Secţiunea 1 - Anexa 6.1 - Evaluarea numărului anual de evenimente periculoase N - Normativ din 2011 privind proiectarea, execuţia şi exploatarea instalaţiilor electrice aferente clădirilor - Indicativ I 7-2011
M.Of. 802 bis
În vigoare Versiune de la: 12 Iulie 2023
SECŢIUNEA 1:Anexa 6.1 - Evaluarea numărului anual de evenimente periculoase N
Generalităţi
Numărul mediu anual de evenimente periculoase N datorită trăsnetelor care influenţează un obiect de protejat depinde de activitatea orajelor din regiunea în care obiectul este amplasat şi de caracteristicile fizice ale obiectului. În general, pentru calculul numărului N, se acceptă multiplicarea densităţii trăsnetelor la sol Ng cu o suprafaţă echivalentă de expunere a obiectului, ţinând seama şi de factorii de corecţie care depind de caracteristicile fizice ale obiectului.
Densitatea trăsnetelor la sol Ng este numărul trăsnetelor care cad pe km2 pe an. Această valoare este disponibilă în multe zone din lume de la reţelele de localizare a trăsnetelor.
Dacă nu este disponibilă o hartă a Ng, pentru zonele temperate se poate estima astfel:
(A6.1.1)unde Td este numărul zilelor cu oraje pe an (care pot fi obţinute din hărţile keraunice - a se vedea Anexa 6.11).
Evenimente care pot fi considerate periculoase pentru o structură de protejat sunt
- căderea trăsnetului pe structură,
- căderea trăsnetului lângă structură,
- căderea trăsnetului pe un serviciu racordat la o structură,
- căderea trăsnetului lângă un serviciu racordat la o structură,
- căderea trăsnetului pe o structură la care este racordat un serviciu.
Evenimente care pot fi considerate ca periculoase pentru un serviciu de protejat sunt
- căderea trăsnetului pe un serviciu,
- căderea trăsnetului lângă un serviciu,
- căderea trăsnetului pe structura la care este racordat un serviciu.
Evaluarea numărului mediu anual de evenimente periculoase datorită căderii trăsnetului pe o structură ND şi pe o structură racordată la extremitatea "a" a unei linii NDa
Determinarea ariei suprafeţei echivalente de expunere Ad
Pentru structurile izolate pe un teren plat, suprafaţa echivalentă de expunere Ad este aria definită de intersecţia dintre suprafaţa solului şi o linie dreaptă de pantă 1/3 care trece prin părţile cele mai înalte ale structurii (atingându-le în acele puncte) şi care se roteşte în jurul acestora. O determinare a valorii lui Ad poate fi realizată grafic sau matematic.
Structură dreptunghiulară
Pentru o structură dreptunghiulară izolată de lungime L, lăţime W, şi de înălţime H pe un sol plat, aria suprafeţei echivalente de expunere este egală cu
Ad = L x W + 6 x H x (L+W) + 9 x 
x (H)2 (A6.1.2)
x (H)2 (A6.1.2)cu L, W şi H exprimate în metri (a se vedea figura A6.1.1).
Fig. A.6.1.1 - Suprafaţa echivalentă de expunere Ad pentru o structură izolată
Structură cu formă complexă
Dacă structura are o formă complexă cum ar fi proeminenţele înalte ale unui acoperiş (a se vedea figura A6.1.2), trebuie aplicată o metodă grafică pentru evaluarea ariei Ad (a se vedea figura A6.1.3), deoarece diferenţele între valoarea maximă (Admax) şi valoarea minimă (Admin) a ariei pot să fie importante (a se vedea tabelul A6.1.1).
O valoare aproximativă acceptabilă a ariei suprafeţei echivalente de expunere este maximul dintre Admin şi suprafaţa echivalentă de expunere atribuită proeminenţei înalte a acoperişului Ad' în care aria Ad' poate fi calculată cu formula:
Ad' = 9
x (Hp)2, (A6.1.3)
x (Hp)2, (A6.1.3)unde Hp este înălţimea proeminenţei.
Diferite valori ale suprafeţei echivalente de expunere după metodele de evaluare prezentate mai sus sunt indicate în tabelul A6.1.1.
