Jednou z najväčších slabostí elektroniky je však jej zraniteľnosť a závislosť od bezporuchového napájania elektrickou energiou bez napäťových výkyvov a nežiaducich elektrických javov. Citlivé elektronické prístroje sú mimoriadne zraniteľné prepäťovými špičkami, ktoré vznikajú vo vedeniach napájacích sietí. Najzničujúcejší účinok majú však prepäťové špičky, ktoré vznikajú v metalických vedeniach meracích a riadiacich systémov pri atmosférických výbojoch – bleskoch. To si veľmi dobre uvedomujú aj prevádzkovatelia technologických zariadení. Fakt, že nekontrolované, poruchové iskrenie vyvolané bleskom v metalických sieťach je ešte nebezpečnejšie v prevádzkach, kde sa pracuje s vysoko horľavými a výbušnými látkami, je nepopierateľný, a preto sa v takýchto prevádzkach problematike ochrany pred bleskom venuje špeciálna pozornosť. Výrobou komponentov slúžiacich na ochranu pred bleskom sa zaoberá na svete viacero firiem a výrobcov komponentov. Vzhľadom na rozsah a rôznorodosť priemyselnej výroby žiadny z nich však nevie uspokojiť požiadavky komplexne.

Spôsob a komplexný prístup, akým sa problematike ochrany pred účinkami blesku a prepätia venuje nemecká firma DEHN SE, je celosvetovo unikátny. Jej produkty sú často vyvíjané, skúšané a vyrábané priamo pre potrebu konkrétneho zákazníka a na konkrétne technické riešenie. Jej viac ako 110-ročné skúsenosti dávajú zákazníkovi záruku vysokej profesionality, ktorá je pri zaisťovaní bezpečnosti viac ako potrebná.

V nasledujúcej časti si predstavíme niekoľko konkrétnych realizácií, kde používatelia vzhľadom na strategickú dôležitosť svojich prevádzok nenechali nič na náhodu a svoje prevádzky a zariadenia chránili vo svete osvedčenými systémami od firmy DEHN SE.

RWE Gas Storage CZ

RWE Gas Storage CZ, s. r. o., je najväčším prevádzkovateľom podzemných zásobníkov plynu (PZP) v Českej republike. Prevádzkuje celkom šesť podzemných zásobníkov plynu na princípe virtuálneho zásobníka plynu s celkovým prevádzkovým objemom viac ako 2,7 mld. m3, čo predstavuje približne dvojmesačnú spotrebu plynu Českej republiky v období zimných mesiacov.

Dôvody rekonštrukcie

Hoci požiadavky na projektovanie a stavbu budov v čase ich sprevádzkovania/kolaudácie boli splnené, štandardy a požiadavky na zvyšovanie úrovne zaistenia bezpečnosti sa vyvíjajú. Tieto požiadavka sa premietajú aj do vyhlášok a zákonov. V prípade tohto projektu to je v napr. česká vyhláška o technických požiadavkách na výstavbu č. 268/2009 Zb. Z iných právnych predpisov môžeme spomenúť napr. povinnosť prevádzkovateľa zabezpečiť maximálnu možnú ochranu. Zákonník práce č. 262/2006 Zb. v znení neskorších predpisov pri určovaní ochranných opatrení výslovne odkazuje aj na iné predpisy ako právne. Rovnako podľa preventívnej povinnosti podľa zákona č. 61/1988 Zb. o banskej činnosti v platnom znení alebo podľa zákona č. 133/1985 Zb. o požiarnej ochrane v znení neskorších predpisov musí prevádzkovateľ PZP robiť opatrenia na prevenciu rizika výbuchu/požiaru. Platí to najmä vtedy, ak je na také riziko upozornený odborne spôsobilou osobou.

Ochrana a zaistenie bezpečnosti spočívajú teda v realizácii preventívnych ochranných opatrení, ktoré sú naprojektované a zrealizované podľa medzinárodných bezpečnostných štandardov. V problematike ochrany pred účinkami blesku to je hlavne medzinárodne platný súbor technických noriem. Preventívne opatrenie by malo spočívať v riešení rešpektujúcom (ČSN – STN)EN 62305-1 až 4 ed. 2, čím sa dosiahne maximálne možná minimalizácia rizík.

