Ochrona odgromowa i przepi ciowa 

urz dze  elektronicznych na dachach obiektów budowlanych 

 

 

Andrzej Sowa 

 

Podczas bezpo redniego wyładowania piorunowego w obiekt budowlany poprawnie zaprojektowana i wyko-

nana instalacja odgromowa powinna przej  pr d piorunowy i odprowadzi  go do ziemi. Przepływ pr du pio-

runowego powinien odby  si  bez szkody dla chronionego obiektu i w sposób bezpieczny dla ludzi przeby-

waj cych wewn trz i na zewn trz obiektu. 
W chwili obecnej pojawiaj  si  wymagania stworzenia przez urz dzenie piorunochronne warunków zapew-

niaj cych  bezawaryjne  działanie  urz dze   i  systemów  elektronicznych  pracuj cych  w  chronionych  obiek-

tach.  W  takich  przypadkach,  oceniaj c  zagro enie  piorunowe  i  dobieraj c  rodki  ochrony,  nale y  zwróci  

uwag  na urz dzenia elektryczne i elektroniczne umieszczone w miejscach szczególnie nara onych na bez-

po rednie działanie pr dów piorunowych np. na dachu lub  cianach obiektu budowlanego. 
Niedopuszczenie  do  bezpo redniego  oddziaływania  pr du  piorunowego  na  takie  urz dzenia  powinno  by   

jednym z pierwszych etapów post powania przy tworzeniu systemu ochrony odgromowej w obiekcie budow-

lanym.  Dodatkowo  nale y  zwróci   uwag   na  ograniczanie  przepi   w  instalacjach  dochodz cych  do  tych 

urz dze . 

Ochrona przed bezpo rednim działaniem pr du piorunowego 

Analizuj c zagro enie piorunowe urz dze  elektronicznych pracuj cych na dachu obiektu posiadaj cego instala-

cj  piorunochronn  nale y  zwróci  szczególn   uwag   na  przypadek bezpo redniego  uderzenia pioruna w ten 

obiekt  i  mo liwo ci  bezpo redniego  oddziaływania  pr du  piorunowego  na  urz dzenia  i  instalacje.  Dotyczy  to 

szczególnie tych urz dze , do których doł czone s  instalacje zasilaj ce lub sygnałowe dochodz ce z wn trza 

obiektu. 
Podstawowe zasady ochrony przed tego rodzaju zagro eniem przedstawiaj  normy ochrony odgromowej [2,3], w 

których stwierdzono,  e „wszystkie nadbudówki dachowe z materiałów izolacyjnych lub przewodz cych, w któ-

rych pracuj  urz dzenia elektryczne lub przetwarzaj ce informacje powinny znajdowa  si  w przestrzeni chronio-

nej przez układy zwodów”. 
Je li powy sze zalecenie nie b dzie spełnione to bezpo rednie wyładowanie piorunowe w nadbudówk  dopro-

wadzi do zniszczenia: 

•

 

samej nadbudówki oraz zainstalowanych wewn trz urz dze  elektrycznych i elektronicznych, 

•

 

urz dze  wewn trz obiektu budowlanego.   

Wymaganie umieszczenia w przestrzeni chronionej nie dotyczy nadbudówek  [3]: 

•

 

metalowych o wymiarach nie przekraczaj cych 1 m wysoko ci i 1 m

2

 powierzchni całkowitej, 

•

 

nieprzewodz cych nie wystaj cych wi cej ni  1 m nad powierzchni  tworzon  przez zwody.  

Ochron  przed bezpo rednim oddziaływaniem pr du piorunowego powinny by  równie  obj te urz dzenia i ele-

menty konstrukcyjne na dachach obiektów, do których doł czone s  przewodz ce instalacje rozprowadzane we-

wn trz  obiektu. W takich przypadkach urz dzenie piorunochronne powinno zapewni : 

-

  odpowiednie przestrzenie chronione dla urz dze  i instalacji na dachu obiektu, 

-

  wyeliminowanie ró nic potencjałów pomi dzy poszczególnymi instalacjami na dachu i wewn trz obiektu, 

-

  ochron  przed przepi ciami w instalacjach elektrycznych i elektronicznych. 

