ČESKÁ TECHNICKÁ NORMA
ICS 27.180; 91.120.40 Duben 2020
Větrné elektrárny – |
ČSN 33 3160 |
idt IEC 61400-24:2019
Wind energy generation systems –
Part 24: Lightning protection
Système de génération d’énergie éolienne –
Partie 24: Protection contre la foudre
Windenergieanlagen –
Teil 24: Blitzschutz
Tato norma je českou verzí evropské normy EN IEC 61400-24:2019. Překlad byl zajištěn Českou agenturou pro standardizaci. Má stejný status jako oficiální verze.
This standard is the Czech version of the European Standard EN IEC 61400-24:2019. It was translated by the Czech Standardization Agency. It has the same status as the official version.
S účinností od 2022-08-07 se nahrazuje ČSN EN 61400-24 (33 3160) z března 2011, která do uvedeného data platí souběžně s touto normou.
Upozornění na používání této normy
Souběžně s touto normou je v souladu s předmluvou k EN IEC 61400-24:2019 dovoleno do 2022-08-07 používat dosud platnou ČSN EN 61400-24 (33 3160) z března 2011.
Toto vydání obsahuje ve srovnání s předchozím vydáním následující významné technické změny: hlavní normativní část je přeorganizována, zatímco informativní informace jsou umístěny do příloh.
Informace o citovaných dokumentech
IEC 60364-4-44 zavedena v ČSN 33 2000-4-444 (33 2000) Elektrické instalace nízkého napětí – Část 4-444: Bezpečnost – Ochrana před napěťovým a elektromagnetickým rušením
IEC 60364-5-53 nezavedena
IEC 60364-5-54 zavedena v ČSN 33 2000-5-54 ed. 3 (33 2000) Elektrické instalace nízkého napětí – Část 5-54: Výběr a stavba elektrických zařízení – Uzemnění a ochranné vodiče
IEC 60364-6 zavedena v ČSN 33 2000-6 ed. 2 (33 2000) Elektrické instalace nízkého napětí – Část 6: Revize
IEC TS 60479-1 zavedena v ČSN IEC/TS 60479-1 (33 2010) Účinky proudu na člověka a domácí zvířectvo – Část 1: Obecná hlediska
IEC TR 60479-4 nezavedena
IEC 60664-1 zavedena v ČSN EN 60664-1 ed. 2 (33 0420) Koordinace izolace zařízení nízkého napětí – Část 1: Zásady, požadavky a zkoušky
IEC 61000 (soubor) zavedena v souboru ČSN EN 61000 (33 3432) Elektromagnetická kompatibilita (EMC)
IEC 61000-4-5 zavedena v ČSN EN 61000-4-5 ed. 3 (33 3432) Elektromagnetická kompatibilita – Část 4-5: Zkušební a měřicí technika – Rázový impulz – Zkoušky odolnosti
IEC 61000-4-9 zavedena v ČSN EN 61000-4-9 ed. 2 (33 3432) Elektromagnetická kompatibilita – Část 4-9: Zkušební a měřicí technika – Pulzy magnetického pole – Zkoušky odolnosti
IEC 61000-4-10 zavedena v ČSN EN 61000-4-10 ed. 2 (33 3432) Elektromagnetická kompatibilita – Část 4-10: Zkušební a měřicí technika – Tlumené kmity magnetického pole – Zkoušky odolnosti
IEC TR 61000-5-2 dosud nezavedena
IEC 61400-23 zavedena v ČSN EN 61400-23 ed. 2 (33 3432) Větrné elektrárny – Část 23: Pevnostní zkoušky rotorových listů
IEC 61587-3 zavedena v ČSN EN 61587-3 ed. 2 (18 8003) Mechanické konstrukce pro elektronická zařízení – Zkoušky pro IEC 60917 a IEC 60297 – Část 3: Zkoušky účinnosti elektromagnetického stínění pro skříně a kostry
IEC 61643-11 zavedena v ČSN EN 61643-11 ed. 2 (34 1392) Ochrany před přepětím nízkého napětí – Část 11: Ochrany před přepětím zapojené v sítích nízkého napětí – Požadavky a zkušební metody
IEC 61643-12 zavedena v ČSN CLC/TS 61643-12 (34 1392) Ochrany před přepětím nízkého napětí – Část 12: Ochrany před přepětím zapojené v sítích nízkého napětí – Zásady pro výběr a instalaci
IEC 61643-21 zavedena v ČSN EN 61643-21 (34 1392) Ochrany před přepětím nízkého napětí – Část 21: Ochrany před přepětím zapojené v telekomunikačních a signalizačních sítích – Požadavky na funkci a zkušební metody
IEC 61643-22 dosud nezavedena
IEC 61936-1 zavedena v ČSN EN 61936-1 (33 3201) Elektrické instalace nad AC 1 kV – Část 1: Všeobecná pravidla
IEC TS 61936-2 dosud nezavedena
IEC 62305-1:2010 zavedena v ČSN EN 62305-1 ed. 2:2011 (34 1390) Ochrana před bleskem – Část 1: Obecné principy
IEC 62305-2:2010 zavedena v ČSN EN 62305-2 ed. 2:2013 (34 1390) Ochrana před bleskem – Část 2: Řízení rizika
IEC 62305-3:2010 zavedena v ČSN EN 62305-3 ed. 2:2012 (34 1390) Ochrana před bleskem – Část 3: Hmotné škody na stavbách a ohrožení života
IEC 62305-4:2010 zavedena v ČSN EN 62305-4 ed. 2:2011 (34 1390) Ochrana před bleskem – Část 4: Elektrické a elektronické systémy ve stavbách
ČSN EN 60060-1:2011 (34 5640) Technika zkoušek vysokým napětím – Část 1: Obecné definice a požadavky na zkoušku
ČSN EN 60068 (soubor) (34 5791) Zkoušení vlivů prostředí
ČSN EN 60071 (soubor) (33 0419) Koordinace izolace
ČSN EN IEC 60071-2 ed. 2:2019 (33 0419) Koordinace izolace – Část 2: Směrnice pro použití
ČSN EN 60099-4 ed. 3 (35 4870) Svodiče přepětí – Část 4: Omezovače přepětí bez jiskřišť pro sítě střídavého napětí
ČSN EN 60099-5 ed. 3 (35 4870) Svodiče přepětí – Část 5: Doporučení pro volbu a použití
ČSN EN 60204-1 ed. 3 (33 2200) Bezpečnost strojních zařízení – Elektrická zařízení strojů – Část 1: Obecné požadavky
