Ochrana před bleskem – výpočet separační vzdálenosti s projektantem PD FVE

Vyšlete článek na výsluní:

Mnozí majitelé rodinných domů si neuvědomují, že instalace fotovoltaické elektrárny není jen o výkonu panelů nebo připojení k síti. Klíčovou otázkou projektové dokumentace je bezpečná vzdálenost mezi konstrukcí FVE a stávajícím hromosvodem. Norma ČSN EN 62305-3 ji označuje jako separační vzdálenost. V praxi se setkáte i s pojmem přeskoková vzdálenost. Co tato vzdálenost znamená, jak se počítá, kdo ji smí zpracovat a kdy je nutná úprava hromosvodu se dozvíte v tomto článku.

Obsah

1. Co je separační vzdálenost

2. Norma ČSN EN 62305-3 a třídy LPS

3. Vstupní parametry výpočtu

4. Postup výpočtu krok za krokem

5. Interpretace výsledku v praxi

6. Kdy stačí vzdálenost dodržet a kdy je nutné galvanické propojení

7. Kdo má oprávnění ke zpracování výpočtu 

8. Separační vzdálenost jako součást projektové dokumentace FVE

1. Co je separační vzdálenost

O čem to je:
Hromosvodem, do kterého udeří blesk, proudí extrémně vysoký elektrický proud (řádově desítky kiloamper.) Když se v blízkosti svodu nachází kovový prvek (konstrukce FVE panelů, DC kabel, montážní lišty), může při nedostatečné vzdálenosti dojít k elektrickému přeskoku. Ten způsobí zkrat, poškození měniče nebo transformátoru, v nejhorším případě požár.

Co je to:
Separační vzdálenost „S“ je minimální bezpečná vzdálenost, kterou je nutné dodržet mezi hromosvodnou soustavou a ostatními kovovými prvky budovy. Norma ČSN EN 62305-3 tuto vzdálenost přesně definuje a stanovuje postup jejího výpočtu.

V případě fotovoltaiky to znamená: Všechny části FVE systému (panely, nosná konstrukce i kabely) musí být od hromosvodu dostatečně vzdáleny. Pouhá kontrola vzdálenosti panelů je nedostačující.


2. Norma ČSN EN 62305-3 a třídy LPS

Ochrana před bleskem je v České republice upravena souborem norem ČSN EN 62305. Část 3 se věnuje fyzické ochraně staveb. Ta definuje systémy ochrany před bleskem, označované zkratkou LPS (Lightning Protection System).

Norma ČSN EN rozděluje objekty do čtyř tříd LPS podle míry rizika:

Třída LPSTypické objektyKoeficient kᴵ
nejvyšší ochranaNemocnice, elektrárny, banky, vodárny0,08
zvýšená ochranaŠkoly, supermarkety, katedrály0,06
standardníRodinné domy, zemědělské stavby0,04
základníStavby bez trvalého výskytu osob0,04

Pro rodinné domy se nejběžněji pracuje s třídou III nebo IV, koeficient kᴵ = 0,04.

3. Vzorec a vstupní parametry výpočtu

Výpočet separační vzdálenosti vychází ze vzorce:

s = (kᵢ × kc / km) × l

Každý koeficient vyjadřuje jinou vlastnost objektu nebo instalace:

3.1 Koeficient třídy LPS (kᵢ)

Tento koeficient odpovídá třídě ochrany objektu:

•       Třída I: kᵢ = 0,08

•       Třída II: kᵢ = 0,06

•       Třída III: kᵢ = 0,04

•       Třída IV: kᵢ = 0,04

Pro rodinný dům se nejčastěji pracuje s hodnotou 0,04.

3.2 Koeficient rozdělení proudu (kc)

Koeficient kc vyjadřuje, jak se bleskový proud rozděluje mezi jednotlivé svody hromosvodu. Čím více svodů, tím menší proud prochází každým z nich, a tím menší je požadovaná vzdálenost:

•       1 svod: kc = 1,00

•       2 svody: kc = 0,66

•       3 a více svodů: kc = 0,44

3.3 Koeficient materiálu (km)

Z koeficientu km vyplývá, co se nachází mezi hromosvodem a chráněným prvkem. Vyšší hodnota km znamená nižší výslednou vzdálenost. Například beton umožňuje umístit prvky blíže k hromosvodu než koeficient vzduchu.

Koeficient schopnosti odolávat elektrickému přeskoku:

•       Vzduch: km = 1,00

•       Beton, cihly: km = 0,50

•       Izolační tyče: km = 0,70

3.4 Délka vedení k nejvzdálenějšímu bodu (l)

Parametr l vyjadřuje délku hromosvodného vedení od místa uzemňovací soustavy k nejvzdálenějšímu bodu FVE k hromosvodu. Měří se v metrech po trase svodu, nikoli vzdušnou čarou.

4. Postup výpočtu krok za krokem

Pro ilustraci uvádíme příklad typického rodinného domu s hromosvodem třídy LPS IV, dvěma svody a s FVE instalací v blízkosti svodu ve vzdálenosti 8 metrů od uzemnění:

ParametrHodnotaZdůvodnění
kᵢ (třída LPS IV)0,04Rodinný dům, základní třída ochrany
kc (2 svody)0,66Proud se dělí mezi dva svody
km (vzduch)1,00Mezi hromosvodem a FVE je vzduch
l (délka vedení)8,00 mMěřeno po trase svodu

Dosazení do vzorce:

s = (kᵢ × kc / km) × l

s = (0,04 × 0,66 / 1,00) × 8

s = 0,0264 × 8

s = 0,2112 m ≈ 22 cm

Výsledná minimální separační vzdálenost pro tento příklad je 22 cm.