Opis projektu

Pre jednotlivé objekty podzemného zásobníka plynu bola spracovaná analýza rizika škôd, z ktorej vyplynuli konkrétne technické opatrenia, ktoré treba na uvedených zásobníkoch plynu navrhnúť a zrealizovať. Tieto opatrenia boli navrhnuté pre potrebnú hladinu ochrany LPL. Pre existujúce objekty je často najefektívnejšie a technicky najmenej komplikované zriadenie vonkajšej ochrany – bleskozvodu pomocou oddialeného, odizolovaného bleskozvodu. Tak to bolo aj v tomto konkrétnom prípade. Vonkajšiu ochranu pred bleskom (bleskozvod) navrhol projektant realizovať v zmysle STN EN 62305-3 ed. 2. Elektrické oddialenie – izolácia bleskozvodu od objektu a všetkých jeho metalických súčastí a vedení bolo realizované pomocou vysokonapäťových vodičov HVI long a HVI power od výrobcu DEHN SE. V rámci vnútornej ochrany pred bleskom bolo vyrovnanie potenciálov riešené podľa STN EN 62305-3 a 4 ed. 2 a na jednotlivé vedenia boli inštalované zvodiče SPD.

Vyrovnanie potenciálov na vstupných napájacích vedeniach bolo realizované v hlavných rozvádzačoch. Projektant navrhol kombinované zvodiče SPD T1 + T2 – DEHNVEN CI 1 255 FM a DEHNventil DV M TNC 255 FM. Na vedeniach jednosmerného napájania sú to prístroje DEHNsecure DSE M 1 242 FM. Tieto prístroje zabránia vniknutiu bleskového prúdu alebo jeho časti do vedení v objekte. Ďalšou úlohou projektanta bolo vyrovnať sa s indukovaným prepätím v silových vedeniach. Aj v tomto prípade sa z technických dôvodov rozhodol pre rovnakého výrobcu a v podružných rozvádzačoch navrhol zvodiče SPD typu 2: DEHNguard DG M TN 275 FM, DEHNguard DG M TNC 275 FM a DEHNguard DG M TNS 275 FM. Inštaláciou týchto zariadení vytvoril na vedeniach zónu ochrany LPZ 2.

Koncové elektrické zariadenia, ktoré treba chrániť, však podľa vypracovanej analýzy rizika požadovali umiestnenie v LPZ 3. Splnenie tejto bezpečnostnej požiadavky dosiahol inštaláciou zvodičov SPD typu 3 priamo pred koncové zariadenia. V tomto konkrétnom prípade použil zvodiče DEHNrail DR M 2P 255 FM a DEHNflex DFL M 255.

Hlavné ciele ochrany pred bleskom pre PZP

Hlavným cieľom investora a prevádzkovateľa zásobníkov plynu bolo vybudovanie komplexného systému ochrany pred účinkami blesku. Úlohou tohto systému je v prvom rade ochrana osôb, ktoré sa počas prevádzky nachádzajú v objektoch a v areáli zásobníkov. Požiar alebo výbuch vyvolaný nekontrolovaným iskrením v priestoroch s nebezpečenstvom výbuchu tiež môže spôsobiť veľké materiálne škody alebo úplné zničenie objektov. Poškodenie tohto rozsahu môže spôsobiť úplné prerušenie prevádzky a následne prerušenie dodávok plynu do rozvodnej siete. Výpadok alebo obmedzenie dodávok plynu by mohli mať vplyv na dodávky plynu pre obyvateľov a výrobné podniky v Českej republike. Pri takomto pohľade investora a prevádzkovateľa zásobníkov je investícia do komplexného systému ochrany pred bleskom jednoznačne potrebná a efektívna. Ochrana elektrických zariadení pred poškodením a/alebo zničením vnímaná v týchto súvislostiach naberá úplne iný rozmer a pre prevádzkovateľa neexistuje iný spôsob, ako splniť požiadavky na bezpečnosť, ktoré mu ukladajú zákony a vyhlášky. Dodržanie bezpečnostných technických štandardov v zmysle týchto predpisov je možné jedine realizáciou postupov a opatrení v zmysle technických noriem STN EN 62305 až 4.

