobilosť – kvalifikáciu pracovníkov. Pritom už aj predchádzajúca vyhláška Úradu bezpečnosti práce Slovenskej republiky č. 74/1996 Z. z. sústredila všetky vyhradené technické zariadenia aj odbornú spôsobilosť pracovníkov, čím bola zrušená vyhláška SÚBP č. 51/1978 Zb., o odbornej spôsobilosti v elektrotechnike pre oblasť pôsobnosti štátneho odborného dozoru. Pre úplnosť uvádzam, že v niektorých oblastiach národného hospodárstva (napr. Železnice SR) vyhláška č. 51 zostala v platnosti. V Českej republike dodnes platí analogická vyhláška č. 50/1978 Sb.

História

Použitie aktívnych bleskozvodov v našich krajinách sa viaže k roku 1994, keď boli prvé AB inštalované v ČR. Na Slovensku bol prvý Pulsar inštalovaný 1. marca 1995 v areáli Slovenskej Grafie v Bratislave-Krasňanoch. Až do vydania francúzskej normy NF C 17-102:1995 boli všetky aktívne bleskozvody v ČR aj SR navrhované aj inštalované na základe výnimky z ČSN (STN) 34 1390. Pripomínam, že išlo o ochranný priestor vytvorený kužeľom s vrcholovým uhlom 120° nadstaveným na tzv. prídavnú výšku DL aktívneho zberača. Zadefinovaný bol tiež požadovaný odpor uzemnenia uzemňovača zvodu na 10 W, počet zvodov: jeden pre výšku budovy do 30 m a dva pre aktívny bleskozvod na budove vyššej ako 30 m. Požiadavka, že revízia AB bude vykonaná minimálne jedenkrát za tri roky a bude rozšírená o premeranie parametrov (test) aktívnej časti, sa preniesla aj do všetkých technických podmienok pre použitie AB schválených Technickou inšpekciou SR. Podotýkam, že uvedená podmienka testovania AB počas revízie nie je uvedená ani v NF C 17-102, ani v STN 34 1391. Je neodškriepiteľný fakt, že od realizácie prvých aktívnych bleskozvodov na základe výnimky z normy 34 1390 cez NFC 17-102 (STN 34 1391), ako aj interpretačné listy 001:2001 a 002:2001 k NF C 17-102, zahrnuté v zmene Z1 k STN 34 1391, byli upresnené a sprísnené požiadavky pri návrhu aktívnych zberačov. Keďže ide o relatívne nové zariadenia, je pravdepodobné, že na základe skúseností z praxi, ako aj nových laboratórnych skúšok sa technické podmienky použitia naďalej budú upresňovať.

Zavedenie niektorých pojmov

Norma ČSN (STN) 34 1390 charakterizuje bleskozvod ako zariadenie na ochranu objektov pred bleskom. Pod objektom sa rozumie budova, technologické zariadenie, ale aj komín, potrubie alebo vzácny strom. Myslím, že vhodnejšie je definovať bleskozvod ako zariadenie na obmedzenie účinkov blesku na chránený objekt na prijateľnú mieru za rozumnú cenu. Výrazom na „prijateľnú mieru„ chcem naznačiť, že na jednom a tom istom objekte môže byť navrhnutý a inštalovaný bleskozvod s rôznym stupňom „zadrôtovania„, a tým aj s rozdielnou pravdepodobnosťou zásahu chránenej budovy alebo bleskozvodu. U klasických bleskozvodových sústav v zásade platí: čím menšie „oká“ mrežovej sústavy, viacej zberacích vedení a tyčových zberačov, tým je väčšia pravdepodobnosť, že blesk udrie do bleskozvodu a nie do chráneného objektu alebo jeho časti. K pojmu „účinnosť E ochrannej sústavy„ sa vrátim v druhej časti príspevku, je však dobré vedieť, že jej hodnota je v rozmedzí „0 až 100„ (0 % = žiadna ochrana, 100 % = maximálna ochrana, v skutočnosti je maximum okolo 98 %). Napríklad sklad výbušnín so závesovým hviezdicovým bleskozvodom a ochranou pred guľovým bleskom na oknách bude mať účinnosť ochrany viacej ako 98 %. Takýto spôsob riešenia bleskozvodu je však na väčšine objektov nereálny, a preto je možné konštatovať, že určité riziko zásahu bleskom pripúšťame, nazval by som ho „akceptovateľné riziko„.

Na vysvetlenie: Účinnosť 0,98 (98 %) znamená, že zo 100 bleskov smerujúcich na objekt bleskozvod zachytí 98 bleskov a dva blesky, ktoré môžu zasiahnuť a poškodiť objekt, tvoria zbytkové riziko, ktoré akceptujeme. Vzhľadom na izokeraunickú úroveň SR a ČR – 20 až 40 búrkových dní, t. j. dva až štyri údery blesku na 1 km²/rok, je takéto zbytkové riziko temer zanedbateľné.