ČSN EN IEC 60204-11 ed. 2 (33 2200) Bezpečnost strojních zařízení – Elektrická zařízení strojů – Část 11: Požadavky na elektrická zařízení VN pro napětí nad 1 000 V AC nebo 1 500 V DC a nepřesahující 36 kV
ČSN EN 60243 (soubor) (34 6463) Elektrická pevnost izolačních materiálů
ČSN EN 60243-1 ed. 2 (34 6463) Elektrická pevnost izolačních materiálů – Zkušební metody – Část 1: Zkoušky při průmyslových kmitočtech
ČSN EN 60243-3 ed. 2 (34 6463) Elektrická pevnost izolačních materiálů – Zkušební metody – Část 3: Dodatečné požadavky na impulzní zkoušky (1,2/50 ms)
ČSN EN 60464-2 (34 6580) Elektroizolační láky – Část 2: Zkušební metody
ČSN EN 60587 (34 6472) Elektroizolační materiály používané v různých podmínkách prostředí – Zkušební metody pro hodnocení odolnosti proti vytváření vodivých cest a erozi
ČSN EN 62561 (soubor) (35 7605) Součásti systému ochrany před bleskem (LPSC)
ČSN EN 62561-1 ed. 2 (35 7605) Součásti systému ochrany před bleskem (LPSC) – Část 1: Požadavky na spojovací součásti
ČSN EN 62561-6 (35 7605) Součásti systému ochrany před bleskem (LPSC) – Část 6: Požadavky na čítače úderů blesků (LSC)
ČSN EN IEC 62793 (35 7605) Ochrana před bleskem – Výstražné systémy před bouřkou
ČSN EN IEC 62858 (34 1390) Měření četnosti blesků založené na systémech jejich lokalizace (LLS) – Obecné principy
ČSN CLC/TS 50539-22 (34 1394) Ochrany před přepětím nízkého napětí – Ochrany před přepětím pro zvláštní použití zahrnující DC – Část 22: Zásady výběru a použití – Použití pro větrné elektrárny
Vysvětlivky k textu této normy
V případě
nedatovaných odkazů na evropské/mezinárodní normy jsou ČSN uvedené v článcích
„Informace
o citovaných dokumentech“ a „Souvisící ČSN“ nejnovějšími
vydáními, platnými v době schválení této normy. Při používání této normy
je třeba vždy použít taková vydání ČSN, která přejímají nejnovější vydání
nedatovaných evropských/mezinárodních norem (včetně všech změn).
Informativní údaje z IEC 61400-24:2019
Tuto mezinárodní normu vypracovala technická komise IEC/TC 88 Větrné elektrárny.
Toto druhé vydání zrušuje a nahrazuje první vydání z roku 2010. Toto vydání představuje technickou revizi.
Text této normy se zakládá na těchto dokumentech:
FDIS |
Zpráva o hlasování |
88/709/FDIS |
88/713/RVD |
Úplnou informaci o hlasování při schvalování této normy lze najít ve zprávě o hlasování ve výše uvedené tabulce.
Tento dokument byl vypracován v souladu se směrnicemi ISO/IEC, část 2.
Seznam všech částí souboru IEC 61400 se společným názvem Větrné elektrárny je možno nalézt na webových stránkách IEC.
Komise rozhodla, že obsah tohoto dokumentu zůstane nezměněn až do data příští prověrky (stability date) uvedeného na webových stránkách IEC (http://webstore.iec.ch) v údajích o tomto dokumentu. K tomuto datu bude dokument buď
– znovu potvrzen;
– zrušen;
– nahrazen revidovaným vydáním, nebo
– změněn.
Upozornění na národní poznámky
Do normy byly k článkům B.4.3, B.4.9, E.2.2 a příloze M doplněny národní poznámky.
Zpracovatel: EGC – EnerGoConsult ČB, s. r. o., IČO 25166972, Petr Pražák
Technická normalizační komise: TNK 97 Elektroenergetika
Pracovník České agentury pro standardizaci: Ing. Eva Kralevičová
Česká agentura pro standardizaci je státní příspěvková organizace zřízená Úřadem pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví na základě ustanovení § 5 odst. 2 zákona č. 22/1997 Sb., o technických požadavcích na výrobky a o změně a doplnění některých zákonů, ve znění pozdějších předpisů.
EVROPSKÁ NORMA EN IEC 61400-24
EUROPEAN STANDARD
NORME EUROPÉENNE
EUROPÄISCHE NORM Srpen 2019
ICS 27.180 Nahrazuje EN 61400-24:2010 a všechny její změny a opravy (pokud existují)
Větrné elektrárny –
Část 24: Ochrana před bleskem
(IEC 61400-24:2019)
Wind energy generation systems –
Part 24: Lightning protection
(IEC 61400-24:2019)
Système de génération d’énergie éolienne – |
Windenergieanlagen – |
Tato evropská norma byla schválena CENELEC dne 2019-08-07. Členové CENELEC jsou povinni splnit vnitřní předpisy CEN/CENELEC, v nichž jsou stanoveny podmínky, za kterých se této evropské normě bez jakýchkoliv modifikací uděluje status národní normy.
Aktualizované seznamy a bibliografické citace týkající se těchto národních norem lze obdržet na vyžádání v Řídicím centru CEN-CENELEC nebo u kteréhokoliv člena CENELEC.
Tato evropská norma existuje ve třech oficiálních verzích (anglické, francouzské, německé). Verze v každém jiném jazyce přeložená členem CENELEC do jeho vlastního jazyka, za kterou zodpovídá a kterou notifikuje Řídicímu centru CEN-CENELEC, má stejný status jako oficiální verze.
Členy CENELEC jsou národní elektrotechnické komitéty Belgie, Bulharska, České republiky, Dánska, Estonska, Finska, Francie, Chorvatska, Irska, Islandu, Itálie, Kypru, Litvy, Lotyšska, Lucemburska, Maďarska, Malty, Německa, Nizozemska, Norska, Polska, Portugalska, Rakouska, Republiky Severní Makedonie, Rumunska, Řecka, Slovenska, Slovinska, Spojeného království, Srbska, Španělska, Švédska, Švýcarska a Turecka.
