Žaibosaugos ir viršįtampių apsaugos instaliacijos struktūra

Apsauga nuo žaibo išlydžio į pastatus ar kitus objektus tiek ant žemės, tiek ir virš jos yra daugelio mokslininkų tyrinėjimo objektas. Iki šiol nėra išrasta nieko efektyvesnio už "Franklino" strypus. Įvairiose šalyse mokslininkai tiria priemones, galinčias prognozuotai nukreipti ore susikaupusius krūvius į reikiamą vietą žemėje.

Šiuo metu plačiau analizuojamos šios sistemos:

• žaibo išlydžio valdymas raketomis
• žaibo nuvedimas lazerio spinduliais
• mikrobangų panaudojimas
• vandens srovių sudarymas
• jonizuojančių sistemų įrenginiai (aktyvioji žaibosauga)

Kadangi visi būdai turi privalumų ir trūkumų, nėra pakankamai visi ištirti, todėl jų panaudojimas šiuo metu yra ginčytinas. Pagrindinis žaibo išlydžio padarinys yra didžiuliai viršįtampiai. Apsauga nuo viršįtampių elektros instaliacijoje yra šiuo metu bene svarbiausia elektromagnetinio suderinamumo (EMS - Elektromagnetinis suderinamumas reiškia, kad elektrinis elektroninis įrenginys, esantis elektromagnetinių trukdžių aplinkoje, turi normaliai veikti taip, kad nebūtų trukdomas normalus kitų elektrinių ar elektroninų įrengimų darbas) sprendimo sritis.

Pagal įvykių dažnumą viršįtampių atsiradimo pagrindinės priežastys yra trys:

• komutaciniai viršįtampiai (angl. Switching electromagnetic puls)
• elektrostatinio išlydžio viršįtampiai (angl. electrostatic discharge)
• žaibo iškrovos (angl. lightning electromagnetic puls). Tai didelės energijos - iki 10MJ/Om ir didelių srovių - iki 200kA iškrovos

Viršįtampių instalicijos struktūra apima:

• žaibo iškroviklių panaudojimą
• viršįtampių ribotuvų taikymą
• tiesioginių ir grįžtamųjų įtampos impulsų filtrų naudojimą
• potencialų suvienodinimą
• ekranavimą
• įžeminimą

Viršįtampis - tai laikinasis elektromagnetinio lauko energijos perteklius elektrinės grandinės dalyje. Viršįtampiai, atsirandantys iki 1kV įtampos tinkluose, skirstomi į laikinuosius pramoninio dažnio (santykinai ilgos trukmės) ir pereinamuosius (trumpalaikius švytuojančius arba nešvytuojančius). Pereinamieji viršįtampiai gali būti sukelti perjungimų (trukmė iki 1000µs, amplitudė iki 4-6kV) ir sukelti žaibo (trukmė iki 50µs ir amplitudė atskirais atvejais net iki 100kV, žaibo srovė - 30-40kA, kartais iki 300kA, energija nuo 0.1 iki 100kJ). Žaibo indukuoti viršįtampiai gali siekti iki 2kV.

Išorinę žaibosaugą sudaro:

• žaibolaidžiai (žaibo priėmikliai)
• įžeminimo laidininkai (žaibo nuleidikliai)
• įžemintuvai (giluminiai įžemikliai ar sudėtingi įžeminimo įrenginiai)
• pastatų ekranavimas

Vidinę žaibosaugą toliau tęsia:

• papildomas pastatų ar jų elementų ekranavimas
• apsauga nuo viršįtampių
• potencialų suvienodinimas

Pagal žaibo priėmiklio konstrukciją šiuo metu naudojamos dvi žaibosaugos sistemos:

• tradicinė žaibosauga su dar 1752 metais išrasto Franklino strypo konstrukcija
• jonizuojančių sistemų įrenginiai (aktyvioji žaibosauga), kurie literatūroje apibrėžiami terminu ESE devices (Early Streamer Emission devices)

Pagal žaibo pavojų pažeidimų (sugadinimo rizikos) laipsnį standartai numato apsaugos nuo žaibo klases.

Žaibo apsaugos klasės ryšys su rizikos parametrais pateikiamas lentelėje:

Žemiau esančiame piešinyje matome, kaip veikia išorinė žaibosauga. Žaibolaidžio priimtas žaibo smūgis (piešinyje šalia kamino, viršuje stora kreivė) įžeminimo laidininkais (rodyklės stogu ir sienomis) pasiekia aplink pastatą sumontuotą įžemintuvą (rodyklės nuo pastato į šonus).


Žaibosaugos - įžeminimo įrenginiai turi būti apžiūrimi ir tikrinami naudojimo metu. Apsaugos nuo žaibo įrenginiai apžiūrimi ir tikrinami atsižvelgiant į apsaugos klasę. Apžiūros ir tikrinimo periodiškumas pateikiamas lentelėje: