{"id":11681,"date":"2011-09-06T12:17:19","date_gmt":"2011-09-06T11:17:19","guid":{"rendered":"http:\/\/elektrosystemy.pl\/?p=11681"},"modified":"2015-11-06T12:30:53","modified_gmt":"2015-11-06T11:30:53","slug":"lokalne-systemy-wczesnego-ostrzegania-przed-wyladowaniami","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/elektrosystemy.pl\/?p=11681","title":{"rendered":"Lokalne systemy wczesnego ostrzegania przed wy\u0142adowaniami"},"content":{"rendered":"

\"ES_09_2011\"<\/a>Lokalne systemy wczesnego ostrzegania przed wy\u0142adowaniami atmosferycznymi (TWS ang. Thunderstorm Warning System) s\u0105 uzupe\u0142nieniem konwencjonalnej ochrony odgromowej i przeciwprzepi\u0119ciowej. Rozwi\u0105zania te stwarzaj\u0105 mo\u017cliwo\u015b\u0107 podj\u0119cia krok\u00f3w zaradczych zanim nast\u0105pi wy\u0142adowanie atmosferyczne w chroniony obiekt lub w jego pobli\u017cu. Umo\u017cliwiaj\u0105 podj\u0119cie tymczasowych dzia\u0142a\u0144 zapobiegawczych, takich jak ewakuacja ludzi z zagro\u017conego terenu lub wy\u0142\u0105czenie urz\u0105dze\u0144 na czas zagro\u017cenia.<\/strong><\/p>\n

Wy\u0142adowania atmosferyczne ka\u017cdego roku s\u0105 przyczyn\u0105 gro\u017anych pora\u017ce\u0144 ludzi oraz znacz\u0105cych strat finansowych zwi\u0105zanych z wyrz\u0105dzonymi szkodami fizycznymi. Wed\u0142ug danych statystycznych a\u017c 30% pora\u017ce\u0144 ludzi stanowi\u0105 wypadki \u015bmiertelne [1]. Straty materialne s\u0105 po\u015brednim wynikiem oddzia\u0142ywania pr\u0105du wy\u0142adowania atmosferycznego i powstaj\u0105 g\u0142\u00f3wnie z powodu po\u017car\u00f3w oraz awarii uk\u0142ad\u00f3w elektrycznych i elektronicznych.<\/p>\n

\"Rys.

Rys. 1. Idea dzia\u0142ania system\u00f3w detekcyjnych<\/p><\/div>\n

\u015arodki ochrony<\/strong><\/p>\n

W celu redukcji ryzyka zwi\u0105zanego z zagro\u017ceniem piorunowym stosuje si\u0119 powszechnie znane \u015brodki ochrony w postaci tradycyjnych instalacji odgromowych oraz, wprowadzonych na przestrzeni ostatnich dw\u00f3ch dekad, uk\u0142ad\u00f3w do ograniczania przepi\u0119\u0107. \u015arodki te w niekt\u00f3rych sytuacjach mog\u0105 okaza\u0107 si\u0119 jednak niewystarczaj\u0105ce dla zapewnienia dostatecznego bezpiecze\u0144stwa ludzi oraz wra\u017cliwej aparatury elektronicznej. Doskona\u0142ym uzupe\u0142nieniem konwencjonalnej ochrony s\u0105 lokalne systemy wczesnego ostrzegania przed wy\u0142adowaniami atmosferycznymi (TWS ang. Thunderstorm Warning System<\/em>), kt\u00f3re stwarzaj\u0105 mo\u017cliwo\u015b\u0107 podj\u0119cia krok\u00f3w zaradczych zanim nast\u0105pi wy\u0142adowanie atmosferyczne w chroniony obiekt lub w jego pobli\u017cu. Rozwi\u0105zania te umo\u017cliwiaj\u0105 podj\u0119cie tymczasowych dzia\u0142a\u0144 zapobiegawczych, takich jak ewakuacja ludzi z zagro\u017conego terenu lub wy\u0142\u0105czenie urz\u0105dze\u0144 na czas zagro\u017cenia. Systemy lokalne zapewniaj\u0105 bie\u017c\u0105ce monitorowanie stanu zagro\u017cenia piorunowego niezale\u017cnie od komunikat\u00f3w meteorologicznych oraz od komercyjnych sieci detekcji i lokalizacji wy\u0142adowa\u0144 atmosferycznych, takich jak NLDN, EUCLID, PERUN [2] czy LINET [1]. Na rynku dost\u0119pnych jest wiele lokalnych system\u00f3w wczesnego ostrzegania oferuj\u0105cych zr\u00f3\u017cnicowane mo\u017cliwo\u015bci. Prowadzone s\u0105 tak\u017ce prace Europejskiego Komitetu Normalizacyjnego Elektrotechniki (CENELEC) dotycz\u0105ce wymaga\u0144 oraz przyk\u0142ad\u00f3w zastosowa\u0144 takich system\u00f3w, zako\u0144czone opublikowaniem w tym roku dokumentu normatywnego [3].<\/p>\n

\"Rys.

