CUPRINS 1. Noiuni generale - SUPRATENSIUNEA ATMOSFERIC 2. Metode de protecie GENERALITI 3. DESCRCTOARE 4. PARATRSNETUL 5. PROTECIA MUNCII

6. BIBLIOGRAFIE

1

APARATE DE PROTECIE ASUPRA SUPRATENSIUNII ATMOSFERICE1. NOIUNI GENERALE : supratensiunea atmosferic Supratensiunile sunt fenomene tranzitorii ce se caracterizeaz prin: - amplitudine - form - frecvena de apariie Supratensiunile pot fi: externe ( supratensiuni atmosferice ) interne ( supratensiuni de comutaie i de defect ) Distrugerea aparatelor electrocasnice implic n peste 90% din cazuri defectarea acestora din cauza supratensiunilor interne, mai exact de defect. Este menionat acest procent din cauz c majoritatea locuinelor din Romnia sunt apartamente, iar probabilitatea apariiei supratensiunilor atmosferice este aproape nul, mai ales c majoritatea construciilor sunt protejate n acest sens. Muli locatari de blocuri au impresia c defectarea aparatelor electrocasnice s-a produs din cauza unei lovituri de trsnet care a afectat reeaua de distribuie a energiei electrice. Aceasta este o impresie total greit deoarece orice descrcare atmosferic este automat pus la pmnt de descrctoarele electrice aflate pe traseul de distribuie a furnizorului. Exist cazuri unde datorit unei descrcri atmosferice, aceasta se nchide pe stlpul de susinere a unei antene TV. Astfel de cazuri se regsesc n cazul caselor care nu sunt protejate printr-un paratrsnet sau care nu se afl n aria de protecie a vreunuia. Trsnetele prin cmpurile electromagnetice puternice i respectiv curentul de trsnet care nsoesc descrcarea electric provoac cldirilor civile i industriale, reelelor electrice de alimentare cu energie electric i respectiv receptoarelor electrice pagube nsemnate. Existena setului de reglementri privind emisia i imunitatea la poluarea electromagnetic permit productorilor de aparate s obin avantaje competitive prin reducerea costurilor datorit transferrii n sarcina echipamentelor speciale concepute a sarcinii de reducere a supratensiunilor care se propag dinspre reea.2

Ca parte component a reglementrilor de compatibilitate s-au editat mai multe standarde dedicate echipamentelor de protecie la supratensiuni de origine atmosferic. Marile firme de echipamente electrice Moeler, ABB, Schneider, DEHN-SOHNE, Siemens au dezvoltat linii de producie de descrctoare pentru instalaiile electrice. Tensiuni induse de trsnete produse la distane de 0.1,1 i 10 km Distane fa de lovitura de trsnet km 10 1 0.1 Cmpul Electromagnetic V/m 110 1100 11000 Tensiune indus ntr-un cablu de 1m V 20 200 2000

Din tabelul de mai sus remarcm efectele deosebite pe care le au descrcrile electrice n apropierea instalaiilor prin tensiunile pe care le induc n circuitele electrice. n reelele de medie tensiune efectele trsnetelor sunt cel mai uor de observat, fiecare furtun nsoit de descrcri electrice provoac ieirea din funciune a unui numr impresionant de linii electrice de medie tensiune care sunt declanate sub aciunea proteciilor maximale de curent. Condiiile de funcionare a proteciilor sunt asigurate prin conturnarea izolaiei sau de cele mai multe ori prin intrarea n conducie a descrctoarelor montate n LEA. 2. METODE DE PROTECIE generalitiSoluii privind protecia la supratensiuni atmosferice . n acest context o importan deosebit o prezint msurile i echipamentele prin care se asigura compatibilitatea electromagnetic la trsnet. Protecia la supratensiuni atmosferice se refer la dispozitivul ce se monteaz n instalaia electric, ce va proteja instalaia mpotriva supratensiunilor generate de descrcrile atmosferice pe o reea aerian de alimentare cu energie electric. Aceeai protecie poate proteja mpotriva supratensiunilor generate de manevre , greite sau nu, n reeaua electric, sau generate de alte motive ce nu in de descrcrile atmosferice. Protecia la supratensiune va proteja linia electric de dup dispozitivul de protecie, precum i aparatele i echipamentele din acea instalaie.3

