Systém měření proudu blesku <h3>Zaznamenání a vyhodnocování proudu blesků</h3> Zásahy bleskem způsobují pustošící poškození budov a zařízení. Náš systém měření proudu blesku LM-S nabízí řešení pro záznam a analýzu úderů blesku v exponovaných nebo rozsáhlých instalacích.

Polarizátory, popř. polarizační filtry jsou optické prvky, které způsobují polarizaci. Při tomto procesu jsou separovány elektromagnetické vlny absorpcí nebo dělením paprsků do lineárního, eliptického nebo kruhového polarizovaného světla. K využití Faradayova efektu se v tomto případě světlo lineárně polarizuje. To znamená, že jen lineárně polarizované světlo pronikne polarizačním filtrem.

Světelná vlna rozkmitá elektrony v dielektriku. Magnetické pole změní pohyb elektronů uvnitř dielektrika. Tím je ovlivněna polarizační rovina světla. Polarizační rovinu lze v zásadě otočit do jakéhokoli směru.

Grafický model ukazuje všechny důležité prvky a veličiny magnetooptického jevu v systému měření blesku. Světelná vlna Φ s definovanou intenzitou světla je optickým vláknem přiváděna na měřenou dráhu.

Polarizační filtr P1 na vstupu měřené dráhy lineárně polarizuje přiváděné světlo. Takto polarizovaná světelná vlna rozkmitá elektrony v médiu a jeho prostřednictvím se pohybuje na polarizační rovině v rámci měřené trasy. Polarizační rovinu lze magneticky ovlivnit.

Magnetické pole rázového proudu otáčí polarizační rovinou světelné vlny v médiu okolo podélné osy. Směr otáčení závisí na směru magnetických linií pole, a tím na směru průtoku proudu. Rázové proudy vyrábí např. ze záporných a kladných blesků magnetické linie pole s různými směry.

Čím větší je proud I, tím silnější je magnetické pole B a tím větší je také úhel otáčení β. Magnetické pole B1 způsobuje otáčení světelné vlny doprava a magnetické pole B2 její otáčení doleva.

Na výstupu měřené dráhy je umístěn druhý lineární polarizační filtr P2 v úhlu 45 ° ke vstupnímu polarizačnímu filtru. Tím z neovlivněné světelné vlny prostoupí výstupním polarizačním filtrem jen 50 % množství světla. V závislosti na otáčení světelné vlny propouští výstupní polarizační filtr více či méně světla. Vzniká tak měřitelný a vyhodnotitelný světelný signál.

Kladný blesk způsobuje otáčení polarizovaného světelného signálu doprava. Množství světla za druhým polarizačním filtrem se zvyšuje a nachází se mezi 50 a 100 %. Pokud úhel otáčení světelného signálu dosáhne 45°, odpovídá to 100 % hodnoty měření kladného blesku.

Záporný blesk způsobuje otáčení polarizovaného světelného signálu doleva. Množství světla za druhým polarizačním filtrem klesá a nachází se mezi 50 a 0 %. Pokud úhel otáčení světelného signálu dosáhne -45°, odpovídá to 100 % hodnoty měření záporného blesku.

Měří se množství světla za výstupním polarizačním filtrem. Z časového průběhu množství světla se odvozují typické parametry zaznamenaného rázového proudu blesku: maximální intenzita proudu, strmost proudu blesku, nabíjení a specifická energie.

V kruhovém magnetickém poli je účinná intenzita pole závislá na hloubce vložení snímače do magnetického pole svodu, jímž protéká proud.

Hloubka vložení je ve výpočtu definována poloměrem. Čím menší je poloměr, tím větší je intenzita pole. Aby byla účinná intenzita pole co možná největší, měl by být snímač namontován na svod co nejtěsněji.

Vysvětlivky:
H = intenzita pole [A/m]
r = poloměr [cm]
I = proud [A]

Poloměr je rozměr pro hloubku vložení snímače do magnetického pole a pro zaznamenávání účinné intenzity magnetického pole H. Hodnota odpovídá vzdálenosti od středové linie vodiče až k vnější hraně pouzdra snímače.

Poloměr se stanoví při instalaci. To je důležité pro kalibraci systému, protože zajišťuje stejné podmínky měření u různých podmínek zařízení.

Přes ethernetové rozhraní RJ45 vyhodnocovací jednotku snadno napojíte na standardní sítě. Přístup k získaným datům a konfigurace systému probíhají na základě interního webového serveru. Webové rozhraní se vyvolává pomocí IP adresování přes internetový prohlížeč připojeného PC.

Zásahy bleskem v těžko přístupných nebo vzdálených zařízeních, např. mořských větrných parků, nelze rozpoznat vůbec nebo pouze s velkou námahou. Systém měření proudu blesku LM-S poskytuje všechny údaje měření přes integrované webové rozhraní. Můžete tak prostřednictvím dálkového přístupu, např. pomocí mobilního telefonu, kdykoli zjistit zatížení svého zařízení.

Pomocí vyhodnocených dat lze velmi přesně odhadnout skutečné zatížení zařízení. Výsledky měření jsou stále aktuální a umožňují preventivní údržbu. Abyste zabránili následným škodám, můžete rychle přijmout opatření, pokud se zařízení zdá poškozené. Potom lze zkrátit doby výpadku nebo jim zcela zabránit. Ale když z výsledků měření vyvodíte minimální nekritické zatížení zařízení, ušetříte zbytečnou údržbu nebo servis.

Vyhodnocovací jednotka má také jedno spínací relé s vyvedeným dálkovým kontaktem. Tento rozpojovací kontakt při každé události vydá krátký impulz, který může být vyhodnocen čítačem. Tak také vzniká možnost jednoduchého nebo dodatečného vyhodnocení počtu zásahů bleskem do zařízení. Reléový kontakt zaujme klidovou polohu až po rozběhu systému. A u systémové poruchy relé odpadne. Tak se přes vzdálený kontakt zjišťuje také připravenost systému.

Tento příklad ukazuje použití systému pro zaznamenávání blesků na Hermannově památníku u německého Detmoldu. Na základech stavby z vápencového pískovce stojí měděná socha. K podstavci sochy jsou připojena tři uzemňovací vedení. S jejich pomocí se při výbojích blesků do stavby o celkové výšce více než 53 emtrů odvádí rázové proudy blesku do země. Na těchto svodičích jsou instalovány snímače. Vyhodnocovací jednotka je instalována v rozvaděči uvnitř dolní části stavby.