Evropský výbor pro normalizaci v elektrotechnice European Committee for Electrotechnical Standardization Comité Européen de Normalisation Electrotechnique Europäisches Komitee für Elektrotechnische Normung Řídicí centrum CEN-CENELEC: Rue de la Science 23, B-1040 Brusel © 2019
CENELEC Veškerá práva pro využití v jakékoliv formě a jakýmikoliv
prostředky |
Text dokumentu 88/709/FDIS, budoucího druhého vydání IEC 61400-24, který vypracovala technická komise IEC/TC 88 Větrné elektrárny, byl předložen k paralelnímu hlasování IEC-CENELEC a byl schválen CENELEC jako EN IEC 61400-24:2019.
Jsou stanovena tato data:
–
nejzazší datum zavedení dokumentu na národní úrovni |
(dop) |
2020-05-07 |
–
nejzazší datum zrušení národních norem, |
(dow) |
2022-08-07 |
Tento dokument nahrazuje EN 61400-24:2010 a všechny její změny a opravy (pokud existují).
Upozorňuje se na možnost, že některé prvky tohoto dokumentu mohou být předmětem patentových práv. CENELEC nelze činit odpovědným za identifikaci jakéhokoliv nebo všech patentových práv.
Text mezinárodní normy IEC 61400-24:2019 byl schválen CENELEC jako evropská norma bez jakýchkoliv modifikací.
1......... Rozsah platnosti............................................................................................................................................................................ 16
2......... Citované dokumenty..................................................................................................................................................................... 16
3......... Termíny a definice........................................................................................................................................................................ 17
4......... Symboly a jednotky....................................................................................................................................................................... 23
5......... Termíny uvedené zkratkou.......................................................................................................................................................... 26
6......... Prostředí s výskytem blesků pro větrné elektrárny.................................................................................................................. 27
6.1...... Obecně............................................................................................................................................................................................ 27
6.2...... Parametry bleskového proudu a úrovně ochrany před bleskem (LPL).............................................................................. 27
7......... Vyhodnocení vystavení blesku................................................................................................................................................... 28
7.1...... Obecně............................................................................................................................................................................................ 28
7.2...... Stanovení četnosti blesků ovlivňujících jednu větrnou elektrárnu nebo skupinu větrných elektráren.......................... 29
7.2.1... Kategorizace událostí souvisejících s bleskem....................................................................................................................... 29
7.2.2... Odhad průměrného počtu úderů blesku do jednotlivé větrné elektrárny nebo skupiny větrných elektráren.............. 29
7.2.3... Odhad průměrného počtu úderů blesku v blízkosti větrné elektrárny (NM)........................................................................ 32
7.2.4... Odhad průměrného ročního počtu úderů blesku do obslužného vedení větrné elektrárny (NL)................................... 32
7.2.5... Odhad průměrného ročního počtu úderů blesku v blízkosti obslužného vedení větrné elektrárny (NI)....................... 32
7.3...... Vyhodnocení rizika poškození.................................................................................................................................................... 34
7.3.1... Základní rovnice............................................................................................................................................................................ 34
7.3.2... Stanovení složky rizika úderů blesku do větrné elektrárny (S1)........................................................................................... 34
7.3.3... Stanovení složky rizika úderů blesku v blízkosti větrné elektrárny (S2).............................................................................. 34
7.3.4... Stanovení složek rizika úderů blesku do obslužného vedení větrné elektrárny (S3)....................................................... 34
7.3.5... Stanovení složek rizika úderů blesku v blízkosti obslužného vedení větrné elektrárny (S4).......................................... 35
8......... Ochrana dílčích součástí před bleskem.................................................................................................................................... 36
8.1...... Obecně............................................................................................................................................................................................ 36
8.1.1... Úroveň ochrany před bleskem (LPL)........................................................................................................................................ 36
8.1.2... Zóny ochrany před bleskem (LPZ)............................................................................................................................................. 36
8.2...... Listy.................................................................................................................................................................................................. 36
8.2.1... Obecně............................................................................................................................................................................................ 36
8.2.2... Požadavky...................................................................................................................................................................................... 36
8.2.3... Ověření............................................................................................................................................................................................ 37
8.2.4... Hlediska ochranného schématu................................................................................................................................................ 37
8.2.5... Zkušební metody........................................................................................................................................................................... 39
8.3...... Gondola a další součásti konstrukce......................................................................................................................................... 39
8.3.1... Obecně............................................................................................................................................................................................ 39
8.3.2... Náboj............................................................................................................................................................................................... 40
8.3.3... Kužel................................................................................................................................................................................................ 40
8.3.4... Gondola........................................................................................................................................................................................... 40
8.3.5... Věž................................................................................................................................................................................................... 41
8.3.6... Způsoby ověření............................................................................................................................................................................ 41
8.4...... Mechanické hnací ústrojí a systém pro polohování................................................................................................................ 41
8.4.1... Obecně............................................................................................................................................................................................ 41
8.4.2... Ložiska............................................................................................................................................................................................ 41
Strana
8.4.3... Hydraulické systémy..................................................................................................................................................................... 42
8.4.4... Jiskřiště a kluzné kontakty........................................................................................................................................................... 42
8.4.5... Ověření............................................................................................................................................................................................ 43
8.5...... Elektrické systémy nízkého napětí a elektronické systémy a instalace.............................................................................. 43
8.5.1... Obecně............................................................................................................................................................................................ 43
8.5.2... Ekvipotenciální vazba v rámci větrné elektrárny..................................................................................................................... 47
8.5.3... Ochrana před LEMP a stupně odolnosti................................................................................................................................... 47
8.5.4... Stínění a směrování vedení......................................................................................................................................................... 48
8.5.5... Ochrana SPD................................................................................................................................................................................. 48
8.5.6... Postupy zkoušek pro zkoušky odolnosti systému................................................................................................................... 52
