30.05.2010 - Proteggersi dai fulmini

Caratteristiche dell'lps
Un Lps è generalmente costituito da un impianto di protezione esterno e da un impianto di protezione interno. Le caratteristiche del sistema sono determinate dalla struttura che deve essere protetta e dal livello di protezione che si vuole ottenere. La norma Cei En 62305 definisce quattro classi di Lps (tabella1), da scegliere sulla base della valutazione del rischio secondo Cei En 62305-2, corrispondenti ad altrettanti livelli di protezione (Lpl).
Nel caso di nuova costruzione risulta conveniente stabilire la classe e la collocazione di un Lps fin dai preliminari di progetto, in stretta collaborazione tra il progettista dell'Lps e gli installatori, gli architetti ed i costruttori, per poter usufruire, quando possibile, del vantaggio di impiegare le parti metalliche della stessa struttura. Questo consente non solo di ottimizzare i costi e di ridurre le difficoltà in fase d'installazione, ma anche di migliorare l'efficienza dell'impianto di protezione (con evidenti vantaggi anche per quanto concerne l'estetica complessiva).

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L'opera d'installazione dovrebbe progredire di pari passo con i lavori di costruzione sfruttando l'accesso agli scavi aperti e ai ferri d'armatura delle fondazioni per realizzare un sistema di dispersori più efficiente. Le operazioni d'installazione potrebbero dimostrarsi meno agevoli se la struttura è già esistente. In questo caso, nei limiti del possibile e in considerazione delle caratteristiche della struttura esistente, dovranno comunque essere messi in campo tutti gli accorgimenti e tutti gli sforzi possibili affinché l'impianto risponda alle prescrizioni normative.

LPS esterno
L'impianto di protezione esterno (figura 2) ha lo scopo di proteggere la struttura dalle fulminazioni dirette ed è costituito dall'insieme degli elementi idonei all'intercettazione dei fulmini diretti verso la struttura (captatori), la conduzione (calate) e la dispersione della corrente di fulmine (dispersori). Normalmente l'Lps esterno è appoggiato alla stessa struttura da proteggere (Lps non isolato). Solo raramente, ad esempio nel caso di strutture con rivestimenti o pareti combustibili, di zone con pericolo d'esplosione e d'incendio, o quando il contenuto richieda la riduzione del campo elettromagnetico irradiato, potrebbe essere considerato l'uso di un sistema di protezione isolato dalla struttura (Lps isolato). A particolari condizioni, come elementi dell'Lps, è previsto anche l'uso di eventuali componenti naturali costituiti da elementi metallici fissi non modificabili integrati direttamente nella struttura, come ad esempio i ferri d'armatura fra loro opportunamente interconnessi, l'intelaiatura metallica della struttura, lastre metalliche di copertura della struttura (la norma fornisce lo spessore minimo relativamente al tipo di metallo), eccetera.

Quello della maglia è il metodo più semplice ed è consigliato, quando le superfici da proteggere sono in prevalenza piane. I valori dell'angolo di protezione alfa, del raggio della sfera rotolante r e della dimensione del lato di magliatura W, in funzione delle quattro classi dell'Lps, sono riportati in figura 5.
Le calate devono essere disposte in modo da fornire alla corrente più percorsi paralleli e di breve lunghezza. Per limitare la probabilità di scariche pericolose e migliorare la protezione degli impianti interni, la norma consiglia di installare il maggior numero di calate possibili, equidistanti lungo tutto il perimetro ed interconnesse fra loro e alle parti conduttrici della struttura mediante conduttori ad anello (sono riportati, in relazione alla classe di protezione, i tipici valori di interdistanza in metri tra le calate e tra i conduttori ad anello: 10, 10, 15, 20 rispettivamente per le classi I, II, III, IV). Il numero delle calate e la simmetria dell'impianto influisce, infatti, sulla ripartizione della corrente di fulmine fra le varie calate (l'argomento è ampiamente trattato, anche con numerosi e utili esempi, negli allegati alla Norma ai quali si rimanda per ulteriori approfondimenti) e di conseguenza anche sulle distanze di sicurezza da applicare fra i vari elementi.