Tabelul A6.1.1 - Valori ale suprafeţei echivalente de expunere în funcţie de metoda de evaluare
Metodă grafică | Structură (dimensiuni maxime) | Structură (dimensiuni minime) | Proeminenţă Hp | |
Dimensiunile structurii m (L, W, H) | A se vedea figura A6.2 | 70 x 30 x 40 | 70 x 30 x 25 | 40 |
m2 | Ad = 47700 | Admax = 71316 | Admin=34 770 A se vedea figura A6.1.3 | Ad' = 45 240 A se vedea figura A6.1.3 |
Fig. A6.1.2 - Structură cu formă complexă
Fig. A6.1.3 - Metodă de determinare a suprafeţei echivalente de expunere pentru structura din figura A.6.1.2
Structură care face parte dintr-o clădire
Când structura S considerată constituie numai o parte a unei clădiri B, dimensiunile structurii S pot fi utilizate pentru a evalua Ad dacă următoarele condiţii sunt îndeplinite (a se vedea figura A6.1.4):
- structura S este o parte dezvoltată pe verticală separat de clădirea B;
- clădirea B nu prezintă risc de explozie;
- propagarea focului între structura S şi alte părţi ale clădirii B este evitată cu ajutorul pereţilor cu rezistenţă la foc de 120 min (REI 120) sau prin alte măsuri de protecţie echivalente;
- propagarea supratensiunilor de-a lungul liniilor comune, dacă acestea există, este evitată prin instalarea de SPD în punctul de pătrundere în structură a acestor linii sau cu ajutorul altei măsuri de protecţie echivalente.
Când aceste condiţii nu sunt îndeplinite, trebuie utilizate dimensiunile întregii clădiri B.
Fig. A6.1.4 - Structură de luat în considerare pentru evaluarea suprafeţei echivalente de expunere Ad
Amplasare relativă a unei structuri
Amplasarea relativă a unei structuri, ţine seama de prezenţa obiectelor învecinate sau de gradul de expunere al amplasamentului structurii, printr-un factor de amplasare Cd (a se vedea tabelul A6.1.2).
Tabelul A6.1.2 - Factor de amplasare Cd
Amplasare relativă | Cd |
Obiect înconjurat de obiecte mai înalte sau de copaci | 0,25 |
Obiect înconjurat de obiecte sau de copaci de aceeaşi înălţime sau mai mici | 0,5 |
Obiect izolat: nici un alt obiect în vecinătate | 1 |
Obiect izolat pe vârful unei coline sau într-un vârf de munte | 2 |
Numărul de evenimente periculoase ND pentru o structură (extremitatea "b" a unui serviciu) ND poate fi evaluat ca fiind produsul:
ND = Ng x Ad/b x Cd/b x 10-6, (A6.1.4)
unde
Ng - este densitatea de trăsnete la sol (număr de trăsnete/km2 an);
Ad/b - aria suprafeţei echivalente de expunere a structurii izolate (m2) (a se vedea figura A6.1.1);
Cd/b - factorul de amplasare al structurii (a se vedea tabelul A6.1.2).
Numărul de evenimente periculoase NDa pentru o structură adiacentă (extremitatea "a" a unui serviciu)
Numărul mediu anual de evenimente periculoase NDa datorită căderii trăsnetelor pe o structură la extremitatea "a" a unei linii (a se vedea 6.2.1.3 şi figura 6.5) poate fi evaluat ca fiind produsul:
NDa = Ng x Ad/a x Cd/a x Ct x 10-6, (A6.1.5)
unde
Ng - este densitatea de trăsnete la sol (număr de trăsnete/km2 an);
Ad/b - aria suprafeţei echivalente de expunere a structurii adiacente izolate (m2) (a se vedea figura A6.1.1);
Cd/a - factorul de amplasare al structurii adiacente (a se vedea tabelul A6.1.2).
Ct este factorul de corecţie datorită prezenţei unui transformator ÎT/JT pe serviciul la care este racordată structura, amplasat între punctul de impact al trăsnetului şi structură (a se vedea tabelul A6.1.4). Acest factor se aplică secţiilor liniei din amonte de transformator în raport cu structura.
Evaluarea numărului mediu anual de evenimente periculoase datorită căderii trăsnetului lângă structură NM
NM poate fi evaluat ca fiind produsul:
NM = Ng x (Am-Ad/b-Cd/b) x 10-6, (A6.1.6)
unde
Ng - este densitatea de trăsnete la sol (număr de trăsnete/km2 an);
Am suprafaţa echivalentă de expunere pentru căderea trăsnetului lângă structură (m2).
Suprafaţa echivalentă de expunere Am se extinde până la o linie amplasată la o distanţă de 250 m de perimetrul structurii (a se vedea figura A6.1.5).
Dacă NM < 0, NM = 0 trebuie utilizat pentru evaluare.