Rys. 2. Idea dzia\u0142ania system\u00f3w predykcyjnych:
a \u2013 zbli\u017canie si\u0119 frontu burzowego,
b \u2013 front burzowy bezpo\u015brednio nad czujnikiem<\/p><\/div>\n

Klasyfikacja system\u00f3w<\/strong><\/p>\n

Systemy ostrzegania przed wy\u0142adowaniami atmosferycznymi mo\u017cna podzieli\u0107 przede wszystkim na detekcyjne \u2013 LDS (ang. Lightning Detection System<\/em>) i predykcyjne \u2013 LPS (ang. Lightning Prediction System<\/em>).<\/p>\n

\"Rys.

Rys. 3. Czujniki pola elektrycznego:
a \u2013 EFM [6],
b \u2013 czujnik bez element\u00f3w mechanicznych<\/p><\/div>Systemy detekcyjne<\/strong>
\nPodstawowa zasada dzia\u0142ania uk\u0142ad\u00f3w detekcyjnych polega na oszacowaniu lokalizacji doziemnych wy\u0142adowa\u0144 piorunowych na podstawie impuls\u00f3w p\u00f3l elektromagnetycznych, promieniowania optycznego lub fal akustycznych [4]. Dotychczasowa wiedza na temat zjawisk atmosferycznych [5] pozwala na wyodr\u0119bnienie sygna\u0142\u00f3w zwi\u0105zanych z wy\u0142adowaniami doziemnymi od tych, kt\u00f3re pochodz\u0105 od wy\u0142adowa\u0144 mi\u0119dzy chmurami lub od innych \u017ar\u00f3de\u0142 zak\u0142\u00f3ce\u0144. Detekcja wy\u0142adowa\u0144 doziemnych opiera si\u0119 przede wszystkim na analizie promieniowania elektromagnetycznego w zakresie ma\u0142ych cz\u0119stotliwo\u015bci rz\u0119du 30-300 kHz [3]. Stosowane s\u0105 najcz\u0119\u015bciej anteny p\u0119tlowe do pomiaru impuls\u00f3w pola magnetycznego oraz anteny pr\u0119towe dla pola elektrycznego. Rozbudowane sieci detekcji i lokalizacji wy\u0142adowa\u0144 atmosferycznych, z\u0142o\u017cone z wielu czujnik\u00f3w, obejmuj\u0105 swoim zasi\u0119giem ca\u0142e kraje a nawet kontynenty. Z wykorzystaniem metod lokalizacji takich jak TOA (ang. Time Of Arrival<\/em>) czy DF (ang. Direction Finding<\/em>) dok\u0142adno\u015b\u0107 okre\u015blenia wsp\u00f3\u0142rz\u0119dnych punktu wy\u0142adowania dla takich sieci wynosi zazwyczaj od kilkuset metr\u00f3w do jednego kilometra [4]. W przypadku lokalnych LDS, opartych na pracy pojedynczego czujnika, podawany przez producent\u00f3w zasi\u0119g osi\u0105ga najcz\u0119\u015bciej do kilkudziesi\u0119ciu kilometr\u00f3w. Odleg\u0142o\u015b\u0107 wy\u0142adowania okre\u015blana jest na podstawie por\u00f3wnania zmierzonych impuls\u00f3w pola elektromagnetycznego ze znormalizowanymi danymi statystycznymi, uwzgl\u0119dniaj\u0105cymi typowe warto\u015bci pr\u0105d\u00f3w pioruna oraz kszta\u0142ty impuls\u00f3w p\u00f3l elektrycznych i magnetycznych. Dost\u0119pne rozwi\u0105zania umo\u017cliwiaj\u0105 jedynie oszacowanie odleg\u0142o\u015bci wy\u0142adowania dla okre\u015blonych zakres\u00f3w, np.: 0-8 km, 8-16 km lub 16-32 km. Tak ma\u0142a precyzja zwi\u0105zana jest ze zmienn\u0105 natur\u0105 wy\u0142adowa\u0144 atmosferycznych i ograniczeniami wynikaj\u0105cymi z zastosowania pojedynczego czujnika. Systemy lokalne nie s\u0105 w stanie odr\u00f3\u017cni\u0107 pobliskiego wy\u0142adowania charakteryzuj\u0105cego si\u0119 ma\u0142ym pr\u0105dem pioruna od silnego wy\u0142adowania wyst\u0119puj\u0105cego w wi\u0119kszej odleg\u0142o\u015bci. Dzi\u0119ki zastosowaniu czujnik\u00f3w wykonanych w postaci dw\u00f3ch anten p\u0119tlowych u\u0142o\u017conych prostopadle wzgl\u0119dem siebie mo\u017cliwe jest tak\u017ce okre\u015blenie azymutu wy\u0142adowania. Wymagany jest do tego celu jednoczesny pomiar pola elektrycznego dla okre\u015blenia polaryzacji wy\u0142adowania. Chocia\u017c wykorzystanie anten kierunkowych zapewnia stosunkowo dobr\u0105 dok\u0142adno\u015b\u0107 [6], to dost\u0119pne systemy umo\u017cliwiaj\u0105 okre\u015blenie azymutu z rozdzielczo\u015bci\u0105 jedynie rz\u0119du 45 stopni. W celu zwi\u0119kszenia dok\u0142adno\u015bci i rzetelno\u015bci wskaza\u0144 istniej\u0105ce systemy ostrzegawcze wspomagaj\u0105 detekcj\u0119 elektromagnetyczn\u0105 wykorzystuj\u0105c tak\u017ce informacje niesione przez inne sygna\u0142y towarzysz\u0105ce wy\u0142adowaniom atmosferycznym, takie jak: promieniowanie optyczne lub tzw. radiotrzaski (zak\u0142\u00f3cenia odbioru radiowego).<\/p>\n