Se l'Lps è isolato e se il sistema di captatori è costituito da aste, è richiesta almeno una calata per ciascun supporto, se è realizzato mediante funi sospese all'estremità, almeno una calata in corrispondenza di ciascun supporto, se si tratta di un sistema a maglia, almeno una calata in corrispondenza delle estremità di ciascuna fune di supporto. Quando l'Lps è del tipo non isolato le calate dovrebbero essere distribuite lungo il perimetro della struttura da proteggere (in numero non inferiore a due), posizionando almeno una calata in corrispondenza di ogni spigolo della struttura.
Il dispersore deve essere unico (solo in casi eccezionali, con Lps isolati e a particolari condizioni, è possibile tenere separati i due impianti) e opportunamente coordinato con l'impianto di terra per la protezione contro i contatti indiretti. Può essere di due tipi denominati di tipo A (figura 6), con singoli elementi orizzontali o verticali infissi nel terreno e collegati ad ogni calata, e di tipo B, che include dispersori ad anello, a maglia o di fondazione. Il sistema di dispersori di tipo A è adatto per strutture basse (come ad esempio edifici unifamiliari), strutture esistenti o Lps isolati con captatori a funi sospese e dovrà avere un numero minimo di elementi non inferiore a due (anche se la calata è una sola). Il dispersore è da intendersi ancora di tipo A se le calate a livello del suolo sono fra loro interconnesse mediante anello in contatto con il terreno per meno dell'80% della sua lunghezza. La lunghezza di ciascun elemento del dispersore dovrà rispettare le seguenti dimensioni minime:
- l1 per elementi orizzontali;
- 0,5 l1 per elementi non orizzontali;
dove l1 è la lunghezza minima degli elementi orizzontali del dispersore ricavabili, in funzione della classe di protezione e della resistività del terreno, dal grafico di figura 6.

Quando il dispersore presenta parti sia orizzontali sia verticali deve essere considerata la lunghezza totale. Se la resistenza di terra del sistema è inferiore a 10 Ohm non occorre più rispettare l'obbligo della lunghezza minima.Il sistema di dispersori di tipo B (figura 7) si adatta bene alle caratteristiche degli Lps a maglia o con numerose calate ed è particolarmente indicato in terreni rocciosi.
Il dispersore è adeguato se il raggio re del cerchio equivalente all'area racchiusa dall'anello non è inferiore al valore l1 di figura 6 relativamente alle classi I, II, III e IV del Lps: re > l1.
Se l1 risulta maggiore di re, si devono aggiungere altri elementi di lunghezza orizzontale lr o verticale lv dove lr = l1 - re e lv = (l1 - re)/2. Anche per il dispersore di tipo B il numero degli elementi deve essere almeno uguale al numero delle calate e comunque mai inferiore a due.
I componenti dell'Lps devono poter resistere alla corrosione e agli effetti elettromagnetici ed elettrodinamici delle correnti di fulmine senza essere danneggiati. La Norma fornisce un elenco e le condizioni d'impiego (tabella 2) di materiali che possono essere utilizzati lasciando ovviamente libertà nell'uso di altri materiali purché con equivalenti caratteristiche meccaniche, elettriche e di resistenza alla corrosione.

Per garantire accettabili caratteristiche meccaniche, elettriche e di resistenza alla corrosione le configurazioni e le sezioni minime dei conduttori e delle aste del sistema di captazione e dei conduttori delle calate dovrebbero essere quelle e indicate nella tabella 3, mentre le configurazioni e le dimensioni minime degli elementi del dispersore sono indicate nella tabella 4.In alcune situazioni particolarmente sfavorevoli, la vicinanza alle calate di un Lps all'esterno della struttura può essere pericolosa per la vita degli esseri viventi: si possano stabilire, infatti, tensioni di contatto o di passo pericolose, indipendentemente dal fatto che l'Lps sia stato progettato e costruito secondo le prescrizioni normative.
Nei confronti delle tensioni di contatto il rischio può ritenersi accettabile se è verificata una delle seguenti condizioni:
• bassa probabilità di presenza o di lunga permanenza in prossimità delle calate di persone;
• sono stati utilizzati per le calate elementi naturali consistenti in numerose colonne della struttura portante metallica o numerosi pilastri di calcestruzzo armato ed é assicurata la loro continuità elettrica;
• resistività superficiale del suolo non inferiore a 5 kΩm entro 3 m dalla calata.
In alternativa, quando non è possibile rispettare nessuna delle condizioni di cui sopra, possono essere approntate misure di protezione quali:
• isolamento delle calate a portata di mano con isolante avente una tensione di tenuta ad impulso (1,2/50 µs) di 100 kV;
• approntare barriere e/o cartelli monitori per rendere minima la probabilità di contatto con la calata.
Nei confronti delle tensioni di passo il pericolo è tollerabile se viene rispettata una delle condizioni seguenti:
• bassa probabilità di presenza o di lunga permanenza in prossimità delle calate di persone;

