PL247952B1 - Urządzenie odgromowe wielkopowierzchniowych obiektów budowlanych, zwłaszcza z dachami wyposażonymi w panele fotowoltaiczne - Google Patents

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest zabezpieczenie odgromowe wielkopowierzchniowych obiektów budowlanych, zwłaszcza z dachami wyposażonymi w panele fotowoltaiczne, które charakteryzuje się tym, że stanowi go co najmniej jedno dwuczęściowe odprowadzenie do ziemi prądu pioruna przejętego przez głowicę piorunochronu (7), przy czym pierwszą część tego odprowadzenia stanowi kabel (19) z metalową żyłą o przekroju poprzecznym wynoszącym od 10 mm² do 70 mm² osłoniętą wysokonapięciową izolacją polietylenową, którego dolny koniec połączony jest elektrycznie i mechanicznie z górnym końcem drugiej części tego dwuczęściowego odprowadzenia, którą stanowi nieizolowany przewodnik (27) o przekroju poprzecznym wynoszącym od 50 mm² do 120 mm², osadzony wewnątrz słupa żelbetowego i połączony nierozłącznie z jego stalowym zbrojeniem (22), przy czym dolny koniec nieizolowanego przewodnika (27) poprzez złącze kontrolne (29) połączony jest z przewodnikiem (27') połączonym z uziemieniem (28).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie odgromowe wielkopowierzchniowych obiektów budowlanych, zwłaszcza obiektów typu hale centrów logistycznych, hale przemysłowe i hale handlowe, których dachy z poszyciem blaszanym są wyposażone w panele fotowoltaiczne, przy czym to urządzenie odgromowe wykorzystuje piorunochron z wczesną emisją lidera skokowego oddolnego, rozwijającego się w kierunku naładowanej elektrycznie chmury burzowej, zabezpieczając te obiekty przed wyładowaniem atmosferycznym.

Piorun jest zjawiskiem naturalnym, trudnym do przewidzenia, wywołującym wyładowania elektryczne, które mogą powodować duże skutki niszczące.

Chmury burzowe naładowane ładunkiem elektrycznym w kierunku do ziemi stanowiącym czoło pioruna, posiadają ładunek elektryczny rzędu od kilku do kilkudziesięciu Kulombów. Wówczas na elementach metalowych budowli będących w polu elektromagnetycznym tego ładunku indukuje się ładunek proporcjonalny do tak zwanej zastępczej powierzchni tych elementów.

Celem ukierunkowania wyładowania elektrycznego i kontroli przepływu tego ładunku z powstałej chmury burzowej w kierunku ziemi stosowane są piorunochrony o różnych rozwiązaniach konstrukcyjnych.

W znanym powszechnie piorunochronie Franklina wspomnianą powierzchnię zastępczą stanowi powierzchnia jego ostrza, które w przypadku umieszczenia go w silnym polu elektrycznym powoduje jonizację powietrza wokół tego ostrza. Wynika z tego, że im większa jest powierzchnia zastępcza metalowego elementu w postaci ostrza, tym wyidukowany zostanie większy ładunek elektryczny. Mając zatem na uwadze działanie siły wiatru oraz estetykę wykonanego piorunochronu dąży się do tego aby powierzchnia zastępcza ostrza piorunochronu była jak najmniejsza. Oznacza to, że optymalna zastępcza powierzchnia ostrza piorunochronu, która wyindukuje ładunek elektryczny stanowi jeden z podstawowych warunków w projektowanej konstrukcji piorunochronu, przy czym główny problem polega na przeniesieniu tego ładunku do jego wnętrza w celu zasilenia układu jonizującego powietrze, zwanego modułem indukcyjnym. Kolejnym problemem jest powstawanie w układzie jonizującym pojemności rozproszonych, które wywołane są przez zastępcze pojemności kondensatorów powierzchni zastępczej piorunochronu w stosunku do ziemi, przy czym energia tak wytworzonego ładunku elektrycznego tych kondensatorów jest niewykorzystywana, powodując tym samym stratę tej energii. Jednocześnie stwierdzono, że skuteczność piorunochronu jest tym większa im szybciej nastąpi jonizacja powietrza wokół jego ostrza, przy czym znane są różne metody podnoszenia tej skuteczności.

Znany jest również z polskiego opisu patentowego nr PL192704 piorunochron z przyspieszoną jonizacją powietrza wokół jego ostrza zabezpieczający budowle przed wyładowaniami atmosferycznymi wyposażony w elektrodę Franklina połączoną z ziemią i układem elektrycznym składający się z głównej elektrody jonizacyjnej zaopatrzonej w elektrodę przeskoku, połączonej szeregowo poprzez cewkę indukcyjną i iskrownik z ziemią oraz z co najmniej jednej elektrody zbiorczej połączonej bezpośrednio z ziemią, przy czym elektroda zbiorcza usytuowana jest naprzeciw i w pobliżu elektrody przeskoku, zaś iskrownik posiada ostrze oraz usytuowaną naprzeciw niego elektrodę płaską. W innym wykonaniu tego piorunochronu składa się on z głównej elektrody jonizacyjnej zaopatrzonej w elektrodę przeskoku, połączonej szeregowo poprzez cewkę i iskrownik z ziemią, elektrody zbiorczej połączonej bezpośrednio z ziemią usytuowanej naprzeciw i w pobliżu elektrody przeskoku oraz z układu elektronicznego i elementu optycznego, połączonego z bazą tranzystora. Kolektor tego tranzystora połączony jest z jednym końcem uzwojenia cewki tworzącej wraz z kolejną usytuowaną naprzeciw niej cewką transformator, zaś drugi koniec uzwojenia cewki pierwszej połączony jest poprzez rezystor i źródło zasilające z elementem optycznym, przy czym w obwód elektryczny tego układu pomiędzy drugi koniec cewki pierwszej i rezystor oraz pomiędzy element optyczny i źródło zasilające włączone są połączone ze sobą szeregowo kondensatory dołączone do masy układu elektronicznego. Wadą tego rozwiązania jest stosunkowo mała wydajność wzrostu jonizacji wokół ostrza piorunochronu wynosząca 30-40%, spowodowana koniecznością przepływu prądu pomiędzy elektrodą przeskoku i elektrodą zbiorczą.

Znany jest także z polskiego opisu patentowego nr PL213623 piorunochron z przyspieszoną jonizacją powietrza wokół jego ostrza zabezpieczający budowle przed wyładowaniami atmosferycznymi zawierający zewnętrzną jonizacyjną elektrodę zbiorczą, zakończoną ostrzem połączoną szeregowo z ziemią poprzez moduł indukcyjny złożony z cewki i iskrownika umieszczony w obwodzie izolacyjnej, który charakteryzuje się tym, że posiada dodatkową wewnętrzną elektrodę skupiającą, w której umieszczony jest moduł indukcyjny, przy czym elektroda ta połączona jest elektrycznie z uziemioną podstawą, połączoną elektrycznie z elektrodą płaską iskrownika, którego ostrze poprzez cewkę indukcyjną modułu indukcyjnego połączone jest z zewnętrzną elektrodą zbiorczą, a ponadto elektroda skupiająca wykonana jest w kształcie tulei z materiału przewodzącego prąd, a jej wysokość wynosi korzystnie połowę długości cewki indukcyjnej, której koniec poprzez ostrze i elektrodę płaską iskrownika połączony jest elektrycznie ze zbiorczą zewnętrzną elektrodą jonizacyjną, a drugi koniec tej cewki połączony jest z uziemioną podstawą, przy czym w obu przypadkach cewka indukcyjna posiada korzystnie kształt walcowy.

