INSTALATII DE PARATRASNET

InstalaTii de paratrAsnet

20.1. Producerea trasnetului .

neuniform,fig. 20.1b, la suprafata solului, intensitatea campului putand ajunge la valori de 15-20kv/m.

Densitatile de sarcini in acumularile mentionate, pot sa difere mult de valoarea medie si ca urmare in vecinatatea lor apar intensitati ale campului de valori foarte mari ce determina ionizarea aerului, deci initierea unor descarcari.

Prin observatii directe si inregistrari foto s-a constatat ca strapungerea intervalului de aer- sol are loc prin dezvoltarea unui leader de la nor catre sol (leader descendent), sau de la structuri legate la pamant ,de pe sol, catre nor (lider ascendent). Pe masura propagarii descarcarii, scazand distanta dintre sol si fruntea leaderului, creste si mai mult intensitatea campului electric E = Q/4π r² E

Acumularea sarcinilor de semn contrar, pe sol, are loc sub fruntea leaderului , numai daca solul are conductibilitate uniform repartizata in zona respectiva. Daca liderul se formeaza deasupra unei zone cu conductibilitate mica, iar in apropiere se gaseste o zona ( un punct ) de mare conductibilitate, atunci sarcinile de pe sol se concentreaza in zona de mare conductibilitate, traiectoria liderului curbandu-se spre locul de mare conductibilitate.

In acest mod se explica de ce traznetul loveste in vai cu ape si nu pe crestele din apropiere.

Cand leaderul s-a apropiat foarte mult de sol, incepe sa se dezvolte descarcarea principala, pe a carui canal de mare conductibilitate se scurg la pamant sarcinile electrice din canalul liderului. In fig 20 .2., se observa modul de evolutie a descarcarii si variatia in timp a valorii curentului de descarcare.

Evolutia unei descarcari de trasnet de la stadiu de leader descendent si pana la stadiul de descarcare principala este prezentata in fig. 20.3.

Deoarece in nor sunt mai multe concentrari ( acumulari ) de sarcini negative, dupa amorsarea descarcarii intre nor si sol, pe traiectoria astfel formata, are loc o succesiune de descarcari pana la neutralizarea totala a sarcinilor. Acest caracter multiplu al descarcarilor a fost confirmat si de aspectul fotografiilor descarcarilor. Aceste

1';2'zona de strimeri a liderilor descendenti (1)si ascendenti (2)- contralideri; 3- faza d

strapungere a liderului Fig 20.2

Fig. 20.3

fotografii sunt reprezentate in fig.20.3. Din examinarea lor rezulta ca fiecare

descarcare este formata dintr-o predescarcare, in leader descendent (1) si un stadiu prinipal al descarcarii ( 2 ).Ordinele de marime ale duratelor de timp mentionate

sunt: ;T=40-60ms

20.2. Parametrii curentului de trasnet

Marimea caracteristica fundamentala a descarcarii de trasnet este curentul de trasnet. Pe seama numeroaselor inregistrari s-a constatat ca evolutia in timp a acestui curent, are forma unei unde dublu exponentiala si poate fi caracterizata prin doi parametri ,fig.20.4:

- I - amplitudinea curentului de trasnet ( kA

- a - panta curentului, care este viteza de variatie pe frontul undei

( 20.1.)

In fig.20.4 sunt prezentate exemple de forme de unda de trasnet.

Masuratorile au aratat ca aceste valori variaza in limite foarte largi, incat ele se dau sub forma unor curbe de probabilitate.

Fig.20.4

20.3. Efectele trasnetului

Pot fi de natura termica, mecanica, electromagnetica, s.a.

Efectele termice constau in supraancalzirea conductoarelor strabatute de curentul de trasnet, in topirea metalelor la contactul direct cu canalul descarcarii. De exemplu, pot suferi cablurile de antena de televizor sau tablele de cupru, sau de fier, care pot fi topite pe adancimi de pana la 5 mm, respectiv 4 mm, cel mult. Efectul termic poate avea consecinte importante in cazul contactelor imperfecte, in care caz particule metalice lichefiate sau scantei din particule metalice, in contact cu materiale inflamabile, pot provoca incendii.

De asemenea, poate da nastere la incendii, actiunea curentului persistent, de intensitate mica, dar de durata egala cu durata de ordinul secundelor a unei descarcari multiple.

