Aplikace koncepce zón ochrany před bleskem (LPZ) na větrnou elektrárnu

Typografie
  • Nejmenší Malé Střední Velké Největší
  • Výchozí Helvetica Segoe Georgia Times

Při návrhu systému ochrany před bleskem u staveb je vhodné rozdělit je do ochranných zón (LPZ), v nichž je definováno elektromagnetické prostředí. Tabulka 1 uvádí definice zón ochrany podle ČSN EN 62305-1 ed. 2.

LPZ 0

Hranice mezi zónami LPZ 0A a LPZ 0B je stanovena pomocí metody valících se koulí podle obr. 1 (viz také ČSN EN 62305-1 ed. 2 a ČSN EN 62305-3 ed. 2). Oblasti vyznačené šedivě jsou LPZ 0B, kam nemůže přímo uhodit blesk a ostatní jsou LPZ 0A. Oblasti, proti kterým se nemůže koule odvalit, jsou chráněny před působením přímého úderu blesku. Jak je vidět, údery blesku mohou udeřit do většiny povrchu větrné turbíny - takové oblasti jsou proto LPZ 0A. Mohou být použity i počítačové modely; tyto modely budou typicky založeny na metodě valící se koule. Vnitřní systém LPZ 0B může být vystaven částečným rázovým bleskovým proudům.
Pomocí jímačů (například hromosvodů) umístěných na zadní straně krytu gondoly se vytvoří na vrcholu gondoly zóna LPZ 0B a tím mohou být meteorologické přístroje chráněny proti působení přímého úderu blesku. U paty VE je také zóna LPZ 0B a tou je transformovna, je-li tam umístěna, ta je také chráněna před přímým úderem blesku.
Nástroje pro rozmisťování jímačů (valící se koule, ochranný úhel apod.) v normě ČSN EN 62305-3 ed. 2 se nevztahují na listy větrných turbín. Proto musí být návrh jímacího systému ověřen.

lpz vetrna el 2

Ostatní zóny

Hranice mezi zónami LPZ 0A nebo LPZ 0B a LPZ 1 může být tvořena stožárem nebo vrcholem krytu gondoly, pokud je zde kovový kryt nebo dostatečné kovové stínění, aby byly vnitřní prvky chráněny (optimální je Faradayova klec okolo gondoly). Je-li kryt gondoly ze sklolaminátu, doporučuje se, aby kovová kostra nebo rám byly součástí krytu a splnění tohoto minimálního požadavku znamená definici prostoru uvnitř jako zónu 0B pro ochranu prvků gondoly před přímými údery blesku. Kryt gondoly má být samozřejmě propojen se základovou deskou. V ideálním případě se má kovová síť krytu ze sklolaminátu stát součástí rámu a lze pak definovat pro gondolu zónu LPZ 1. Síť s větším rozměrem oka až do několika metrů bude chránit gondolu proti přímému úderu blesku, proti proudu lídru bez úderu. Síť má pouze malý útlum magnetického a elektrického pole.
Síť s malým rozměrem oka bude také chránit před přímým úderem a proudem lídru bez úderu. V závislosti na rozměru oka sítě a na tloušťce může mít síť tlumicí efekt na magnetická a elektrická pole. Přibližně bude útlum efektivní ve vzdálenosti od sítě rovné velikosti oka sítě.
Obrázek 2 ukazuje, jak může být vnitřek VE rozdělen do ochranných zón LPZ 1 a LPZ 2. Gondola (s nějakou sítí v plášti), stožár a transformátor jsou v ochranné zóně LPZ 1. Zařízení uvnitř kovových skříní v prostorech se zónou LPZ 1 jsou v ochranné zóně LPZ 2. Například ovládače uvnitř skříně v kovovém stožáru jsou chráněny jako v zóně LPZ 2, ale umístěné v kovové skříni vně stožáru jsou chráněny jako v zóně LPZ 1 nebo LPZ 2.
Je-li stožár vyroben z kovové trubky a je zde dobré elektrické spojení mezi částmi stožáru, LPZ uvnitř stožáru může být definovaná jako LPZ 2. Ocelový tubulární stožár je velmi účinnou Faradayovou klecí za podmínky, že je elektromagneticky uzavřen na vrcholu i na dně.
Velmi citlivá zařízení se mohou umístit v nejvíce chráněné zóně LPZ 3 v dalších úrovních kovových skříní. Je to citlivost prvků v dané zóně (tzn. výdržné limity), co definuje úroveň působení blesku (jako je proud, napětí a elektromagnetické pole), která musí být v této zóně dosažena. Proto v souboru ČSN EN 62305 nejsou doporučeny žádné hodnoty proudu, napětí a elektromagnetického pole pro jednotlivé zóny.
U kovové skříně je útlum magnetického a elektrického pole závislý na způsobu konstrukce skříně. U skříní EMC výrobce může poskytnout měření útlumu magnetického a elektrického pole.