Vyhodnotenie rizika pre kompresorovňu plynových zásobníkov PZP

Investor, projektant alebo montážna firma nevybrali potrebné ochranné opatrenia náhodne. To, aké ochranné opatrenia bolo nutné na objektoch realizovať, definoval tiež projektant po vypracovaní analýzy rizika metodikou v zmysle normy STN EN 62305-2. Nie je to teda len subjektívny pohľad investora alebo projektanta.

V tejto analýze bolo potrebné vziať do úvahy všetky faktory predstavujúce riziko. V tomto konkrétnom prípade išlo o objekt s kovovou strechou, ktorá nesmie byť zasiahnutá bleskom, nakoľko by došlo k rozvedeniu bleskového prúdu do všetkých konštrukcií objektu. Ďalej bolo nutné vziať do úvahy, že ide o objekt s nebezpečenstvom výbuchu, v ktorom sa pohybujú osoby. Počet osôb sa definuje v človekohodinách za rok. Tie boli definované z počtu osôb, ktoré zabezpečujú prevádzku, revízie a údržbu zariadení. Nesmelo sa zabudnúť ani na osoby externých dodávateľov prác a prípadných exkurzií.

Vniknutie bleskového prúdu do elektrických systémov technológie a riadenia prevádzky je mimoriadne nebezpečné. Z toho dôvodu musel projektant ako spracovateľ analýzy rizika do výpočtu uviesť všetky metalické vedenia. Išlo o vedenia napájacích elektrických sietí, vedenia merania a riadenia, vedenia elektronického zabezpečenia objektu a tiež o vedenia kontroly úniku plynu a požiarnych hlásičov. Pri objekte tohto rozsahu to boli desiatky vedení, čo predstavuje ochranu stoviek metalických vodičov.

Výhody riešenia DEHN

Z niekoľkých výhod riešenia pomocou izolovaných vodičov HVI, postavenom na produktoch DEHN SE spomeňme aspoň jednoduchú montáž na existujúce technologické objekty, zabezpečenie trvalej dostupnosti verejnej služby (dodávky plynu) v priebehu búrkovej činnosti či izoláciu bleskového prúdu až do hodnoty 200 kA voči vnútorným elektrickým a elektronickým systémom. Zároveň sa podarilo vytvoriť najbezpečnejšie riešenie vonkajšej ochrany pred bleskom pre prostredie s nebezpečenstvom výbuchu.

Moravia Gas Storage

Spoločnosť Moravia Gas Storage, a. s., (MGS) uviedla 1. júla 2016 do prevádzky jeden z najväčších a najmodernejších podzemných zásobníkov plynu v Českej republike. Zásobník s maximálnou kapacitou 450 mil. m3 vybudovala MGS v Dambořiciach. Tento zásobník plynu je vybavený špičkovou technológiou, ktorá ponúka jeho vysokú flexibilitu pri vtláčaní a spätnej ťažbe plynu, rovnako ako najvyššie štandardy bezpečnosti prevádzky. Podzemný zásobník plynu Dambořice je vybavený napríklad kompresormi Ariel a motormi Caterpillar.

Je vybudovaný na sčasti vyťaženom najväčšom ložisku ropy, ktoré bolo na území ČR objavené a vyťažené. Práve vyťažené ložiská sú najvhodnejšími a najprirodzenejšími miestami na následné uskladňovanie plynu. Sú totiž tvorené vhodnými poréznymi horninami, ktoré sú nevyhnutné na vtláčanie a uskladňovanie plynu, ale majú aj prírodné „tesnenie“ v podobe ílov a ďalších nepriedušných hornín, ktoré celý podzemný priestor ohraničujú. Pri prevádzke zásobníka prebieha v Dambořiciach aj ťažba ropy.

