Metoda bleskové koule pro projektování jímacích zařízení
Fyzikálně založená metoda pro komplexní zařízení
Pro projektování jímacích zařízení jako součást venkovních systémů ochrany před bleskem lze používat různé metody. Metodou, které se osvědčila v celé řadě případů, je tzv. metoda bleskové koule. Hodí se jako metoda plánování především pro komplexnější soustavy. Na rozdíl od metody ochranného úhlu nebo mřížové soustavy je metoda bleskové koule odvozená od elektro-geometrického modelu blesku a má fyzikální odůvodnění. Tuto metodu byste proto měli využívat tehdy, pokud si nejste jistí při aplikaci metody ochranného úhlu nebo mřížové soustavy.
Základem pro výpočet jímacích zařízení je poloměr bleskové koule, protože u této metody se blesková koule valí digitálně přes objekt, který má být chráněn. Styčné body představují možná místa zásahu blesku.
Trasa konečného průrazu a hlava vůdčího blesku
Na základě oddělení nábojů vzniká mezi mraky a zemí rozdíl v potenciálech, který zapříčiní vznik vůdčího výboje s hlavou blesku. Z různých bodů, jako jsou stromy, domy nebo antény, začnou směrem k hlavě vůdčího výboje stoupat tzv. vstřícné výboje. V bodě, jehož vstřícný výboj jako první dosáhne hlavy vůdčího výboje, dojde ke konečnému průrazu. Z toho vyplývá, že všechny body na povrchu koule, jejíž poloměr odpovídá trase konečného průrazu a střed tvoří hlava vůdčího blesku, je nutné před přímým úderem blesku chránit. Poloměr bleskové koule je určován třídou ochrany před bleskem, do které spadá chráněná budova.
Jímací zařízení jako chráněné prostory
Bleskový proud musí být zachycen a sveden systémem ochrany před bleskem, který při přímém zásahu blesku zároveň zajišťuje požární ochranu budovy. Jímací zařízení nabízejí optimální místo úderu a jsou prostřednictvím svodů propojena s uzemňovacím zařízením. Umožňují tak spolehlivé svedení bleskových proudů do zeminy. Jímací zařízení si lze představit jako chráněné prostory. Tyto chráněné prostory se zjišťují metodou bleskové koule.
Pomocí metody bleskové koule lze navrhnout potřebnou délku jímacích tyčí a také rozestup mezi jímacími tyčemi. Jímací tyče musejí být uspořádány tak, aby se všechny části chráněného zařízení nacházely v chráněné oblasti jímacího zařízení. Chráněná budova musí být jímacími zařízeními vybavena analogicky tak, aby se budovy nemohla dotknout koule s poloměrem dle tříd ochrany před bleskem.
Elektrogeometrický model blesku jako fyzikálně uznávaný model
Poloměr bleskové koule spolu s minimálními špičkovými hodnotami proudu ve vztahu k příslušné třídě ochrany před bleskem tvoří elektrogeometrický model (EGM), který jako jediný fyzikálně uznávaný základní model slouží k vytváření koncepce zón ochrany před bleskem podle normy VDE 0185-305-1 (IEC/EN 62305-1).
Pomocí moderních CAD programů lze bleskovou koulí pohybovat v trojrozměrném prostoru po celém chráněném zařízení. Například u budov s třídou ochrany před bleskem I se koule dotýká ploch a bodů, které se u budov s třídou ochrany před bleskem II (resp. III nebo IV) nacházejí ještě v chráněné oblasti. Pomocí metody bleskové koule lze chráněné zařízení rozdělit do různých vnějších zón ochrany před bleskem (Lightning Protection Zones = LPZ):
LPZ 0A: Ohrožení přímým úderem blesku a plným elektromagnetickým polem blesku
LPZ0B: Chráněno proti přímému úderu blesku, avšak ohroženo plným elektrickým polem blesku
Výpočet hloubky průniku
Pokud se k zajištění objektu používá několik jímacích tyčí, je nutné zohlednit hloubku průniku mezi jednotlivými jímacími tyčemi. Pro přesný výpočet pak použijte následující vzorec:
