Popis předmětu - B1B16EOB

Přehled studia | Přehled oborů | Všechny skupiny předmětů | Všechny předměty | Seznam rolí | Vysvětlivky               Návod
B1B16EOB Ekonomika ochran před bleskovými výboji
Role:PV Rozsah výuky:2P+2L
Katedra:13116 Jazyk výuky:CS
Garanti:Mikeš J. Zakončení:Z,ZK
Přednášející:Mikeš J. Kreditů:5
Cvičící:Mikeš J. Semestr:L

Webová stránka:

https://moodle.fel.cvut.cz/courses/B1B16EOB

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.

Obsah:

Cílem předmětu je poskytnout studentům na ČVUT v Praze znalosti o účincích atmosférické elektřiny, seznámit je s fenomenologií bleskového výboje, základy fyziky distribuce elektrického náboje v oblaku a mezi mrakem a zemí. Na základě studia teoretických charakteristik bouřkové aktivity (izokeraunické mapy, počet bouřkových dnů, numerické, matematické a fyzikální modely) vytvořit vhodnou volbu vnější a vnitřní ochrany proti přímým a nepřímým účinkům atmosférické elektřiny a ukázat ekonomické souvislosti zvoleného konceptu. Předmět zahrnuje také základní principy hodnocení rizik škod způsobených úderem blesku výpočtovými metodami a jejich ověřování pomocí norem IEC 62305. Součástí teoretické přípravy je také analýza škodních událostí, prediktivní a průkazná pojistná schémata atd. Pro předmět bylo vytvořeno laboratorní zázemí na FEL ČVUT v Praze.

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

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.

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

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.

Klíčová slova:

bleskový výboj, fyzika bleskového výboje, přepěťová ochrana, hromosvod

Předmět je zahrnut do těchto studijních plánů:

Plán Obor Role Dop. semestr
BPEEM2_2018 Elektrotechnika a management PV 6


Stránka vytvořena 16.6.2024 17:51:33, semestry: L/2023-4, Z/2024-5, Z/2023-4, připomínky k informační náplni zasílejte správci studijních plánů Návrh a realizace: I. Halaška (K336), J. Novák (K336)