Efectele mecanice ale descarcarii de trasnet sunt datorate fortelor electrodinamice care apar pe conductoarele parcurse de curentul de trasnet, precum si efectelor electrohidraulice si electrogazodinamice, care apar la contactul canalului de trasnet cu mediul care formeaza vapori, sau genereaza gaze. Aceste efecte se manifesta prin despicarea arborilor, a stalpilor de lemn ai liniilor electrice aeriene, prin deteriorarea costructiilor inalte, cum ar fi : cosuri de fum, turnuri de racire de pe teritoriul termocentralelor, etc.

In cazul vaporizarii violente ,a umiditatii, sau a generarii de gaze la contactul cu canalul de temperatura foarte inalta al descarcarii, apar cresteri foarte mari a presiunii gazelor aflate in volume inchise, sau partial inchise, de exemplu in structura trunchiului arborilor. Acestui efect i se datoreaza despicarea de catre trasnet a copacilor si a stalpilor de lemn.

Efectele electrochimice constau in descompunerea electrolitica a materialelor de pe conductoare sau de pe prizele de pamant, cu consecinte importante in ceea ce priveste coroziunea acestora, mai ales in cazul in care ele sunt ingropate.

Efectele electromagnetice ale descarcarii de trasnet au drept principala consecinta aparitia supratensiunilor. Aceste efecte se por grupa in efecte primare , cauzate de loviturile directe si efecte secundare, care au drept cauza inductiile electrostatica si electromagnetica.

Efectele primare constau in supratensiunile care apar datorita caderilor de tensiune pe elemente ale instalatiilor ( de exemplu pe stalpi ai liniilor electrice) prin care curentul de trasnet se scurge la pamant.

Efectele secundare ale trasnetului apar datorita variatiei campului electromagnetic creat de canalul descarcarii, care da nastere la supratensiuni prin inductie electrostatica si electromagnetica.

Inductia electrostatica apare la variatia rapida a campului electric creat de canalul descarcarii, atat in stadiul de leader, cat si de descarcare principala. Inductia electrostatica mai apare si in cazul deplasarii lente a norului deasupra unei linii aeriene, cand pe conductoarele acesteia se acumuleaza sarcini de semn contrar acelora de la baza norului. In momentul descarcarii sarcinilor din nor, catre alt obiect, sau catre alt nor, sarcinile de pe conductoarele liniei devin libere si se propaga de-a lungul acesteia sub forma de unde electromagnetice.

Inductia electromagnetica este datorata variatiei campului electromagnetic creat de curentul din canalul trasnetului, sau din obiectul prin care acesta se scurge la pamant, sub influienta caruia, in instalatii, sau structuri invecinate, apar supratensiuni.

Efectul electromagnetic al trasnetului se manifesta si sub forma undelor electromagnetice emise de canalul descarcarii, avand un spectru larg de frecvente, care provoaca perturbatii radioelectrice.

Intensitatea manifestarilor atmosferice

Manifestarile atmosferice ce caracterizeaza o anumita zona geograficaa sunt:

-indicele keraunic: media anuala a zilelor cu furtuni cu descarcari electrice, stabilit pe baza datelor obtinute in cel putin 10 ani consecutivi ;

-indice crono-keraunic: durata anuala a manifestarilor atmosferice;

-indice aritomo-keraunic : numarul anual al deascarcarilor atmosferice ;

20.5 Metode de protecTie impotriva loviturilor directe de trasnet

Protectia structurilor de pe sol si a instalatiilor electrice exterioare se realizeaza cu ajutorul paratrasnetelor , care au rolul de a prelua asupra lor loviturile directe de trasnet. Paratrasnetul este realizat sub forma unei tije metalice verticale ( paratrasnet vertical), sau a unui conductor orizontal ( paratrasnet orizontal), denumit in cazul liniilor electrice aeriene conductor de protectie, conectate la o priza de pamant prin conductoare de coborare , care asigura scurgerea la pamant a curentului de trasnet.

Efectul protector al paratrasnetelor este bazat pe proprietatea trasnetului de a lovi cu probabilitate mai mare obiectele mai inalte si mai bine legate la pamant, in comparatie cu alte obiecte de inaltime mica, a caror protectie este astfel asigurata.

Efectul protector al paratrasnetului se evalueaza prin probabilitatea de patrundere a trasnetului pe langa paratrasnet, prin care se intelege raportul intre numarul de lovituri de trasnet in obiectul protejat si numarul total de lovituri asupra ansamblului paratrasnet-obiect.

