Poziom ochrony odgromowej jest jednym z podstawowych kryterium ochrony obiektów przed negatywnymi skutkami wyładowań atmosferycznych. Z tego wpisu dowiesz się, po co oraz na podstawie jakich czynników się go wyznacza.
Poziom ochrony odgromowej – definicja
Zgodnie z definicją zawartą w PN-EN 62305:2011 pojęcie poziomu ochrony odgromowej odnosi się do:
„liczby odniesionej do zestawu wartości parametrów prądu pioruna związanych z prawdopodobieństwem tego, że skojarzone maksymalne i minimalne wartości projektowe tych parametrów nie będą przekroczone podczas naturalnych wyładowań piorunowych”.
Przekładając te dość zawiłe i skomplikowane zdanie na prostszy język, powiedzielibyśmy, że LPL to wskaźnik, który pokazuje, jak dobrze piorunochron chroni obiekt przed skutkami wyładowań piorunowych.
Po co wyznacza się poziomy ochrony odgromowej?
Poziom ochrony odgromowej określa parametry prądu pioruna, które system ochrony odgromowej musi wytrzymać, aby skutecznie chronić obiekt. Wyznaczanie takiej protekcji jest o tyle istotne, że pozwala na dopasowanie systemu ochrony do poziomu ryzyka wynikającego z możliwych wyładowań piorunowych. Norma PN-EN 62305-1:2011 wskazuje cztery poziomy ochrony odgromowej (LPL I do IV, kolejno od najwyższego do najniższego poziomu ochrony), a każdy z nich odpowiada różnym wartościom maksymalnych i minimalnych parametrów prądu pioruna, które instalacja musi przetrwać.
Przykładowo dla LPL I prawdopodobieństwo przekroczenia maksymalnych wartości prądu pioruna wynosi mniej niż 1%, co to, że system musi być zaprojektowany na wyładowania o dużej intensywności. W przypadku kolejnych, niższych poziomów ochrony (LPL II, III i IV), maksymalne wartości parametrów prądu piorunowego odnoszące się do LPL ulegają redukcji z 99% do 75% dla LPL II, do 50% dla LPL III i LPL IV. Zmianie nie ulegają natomiast parametry czasu.
Jak się wyznacza poziom ochrony odgromowej?
LPL wyznacza się na podstawie maksymalnych i minimalnych wartości parametrów prądu piorunowego, które są przypisane do każdego z czterech poziomów ochrony. Szczegóły z tym związane są zawarte w normie PN-EN 62305-1:2011 (Tablice 3., 4. i 5. w sekcji 8.2.). Zmiennymi, jakie bierze się pod uwagę w procesie wyznaczania poziomu ochrony piorunowej, są parametry prądu odnoszące się do:
- wartości szczytowej (I),
- ładunku udaru (QSHORT),
- energii właściwej (W/R),
- średniej stromości (di/dt),
- parametrów czasu (T),
- ładunku udaru długotrwałego (QLONG),
- ładunku wyładowania (QFLASH).
Wyznaczając poziomy ochrony odgromowej, należy określić, które parametry piorunowe będą kluczowe dla projektu instalacji. Przykładowo dla LPL I maksymalna wartość szczytowa prądu piorunowego wynosi 200 kA, a minimalna wartość szczytowa prądu, która jest istotna dla projektowania promienia toczącej się kuli, wynosi 3 kA. Wartości te maleją proporcjonalnie dla kolejnych poziomów ochrony: w przypadku LPL II maksymalna wartość prądu wynosi 150 kA, a dla LPL III i IV są to odpowiednio 100 kA i 75 kA.
O czym pamiętać podczas wyznaczania LPL?
Po pierwsze: maksymalne wartości parametrów prądu pioruna nie powinny być przekroczone z prawdopodobieństwem 99%, a minimalne wartości muszą uwzględniać promienie toczącej się kuli, które wyznaczają strefy ochrony. Na przykład dla LPL I promień toczącej się kuli wynosi 20 m, a dla LPL IV wynosi 60 m.
Po drugie: zmniejszenie poziomu ochrony od LPL I do LPL IV powoduje proporcjonalne zmniejszenie wartości takich parametrów jak ładunek udaru czy energia właściwa prądu. W praktyce oznacza to, że dla obiektów wymagających najwyższego poziomu ochrony (LPL I), należy zastosować najskuteczniejsze środki ochrony, zdolne wytrzymać wyładowania o dużych wartościach energii i prądu.
