Οι κεραυνοί προκαλούν καταστροφές σε εγκαταστάσεις και ηλεκτρικό εξοπλισμό, και από τα πλήγματά τους κινδυνεύουν και κτηνοτροφικές εγκαταστάσεις
Γράφουν ο επίκουρος καθηγητής του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου (Ε.Μ.Π.) κ. Χρήστος Αθ. Χριστοδούλου και η δρ. ηλεκτρολόγος μηχανικός Ε.Μ.Π. κ. Ελένη Π. Νικολοπούλου
Οι επιπτώσεις μιας κεραυνοπληξίας είναι ιδιαίτερα σοβαρές και ποικίλλουν αναλόγως με την εγγύτητα του πλήγματος. Μετά από πτώση κεραυνού μπορεί να προκύψει διακοπή παροχής ηλεκτρικής ισχύος, βλάβη στο ηλεκτρικό σύστημα λόγω δημιουργίας επαγόμενων υπερτάσεων και ηλεκτρομαγνητικών παρεμβολών, κίνδυνος φωτιάς ή έκρηξης και, βέβαια, ως επακόλουθο όλων των παραπάνω, κίνδυνος για ανθρώπινη ζωή.
Οι παράγοντες που καθιστούν απαραίτητη την αντικεραυνική προστασία σε μια κτηνοτροφική εγκατάσταση είναι οι εξής:
- Η θέση της εγκατάστασης στην ύπαιθρο, καθώς αυξάνεται η πιθανότητα κεραυνοπληξίας σε περίπτωση που μια δομή είναι η υψηλότερη στην περιοχή, έχει κοντά της ψηλά δέντρα ή βρίσκεται σε ορεινή περιοχή με μεγάλη συχνότητα κεραυνικών πληγμάτων.
- Η πιθανότητα για απώλεια ζώων και για διακοπή της παραγωγής, με σημαντικές οικονομικές συνέπειες.
- Η παρουσία δεξαμενών με εύφλεκτα υλικά και ηλεκτρικών συστημάτων όπως είναι κινητήρες, αντλίες και συστήματα ελέγχου και εξαερισμού.
Εξωτερική προστασία
Στην περίπτωση μιας κτηνοτροφικής εγκατάστασης προτιμάται συνήθως η εγκατάσταση κατακόρυφων ιστών συλλογής των κεραυνών (αλεξικέραυνων) και μάλιστα σε θέση ανεξάρτητη από το υπό προστασία αγροτικό κτίσμα, ώστε να αποτρέπεται το απευθείας κεραυνικό πλήγμα στη στέγη της κατασκευής. Κάποιες φορές μπορεί να μην αρκεί η χρήση ενός μόνο κατακόρυφου ιστού και να πρέπει να προστεθούν επιπλέον αλεξικέραυνα, ώστε να σχηματιστούν αλληλεπικαλυπτόμενες ζώνες προστασίας της κατασκευής, όπως φαίνεται στο σχήμα 1.
Ζώνη προστασίας
Οι προτεινόμενες μέθοδοι για την εύρεση της ζώνης προστασίας, η οποία προκύπτει από οποιαδήποτε επαλληλία αλεξικέραυνων είναι:
α) Η μέθοδος της γωνίας προστασίας. Σύμφωνα με αυτή τη μέθοδο, ένα αλεξικέραυνο προστατεύει από την πρόσπτωση κεραυνού περιοχή κωνικής μορφής, με κορυφή την κορυφή του αλεξικέραυνου και με συγκεκριμένη γωνία φ, όπως φαίνεται στο σχήμα 2α.
β) Η μέθοδος της κυλιόμενης σφαίρας: Με αυτή τη μέθοδο προσδιορίζονται τα πιθανά σημεία τερματισμού ενός κεραυνικού πλήγματος κυλίοντας προς όλες τις δυνατές κατευθύνσεις γύρω από την υπό προστασία κατασκευή μια σφαίρα με ακτίνα ίση με την απόσταση πρόσκρουσης rb, στο κέντρο της οποίας βρίσκεται η κεφαλή του κατερχόμενου κεραυνικού οχετού. Από το άμεσο κεραυνικό πλήγμα προστατεύονται αντικείμενα που βρίσκονται κάτω από την κυρτή επιφάνεια της σφαίρας, ενώ μένουν απροστάτευτα αντικείμενα που αγγίζουν ή διεισδύουν στην επιφάνεια της κυλιόμενης σφαίρας, όπως φαίνεται στο σχήμα 2 β.