Evaluarea numărului mediu anual de evenimente periculoase datorită căderii trăsnetului pe un serviciu NL
Pentru un serviciu cu o singură secţie, NL poate fi evaluat prin:
NL = Ng x Al x Cd x Ct x 10-6, (A6.1.7)
unde
Ng - este densitatea de trăsnete la sol (număr de trăsnete/km2 an);
Al - suprafaţa echivalentă de expunere la căderea trăsnetului pe un serviciu (m2) (a se vedea tabelul A6.1.3 şi figura A6.1.5);
Cd - factorul de amplasare al serviciului (a se vedea tabelul A6.1.2);
Ct - factorul de corecţie datorită prezenţei unui transformator ÎT/JT amplasat între punctul de impact al trăsnetului şi structură (a se vedea tabelul A6.1.4). Acest factor se aplică secţiilor de linii din amonte de transformator în raport cu structura.
Tabelul A6.1.3 - Suprafeţe echivalente de expunere Al şi Ai în funcţie de caracteristicile serviciului
Aerian | Îngropat | |
Al | (Lc-3(Ha+Hb))6 Hc | (Lc-3(Ha+Hb)) radical din |
Ai | 1 000 Lc | 25 Lc radical din |
unde:
Al este suprafaţa echivalentă de expunere la căderea trăsnetului pe un serviciu (m2);
Ai - suprafaţa echivalentă de expunere la căderea trăsnetului lângă un serviciu (m2);
Hc - înălţimea deasupra solului a conductoarelor serviciului (m);
Lc - lungimea secţiei serviciului de la structură până la primul nod (m). Poate fi estimată o valoare maximă Lc=1 000 m;
Ha - înălţimea structurii conectate la extremitatea "a" a serviciului (m);
Hb - înălţimea structurii conectate la extremitatea "b" a serviciului (m);
- rezistivitatea solului c
nd serviciul este îngropat (
m). Poate fi estimată o valoare maximă p = 500 
m.Pentru obiectivele acestui calcul:
- când valoarea lui Lc este necunoscută, se estimează că Lc = 1 000 m;
- când valoarea rezistivităţii solului este necunoscută, se estimează că 
= 500 
m;
= 500 m;- pentru cablurile subterane care sunt pozate în întregime în zona de influenţă a unei instalaţii de legare la pământ de tipul reţea strâns buclată, suprafaţa echivalentă de expunere poate fi considerată ca fiind Ai = Al = 0;
- structura de protejat trebuie considerată ca fiind una conectată la extremitatea "b" a serviciului.
Tabelul A6.1.4 - Factor pentru transformator Ct
Transformator | Ct |
Serviciu cu transformator cu două înfăşurări | 0,2 |
Numai serviciu | 1 |
Evaluare a numărului mediu anual de evenimente periculoase datorită căderii trăsnetului lângă un serviciu NI
Pentru un serviciu cu o singură secţie (aeriană, subterană, ecranată, neecranată etc.), valoarea NI poate fi evaluată din relaţia
NI = Ng x Ai x Ce x Ct x 10-6, (A6.1.8)
unde
Ng - este densitatea de trăsnete la sol (număr de trăsnete/km2 an);
Ai - suprafaţa echivalentă de expunere la căderea trăsnetului lângă un serviciu (m2) (a se vedea tabelul A6.1.3 şi figura A6.1.5);
Ce - factorul de mediu (a se vedea tabelul A6.1.5);
Ct - factorul de corecţie datorită prezenţei unui transformator ÎT/JT amplasat între punctul de impact al trăsnetului şi structură (a se vedea tabelul A6.1.4). Acest factor se aplică secţiilor de linii din amonte de transformator în raport cu structura.
Tabelul A6.1.5 - Factor de mediu Ce
Mediu | Ce |
Urban cu clădiri înalte1) | 0 |
Urban2) | 0,1 |
Suburban3) | 0,5 |
Rural | 1 |
1) Înălţimea clădirilor mai mare de 20 m. 2) Înălţimea clădirilor se încadrează între 10 m şi 20 m. 3) Înălţimea clădirilor mai mică de 10 m. | |
Suprafaţa echivalentă de expunere Ai a serviciului este definită de lungimea sa Lc şi de distanţa laterală Di (a se vedea figura A6.1.5) la care căderea unui trăsnet lângă serviciu poate cauza supratensiuni induse de cel puţin 1,5 kV.
Fig. A6.1.5 - Suprafeţe echivalente de expunere (Ad, Am, Ai, Al).