Zona de protectie a unui paratrasnet, sau a unui sistem de mai multe paratrasnete reprezinta spatiul din jurul acestuia, respectiv cuprins intre ele, in care un obiect este protejat impotriva loviturilor directe de trasnet, cu o anumita probabilitate. In practica se accepta un risc de lovire a obiectului protejat de 0,1 %.

Pentru construirea zonelor de protectie a paratrasnetelor se folosesc, in mod obisnuit, doua metode :

-metoda bazata pe modelarea in laborator ;

-metoda modelului electromagnetic .

20.5.1.Metoda bazata pe modelarea fizica in laborator a zonelor

de protectie.

Aceasta metoda a fost elaborata in anii `30, in fosta URSS, prin modelarea in laborator a sistemului paratrasnet - obiect protejat - lider descendent, elementele

respective fiind reprezentate prin electrozi tija. Pentru fiecare caz studiat s-au determinat pozitiile reciproce ale electrozilor de modelare a paratrasnetului si obiectivului protejat pentru care descarcarea provocata de un impuls de tensiune, provenit de la un generator de impuls de tensiune a lovit tija - paratrasnet. Metoda admite ca efectul protector al paratrasnetului se manifesta din stadiul de leader descendent a descarcarii. Directia de propagare a liderului este determinata, in principal, de traseul pe care intensitatea campului electric este maxima. Aceasta directie este influentata, la inaltimi mari, exclusiv de canalul leaderului. Incepand cu o anumita inaltime (notata cu H in fig.20.5) numita inaltime de orientare a trasnetului, incepe sa se manifeste influenta obiectelor de pe sol, in particular a paratrasnetului, prin campul electric creat de sarcinile electrice ce se concentreaza pe acesta. Intensitatea campului devine maxima pe traseul ce uneste capul leaderului cu varful paratrasnetului, pe care apare contraliderul, directia de propagare in continuare a leaderului si locul de lovire a trasnetului fiind astfel bine determinate.

Metoda modelarii fizice admite ca intre modelul de laborator si sistemul nor-paratrasnet-obiectul de protejat exista o similitudine geometrica. Se accepta ipoteza ca pentru paratrasnete avand inaltimea h<30 m se poate considera ca H kh,

unde k=10

Pe baza rezultatelor incercarilor pe modele de laborator s-au elaborat regulile de construire a zonelor de protectie, dupa cum se arata in continuare.

a)     Zonele de protectie a paratrasnetelor verticale.

Zona de protectie a unui singur paratrasnet vertical are forma unui con de revolutie cu generatoarele curbe, asa cum se poate observa in fig.20.6, constructia zonei de protectie fiind data in fig.20.7.

Sectiunea in plan orizontal a zonei de protectie la o inaltime h_x , deasupra nivelului solului, este un cerc cu raza :

unde : (20.2)

Rezulta ca raza zonei de protectie la nivelul solului ( pentru h_x = 0) va fi r₀=1,6hp.

Constructia zonei de protectie a doua paratrasnete verticale de aceeasi inaltime este data de fig.20.8. Portiunea exterioara a zonei de protectie se construieste la fel ca si pentru un singur paratrasnet. Portiunea interioara a zonei de protectie este determinata in partea superioara de un arc de cerc care trece prin varfurile paratrasnetelor si prin punctul aflat la mijlocul distantei dintre paratrasnete, la inaltimea data de relatia (20.3) si de dreptele care se intalnesc, in plan orizontal, la distantele h_x, de planul paratrasnetelor:

Fig.20.6

Distanta b_x se determina dupa nomograme , conform cu metodologia indicata

in PE-109.

Conditia ca cele doua paratrasnete sa formeze o zona de protectie comuna este

a£ 7hp, asa cum rezulta din expresia (20.3).In cazul in care aceasta conditie nu este indeplinita, inseamna ca fiecare paratrasnet isi are zona sa de protectie.

In cazul a doua paratrasnete verticale de inaltimi diferite, se incepe cu construirea zonei de protectie a paratrasnetului mai inalt ,(fig.20.9). Apoi, prin varful paratrasnetului de inaltime mai mica se duce o orizontala pana la intersectia cu limita zonei de protectie a paratrasnetului mai inalt, in punctul de intersectie considerandu-se un paratrasnet fictiv de inaltime egala cu primul. In continuare, se procedeaza ca si la construirea zonei de protectie a doua paratrasnete de inaltime egala. Conditia ca paratrasnetele sa formeze o zona comuna este in acest caz a^' £7h₁p.