Návrh a projekt aktívneho bleskozvodu

Návrh aktívneho bleskozvodu sa na Slovensku robí podľa STN 34 1391 – Aktívne bleskozvody, s platnosťou pre budovy do výšky 60 m. Pri návrhu aktívneho bleskozvodu sa výpočtom stanovuje pravdepodobnosť zásahu objektu bleskom a výber stupňa ochrany.

Na tomto mieste musím poznamenať, že uvedená STN 34 1391 ako preklad francúzskej normy NFC 17-102:1995 má niekoľko nedostatkov a niektoré ustanovenia sú v rozpore s inými platnými normami – STN 34 1390 a 33-2000-5-54. Týka sa to predovšetkým použitia vodičov na zvody a uzemnenie, dovolených ohybov, terminológie atď. Tieto rozpory však v projekcii i pri montáži možno bez väčších problémov zvládnuť. Za závažné však pokladám nasledovné skutočnosti, totiž že STN 34 1391:

• pri revízii nepredpisuje funkčnú skúšku aktívnej časti bleskozvodu (z vizuálnej prehliadky nie je možné zistiť stav – funkčnosť aktívnej časti),

• nerieši problematiku výškových budov (60 m a viac),

• nedostatočne rieši použitie aktívnych bleskozvodov na objektoch s výbušnou atmosférou,

• nerieši použitie aktívnych bleskozvodov ako náhradu za oddialené bleskozvody,

• nerieši problematiku ochrany pred guľovým bleskom (mimoriadne dôležité pre výrobne a sklady výbušnín),

• použitie počítadla bleskových úderov ponecháva na subjektívne rozhodnutie projektanta alebo užívateľa.

K uvedeným problémom sa v ďalšom texte vrátim a vyslovím svoj názor na možné riešenie.

Zmena Z1 STN 34 1391: Ochrana pred bleskom. Aktívne bleskozvody

V tejto zmene sú prevzaté interpretačné listy 001 a 002 k francúzskej norme NF C 17 102:2001, do platnosti vstúpila od 1. 11. 2004.

Z uvedenej zmeny normy upozorňujem predovšetkým na:

a) predstih iniciácie akéhokoľvek aktívneho bleskozvodu od akéhokoľvek výrobcu pre výpočet prídavnej dĺžky je max. DT = 60 µs, t. j. max. DL = 60 m; z toho vyplýva, že pre AB s DL = 60 m je polomer ochrany maximálne:

• v stupni 1: R_p = 80 m, R_p5 = 79 m,
• v stupni 2: R_p = 105 m, R_p5 = 97 m,
• v stupni 3: R_p = 120 m, R_p5 = 107 m;

b) pre zariadenia dôležité z hľadiska vplyvu na životné prostredie (napr. čerpacia stanica PHM, čistička odpadových vôd s plynojemom, chemická výroba a pod.), silá a sklady (na obilie, múku, uhlie, výbušniny atď.) a zariadenia jadrovej energetiky, sa podľa charakteru rizika a možných následkov škody na okolitom životnom prostredí použije 40% koeficient bezpečnosti na zmenšenie polomeru ochrany, t. j. garantovaný polomer ochrany R_p sa násobí 0,6.

Napríklad pre čističku odpadových vôd s plynojemom v požadovanom stupni ochrany 1 bude mať AB s DT = 60 µs garantovaný polomer ochrany R_p5 = 79 × 0,6 = 47,4 m!

Projekt aktívneho bleskozvodu

Projektovať ochrannú sústavu s aktívnym bleskozvodom môže elektrotechnik špecialista s kvalifikáciou podľa § 24 odst. 1 vyhl. MPSVaR č. 718/2002 Z. z. (proste projektant elektro).

Keďže ide o projektovanie v investičnej výstavbe, musí byť projektant bleskozvodu zároveň autorizovaný stavebný inžinier pre kategóriu elektrotechnické zariadenia. Na vysvetlenie pre českých čitateľov – v Slovenskej komore stavebných inžinierov sa z elektroprojektantov stali autorizovaní stavební inžinieri, dokonca aj z projektantov-technikov – absolventov elektrotechnickej priemyslovky, ktorým bola uznaná výnimka zo vzdelania.

Projekt aktívneho bleskozvodu musí obsahovať technickú správu a výkresovú časť.