Systemy predykcyjne<\/strong>
\nZasada dzia\u0142ania drugiej grupy lokalnych system\u00f3w wczesnego ostrzegania \u2013 system\u00f3w predykcyjnych (LPS) opiera si\u0119 na analizie lokalnego nat\u0119\u017cenia pola elektrycznego atmosfery. W warunkach tzw. \u201e\u0142adnej pogody\u201d przy powierzchni ziemi wyst\u0119puje sta\u0142e pole elektryczne o \u015bredniej warto\u015bci oko\u0142o 100 V\/m \u2013 wektor pola E zwr\u00f3cony jest w kierunku ujemnie na\u0142adowanej ziemi. Formowaniu si\u0119 front\u00f3w burzowych w otoczeniu analizowanego terytorium towarzyszy lokalny wzrost nat\u0119\u017cenia pola (rys. 2a) na skutek gromadzenia si\u0119 \u0142adunk\u00f3w elektrycznych w chmurach burzowych (dodatnich w g\u00f3rnych partiach chmury i ujemnych u jej podstawy) [5]. Dodatkowo, poni\u017cej podstawy chmury nast\u0119puje zmiana kierunku wektora E na skutek indukowania si\u0119 \u0142adunk\u00f3w dodatnich przy powierzchni ziemi (rys. 2b). Lokalne nat\u0119\u017cenie pola elektrycznego bezpo\u015brednio przed wy\u0142adowaniem mo\u017ce osi\u0105ga\u0107 warto\u015bci rz\u0119du kilkunastu kV. Wzrost nat\u0119\u017cenia pola jest r\u00f3wnowa\u017cny wzrostowi prawdopodobie\u0144stwa wyst\u0105pienia wy\u0142adowania doziemnego, a tym samym mo\u017ce by\u0107 traktowany jako informacja o zwi\u0119kszeniu zagro\u017cenia. W przeciwie\u0144stwie do system\u00f3w detekcyjnych LDS, systemy predykcyjne LPS umo\u017cliwiaj\u0105 przewidywanie wyst\u0105pienia pobliskich uderze\u0144 pioruna. Przy ci\u0105g\u0142ej rejestracji warto\u015bci nat\u0119\u017cenia pola elektrycznego systemy LPS daj\u0105 tak\u017ce informacj\u0119 o wyst\u0105pieniu takich wy\u0142adowa\u0144, na podstawie analizy nag\u0142ych zmian nat\u0119\u017cenia pola E. Nie jest jednak mo\u017cliwe oszacowanie na tej podstawie odleg\u0142o\u015bci do wy\u0142adowania i jego azymutu.
\nJako czujniki w LPS wykorzystywane s\u0105 cz\u0119sto tzw. m\u0142ynki pola elektrycznego (EFM ang. Electric Field Mill<\/em> [7]). Ich wad\u0105 jest zastosowanie ruchomych element\u00f3w mechanicznych (rys. 3a), kt\u00f3re mog\u0105 ulec uszkodzeniu. Dost\u0119pne s\u0105 tak\u017ce systemy oparte na r\u00f3\u017cnego rodzaju rozwi\u0105zaniach nieposiadaj\u0105cych \u017cadnych ruchomych cz\u0119\u015bci (rys. 3b), dzi\u0119ki czemu s\u0105 one mniej podatne na awarie. Wed\u0142ug informacji podawanych przez producent\u00f3w, systemy predykcyjne s\u0105 w stanie ostrzec przed wy\u0142adowaniem doziemnym zagra\u017caj\u0105cym obiektowi (bezpo\u015brednim lub pobliskim) z wyprzedzeniem czasowym 8-20 minut.
\n\"ram_rst\"<\/p>\n