Poza tym przez długi czas dla poprawy wydajności piorunochronu proponowano powiązanie z obojętną elektrodą zbiorczą piorunochronu środków inicjujących dla pobudzenia tworzenia lidera skokowego odgórnego przez wyzwalanie szybszego tworzenia lidera skokowego odgórnego w odniesieniu do prostej obojętnej elektrody zbiorczej. Ogólnie, te środki inicjujące działają przez wywoływanie dodatkowej jonizacji powietrza w pobliżu wolnego końca elektrody zbiorczej. Te zaawansowane piorunochrony są powszechnie nazywane PDA. Przykłady PDA są opisane zwłaszcza we francuskich zgłoszeniach patentowych FR2543370, FR2590737, FR2973598, FR2943487 i US2009/000802.

Według francuskiego opisu zgłoszenia patentowego FR2543370 inicjację uzyskuje się za pomocą urządzenia piezoelektrycznego, na które wywierany jest nacisk mechaniczny przez siłę wiatru, ale pojawienie się tego wiatru przy zbliżaniu się burzy jest przypadkowe i sprawia, że piorunochron jest mniej niezawodny.

We francuskim zgłoszeniu patentowym FR2590737 uzyskuje się inicjację za pomocą co najmniej jednej dodatkowej elektrody, która jest umieszczona w sąsiedztwie wolnego końca elektrody zbiorczej i która jest doprowadzana tak, że wyładowanie elektryczne o wysokim napięciu jest ustalane między tą elektrodą a wolnym końcem elektrody zbiorczej, a zatem wywołuje uzupełniającą jonizację powietrza w pobliżu wolnego końca elektrody zbiorczej.

We francuskim zgłoszeniu patentowym FR2973598 uzyskuje się jonizację do inicjacji piorunochronu za pomocą promieniowania elektromagnetycznego typu laser skupiony lub w bezpośrednim sąsiedztwie wolnego końca elektrody zbiorczej.

Znane urządzenia inicjujące, zwłaszcza typu wyładowania o wysokim napięciu lub typu promieniowania elektromagnetycznego, mogą być ulepszone przez wprowadzenie precyzyjnej synchronizacji wyzwalania w odniesieniu do ewolucji pola elektrycznego, aby nie wywoływać zbyt wczesnego wyzwalania lub zbyt późnej dodatkowej jonizacji. W związku z tym opracowano automatyczne systemy wyzwalające urządzenia inicjującego. Francuskie zgłoszenie patentowe FR2590737 ujawnia na przykład automatyczny system wyzwalania oparty na wykrywaniu zmienności pola elektrycznego wytwarzanego przez burzę. Francuskie zgłoszenie patentowe FR2943487 ujawnia na przykład automatyczny system wyzwalania oparty na optycznym wykrywaniu efektu wyładowań koronowych.

W porównaniu z piorunochronem wykorzystującym prostą obojętną elektrodę zbiorczą i wciąż powszechnie określaną jako „zwód Franklina”, piorunochrony z wczesną emisją streamera umożliwiają korzystnie poszerzenie strefy zabezpieczenia (lub promienia zabezpieczenia) piorunochronu, ponieważ są one zdolne do nadawania (natychmiastowej inicjacji) lidera skokowego oddolnego przed czasem w odniesieniu do prostej obojętnej elektrody zbiorczej. Ten lider skokowy oddolny, przenoszony przez pole elektryczne generowane przez burzę, ma wystarczająco dużo czasu, aby unieść się na tyle wysoko, aby napotkać lider skokowy odgórny kierujący się ku ziemi, na długo przed tym, zanim inne obiekty (metalowe lub nie) dookoła będą mogły zrobić to samo. Elektroda zbiorcza piorunochronu jest zatem de facto odbiornikiem pioruna, dzięki czemu piorun nie może spaść gdzie indziej w strefie zabezpieczenia określonej przez działanie piorunochronu.

Niezależnie od rodzaju piorunochronu, gdy burza nasila się, opisany wcześniej efekt korony wywołuje pojawienie się w elektrodzie zbiorczej piorunochronu bieżącej „korony”, zwanej także „strumieniem koronowym” lub „prądem koronowym”, który w początkowym okresie (gdy burza jest jeszcze daleko) ma zasadniczo ciągłe natężenie (prąd stały). Wówczas, gdy globalne pole elektryczne staje się wystarczająco duże, efekt korony zachodzi w trybie impulsowym, a szczyt natężenia staje się coraz większy, aż osiągnie na tyle wysoki szczyt korony, że wygenerowany „streamer” znajdzie odpowiednie warunki pola i rozejdzie się wolniej w górę w postaci lidera skokowego oddolnego.

Z kolei znane z polskiego opisu patentowego zabezpieczenie odgromowe budowlanych obiektów metalowych, zwłaszcza prostopadłościennych kontenerów magazynowych, wykorzystujące piorunochron z wczesną emisją jego lidera i z przyspieszoną jonizacją powietrza oraz indukcyjnym wspomaganiem polega na tym, że wewnątrz metalowej głowicy umieszczony jest moduł indukcyjny składający się z metalowej tulejowej elektrody, której wewnętrzna powierzchnia osłonięta jest warstwą dielektryka, a wewnątrz niej umieszczona jest cewka indukcyjna połączona szeregowo górnym końcem poprzez górny iskiernik ze szpicem tej głowicy albo ta cewka indukcyjna połączona jest szeregowo górnym końcem ze szpicem a dolnym końcem z dolnym iskiernikiem, przy czym cewka ta z odpowiednim iskiernikiem połączona jest z podstawą tej głowicy, osadzoną na odizolowanym od powierzchni metalowej kontenera rurowym maszcie połączonym z uziomem lub uziomami za pomocą wysokonapięciowego przewodu izolowanego lub wysokonapięciowych przewodów izolowanych, natomiast przestrzeń pomiędzy wewnętrzną powierzchnią metalowej tulei oraz górną częścią cewki indukcyjnej i otaczającej ją zewnętrzną powierzchnią elektrody tulejowej piorunochronu wypełniona jest dielektrykiem, przy czym warstwę dielektryka tulejowej elektrody oraz wypełnienie dielektryczne stanowi żywica poliuretanowa.

Aktualnie jest tendencja, aby na dachach obiektów wielkopowierzchniowych (rzędu 100 tys. m²), w tym na dachach hal centrów logistycznych montować panele f otowoltaiczne. Ochrona odgromowa tego typu obiektów polega na zamontowaniu na dachach tych obiektów wysokich zwodów pionowych mających połączenia przewodami odprowadzającymi prąd pioruna do ziemi. Podczas przepływu prądu pioruna na przewodach odprowadzających ten prąd powstaje potencjał elektryczny mogący spowodować przebicie elektryczne (przeskok iskry) do uziemianych elementów metalowych, nawet na odległość rzędu 1 m i większą. W normie EN 62-305 obejmującej ochronę odgromową zdefiniowany jest również odstęp separacyjny, który jest wprost proporcjonalny do długości przewodu odprowadzającego, co oznacza, że im większa jest długość przewodu odprowadzającego prąd do ziemi tym wymagany jest większy odstęp separacyjny. Przeskok iskry stanowi potencjalne źródło pożarów i z tego powodu są wykonywane tak zwane połączenia wyrównawcze, które stanowią połączenia elektryczne i mechaniczne pomiędzy uziemionymi elementami metalowymi i przewodami odprowadzającymi, w sytuacji gdy ta odległość jest mniejsza od dopuszczalnego odstępu separacyjnego, która zdefiniowana jest w normie dotyczącej zakresu ochrony odgromowej. Wprawdzie jest to rozwiązanie, które zapobiega przeskokowi iskry pomiędzy odprowadzeniami i elementami metalowymi podczas wyładowania pioruna, jednakże powoduje to, że taki element metalowy osiąga potencjał przewodu odprowadzającego. W przypadku zamontowanych na dachu obiektu budowlanego paneli fotowoltaicznych może to doprowadzić do uszkodzenia złącz, które w przypadku zwarć styków tych złącz (panele fotowoltaiczne i przewody łączące ze sobą te panele) mogą stanowić źródło pożaru. Innym zagrożeniem wynikającym z połączeń wyrównawczych jest możliwość porażeń elektrycznych osób przebywających w pobliżu na przykład dachów blaszanych mających połączenie wyrównawcze z przewodem odprowadzającym prąd pioruna.

