Strefowa koncepcja ochrony odgromowej i przepięciowej

Strefowa koncepcja ochrony odgromowej i przepięciowej to metoda ochrony instalacji elektrycznych oraz urządzeń przed przepięciami i skutkami wyładowań atmosferycznych, opierająca się na podziale budynku na różne strefy ochrony. Każda strefa charakteryzuje się innym poziomem zagrożenia przepięciami, a odpowiednio dobrane środki ochrony zapewniają stopniową redukcję przepięć w miarę przechodzenia do wewnątrz budynku.

Główne założenia strefowej koncepcji ochrony:

Podział na strefy ochrony – budynek i jego instalacje dzieli się na kilka stref, które różnią się poziomem zagrożenia wynikającego z przepięć oraz wyładowań atmosferycznych.
Redukcja przepięć na każdym etapie – każda kolejna strefa, bliżej wnętrza budynku, powinna być chroniona przez urządzenia ograniczające przepięcia (SPD), które sukcesywnie redukują poziom napięcia do bezpiecznych wartości.
Zastosowanie odpowiednich środków ochrony w każdej strefie – w zależności od lokalizacji (zewnętrzna lub wewnętrzna część budynku) oraz poziomu zagrożenia, stosuje się różne klasy ochrony przeciwprzepięciowej.

Podział na strefy (LPZ – Lightning Protection Zone):

Strefy ochrony odgromowej i przepięciowej określane są jako LPZ (Strefy Ochrony Odgromowej), a ich oznaczenia to LPZ 0, LPZ 1, LPZ 2, itd.

1. LPZ 0A (strefa zewnętrzna)

Jest to najbardziej narażona strefa na bezpośrednie uderzenie pioruna oraz pełną siłę impulsu elektromagnetycznego (LEMP).
Obejmuje przestrzeń na zewnątrz budynku, w której brak jest ochrony odgromowej.
Środki ochrony: zewnętrzna instalacja odgromowa (np. zwody i przewody odprowadzające) chroniąca przed bezpośrednim uderzeniem pioruna.

2. LPZ 0B (strefa zewnętrzna, ale chroniona)

Strefa również znajdująca się na zewnątrz budynku, ale chroniona przez zewnętrzną instalację odgromową (piorunochron), co eliminuje bezpośrednie uderzenie pioruna.
Przepięcia mogą pochodzić z zewnętrznych systemów zasilania lub komunikacji.
Środki ochrony: ochrona odgromowa (np. siatka uziemiająca, uziemienie fundamentowe).

3. LPZ 1 (pierwsza strefa wewnętrzna)

W tej strefie nie ma już bezpośredniego zagrożenia uderzeniem pioruna, ale mogą występować przepięcia indukowane przez pole elektromagnetyczne lub prąd piorunowy.
Jest to miejsce, gdzie przepięcia wprowadzane z zewnętrznych instalacji (elektrycznych, telekomunikacyjnych) są redukowane.
Środki ochrony: ograniczniki przepięć klasy B (Typ 1), odpowiednie uziemienie.

4. LPZ 2 (druga strefa wewnętrzna)

Strefa znajdująca się bliżej chronionych urządzeń, w której poziom przepięć jest już znacznie niższy, ale wciąż wymaga ochrony.
Obejmuje wnętrze budynku, gdzie mogą być zainstalowane wrażliwe na przepięcia urządzenia.
Środki ochrony: ograniczniki przepięć klasy C (Typ 2), połączenia wyrównawcze.

5. LPZ 3 (najbardziej wewnętrzna strefa)

Ostateczna strefa, w której znajdują się najbardziej wrażliwe urządzenia elektroniczne, takie jak komputery, systemy telekomunikacyjne, automatyka przemysłowa.
Przepięcia powinny być zredukowane do poziomu bezpiecznego dla tych urządzeń.
Środki ochrony: ograniczniki przepięć klasy D (Typ 3) stosowane bezpośrednio przed urządzeniami.

Środki ochrony w zależności od stref:

Zewnętrzna instalacja odgromowa (LPS – Lightning Protection System): zwody, przewody odprowadzające i uziomy, które chronią przed bezpośrednim uderzeniem pioruna i rozprowadzają energię piorunową do gruntu.
Ograniczniki przepięć (SPD – Surge Protective Devices): są stosowane w różnych strefach w zależności od poziomu zagrożenia przepięciami. Przykładowo:
- SPD Typ 1 (Klasa B) – stosowany na granicy LPZ 0 i LPZ 1, ochrona przed bezpośrednim uderzeniem pioruna.
- SPD Typ 2 (Klasa C) – instalowany na granicy LPZ 1 i LPZ 2, redukcja przepięć wewnątrz budynku.
- SPD Typ 3 (Klasa D) – montowany blisko końcowych urządzeń, na granicy LPZ 2 i LPZ 3, zapewnia najdokładniejszą ochronę wrażliwej elektroniki.

Korzyści ze strefowej ochrony:

Stopniowa redukcja przepięć – zamiast jednej barier ochronnej, przepięcia są systematycznie redukowane na każdym etapie, co minimalizuje ryzyko ich przedostania się do wnętrza budynku.
Ochrona wrażliwych urządzeń – złożony system ochrony, gdzie każda strefa ma inne środki zabezpieczające, zwiększa skuteczność ochrony przed przepięciami i wyładowaniami atmosferycznymi.
Eliminacja zagrożenia dla ludzi i budynków – strefowa koncepcja chroni nie tylko urządzenia elektryczne, ale także zapobiega pożarom czy porażeniom elektrycznym, chroniąc ludzi i infrastrukturę.

Strefowa koncepcja ochrony odgromowej i przepięciowej jest szczególnie ważna w budynkach przemysłowych, biurowcach, obiektach użyteczności publicznej oraz wszędzie tam, gdzie znajdują się wrażliwe urządzenia elektroniczne.