8.6...... Elektrické napájecí systémy velmi vysokého napětí (VVN).................................................................................................. 52
9......... Uzemňování větrných elektráren............................................................................................................................................... 53
9.1...... Obecně............................................................................................................................................................................................ 53
9.1.1... Účel a zaměření............................................................................................................................................................................ 53
9.1.2... Základní požadavky...................................................................................................................................................................... 54
9.1.3... Uspořádání zemních elektrod..................................................................................................................................................... 54
9.1.4... Impedance uzemňovací soustavy............................................................................................................................................. 54
9.2...... Ekvipotenciální vazba................................................................................................................................................................... 55
9.2.1... Obecně............................................................................................................................................................................................ 55
9.2.2... Ekvipotenciální pospojování proti blesku u kovových instalací............................................................................................ 55
9.3...... Konstrukční části............................................................................................................................................................................ 55
9.3.1... Obecně............................................................................................................................................................................................ 55
9.3.2... Kovové válcové věže.................................................................................................................................................................... 55
9.3.3... Železobetonové věže................................................................................................................................................................... 55
9.3.4... Příhradové věže............................................................................................................................................................................. 56
9.3.5... Systémy uvnitř věže...................................................................................................................................................................... 56
9.3.6... Betonové základy.......................................................................................................................................................................... 56
9.3.7... Základy na skalnatém podloží.................................................................................................................................................... 56
9.3.8... Základna konstrukce s jedním pilotem..................................................................................................................................... 57
9.3.9... Základy u příbřežních konstrukcí................................................................................................................................................ 57
9.4...... Dimenzování tvaru elektrody...................................................................................................................................................... 57
9.5...... Provedení a údržba uzemňovací soustavy.............................................................................................................................. 57
10....... Bezpečnost osob........................................................................................................................................................................... 58
11....... Dokumentace systému ochrany před bleskem....................................................................................................................... 59
11.1.... Obecně............................................................................................................................................................................................ 59
11.2.... Dokumentace nezbytná během vyhodnocování konstrukce................................................................................................ 59
11.2.1 Obecně............................................................................................................................................................................................ 59
11.2.2 Obecná dokumentace.................................................................................................................................................................. 59
11.2.3 Dokumentace týkající se listů vrtule........................................................................................................................................... 59
11.2.4 Dokumentace k mechanickým systémům............................................................................................................................... 60
11.2.5 Dokumentace k elektrickým a elektronickým systémům...................................................................................................... 60
11.2.6 Dokumentace k uzemňovacím soustavám a systému pospojování................................................................................... 60
11.2.7 Dokumentace týkající se krytu gondoly, náboje a systémů ochrany věže před bleskem............................................... 60
Strana
11.3.... Informace specifické pro stanoviště.......................................................................................................................................... 60
11.4.... Dokumentace poskytovaná v příručkách pro kontrolu LPS.................................................................................................. 61
11.5.... Příručky............................................................................................................................................................................................ 61
12....... Kontrola systému ochrany před bleskem................................................................................................................................. 61
12.1.... Účel kontroly................................................................................................................................................................................... 61
12.2.... Pořadí kontrol................................................................................................................................................................................. 61
12.2.1 Obecně............................................................................................................................................................................................ 61
12.2.2 Kontrola během výroby větrné elektrárny................................................................................................................................. 61
12.2.3 Kontrola během instalace větrné elektrárny............................................................................................................................ 61
12.2.4 Kontrola při uvedení větrné elektrárny do provozu a periodická kontrola.......................................................................... 62
12.2.5 Kontrola po odstranění nebo opravě hlavních částí............................................................................................................... 63
12.3.... Údržba............................................................................................................................................................................................. 63
Příloha A (informativní) Jev blesku ve vztahu k větrným elektrárnám............................................................................................ 64
A.1...... Prostředí s výskytem blesků pro větrné elektrárny.................................................................................................................. 64
A.1.1.. Obecně............................................................................................................................................................................................ 64
A.1.2.. Vlastnosti blesku............................................................................................................................................................................ 64
A.1.3.. Formování bleskového výboje a elektrické parametry.......................................................................................................... 64
A.1.4.. Blesky do země............................................................................................................................................................................. 65
A.1.5.. Blesky ze země.............................................................................................................................................................................. 69
A.2...... Parametry bleskového proudu týkající se místa úderu blesku............................................................................................. 71
A.3...... Proud výboje bez zpětného výboje............................................................................................................................................ 73
A.4...... Elektromagnetický impulz blesku, LEPM, účinky.................................................................................................................... 73
Příloha B (informativní) Stanovení expozice úderu blesku............................................................................................................... 74
B.1..... Obecně............................................................................................................................................................................................ 74
B.2..... Metodologie pro přibližný výpočet průměrného
ročního počtu úderů blesku nebo výbojů do elektráren