Znane są rozwiązania z odprowadzeniami prądu pioruna przewodami w izolacji wysokonapięciwej, polegające na połączeniu piorunochrona odizolowanego od budynku do uziemienia za pomocą przewodów w izolacji wysokonapięciowej. Takie rozwiązania mogą być stosowane dla przewodów odprowadzających o długościach kilkunastu metrów, przy czym dla długości większych ilość przewodów odprowadzających musi być zwielokrotniona. Jest to podyktowane ograniczoną wytrzymałością izolacji przewodu wysokonapięciowego. Dla dużych hal długości przewodów odprowadzających są rzędu 50 m, a nawet mogą osiągać długości rzędu 100 m.

Jakkolwiek jest to rozwiązanie z technicznego punktu widzenia możliwe do zastosowania, to jednak z uwagi na koszt takiej instalacji odgromowej staje się nie do przyjęcia przez inwestora, bowiem cena przewodu izolowanego jest co najmniej dziesięć razy większa niż odprowadzenia standardowego (na przykład z drutu aluminiowego o średnicy wynoszącej 8 mm).

Z tego też powodu poszukuje się rozwiązań, w których przewody odprowadzające prąd pioruna do ziemi będą jak najkrótsze i do takich należą rozwiązania z odprowadzeniami wewnątrz obiektu budowlanego.

Z opisu zgłoszenia patentowego nr DE102019101577A1 znane jest urządzenie odgromowe składające się z urządzenia wychwytującego, które połączone jest z instalacją uziemiającą za pośrednictwem przewodu elektrycznego, przy czym przewód ten otoczony jest warstwą izolacyjną, która z kolei otoczona jest warstwą wykonaną z materiału słabo przewodzącego, rozciągającą się wzdłuż całej długości przewodu.

Na końcu warstwy słabo przewodzącej, zwróconym w kierunku urządzenia wychwytującego znajduje się element przyłączeniowy wykonany z materiału przewodzącego elektrycznie, umożliwiający połączenie przewodu elektrycznego z warstwą słabo przewodzącą prąd. Z kolei na drugim końcu warstwy słabo przewodzącej zwróconym w kierunku instalacji uziemiającej usytuowany jest drugi element przyłączeniowy, również wykonany z materiału przewodzącego za pomocą, którego przewód elektryczny połączony jest z warstwą słabo przewodzącą otaczającą izolację.

Połączenie elektryczne pomiędzy przewodem elektrycznym a warstwą przewodzącą w obrębie pierwszego elementu przyłączeniowego realizowane jest szeregowo wyłącznie poprzez adaptacyjne elementy przełączające. Jeden z elementów przełączających pozostaje w stanie otwartym w warunkach normalnej pracy, tj. przy braku wyładowania piorunowego, natomiast w przypadku wystąpienia wyładowania - po osiągnięciu lub przekroczeniu napięcia zamyka się, zapewniając przewodzące połączenie między przewodem elektrycznym a warstwą słabo przewodzącą prąd.

Znane są również rozwiązania z odprowadzeniami prądu pioruna wewnątrz obiektu budowlanego wykorzystujące do tego celu zbrojenia konstrukcyjne słupów żelbetowych, których dolne końce metalowych prętów zbrojeniowych są połączone z uziemieniem tego obiektu, a ich górne końce z metalową konstrukcją dachu. W takim rozwiązaniu w momencie uderzenia pioruna w zwód wysoki prąd pioruna rozpłynie się poprzez metalową konstrukcję dachu do wielu słupów żelbetowych tego obiektu. Dzięki takiemu rozdzieleniu prądu pioruna powstały potencjał na metalowej konstrukcji dachu jest zbliżony do potencjału obiektów uziemionych i nie stanowi on wymienionych wyżej zagrożeń.

Z kolei dla obiektów budowlanych nie mających metalowej konstrukcji dachu, a ich konstrukcja oparta jest na elementach żelbetowych ze zbrojeniem metalowym nie mającym połączeń elektrycznych i mechanicznych pomiędzy ich metalowymi zbrojeniami rozdzielenie prądu pioruna nie jest możliwe. Przy założeniu, że obiekt budowlany posiada metalowe pokrycie dachu oraz, że prąd pioruna popłynie w jednym z tych słupów żelbetowych, spowoduje on powstanie potencjału elektrycznego, który może spowodować przebicie elektryczne w górnej części tego słupa do elementów metalowych dachu (okuć metalowej, falistej blachy pokryciowej) i naruszyć stabilność konstrukcji tego obiektu.

Również wykonanie odprowadzenia prądu pioruna przewodem izolowanym wzdłuż słupa żelbetowego obiektu budowlanego stanowi ryzyko uszkodzenia izolacji odprowadzenia tego prądu podczas eksploatacji obiektu, gdyż może spowodować przeskok iskry do elementów metalowych podczas wyładowania pioruna, a zarazem stanowić źródło pożaru tego obiektu.

Wykonanie odprowadzenia prądu pioruna przewodem izolowanym wewnątrz słupa żelbetowego obiektu budowlanego stanowi ryzyko uszkodzenia izolacji odprowadzenia tego prądu i możliwość przeskoku iskry do metalowego zbrojenia słupa żelbetowego i może być przyczyną pęknięcia tego słupa.

Ochrona odgromowa piorunochronami PDA z wczesną emisją lidera wymaga, aby obiekt budowlany był w całości pokryty strefami ochronnymi. W związku z tym wymogiem usytuowanie piorunochronów staje się narzucone i piorunochron może znaleźć się w odległości kilku-kilkunastu metrów od słupa przewidzianego do odprowadzenia prądu pioruna. Zostaje przez to zwiększona długość odprowadzenia i w konsekwencji wymagany większy odstęp separacyjny, natomiast wytrzymałość dielektryczna izolacji przewodu odprowadzającego jest parametrem technicznym nadanym przez producenta kabli. W związku z powyższym trzeba mieć również na uwadze możliwość podzielenia prądu pioruna przez zastosowanie dodatkowego odprowadzenia, wówczas zostanie zmniejszony odstęp separacyjny, ponieważ jest on proporcjonalny do natężenia prądu pioruna płynącego w danym odprowadzeniu. Poza tym zastosowanie drugiego odprowadzenia zwiększa niezawodność systemu ochrony odgromowej na przykład podczas prac remontowych, przy czym nie można wykluczyć możliwości uszkodzenia tego odprowadzenia.

Użyte w dalszej części opisu i zastrzeżeń patentowych pojęcie „połączenie elektryczne i mechaniczne” należy rozumieć jako połączenia zgodne z normą PN-EN 62561-1:2017-07 z późn. zm. i opisane w jej części 1 IEC 62561 to jest połączenia: egzotermiczne, lutowane, spawane, zaciskane, karbowane, zakładkowe i wkrętowe lub śrubowe.

Celem wynalazku jest opracowanie nowego, prostego i zwartego układu elementów tworzących zabezpieczenie odgromowe wielkopowierzchniowych obiektów budowlanych z dachami metalowymi, w tym wyposażonymi w panele fotowoltaiczne, eliminującego wady i niedogodności znanych dotychczas tego typu rozwiązań technicznych. Celem wynalazku jest również zaproponowanie nowego urządzenia odgromowego obiektów budowlanych wielkopowierzchniowych, umożliwiającego przezwyciężenie problemu opóźnienia przy inicjacji lidera skokowego odgórnego, związanego z rozprzestrzenianiem się ładunku przestrzennego w pobliżu wolnego końca elektrody zbiorczej, przed emisją lidera skokowego oddolnego, a zarazem poprawę działania zabezpieczającego przed uderzeniem pioruna.