Dispozitivul de protecie mpotriva supratensiunilor atmosferice se numete descrctor. Protecia la supratensiuni i cea diferenial este impus, sau nu, de compania furnizoare de energie electric. Analiznd statistic cauzele defeciunilor a peste 9600 de cazuri de avarii s-a constatat c 27 % se datoreaz supratensiunilor atmosferice i de comutaie. Remarcm c producerea de supratensiuni periculoase ntr-un anumit punct este o problem de probabiliti. Poi s nu ai nici protecii nici probleme, sau poi s ai instalat doar o parte di sistemul de protecie i s fie suficient, poi beneficia de investiia fcut n sistemul de protecie acesta avnd condiii efective de funcionare respectiv poi s ai sistemul complet de protecie realizat i s nu existe supratensiuni. 3. DESCRCTORUL Descrctorul este un echipament de protecie la supratensiuni, n special atmosferice, montat ntre faz i pmnt sau n punctele unde se modific impedana caracteristic, de ex. la trecerea de la linia electric aerian la cablu. Descrctoarele de supratensiune sunt descrctoare de tip C, respectiv descrctoare conform clasei de testare II , T2, care servesc la protecia instalaiilor electrice mpotriva vrfurilor de supratensiune. Acestea apar cu precdere n urma descrcrilor atmosferice sau manevrelor de comutare. Descrctoarele se monteaz n apropierea punctelor de alimentare ale liniilor de transport de energie, respectiv a barelor de egalizare a potenialului sau de legare la pmnt i realizeaz protecia contra supratensiunilor pentru instalaii i aparate pn la nivelul maxim de protecie prescris de 2,5 kV, precum i mult sub aceast valoare, de exemplu n cazul descrctoarelor SCHRACK PROTEC, COMBTEC i VARTEC. Tensiunile persistente cu valori mai mici, de ex. 280V, nu sunt admise. Descrctoarele pentru lovituri de trsnet sunt descrctoare tip B, respectiv descrctoare conform clasei de testare I,T1. Acestea sunt concepute ca paratrsnet intern . Descrctoarele se monteaz n apropierea punctelor de alimentare a liniilor de transport de energie i realizeaz echilibrul de potenial pentru protecia fa de descrcrile electrice atmosferice pn la nivelul maxim de protecie prescris de 4Kv, precum i mult sub aceast valoare, de exemplu n cazul descrctoarelor SCHRACK PROTEC i COMBTEC.4

Construcia unui descrctor trebuie s ndeplineasc dou condiii importante: - S asigure descrcarea undei de supratensiune la valori mai mici dect nivelul de inere al echipamentului protejat, prin amorsarea unui interval izolant dimensionat corespunztor. - Dup descrcare, s ntrerup arcul electric al curentului de nsoire ntreinut de tensiunea reelei, care apare dup amortizarea curentului de impuls de descrcare. Clase standardizate de descrctoare Exist definite 5 clase de descrctoare: clasa A - destinat montrii n reele electrice; clasa B - destinat montrii n tablourile principale de distribuie ale cldirilor civile i industriale; clasa C - destinat montrii n tablourile secundare ale cldirilor; clasa D - destinat proteciei exterioare a receptoarelor electrice montndu-se imediat n amonte de acestea n apropierea punctului sau chiar n punctul de racordare la circuitele electrice de alimentare; clasa E - sistem de protecie prin eclatori care se realizeaz n interiorul unor aparate electrice.

-

-

Trebuie tiut faptul c nu exist nici un descrctor care protejeaz 100% reelele electrice, ns pot fi de un real ajutor n cazul unor ocuri de curent. n timpul furtunilor, de exemplu, au loc descrcri electrice care ating stlpii de nalt tensiune i declaneaz o und de supratensiune n reeaua electric i care se prelinge ctre echipamentele casnice. Tot ce este legat n momentul acela n priz, chiar dac este scos din funciune, se prjete. Iar pagubele sunt considerabile pentru c nimic nu mai funcioneaz. Supratensiunile sunt provocate de trsnete sau apar din cauza defectelor de la generatoarele i transformatoarele electrice. Descrctoarele sunt ca nite asigurri. Le cumperi i nu tii dac vor fi folosite vreodat. Dar te salveaz cnd are loc o supratensiune n reea. Clasificarea soluiilor constructive, n ordinea evoluiei spre soluii moderne este: - Eclatorul cu coarne sau intervale de protecie cu coarne - Descrctorul tubular - Descrctorul cu suflaj magnetic i rezisten variabil - Descrctorul cu oxizi metalici ( ZnO )5

Eclatorul Eclatorul const dintr-un ansamblu de doi electrozi, unul montat la linia de nalt tensiune i cellalt la mas, avnd un interval disruptiv ntre ei. Se folosesc, n special pentru protecia lanurilor de izolatoare la liniile de medie tensiune, a izolatoarelor de trecere a transformatoarelor i posturilor de transformare de medie tensiune. La apariia undei de supratensiune atmosferic apare arcul electric de descrcare i unda este condus la pmnt. Prin curentul de nsoire, care apare dup amortizarea curentului de descrcare, instalaia electric este pus la pmnt. Arcul electric ntreinut de curentul de nsoire produce un scurtcircuit monofazat care este ntrerupt de protecia reelei, dac reeaua este cu neutrul pus la pmnt. Dac reeaua este cu neutrul izolat, amorsarea arcului electric conduce la o punere la pmnt instabil a reelei funcie de parametrii reelei. Pot s apar supratensiuni duntoare echipamentelor i instalaiilor. Descrctorul tubular Dac urmrim o seciune longitudinal prin descrctorul tubular observm c doi electrozi formeaz un interval disruptiv n interiorul tubului de fibr sau alt material gazogen capabil s degajeze gaze sub aciunea temperaturii ridicate a arcului electric de descrcare. Distana dintre electrozi este reglabil. Izolatorul de porelan montat la partea superioar a tubului susine sistemul de electrozi de descrcare din exterior. Intervalul disruptiv exterior are rolul de a iniia descrcarea n momentul apariiei supratensiunii. Arcul electric ntreinut de curentul de nsoire este stins cu ajutorul gazelor degajate de tubul de fibr. Descrctorul cu rezisten variabil Descrctorul cu rezisten variabil este compus din: - discuri de eclatoare din alam - rezistene de untare montate n paralel pe eclatoare cu rol de uniformizare a tensiunii pe eclatoare - rezistene neliniare montate n serie cu eclatoarele. Distana disruptiv dintre eclatoare asigur o valoare a tensiunii de amorsare n jur de 3..6 kV pe fiecare eclator. Reducerea timpului de ionizare a spaiului disruptiv care asigur limitarea supratensiunii prin amorsarea pe frontul undei, se realizeaz cu o pies din titanat de bariu solidar cu eclatoarele. Rezistenele neliniare sunt executate din discuri de6