Ocena zagro\u017cenia<\/strong><\/p>\n

W wi\u0119kszo\u015bci system\u00f3w TWS stosuje si\u0119 najcz\u0119\u015bciej tr\u00f3j- lub czterostopniow\u0105 skal\u0119 oceny zagro\u017cenia piorunowego poprzez zdefiniowanie okre\u015blonych stan\u00f3w ostrzegawczych oznaczanych przyk\u0142adowo jako: Brak zagro\u017cenia, Uwaga, Ostrze\u017cenie, Alarm. W systemach detekcyjnych poszczeg\u00f3lne stany ostrzegawcze ustawiane s\u0105 w zale\u017cno\u015bci od odleg\u0142o\u015bci rejestrowanych wy\u0142adowa\u0144 doziemnych. Dla system\u00f3w predykcyjnych g\u0142\u00f3wne kryterium stanowi warto\u015b\u0107 nat\u0119\u017cenia lokalnego pola elektrycznego. Przyk\u0142adowe kryteria doboru stan\u00f3w ostrzegawczych przedstawiono w tablicy 1.
\nUrz\u0105dzenia detekcyjne jako systemy ostrzegawcze sprawdzaj\u0105 si\u0119 jedynie w sytuacji, gdy front burzowy zbli\u017ca si\u0119 w kierunku obszaru poddawanego ochronie. Wyzwalane s\u0105 wtedy kolejne stany ostrzegawcze wraz ze zmniejszaniem si\u0119 odleg\u0142o\u015bci rejestrowanych wy\u0142adowa\u0144. G\u0142\u00f3wn\u0105 wad\u0105 systemu LDS jest brak mo\u017cliwo\u015bci wczesnego ostrze\u017cenia w przypadku, gdy chmura burzowa zaczyna formowa\u0107 si\u0119 w rejonie po\u0142o\u017cenia czujnika. W takim przypadku mo\u017cliwa jest sytuacja, gdy najwy\u017cszy stan ostrzegawczy wyzwolony zostanie zbyt p\u00f3\u017ano \u2013 w chwili, kiedy pierwsze wy\u0142adowanie burzowe uderzy bezpo\u015brednio w chroniony obiekt. W zwi\u0105zku z tym w\u0105tpliwo\u015bci mo\u017ce budzi\u0107 nazywanie przez producent\u00f3w takich urz\u0105dze\u0144 systemami ostrzegawczymi. Systemy predykcyjne s\u0105 pozbawione tej wady, poniewa\u017c na podstawie bie\u017c\u0105cej analizy odnotowuj\u0105 wzrost nat\u0119\u017cenia pola elektrycznego ju\u017c przed pierwszym wy\u0142adowaniem burzowym.
\nNiekt\u00f3re systemy TWS \u0142\u0105cz\u0105 w sobie w\u0142a\u015bciwo\u015bci detekcji i predykcji poprzez jednoczesny pomiar impuls\u00f3w pola elektrycznego lub magnetycznego oraz monitorowanie nat\u0119\u017cenia lokalnego pola elektrycznego. Stany ostrzegawcze mog\u0105 by\u0107 w takim przypadku ustalane na podstawie kombinacji r\u00f3\u017cnych wielko\u015bci mierzonych.
\nNie istniej\u0105 obecnie \u017cadne regulacje okre\u015blaj\u0105ce, przy jakich warunkach powinien by\u0107 wyzwalany stan alarmowy. Opracowane ostatnio zalecenia normatywne CENELEC [3] r\u00f3wnie\u017c nie precyzuj\u0105 tej kwestii. Pomimo to, mo\u017cna jednak doszuka\u0107 si\u0119 pewnych podobie\u0144stw pomi\u0119dzy r\u00f3\u017cnymi systemami: zakres odleg\u0142o\u015bci detekcji wy\u0142adowa\u0144 odpowiadaj\u0105cy najwy\u017cszemu stanowi alarmowemu wynosi najcz\u0119\u015bciej oko\u0142o 8-10 km, a przyjmowane progi nat\u0119\u017cenia pola elektrycznego dla stan\u00f3w ostrzegawczych w systemach predykcyjnych wynosz\u0105 zazwyczaj 3 kV\/m i 7 kV\/m. Niekt\u00f3re systemy umo\u017cliwiaj\u0105 dostosowanie kryteri\u00f3w dla wyzwalania poszczeg\u00f3lnych stan\u00f3w ostrzegawczych lub regulacj\u0119 czu\u0142o\u015bci. W takich przypadkach powinno zaleca\u0107 si\u0119 wst\u0119pny okres obserwacji w celu dostosowania ustawie\u0144 systemu, poniewa\u017c wskazania mog\u0105 r\u00f3\u017cni\u0107 si\u0119 w zale\u017cno\u015bci od po\u0142o\u017cenia geograficznego i otaczaj\u0105cego \u015brodowiska.<\/p>\n