Istota rozwiązania technicznego urządzenia odgromowego wielkopowierzchniowych obiektów budowlanych, zwłaszcza obiektów z dachami z metalowym pokryciem wyposażonymi w panele fotowoltaiczne z wykorzystaniem piorunochronu typu PDA, osadzonego na maszcie odizolowanym od powierzchni metalowej dachu zabezpieczanego odgromowo obiektu i połączonym z uziemieniem za pomocą co najmniej jednego dwuczęściowego odprowadzenia do ziemi prądu pioruna przejętego przez głowicę piorunochronu, którego pierwszą część stanowi kabel z metalową żyłą osłoniętą wysokonapięciową izolacją polietylenową, a drugą część stanowi nieizolowany przewodnik charakteryzuje się tym, że nieizolowany przewodnik o przekroju poprzecznym od 50 mm² do 120 mm² drugiej części dwuczęściowego odprowadzenia do ziemi prądu pioruna przejętego przez głowicę piorunochronu osadzony jest wewnątrz słupa żelbetowego i połączony jest nierozłącznie ze stalowym zbrojeniem tego słupa, a dolny koniec tego nieizolowanego przewodnika połączony jest poprzez złącze kontrolne z kolejnym przewodnikiem połączonym z uziemieniem, zaś górny koniec tego nieizolowanego przewodnika połączony jest z izolowanym kablem pierwszej części dwuczęściowego odprowadzenia, przy czym kabel ten wyposażony jest w żyłę o przekroju poprzecznym od 10 mm² do 70 mm².

Korzystnym jest, gdy górny koniec metalowej żyły izolowanego kabla połączony jest elektrycznie i mechanicznie poprzez złącze z dolnym końcem górnego nieizolowanego odcinka metalowego masztu, a dolna części tego masztu umieszczona w tworzywowym rurowym izolatorze przymocowana jest za pomocą uchwytów wraz górną częścią izolowanego kabla do górnego odsadzenia słupa żelbetowego, natomiast dalsza część izolowanego kabla nad dachem zabezpieczanego obiektu budowlanego umieszczona jest w izolacyjnym fajkowym rurowym przepuście umieszczonym w otworze tego dachu i połączona jest elektrycznie i mechanicznie poprzez łącznik przymocowany do górnego końca słupa żelbetowego z górnym końcem nieizolowanego przewodnika o rezystancji odprowadzania prądu wynoszącej R<0,10 OHM, który poprzez metalowe strzemiona połączony jest nierozłącznie ze stalowym zbrojeniem tego słupa w odstępach wynoszących L=010,m - 2 m i połączony jest z uziemieniem.

Korzystnie urządzenie to stanowią dwa dwuczęściowe odprowadzenia do ziemi prądu pioruna przejętego przez głowicę piorunochronu przymocowanego do górnego odsadzenia słupa żelbetowego, połączone z uziemieniem za pomocą dwóch izolowanych kabli usytuowanych obok siebie w odległości t = 18-25 mm, których dolne końce umieszczone są w dwóch izolacyjnych fajkowych rurowych przepustach, osadzonych szczelnie w dwóch przelotowych otworach wykonanych w dachu z metalowym pokryciem i połączone elektrycznie i mechanicznie z górnymi końcami dwóch nieizolowanych przewodników, których dolne końce połączone są poprzez złącze z dwoma kolejnymi przewodnikami połączonymi z uziemieniem zabezpieczanego obiektu budowlanego.

W korzystnym wariancie urządzenie stanowią połączone z dwoma uziemieniami dwa dwuczęściowe odprowadzenia do ziemi prądu pioruna przejętego przez głowice piorunochronów przymocowanych do górnego odsadzenia dwóch identycznych słupów żelbetowych oddalonych od siebie w odległości F = 18 m - 22 m oraz izolowany przewodnik, którego końce poprzez złącze połączone są elektrycznie i mechanicznie z górnymi nieizolowanymi częściami metalowych masztów, przy czym przewodnik ten przymocowany jest do dolnej izolowanej części metalowego masztu piorunochronu przymocowanego do pierwszego słupa żelbetowego i do górnego odsadzenia tego słupa oraz do górnej powierzchni ogniotrwałego murka i do izolowanej części metalowego masztu piorunochronu umieszczonego na drugim słupie żelbetowym

W innym korzystnym wariancie izolowany kabel dwuczęściowego odprowadzenia do ziemi prądu pioruna przejętego przez głowicę piorunochronu przymocowanego do górnego odsadzenia słupa żelbetowego połączony jest elektrycznie i mechanicznie z nieizolowanym górnym odcinkiem metalowego masztu piorunochronu, przy czym jeden dolny koniec tego izolowanego kabla poprzez łącznik połączony jest elektrycznie i mechanicznie z górnym końcem nieizolowanego przewodnika osadzonego wewnątrz pierwszego słupa żelbetowego połączonego poprzez złącze kontrolne z przewodnikiem połączonym z pierwszym uziemieniem, natomiast druga część tego izolowanego kabla przymocowana jest do drugiej strony dolnej izolowanej części metalowego masztu i do górnego odsadzenia pierwszego słupa żelbetowego oraz do górnej powierzchni ogniotrwałego murka, a drugi dolny koniec tego kabla poprzez izolacyjny fajkowy rurowy przepust osadzony szczelnie w przelotowym otworze murka i dachu doprowadzony jest do łącznika umieszczonego na drugim słupie żelbetowym i połączony jest elektrycznie i mechanicznie z górnym końcem nieizolowanego przewodnika osadzonego wewnątrz tego drugiego słupa żelbetowego i połączonego nierozłącznie ze stalowym zbrojeniem tego słupa, zaś dolny koniec nieizolowanego przewodnika połączony jest poprzez złącze kontrolne z kolejnym nieizolowanym przewodnikiem połączonym z drugim uziemieniem, przy czym odległość pomiędzy obu słupami żelbetowymi wynosi 18 m - 22 m.

Korzystnym jest, gdy łącznik zamocowany do zewnętrznej górnej powierzchni słupa żelbetowego usytuowany jest w odległości S = od 0,7 m do S = 1,5 m od dolnej powierzchni dachu obiektu budowlanego, zaś złącze kontrolne przymocowane do zewnętrznej powierzchni dolnego końca tego słupa usytuowane jest powyżej posadzki zabezpieczanego obiektu budowlanego na wysokości k = 0,5 m.

Korzystnym jest także, gdy izolowany kabel posiada żyłę wykonaną z miedzi lub aluminium, a nieizolowany przewodnik stanowi galwanizowana stalowa taśma lub goła odgromowa stalowa taśma.

Korzystnym jest również, gdy rurowe izolatory dolnych części masztów wykonane są z polichlorku winylu (PVC), zaś izolowany przewodnik łączący maszty obu słupów żelbetowych stanowi drut miedziany lub aluminiowy lub stal galwanizowana osłonięte wysokonapięciową izolacją lub kabel miedziany lub aluminiowy umieszczony w odgromowej rurce.

Korzystnym jest także, gdy wysokość ogniotrwałego murka wynosi 0,80 m do 1,20 m.

Korzystnym jest również, gdy przewodnik połączony z uziemieniem stanowi taśma stalowa umieszczona w osłonie izolacyjnej.

Postawione wyżej temu wynalazkowi cele uzyskano dzięki temu, że piorunochron zakończony głowicą z wczesną emisją lidera typu PDA został zamontowany na dachu zabezpieczonego obiektu budowlanego i został odizolowany elektrycznie od metalowych elementów tego obiektu i posiada co najmniej jedno połączone szeregowo dwuczęściowe odprowadzenie do ziemi prądu pioruna przejętego przez tę głowicę, przy czym pierwsza jego część połączona jest elektrycznie i mechanicznie z głowicą wysokiego masztu za pomocą kabla w izolacji wysokonapięciowej, natomiast druga część tego odprowadzenia jest wykonana przewodnikiem metalowym nieizolowanym umieszczonym wewnątrz słupa żelbetowego, którego górny koniec połączony jest elektrycznie i mechanicznie poprzez metalowe złącze z dolnym końcem pierwszej części tego odprowadzenia, zaś dolny koniec połączony jest również elektrycznie i mechanicznie poprzez metalowe złącze z uziemieniem tego obiektu.