carborund electrotehnic caracterizate de o anumit valoare a coeficientului de neliniaritate. La apariia unei supratensiuni care depete nivelul de izolaie al descrctorului, are loc strpungerea lanurilor de eclatoare. Curentul de impuls este condus la pmnt, limitndu-se astfel supratensiunea. Descrctorul cu rezisten variabil i suflaj magnetic mbuntirea performanelor descrctoarelor cu rezisten variabil are n vedere stingerea arcului electric ntreinut de curentul de nsoire de frecven ale eclatorului i descrctorului. Se constat c descrctorul face protecia la unde de supratensiune cu front abrupt sau cu pant mare de cretere, n timp ce eclatorul face protecia la supratensiuni cu pant lent de cretere. Construcia i funcionarea descrctoarelor cu oxizi metalici se bazeaz pe utilizarea ca element cu caracteristic de tip varistor a unui material ceramic obinut prin sintetizare din oxizi metalici ( ZnO, CoO ). Structura masei sintetizate este aproape matricial coninnd granule de ZnO cu o bun conductivitate electric, nconjurate de o pelicul foarte fin din Bi2O3, care d caracterul puternic neliniar al conduciei electrice printr-un astfel de material. Tensiunea rezidual este valoarea de vrf a tensiunii ce apare ntre bornele unui descrctor la trecerea unui curent de impuls Clasa descrctorului sau capacitatea de absorbie a energiei unui singur impuls este energia maxim, exprimat n kJ/Kv, pe care un descrctor o poate absorbi la trecerea unui impuls de durat specificat. Curentul nominal de descrcare kACurentul admis de unde rectangulare Curentul permanent al descrctorului este curentul care trece permanent prin descrctor supus la tensiunea de regim permanent. COMPARAIA DESCRCTOR ECLATOR Prin compararea modului de amorsare a descrctorului respectiv eclatorului, la apariia unei supratensiuni, se constat c descrctorul

7

limiteaz unde de supratensiune, n timp ce eclatorul amorseaz la aceeai valoare a tensiunii, dar pe spatele undei. Descrctoarele cu oxizi metalici ( ZnO ) se aleg pe baza urmtoarelor criterii: - Tensiunea de funciune continu a descrctorului Uc. Aceasta trebuie s fie mai mare dect supratensiunile temporare de lung durat care nu sunt eliminate prin protecie. Amplitudinea supratensiunilor temporare depinde de caracteristicile sistemului i liniei precum i de defectul care le genereaz i modul de legare la pmnt al neutrului.. n general, descrctoarele nu sunt folosite pentru eliminarea supratensiunilor temporare.. - Amplitudinea i durata supratensiunilor temporare din reea. - Nivelurile de protecie asigurate la undele de impuls de comutaie i de trznet. - Nivelurile de inere ale echipamentelor protejate. - Capacitatea de absorbie a energiei descrcate. - Clasa limitatorului de tensiune.

Parametrii normali ai acestora sunt: 1. Tensiunea nominal Un care reprezint un parametru de referin definit ca tensiunea pe care trebuie s o suporte timp de minimum 10 s, dup ce a fost nclzit la 60 C i a fost supus unei injecii mari de energie. 2. Tensiunea maxim de funcionare continu este tensiunea eficace de frecven industrial permis, care poate fi aplicat descrctorului n mod continuu, pe durat nelimitat. 3. Supratensiunea temporar maxim admis n kVef, pentru o anumit perioad de timp, n funcie de valoarea acesteia. Nivelurile de protecie asigurate de descrctoarele cu rezisten variabil depind de : - performanele descrctoarelor - distana dintre echipamentul de protejat i descrctor - amplasarea descrctorului n amonte sau n aval fa de echipamentul de protejat - caracteristicile liniei electrice - configuraia staiei electrice - panta undei de supratensiune incidente. Se recomand ca descrctorul s se monteze fie pe cuva transformatorului, fie s se racordeze la borna de nalt tensiune a8

transformatorului printr-o legtur ct mai scurt posibil. De descrctoarele trebuie plasate n imediata apropiere a cablurilor, atunci cnd este necesar o astfel de protecie, iar de la descrctor la conductoarele de faz, pe de o parte, i cablului, pe de alt parte, s fie ct mai scurte posibil.