Cz

 z powy szych wymaga  mo na spełni   stosuj c odpowiednio dobrane układy zwodów pionowych lub po-

ziomych. Przestrzenie chronione tworzone przez te zwody mo na wyznaczy  przy pomocy k tów osłonowych lub 

wykorzystuj c zasad  toczonej po dachu obiektu kuli. Te miejsca na powierzchni dachu, które s  dotykane przez 

kul  s  równie  zagro one mo liwo ci  bezpo rednich uderze  piorunów (rys.1.). 

A. Sowa  Ochrona odgromowa I przepi ciowa urz dze  elektronicznych na dachach obiektów budowlanych  

 

 

Rys. 1. Tworzenie przestrzeni chronionej  0

B

  na dachu budynku 

 

 

W przypadku kompleksowego rozwi zania ochrony odgromowej przestrze  wewn trz i na zewn trz obiektu dzie-

lona jest na strefy ochrony odgromowej (LPZ – Lightning Protection Zone), w których wyst puj  okre lone wa-

runki elektromagnetyczne.  

W tworzonej  na  dachu  przestrzeni  chronionej  (tzw.  strefa  0

B

)  urz dzenia  b d   nara one  na  bezpo rednie 

oddziaływanie pola elektromagnetycznego jakie mo e powsta  podczas wyładowania piorunowego w obiekt 

budowlany.  

Wyznaczaj c obszar strefy 0

B

 nale y uwzgl dni  [2] wybrany poziom ochrony oraz wysoko  zwodu h (tabli-

ca 1). 

Układ zwodów powinien: 

•

  stworzy  odpowiedni  stref  ochron , 

•

  uniemo liwi   wyst pienie  przeskoków  iskrowych  pomi dzy  przewodami  instalacji  piorunochronnej  i 

chronionymi urz dzeniami.  

Dokładny sposób okre lania bezpiecznych odst pów jest bardzo pracochłonny i wymaga obliczenia napi cia 

jakie  wyst pi  na  odst pie  izolacyjnym  i  porównania  tej  warto ci  z  dopuszczalnymi  warto ciami  napi   dla 

danego odst pu. 

Nale y uwzgl dni  mo liwo  wyst powania na odst pie izolacyjnych napi  o ró nych kształtach zwi za-

nych ze spadkami napi  na indukcyjno ciach przewodów lub rezystancjach uziomów. 

 

W  normie  PN  IEC  61024-1  przyj to  wyznacza   minimalne  warto ci  bezpiecznych  odst pów  przy  pomocy 

prostej zale no ci, któr  przedstawiono równie  w tablicy 1. 

Dodatkow  zalet  takiego rozwi zania jest niedopuszczanie do wnikania pr du piorunowego do przewodz cych 

elementów konstrukcji dachu i jego rozpływu wewn trz obiektu.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A. Sowa  Ochrona odgromowa I przepi ciowa urz dze  elektronicznych na dachach obiektów budowlanych  

Tablica 1.   Warto ci podstawowych parametrów charakteryzuj cych wła ciwo ci ochronne zwodów na da-

chu obiektu 

20 m 

30 m 

45 m 

60 m 

Poziom 

ochrony 

                      h 

     R 

α

 [

0

] 

I 

20 m 

25 

-- 

-- 

-- 

II 

30 m 

35 

25 

-- 

-- 

III 

45 m 

45 

35 

25 

-- 

IV 

60 m 

55 

45 

35 

25 

Widok ogólny 

Przybli one zale no ci do wyznaczania 

współczynników k

c

 

d 

≥

 s 

 

 

L

k

k

k

s

m

c

i

⋅

≥

 

Warto ci współczynników : 
 

k

i 

 - 0,1 ; 0,075 i 0,05 odpowiednio dla I, II oraz III i 

IV poziomu ochrony) 

 

k

m

 -  1 w powietrzu  i 0,5 w dielektryku stałym, 

 

k

c

 - uzale niony od rozpływu pr du w obiekcie, 

 

L  - jest długo ci  mierzon  wzdłu  przewodu od-

prowadzaj cego  od  punktu  rozpatrywanego 

zbli enia  do  punktu  najbli szego  poł czenia 

wyrównawczego. 