Technická správa musí obsahovať:

• identifikačné údaje spracovateľa – zodpovedného projektanta, údaje o jeho kvalifikácii,

• základné údaje o chránenom objekte, zaradenie zariadenia, ktorého je súčasťou – v podstate ide o určenie, či ide o vyhradené technické zariadenie podľa vyhlášky č. 718/2002 Z. z.,

• údaje z východiskovej prehliadky (nezamieňať s revíziou, ide o obhliadku objektu pri rekonštrukcii alebo náhrade klasického bleskozvodu aktívnym, teda posúdenie možnosti inštalácie a zdôvodnenie rozhodnutia použiť AB),

• výpočet požadovanej účinnosti ochrany (E) a určenie stupňa ochrany (1, 2 alebo 3) pre daný objekt podľa normy STN 34 1391,

• charakteristika navrhnutého aktívneho bleskozvodu, výška umiestnenia hrotu aktívneho zberača, nosný stojan, nosná konštrukcia alebo konzoly, použité materiály na zvody a uzemnenie,

• požiadavky na montáž, použité podpery, svorky, pospájanie, povrchové úpravy,

• požiadavky na prevádzku, odborné prehliadky a odborné skúšky („revízie„),

• posúdenie vplyvu navrhnutého bleskozvodu na elektrické zariadenia v objekte (križovanie a súbeh zvodov s vedeniami, pripojenie uzemňovačov).

Výkresová časť musí obsahovať výkresy:

• priestorové umiestnenie aktívnych bleskozvodov, zvodov, uzemňovačov, pospájaní,

• vyznačenie chráneného priestoru a priestorové vymedzenie prostredia s výbušnou atmosférou, ak sa v objekte vyskytuje. Odporúča sa vyznačiť požadovaný ochranný priestor, ako aj garantovaný ochranný priestor pri jednotlivých prevýšeniach hrotu AB. Na výkrese musia byť základné rozmery chráneného objektu, ako aj výškové kóty všetkých častí strechy, komínov, predmetov a zariadení, ktoré môžu ovplyvniť ochranný priestor AB. Pri zložitejších objektoch je vhodné zakresliť ochranný priestor do pohľadu alebo rezu objektu.

Návrh aktívneho bleskozvodu

Polomer ochrany aktívneho bleskozvodu (R_p) na horizontálnej rovine závisí od jeho výšky (h) meranej od tejto roviny, od jeho iniciačného predstihu DT a od požadovanej úrovne (stupňa) ochrany. Iniciačný predstih DT je vyjadrený ako rozdiel stredného času iniciácie vzostupnej vetvy pre jednoduchý tyčový zberač a pre aktívny zberač. Iniciačný predstih je určený vyhodnocovacími skúškami definovanými v norme N FC 17-102 (STN 34 1391) vykonanými v uznanom vysokonapäťovom laboratóriu a musí byť doložený meracím protokolom. Z nameraného iniciačného predstihu DT sa určí výrobcom zaručený prírastok vzostupnej vetvy bleskozvodu DL („garantovaná prídavná výška„) za použitia bezpečnostného koeficientu (k) pre prírodné podmienky:

DL = k u DT          (m; m/µs; µs)

kde u je rýchlosť šírenia výboja (u = 1 m/µs), v literatúre sa zvykne uvádzať v rozsahu od 0,5 do 2 m/µs; vo vzorci na vyššom riadku sú vlastne uvedené všetky základné pojmy, ktoré sú hlavným predmetom sporov medzi zástancami aj odporcami aktívnych bleskozvodov, DT iniciačný predstih aktívneho zberača oproti klasickej Franklinovej tyči sa snažia spochybniť nielen teoretici, ale aj výrobcovia klasického bleskozvodového materiálu, k koeficient; vo vzorci platí, že čím nižší koeficient, tým vyššia bezpečnosť. Zároveň platí, že rôzne výrobky od rôznych výrobcov, ktoré môžu mať rôzne DT, za použitia rôznych koeficientov sa môžu prezentovať s rovnakým DL a potom aj s rovnakým R_p, pretože vzorec pre výpočet R_p platí univerzálne pre prevýšenie h > 5 m.

R_p = Ö[h (2D – h) + DL (2D + DL)]

Obr. 1a. Slovenská Grafia – počítadlo bleskových zásahov

Ako som už napísal, nech by bolo DT namerané koľkokolvek, môže byť garantovaná prídavná výška DL max. 60 m. Samotný vzorec bude odvodený v druhej časti príspevku.

Pri výbere aktívneho bleskozvodu od konkrétneho predajcu si treba overiť, či a aký bol použitý bezpečnostný koeficient pre DL, pretože inak budú „skreslené“ hodnoty polomeru ochrany R_p, účinnosti ochrany E, výber vhodného výkonového typu AB a v konečnom dôsledku aj ponuková cena AB a nosných častí. Mám skúsenosť, že ten istý výrobok má u jedného dovozcu v technických podmienkach uvažovaný koeficient bezpečnosti 0,6 a u druhého dovozcu je koeficient 1. Výrobok nemenujem, nechcem sa dostať do sporu s dovozcami.

