Moodle FEL ČVUT
Ekonomika ochran před bleskovými výboji
B232 - Letní 23/24
Ekonomika ochran před bleskovými výboji - B1B16EOB
| Kredity | 5 |
| Semestry | letní |
| Zakončení | zápočet a zkouška |
| Jazyk výuky | čeština |
| Rozsah výuky | 2P+2L |
Anotace
Předmět poskytuje úvod do fyziky bleskového výboje a zabývá se ochranami před jejich účinky. Studenti jsou seznámeni s projektováním, testováním a implementováním ochran. Diskutovány jsou metody řízeného rizika škod způsobených bleskovým výbojem. Součástí výuky je exkurze do výroby svodičů bleskových proudů a reálné studium účinků bleskových proudů v laboratoři podpořené numerickými simulacemi.
Cíle studia
Cílem studia je seznámit se s problematikou bleskových výbojů a ochran před jejich účinky. Absloventi kurzu budou schopni posuzovat vliv bleskového výboje na elektrickou instalaci, ale také projektovat vnější a vnitřní ochranu před jejich účinky. Důraz v implementaci ochran je kladený i na specifická prostředí a alternativní zdroje energie.
Osnovy přednášek
1. Úvod do problematiky - fenomenologie bleskového výboje a vznik atmosférického přepětí
2. Identifikace bleskových výbojů typu IC a CG
3. Metody detekce bleskového výboje a jejich ekonomické souvislosti
4. Varovné a monitorovací systémy před bouřkovou aktivitou, ochrana a její ekonomické výsledky
5. Fyzikální, matematické a numerické modely účinků bleskového výboje
6. Komparace přírodních bleskových výbojů s umělými zásahy do mraků
7. Globální a lokální charakteristiky distribuce atmosférických výbojů
8. Vývoj ochranných prostředků před přímým i nepřímým zásahem bleskovým výbojem a jejich aplikace v ekonomických souvislostech
9. Metody identifikace, popisu, řízení, posuzování a ocenění rizika škod způsobených atmosférickým výbojem na základě IEC 62305 - pojistná, prediktivní schémata
10. Zkušební a certifikační metody odolnosti vůči atmosférickým přepětím
11. Volba úrovně ochrany před účinky atmosférické elektřiny (LPS) - ekonomická a technická volba
12. Metody návrhu vnější i vnitřní ochrany před bleskovým výbojem u objektů občanské vybavenosti i u elektronických zařízení - ekonomické možnosti užití ochrany
13. Ochrana před atmosférickými výboji ve specifických prostředích - letecký provoz, výbušná prostředí, místa s extrémní četností zásahu, FV a větrné elektrárny
14. Shrnutí poznatků, rezerva
2. Identifikace bleskových výbojů typu IC a CG
3. Metody detekce bleskového výboje a jejich ekonomické souvislosti
4. Varovné a monitorovací systémy před bouřkovou aktivitou, ochrana a její ekonomické výsledky
5. Fyzikální, matematické a numerické modely účinků bleskového výboje
6. Komparace přírodních bleskových výbojů s umělými zásahy do mraků
7. Globální a lokální charakteristiky distribuce atmosférických výbojů
8. Vývoj ochranných prostředků před přímým i nepřímým zásahem bleskovým výbojem a jejich aplikace v ekonomických souvislostech
9. Metody identifikace, popisu, řízení, posuzování a ocenění rizika škod způsobených atmosférickým výbojem na základě IEC 62305 - pojistná, prediktivní schémata
10. Zkušební a certifikační metody odolnosti vůči atmosférickým přepětím
11. Volba úrovně ochrany před účinky atmosférické elektřiny (LPS) - ekonomická a technická volba
12. Metody návrhu vnější i vnitřní ochrany před bleskovým výbojem u objektů občanské vybavenosti i u elektronických zařízení - ekonomické možnosti užití ochrany
13. Ochrana před atmosférickými výboji ve specifických prostředích - letecký provoz, výbušná prostředí, místa s extrémní četností zásahu, FV a větrné elektrárny