W układach ochronnych, w których nie nast pu-

je  rozpływ  pr du  piorunowego,  współczynnik    

k

c 

= 1. 

 

 
 

 

 

 

A. Sowa  Ochrona odgromowa I przepi ciowa urz dze  elektronicznych na dachach obiektów budowlanych  

 
W przypadku  urz dze   rozmieszczonych  w  ró nych  punktach  dachu  optymalnym  rozwi zaniem  mo e  si  

okaza  utworzenie siatki zwodów nad cał  powierzchni  dachu (rys.2.). 

 

 

 

 

 

Je li stworzenie ochrony odgromowej eliminuj cej bezpo rednie oddziaływanie pr du piorunowego na urz dze-

nia instalowane na dachu obiektu jest niemo liwe do wykonania to mo na zastosowa  jedno w poni ej przedsta-

wionych rozwi za : 

•

  w instalacjach przewodz cych, którymi pr d piorunowy mo e wpłyn  do obiektu (np. rury systemu kli-

matyzacji  i wentylacji), nale y  zastosowa  elementy  izolacyjne o długo ci (grubo ci) co  najmniej  dwu-

krotnie wi kszej od wymaganych odst pów izolacyjnych, 

•

  w miejscach zbli enia instalacji odgromowej i chronionego urz dzenia lub systemu nale y zastoso-

wa  poł czenia wyrównawcze bezpo rednie lub przy pomocy iskierników. 

Odst py bezpieczne nale y równie  uwzgl dni , je li analizowane jest zagro enie urz dze  instalowanych 

na  cianach obiektu. 
 
 
 
 

Rys.2. Ochrona odgromowa urz dze  

            na dachu obiektu budowlanego

 

A. Sowa  Ochrona odgromowa I przepi ciowa urz dze  elektronicznych na dachach obiektów budowlanych  

Ograniczanie przepi  w instalacji elektrycznej 

W  obiekcie  budowlanym  do  ograniczania  przepi   w  instalacji  elektrycznej  nale y  zastosowa   wielostopniowy 

system ograniczników przepi . W przypadku zasilania urz dze  montowanych na dachach obiektów s  to naj-

cz ciej dwustopniowe systemy tworzony przez układy ograniczników klasy I i II (rys.3). 

Systemy dwustopniowych układów ograniczników klasy I i II zapewniaj  ochron  przed pr dem piorunowym 

i przepi ciami je li spełnione s  nast puj ce warunki:   

•

 

na dachu budynku urz dzenia umieszczone s  w przestrzeni chronionej (strefa 0

B

), 

•

 

dochodz ce do urz dze  przewody instalacji elektrycznej, na trasie od przył cza do urz dzenia, nie s  

nara one na bezpo rednie działanie pr du piorunowego. 

 

 

W rozwi zaniu przedstawionym na rys.3. dwustopniowy system ochrony składa si  z układów: 

•

 

ograniczników przepi  klasy I umieszczonych w pobli u miejsca wprowadzania instalacji elektrycznej do 

obiektu budowlanego (np. zł cze, szafka obok zł cza), 

•

 

ograniczników przepi  klasy II instalowanych w rozdzielnicy pi trowej lub oddziałowej z której zasilane s  

urz dzenia na dachu obiektu. 

Ograniczniki przepi  klasy II mog  by  równie  umieszczone w rozdzielnicy wewn trz urz dzenia lub nadbu-

dówki.  
Je li stosujemy powy szy system ograniczania przepi  to biegn ce na powierzchni dachu przewody insta-

lacji elektrycznej powinny by  uło one w metalowych rurkach lub kanałach.  
Innym rozwi zaniem jest uło enie przewodów w przestrzeni chronionej tworzonej przez dodatkowe zwody 

lub elementy konstrukcyjne obiektu budowlanego.  
W wi kszo ci obiektów budowlanych wymagane poziomy ograniczania przepi  przez układy ograniczników 

s  nast puj ce: 

-

  poni ej 4000 V - układy ograniczników klasy I (rys.4), 

-

  poni ej 1500 V - układy ograniczników przepi  klasy II (rys.5).  