Ďalšie upresňujúce údaje pre návrh aktívneho bleskozvodu podľa technických podmienok:

• Výška hrotu aktívneho zberača musí byť minimálne 2 m nad chráneným priestorom.

• Úroveň chráneného priestoru, od ktorého sa počíta minimálna výška hrotu, je daná výškou vyčnievajúcich častí objektu (antény, komíny atď.) alebo veľkosťou priestoru s nebezpečenstvom výbuchu na objekte. V tomto prípade sa uplatňuje vzdialenosť min. 2 m medzi okrajom zóny 2 výbušnej plynnej atmosféry a priestorom ochrany aktívneho bleskozvodu, daným polomerom ochrany R_p.

• Pokiaľ je podľa STN 34 1390 vyžadovaný oddialený bleskozvod, musí byť pri použití aktívneho bleskozvodu dodržaná vzdialenosť minimálne 2 m medzi okrajom objektu vrátane okraja nebezpečného pásma a priestorom pôsobenia ochrany R_p aktívneho bleskozvodu.

• Aktívny zberač sa spravidla upevňuje na nosnú tyč dĺžky 1 až 6 m. Nosná tyč sa pomocou konzol pripevní na nosnú stenu, krov, popr. konštrukciu. Na plochej streche sa nosná tyč upevní do nosného stojana.

• Každý zberač aktívneho bleskozvodu musí byť spojený s uzemňovačom minimálne jedným zvodom. Ak je na objekte umiestnených viacej aktívnych zberačov, je potrebné ich prepojiť vodičom takého prierezu, aký je dovolený pre zvody. Vodič prepojenia sa nemá viesť cez stavebnú prekážku vyššiu ako 150 cm.

• Dva a viacej zvodov pre každý aktívny zberač je potrebné v týchto prípadoch:
  – ak je budova vyššia ako 28 m,
  – priemet zvodu do vodorovnej roviny je väčší ako jeho priemet do zvislej roviny, keď podľa STN 34 1390 je vyžadovaný dvojnásobný počet zvodov.

• Na budovách, ktorých výška presahuje 60 m, je treba:
  – na jeden zberač pripojiť tri zvody s vlastným uzemnením (R_z max. 10 W),
  – zvody prepojiť v strede budovy a na vrchole (streche) budovy,
  – aktívny zberač pripojiť k prepojeniu na vrchole objektu na dvoch miestach,
  – odporúča sa v rohoch strechy budovy osadiť tyčové zberače.

• Pre vonkajšie (povrchové) zvody sa volia podpery podľa čl. 71 STN 34 1390. Vzájomná vzdialenosť podpier je podľa čl. 72 STN 34 1390. Upozorňujem na zmenu č. 4 STN 34 1390, ktorou sa znižujú dovolené vzdialenosti zvodového vedenia od podkladu a zavádzajú sa nové materiály pre povrchové aj skryté zvody.

• Počet krytých zvodov sa odporúča n + 1, kde n je potrebný počet povrchových zvodov podľa STN 34 1391. O doporučenom počte zvodov možno polemizovať – vonkajšie povrchové zvody sú viacej ohrozené poškodením nedbanlivosťou, vandalmi, zlodejmi (meď), sú však ľahko vizuálne kontrolovateľné. Skryté zvody sú lepšie chránené pred akýmkoľvek poškodením, avšak ich vizuálna kontrola je nemožná. Pokiaľ je to možné, odporúčam použiť pre každý aktívny bleskozvod dva zvody, aj keď to nevyplýva z pôdorysných rozmerov alebo výšky chránenej budovy. Jeden zvod naviac je asi 5 až 10 tis. Sk a bezpečnosť objektu nemusí závisieť iba na jednom drôte pri podstatne vyššej cene aktívneho bleskozvodu.

• Objekty s nebezpečenstvom výbuchu a kde výška objektu presahuje 60 m musia byť vybavené počítadlom zásahov blesku. Odporúčam inštalovať počítadlo bleskových úderov aj na ostatné objekty, ktoré majú určený stupeň ochrany 1. Väčšina výrobcov ponúka počítadlá zaznamenávajúce bleskové zásahy – prechod bleskového prúdu do zeme v rozsahu 1 až 100 kA. Úder blesku sa zaznamená ako ďalší impulz v poradí, bez ohľadu na to, či ide o prúd 1 alebo 100 kA. Normy STN 34 1390 a 34 1391 predpisujú vykonať revíziu po každom zásahu. Keďže poradové číslo informuje o evidentnom zásahu, znamená to, že aj takmer neškodný 1,5kA prúd nás núti vykonať takú istú revíziu ako bleskový prúd 100 kA. Bleskozvody vybavené počítadlom zásahov budú častejšie predmetom revízie ako bleskozvody nevybavené počítadlom, u ktorých sa mnohokrát zásah bleskom ani nezistí.