Come si è detto, scopo della parte 2 della norma Cei EN 62305 è di fornire la procedura per la determinazione del rischio dovuto a fulmini a terra in una struttura od in un servizio. Una volta che sia stato stabilito un limite superiore per il rischio tollerabile, questa procedura permette la scelta di appropriate misure di protezione da adottare per ridurre il rischio al limite tollerabile od a valori inferiori.
Quali sono, allora, le componenti di rischio?
La norma considera tre pericoli:
• componente V, incendio per fulminazione diretta di una linea di segnale;
• componente U (nuova), morte di persone per tensioni di contatto;
• componente W (nuova), danni alle apparecchiature elettriche ed elettroniche per fulminazione diretta di una linea di segnale e/o di potenza.
Nella tabella 1 sono riassunte le componenti di rischio

• resistività superficiale del suolo non inferiore a 5 kΩm entro 3 m dalla calata.
Non potendo soddisfare nessuna delle condizioni sopraccitate devono essere adottate misure quali:
• equipotenzializzazione con un sistema di dispersori a maglia;
• barriere e/o cartelli monitori con lo scopo di ridurre le probabilità di contatto con la calata.
Se il terreno presenta una elevata resistività di superficie il pericolo dovuto alle tensioni di contatto e di passo si riduce. La norma ricorda che uno strato di materiale isolante (ad esempio asfalto di 5 cm di spessore o uno strato di ghiaia di 15 cm) riduce il pericolo ad un valore tollerabile.

LPS intero
All'impianto di protezione interno (figura 8) è affidato il compito di contrastare, nei limiti del possibile, gli effetti dovuti al passaggio della corrente di fulmine sull'Lps esterno o su altre parti metalliche della struttura. L'Lps interno deve essere sempre realizzato quando è presente l'impianto esterno e, anche in assenza di un Lps esterno, quando sono prevedibili sovratensioni indotte sulle linee entranti che possono provocare scariche pericolose e avarie ad impianti interni sensibili. Le scariche pericolose possono essere contrastate adottando opportune distanze di sicurezza in aria (o, ove praticamente possibile, prevedendo un adeguato isolamento) tra i componenti dell'Lps esterno e gli altri elementi metallici, gli impianti elettrici interni e le linee di segnale e di energia entranti nella struttura. In alternativa si può ricorrere a collegamenti equipotenziali da effettuarsi fra le parti metalliche che potrebbero dar luogo a scariche pericolose. Devono essere collegati metallicamente fra loro gli elementi metallici interni ed esterni e, mediante limitatori di sovratensione (spd), le parti che per motivi funzionali (circuiti elettrici) non possono essere collegati direttamente fra loro e gli elementi metallici che non è possibile collegare immediatamente a terra.

Manutenzione ed ispezione
Affinché l'impianto possa mantenere nel tempo le caratteristiche originarie è indispensabile effettuare ispezioni ad intervalli regolari, per accertarne l'efficienza e il buono stato di conservazione, e mettere in atto opere di manutenzione periodiche. Ispezioni preliminari dovrebbero essere effettuate anche durante la costruzione della struttura per verificare la rispondenza alle indicazioni di progetto e per garantire il corretto coordinamento con le altre figure professionali coinvolte. Terminata l'installazione dell'Lps le ispezioni dovranno essere periodiche, eseguite ad intervalli che dipendono dalla classe del sistema di protezione e dalle caratteristiche della struttura da proteggere, con particolare attenzione ad eventuali problemi dovuti alla corrosione. Ulteriori ispezioni dovranno essere operate nel caso che un fulmine colpisca la struttura o dopo modifiche o riparazioni. Durante le ispezioni periodiche dovrà essere verificato lo stato di conservazione del sistema dispersore (eseguire anche la misura della resistenza di terra), dei captatori, dei conduttori, dei collegamenti e dei fissaggi. Per concludere si ricorda che con l'entrata in vigore del Dpr 462/01, entro trenta giorni dalla messa in servizio, occorre inviare copia della dichiarazione di conformità inerente l'impianto di protezione all'Asl, Arpa e Ispesl competente e incaricare, ogni due anni, l'Asl, l'Arpa o un organismo abilitato ad effettuare le previste verifiche periodiche.

