Udar strele: prenapetost kot padajoče skale

Ulica uničenih računalnikov

Na nas se je obrnil bralec iz Dolenjske Fraci Golob in opisal, kako je v njihovi ulici v najvišjo hišo treščila močna strela, jo tudi poškodovala, zaradi nje pa so praktično brez televizorjev in računalnikov ostali v vsej ulici. Jih je enostavno skurilo. »Ali je mogoče vzrok v tem, da so pred kratkim vse električne kable v naši ulici vkopali v zemljo, ali je kje drugje. In predvsem, kako naj zaščitimo svoje naprave? Zagotovo je nasvet, da je treba ob nevihti izklopiti vse naprave, najbolj pravilen, samo kaj, ko človek ni ves čas doma, v nekaj urah pa lahko privihra nevihta. Drug problem, ki mi ni povsem jasen, pa je tudi, da je sosed izklopil elektriko s pomočjo avtomatov FID, vseeno pa mu je udar uničil modem in tudi računalnik. Tretji sosed je imel sicer pred vsemi električnimi napravami na vtičnicah prenapetostno zaščito, ampak udar je bil tako močan, da je uničil tako zaščite kot električne naprave. Tretji problem pa se skriva v zavarovanju. Hiše so zavarovane pred udari strel, ampak če trešči v sosedovo hišo ali drevo, ne pa v tvojo, škoda na električnih napravah ni krita, razen če jih imaš posebej zavarovane. Kakšen je vaš nasvet?«

Prva mreža

Prenapetost ob udaru strele si zelo težko predstavljamo, še posebno ker preskakujemo med tokom ob udaru strele, prenapetost in prenapetostno zaščito pa si lahko le predstavljamo. Zato bomo potek toka ob udaru strele simbolično prikazali s padanjem kamenja z visoke stene na cesto. Tako kakor padec kamenja je tudi udar strele hiter in nevaren pojav. Za začetek si predstavljajmo visoke skalnate stene ob cesti v Idrijo ali Zagorje. Prenapetost lahko primerjamo z višinsko razliko med mestom odloma kamenja s strme stene in cesto. Če je ta razlika en meter, se bo kamen počasi prikotalil na cesto. V primeru ceste v Idrijo pa je to velika razlika in potrebne so specialne mreže da ustavijo padec kamenja.

Prenapetosti ob udaru strele so ekstremno velike in lahko presežejo 100.000 V napetosti, torej v našem primeru potrebujemo specialne mreže. Pri mreži je prav tako razlika, ali je sposobna prenesti silo le večjega kamenja ali tudi večjih skalnih gmot. Silo kamenja pri prenapetosti udara strele imenujemo udarni tok strele. Oznaka zanj je I imp (impulzni tok). Prenapetostne zaščite, ki lahko prestrezajo udarni tok strele, po standardu imenujemo prenapetostna zaščita razreda 1. Samo in edino prenapetostne zaščitne naprave, ki imajo oznako I imp, lahko ustavijo tok udara strele. Ali bo lahko prestala le manjše skale ali tudi večje skale, pa nam pove velikost udarnega toka.

Tu se v praksi odločamo racionalno in za običajne objekte izberemo manjše nazivne udarne tokove. Običajno je to 12.500 A na posamezni vodnik, v trifaznem sistemu pa imamo tri fazne vodnike in nevtralni vodnik. Ker se prenapetost enako porazdeli po vseh vodnikih v kablu, v tem primeru skupna zaščita zdrži do udarnega toka 50.000 A. V območjih s pogostim udarom strele in drago opremo izberemo zaščite z večjih udarnim tokom strele. So pa takšne zaščite dražje in običajno jih ni na zalogi.

Druga mreža

Včasih pod to specialno in ojačano mrežo nekaj deset metrov nižje opazimo še eno manjšo mrežo. Njen namen je, da prestreže vse kamenje in pesek, ki je ušlo skozi luknje in se pod mrežo spet pričelo nabirati. Podobno je tudi pri prenapetostni zaščiti. Prenapetostna zaščita razreda 1 prestreže udar strele, vendar še vedno spusti neko preostalo prenapetost, ki ni tako majhna. To prenapetost ustavimo s prenapetostno zaščito razreda 2. Ta zaščita je bolj fina in prepusti nižje, že varne vrednosti preostale prenapetosti.

Na skalni vzpetini se ob kotaljenju in prestrezanju večjih skalnih gmot lahko trese cela vzpetina. In kmalu se nižje pod zaščitno mrežo začenja kotaliti kamenje. Ne zelo veliko, vendar dovolj, da pride do resnih poškodb. V takšnem primeru je idealna rešitev nova mreža na določeni oddaljenosti. Tudi prenapetost se z oddaljenostjo od predhodne prenapetostne zaščite začne dvigovati, zato je priporočljivo v vsako razdelilno omaro vgraditi prenapetostno zaščito razreda 2.