ve větrných farmách a blesků ze země v souvislosti s větrnými
elektrárnami.................................................................. 74
B.2.1.. Obecně............................................................................................................................................................................................ 74
B.2.2.. Metodologie pro přibližné stanovení průměrného ročního počtu úderů blesku do elektráren ve větrných farmách zvýšením pozičního činitele zohledňujícího blesky směřující z větrných elektráren vzhůru............................................................. 74
B.2.3.. Procento blesků směřujících vzhůru ve větrných farmách.................................................................................................... 77
B.3..... Vysvětlení termínů......................................................................................................................................................................... 77
B.3.1.. Poškození a ztráta......................................................................................................................................................................... 77
B.3.2.. Složení rizika.................................................................................................................................................................................. 78
B.3.3.. Stanovení složek rizika................................................................................................................................................................. 79
B.3.4.. Četnost poškození......................................................................................................................................................................... 79
B.3.5.. Stanovení pravděpodobnosti poškození PX............................................................................................................................. 80
B.4..... Stanovení pravděpodobnosti poškození větrné elektrárny................................................................................................... 80
B.4.1.. Pravděpodobnost výskytu nebezpečných dotykových a krokových napětí způsobených úderem blesku – PAT........ 80
B.4.2.. Pravděpodobnost s jakou může úder blesku
do větrné elektrárny způsobit zranění osobám nacházejícím
se na konstrukci – PAD.................................................................................................................................................................. 81
B.4.3.. Pravděpodobnost s jakou úder blesku do větrné elektrárny způsobí fyzické škody – PB............................................... 82
B.4.4.. Pravděpodobnost s jakou úder blesku do větrné elektrárny způsobí selhání vnitřních systémů – PC......................... 83
B.4.5.. Pravděpodobnost s jakou úder blesku v blízkosti větrné elektrárny způsobí selhání vnitřních systémů – PM............ 84
Strana
B.4.6.. Pravděpodobnost s jakou úder blesku do
obslužného vedení způsobí zranění osob v důsledku
dotykového napětí – PU................................................................................................................................................................ 84
B.4.7.. Pravděpodobnost s jakou úder blesku do obslužného vedení způsobí fyzické škody – PV........................................... 84
B.4.8.. Pravděpodobnost s jakou úder blesku do obslužného vedení způsobí selhání vnitřních systémů – PW.................... 85
B.4.9.. Pravděpodobnost s jakou úder blesku
v blízkosti připojeného obslužného vedení způsobí selhání
vnitřních systémů – PZ.................................................................................................................................................................. 85
B.4.10 Pravděpodobnost výskytu osob na nebezpečném místě – PP............................................................................................. 86
B.4.11 Pravděpodobnost výskytu osob na nebezpečném místě – Pe............................................................................................. 86
B.5..... Vyčíslení ztrát Lx ve větrné elektrárně........................................................................................................................................ 86
B.5.1.. Obecně............................................................................................................................................................................................ 86
B.5.2.. Střední hodnota relativní ztráty za nebezpečnou událost...................................................................................................... 86
Příloha C (informativní) Způsoby ochrany listů.................................................................................................................................... 88
C.1..... Obecně............................................................................................................................................................................................ 88
C.1.1.. Typy listů a způsoby jejich ochrany........................................................................................................................................... 88
C.1.2.. Mechanismus poškození listu..................................................................................................................................................... 89
C.2..... Způsoby ochrany........................................................................................................................................................................... 89
C.2.1.. Obecně............................................................................................................................................................................................ 89
C.2.2.. Jímací soustavy blesku na povrchu listu nebo zabudované do povrchu........................................................................... 90
C.2.3.. Lepicí metalické pásky a segmentované svodové pásy....................................................................................................... 90
C.2.4.. Vnitřní svodové systémy.............................................................................................................................................................. 90
C.2.5.. Povrch z vodivých materiálů....................................................................................................................................................... 91
C.3..... Strukturální součásti vyrobené z CFRP..................................................................................................................................... 91
C.4..... Záležitosti spojené s vodivými součástmi................................................................................................................................ 92
C.5..... Účinnost zachycení....................................................................................................................................................................... 93
C.6..... Dimenzování systémů ochrany před bleskem........................................................................................................................ 93
C.7..... Spojení listu s nábojem................................................................................................................................................................ 96
C.8..... Expozice listů větrných elektráren v praxi................................................................................................................................. 96
C.8.1.. Obecně............................................................................................................................................................................................ 96
C.8.2.. Použití.............................................................................................................................................................................................. 96
C.8.3.. Expozice v reálném provozu....................................................................................................................................................... 96
Příloha D (normativní) Specifikace zkoušek........................................................................................................................................ 97
D.1..... Obecně............................................................................................................................................................................................ 97
D.2..... Zkoušky absorpce úderu vysokého napětí............................................................................................................................... 97
D.2.1.. Ověření účinnosti jímací soustavy.............................................................................................................................................. 97
D.2.2.. Zkouška absorpce prvotního výboje.......................................................................................................................................... 97
D.2.3.. Zkouška zásahem následným výbojem................................................................................................................................. 106
D.3..... Zkoušky fyzického poškození vysokým proudem................................................................................................................ 109
D.3.1.. Obecně.......................................................................................................................................................................................... 109
D.3.2.. Zkouška na zásah obloukem.................................................................................................................................................... 109
D.3.3.. Zkouška vedeným proudem..................................................................................................................................................... 113
Příloha E (informativní) Aplikace prostředí s výskytem blesku a zón ochrany před bleskem (LPZ)....................................... 118
E.1...... Prostředí s výskytem blesku z hlediska listů.......................................................................................................................... 118
E.1.1.. Aplikace........................................................................................................................................................................................ 118
E.1.2.. Příklady zjednodušených oblastí prostředí s výskytem blesku.......................................................................................... 118
Strana