• Pokiaľ sú osobitné ustanovenia uvedené v STN 34 1391 menej prísne ako požiadavky technických podmienok pre konkrétny aktívny bleskozvod, platia technické podmienky.

• Ak projekt rieši aktívny bleskozvod na objekte s elektrickým zariadením skupiny A, t. j. s vyhradeným technickým zariadením, je potrebné pred začiatkom montáže projektovú dokumentáciu osvedčiť Technickou inšpekciou.

Obr. 1b. Slovenská Grafia – Pulsar, ktorý bez ujmy vydržal štyri zásahy bleskom

Vyhradené elektrické zariadenia skupiny A sú:

• zariadenia na výrobu elektrickej energie s menovitým výkonom väčším ako 3 MW vrátane,

• zariadenia na premenu elektrickej energie s príkonom nad 250 kV·A vrátane,

• prenosové a distribučné siete elektrizačnej sústavy,

• zariadenia v prostredí s nebezpečenstvom výbuchu,

• zariadenia v prostredí s extrémnou koróznou agresivitou,

• zariadenia v priestoroch z hľadiska úrazu elektrickým prúdom osobitne nebezpečných,

• elektrické rozvody v miestnostiach na lekárske účely v zdravotníckych zariadeniach,

• zariadenia v objektoch určených na zhromažďovanie viac ako 250 osôb, vrátane zariadení slúžiacich na ochranu pred účinkami atmosférickej a statickej elektriny, ak sú súčasťou zariadení uvedených vyššie.

Z objektov s aktívnymi bleskozvodmi prichádzajú do úvahy pre schválenie TI napr.:

• obchodné, spoločenské a zábavné centrá, hypermarkety (zhromažďovacie priestory),
• polikliniky, nemocnice (zdravotnícke zariadenia),
• čističky odpadových vôd, čerpacie stanice pohonných hmôt (nebezpečie výbuchu),
• všetky objekty s inštalovanou transformovňou nad 250 kV·A vrátane.

Montáž aktívneho bleskozvodu

• Montáž aktívneho bleskozvodu môže vykonať oprávnený subjekt, resp. montážna organizácia s odbornou spôsobilosťou na vykonanie montáže s oprávnením podľa vyhlášky č. 718/2002 Z. z., t. j. firma preverená Technickou inšpekciou a vlastniaca oprávnenie z Inšpekcie práce.

• Montážna organizácia vykoná montáž podľa projektovej dokumentácie. Zásadné zmeny oproti projektu (zmena technického riešenia, zmena použitých materiálov a pod.) je potrebné konzultovať s projektantom. Zmeny je potrebné zaznačiť do projektovej dokumentácie.

• Po ukončení montáže zodpovedný pracovník montážnej organizácie potvrdí súlad dokumentácie a namontovaného zariadenia. Zariadenie sa odovzdá užívateľovi podľa podmienok dohodnutých v zmluve o dielo.

Odborné prehliadky a odborné skúšky („revízie„) aktívnych bleskozvodov

• Po vykonaní montáže je potrebné urobiť prvú odbornú prehliadku a odbornú skúšku („východiskovú revíziu„) podľa STN 33 2000-6-61, STN 33 1500, STN 34 1391 a technických podmienok. Podklady pre vyhotovenie správy sú:

  • projekt,
  • protokol o odovzdaní zariadenia,
  • protokol o funkčnom vyskúšaní aktívneho zberača testerom alebo meracím prístrojom.

• Ďalšie úkony vykonané v rámci východiskovej revízie:

  • kontrola dodržania projektu – umiestnenie a upevnenie AB, výška nad chránenými časťami,
  • použité vodiče, materiály, podpery, svorky,
  • kontrola bezpečných vzdialeností elektrických zariadení, antén, veľkých kovových hmôt,
  • kontrola prechodových odporov spojov,
  • kontrola odporu uzemnenia uzemňovačov.

• Ďalšie odborné prehliadky a odborné skúšky („pravidelné revízie„) sa vykonávajú v termínoch stanovených v STN 34 1391, pokiaľ tieto termíny nie sú v rozpore s požiadavkami uvedenými vo vyhláške č. 718/2002 Z. z. Ak vyhláška vyžaduje kratšiu lehotu ako STN 34 1391, platí lehota stanovená vyhláškou. Revízia sa vykoná aj v prípade dokázaného zásahu bleskom. V rámci pravidelnej revízie sa vykoná:
  Vizuálna kontrola:

  • či nedošlo k rozšíreniu alebo zmene chránenej budovy, či nie je potrebná inštalácia dodatočných ochranných zariadení,

  • elektrická spojitosť vodičov a mechanických spojov,

  • upevňovacie prvky aktívnej časti, zberacích vedení a zvodov,

  • či nedošlo k zoslabeniu niektorých častí v dôsledku korózie alebo mechanického namáhania,

  • či sú dodržané bezpečné vzdialenosti, vykonané pospájania.