Przedmiot wynalazku w pięciu przykładowych odmianach wykonania urządzenia odgromowego wielkopowierzchniowego obiektu budowlanego spełniającego funkcje centrum logistycznego, został uwidoczniony na rysunku fig. 1-7, na którym fig. 1-3 przedstawiają schematycznie pierwszą odmianę tego urządzenia odgromowego, przy czym fig. 1 przedstawia schemat urządzenia odgromowego, którego głowica piorunochronu z wczesną emisją lidera typu PDA osadzona jest na sztywno w górnej części nieizolowanego metalowego masztu, połączonej elektrycznie i mechanicznie z górnym końcem izolowanego kabla stanowiącego pierwszą cześć dwuczęściowego odprowadzenia do ziemi prądu pioruna, a jego dolny koniec poprzez przepust fajkowy osadzony w dachu z pokryciem metalowym połączony jest elektrycznie i mechanicznie z górnym końcem galwanizowanej stalowej taśmy stanowiącej drugą część tego dwuczęściowego odprowadzenia do ziemi prądu pioruna, osadzonej wewnątrz słupa żelbetowego, połączonej mechanicznie i elektrycznie ze stalowym zbrojeniem tego słupa, której dolny koniec połączony jest z uziemieniem tego zabezpieczanego obiektu, fig. 2 - powiększony szczegół „A” piorunochronu z wczesną emisją lidera typu PDA wchodzącego w skład tych pięciu odmian wykonania urządzenia w pionowym przekroju osiowym, fig. 3 - powiększony szczegół „B” pierwszej odmiany wykonania urządzenia odgromowego obejmujący górny nieizolowany odcinek masztu piorunochronu z dalszą dolną jego częścią umieszczoną w rurowym izolatorze, połączony z górnym końcem miedzianego kabla z wysokonapięciową izolacją polietylenową, które połączone są z górnym odsadzeniem słupa żelbetowego, w pionowym przekroju osiowym, fig. 4 - przedstawia schematycznie w pionowym przekroju osiowym drugą odmianę urządzenia odgromowego pokazanego na fig. 1, którego drugą część dwuczęściowego odprowadzenia do ziemi prądu pioruna, stanowi połączona elektrycznie i mechanicznie z dolnym końcem izolowanego kabla odgromowa goła stalowa taśma osadzona wewnątrz słupa żelbetowego i połączona elektrycznie i mechanicznie ze stalowym zbrojeniem tego słupa, której dolny koniec połączony jest z uziemieniem tego zabezpieczanego obiektu, fig. 5 - przedstawia schematycznie w pionowym przekroju osiowym trzecią odmianę tego urządzenia odgromowego, którego dolny nieizolowany koniec masztu piorunochronu połączony jest elektrycznie i mechanicznie z dwoma górnymi końcami rdzeni dwóch izolowanych kabli, których dolne końce poprzez dwa szczelne przepusty fajkowe połączone są elektrycznie i mechanicznie z górnymi końcami dwóch galwanizowanych stalowych taśm osadzonych wewnątrz słupa żelbetowego i połączonych elektrycznie i mechanicznie ze stalowym zbrojeniem tego słupa, których dolne końce połączone są elektrycznie i mechanicznie z uziemieniem obiektu budowlanego, fig. 6 - przedstawia schematycznie w pionowym przekroju osiowym czwartą odmianę urządzenia odgromowego wielkopowierzchniowego obiektu budowlanego, posiadającego dwa identyczne urządzenia odgromowe stanowiące pierwszą odmianę tego urządzenia przedstawioną na rys. fig. 1, których słupy żelbetowe oddalone są od siebie o odległość L = 20 m, poza tym górne nieizolowane końce obu stalowych masztów połączone są elektrycznie i mechanicznie z końcami izolowanego kabla miedzianego umieszczonego w rurce odgromowej i zamocowanego na ognioodpornym murku o wysokość H = 1 m powyżej dachu zabezpieczanego obiektu, zaś fig. 7 - przedstawia schematycznie w pionowym przekroju osiowym piątą odmianę urządzenia odgromowego wielkopowierzchniowego obiektu budowlanego posiadającego urządzenie odgromowe stanowiące pierwszą jego odmianę przedstawioną na rys. fig. 1, przy czym drugi koniec izolowanego kabla połączonego z nieizolowaną częścią masztu piorunochronu umieszczony jest na ognioodpornym murku o wysokość H = 1 m wystającym nad powierzchnię metalowego dachu zabezpieczanego obiektu i połączony jest również elektrycznie i mechanicznie poprzez drugi fajkowy przepust metalowego dachu z górnym końcem nieizolowanej stalowej taśmy osadzonej w drugim słupie żelbetowym, której dolny koniec połączony jest elektrycznie i mechanicznie z uziemieniem obiektu budowlanego.

Przykład 1

Jak przedstawiono na rysunku fig. 1-3 pierwsza odmiana urządzenia odgromowego wielkopowierzchniowego obiektu budowlanego 1, którego dach 2 z pokryciem blaszanym 3 izolowany wełną mineralną 4 wsparty na poziomo usytuowanych belkach żelbetowych 5 podpartych pionowymi słupami żelbetowymi 6 z ich zewnętrznymi górnymi prostopadłościennymi odsadzeniami 6’ posiada piorunochron 7 z wczesną emisją jego lidera typu PDA, który stanowi tulejowa głowica 8 z jej szpicem 9 wykonana ze stali nierdzewnej, w której zamontowany jest układ indukcyjno-pojemnościowy zawierający metalową tulejową elektrodę 10 z umieszczonym w niej dolnym końcem cewki indukcyjnej 11, która wraz z tą elektrodą osłonięte są warstwą dielektryka 12 wykonanego z dielektrycznej żywicy poliuretanowej o grubości g = 5mm, przy czym cewka indukcyjna 11 połączona jest jednym końcem ze szpicem 9 głowicy tulejowej 8 piorunochronu 7, a drugim końcem połączona jest szeregowo z iskiernikiem 13. Z kolei tulejowa głowica 8 z umieszczoną w niej tulejową elektrodą 10 jej podstawą 14 połączona jest z metalowym złączem 15, które połączone jest gwintowo z górnym końcem górnego nieizolowanego odcinka 16’ walcowego metalowego masztu 16 o średnicy φ = 30 mm, przy czym dolny koniec tulejowej głowicy 8 połączony jest poprzez zewnętrzny iskiernik 17 z jej podstawą 14. Z kolei, dolny koniec nieizolowanego górnego odcinka 16’ metalowego masztu 16 za pomocą złącza 18 metodą skręcania połączony jest elektrycznie i mechanicznie z górnym końcem pierwszej części dwuczęściowego odprowadzania do ziemi prądu pioruna przejętego przez głowicę 8 piorunochronu 7 z wczesną emisją jego lidera - typu PDA, którą stanowi jednożyłowy izolowany kabel 19, którego miedziana żyła będąca przewodnikiem prądu pioruna o przekroju poprzecznym wynoszącym 35 mm² osłonięta jest wysokonapięciową izolacją polietylenową. Górny odcinek izolowanego kabla 19 przymocowany jest do dolnego odcinka 16” metalowego masztu 16 umieszczonego w rurowym izolatorze 20 wykonanym z odpornego na zmienne warunki atmosferyczne tworzywa sztucznego (PVC), służącego do odizolowania głowicy 8 piorunochronu 7 od zabezpieczanego odgromowo obiektu budowlanego 1. Ponadto dolny koniec dolnego odcinka 16” metalowego masztu 16 wraz z bocznym odsądzeniem 19’ izolowanego kabla 19 usytuowanym obok masztu 16 za pomocą uchwytów 21 przymocowane są do górnego odsądzenia 6’ słupa żelbetowego 6, wyposażonego w główne pionowe stalowe pręty zbrojeniowe 22 i w łączące je ze sobą metodą spawania stalowe poprzecznie usytuowane pręty - strzemiona 23, natomiast dalsza dolna część izolowanego kabla 19 nad dachem 2 zabezpieczanego odgromowo obiektu budowlanego 1 umieszczona jest w zakrzywionym fajkowym rurowym przepuście 24 wykonanym z polichlorku winylu (PCV) i poprzez otwór 25 tego dachu i jego podporowej belki żelbetowej 5 dołączony jest do górnego końca słupa żelbetowego 6 tak, że jego dolny koniec usytuowany jest w odległości S = 1 m od dolnej powierzchni dachu 2, przy czym szpic 9 tulejowej głowicy 8 piorunochronu 7 usytuowany jest na wysokości h = 5 m od górnej powierzchni dachu 2 tego obiektu budowlanego 1.