Przedstawione zasady ochrony odgromowej dotycz  najcz ciej elementów systemów klimatyzacji i wenty-

lacji.  Przedstawione  zasady  ochrony  odgromowej  dotycz   najcz ciej  elementów  systemów  klimatyzacji  i 

wentylacji. 

Rys. 3. Rozmieszczenie układów ograniczników   

            w przypadku umieszczenia obiektu w stre 

            fie ochronnej

 

A. Sowa  Ochrona odgromowa I przepi ciowa urz dze  elektronicznych na dachach obiektów budowlanych  

Je li nie mo na wyeliminowa  zagro enia stwarzanego przez bezpo rednie oddziaływanie cz ci pr du pio-

runowego na uło one na dachu przewody instalacji elektrycznej to nale y zastosowa : 

•

 

układ ograniczników klasy I umieszczonych w pobli u miejsca wprowadzania instalacji elektrycznej do 

obiektu budowlanego (np. zł cze, szafka obok zł cza) i ograniczaj cych przepi cia do poziomu poni-

ej 4000 V, 

•

 

układ  ograniczników  klasy  I  umieszczonych  w  rozdzielnicy  zasilaj cej  urz dzenie  i  ograniczaj cych 

przepi cia do poziomu poni ej poziomu odporno ci udarowej chronionych urz dze . 

a) 

 

 

 

 

 b) 

 

 

      c) 

              

              

                

 

 

Rys.4. Ochrona instalacji elektrycznej przed działaniem pr du piorunowego: 

a) ogólny schemat poł cze , 

b) widok ogólny ogranicznika klasy I PowerPro B 50kA, 

c) prosty układ iskiernika stosowany w ograniczniku.   

 

 

 

 a) 

 

 

 

 

b) 

            

              

 

 

Rys.5. Ograniczanie przepi  w instalacji elektrycznej: 

a) ogólny schemat poł cze  w systemie sieci TN-S, 

b) widok ogólny ogranicznika czteropolowego EnerPro C TNS  

Przykład takiego układu ograniczników, który  zapewnia ochron  przed działaniem pr du udarowego o warto ci 

szczytowej do 100 kA i kształcie 10/350 (symulacja zagro enia w przypadku I poziomu ochrony odgromowej) i 

ograniczaj cy przepi cie do poziomu poni ej 1000 V  przedstawiono na rys.6. 
 

A. Sowa  Ochrona odgromowa I przepi ciowa urz dze  elektronicznych na dachach obiektów budowlanych  

Ograniczanie przepi  w systemach przesyłu sygnałów 

W urz dzeniach elektronicznych na dachach obiektów budowlanych porty wej ciowe/wyj ciowe powinny by  

równie  chronione przez jedno- lub dwustopniowy system ograniczników przepi . 

                             a) 

 

 

 

 

b) 

                               

            

 

 

Rys.6. Układ ograniczników PowerPro BCD TNS 25/100kA o poziomie ochrony poni ej 1000 V 

Dobór parametrów układów ograniczników uzale niony jest m.in. od wyst puj cego zagro enia, umiejsco-

wienia linii sygnałowych oraz wymaga  wynikaj cych z zasad działania systemu. Podstawowe wymagania 

dla zapewnienia ochrony w ro nych przypadkach zestawiono w tablicy 2. 

W  przypadku  systemu  dwustopniowego  ochron   podstawow   zapewnia  układ  odgromników  gazowanych 

umieszczony  w  pobli u  miejsca  wprowadzania  przewodów  do  obiektu  budowlanego  (rys.7.),  który  w  naj-

mniej korzystnym przypadku  powinien zapewni  ochron  przed działaniem pr dów udarowych o kształcie 

10/350 i warto ciach szczytowych dochodz cych do kilku kA. 