Meraním sa kontroluje:
– elektrická spojitosť skrytých vodičov,
– hodnoty odporu uzemnenia.

Meraním alebo testerom sa vykoná funkčné vyskúšanie aktívnej časti. Každý výrobca alebo autorizovaný dovozca musí stanoviť spôsob, akým sa preverí, či je aktívna časť funkčná alebo nefunkčná. Pritom môže ísť o meranie konkrétnych parametrov, ktoré majú byť v určitom rozsahu, alebo o skúšku jednoúčelovým testerom, kde sa funkčnosť prejaví rozsvietením signálky, vychýlením ručičky alebo oznamom na displeji.

Podľa STN 34 1391 sú intervaly medzi jednotlivými revíziami aktívneho bleskozvodu dané stupňom ochrany – viď tab. 2. Skrátený interval sa odporúča v prostredí so zvýšenou koróznou agresivitou.

Podľa prílohy č. 8 vyhl. MPSVaR č. 718/2002 Z. z. platia pre prehliadky a skúšky zariadení na ochranu pred účinkami atmosferickej a statickej elektriny tieto lehoty:

Druh objektu:

• objekty a priestory s prostredím s nebezpečenstvom výbuchu alebo požiaru – dva roky,

• objekty skonštruované zo stavebných látok so stupňom horľavosti C1, C2, C3 – dva roky,

• ostatné objekty (platí aj pre ochranné priestory, ktoré nehraničia so žiadnym priestorom so stupňom nebezpečenstva výbuchu – päť rokov.

Napríklad pravidelná revízia bleskozvodu hypermarketu (stupeň ochrany 1, zhromažďovací priestor) bude každé dva roky.

• Odbornú prehliadku a odbornú skúšku aktívneho bleskozvodu môže urobiť elektrotechnik-špecialista na vykonávanie OPaOS („revízny technik„), ktorý by mal byť zaškolený výrobcom alebo dovozcom aktívneho bleskozvodu a mal by mať k dispozícii okrem bežných meracích prístrojov pre revízie aj tester, popr. prístroj na kontrolu funkčnosti aktívneho zberača.

• Úradná skúška pred uvedením do prevádzky sa vykoná vtedy, ak ochranná sústava s aktívnym bleskozvodom je súčasťou vyhradeného elektrického zariadenia skupiny A; príslušné zariadenia sú vymenované vyššie. Žiadosť o vykonanie úradnej skúšky podáva subjekt podľa dohodnutých zmluvných vzťahov. Úradnú skúšku vykonajú inšpektori Technickej inšpekcie.

Prevádzka zariadenia aktívneho bleskozvodu

• Aktívny bleskozvod nevyžaduje v prevádzke údržbu. Ostatné časti bleskozvodovej sústavy je potrebné udržovať podľa STN 34 1390. Pred skončením búrkového obdobia a po ňom alebo po silnej búrke je vhodné vizuálne skontrolovať súvislosť zvodov a upevnenia.

• Technické podmienky sú súčasťou sprievodnej dokumentácie zariadenia. Záruka daná výrobcom je podmienená vykonávaním revízie v predpísaných lehotách.

• Prevádzkovateľ bleskozvodovej sústavy je povinný:
  – udržovať sprievodnú technickú dokumentáciu zariadenia (projekty, správy z odborných prehliadok a skúšok, záznamy a protokoly z meraní),
  – kontrolovať stav zariadenia po búrke, stavebných úpravách a rekonštrukcii objektu,
  – zabezpečiť výkon odborných prehliadok a skúšok (revízií) v predpísaných lehotách,
  – v prípade zaregistrovania úderu blesku zabezpečiť mimoriadnu odbornú prehliadku a skúšku rozšírenú o vyskúšanie funkčnosti aktívnej časti testerom výrobcu,
  – minimálne jedenkrát ročne – pred letným búrkovým obdobím – urobiť vizuálnu kontrolu zariadenia zameranú na súvislosť vodičov, dodržanie vzdialeností, nepoškodenosti, ochrany proti korózii.

Skúsenosti z prevádzky aktívnych bleskozvodov

Skúsenosti na Slovensku sú zatiaľ najväčšie s francúzskym výrobkom Pulsar. Výstižný a ľahko zapamätateľný obchodný názov Pulsar sa stal synonymom názvu aktívneho bleskozvodu.

Obr. 1c. Slovenská Grafia – uzemnenie vyhovuje

Podľa mojich znalostí (tiež podľa informácií firiem AXIS Bratislava, NUAGE Praha a DIKOS Brno) zatiaľ nie sú na Slovensku ani v Česku známe prípady bleskom poškodeného objektu osadeného aktívnym bleskozvodom. Aktívne zberače sa zatiaľ v SR a ČR nevyrábajú.