Ponadto dolny koniec izolowanego kabla 19 poprzez przymocowany do ściany słupa żelbetowego 6 łącznik 26 połączony jest elektrycznie i mechanicznie metodą skręcania z górnym końcem drugiej części tego dwuczęściowego odprowadzenia do ziemi prądu pioruna, którą stanowi nieizolowany przewodnik 27 w postaci galwanizowanej stalowej taśmy o przekroju poprzecznym wynoszącym 90 mm² i o rezystancji do odprowadzania do uziemienia 28 prądu pioruna wynoszącej R<0,10 OHM, przy czym przewodnik ten osadzony jest wewnątrz słupa żelbetowego 6 i połączony metodą spawania z jego głównym pionowym stalowym prętem zbrojeniowym 22, połączonym ze stalowymi poprzecznymi strzemionami 23 w odstępach L= 1,0 m, co zapobiega przeskokowi iskry w czasie uderzenia pioruna w szpic 9 głowicy 8, tego urządzenia odgromowego.

Z kolei, dolny koniec nieizolowanego przewodnika 27 poprzez złącze kontrolne 29 przymocowane do zewnętrznej powierzchni dolnego końca słupa żelbetowego 6 powyższej posadzki 30 zabezpieczanego obiektu budowlanego 1 na wysokości k = 0,5 m, połączony jest elektrycznie i mechanicznie metodą skręcania z przewodnikiem 27’ połączonym z uziemieniem 28 o rezystancji wynoszącej poniżej 10 Ω, wykonanym z elektrod poziomych w postaci kratownicy o wymiarach 2 m x 2 m umieszczonej pod stopą 31 słupa żelbetowego 6, przy czym przewodnik 27’ stanowi taśma stalowa o wymiarach 3 x 30 mm umieszczona w niepokazanej na rysunku osłonie izolacyjnej (rurze odgromowej).

Zachowanie wymaganej rezystancji uziemienia 28 nie przekraczającej 10 Ω wymaga przeprowadzania okresowych jej pomiarów metodą trzech elektrod, z których dwie poziomo usytuowane elektrody 32 i 33 są montowane na stałe poza uziemieniem i są połączone przewodem ze złączem kontrolnym 29.

Przykład 2

Urządzenie odgromowe wielkopowierzchniowych obiektów budowlanych według drugiej odmiany jego wykonania przedstawionej schematycznie na rysunku fig. 2 i 4 ma budowę podobną do budowy tego urządzenia odgromowego jaką posiada urządzenie według pierwszej odmiany wykonania (fig. 1-3), a różnica pomiędzy obu tymi odmianami polega tylko na tym, że w drugiej odmianie jako drugą część dwuczęściowego odprowadzenia do ziemi prądu pioruna zastosowano nieizolowany przewodnik 27 w postaci gołej odgromowej stalowej taśmy, osadzony wewnątrz słupa żelbetowego 6 i połączony metodą zgrzewania z jego głównym pionowym stalowym prętem zbrojeniowym 22, zaś dolny koniec tego przewodnika odprowadzający prąd pioruna do uziemienia 28 połączony jest poprzez złącze kontrolne 29 z nieizolowanym przewodnikiem 27’ połączonym z tym uziemieniem.

Przykład 3

Urządzenie odgromowe wielkopowierzchniowych obiektów budowlanych według trzeciej odmiany jego wykonania przedstawionej schematycznie na rysunku fig. 2 i fig. 5 ma również budowę podobną do budowy tego urządzenia odgromowego jaką posiadają te urządzenia według pierwszej i drugiej odmiany jego wykonania (fig. 1-4), a różnica pomiędzy tymi odmianami polega tylko na tym, że w tej trzeciej odmianie dolny koniec nieizolowanego górnego odcinka 16’ metalowego masztu 16, piorunochronu 7 w wczesną emisją typu PDA za pomocą złącza 18 metodą skręcania połączony jest elektrycznie i mechanicznie z dwoma górnymi końcami pierwszych dwóch części dwuczęściowych odprowadzeń do ziemi prądu pioruna przyjętego przez głowicę 8, które stanowią dwa jednożyłowe aluminiowe izolowane kable 19 usytuowane względem siebie w odległości t = 20 cm, których aluminiowe żyły będące przewodnikami prądu pioruna o przekroju poprzecznym wynoszącym 15 mm², osłonięte są wysokonapięciowymi izolacjami polietylenowymi. Ponadto dolny koniec dolnego odcinka 16” metalowego masztu 16 wraz z izolowanymi kablami 19 przymocowane są do górnego odsądzenia 6’ słupa żelbetowego 6 wyposażonego w cztery wewnętrzne główne pionowe stalowe pręty 22 (nie wszystkie pokazane na rysunku) z przyspawanymi do nich poprzecznie usytuowanymi stalowymi strzemionami 23. Z kolei dolne końce izolowanych kabli 19 usytuowane odpowiednio w odległości S = 1 m i S1 = 80 cm od dolnej powierzchni dachu 2 z metalowym pokryciem poprzez dwa przelotowe otwory 25 wykonane w tym dachu oraz osadzone w nich szczelnie dwa dachowe fajkowe rurowe przepusty 24 wykonane z polichlorku winylu (PCV) doprowadzone są do łącznika 26 przymocowanego do górnego końca ściany słupa żelbetowego 6 i połączone są w tym łączniku metalowym złączem śrubowym (niepokazanym na rysunku) z dwoma górnymi końcami nieizolowanych przewodników 27 w postaci galwanizowanych stalowych taśm, stanowiących drugie części dwuczęściowych odprowadzeń do ziemi prądu pioruna przyjętego przez głowicę 8 piorunochronu 7 z wczesną emisja lidera typu PDA, które osadzone są wewnątrz słupa żelbetowego 6 i połączone są metodą spawania z głównymi pionowymi stalowymi prętami zbrojeniowymi 22 połączonymi ze sobą metodą zgrzewania z poprzecznie usytuowanymi stalowymi prętami strzemionami 23, a dolne końce tych nieizolowanych przewodników 27 poprzez złącze kontrolne 29, przymocowane do zewnętrznej powierzchni słupa żelbetowego 6 i przewodniki 27’ połączone są z uziemieniem 28.