\"Rys.

Rys. 4. Zdalna stacja syren<\/p><\/div>\n

Mo\u017cliwo\u015bci system\u00f3w<\/strong><\/p>\n

Systemy ostrzegawcze oferuj\u0105 r\u00f3\u017cne opcje u\u0142atwiaj\u0105ce u\u017cytkownikowi zastosowanie \u015brodk\u00f3w prewencyjnych na czas zwi\u0119kszonego zagro\u017cenia piorunowego. W sk\u0142ad podzespo\u0142\u00f3w wielu system\u00f3w wchodz\u0105 stacje optycznej (lampy stroboskopowe) oraz akustycznej (syreny d\u017awi\u0119kowe) sygnalizacji alarmowej. Dzi\u0119ki sterowaniu bezprzewodowemu i mo\u017cliwo\u015bci zasilania takich stacji za pomoc\u0105 paneli solarnych (rys. 4) mog\u0105 by\u0107 one \u0142atwo rozmieszczone nawet na rozleg\u0142ych obszarach. Przyk\u0142adowe rozwi\u0105zanie zawiera zestaw lamp stroboskopowych w\u0142\u0105czanych w czasie trwania stanu Ostrze\u017cenie oraz syreny rozg\u0142aszaj\u0105ce zr\u00f3\u017cnicowane sygna\u0142y d\u017awi\u0119kowe przy wyzwoleniu stanu Alarm i po jego ust\u0105pieniu (Brak zagro\u017cenia). Dodatkowo mo\u017cliwe jest informowanie o zagro\u017ceniu poprzez wysy\u0142anie komunikat\u00f3w za po\u015brednictwem internetu
\n(e-mail) lub telefonii kom\u00f3rkowej (sms).
\nWi\u0119kszo\u015b\u0107 system\u00f3w posiada wyj\u015bcia przeka\u017anikowe umo\u017cliwiaj\u0105ce sterowanie uk\u0142adami zewn\u0119trznymi. Mo\u017cliwe jest dzi\u0119ki temu wykonanie okre\u015blonych operacji w spos\u00f3b automatyczny, bez ingerencji cz\u0142owieka.
\nIstotn\u0105 opcj\u0105, jak\u0105 powinien posiada\u0107 ka\u017cdy TWS, jest diagnostyka pracy systemu. Mo\u017cliwo\u015b\u0107 przeprowadzenia test\u00f3w poprawno\u015bci wskaza\u0144 i komunikacji pomi\u0119dzy poszczeg\u00f3lnymi podzespo\u0142ami zwi\u0119ksza niezawodno\u015b\u0107 i wiarygodno\u015b\u0107 urz\u0105dzenia.
\nNiemal wszystkie dost\u0119pne na rynku systemy ostrzegawcze maj\u0105 mo\u017cliwo\u015b\u0107 sterowania i obserwacji wskaza\u0144 za pomoc\u0105 komputera, a tak\u017ce umo\u017cliwiaj\u0105 dost\u0119p do systemu z poziomu sieci. Oprogramowanie umo\u017cliwia graficzn\u0105 prezentacj\u0119 wskaza\u0144 i archiwizacj\u0119 danych pomiarowych.<\/p>\n