Spoločnosť MGS do výstavby zásobníka investovala viac ako 2,5 miliardy českých korún. MGS je spoločným podnikom MND, a. s., a spoločnosti Gazprom export LLC. Gazprom export LLC je tiež zákazníkom, ktorý má v dambořickom zásobníku najväčší podiel uskladneného plynu.

Tak ako pri prvom opísanom objekte, aj v tomto prípade medzi hlavné ciele ochrany pred bleskom pre podzemný zásobník plynu patrí ochrana pred výbuchom plynu, požiarom, výpadkom verejnej služby či úrazom osôb v dôsledku zásahu elektrickým prúdom. Okrem toho je cieľom ochrany pred bleskom a prepätím aj ochrana elektrických a elektronických zariadení inštalovaných v technológii.

Vonkajšia ochrana pred bleskom – bleskozvod

Izolovaný bleskozvod je aj v tomto prípade inštalovaný podľa STN EN 62305-3 ed. 2, čl. 5.1.2. Pri realizácii boli použité vysokonapäťové vodiče HVI vyhovujúce použitiu pri zriaďovaní systému LPS 1 pre hladinu ochrany LPL 1 (pre väčšinu objektov). Na určenie ochranného priestoru bola použitá metóda valivej gule s polomerom 20 m. Zachytávacia sústava je riešená tyčovými zachytávačmi rozmiestnenými podľa dokumentácie. Zvody sú podľa STN EN 62305-3 ed. 2, čl. 5.3.2 v izolovanom vyhotovení. Vypočítané dostatočné vzdialenosti v najvyššom bode vodičov HVI nepresiahli na žiadnom mieste hodnotu s = 0,75 m cez vzduch. Táto hodnota je ekvivalentná hodnote vysokonapäťovej izolácie vodičov HVI.

Vnútorná ochrana pred bleskom

V rámci vnútornej ochrany objektu a elektrických zariadení v ňom pred bleskom je potrebná inštalácia zvodičov SPD podľa STN EN 62305-3 a 4 ed. 2. Aj v tomto prípade je bezpodmienečne potrebné zabrániť vniknutiu bleskového prúdu do objektu po metalických vedeniach. Na silových napájacích sieťach NN boli použite praxou overené zvodiče od firmy DEHN SE. Z produktového radu RED Line to boli hlavne kombinované zvodiče SPD typu 1 + 2 DEHNventil. Ich inštalácia bola navrhnutá a zrealizovaná v hlavných rozvádzačoch silových vedení NN. Indukované prepätie v týchto sieťach je eliminované tesne pred vstupom napájacích sietí do chránených elektrických zariadení. Na týchto miestach sú inštalované zvodiče SPD typu 3 DEHNrail s pomocným kontaktom.

Projektant neopomenul ani nemenej dôležité vedenia merania a regulácie a navrhol ochranné prístroje BLITZDUCTOR BXT® a BLITZDUCTORconnect® s produktového radu Yellow Line od toho istého výrobcu. Presnú špecifikáciu ochranného prístroja navrhol podľa potreby pre každé vedenie samostatne.

Výhody riešenia DEHN

Medi nesporné výhody riešenia patrí jednoduchý návrh, ktorý pokrýva nové aj existujúce technologické objekty, elimináciu prerušenia dodávok plynu v priebehu búrkovej činnosti či izoláciu bleskového prúdu do hodnoty 200 kA voči vnútorným elektrickým a elektronickým systémom. Zároveň sa podarilo vytvoriť najbezpečnejšie riešenie vonkajšej ochrany pred bleskom pre prostredie s nebezpečenstvom výbuchu.

Za poskytnuté informácie ďakujeme spoločnosti DEHN, s. r. o., a za odbornú konzultáciu Jiřímu Kroupovi, riaditeľovi kancelárie DEHN pre Slovensko.

-tog-