Abstrakt
Cel: Ograniczenie liczby pożarów obiektów z wydzielonymi strefami zagrożonymi wybuchem, inicjowanych przez wyładowania piorunowe pomimo stosowania norm z zakresu ochrony odgromowej.
Wprowadzenie: Przed skutkami doziemnych wyładowań piorunowych powszechnie chronione są obiekty zawierające strefy zagrożone wybuchem. Analiza danych statystycznych pozwala zauważyć, iż w latach 1951–2003 doszło do 480 pożarów zbiorników z substancjami łatwopalnymi. Spośród nich w 149 przypadkach (31,1%) jako źródło zapłonu wskazany został „piorun”. Wyładowanie piorunowe stanowi najważniejszy i najbardziej znaczący czynnik powodujący pożary.
Metodologia: Przeprowadzono analizę obowiązujących przepisów w zakresie ochrony odgromowej z uwzględnieniem specyfiki stref zagrożonych wybuchem. Zbadano przypadek pożaru powstałego w wyniku wyładowania piorunowego w Polsce. Analizę uzupełniono o badania złączy odgromowych prądem udarowym charakterystycznym dla doziemnego wyładowania piorunowego.
Wnioski: Podczas badań obserwowano dwa różne rodzaje zachowania badanych próbek. W pierwszej serii badań obiekt wytrzymał serię trzech prądów impulsowych zgodnie z klasyfikacją H normy PN-EN 62561-1 i nie uległ uszkodzeniom mechanicznym. W drugiej obserwowano mechaniczne odkształcenia badanych próbek, które skutkowały wynikiem negatywnym w świetle klasyfikacji H ww. normy. Podczas obu prób obserwowano znaczące iskrzenie na wszystkich złączach skręcanych. Znamienne jest, iż próbki złącz spełniających klasyfikację H iskrzą. Na podstawie obserwacji określono, iż iskrzenie występowało w promieniu do 2 metrów od złącza skręcanego. Tylko w przypadku elementów wykonanych z czystej miedzi iskrzenie miejsca połączenia było obserwowane z odległości poniżej 1 metra. Wyniki badań jednoznacznie wskazują, iż prowadzenie i łączenie przewodów odprowadzających prąd piorunowy przez strefę zagrożoną wybuchem może skutkować zapłonem atmosfery wybuchowej, jeśli taka w niej powstanie. W warunkach rzeczywistych bardzo trudno na istniejącej infrastrukturze dokonać niezbędnych modyfikacji mogących przeciwdziałać opisanym zjawiskom. Jedyną skuteczną metodą, która mogłaby zmniejszyć ryzyko pożaru, jest wykorzystanie izolowanego zewnętrznego systemu LPS (ang. lightning protection system). W praktyce takie działanie będzie zaakceptowane z punktu widzenia ekonomicznego tylko w przypadku zaistnienia strat piorunowych, które przewyższą koszty potencjalnych inwestycji zmniejszających ryzyko.
Słowa kluczowe: pożar, wyładowanie piorunowe, ochrona odgromowa, iskrzenie, strefy EX
Typ artykułu: studium przypadku
Bibliografia:
- Directive 1999/92/EC of the European Parliament and of the Council of 16 December 1999 on the minimum requirements for the safety and health protection of workers at workstations where explosive atmospheres may occur https://eur-lex.europa.eu/legal-content/PL/TXT/HTML/?uri=CELEX:31999L0092 [access: 17.01.2025].
- IEC 1127-1:2011. Explosive atmospheres – Explosion prevention and protection – Part 1: Basic concepts and methodology.
- IEC 1127-1:2019-10. Explosive atmospheres – Explosion prevention and protection – Part 1: Basic concepts and methodology.
- Regulation of the Minister of Economy of 8 July 2010 on minimum requirements for occupational health and safety related to the possibility of an explosive atmosphere occurring in the workplace. Journal of Laws 2010 No. 138 item 931. https://isap.sejm.gov.pl/isap.nsf/DocDetails.xsp?id=WDU20101380931 [access: 17.01.2025].
- Directive of the European Parliament and of the Council on the resilience of critical entities and repealing Council Directive 2008/114/EC https://www.gov.pl/attachment/2e86d037-1149-48d3-8b17-fef86cc9eb6b [access: 17.01.2025].
- https://pl.wikipedia.org/wiki/Atmosfera_wybuchowa [access: 17.01.2025].
- https://www.voanews.com/a/lightning-sets-off-fire-at--cuban-oil-tank-farm-dozens-hurt-/6689807.html [access: 17.01.2025].
- https://www.todayonline.com/singapore/jurong-blaze-put-out [access: 17.01.2025].
- https://www.bbc.com/news/uk-england-oxfordshire-66990100 [access: 17.01.2025].
- Lasota W., Effectiveness of fire protection of steel tanks for liquid fuels, “Fire Safety and Technology” 2008, 3, 11–33.
- IEC 62305-3:2011. Lightning protection - Part 3: Physical damage to structures and life hazard.
- Henrique M.P., Insights from 595 tank farm fires from around the world, “Process Safety and Environmental Protection” 2023, 171, 773–782, https://doi.org/10.1016/j.psep.2023.01.058.
- Persson H., Lönnermark A., Tank Fires Review of fire incidents 1951–2003, BRANDFORSK Project 513-021. SP Swedish National Testing and Research Institute 2004. https://rib.msb.se/Filer/pdf%5C19108.pdf [access: 22.01.2025].
- Unpublished data from training materials. DEHN Neumarkt 2020.
- IEC 62561-1:2017-07 – Lightning protection components (LPSC) – Part 1: Requirements for connecting components. [16] PEM CWT 1500B technical documentation, https://www.melchionielectronics.com/media/assets/files/cwt_0318/reference/CWT_0318.pdf [access: 04.02.2025].
- IEC 62305-3:2024. Protection against lightning – Part 3: Physical damage to structures and life hazard.