Przyk\u0142ady zastosowa\u0144<\/strong>
\nsystem\u00f3w ostrzegawczych TWS<\/strong><\/p>\n

Ochrona ludzi<\/strong>
\nJednym z g\u0142\u00f3wnych zada\u0144, jakie spe\u0142niaj\u0105 systemy wczesnego ostrzegania, jest zapewnienie bezpiecze\u0144stwa ludzi w miejscach nara\u017conych na wy\u0142adowania atmosferyczne. Systemy TWS umo\u017cliwiaj\u0105 ostrze\u017cenie ludzi o zwi\u0119kszonym zagro\u017ceniu piorunowym oraz pomagaj\u0105 w podj\u0119ciu decyzji o tymczasowym przerwaniu wykonywanych prac lub ewentualnej ewakuacji. Mog\u0105 mie\u0107 zastosowanie w obiektach przemys\u0142owych, w kt\u00f3rych pracownicy znajduj\u0105 si\u0119 w miejscach szczeg\u00f3lnie wyeksponowanych na oddzia\u0142ywanie wy\u0142adowa\u0144 atmosferycznych (np. prace na wysoko\u015bciach, wie\u017ce wiertnicze) lub tam, gdzie skutki bezpo\u015bredniego wy\u0142adowania atmosferycznego mog\u0105 powodowa\u0107 szczeg\u00f3lne zagro\u017cenie (obiekty zagro\u017cone wybuchem lub ska\u017ceniem, np. rafinerie, sk\u0142ady materia\u0142\u00f3w wybuchowych).
\nMog\u0105 by\u0107 r\u00f3wnie\u017c wykorzystywane na rozleg\u0142ych terenach i obiektach rekreacyjnych (np. tarasy widokowe, parki, pola golfowe, szlaki g\u00f3rskie, zbiorniki wodne). Dobrym przyk\u0142adem, gdzie zasadne jest zastosowanie predykcyjnego systemu ostrzegania LPS, mog\u0105 by\u0107 szlaki turystyczne w okolicach szczytu g\u00f3rskiego Giewont, gdzie niemal ka\u017cdego roku odnotowywane s\u0105 przypadki pora\u017cenia turyst\u00f3w. W systemy TWS wyposa\u017cone mog\u0105 by\u0107 r\u00f3wnie\u017c obiekty imprez masowych, gdzie na niewielkim obszarze zgromadzona jest znacz\u0105ca liczba ludzi (np. koncerty, obiekty sportowe, festyny, zgromadzenia publiczne).
\nZ oczywistych wzgl\u0119d\u00f3w najskuteczniejsz\u0105 ochron\u0105 przed pora\u017ceniem ludzi jest ograniczenie dost\u0119pu do zagro\u017conego obszaru, jednak podj\u0119cie decyzji o ewakuacji obiektu lub przerwaniu wykonywanych prac jest zadaniem trudnym, zw\u0142aszcza, \u017ce mo\u017ce to si\u0119 wi\u0105za\u0107 z du\u017cymi stratami finansowymi. Nale\u017cy przy tym pami\u0119ta\u0107, \u017ce systemy TWS informuj\u0105 wy\u0142\u0105cznie o zwi\u0119kszeniu zagro\u017cenia piorunowego i \u017caden z nich nie daje stuprocentowej informacji o tym, czy nast\u0105pi bezpo\u015brednie wy\u0142adowanie w obiekt poddawany ochronie.<\/p>\n