asemenea , extremitii conexiunile la mantaua

Raportul ntre tensiunea de inere a echipamentului de protecie asigurat de descrctor se definete ca fiind coeficientul de siguran . Descrctoarele cu oxizi metalici Aceste descrctoare se folosesc pentru protecia la supratensiuni atmosferice a instalaiilor electrice de tensiuni de ordinul 220400kV sau pentru protecia mainilor electrice rotative mpotriva supratensiunilor de comutaie. Parametrii descrctoarelor cu rezisten neliniar pe baz de carbur de siliciu sunt urmtoarele: - tensiunea nominal a descrctorului, care reprezint, la majoritatea firmelor constructoare de descrctoare, tensiunea maxim admis pe descrctor, respectiv tensiunea de stingere a descrctorului; n funcie de productor, tensiunea nominal a descrctorului corespunde tensiunii reelei n care se monteaz. - Tensiunea maxim admisibil pe descrctor Umax , sau tensiunea de stingere ; aceast tensiune la care se stinge arcul curentului de nsoire de frecven industrial se precizeaz numai dac este diferit de tensiunea nominal. - Tensiunea de amorsare la tensiunea de frecven industrial - Tensiunea de amorsare 100% la impuls de tensiune de trznet - Tensiunea de amorsare la impuls de tensiune de comutaie - Tensiunea de amorsare la und de impuls de tensiune de comutaie - Tensiunea rezidual ; majoritatea firmelor constructoare definesc tensiunea rezidual la curentul de 1, 3, 5, 10 i 20Ka , fiind astfel definit caracteristica tensiune curent a descrctorului. - Tensiunea rezidual nominal este tensiunea rezidual la curentul de impuls nominal. - Curentul nominal de descrcare - Curentul admisibil la unde rectangulare - Clasa limitatorului de supratensiune ( supapa de suprapresiune )

9

Coordonarea izolaiei Coordonarea izolaiei nseamn corelarea nivelului de inere al echipamentului cu nivelul de protecie al descrctorului i are ca scop alegerea industrial. O astfel de construcie conine bobine de suflaj parcurse chiar de curentul care trebuie ntrerupt.

4. PARATRSNETUL Paratrsnetul este o construcie care ajut la protecia cldirilor mpotriva trsnetelor, ferindu-le de incendii i se prezint sub forma unor vergele metalice montate pe diverse construcii nalte. Paratrsnetul este legat la pmnt printr-o srm groas. Dac trece pe deasupra lui un nor cu baza negativ, paratrsnetul se electrizeaz prin influen avnd captul pozitiv. Datorit punctului intens din zona vrfurilor, sarcinile de la baza norilor sunt atrase, se scurg spre vrf i apoi prin paratrsnet spre Pmnt. Se evit astfel ocul violent al lovirii. Cnd norii au o regiune pozitiv la baz, fenomenul este inversat, sarcinile negative se scurg de pe paratrsnet spre nor. Procesele astfel expuse sunt mai rare pentru c ar trebui s fie nor de joas altitudine. n mod normal paratrsnetul canalizeaz trsnetul spre pmnt. Zona protejat este o funcie a paratrsnetului. Paratrsnetul face parte din instalaia de protecie mpotriva descrcrilor atmosferice ( trsnetul ) , alctuit din: - paratrsnet ( elementul ce preia descrcarea atmosferic ) montat pe acoperi, - conductele de coborare ( elementele ce conduc descrcarea atmosferic ctre pmnt ) - priza de pmnt ( elementul ce disip descrcarea atmosferic n pmnt, astfel nct s nu fie periculoas pentru om ). Protecia mpotriva trsnetului se execut pentru protejarea construciei i a instalaiilor interioare mpotriva efectelor descrcrilor atmosferice. Datorit duratei foarte scurte a unui trsnet, doar cteva microsecunde, intensitatea curentului electric poate atinge sute de mii de amperi iar temperatura n interiorul acestuia poate depi 28.000 grade Celsius. Protecia mpotriva consecinelor duntoare ale trsnetului se

10

realizeaz cu ajutorul paratrsnetului. Un dispozitiv inventat la jumtatea secolului al 18- lea de ctre Benjamin Franklin. Protecie eficient la trsnet i supratensiuni Paratrsnetul este un mecanism de conducere a curentului electric de la punctul de contact ctre pmnt. Paratrsnetul protejeaz structura prin interceptarea trsnetului i ghidarea curenilor n pmnt. Deoarece trsnetul are tendina de a lovi cel mai nalt obiect din vecintate, paratrsnetul se instaleaz n punctul cel mai nalt al cldirii i de jur mprejurul acoperiului. Realizarea unui proiect pentru o instalaie de protecie mpotriva trsnetului, trebuie s nceap ntotdeauna cu analiza riscurilor la care este expus obiectivul ce urmeaz a fi protejat. La crearea unui sistem complet de protecie se acord atenie tuturor aspectelor. Astfel un sistem complet de protecie la trsnet cuprinde: - reeaua de captare, instalat pe acoperiul cldirii - coborarea conductorului spre priza de mpmntare - priza de pmnt - egalizarea de potenial - protecia instalaiei electrice la curenii de trsnet i supratensiuni. Instalarea paratrsnetului Paratrsnetul trebuie s se instaleze cu cel puin 2 metri deasupra oricrui alt element din raza sa de protecie. El se fixeaz pe un catarg din eav zincat , prin intermediul unei piese de adaptare. Se poate folosi cu succes eava zincat romneasc cu dimensiunile care asigur rigiditatea necesar la costuri mult mai mici dect catargul de import. La alegerea locului de instalare a catargului se va ine cont de elementele constructive favorabile. Este de preferat instalarea ntr-un punct central al cldirii pentru optimizare economic i tehnic. Fiecare paratrsnet este legat la pmnt prin cel puin o coborre. Sunt necesare dou coborri dac: - proiecia orizontal a conductorului este superioar proieciei verticale - nlimea construciei de protejat este mai mare dect 28 m.