Στον πίνακα 1 παρουσιάζονται οι απαιτούμενες τιμές των μεγεθών κάθε μεθόδου ανάλογα με τις τέσσερις στάθμες προστασίας που ορίζονται από το διεθνές πρότυπο αντικεραυνικής προστασίας IEC 62305.
Στην περίπτωση συστήματος αντικεραυνικής προστασίας ενσωματωμένου στο κτίριο (με συλλεκτήριους αγωγούς, αγωγούς καθόδου και σύστημα γείωσης), θα πρέπει να ληφθούν ορισμένα επιπλέον μέτρα προστασίας. Συγκεκριμένα:
- Οι αγωγοί θα πρέπει να τοποθετούνται επάνω σε υλικό πλάτους 10cm.
- Τα στηρίγματα του αλεξικέραυνου στην κορυφή της οροφής θα πρέπει να απέχουν 0,3cm – 0,5cm.
- Τα μεταλλικά αντικείμενα που βρίσκονται στη στέγη θα πρέπει να μονώνονται, προκειμένου να εξαλειφθούν θερμικές συνέπειες λόγω της ενέργειας του κεραυνού, όπως είναι η ανάπτυξη σπινθήρων και η διάτρηση / τήξη μεταλλικών αγωγών.
Πολύ συχνά, γύρω από το κυρίως κτίριο της κτηνοτροφικής εγκατάστασης, υπάρχουν υπόστεγα ή πρόχειρες μεταλλικές στέγες οι οποίες μπορεί να προσελκύσουν τον κεραυνό. Σε περιοχές με μεγάλη συχνότητα κεραυνικών πληγμάτων θα πρέπει να τοποθετούνται πάνω από αυτές τις κατασκευές οριζόντιοι αγωγοί γειωμένοι με χαμηλή αντίσταση γείωσης, ενώ περιμετρικά θα πρέπει να τοποθετείται σε κατάλληλο βάθος αγωγός ενωμένος με γειωμένες ράβδους, για να αποφευχθεί ο κίνδυνος βηματικών τάσεων.
Εσωτερική προστασία
Ζωτικής σημασίας για την ηλεκτρομαγνητική θωράκιση από τις επακόλουθες συνέπειες ενός κεραυνικού πλήγματος είναι και η διαμόρφωση ενός εσωτερικού συστήματος, με αποστάσεις ασφαλείας, ισοδυναμικές συνδέσεις, επαρκή ηλεκτρική θωράκιση καλωδίων και απαγωγείς υπερτάσεων (Surge Protective Devices, [SPDs]). Κατά τη χρήση των απαγωγών θα πρέπει να λαμβάνονται υπόψη (βλ. και σχήμα 3) τα εξής:
α) Οι απαγωγοί θα πρέπει να τοποθετούνται οπωσδήποτε σε διακριτά κρίσιμα σημεία των ζωνών προστασίας, ειδικά σε όρια / σημεία μετάβασης μεταξύ επιπέδων τάσης και φυσικών περιβλημάτων, κατά τα δυνατόν πλησιέστερα στο σημείο εισόδου της υπό προστασία γραμμής ή του εξοπλισμού.
β) Ο πρώτος απαγωγός θα πρέπει να μπορεί να αντέξει το μεγαλύτερο μέρος του κεραυνικού ρεύματος, ενώ οι επόμενοι απαγωγείς θα πρέπει να μπορούν να διαχειριστούν το εναπομείναν ρεύμα και τα επαγόμενα φαινόμενα από το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο. Συγκεκριμένα, θα πρέπει να τοποθετηθούν:
- Στο όριο μεταξύ των ζωνών 0Α προς τη ζώνη 1: SPD κλάσης Ι.
- Στο όριο της ζώνης 0B προς τη ζώνη 1: SDP κλάσης ΙI.
- Στο όριο της ζώνης 1 προς τη ζώνη 2 και σε ανώτερες ζώνες: SDP κλάσης ΙΙ ή ΙΙΙ.