E.1.3.. Přechody oblastí.......................................................................................................................................................................... 119
E.2...... Definice zón ochrany před bleskem pro elektrárny (ne listy)............................................................................................. 120
E.2.1.. Obecně.......................................................................................................................................................................................... 120
E.2.2.. LPZ 0............................................................................................................................................................................................. 120
E.2.3.. Ostatní zóny.................................................................................................................................................................................. 121
E.2.4.. Hranice zóny................................................................................................................................................................................ 122
E.2.5.. Požadavky ochranné zóny........................................................................................................................................................ 123
Příloha F (informativní) Volba a instalace koordinované ochrany SPD ve větrných elektrárnách.......................................... 125
F.1...... Umístění SPD.............................................................................................................................................................................. 125
F.2...... Volba SPD.................................................................................................................................................................................... 125
F.3...... Instalace SPD.............................................................................................................................................................................. 125
F.4...... Namáhání SPD okolním prostředím....................................................................................................................................... 126
F.5...... Indikace stavu SPD a monitorování SPD pro případ poruchy SPD.................................................................................. 127
F.6...... Volba SPD s ohledem na úroveň ochrany (Up) a úroveň odolnosti systému.................................................................. 127
F.7...... Volba SPD s ohledem na přepětí vytvářená uvnitř větrných elektráren........................................................................... 127
F.8...... Volba SPD s ohledem na proud výboje (In) a impulzní proud (Iimp)................................................................................... 127
Příloha G (informativní) Informace týkající se způsobu pospojování, stínění a instalace......................................................... 129
G.1..... Další informace týkající se pospojování................................................................................................................................. 129
G.2..... Další informace týkající se způsobů stínění a instalace...................................................................................................... 129
Příloha H (informativní) Zkušební metody zkoušek úrovně odolnosti systému.......................................................................... 133
Příloha I (informativní) Zemnicí soustava........................................................................................................................................... 138
I.1....... Obecně.......................................................................................................................................................................................... 138
I.1.1.... Typy zemnicích soustav............................................................................................................................................................. 138
I.1.2.... Konstrukce.................................................................................................................................................................................... 138
I.2....... Rozměry tvaru elektrody............................................................................................................................................................ 139
I.2.1.... Typ uspořádání............................................................................................................................................................................ 139
I.2.2.... Závislost kmitočtu na zemní impedanci................................................................................................................................. 141
I.3....... Vyjádření zemního odporu pro různé konfigurace elektrod............................................................................................... 142
Příloha J (informativní) Příklady definovaných měřicích bodů...................................................................................................... 144
Příloha K (informativní) Klasifikace poškození bleskem založená na řízení rizik...................................................................... 146
K.1..... Obecně.......................................................................................................................................................................................... 146
K.2..... Poškození listu bleskem............................................................................................................................................................ 146
K.2.1.. Klasifikace poškození listu způsobeného bleskem............................................................................................................. 146
K.2.2.. Možné příčiny poškození listu bleskem.................................................................................................................................. 147
K.2.3.. Opatření proti poškození listu bleskem................................................................................................................................... 147
K.3..... Poškození bleskem u dalších součástí................................................................................................................................... 149
K.3.1.. Klasifikace poškození bleskem u dalších součástí.............................................................................................................. 149
K.3.2.. Opatření proti poškození ostatních součástí bleskem.......................................................................................................... 149
K.4..... Typický dotazník týkající se poškození bleskem................................................................................................................... 150
K.4.1.. Obecně.......................................................................................................................................................................................... 150
K.4.2.. Vzorek dotazníku......................................................................................................................................................................... 150
Příloha L (informativní) Monitorovací systémy.................................................................................................................................. 153
Příloha M (informativní) Pokyny pro malé větrné elektrárny........................................................................................................... 155
Strana
Příloha N (informativní) Pokyny pro ověření podobnosti listu........................................................................................................ 156
N.1..... Obecně.......................................................................................................................................................................................... 156
N.2..... Omezení související s podobností........................................................................................................................................... 156
Příloha O (informativní) Pokyny pro ověření numerických analytických metod.......................................................................... 158
O.1..... Obecně.......................................................................................................................................................................................... 158
O.2..... Rozložení napětí a proudu v listu............................................................................................................................................. 158
O.3..... Analýza nepřímých účinků........................................................................................................................................................ 159
Příloha P (informativní) Zkoušky rotujících součástí......................................................................................................................... 160
P.1...... Obecně.......................................................................................................................................................................................... 160
P.2...... Zkušební vzorek.......................................................................................................................................................................... 160
P.2.1.. Zkušební vzorek znázorňující stacionární / téměř stacionární ložisko.............................................................................. 160
P.2.2.. Zkušební vzorek znázorňující rotující ložisko......................................................................................................................... 160
P.3...... Zkušební uspořádání.................................................................................................................................................................. 160
P.3.1.. Zkušební uspořádání představující stacionární/téměř stacionární ložisko...................................................................... 160
P.3.2.. Zkušební uspořádání představující rotující ložisko............................................................................................................... 161
P.4...... Postup zkoušky............................................................................................................................................................................ 162