Tretja mreža

Pred prihodom občutljivih elektronskih naprav je bila to zadovoljiva zaščita pred udarnim tokom strele in prenapetostmi. Elektronske naprave si v našem primeru lahko predstavljamo kakor sprehajalce po cesti pod našo zaščitno mrežo. Že samo pesek, ki pade iz velike višine lahko poškoduje sprehajalko v poletni obleki. In podobno je z elektronskimi elementi. Že zelo nizke prenapetosti jih lahko poškodujejo ali trajno uničijo. Zato pred pomembne in občutljive aparate vgradimo prenapetostno zaščito razreda 3. Najdemo jih v različnih podaljških in vtikačih s prenapetostno zaščito. To so fine prenapetostne zaščite in njihova funkcija je brušenje manjših prenapetosti. Prestanejo lahko precej manjše prenapetosti. Manjše prenapetosti pogosto nastanejo tudi v sami električni instalaciji zaradi delovanja posameznih naprav. Z njihovo omejitvijo podaljšamo življenjsko dobo naprav.

Preskoki

Z zaščitami razreda 1, 2 in 3 lahko uspešno ustavimo prenapetosti na energetskih kablih. Vendar udarni tok strele in prenapetosti potujejo po vseh kovinskih prevodnih kablih. To so telefonski, video, signalni in drugi kabli. Kabli so običajno priklopljeni v središče elektronskih naprav. Zelo pogosti so primeri uničenja telefonskih modulov kljub celoviti prenapetostni zaščiti na napajalnih kablih.

Vzrok lahko poiščemo v primerjavi z našim kamenjem na visoki steni. Telefonski ali kakšen drug signalni kabel ob udaru strele v bližino doseže ogromne vrednosti prenapetosti proti negativnemu polu, ozemljitvi. Vendar ker je izoliran in nima ozemljitvenega vodnika, je podobno kakor skala na ravni ob robu visoke pečine. Ne more nikamor pasti, čeprav je le meter od nje globina, lahko le drsi proti robu. Tudi prenapetost v idealno izoliranem okolju ni nevarna, vendar v trenutku, ko zazna negativni pol – ozemljitev, se prenapetost sprosti v ozemljitev. Velike prenapetosti udara strele pri tem lahko preskočijo po zraku tudi do enega metra ali prebijejo izolacijske in druge materiale. Elektronske naprave so običajno ozemljene in prenapetosti strele najdejo najbližjo pot do ozemljitve in pri tem uničijo napravo. Če naprava ni ozemljena, pa prenapetosti velikosti nekaj 10.000 V preskočijo proti nazivnim napetostim drugih kablov, ki so v primerjavi z njo precej nižje (24 V ali 230V). Prenapetost, ki je v napravi preskočila na ozemljitveni vod energetskega kabla, se porazdeli v vse ozemljitvene vodnike v električni instalaciji. Pri tem pa občutljive naprave, ki nimajo vgrajenega nobenega zaščitnega elementa, uniči. Danes imajo posamezne naprave že vgrajene zaščitne prenapetostne elemente, ki so na podobni ravni kot prenapetostne zaščitne naprave razreda 3. Pogosto poceni izdelki nimajo nobene ustrezne zaščite.

Telefonske, video in signalne kable je torej treba prav tako ščititi, vendar je treba obvezno izbrati prenapetostno zaščitno napravo glede na električne vrednosti naprave, ki jo želimo ščititi. Ob nepravi izbiri omejimo delovanje naprave ali hitrost delovanja naprave. Za telefonske module je pogosto najustreznejša izbira vtikača z energijsko prenapetostno zaščito in telefonskim xdsl vhodom. Za druge pa se je treba posvetovati z ustreznimi strokovnjaki.

Javni in zasebni objekti

Kompletna prenapetostna zaščita je od leta 2008 obvezna v vseh javnih objektih in tako se je pred leti na neki domačiji na Dolenjskem zgodil zanimiv primer. Strela je treščila v drevo nekaj sto metrov od vasi. V stanovanjskem objektu istega lastnika sta pregorela telefonski modem in računalnik, na žagi sto metrov stran pa se ni zgodilo nič. Kaj to pomeni? Stanovanjski objekt oziroma modem je bil varovan samo s 1. razredom zaščite, električni stroji na žagi pa so bili zaščiteni po vseh pravilih in vseh stopnjah oziroma razredih. Lastnik je že kdove koliko krat ostal brez telefona in tokrat še računalnika, žago pa je po udaru prenapetosti samo pognal in se strojem ni zgodilo nič. Če pa ne bi imel korektne prenapetostne zaščite, bi bilo samo v tem primeru za več deset tisoč evrov škode, da o izpadu proizvodnje niti ne govorimo.

Je pa po odpravi škode na domači opremi poklical izvajalce, ki so mu namestili korektno prenapetostno zaščito, približno takrat pa so namesto telefonskega napeljali tudi optični kabel, ki je najbolj varen pred prenapetostmi, saj ne prenaša nobene elektrike, zato od takrat zaradi strel in prenapetostnih udarov nima več sivih las …

RIS – Boris Grmovšek, s. p, zaščita pred udarom strele, svetovanje, načrtovanje, montaža, M: 031 354 440, E: boris.grmovsek@gmail.com