ElektroPrůmysl.cz, duben 2013

68 ElektroTrh.cz, duben 2013 větší, to znamená 40 000 N (tedy síla rovnocenná půso- bení závaží 4 tun). Pro znalce fyziky: Síla F (v N) působící na jednotku délky (1 m) mezi dvěma rovnoběžnými (nekonečně dlouhými) vodiči (ve vakuu) protékanými proudy I 1 a I 2 vzdálenými od sebe na vzdálenost r je dána vztahem: ve kterém: µ o je permeabilita vakua, která se rovná 4π×10 -7 H×m -1 (s touto permeabilitou můžeme počítat i u vodičů obklopených vzduchem), I 1 a I 2 jsou proudy protékající prvním a druhým vo- dičem – udávají se v A, r je vzdálenost mezi vodiči (rovná se vzdálenosti d na obr. 1). Jestliže dosadíme do výše uvedeného vzorečku příslušné veličiny, dostaneme: Dospěli jsme tedy ke stejnému výsledku jako při uplatnění výše uvedených primitivních úvah. Naštěstí uvedená (odvozená nebo vypočítaná) síla by neměla působit déle než cca 200 mikrosekund (tj. 0,0002 s). Za tu dobu může (vyjdeme-li ze vztahu F × t = m × v = P ) předat částem vodičů l 1 a l 3 hybnost P = 40 000 N × 0,0002 s = 8 N × s = 8 kg·m/s. Předpokládáme-li, že svod je proveden ocelovým drátem z pozinkované oceli o průměru 8 mm (průřezu cca 50 mm 2 ), jehož 1 m má hmotnost cca 0,4 kg, udě- lila by tato síla každému z vodičů l 1 a l 3 (kdyby nebyly upevněny a byly jenom volně připojeny) rychlost 8 kg·m/s : 0,4 kg = 20 m/s (obě části l 1 a l 3 by se tedy od sebe rozlétly rychlostí 72 km/h, tedy rychlostí, která by u automobilu ve městě nebyla ani tím nejto- lerantnějším příslušníkem uznána jako dovolená). Kromě toho to znamená, že energie každé z částí l 1 a l 3 vodičů smyčky by byla W = (1/2) m × v 2 = 0,5 × 0,4 kg × 202 m 2 /s 2 = 80 J. Takže tuto energii by mělo být upevňovací zařízení (podpěry vodičů, spojovací sou- části apod.) schopno vstřebat. V daném případě by se jim to nemuselo podařit a síla vyvolaná proudem blesku by mohla smyčku narovnat a vodiče z podpěr vytrhnout. Naštěstí síly na části l 1 a l 3 vodiče smyčky působí proti sobě, takže by zřejmě nemuselo dojít k úplnému narušení vedení, ale jenom k jeho vytržení z podpěr, které na takovou sílu nemusí být dimenzo- vány a zkoušeny. Uvedený příklad byl výjimečný. Blesky obvykle ta- kovou energií nedisponují a proudy blesku se obvykle rozdělí do více svodů. Přesto však je možno na obr. 3 ukázat příklad toho, že k vytržení svodu při úderu blesku skutečně může dojít. Uvedený příklad nám ukazuje také, proč není radno 1. přibližovat protilehlé části vodičů smyček (na obr. 1 jsou to části l 1 a l 3 ) až na minimální vzdálenost s, kterou norma připouští, 2. provádět ostré ohyby jímacích vedení a svodů (i v nich je působení sil při úderu blesku značné), 3. používat pouze jeden svod (norma předepisuje alespoň dva svody), a proto je nutné provádět na systémech ochrany před bleskem nejen pravidelné revize, ale i revize po úderu blesku. Uvedený příklad – vytržení svodu z podpěr- není jediný, který dokumentuje mechanické síly vyvolané proudy blesku. Poměrně časté jsou případy vedení elektrických rozvodů vytržených ze zdi. Blesk si hledá tu nejkratší cestu do země, a ta se často ubírá právě elektrickými vodiči, které na sebe působí velkými sila- mi – viz obr. 4. Další nebezpečí, s kterým uvažuje i norma, je nebezpečí tepelného působení na vodiče a vůbec na veškeré části, které vedou proud blesku. Opět vezměme LPL I. Pro tu se v ČSN EN 62305-1 ed. 2 (v tabulce 3) udává specifická energie (která se Obr. 3 Vytržení svodu v důsledku úderu blesku Obr. 4 Vytržení vedení elektrického rozvodu DISKUSNÍ FÓRUM