Protectia impotriva loviturilor directe de trasnet a unor structuri ce ocupa suprafete mai mari in plan orizontal, se asigura cu mai multe paratrasnete.

In fig.20.10,se prezinta zone de protectie a 3 si 4 paratrasnete, prin sectiunile lor in plan orizontal, la inaltimea h_x deasupra solului.

Portiunile exterioare ale zonelor de protectie se construiesc luand in considerare succesiv cate doua paratrasnete.Portiunile interioare ale zonelor de protectie nu se construiesc in astfel de cazuri, ci se considera ca obiectul de inaltime h_x, aflat aici, este protejat, daca diametrul cercului construit prin urmele in plan orizontal a celor trei paratrasnete, respectiv diagonala dreptunghiului format de cele patru paratrasnete indeplineste conditia D £ 8(h-h_x)p.

In cazul a mai mult de patru paratrasnete, zonele de protectie se construiesc prin gruparea, dupa caz, a cate doua , trei sau patru paratrasnete.

b)    Zonele de protectie a paratrasnetelor orizontale.

Zonele de protectie a conductoarelor de protectie se construiesc similar cu a paratrasnetelor verticale, asa cum se poate observa in fig.20.11. Sectiunea in plan orizontal a zonei de protectie a unui conductor de protectie este un dreptunghi cu latura mare egala cu lungimea conductorului si cu latura mica egala cu 2b_x, unde :

(20.4)

in care k= 0,8 in cazul liniilor electrice aeriene si k=1,8 pentru celelalte spatii exterioare.

Partea superioara interioara a zonei de protectie a doua paratrasnete orizontale paralele este marginita de un cerc care trece prin urmele, in planul perpendicular pe axa liniei, a conductoarelor de protectie si un punct din acelasi plan, aflat intre cele doua conductoare de protectie, la inaltimea :

(20.5)

20.6.1. Terminologie si clasificari

sistem de protectie - ansamblul constituit dintr-o instalatie exterioara si/sau masuri interioare de protectie impotriva trasnetului si care asigura reducerea riscurilor de deteriorare a constructiilor si de accidentare a persoanelor;

instalatie exterioara de protectie (IPT) - ansamblu format dintr-un dispozitiv de captare, conductoare de coborare si priza de pamant;

nivel de protectie la trasnet - clasifica IPT din punct de vedere a probabilitatii de a proteja un spatiu impotriva trasnetului. Sunt definite doua nivele de protectie :- normal

- intarit ;

indice de risc - evalueaza prin valoarea lui necesitatea prevederii, pentru o constructie sau instalatie exterioara, protectia la trasnet si a nivelului de protectie al acestuia;

constructii cu risc marit datorita inaltimii, sunt cele ce au o inaltime mai mare de 20 m, avand probabilitatea mare de a fi lovite de trasnet.

20.6.2. Dotarea constructiilor si instalatiilor cu protectie

Conform Normativ I-20-94 privind protectia constructiilor impotriva trasnetului se prevad obligatoriu cu protectie impotriva trasnetului (PT), urmatoarele categorii de constructii si instalatii :

a)     Constructiile care cuprind incaperi cu aglomerari de persoane sau sali aglomerate, indiferent de nivelul la care aceste incaperi sunt situate, avand urmatoarele capacitati sau suprafete :

teatre, cinematografe, sali de concert si de intruniri, camine culturale, sali de sport acoperite, etc., cu o capacitate mai mare de 400 de locuri ;

cladiri bloc pentru spitale, sanatorii, etc. cu mai mult de 75 paturi ;

hoteluri, camine, cazarmi, cu mai mult de 400 de paturi;

constructii pentru invatamant - universitati, scoli, gradinite de copii si crese, cu mai mult de 10 sali de clasa sau joc, de laborator sau de atelier ;

restaurante si magazine cu o suprafata desfasurata mai mare de 1 000 m², exclusiv depozitele si spatiile anexe de deservire;

cladiri pentru calatori, din categoriile I si II, in care in perioada de varf a traficului, la ora de maxima aglomerare se pot afla mai mult de 300 de calatori;

b)    Constructiile care constituie sau adapostesc valori de importanta nationala, cum sunt : muzeele, expozitiile permanente, monumentele istorice sau de arhitectura, arhivele pentru documente de valoare , etc.