11

Conductorul de coborre va fi instalat astfel nct distana spre pmnt s fie cea mai scurt posibil, evitnd ca el s urce sau s formeze unghiuri nchise. Conductorul de coborre va fi conectat la paratrsnet prin intermediul piesei de adaptare din dotare, n funcie de tipul de montaj. Se poate utiliza conductor din oel zincat rotund sau band zincat. Conductoarele trebuie s fie protejate cu ajutorul unei evi de protecie pn la o nlime de 2 metri de la sol. Toate obiectele metalice situate mai aproape dect 1 m de conductorul de coborre vor fi legate la acesta. Principalele reguli de respectat pentru traseul urmrit de coborre sunt : 1. parcursul cel mai direct pn la priza de pmnt 2. traseu rectiliniu i fr cotituri brute, cu raze de curbur mai mare dect 20 cm. Prizele de pmnt Fiecare conductor de coborre este legat la o priz de pmnt special. Componentele prizelor de pmnt vor fi n conformitate cu norma i 20/2000. Rezistena prizei de pmnt , msurat prin mijloace convenionale, trebuie s fie mai mic de 10 Ohmi. Dac priza de pmnt este comun instalaia de alimentare , valoarea rezistenei trebuie s fie mai mic de 10 Ohmi. Prizele de pmnt trebuie s fie orientate spre exteriorul construciei. Toate prizele de pmnt trebuie s fie racordate ntre ele i la priza de pmnt general a construciei.

Accesorii suplimentare O pies de separaie va fi instalat la 2 m nlime fa de sol. Un contor de lovituri de trsnet va fi instalat deasupra piesei de separaie. Este recomandabil s se utilizeze o metod de ameliorare a conductivitii terenurilor de rezistivitate mare, folosind gelul Conductiver Plus. Legturi de echipotenializare

12

Legturile echipoteniale se realizeaz pentru obiectele metalice exterioare dac ele se afl mai aproape de conductorul de coborre dect distana de securitate , pentru coloane de gaz i pentru antene. Aceste legturi se realizeaz cu ajutorul pieselor de racordare tip Obo fr a guri conductoarele de coborre. Legturile se realizeaz ntre conductorul de coborre i: - acoperiul metalic - jgheabul orizontal metalic al apelor pluviale( dac exist) - alte elemente metalice de pe lng traseul coborrii ( geamuri metalice) Mentenan Se recomand ca periodicitatea verificrilor n funcie de nivelul de protecie s fie conform tabelului de mai jos: Nivelul de protecie I II III IV Periodicitatea (ani) 2 3 3 4 normal Periodicitatea sever (ani) 1 2 2 3

n caz de atmosfer coroziv este recomandat utilizarea periodicitii severe. Verificarea IPT este obligatorie i dup fiecare modificare sau reparare a construciei, dup toate loviturile de trsnet pe construcie, dup seisme sau explozii n apropierea construciei. Toate defeciunile constatate la verificare IPT trebuie remediate fr nici o ntrziere. Modul de efectuare a verificrilor Verificrile se efectueaz: - prin inspecie vizual - prin msurri Inspecia vizual se face pentru a constata dac: - modificri sau extinderi ale construciei impun completarea IPT existente - continuitatea electric a conductoarelor vizibile este asigurat

13

- fixarea diferitelor componente i protecia mecanic sunt n stare bun - nici o parte a IPT nu a fost afectat de coroziune - distanele de protecie sunt respectate i legturile echipoteniale sunt suficiente i n stare bun Se vor efectua msurri pentru a se verifica: - continuitatea electric a conductoarelor ascunse - funcionarea PDA - rezistena de dispersie a prizelor de pmnt La verificarea continuitii electrice a unui conductor de coborre ( cnd nu este vizibil traseul ntreg ), msurarea se face dup separarea acestuia de legtura la pmnt prin piesa de separaie (cu ajutorul unui megohmmetru de 500 V sau a altui aparat corespunztor pentru msurarea rezistenelor). Rezistena de dispersie a prizei de pmnt se msoar conform STAS 12604/4. Funcionarea PDA se verific cu aparatele i metodele indicate de APLICACIONES TECNOLOGOCAS. Rezultatele fiecrei verificri trebuie consemnate ntr-un raport. n orice moment, sunt 1800 de furtuni electrice active n lume, care produc 100 de fulgere pe secund sau peste 8.600.000 de fulgere pe zi. Din cele mai veci timpuri acest fenomen a fost studiat i analizat, ncercndu-se ct mai multe metode de combatere, datorit efectelor distructive produse de el. n continuare se vor prezenta doar cteva consecine produse de lovitura de trsnet: Consecinele trsnetului Tipuri de structuri: 1.Structuri obinuite a) cas de locuit efecte ale trsnetului- strpungerea instalaiilor electrice, incendii i deteriorri de materiale. Avarii n mod normal limitate la obiecte care se gsesc la punctul de impact al trsnetului sau pe traseul trsnetului; b) ferm efecte ale trsnetului risc primar de incendiu i tensiuni de pas periculoase. Risc secundar datorit pierderii alimentrii cu energie electric i risc de moarte pentru animale ca urmare a defectrii sistemului de comand electronic a instalaiilor de ventilaie, alimentare cu hran;14