14. Shrnutí poznatků, rezerva
Osnovy cvičení
1. Seznámení s laboratoří bleskového proudu.
2. Měření na generátoru bleskových proudů vlnou 10/350.
3. Měření na generátoru bleskových proudů vlnou 8/20.
4. Termické a mechanické účinky bleskového výboje.
5. Vysokorychlostní záznam a analýza výboje.
6. Vysokorychlostní záznam a analýza výboje.
7. Měření na varistoru, transilu a supresorové diodě.
8. Volba přepěťové ochrany.
9. Metody měření zemního odporu - metoda potenciálového spádu, Wennerova metoda a proudových kleští.
10. Příklady simulací účinků blesku (ATP, EMA, COMSOL).
11. Příklady simulací účinků blesku (ATP, EMA, COMSOL).
12. Laboratorní úloha účinků bleskového výboje s ověřením pomocí numerické simulace.
13. Řízené riziko škod - analýza situace místa po zásahu bleskovým výbojem.
14. Řízené riziko škod - projekt pro daný prostor.
2. Měření na generátoru bleskových proudů vlnou 10/350.
3. Měření na generátoru bleskových proudů vlnou 8/20.
4. Termické a mechanické účinky bleskového výboje.
5. Vysokorychlostní záznam a analýza výboje.
6. Vysokorychlostní záznam a analýza výboje.
7. Měření na varistoru, transilu a supresorové diodě.
8. Volba přepěťové ochrany.
9. Metody měření zemního odporu - metoda potenciálového spádu, Wennerova metoda a proudových kleští.
10. Příklady simulací účinků blesku (ATP, EMA, COMSOL).
11. Příklady simulací účinků blesku (ATP, EMA, COMSOL).
12. Laboratorní úloha účinků bleskového výboje s ověřením pomocí numerické simulace.
13. Řízené riziko škod - analýza situace místa po zásahu bleskovým výbojem.
14. Řízené riziko škod - projekt pro daný prostor.
Literatura
RAKOV, Vladimir A. Lightning: physics and effects. New York: Cambridge University Press, 2002. 687 s. ISBN 0-521-58327-6.
Journal of lightning research [online]. Uppsala: Angströmlaboratoriet, 2006- [cit. 2015-02-09]. ISSN 1652-8034.
Sborníky z pravidelných konferencí: International conference on lightning protection, International Lightning Detection Conference/International Lightning Meteorology Conference, Asia-Pacific International Conference on Lightning, International Conference on Lightning & Static Electricity, Electrostatics
GOLDE, R. H. Lightning. Bristol: John Wright and Sons Limited, 1977. ISBN 0-12-287802-7.
UMAN, Martin A. Lightning. Dover Publications, 1984. ISBN 0-486-25237-X.
Soubor norem ČSN EN 62305-1-4 Ochrana před bleskem
http://www.lightningsafety.com
KULHÁNEK, P. Blýskání, aneb, Třináctero vyprávění o plazmatu. Praha: AGA, 2011. 295 s. ISBN 978-80-904582-3-9
Journal of lightning research [online]. Uppsala: Angströmlaboratoriet, 2006- [cit. 2015-02-09]. ISSN 1652-8034.
Sborníky z pravidelných konferencí: International conference on lightning protection, International Lightning Detection Conference/International Lightning Meteorology Conference, Asia-Pacific International Conference on Lightning, International Conference on Lightning & Static Electricity, Electrostatics
GOLDE, R. H. Lightning. Bristol: John Wright and Sons Limited, 1977. ISBN 0-12-287802-7.
UMAN, Martin A. Lightning. Dover Publications, 1984. ISBN 0-486-25237-X.
Soubor norem ČSN EN 62305-1-4 Ochrana před bleskem
http://www.lightningsafety.com
KULHÁNEK, P. Blýskání, aneb, Třináctero vyprávění o plazmatu. Praha: AGA, 2011. 295 s. ISBN 978-80-904582-3-9
Požadavky
Aktivní účast na přednáškách a cvičeních, skupinová i individuální práce na seminárních projektech. Vstupní požadavky se předpokládají v rámci VŠ matematiky, fyziky, elektrotechniky a ekonomiky.