P.5...... Kritéria splnění/nesplnění.......................................................................................................................................................... 163
Příloha Q (informativní) Uzemňovací soustavy větrných farem..................................................................................................... 164
Bibliografie................................................................................................................................................................................................ 165
Příloha ZA (normativní) Normativní odkazy na mezinárodní publikace a jim odpovídající evropské publikace.................. 167
Obrázek 1 – Sběrná oblast větrné elektrárny....................................................................................................................................... 31
Obrázek 2 – Příklad sběrné oblasti celé větrné farmy (ADWF)
s 10 větrnými elektrárnami (černé body)
a zohledněním překrývání........................................................................................................................................................... 31
Obrázek 3 – Sběrná oblast větrné elektrárny o výšce Ha
a další konstrukce o výšce Hb připojené pomocí
podzemního kabelu o délce Lc................................................................................................................................................... 33
Obrázek 4 – Příklady možné SPM (ochranných opatření proti rázům)........................................................................................... 46
Obrázek 5 – Propojení dvou LPZ 1 pomocí SPD................................................................................................................................. 46
Obrázek 6 – Propojení dvou LPZ 1 stíněnými kabely nebo stíněným kabelovodem................................................................... 46
Obrázek 7 – Magnetické pole uvnitř uzavřeného krytu způsobené dlouhým kabelem spojujícím vstup do krytu a SPD..... 49
Obrázek 8 – Dodatečná ochranná opatření.......................................................................................................................................... 50
Obrázek 9 – Příklady umístění VVN svodičů ve dvou typických hlavních elektrických obvodech větrných elektráren.......... 53
Obrázek A.1 – Procesy probíhající při formování blesku do země.................................................................................................. 65
Obrázek A.2 – Typický profil negativního blesku do země................................................................................................................ 66
Obrázek A.3 – Definice parametrů krátkých výbojů (typicky T2 < 2 ms).......................................................................................... 66
Obrázek A.4 – Definice parametrů dlouhého výboje (typicky 2 ms < Tdlouhý < 1 s)........................................................................ 67
Obrázek A.5 – Možné součásti blesku do země (typicky na rovinatém terénu a do nízkých objektů)...................................... 68
Obrázek A.6 – Typický profil pozitivního blesku do země.................................................................................................................. 68
Obrázek A.7 – Procesy spojené s formováním blesku ze země během letního a zimního období.......................................... 69
Obrázek A.8 – Typický profil záporného výboje iniciovaného směrem vzhůru............................................................................. 69
Obrázek A.9 – Možné součásti blesku ze země (typické pro exponované a/nebo vysoké konstrukce)................................... 71
Obrázek B.1 – Mapa světa zobrazující blesky v zimním období na základě dat LLS a povětrnostních podmínek................ 75
Obrázek B.2 – Podrobné mapy výskytu blesků v zimě založené na datech LLS a povětrnostních podmínkách................... 76
Obrázek B.3 – Popis poměru h/d............................................................................................................................................................ 76
Strana
Obrázek C.1 – Typy listů větrných elektráren....................................................................................................................................... 88
Obrázek C.2 – Koncepce ochrany před bleskem u listů velkých moderních větrných elektráren............................................. 90
Obrázek C.3 – Napětí mezi trasou bleskového proudu
a vedením k čidlu způsobené vzájemnou vazbou
a impedancí trasy proudu............................................................................................................................................................ 92
Obrázek D.1 – Příklad schématu A zkoušky na zásah prvotního výboje........................................................................................ 99
Obrázek D.2 – Možné orientace související se schématem A zkoušky zásahu prvotního výboje........................................... 100
Obrázek D.3 – Definice podélné osy listu při zkouškách zásahu bleskem.................................................................................. 100
Obrázek D.4 – Příklad použití úhlů během vysokonapěťové zkoušky.......................................................................................... 101
Obrázek D.5 – Příklad spojení výboje v bodu nalézajícím se mimo zkušební vzorek............................................................... 102
Obrázek D.6 – Schéma B zkoušky spojení prvotního výboje.......................................................................................................... 102
Obrázek D.7 – Typický nárůst spínacího impulzního napětí do přeskoku (rozděleno po 100 ms)........................................... 104
Obrázek D.8 – Zkušební uspořádání pro zkoušku zásahem následným výbojem.................................................................... 107
Obrázek D.9 – Tvar vlny napětí bleskového rázu.............................................................................................................................. 107
Obrázek D.10 – Napětí bleskového rázu ustřižené za čelem......................................................................................................... 108
Obrázek D.11 – Polohy vysokonapěťové elektrody pro zkoušku úderu následným výbojem................................................. 109
Obrázek D.12 – Sestava pro zkoušku na vysoký proud u zkoušky na zásah obloukem........................................................... 111
Obrázek D.13 – Typické zkušební elektrody s odchýleným výbojem........................................................................................... 112
Obrázek D.14 – Příklad uspořádání pro zkoušky vedení proudu................................................................................................... 115
Obrázek E.1 – Příklady obecné definice prostředí s výskytem blesku u listu.............................................................................. 118
Obrázek E.2 – Princip valící se koule použitý u větrné elektrárny.................................................................................................. 121
Obrázek E.3 – Pletivo s velkými oky pro gondolu s krytem z GFRP.............................................................................................. 122
Obrázek E.4 – Pletivo s malými oky pro gondolu s krytem z GFRP............................................................................................... 122
Obrázek E.5 – Dvě skříně definované jako LPZ 2 spojené pomocí stínění stíněného kabelu................................................. 122
Obrázek E.6 – Příklad: rozdělení větrné elektrárny do různých zón ochrany před bleskem..................................................... 123
Obrázek E.7 – Příklad dokumentace systému opatření
chránících proti rázům (SPM) rozdělením elektrického
systému do zón s vyznačením, kde obvody překračují hranice LPZ
a zobrazením dlouhých kabelů
vedoucích mezi základnou věže a gondolou........................................................................................................................ 124
Obrázek F.1 – Dvoubodové schéma instalace.................................................................................................................................. 126
Obrázek F.2 – Schéma instalace zemního propojení...................................................................................................................... 126
Obrázek G.1 – Dvě ovládací skříně umístěné uvnitř gondoly na různých kovových platformách........................................... 129
Obrázek G.2 – Mechanismus magnetické vazby.............................................................................................................................. 130
Obrázek G.3 – Měření vazebního odporu........................................................................................................................................... 131
Obrázek H.1 – Příklad obvodu pro zkoušku SPD na výboj proudu za provozních podmínek.................................................. 134
Obrázek H.2 – Typická zkušební schémata pro připojení zkušebního proudu........................................................................... 136
Obrázek H.3 – Příklad obvodu pro indukční zkoušku na bleskové proudy.................................................................................. 137
Obrázek I.1 – Minimální délka (l1) každé zemní elektrody podle třídy LPS.................................................................................. 140
Obrázek I.2 – Závislost kmitočtu na impedanci země...................................................................................................................... 141
Obrázek J.1 – Příklad měřicích bodů................................................................................................................................................... 144
Obrázek K.1 – Schéma doporučených protiopatření podle klasifikace událostí......................................................................... 148
Obrázek K.2 – Náčrtek listu pro označení míst poškození............................................................................................................... 152
Obrázek N.1 – Definice názvosloví obtékání listu............................................................................................................................. 157
Obrázek O.1 – Příklad geometrie listu pro simulaci rozložení proudu a napětí.......................................................................... 158
Obrázek O.2 – Příklady geometrie pro simulaci nepřímých účinků na gondolu......................................................................... 159