In cazul monumentelor istorice, solutia se stabileste de comun acord cu forurile de specialitate.

c)     Constructiile de locuit cu mai mult de P + 11E.

In cazul in care la aceste constructii deasupra ultimului nivel se mai afla o constructie cu un singur nivel ce ocupa pana la 50 % din aria construita a cladirii si este compusa numai din incaperi pentru spalatorii, uscatorii sau masini ale ascensoarelor, PT se prevede numai la aceasta constructie.

d)    Constructiile cu risc marit datorita inaltimii .

e)     Constructiile si instalatiile tehnologice exterioare care sunt cel putin de doua ori mai inalte decat constructiile, proeminentele de teren sau copacii din jur si au cel putin 10 m inaltime ( de ex . cosuri de fum, castele de apa, silozuri, turnuri, cladiri in forma de turn, etc.).

f)      Constructiile si instalatiile tehnologice exterioare amplasate izolat, in zone cu indicele keraunic mai mare de 30 cum sunt : cabanele sau constructiile similare, amplasate izolat, cladirile pentru calatori de categoriile III, IV, V de pe liniile de cale ferata.

g)     Constructiile stabilite ca prezentand importanta pentru diverse domenii din economia nationala ( de ex. cladiri destinate producerii de energie electrica, centralele de telecomunicatii, cabinele de centralizare electrodinamica, centrele de calcul,etc.).

h)     Constructiile si instalatiile tehnologice exterioare incadrate in categoria C de pericol de incendiu, daca sunt situate in zone cu indicele keraunic mai mare de 30 si daca materialele combustibile care se prelucreaza, utilizeaza sau depoziteaza in ele sunt considerate obiecte de baza ale intreprinderii sau ca avand valoare mare sau importanta deosebita.

i)       Depozitele deschise de materiale si substante incadrate in clasele de periculozitate P.3, P.4 si P.5 daca sunt situate in zone cu indice keraunic (k) mai mare de 30 si daca sunt considerate obiecte de baza ale intreprinderii sau ca avand valoare mare sau importanta deosebita.

j)       Constructiile si instalatiile tehnologice exterioare incadrate in categoriile A sau B de pericol de incendiu.

k)     Constructiile pentru adapostirea animalelor, daca sunt :

grajduri pentru animale mari, de rasa, indiferent de capacitate;

grajduri pentru animale mari, cu capacitatea peste 200 capete ;

grajduri pentru animale mari, cu o capacitate de peste 100 capete, amplasate in zone cu indicele keraunic mai mare de 30;

depozite de furaje fibroase amplasate in zone cu indicele keraunic mai mare de 30.

l)       Amenajarile sportive cu public, cu peste 5000 locuri.

m)  Podurile amplasate izolat, in zone cu indicele keraunic mai mare de 30.

n)     Instalatiile mobile de ridicat si transportat, din aer liber (de ex. macarale).

In alte cazuri, necesitatea prevederii protectiei la trasnet (PT) si a nivelului acestei protectii se poate face determinandu-se pentru situatia data valoarea indicelui de risc R. Indicele de risc R se calculeaza in functie de factorii partiali de risc A, B,

C, D, E si F cu relatia :R =   (20.6)

in care : - A- factor determinat de destinatia constructiei si de caracteristicile ei dimensionale (tabelul 20.1) ;

Tabelul 20.1

-B- factor determinat de natura structurii constructiei (tabelul 20 2) ;

-C- factor determinat de vecinatatile constructiei (tabelul 20.3);

-D- factor determinat de topografia amplasamentului constructiei (tabelul 20.4);

-E- factor determinat de valoarea sau particularitatile continutului constructiei (tabelul 20. 5);

-F- factor determinat de indicele keraunic al zonei geografice (tabelul 20.6).

Tabelul 20.2.

*) Acoperisul compozit include : bitum,invelitori din material compozit, gudron,tigla, ardezie, beton,etc.  

Tabelul 20.3

Tabelul 20.4

Tabelul 20.5.

Tabelul 20.6.

In tabelul 20.7. se prezinta corelarea dintre nivelul de protectie si indicele de risc.

Tabelul 20.7.