Ochrona uk\u0142ad\u00f3w elektrycznych i elektronicznych<\/strong>
\nKolejnym zadaniem jakie spe\u0142niaj\u0105 systemy wczesnego ostrzegania jest ochrona uk\u0142ad\u00f3w elektrycznych lub elektronicznych. Skuteczn\u0105 ochron\u0119 mo\u017ce zapewni\u0107 odizolowanie wra\u017cliwej aparatury od g\u0142\u00f3wnych \u017ar\u00f3de\u0142 zak\u0142\u00f3ce\u0144 przewodzonych drog\u0105 galwaniczn\u0105, do kt\u00f3rych zaliczy\u0107 nale\u017cy w szczeg\u00f3lno\u015bci linie energetyczne i telekomunikacyjne.
\nZa pomoc\u0105 wyj\u015b\u0107 przeka\u017anikowych b\u0119d\u0105cych na wyposa\u017ceniu system\u00f3w TWS mo\u017cliwe jest prze\u0142\u0105czenie zasilania elektroenergetycznego chronionego obiektu w tryb awaryjny (np. z generatora pr\u0105dotw\u00f3rczego) lub ca\u0142kowite od\u0142\u0105czenie urz\u0105dze\u0144 od zewn\u0119trznych linii doprowadzanych do obiektu na czas trwania stanu zagro\u017cenia.
\nSystemy TWS umo\u017cliwiaj\u0105 automatyczne sterowanie bez ingerencji cz\u0142owieka, co jest istotne w przypadku obiekt\u00f3w bezobs\u0142ugowych lub gdy dzia\u0142ania musz\u0105 by\u0107 podejmowane po godzinach pracy.
\nKlasycznym przyk\u0142adem zastosowa\u0144 TWS jest ochrona uk\u0142ad\u00f3w automatyki system\u00f3w irygacyjnych p\u00f3l golfowych, kt\u00f3re s\u0105 szczeg\u00f3lnie nara\u017cone na uszkodzenie w skutek bezpo\u015brednich lub pobliskich wy\u0142adowa\u0144 atmosferycznych i s\u0105 wy\u0142\u0105czane na czas wyst\u0105pienia zagro\u017cenia. Inny praktyczny przyk\u0142ad zastosowania odnosi si\u0119 do ochrony turbin wiatrowych, kt\u00f3rych \u015bmig\u0142a mog\u0105 by\u0107 celowo wyhamowywane lub ca\u0142kowicie wy\u0142\u0105czone i ustawione w bezpiecznym po\u0142o\u017ceniu na czas zagro\u017cenia. Tymczasowe wy\u0142\u0105czenia mo\u017cna zastosowa\u0107 tak\u017ce w przypadku wszelkiej aparatury podatnej na piorunowe zak\u0142\u00f3cenia elektromagnetyczne (np. radioteleskopy).<\/p>\n

\"Rys.

Rys. 5.\u00a0Okno oprogramowania\u00a0systemu detekcyjnego\u00a0z wizualizacj\u0105 odleg\u0142o\u015bci\u00a0i azymutu wy\u0142adowa\u0144(\u017ar\u00f3d\u0142o: www.vaisala.com)<\/p><\/div>\n

Ochrona infrastruktury<\/strong>
\nIstotn\u0105 grup\u0119 zastosowa\u0144 system\u00f3w TWS stanowi tak\u017ce zabezpieczenie infrastruktury. Rozwi\u0105zania takie stosowane s\u0105 przyk\u0142adowo na lotniskach jako \u017ar\u00f3d\u0142o dodatkowych krytycznych informacji meteorologicznych przy podejmowaniu decyzji o ewentualnym wstrzymaniu ruchu powietrznego w zwi\u0105zku ze z\u0142ymi warunkami atmosferycznymi. Podobne zastosowanie systemy TWS mog\u0105 znale\u017a\u0107 do prewencyjnej ochrony kolei linowych, gdzie znane s\u0105 przypadki uwi\u0119zienia turyst\u00f3w w kolejkach g\u00f3rskich na skutek awarii uk\u0142ad\u00f3w sterowania spowodowanych uderzeniem pioruna.
\nPowy\u017cej wymieniono jedynie podstawowe zastosowania. Systemy TWS mog\u0105 by\u0107 jednak wykorzystywane wsz\u0119dzie tam, gdzie burze stwarzaj\u0105 zagro\u017cenie dla istot \u017cywych lub s\u0105 przyczyn\u0105 znacz\u0105cych problem\u00f3w technicznych. Taki przyk\u0142ad mog\u0105 stanowi\u0107 naziemne nadawcze stacje satelitarne, w kt\u00f3rych informacja o zbli\u017caj\u0105cym si\u0119 froncie burzowym mo\u017ce by\u0107 wykorzystana do zwi\u0119kszenia mocy nadawczej anten w celu zapewnienia ci\u0105g\u0142o\u015bci transmisji zak\u0142\u00f3canej podczas silnych opad\u00f3w deszczu towarzysz\u0105cych burzom.<\/p>\n