Pri inštalácii vo viacerých prípadoch došlo k porušeniu základných pravidiel pre použitie aktívnych bleskozvodov, hlavne dodatočnou montážou zariadení vyšších, ako je zberač, napr. zariadenie vzduchotechniky, antény pre televíziu a mobilné telefóny, konštrukcie reklám atď. V takýchto prípadoch sa väčšinou pridávajú nadstavné tyče. Dodatočné zvyšovanie hrotu AB na dokončenej budove je niekedy problematické, preto odporúčam, aby bleskozvod bol dimenzovaný s rezervou.

Pri návrhu aktívneho bleskozvodu je dôležité umiestniť aktívny zberač tak, aby bol k nemu zabezpečený dobrý prístup nielen pri montáži, ale aj pri pravidelnej revízii. Je treba zvážiť inštaláciu na ťažko prístupné miesta, lebo pri revízii bleskozvodu je nutno preskúšať alebo premerať aktívnu časť špeciálnym prístrojom výrobcu.

Ak zoberieme do úvahy celkový počet inštalovaných AB na území ČR a SR (okolo 5 000) a tiež najdlhší možný interval medzi revíziami (tri roky), každý deň by malo byť vykonaných niekoľko revízií AB. Je pravda, že užívatelia a zákazníci túto povinnosť zanedbávajú, a to dokonca aj na objektoch skupiny A.

Pripomínam, že v začiatkoch používania boli predávané dve vyhotovenia aktívnej časti Pulsar: drahšia – v puzdre z antikoróznej oceli a lacnejšia – v mosadznom puzdre. Vplyvom poveternosti (dážď, mráz, slnečné žiarenie, teplotné rozdiely) niektoré mosadzné Pulsary praskali. Podotýkam, že porušenie mosadzného obalu ešte neznamená nefunkčnosť Pulsaru, táto musí byť preverená testerom. Mal som možnosť testovať prasknutý mosadzný Pulsar, ktorý bol funkčný, pritom počítadlo bleskových úderov neregistrovalo zásah. Išlo zrejmä o vplyv poveternosti na mosadzné puzdro. Výrobca Helita mosadzné Pulsary postupne nahradil Pulsarmi z antikorovej oceli, u ktorých zatiaľ neboli závady tohto druhu zistené. Z uvedeného vyplýva, že s výrobkom, ktorý bez problémov funguje v Stredomorí, môžu nastať problémy v našich drsnejších klimatických podmienkach.

Obr. 2a. Hrad Ľupča – celkový pohľad od štátnej cesty do Brezna

Bleskozvod, ako preventívne ochranné zariadenie, je po montáži a odovzdaní na pokraji záujmu investorov a užívateľov. Preto sa k informáciám z prevádzky väčšinou dostaneme iba po zásahu bleskom a u investorov, ktorí sa snažia udržiavať všetky technické zariadenia v poriadku.

Uvádzam skúsenosti z dvoch objektov vybavených aktívnymi bleskozvodmi.

Slovenská Grafia Bratislava

Popis reálu: V areáli Slovenskej Grafie bol v roku 1995 inštalovaný vôbec prvý aktívny bleskozvod typu Pulsar na Slovensku. Označme ho AB1 a ešte skonštatujme, že je inštalovaný na výťahovej šachte, výška hrotu nad zemou je asi 20 m a predovšetkým chráni technologické zariadenie na streche s výustkami s výbušnou atmosférou(!). Bleskozvod má dva funkčné zvody, na jednom je inštalované počítadlo zásahov. Neskôr boli v areáli SG inštalované ešte dva aktívne bleskozvody typu Pulsar. Bleskozvod na administratívnej budove označme AB2, výška hrotu je asi 35 m nad zemou, tri funkčné zvody, na jednom je inštalované počítadlo zásahov. Bleskozvod AB3 je inštalovaný na výrobnej hale, výška hrotu je asi 15 m nad zemou, zvod je jeden a je vybavený počítadlom zásahov. Aktívne bleskozvody nie sú na streche navzájom prepojené. Pôvodné mrežové bleskozvodové sústavy boli pri výmenách strešnej plastovej fólie postupne zlikvidované. Ochranné priestory Pulsarov sa prelínajú v stupni 2. V areáli SG je aj murovaný továrenský komín s výškou asi 45 m, vybavený klasickým bleskozvodom. Areál SG je na predhorí Malých Karpát a administratívna budova je najvyššia v celom okolí. Z hľadiska prevádzky bleskozvodov sa desať rokov neudialo nič mimoriadne, boli vykonávané pravidelné revízie a bol vymenený mosadzný Pulsar za Pulsar z antikorovej oceli.