20.6.3 Dispozitive de captare.

A)   Dispozitivele de captare naturale se folosesc cu prioritate si pot fi constituite din :

a) invelitorile din tabla care acopera constructia de protejat daca se asigura valorile minime privind sectiunea si continuitate electrica;

b) elementele metalice portante ale acoperisului ( ferme,armaturi de otel interconectate, etc) cu invelitoare nemetalice, eventuala deteriorare a invelitorii ( de catre trasnet) fiind acceptata de catre beneficiarul lucrarii;

c) elementele metalice portante ale acoperisului cu invelitoare nemetalica ( de ex. din azbociment) daca aceasta este fixata pe structura metalica prin bolturi, nituri metalice, amplasate la distante aproximativ egale si daca invelitoarea este exclusa din spatiul de protejat, eventuala ei deteriorare fiind acceptata de catre beneficiarul lucrarii;

d) partile metalice ale acoperisului, de tip jgheab, cornisa , coama, etc;

e) tuburile si rezervoarele metalice executate din :

materiale cu grosimea de cel putin 2,5 mm, daca perforarea lor sub efectul trasnetului, nu poate conduce la situatii periculoase sau inacceptabile ;

materiale cu o grosime minim admisa , daca ridicarea temperaturii pe suprafata lor interioara in punctul de impact al trasnetului nu prezinta pericol prin continutul lor ;

B)   Dispozitive de captare independente.

In cazurile in care elementele metalice de la partea superioara a constructiilor sau instalatiilor tehnologice exterioare nu sunt suficiente pentru a constitui dispozitive de captare naturale sau nu asigura nivelul de protectie necesar, se executa dispozitive de captare independente.

Dispozitivele de captare pot fi constituite din unul sau mai multe din urmatoarele tipuri de elemente de captare :

tije de captare ;

conductoare de captare ;

retea de captare ( retea de conductoare captatoare ) si se pot instala pe constructie sau independent de constructie.

Alegerea diverselor tipuri de elemente de captare ( tija, conductor, retea ) se face respectandu-se conditiile din tabelul 20.8. referitoare le inaltimea maxim permisa pentru punctul cel mai de sus al dispozitivului de captare H_max si distanta maxima permisa intre suporturile ( stalpii) de sustinere a elementelor dispozitivului de captare a_max, in functie de nivelul protectiei la trasnet.

Limitele zonei de protectie determinata de un dispozitiv de captare se pot stabili aplicand, conform I-20-94 :

metoda unghiului de protectie in cazul constructiilor cu inaltimea H, pana la cel mai inalt punct al dispozitivului de protectie de max. 30 m, pentru o protectie normala si de max. 20 m, pentru o protectie intarita, pentru valorile unghiului de protectie date in tabelul 20.9.

metoda sferei rotative fictive ( metoda electromagnetica), in cazul constructiilor cu inaltimi H mai mari decat cele de mai sus, pentru protectie normala, respectiv intarita, cu marimi ale razei sferei rotative fictive date in tabelul 20.9

Tabelul 20.8.

Legenda : H_max , inaltimea fata de pamant al celui mai inalt punct al dispozitivului de captare

a _max , distanta dintre suporturile de sustinere .

Conductoare de coborare

Au rolul de a canaliza energia electrica captata de dispozitivele de captare

( paratrasnete) la priza de pamant.

Conductoarele de coborare trebuiesc sa fie realizate astfel incat sa se evite riscul aparitiei scanteilor. Ca urmare, se impun urmatoarele conditii :

curentul sa parcurga mai multe cai de curent ( conductoare) in paralel ;

lungimea traseelor (conductoarelor) sa fie cat mai mica;

Nivelul protectiei

Inaltimea h

m

Raza *) R

( m)

normal

intarit

unghiul α, (grade)

ochiuri retea de captare, (m)

unghiul α (grade)

ochiuri retea de captare, (m)

20x20

10x10

10x20

10x10

10x20

10x10

10x20

5x5

Legenda : h - inaltimea fata de pamant a celui mai inalt punct al dispozitivului de captare, in ;   α - unghiul fata de verticala al zonei de protectie ;

- se aplica numai metoda sferei fictive rotative si se respecta dimensiunile permise ale retelei de captare .