Podsumowanie<\/strong><\/p>\n

Systemy wczesnego ostrzegania przed wy\u0142adowaniami atmosferycznymi stanowi\u0105 doskona\u0142e uzupe\u0142nienie tradycyjnych \u015brodk\u00f3w ochrony odgromowej i przed przepi\u0119ciami.
\nUmo\u017cliwiaj\u0105 bie\u017c\u0105ce monitorowanie stanu zagro\u017cenia i podj\u0119cie \u015brodk\u00f3w zapobiegawczych maj\u0105cych na celu zwi\u0119kszenie bezpiecze\u0144stwa ludzi, d\u00f3br materialnych oraz \u015bwiadczenie us\u0142ug publicznych. Zr\u00f3\u017cnicowanie dost\u0119pnych na rynku system\u00f3w oraz ich funkcjonalno\u015bci umo\u017cliwia dob\u00f3r systemu w zale\u017cno\u015bci od potrzeb i oczekiwa\u0144 u\u017cytkownika. Lokalne systemy detekcyjne, podobnie jak informacje z komercyjnych sieci detekcji i lokalizacji wy\u0142adowa\u0144 atmosferycznych, alarmuj\u0105 jedynie o zbli\u017caj\u0105cych si\u0119 frontach burzowych, ale nie ostrzegaj\u0105 przed pierwszym wy\u0142adowaniem burzowym.
\nNajlepsze rozwi\u0105zanie stanowi\u0105 systemy \u0142\u0105cz\u0105ce w\u0142a\u015bciwo\u015bci detekcji i predykcji. B\u0119d\u0105ce w powszechnym u\u017cytku w Stanach Zjednoczonych Ameryki systemy wczesnego ostrzegania przed zagro\u017ceniem piorunowym znajduj\u0105 coraz szersze zastosowanie tak\u017ce w Europie.<\/p>\n

dr in\u017c. Tomasz Maksimowicz<\/strong>
\nAutor jest pracownikiem <\/strong>
\nfirmy RST<\/strong>
\ndr in\u017c. Miros\u0142aw Zielenkiewicz <\/strong>
\nAutor jest w\u0142a\u015bcicielem <\/strong>
\nfirmy RST<\/strong><\/p>\n

Bibliografia
\n[1] M. \u0141oboda, \u201ePora\u017cenia piorunem ludzi w Polsce w latach 2001-2006\u201d, elektro.info 5\/2009;
\n[2] K. L. Chrzan, \u201eSystemy rejestracji i lokalizacji wy\u0142adowa\u0144 piorunowych\u201d, elektro.info 7-8\/2006;
\n[3] EN 50536: 2011 Protection against lightning \u2013 Thunderstorm warning systems;
\n[4] P. Bodzak, \u201eDetekcja i lokalizacja wy\u0142adowa\u0144 atmosferycznych\u201d, IMGW, Warszawa, 2006;
\n[5] V. A. Rakov, M. A. Uman, Lightning: Physics and Effects, Cambridge University Press, 2003;
\n[6] G. S. Kil, S. Y. Choi, C. Y. Park, Y. K. Lee, C. H. Ahn, \u201eDesign and Fabrication of a Lightning Warning System\u201d, Int. Conf. on Electrical Eng. ICEE\u20192009, Hong Kong, 18-20 March, 2009;
\n[7] J. Hui, Z. Bihua, L. Yanxin, \u201eThe Latest Design and Development of the Field Mill Used as Atmospheric Electric Field Sensor\u201d, The 5th Asia-Pacific Conf. on Environmental Electromagnetics CEEM\u20192009, Xi\u2019an, China, 16-20 Sept., 2009.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Lokalne systemy wczesnego ostrzegania przed wy\u0142adowaniami atmosferycznymi (TWS ang. Thunderstorm Warning System) s\u0105 uzupe\u0142nieniem konwencjonalnej ochrony odgromowej i przeciwprzepi\u0119ciowej. Rozwi\u0105zania te stwarzaj\u0105 mo\u017cliwo\u015b\u0107 podj\u0119cia krok\u00f3w zaradczych zanim nast\u0105pi wy\u0142adowanie atmosferyczne w chroniony obiekt lub w jego pobli\u017cu. Umo\u017cliwiaj\u0105 podj\u0119cie tymczasowych dzia\u0142a\u0144 zapobiegawczych, takich jak ewakuacja ludzi z zagro\u017conego terenu lub wy\u0142\u0105czenie urz\u0105dze\u0144 na czas zagro\u017cenia.…<\/p>\n","protected":false},"author":3,"featured_media":11684,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[616],"tags":[468],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/elektrosystemy.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/11681"}],"collection":[{"href":"https:\/\/elektrosystemy.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/elektrosystemy.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/elektrosystemy.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/3"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/elektrosystemy.pl\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=11681"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/elektrosystemy.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/11681\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":11688,"href":"https:\/\/elektrosystemy.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/11681\/revisions\/11688"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/elektrosystemy.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/media\/11684"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/elektrosystemy.pl\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=11681"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/elektrosystemy.pl\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=11681"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/elektrosystemy.pl\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=11681"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}