5. Interpretace výsledku v praxi

Výsledná hodnota „s“ udává minimální vzdálenost, kterou musí být dodržena mezi hromosvodem (svodem nebo jímací soustavou) a nejbližším prvkem FVE instalace. Bez ohledu na to, zda jde o nosnou konstrukci, panel nebo kabel.

Vzdálenost se měří kolmo mezi oběma prvky v místě jejich největšího přiblížení. Posuzuje se celá trasa svodu v blízkosti FVE, nikoliv jen v jednom místě.

Typické hodnoty pro rodinné domy se pohybují v rozmezí 15 až 30 cm. Přesná hodnota je individuální. Závisí na konkrétních parametrech objektu a hromosvodu.

6. Kdy stačí vzdálenost dodržet a kdy je nutné galvanické propojení

Výsledek výpočtu udává dvě situace:

Vzdálenost lze dodržet:
FVE instalace je od hromosvodu vzdálena nejméně o vypočtenou hodnotu „s“. V takovém případě není nutné hromosvod upravovat ani do něj zasahovat. Stačí tuto skutečnost doložit výpočtem v dokumentaci.

Vzdálenost nelze dodržet:
Pokud dispozice střechy nebo umístění svodů neumožňuje dodržení vypočtené vzdálenosti, musí být konstrukce FVE s hromosvodem galvanicky propojena. Toto propojení musí mít dostatečný průřez pro svod bleskových proudů. Zároveň je nutné počítat s tím, že bleskový proud se dostane do DC obvodu FVE. Instalace svodiče přepětí typu 1 nebo kombinovaného typu 1+2 je v takovém případě nezbytná.

Galvanické propojení není o kompromisu. Je o plnohodnotném technickém zabezpečení, které norma výslovně připouští. Rozhodnutí, které provedení zvolit, je součástí projektové dokumentace.

7. Kdo má oprávnění ke zpracování výpočtu

Výpočet separační vzdálenosti není dokumentem, který vystavuje montážní firma nebo instalatér FVE. Jde o odborný výstup projektové dokumentace, který smí zpracovat pouze elektro projektant s příslušnou kvalifikací.

Kvalifikace projektanta pro tuto oblast vychází z Nařízení vlády č. 194/2022 Sb. o požadavcích na odbornou způsobilost v elektrotechnice. Projektant na základě analýzy objektu určí třídu LPS, stanoví vstupní parametry, a vypočte výslednou vzdálenost.

Co to znamená v praxi?
Jestliže instalační firma předloží výpočet separační vzdálenosti jako součást své vlastní dokumentace bez podložení kvalifikovaného projektanta, vzniká důvod k ověření, kdo dokument skutečně zpracoval a zda má k tomu oprávnění.

Tudíž, výpočet je povinnou součástí projektové dokumentace DPS (dokumentace pro provádění stavby) u objektů, kde je instalován hromosvod. U rekonstrukcí a dodatečných instalací FVE na stávající objekty s hromosvodem je zpracování výpočtu stejně nezbytné.

8. Separační vzdálenost součástí projektové dokumentace FVE

Jak už bylo napsáno. Výpočet separační vzdálenosti není samostatným dokumentem. Je rozšířenou součástí projektové dokumentace FVE. Konkrétně “spadá” do ochranné části před bleskem a přepětím. Ta je standardní součástí elektro části dokumentace pro provádění stavby.

Projektová dokumentace FVE pro rodinný dům typicky zahrnuje tyto části:

•       Situace a technická zpráva

•       Výpočet výkonu, energetická bilance

•       Schéma zapojení (jednopólové schéma DC a AC části)

•       Výpočet separační vzdálenosti, provedení ochrany před bleskem

•       Výpočet ochrany před přepětím

•       Výkresová dokumentace (půdorys střechy, rozmístění panelů, trasy kabelů).

Bez výpočtu separační vzdálenosti není tedy možné správně posoudit, zda FVE instalace splňuje normu, když je dokumentace neúplná. Znovu zdůrazňujeme, že při kolaudaci nebo v případě pojistné události může absence tohoto výpočtu způsobit komplikace.

Shrnutí

Separační vzdálenost „s“ je minimální, bezpečná mezera mezi hromosvodem a fotovoltaikou. Tento doplňující dokument k PD FVE není formalita. Na základě chybějícího nebo nesprávného výpočtu může být instalace nevyhovující z pohledu normy ČSN EN 62305-3. K tomu riziko zapříčiněni přeskoku blesku na konstrukci FVE, tím způsobení zkratu i požáru. V neposlední řadě také komplikace při kolaudaci, či zamítnutí pojistného plnění (v případě škody způsobené bleskem.)

Výpočet patří do projektové dokumentace FVE, tudíž ho smí zpracovat pouze kvalifikovaný elektro projektant. Na zpracování projektové dokumentaci FVE včetně výpočtu separační vzdálenosti máte naši společnosti Projekce FVE s.r.o.. Oslovte nás s dotazem nebo poptávkou.