c) teatru, coal, magazin mare, zone sportive efecte ale trsnetului - efecte ale trsnetului - defecte provocate instalaiilor electrice care pot cauza panic. Defect la sistemele de alarm n caz de incendiu ceea ce conduce la o ntrziere n luarea msurilor de lupt mpotriva focului; d) banc, societate de asigurri, societi comerciale efecte ale trsnetului - suplimentar fa de efectele menionate mai sus, probleme legate de pierderea comunicaiilor, defectarea calculatoarelor i pierderea de date; e) spital, cre, nchisoare efecte ale trsnetului - suplimentar fa de efectele menionate mai sus, probleme legate de bolnavii aflai la terapie intensiv i dificulti pentru salvarea persoanelor imobilizate; f) industrie efecte ale trsnetului - efectele suplimentare depinznd de specificul fabricilor, pornind de la avarii minore pn la avarii inacceptabile i cu pierdere de producie. 2. Structuri cu pericol limitat - telecomunicaii, centrale electrice, industrii cu risc de incendiuefecte ale trsnetului - pierdere inacceptabil de servicii publice. Riscuri indirecte n vecintatea imediat, cauzate de fic. 3. Structuri periculoase pentru imediata lor vecintate - rafinrie, benzinrie, fabric de artificii, fabric de muniii efecte ale trsnetului - consecine ale incendiului i exploziei pentru fabrica i vecintatea ei imediat. 4. Structuri periculoase pentru mediul ambiant - uzin chimic, central nuclear, laboratoare, uzine biochimice efecte ale trsnetului - incendiu i disfuncionaliti ale instalailor cu consecine nocive asupra mediului nconjurtor global. Modul de funcionare al paratrsnetului Lovitura de trsnet se declaneaz prin apariia unui lider n mijlocul norului. Acesta se apropie de pmnt n trepte i poart denumirea de lider descendent. Prezena norului oragios provoac creterea cmpului electric la nivelul solului. Variaia cmpului electric atrage dup sine apariia efectului corona la vrful tuturor structurilor geometrice. Aceast ionizare natural st la originea liderului ascendent. Paratrsnetul funcioneaz prin emiterea unei descrcri electrice ascendente pentru a putea devia liderul descendent. Descrcarea ascendent creeaz un cmp electric suficient de mare pentru a modifica traiectoria

15

liderului descendent, lovitura de trsnet fiind condus spre vrful de captare al dispozitivului de amorsare. Nivelele de protecie oferite de paratrsnet Scopul alegerii unui nivel de protecie este acela de a reduce, sub un nivel tolerabil maxim, riscul de producere a unor daune cauzate de o lovitur direct de trsnet pe o structur sau pe un volum ce urmeaz a fi protejat. Stabilirea nivelului de protecie necesit o ncadrare adecvat a structurii. Trebuie determinate dimensiunile i poziia structurii, activitatea orajoas n regiunea considerat i clasificarea structurii. Determinarea zonei de protecie a trsnetului Paratrsnetele pot fi verticale sau orizontale. Referitor la paratrsnetele verticale s-a stabilit c nu conteaz forma vrfului ci nlimea i legarea lui sigur la o priz de pmnt cu rezisten de dispersie ct mai mic. La trecerea asupra lui a unui nor cu sarcin negativ, paratrsnetul, care are potenialul pmntului i care are o anumit nlime deasupra solului , se ncarc cu sarcin pozitiv prin inducie electrostatic. Intensitatea cmpului electric la vrful paratrsnetului este foarte mare. Aceasta favorizeaz formarea unui canal de descrcare ( strimer de ntmpinare) dinspre paratrsnet spre nor, care va ntlni canalul ionizat ( lider ) ce se dezvolt de la nor spre paratrsnet, orientnd lovitura de trsnet spre paratrsnet. Zona de protecie este spaiul din jurul unui paratrsnet n care probabilitatea loviturilor directe este nul. Construcia de protejat trebuie s fie cuprins complet n aceast zon.