Obr. 2b. Hrad Ľupča – počítadlo bleskových zásahov

Situácia po zásahoch bleskom: V júni 2005 došlo počas búrky k niekoľkým zásahom do Pulsarov. Pri revízii bol zistený stav na počítadlách: AB1 (štyri zásahy), AB2 (tri zásahy), AB3 (žiaden zásah). Na chránených objektoch ako aj Pulsaroch neboli žiadne znaky poškodenia. Testerom bola preukázaná funkčnosť všetkých Pulsarov. Na AB2 sa uvolnila pripájacia svorka na nosnej tyči. Fotodokumentácia z objektu (autor) je na obr. 1a, 1b, 1c. Pre úplnosť musím dodať, že 22. augusta 2005 bol zaregistrovaný ďalší – štvrtý zásah do AB2, taktiež bez následkov.

Hrad Ľupča

Popis reálu: Hrady a zámky vybudované na vyvýšených miestach patria medzi najviac bleskami ohrozené objekty. Navrhnúť a realizovať bleskozvody na vežičkách, baštách a hradbách podľa platných noriem je priam nemožné. Situáciu zhoršujú aj problémy s uzemnením v skalnatom teréne a problém inštalovať zvody na ťažko dostupných miestach. Hrad Ľupča sa týči na skale nad obcou Slovenská Ľupča a je asi 12 km na východ od Banskej Bystrice. Ako je u nás zvykom, išlo o štátom zanedbávanú, avšak relatívne dobre zachovanú historickú pamiatku. Záchrany hradu sa ujal investor Železiarne Podbrezová, ktorý prejavil záujem zachovať muzeálnu časť, ale vytvoriť aj reprezentačné priestory pre firmu. V prvom kole išlo predovšetkým o opravu a rekonštrukciu všetkých striech, aby objekt nebol ďalej devastovaný z dôvodu zatekania. Pri tomto mimoriadne exponovanom objekte investor nezabudol ani na ochranu pred bleskom. Pri vstupnej obhliadke objektu v auguste 2003 som zistil, že jestvujúce hrebeňové a tyčové bleskozvody sú v dezolátnom stave. Všetky zvody (jedenásť) mali odpor uzemnenia rádove v stovkách ohmov. Padlo rozhodnutie navrhnúť aktívne bleskozvody, problém s uzemnením však zostal. Zo všetkých „zlých„ riešení nakoniec bolo zrealizované vyhovujúce uzemnenie v átriu. Nepokladám to za úplne čisté riešenie, ale nič lepšie nebolo možné v tomto prípade urobiť. Na hornom hrade boli inštalované dva Pulsary 25 (AB1, AB2), ktoré sú po hrebeni prepojené, majú spolu dva zvody a jeden zvod je vybavený počítadlom. Bleskozvody vyčnievajú nad strechu asi 5 m tak, aby bola v ochrannom priestore aj kovová zástava ŽP („korouhev„) na vežičke, ktorú nebolo možné spojiť so zberacím vedením pre trojmetrovú slepú slučku ani inštalovať samostatný zvod. Na nižšie položenej neogotickej prístavbe bol inštalovaný Pulsar 18 so samostatným zvodom, bez počítadla. Aktívne bleskozvody boli inštalované koncom apríla 2004.

Obr. 2c. Hrad Ľupča – zelená signálka testeru preukazuje funkčnosť Pulsaru

Situácia po zásahoch bleskom: Dva týždne po inštalácii, v polovici mája 2004, došlo počas búrky k dvom zásahom do AB, preukázaným na počítadle zásahov. Na chránenom objekte, ako aj Pulsaroch, neboli žiadne znaky poškodenia. Vzhľadom na ťažký prístup k AB som mal možnosť prvýkrát vyskúšať tester s osemmetrovým teleskopom bez demontáže aktívnych bleskozvodov. Na vysvetlenie – pri teste Pulsaru je potrebné preklenúť hrot a aktívnu časť, ktorá je spojená so zemou. Vďaka patrí kastelánovi hradu, ktorý dal pri oprave strechy inštalovať strešné okná k zabezpečeniu prístupu k Pulsarom počas prevádzky. Všetky Pulsary vo funkčnom teste vyhoveli – fotodokumentácia (autor) je na obr. 2a, 2b, 2c.

Záver

Na uvedených príkladoch som chcel poukázať na skutočnosť, že dobre navrhnuté, nainštalované a prevádzkované aktívne bleskozvody, v tomto prípade Pulsary, zrejmä fungujú. Uvedené konštatovanie neznamená, že musia fungovať všetky aktívne bleskozvody, od všetkých výrobcov a vo všetkých inštaláciách. Kladnú skúsenosť z týchto exponovaných objektov (Slovenská Grafia – technologické zariadenie s výbušnou atmosférou na streche, hrad Ľupča – mimoriadne ohrozený objekt na vyvýšenom mieste so zvýšenou búrkovou intenzitou) je možné použiť na podporu ďalších realizácií.