Conductoarele de coborare (caile de curent) se pot realiza in doua variante :

dependente de cladire (naturale)

independente de cladire

Coborarile naturale se folosesc cu prioritate si pot fi realizate din :

a)     Echipamente metalice naturale daca :

asigura continuitate electrica si au sectiunea minima admisibila (I-20-94);

b)    Armaturile metalice ale structurii constructiei; cu exceptia celor pretensionate. Daca nu sunt suficiente, se pot monta in beton coborari suplimentare ;

c)     Elemente metalice de fatada cu asigurarea cerintelor de continuitate si de sectiune minima admisa ;

Nu este admisa folosirea drept coborare naturala a urmatoarelor elemente metalice :

conductele pentru fluide combustibile;

componentele metalice ale constructiilor si instalatiilor prevazute cu IPT independente;

elementele metalice ale constructiilor incadrate in categoria C de pericol de incendiu sau cu praf combustibil (PC);

Daca coborarile naturale nu asigura conditiile unei coborari ale IPT, atunci se executa coborari suplimentare, sau independente cu conductoare de coborare. Acestea pot fi pozate in exterior sau in interiorul constructiei.

Materialele care se pot folosi la executarea coborarilor si modul de asigurare a protectiei impotriva coroziunii sunt prezentate in I-20-94.

Datorita tensiunilor electromotoare induse de unda de curent de trasnet si a repartitiei potentialului in jurul unei prize de pamant, coborarile se executa dintr-o bucata, vertical si rectiliniu, evitandu-se buclele si schimbarile de directie. Daca buclele nu se pot evita, atunci acestea se executa ca in fig.20.12.

Distanta minima "d" intre elemente IPT si echipamentele si instalatiile metalice, precum si cea din figura 20.12, se calculeaza astfel :

d = (20.7)

unde : k₁ - coeficient determinat de nivelul de protectie ( 0,1 normala, 0,05 intarita)

k_m- coeficient determinat de natura mediului de separare (1- aer; 0,5 material de separare)

k_e - coeficient determinat de configuratia dispozitivului de captare (k_c =1- vertical, k_c =0,66 conductor orizontal, k_c =0,44 retea de conductoare)

l - lungimea coborarii intre punctul in care apropierea este luata in considerare si legatura de egalizare a potentialelor cea mai apropiata ( sau cea din fig.20.12). Evident, valoarea lui ''l'' este determinata de considerente practice.

Fiecare conductor de coborare , cu exceptia coborarilor naturale se prevede cu o piesa de separatie de priza de pamant, care se amplaseaza la 2-2,5 m in raport cu solul.

Conductoarele de coborare se distribuie cat mai uniform si simetric pe perimetrul spatiului de protejat.

In cazul nivelului normal de protectie se prevede cate un conductor de coborare la fiecare 20 m pe perimetru, iar daca nivelul de protectie este intarit, la fiecare 10 m, insa minim doua coborari.

Din conditia de asigurare a stabilitatii termice in regim de scurta durata, sectiunea minima a conductoarelor de coborare se determina astfel :

s = k I_max (20.8.)

unde k = coeficient determinat de natura materialului (1/840 -CU , 1/115 -OL)

I_max - valoarea medie patratica a amplitudinii curentului de trasnet, compus din mai multe impulsuri succesive.

τ - durata curentului de trasnet (fig.20.3)

20.6.6. Priza de pamant.

Din punct de vedere al protectiei impotriva trasnetului se recomanda (I-20-94) cu prioritate realizarea prizei de pamant unica si comuna pentru instalatiile electrice, de telefonie si inglobata in structura constructiei.

Daca prizele de pamant trebuie sa fie distincte se impun ,insa, legarea lor la structura metalica inglobata prin legaturi de egalizare a potentialelor.

Valoarea rezistentei prizei de pamant a IPT normala, trebuie sa fie de minim 10 daca este artificiala si de minim 5 daca este naturala.

In cazul IPT intarita valoarea rezistentei minime se reduce la jumatate.

Priza de pamant a IPT se leaga la bara de egalizare a potentialelor (BEP) prevazuta in subsolul sau parterul constructiei.

Priza de pamant a unei IPT se executa asa cum s-a aratat in subcap.18.5, cu respectarea particularitatilor din I-20-94.

Fig.20.12

In cazul realizarilor prizelor de pamant multuple, acestea se vor lega intre ele astfel incat ele sa formeze un contur (inel inchis).

Priza de pamant a IPT sau cea comuna se amplaseaza la minim 3 m de toate elementele metalice subterane care nu fac parte din constructia protejata. Daca se afla la o distanta mai mica se vor lega la priza de pamant.