Principalele INGESCO:

caracteristici

i

avantaje

ale

paratrsnetului

- asigur o arie foarte mare de protecie avnd o eficacitate ridicat - nu afecteaz arhitectura i hidroizolaia construciei - are continuitate electric permanent de la vrf pn la pmnt - poate asigura protecia mai multor cldiri sau a spaiilor deschise, cu un singur dispozitiv - reducerea costurilor de execuie - simplificarea realizrii prizei de pmnt - reducerea semnificativ a numrului de coborri pn la pmnt16

- se produce n 9 variante, asigurndu-se cel mai bun pre performan n funcie de aplicaie - permite trecerea curentului de descrcare fr a opune rezisten - calitile sale tehnice nu sunt afectate de ctre descrcarea electric - nu necesit o ntreinere special - nu necesit surs de alimentare - fa de o reea de captare : nu exist pericolul afectrii hidroizolaiei , se micoreaz numrul de coborri la priza de pmnt, execuie mai simpl, erorile de execuie au o probabilitate mult mai mic, nu afecteaz estetic cldirea - dublu dispozitiv de amorsare- un dispozitiv de amorsare n avans i un condensator electroatmosferic - materialele : structura principal din oel inoxidabil AISI 316 , set de deflectoare din rin epoxidic. - materialele utilizate asigur o funcionare optim n orice condiii atmosferice. Detectorul de trsnete A preveni riscurile reprezint cea mai bun protecie. Aceast idee ghideaz cercetarea desfurat de Ingesco care permite dezvoltarea celor mai inovative sisteme de detecie care se gsesc pe piaa internaional. Detectorul de trsnet IPSO a fost creat s msoare i s afieze nivelul de activitate electroatmosferic produs pe o raz de pn la 30 km. Prin intermediul semnalelor luminoase i acustice i a celor dou alarme IPSO te ajut s anticipezi furtuna i s previi consecinle trsnetului asupra persoanelor i cladirilor. IPSO ofer prevenirea de care ai nevoie pentru elaborarea celor mai optime planuri de securitate i sisteme de protecie. Unde este nevoie de detector de trsnete? Prevenirea i protecia mpotriva trsnetului sunt foarte importante n cazul marilor aglomerri de persoane i n cazul cldirilor care conin materiale sau procese tehnologice periculoase. Detectorul de trsnete este un element important din componena sistemelor de securitate pentru: - activiti n aer liber - servicii - activiti industriale - minerit i extracie - sectorul energetic - transport i telecomunicaii - protecie civil17

- staii metereologice - baze militare Cum funcioneaz detectorul de trsnete? Detectorul de trsnete este format dintr-o anten, care tebuie instalat afar i un modul de control care nregistreaz activitatea electro atmosferic pe o raz de 30 km. Modulul de control are 7 leduri care se ilumineaz progresiv n funcie de creterea numrului de trsnete n zon. Domeniul de avertizare al sistemului ncepe de la mai puin de 10 descrcri pe minut pn la peste 600 de descrcri pe minut. Detectorul de trsnete are 2 alarme pe care utilizatorii le pot asocia cu oricare dintre cele dou nivele de activitate electroatmosferic. Fiecare alarm poate activa un releu i poate genera un semnal acustic n funcie de opiunea utilizatorului. Detectorul este pregtit s funcioneze chiar dac este pan de curent, cu ajutorul bateriilor. Programarea alarmelor i controlul bateriilor se realizeaz uor prin intermediul celor 4 butoane existente pe modulul decomand.

5. PROTECIA MUNCII LA UTILIZAREA INSTALAIILOR I ECHIPAMENTELOR ELECTRICE Protecia muncii este un sistem de msuri i mijloace socialeconomice, organizatorice, tehnice, profilactic-curative, care acioneaz n baza actelor legislative i normative i care asigur securitatea angajatului, pstrarea sntii i a capacitii de munc a acestuia n procesul de munc. Scopul proteciei muncii este de a reduce la minimum, probabilitatea afectrii sau mbolnvirii angajatului cu crearea concomitent a condiiilor confortabile de munc la o productivitate maximal a acesteia. Securitatea muncii n activitatea de producie se asigur pe urmtoarele ci: - instruirea n materie de protecia muncii a tuturor angajailor i a altor persoane la toate nivelurile de educaie i pregtire profesional - instructarea prealabil i periodic a tuturor angajailor - pregtirea special a angajailor care deservesc maini, mecanisme i utilaje fa de care sunt naintate cerine sporite de securitate18