Fonte: Elettrico Plus

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iw3idz — 25 maggio 2010 — Antenne Terra ed Isolamento Galvanico. Antenna "Galleggiante" (Floating) per eliminare il QRN. IN CASO DI FULMINE SALTEREBBE IL TRASFORMATORE D'ISOLAMENTO, SI SCARICHERREBBE SUL PALO DI SOSTEGNO COLLEGATO A TERRA MEDIANTE CORDA IN RAME PUNTAZZA E POZZETTO SALVANDO LA VITA DELL ' OPERATORE A DELLE APPPARECCHIATURE RADIO IN QUANTO LA CALZA DEL CAVO COASSIALE SAREBBE COLLEGATA ATTRAVERSO IL PALO A TERRA. SOLO L'ANTENNA RESTA FLUTTUANTE.

Nel paese di Chioggia e Sottomarina (Venezia) per motivi di flessibilita' antenna dovuti a bora da molti anni si usa collegare l'antenna mediante un supporto isolante di materiale plastico
......con una semplice modifica ed aggiunta il gioco e fatto ! .

La mia non vuole essere una provocazione, ma vorrebbe essere un aiuto per "diminuire" qer quanto possibile il QRN / QRM pur rispettando le norme di messa a terra dell'impianto radio

In montagna durante i rovesci estivi la mia ricezione radio e' bloccata da un QRN FISSO di S9+20 e l'antenna ground plane e' collegata a terra , nello stesso momento in cui a casa ho S9+20 di QRN in macchina a 5 Metri di distanza posso continuare a fare il mio QSO e la ricezione non e' minimamente disturbata,

Questo da cosa dipende? Secondo il mio parere essendo la macchina isolata da terra Penso di aver escluso delle correnti parassite che da terra vanno verso le nubi e/o dalle nubi vanno verso terra percorrendo L'Antenna e creando QRN.

Ho provato a spostare le radio quella di casa e quella della macchina ....lo stesso.... A casa con l'antenna messa a terra mediante palo di sostegno il QRN resta a S 9+20 mentre in macchina la ricezione e' pulita e posso continuare il QSO.

CASO ANALOGO.......

Un Amico OM di Treviso durante i famosi piovaschi estivi usando un antenna Sigma Mantova 1 collegata a terra soffre di QRN a S 9 mente collegando la sua radio ad una eco Sette + dice di avere QRN ad S 0, secondo lui la Eco 7+ non soffre QRN perche' scollegata dal palo di sostegno......leggende metropolitane ???

ALTRO CASO

Un Amico CB di Martignacco Udine nella sua 5/8 D'onda aveva sempre dei disturbi in ricezione dovuti alle campane della chiesa che ad ogni ora suonavano e a una cabina di trasformazione ENEL, icorraggiato da 2 Amici e seguendo il consiglio del filmato ed isolando la sua Antenna dal palo di sostegno ha detto di aver ripulito la sua ricezione e di non sentire piu' i disturbi dovuti alle campane e alla cabina di trasformazione ENEL.

Penso che cosi' abbia escluso qualche circuito Loop

Forse ci ha presi in giro ???

ANTENNA ISOLATA DAL PALO DI SOSTEGNO ???

Secondo una Persona di Vicenza, la quale possiede sia una Sigma Mantova 5 ed una antenna Avanti AV-170 sostiene che durante i famosi piovaschi estivi il QRN sulla Mantova 5 salirebbe a S 9 mentre sul'antenna Avanti AV-170 resterebbe a S 0 . sempre secondo a quanto racconta l'avanti AV-170 non soffrirebbe QRN in quanto tra L'antenna ed il palo di sostegno ci sarebbe un isolatore di materiale plastico. Leggende ???

La Cosa che reputo migliore sarebbe di usufruire anche di un Trasformatore d'Isolamento simile al seguente.


POWER ISOLATOR
By RF SYSTEMS NUOVO PRODOTTO
PER LA PROTEZIONE DA FULMINI E PER LA RIDUZIONE DEL RUMORE

Collegato secondo lo schema del filmato, cosi facendo òe apparecchiature risulterebbero sempre collegate a terra secondo norme ....mentre l'antenna restando fluttuante non sarebbe piu percorsa da correnti parassite .

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In merito a questo argomento, ovviamente trattasi di argomento del tutto off topic, è interessante segnalare questa analogia dall'applicazione religiosa sul fulmine....