Obrázek P.1 – Možné zkušební uspořádání pro ložisko nastavení úhlu náběhu....................................................................... 160
Strana
Obrázek P.2 – Možné místo připojení zkušebního proudu u ložiska nastavení úhlu náběhu.................................................. 161
Obrázek P.3 – Možné schéma pro zkoušky hlavního ložiska......................................................................................................... 162
Obrázek P.4 – Příklad měření sériového odporu zkušebního vzorku........................................................................................... 163
Tabulka 1 – Maximální hodnoty parametrů blesku podle LPL (převzato z IEC 62305-1)........................................................... 27
Tabulka 2 – Minimální hodnoty parametrů blesku
a příslušného poloměru valící se koule odpovídající LPL
(převzato z IEC 62305-1)............................................................................................................................................................. 28
Tabulka 3 – Sběrné oblasti AL a AI u nadzemního a podzemního obslužného vedení................................................................ 33
Tabulka 4 – Parametry příslušející ke stanovení složek rizika pro větrné elektrárny (odpovídá IEC 62305-2)...................... 35
Tabulka 5 – Ověření konceptů ložisek a konstrukce ochrany ložisek.............................................................................................. 42
Tabulka 6 – Obecné kontrolní intervaly LPS......................................................................................................................................... 62
Tabulka A.1 – Parametry proudu blesku do země.............................................................................................................................. 67
Tabulka A.2 – Parametry proudu u blesku ze země........................................................................................................................... 70
Tabulka A.3 – Souhrn parametrů souvisejících s nebezpečím úderu blesku, které se zohledňují při výpočtu zkušebních hodnot pro různé součásti LPS a různé LPL................................................................................................................................................ 72
Tabulka B.1 – Doporučené hodnoty jednotlivých pozičních činitelů................................................................................................ 75
Tabulka B.2 – Rozsah aktivity blesků směřujících vzhůru
jako funkce aktivity blesků v zimě pro větrné elektrárny
v rovinatém terénu........................................................................................................................................................................ 77
Tabulka B.3 – Hodnoty pravděpodobnosti PA s jakou úder blesku do větrné elektrárny způsobí zranění osob kvůli nebezpečným dotykovým a krokovým napětím (odpovídá IEC 62305-2).................................................................................................... 81
Tabulka B.4 – Hodnoty redukčního činitele rt vyjádřeného
jako funkce typu povrchu země nebo podlaží
(odpovídá IEC 62305-2)............................................................................................................................................................... 81
Tabulka B.5 – Hodnoty pravděpodobnosti Po v závislosti na pozici osoby v exponované oblasti (odpovídá IEC 62305-2) 82
Tabulka B.6 – Hodnoty pravděpodobnosti PLPS
v závislosti na ochranných opatřeních chránících exponované
oblasti větrné elektrárny před přímým úderem blesku a snižujících fyzické
škody (odpovídá IEC 62305-2)............. 82
Tabulka B.7 – Hodnoty pravděpodobnosti PS
s jakou úder blesku do větrné elektrárny způsobí nebezpečné
jiskření (odpovídá IEC 62305-2)................................................................................................................................................. 82
Tabulka B.8 – Hodnoty redukčního činitele rp
jako funkce opatření přijatých k omezení následků požáru
(odpovídá IEC 62305-2)............................................................................................................................................................... 83
Tabulka B.9 – Hodnoty redukčního činitele rf jako funkce rizika požáru ve větrné elektrárně (odpovídá IEC 62305-2)....... 83
Tabulka B.10 – Hodnoty pravděpodobnosti PLI
závisí na typu vedení a výdržném rázu napětí UW zařízení
(odpovídá IEC 62305-2)............................................................................................................................................................... 86
Tabulka B.11 – Hodnoty ztráty pro každou zónu (odpovídá IEC 62305-2)..................................................................................... 86
Tabulka B.12 – Typické střední hodnoty LT, LD, LF a LO (odpovídá IEC 62305-2)......................................................................... 87
Tabulka C.1 – Materiál, konfigurace a minimální průřez vodičů jímací soustavy, prutů jímací soustavy, zemních tyčí a svodových vodičů a (odpovídá IEC 62305-3)............................................................................................................................................... 94
Tabulka C.2 – Fyzikální vlastnosti typických materiálů
používaných v systémech ochrany před bleskem
(odpovídá IEC 62305-1)............................................................................................................................................................... 95
Tabulka C.3 – Nárůst teploty [K] u různých vodičů jako funkce W/R (odpovídá IEC 62305-1)................................................... 95
Tabulka C.4 – Rozsah rozmístění přímých úderů vycházející
ze sběru dat rozložení zásahů vzhledem ke vzdálenosti
od špičky listů větrných elektráren pro délky listu 39 m až 45
m obsahujících i neobsahujících CFRP....................... 96
Tabulka D.1 – Parametry zkušebního proudu odpovídající LPL I.................................................................................................. 113
Tabulka D.2 – Parametry zkušebního proudu pro zkoušky zimních blesků (doba trvání maximálně 1 s)............................ 113
Tabulka D.3 – Parametry zkušebního proudu odpovídající LPL I.................................................................................................. 116
Tabulka D.4 – Parametry zkušebního proudu odpovídající LPL I (u pohyblivých cest)............................................................. 116
Tabulka D.5 – Parametry zkušebního proudu pro zkoušky vystavení zimním bleskům (doba trvání maximálně 1 s)....... 116
Tabulka E.1 – Definice oblastí listu příkladu z koncepce A............................................................................................................. 119
Strana
Tabulka E.2 – Definice oblastí listu příkladu z koncepce B............................................................................................................. 119
Tabulka E.3 – Definice zón ochrany před bleskem podle IEC 62305-1....................................................................................... 120
Tabulka F.1 – Úrovně proudu výboje a impulzu pro systémy TN stanovené v IEC 60364-5-53............................................. 127
Tabulka F.2 – Příklad zvýšených úrovní proudu výboje a impulzu pro systémy TN................................................................... 128
Tabulka I.1 – Impulzní účinnost několika uspořádání
zemnicích tyčí v porovnání s 12 m dlouhou svislou zemnicí tyčí
(100 %).......................................................................................................................................................................................... 141
Tabulka I.2 – Symboly používané v tabulkách I.3 až I.6................................................................................................................... 142
Tabulka I.3 – Vzorce pro různé konfigurace zemní elektrody......................................................................................................... 142
Tabulka I.4 – Vzorce pro zapuštěnou kruhovou elektrodu kombinovanou se svislými tyčemi................................................ 143
Tabulka I.5 – Vzorce pro zapuštěnou kruhovou elektrodu kombinovanou s paprskovitými elektrodami.............................. 143
Tabulka I.6 – Vzorce pro zapuštěnou přímou vodorovnou elektrodu kombinovanou se svislými tyčemi............................. 143
Tabulka J.1 – Měřicí body a zaznamenávané odpory...................................................................................................................... 145
Tabulka K.1 – Klasifikace poškození listu způsobeného bleskem................................................................................................ 147
Tabulka K.2 – Matice poškození listu bleskem zohledňující řízení rizik........................................................................................ 149
Tabulka K.3 – Klasifikace poškození ostatních součástí bleskem................................................................................................. 150
Tabulka L.1 – Hlediska důležitá pro systémy detekce blesků pro rozsáhlé oblasti.................................................................... 153
Tabulka L.2 – Hlediska důležitá pro místní aktivní systémy detekce blesku................................................................................ 154
Tabulka L.3 – Hlediska důležitá pro místní pasivní systémy detekce blesku.............................................................................. 154
Tabulka N.1 – Položky, které je nutno zkontrolovat a ověřit při vyhodnocování podobnosti.................................................... 156
Tabulka P.1 – Postup zkoušky vysokým proudem u rotujících součástí....................................................................................... 163
Tato část IEC 61400 se týká ochrany generátorů větrných turbín a větrných elektráren před bleskem. Příloha M se zabývá směrnicemi pro malé větrné turbíny.
Tento dokument definuje prostředí s výskytem blesků a vyhodnocuje rizika, která toto prostředí představuje pro větrné elektrárny. Definuje požadavky na ochranu listů vrtule, ostatních konstrukčních prvků a elektrických i řídicích systémů před jak přímým, tak nepřímým působením blesku. Obsahuje i zkušební metody pro ověření shody.
Uvádí pokyny pro použití platné ochrany před bleskem, průmyslové, elektrické a EMC normy včetně uzemnění.
Uvádí pokyny týkající se bezpečnosti osob.
Uvádí pokyny pro statistiku a hlášení škod.
Normativní reference odkazují na obecné normy týkající se ochrany před bleskem, soustavy nízkého a vysokého napětí pro strojní zařízení a instalace a elektromagnetickou kompatibilitu (EMC).
Konec náhledu - text dále pokračuje v placené verzi ČSN.