- verificarea periodic a cunotinelor ingineresc a materiei n protecia muncii

personalului

tehnic

Direcii principale ale politicii de stat n domeniul proteciei muncii: - asigurarea prioritii ale politicii de stat n domeniul proteciei muncii - emiterea i aplicarea actelor normative privind protecia muncii - coordonarea activitilor n domeniul proteciei muncii i ai mediului - supravegherea i controlul de stat asupra respectrii actelor normative n domeniul proteciei muncii - cercetarea i evidena accidentelor de munc i a bolilio profesionale - aprarea intereselor legitime ale salariailor care au avut de suferit n urma accidentelor de munc i a bolilor profesionale - stabilirea compensaiilor pentru munca n condiiile grele, vtmtoare sau periculoase ce nu pot fi nlturate n condiiile nivelului tehnic actual - participarea autoritilor publice la realizarea msurilor de protecie i al organizrii muncii - pregtirea i reciclarea specialitilor n domeniul proteciei muncii. Msuri de protecia muncii la utilizarea instalaiilor i echipamentelor electrice Pentru evitarea accidentelor prin electrocutare, este necesar eliminarea posibilitii de trecere a unui curent periculos prin corpul omului. Msurile , amenajrile i mijloacele de protecie trebuie s fie cunoscute de ctre tot personalul muncitor din toate domeniile de activitate. Principalele msuri de prevenire a electrocutrii la locurile de munc sunt: 1. Asigurarea inaccesibilitii elementelor care fac parte din circuitele electrice i care se realizeaz prin: - amplasarea conductelor electrice , chiar izolate, precum i a unor echipamente electrice, la o nlime inaccesibil pentru om. Astfel, normele prevd ca nlimea minim la care se pozeaz orice fel de conductor electric s fie de 4m , la traversarea prilor carosabile de 6m, iar acolo unde se manipuleaz materiale sau piese cu un gabarit mai mare, aceast nlime s depeasc cu 2.25 m gabaritele respective - izolarea electric a conductoarelor19

- folosirea carcaselor de protecie legate la pmnt - ngrdirea cu plase metalice sau cu tblii perforate , respectndu-se distana impus pn la elementele sub tensiune. 2. Folosirea tensiunilor reduse pentru lmpile i sculele electrice portative. La utilizarea uneltelor i lmpilor alimentate electric, sunt obligatorii: - verificarea atent a uneltei, a izolaiei i ai fixrii sculei nainte de nceperea lucrrii - evitarea rsucirii sau ncolcirii cablului de alimentare n timpul lucrului i a deplasrii muncitorului, pentru meninerea bunei st a izolaiei - menajarea cablului de legtur n timpul mutrii uneltei dintr-un loc de munc n altul , pentru a fi solicitat prin ntindere sau rsucire, unealta nu va fi purtat inndu-se de acest cablu - evitarea trecerii cablului de alimentare peste drumurile de acces i n locurile de depozitare a materialelor, dac acest lucru nu poate fi evitat, cablul va fi protejat prin ngropare, acoperire cu scanduri sau suspendate. 3. Folosirea mijloacelor individuale de protecie i mijloacelor de avertizare.. Mijloacele principale de protecie const din: - tije electroizolante, cleti izolani i scule cu mnere izolante Izolaia acestor mijloace suport tensiunea de regim a instalaiei n condiii sigure. Cu ajutorul lor este permis atingerea prilor conductoare de curent aflate sub tensiune. Mijloacele auxiliare de protecie const din: - echipament de protecie ( mnui, cizme, galoi electroizolani ) - covorae de cauciuc - platforme i grtare cu piciorue electroizolante din porelan Aceste mijloace nu pot realiza ns singure securitatea mpotriva electrocutrilor. ntotdeauna este necesar folosirea simultan cel puin al unui mijloc principal i a unuia auxiliar. Mijloacele de avertizare const din : - plci avertizoare - indicatoare de securitate ( stabilite prin standarde i care conin indicaii de atenionare ) - ngrdiri provizorii prevzute i cu plcue

20

Acestea nu izoleaz, ci folosesc numai pentru avertizarea muncitorilor sau a persoanelor care se apropie de punctele de lucru periculoase. 4. Deconectarea automat n cazul apariiei unei tensiuni de atingere periculoase sau a unor scurgeri de curent periculoase. ntreruptorul este prevzut cu carcase izolante, i este echipat cu declanatoare termice, electromagnetice i releu de protecie la cureni de defect. 5.Izolarea suplimentar de protecie. 6. Protecia prin legarea la pmnt 7. Protecia prin legarea la nul 8. Protecia prin egalizarea potenialelor. Prin intermediul legturilor se realizeaz o reducere a diferenelor de potenial dintre diferite obiecte metalice sau chiar o anulare a acestor diferene, obinndu-se astfel egalizarea potenialelor i deci eliminarea pericolului de electrocutare. De precizat ns c reeaua de egalizare trebuie conectat la instalaia de legare la pmnt sau la nul.

21

6. BIBLIOGRAFIE 1. Instruciune DEHN-SOHNE , protecie pentru alimentarea cu supratensiunii. ( limba romn ) instalarea dispozitivelor de energie electric mpotriva

2. Articole publicate n revista de specialitate a S.D.F.E.E. Galai, privind protecia la trsnet i supratensiuni, prelucrri dup DEHN SOHNE. 3. Flavius Dan Surianu, Doru Vatau, Florin Mihai Frigura- Ilioa, Protecia la supratensiuni a aparatelor i echipamentelor electrice de joas tensiune - o prioritate care se impune pentru utilizatori, Buletinul stiinific UPT Tom 48 (62)2003 pg. 463. 4. Hortopan Ghe. Aparate electrice de comutaie, Bucureti, Editura Tehnic , 1996. 5. Normativ privind Protecia construciilor mpotriva trsnetului Ministerul Lucrrilor Publice i Amenajrii Teritoriului in Romnia. 6. Negru V. Tehnica tensiunilor nalte- supratensiunea atmosferic -Universitatea Politehnic Timioara 1982. 7. Dr. ing. Al. Darabont Risc i securitate n munc vol. 3-4 , ED. 1996.

22