Przykład 4

Urządzenie odgromowe wielkopowierzchniowych obiektów budowlanych według czwartej odmiany jego wykonania przedstawionej schematycznie na rysunku fig. 2 i fig. 6 ma budowę podobną do budowy tego urządzenia odgromowego według pierwszej i drugiej odmiany jego wykonania przedstawionych na fig. 1 i 2 i fig. 4 a różnica pomiędzy obu tymi urządzeniami odgromowymi polega na tym, że w tej czwartej odmianie jego wykonania zastosowano:

- dwa identyczne słupy żelbetowe 6 usytuowane w odległości F = 20 m względem siebie, podpierające część dachu 2 z metalowym pokryciem, wewnątrz których osadzone są pionowo usytuowane nieizolowane przewodniki 27 - galwanizowane stalowe taśmy, połączone elektrycznie i mechanicznie metodą zgrzewania elektrycznego ze stalowymi zbrojeniami obu tych s łupów żelbetowych 6, przy czym nieizolowane przewodniki 27 spełniają funkcje drugich części dwuczęściowych odprowadzeń prądu pioruna do ziemi, a ich dolne końce połączone są złączami kontrolnymi 29 z przewodnikami 27’ połączonymi z uziemieniami 28

- murek ognioodporny 35 wystający ponad powierzchnię metalowego pokrycia dachu 2 na wysokość H = 1 m, umieszczony pomiędzy górnymi prostopadłościennymi odsadzeniami 6’ obu słupów żelbetowych 6

- elektryczne i mechaniczne połączenie obu górnych końców nieizolowanych przewodników 27 - galwanizowanych stalowych taśm z dolnymi końcami jednożyłowych miedzianych izolowanych wysokonapięciową izolacją polietylenową kabli 19, stanowiących pierwsze części tych dwuczęściowych odprowadzeń prądu pioruna do ziemi, przy czym oba dolne końce izolowanych kabli 19 osadzone są w dachowych fajkowych rurowych przepustach 24 wykonanych z polichlorku winylu (PCV) osadzonych szczelnie w przelotowych otworach 25 dachu 2 z metalowym pokryciem, poprzez które kable te skierowane są pionowo w górę obok metalowych masztów 16, których dolne odcinki 16” umieszczone w rurowych izolatorach 20 wykonanych z odpornego na warunki atmosferyczne tworzywa sztucznego (PVC) wraz z izolowanym kablem 19 za pomocą uchwytów 21 przymocowane są do górnych prostopadłościennych odsadzeń 6’ obu słupów żelbetowych 6

- elektryczne i mechaniczne połączenie poprzez złącze 18 miedzianych rdzeni izolowanych kabli 19 z górnymi nieizolowanymi częściami 16’ o średnicach φ = 30 mm do φ =38 mm metalowych masztów 16 piorunochronów 7

- elektryczne i mechaniczne połączenie górnych nieizolowanych części 16’ metalowych masztów 16 poprzez to samo złącze 18 z końcami izolowanego przewodnika 36, który stanowił miedziany kabel osadzony w odgromowej rurce 37 przymocowanej za pomocą tworzywowych uchwytów (niepokazanych na rysunku) do dolnej izolowanej części 16” metalowego masztu 16 pierwszego piorunochronu 7 i do prostopadłościennego górnego odsadzenia 6’ pierwszego słupa żelbetowego 6 oraz do górnej powierzchni ogniotrwałego murka 35 i przymocowanej również od wewnętrznej strony do metalowego masztu 16 drugiego piorunochronu 7.

Przykład 5

Urządzenie odgromowe wielkopowierzchniowych obiektów budowlanych według piątej odmiany jego wykonania przedstawionej schematycznie na rysunku fig. 2 oraz fig. 7 ma budowę podobną do budowy urządzenia odgromowego według pierwszej i czwartej odmiany jego wykonania przedstawionych na fig. 1 i 2 i fig. 6, a różnica pomiędzy tymi urządzeniami odgromowymi polega na tym, że w tej piątej odmianie zastosowano tylko jeden piorunochron 7 z wczesną emisją lidera PDA, którego nieizolowany górny odcinek 16’ metalowego masztu 16 połączono elektrycznie i mechanicznie z jednożyłowym aluminiowym kablem 19 izolowanym wysokonapięciową izolacją polietylenową, przymocowanym z obu stron do dolnej izolowanej części 16” metalowego masztu 16, przy czym jeden dolny koniec tego kabla poprzez łącznik 26 połączono elektrycznie i mechanicznie z górnym końcem nieizolowanego przewodnika 27 - galwanizowanej stalowej taśmy, osadzonego wewnątrz pierwszego słupa żelbetowego 6, a dolny koniec tego przewodnika 27 poprzez złącze kontrolne 29 połączono z przewodnikiem 27’połączonym z uziemieniem 28.

Z kolei, drugą część jednożyłowego aluminiowego kabla 19 zamocowano na prostopadłościennym górnym odsądzeniu 6’ pierwszego słupa żelbetowego 6 oraz na górnej powierzchni ogniotrwałego murka 35 wystającego ponad powierzchnię metalowego pokrycia dachu 2 na wysokość H = 1 m, a drugi dolny koniec tego kabla 19 poprzez drugi dachowy fajkowy rurowy przepust 24 wykonany z polichlorku winylu (PCV) osadzony szczelnie w przelotowym otworze 25 murka 35 i dachu 2 doprowadzono do łącznika 26 umieszczonego na drugim słupie żelbetowym 6 i połączono elektrycznie i mechanicznie z górnym końcem nieizolowanego przewodnika 27 - galwanizowanej stalowej taśmy, osadzonego wewnątrz tego drugiego słupa żelbetowego 6, a dolny koniec przewodnika 27 połączono ze złączem kontrolnym 29 połączonym z przewodnikiem 27’ połączonym z uziemieniem 28.

W dalszych przykładach wykonania urządzenia odgromowego wielkopowierzchniowych obiektów budowlanych 1:

- izolowane kable 19 posiadały żyłę o przekroju poprzecznym wynoszącym 10 mm² lub 70 mm²,

- odległość dolnego końca izolowanego kabla 19 przymocowanego wraz z łącznikiem 26 od dolnej powierzchni dachu 2 tego obiektu budowlanego 1 wynosiła s = 0,7 m lub s = 1,5 m, - izolowany kabel 19 posiadał żyłę wykonaną z aluminium,

- przekrój poprzeczny nieizolowanego przewodnika 27 osadzonego wewnątrz słupa żelbetowego 6 wynosił 50 mm² lub 120 mm²,

- nieizolowany przewodnik 27 łączono elektrycznie i mechanicznie metodą zgrzewania elektrycznego ze stalowym zbrojeniem 22 słupa żelbetowego w odstępach L = 0,10 m lub L = 2 m,

- izolowany przewodnik (36), stanowił drut miedziany lub aluminiowy, lub stal galwanizowana osłonięte wysokonapięciową izolacją lub kabel aluminiowy umieszczony w odgromowej rurce (37),

- fajkowy przepust 24 wykonany był z metalu,

- wysokości ogniotrwałych murków 35 wystających nad powierzchnię metalowych pokryć dachów 2 wynosiły H = 0,8 m lub H = 1,2 m (rzędu 1 m)

- w celu zapewnienia szczelności przed deszczem ogniotrwałe murki 35 pokryto w całości blachą lub osłonięto blachą od góry

- odległość pomiędzy dwoma słupami żelbetowymi 6 wynosiła F= 18 m lub F = 22 m

- wysokość h metalowego masztu 16 wraz z głowicą 8 i szpicem 9 od zewnętrznej powierzchni dachu 2 obiektu budowlanego 1 była większa niż 2 m i korzystnie wynosiła 5-7 m.

uzyskując również prawidłowe odprowadzenie prądu pioruna przejętego przez głowicę 8 piorunochronu 7 do uziemienia 28 tego urządzenia odgromowego.