lpz vetrna el 1

Hranice zón

Na každé hranici zóny musí být zajištěno, aby kabely a vodiče křižující hranici nevedly velké části bleskového proudu nebo přechodná napětí do zóny ochrany s vyšším číslem. Toto se provádí metodami pospojování, stínění a přepěťovou ochranou kabelů a vodičů na hranici zóny. Cílem je snížit velikost proudu a napětí na úroveň přijatelnou pro zařízení umístěné v ochranné zóně s vyšším číslem.
Počet nezbytných prvků pro ochranu proti přepětím (SPD) může být snížen pomocí vhodného rozdělení v zónách, vhodným umístěním kabelů, použitím stíněných kabelů a použitím optických kabelů pro přenos signálů a dat.
Po sobě jdoucí zóny ochrany jsou charakterizovány významnými změnami intenzity LEMP. Hranice LPZ je definována použitými ochrannými opatřeními pro potlačení magnetického a elektrického pole.
V některých zvláštních situacích může být nutné jít rovnou z LPZ 0B do LPZ 2. To přináší vyšší požadavky na ochranné prvky na hranici zón, které musí utlumit vlivové parametry na potřebnou úroveň.
Zóny ochrany před bleskem mohou být spojeny přes stínění stíněných kabelů nebo přes pouzdra stíněných kabelů (uložení v kovových trubkách), kde např. dvě řídicí skříně umístěné v určité vzdálenosti od sebe mohou být propojené bez použití SPD. Podobně skříň definovaná jako LPZ 2 může být rozšířena stíněným kabelem, aby zahrnul vnější kovové pouzdro senzoru také do zóny ochrany LPZ 2.

lpz vetrna el topb

Požadavky na ochranu v zónách

Aby se vyloučily případné škody nebo vážné poruchy, musí se v dané zóně zajistit, aby nebyly prvky vystaveny částem bleskového proudu, rozdílům napětí nebo elektromagnetickým polím, které převyšují výdržné hladiny. Splnění těchto požadavků zkoušky a ověření musí být zdokumentováno.
Ochrany může být dosaženo použitím koordinovaných SPD, použitím stíněných kabelů, koryt kabelů nebo jejich kombinací.

Aktuální číslo časopisu

ElektroPrumysl cz prosinec 2018 S

ElektroPrůmysl.cz, prosinec 2018

Číslo je tematicky zaměřené na měření neelektrických veličin a senzorovou techniku.

Najdete nás na Facebooku

Bezplatný odběr časopisu

Chcete odebírat časopis ElektroPrůmysl.cz zdarma? Napište Vaše jméno a e-mail, poté klikněte na tlačítko odebírat.
 Souhlasím se zpracováním osobních údajů pro potřeby zasílání časopisu zdarma. Informace o zpracování osobních údajů
Časopis vychází 1x měsíčně.

Zajímavé odkazy

VOLTWORLD.cz - Svět měřicí techniky! Internetový obchod s kvalitní měřicí technikou osvědčených světových značek. Akční ceny, výhodné sady, půjčovna, servis, kalibrace, školení a semináře.
TERMOKAMERY.cz – novinky a akční ceny! Vyberte si termokameru přesně dle Vašeho požadavku. Technické poradenství, profesionální přístup, prodej, odborná školení, servis a kalibrace. Vyžádejte si předvedení termokamer zdarma přímo ve vaší firmě!
Nová norma pro požární klasifikaci kabelů Jste připraveni na nový standard? Nová norma EN 50575 se vztahuje na silové, telekomunikační a sdělovací kabely pro trvalé instalace v budovách.
Revizní a provozní měřicí přístroje Prodej měřicí techniky a komponent pro rozvaděče, měřicích a testovacích přístrojů a zařízení pro kontrolu elektrické bezpečnosti.
Excelentní znalosti v oblasti decentralizaceZískejte cenné informace o cestě k inteligentnějšímu řešení automatizace.
Bezplatný odběr časopisu
Chcete odebírat časopis ElektroPrůmysl.cz zdarma? Napište Vaše jméno a e-mail, poté klikněte na tlačítko odebírat.
 Souhlasím se zpracováním osobních údajů pro potřeby zasílání časopisu zdarma. Informace o zpracování osobních údajů
Časopis vychází 1x měsíčně.