Claims (13)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Urządzenie odgromowe wielkopowierzchniowych obiektów budowlanych, zwłaszcza obiektów z dachami z metalowym pokryciem, wyposażonymi w panele fotowoltaiczne, z wykorzystaniem piorunochronu z wczesną emisją lidera typu „PDA”, osadzonego na maszcie odizolowanym od powierzchni metalowej dachu zabezpieczanego odgromowo obiektu i połączonym z uziemieniem za pomocą co najmniej jednego dwuczęściowego odprowadzenia do ziemi prądu pioruna przejętego przez głowicę piorunochronu, którego pierwszą część stanowi kabel z metalową żyłą osłoniętą wysokonapięciową izolacją polietylenową, a drugą część stanowi nieizolowany przewodnik znamienne tym, że nieizolowany przewodnik (27) o przekroju poprzecznym od 50 mm² do 120 mm² drugiej części dwuczęściowego odprowadzenia do ziemi prądu pioruna przejętego przez głowicę (8) piorunochronu (7) osadzony jest wewnątrz słupa żelbetowego (6) i połączony jest nierozłącznie ze stalowym zbrojeniem (22) tego słupa, a dolny koniec tego nieizolowanego przewodnika (27) połączony jest poprzez złącze kontrolne (29) z przewodnikiem (27’) połączonym z uziemieniem (28), zaś górny koniec tego nieizolowanego przewodnika (27) połączony jest z izolowanym kablem (19) pierwszej części dwuczęściowego odprowadzenia, przy czym kabel ten wyposażony jest w żyłę o przekroju poprzecznym od 10 mm² do 70 mm².
2. 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że górny koniec metalowej żyły izolowanego kabla (19) połączony jest elektrycznie i mechanicznie poprzez złącze (18) z dolnym końcem górnego nieizolowanego odcinka (16’) metalowego masztu (16), a dolna części (16”) masztu (16) umieszczona w tworzywowym rurowym izolatorze (20) przymocowana jest za pomocą uchwytów (21) wraz górną częścią izolowanego kabla (19) do górnego odsadzenia (6’) słupa żelbetowego (6), natomiast dalsza część izolowanego kabla (19) nad dachem (2) zabezpieczanego obiektu budowlanego (1) umieszczona jest w izolacyjnym fajkowym rurowym przepuście (24) umieszczonym w otworze (25) tego dachu i połączona jest elektrycznie i mechanicznie poprzez łącznik (26) przymocowany do górnego końca słupa żelbetowego (6) z górnym końcem nieizolowanego przewodnika (27) o rezystancji odprowadzania prądu wynoszącej R<0,10 OHM, który poprzez metalowe strzemiona (23) połączony jest nierozłącznie ze stalowym zbrojeniem (22) tego słupa w odstępach wynoszących L = 010,m - 2m i z uziemieniem (28).
3. 3. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że stanowią go dwa dwuczęściowe odprowadzenia do ziemi prądu pioruna przejętego przez głowicę (8) piorunochronu (7) przymocowanego do górnego odsądzenia (6’) słupa żelbetowego (6), połączone z uziemieniem (28) za pomocą dwóch izolowanych kabli (19) usytuowany ch obok siebie w odległości t = 18-25 mm, których dolne końce umieszczone są w dwóch izolacyjnych fajkowych rurowych przepustach (24), osadzonych szczelnie w dwóch przelotowych otworach (25) wykonanych w dachu (2) z metalowym pokryciem i połączone elektrycznie i mechanicznie z górnymi końcami dwóch nieizolowanych przewodników (27), których dolne końce połączone są poprzez złącze (29) z przewodnikami (27’) połączonymi z uziemieniem (28) zabezpieczanego obiektu budowlanego (1).
4. 4. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2 znamienne tym, że stanowią go połączone z dwoma uziemieniami (28) dwa dwuczęściowe odprowadzenia do ziemi prądu pioruna przejętego przez głowice (8) piorunochronów (7) przymocowanych do górnego odsądzenia (6’) dwóch identycznych słupów żelbetowych (6) oddalonych od siebie w odległości F = 18 m - 22 m oraz izolowany przewodnik (36), którego końce poprzez złącze (18) połączone są elektrycznie i mechanicznie z górnymi nieizolowanymi częściami (16’) metalowych masztów (16), przy czym przewodnik ten przymocowany jest do dolnej izolowanej części (16”) metalowego masztu (16) piorunochronu (7) przymocowanego do pierwszego słupa żelbetowego (6) i do górnego odsadzenia (6’) tego słupa oraz do górnej powierzchni ogniotrwałego murka (35) i do izolowanej części (16”) metalowego masztu (16) piorunochronu (7) umieszonego na drugim słupie żelbetowym (6).
5. 5. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2 znamienne tym, że izolowany kabel (19) dwuczęściowego odprowadzenia do ziemi prądu pioruna przejętego przez głowicę (8) piorunochronu (7) przymocowanego do górnego odsądzenia (6’) słupa żelbetowego (6) połączony jest elektrycznie i mechanicznie z nieizolowanym górnym odcinkiem (16’) metalowego masztu (16) piorunochronu (7), przy czym jeden dolny koniec izolowanego kabla (19) poprzez łącznik (26) połączony jest elektrycznie i mechanicznie z górnym końcem nieizolowanego przewodnika (27) osadzonego wewnątrz pierwszego słupa żelbetowego (6) połączonego poprzez złącze kontrolne (29) z przewodnikiem (27’) połączonym z pierwszym uziemieniem (28), natomiast druga część izolowanego kabla (19) przymocowana jest z drugiej strony do dolnej izolowanej części (16”) metalowego masztu (16) i do górnego odsądzenia (6’) pierwszego słupa żelbetowego (6) oraz do górnej powierzchni ogniotrwałego murka (35), a drugi dolny koniec tego kabla (19) poprzez izolacyjny fajkowy rurowy przepust (24) osadzony szczelnie w przelotowym otworze (25) murka (35) i dachu (2) doprowadzony jest do łącznika (26) umieszczonego na drugim słupie żelbetowym (6) i połączony jest elektrycznie i mechanicznie z górnym końcem nieizolowanego przewodnika (27) osadzonego wewnątrz tego drugiego słupa żelbetowego (6) i połączonego nierozłącznie ze stalowym zbrojeniem (22) tego słupa, zaś dolny koniec nieizolowanego przewodnika (27) połączony jest poprzez złącze kontrolne (29) z nieizolowanym przewodnikiem (27’) połączonym z drugim uziemieniem (28), przy czym odległość (F) pomiędzy obu słupami żelbetowymi (6) wynosi 18 m - 22 m.
6. 6. Urządzenie według któregokolwiek z zastrz. 1-5, znamienne tym, że łącznik (26) usytuowany jest w odległości S= od 0,7 m do S = 1,5 m od dolnej powierzchni dachu (2) obiektu budowlanego (1).
7. 7. Urządzenie według któregokolwiek z zastrz. 1-5, znamienne tym, że izolowany kabel (19) posiada żyłę wykonaną z miedzi lub aluminium.
8. 8. Urządzenie według któregokolwiek z zastrz. 1-5, znamienne tym, że nieizolowany przewodnik (27) stanowi galwanizowana stalowa taśma lub goła odgromowa stalowa taśma.
9. 9. Urządzenie według któregokolwiek z zastrz. 1-5, znamienne tym, że złącze kontrolne (29) przymocowane do zewnętrznej powierzchni dolnego końca słupa żelbetowego (6) usytuowane jest powyżej posadzki (30) zabezpieczanego obiektu budowlanego (1) na wysokości k = 0,5 m.
10. 10. Urządzenie według któregokolwiek z zastrz. 1-5 znamienne tym, że rurowe izolatory (20) wykonane są z polichlorku winylu (PVC).
11. 11. Urządzenie według zastrz. 4 znamienne tym, że izolowany przewodnik (36) stanowi drut miedziany lub aluminiowy lub stal galwanizowana osłonięte wysokonapięciową izolacją lub kabel miedziany lub aluminiowy umieszczony w odgromowej rurce (37).
12. 12. Urządzenie według zastrz. 4 albo 5 znamienne tym, że wysokość (H) ogniotrwałego murka (35) wynosi 0,80 m do 1,20 m.
13. 13. Urządzenie według któregokolwiek z zastrz. 1-5 znamienne tym, że przewodnik (27’) stanowi taśma stalowa umieszczona w osłonie izolacyjnej.