 

Tablica  2.  Podstawowe  rozwi zania  ochrony  portów  sygnałowych  urz dze   na  dachach  obiektów 

                     budowlanych.  

Opis układu 

Zalecane rozwi zanie 

Istnieje mo liwo  wnikania cz ci pr du piorunowego do linii przesyłu sygnałów  

uło onej na dachu obiektu budowlanego 
 
Linie  przesyłu  sygnałów  dochodz   z  zewn trz  do 

obiektu budowlanego 
 

Dwa układy ograniczników chroni ce przed działaniem 

cz ci pr du piorunowego: 

-

  układ umieszczony na wej ciu do obiektu,  

-

  układ chroni cy przy urz dzeniu. 

Linie przesyłu sygnałów nie wychodz  poza obiekt  Dwa  układy ograniczników  na  obu  ko cach  linii  prze-

syłu sygnałów (ochrona przed przepi ciami) 

Na dachu obiektu linie przesyłu sygnałów w przestrzeniach chronionych – pr dy piorunowe nie oddziałuj  na 

linie sygnałowe  
 
Linie  przesyłu  sygnałów  dochodz   z  zewn trz  do 

obiektu budowlanego 

Dwa układy ograniczników: 

-

  układ  chroni cy  przed  działaniem  cz ci  pr du  

piorunowego umieszczony na wej ciu do obiektu, 

-

  układ  umieszczony  przy  urz dzeniu  (ochrona 

przed przepi ciami) 

Linie przesyłu sygnałów nie wychodz  poza obiekt 

(długie odcinki linii  w obiekcie budowlany) 

Dwa  układy ograniczników  na  obu  ko cach  linii  prze-

syłu sygnałów (ochrona przed przepi ciami 

Linie przesyłu sygnałów nie wychodz  poza obiekt 

(krótkie  kilkumetrowe  odcinki  linii  w  obiekcie  bu-

dowlanym) 

Ograniczników mo na nie stosowa .  

A. Sowa  Ochrona odgromowa I przepi ciowa urz dze  elektronicznych na dachach obiektów budowlanych  

  a) 

 

 

 

     b)   

 

 

           c) 

 

 

      d) 

  

    

   

       

 

 

Rys.7.  Typowe  układy  poł cze   odgromników  gazowanych  tworz cych  ochron   przed  działaniem  cz ci 

pr du piorunowego (udary o kształcie 10/350); 

a) przewody nieekranowane, 

b) przewody ekranowane – ekran poł czony z lokalnym systemem wyrównywania potencjałów, 

c) przewody ekranowane – ekran izolowany od lokalnego systemu wyrównywania potencjałów, 

d) przykład ogranicznika zapieniaj cego ochron  podstawow  

 

Do ochrony przed przepi ciami najcz ciej stosowane s  ograniczniki zawieraj ce układy odgromników ga-

zowanych i diod zabezpieczaj cych. Przykład takiego układu chroni cego lini  przesyłu sygnałów o napi ciu 

znamionowym 24V= przed udarami napi ciowymi i pr dowymi przedstawiono na rys. 8.  

 

 

        

 

Rys.8. Przykład ogranicznika przepi  do ochrony portów sygnałowych 

 

Podsumowanie 

Zapewnienie  bezawaryjnego  działania  urz dze   elektronicznych  mo e  wymaga   zastosowanie  nowych 

rozwi za  przy tworzeniu instalacji piorunochronnej. Dotyczy to szczególnie urz dze  instalowanych na da-

chach obiektów budowlanych. S  one szczególnie nara one na bezpo rednie wyładowanie piorunowe i co-

raz  cz ciej  zalecane  jest  niedopuszczenie  do  bezpo redniego  oddziaływania  pr du  piorunowego  na  te 

urz dzenia.  Spełnienie powy szych wymaga  mo na osi gn  stosuj c odpowiednio dobrane układy zwo-

dów  podwy szonych  oraz  ograniczenie  przepi   dochodz cych  do  tych  urz dze   z  instalacji  elektrycznej 

oraz z linii przesyłu sygnałów. 
 
 
 
 
 
 
 
 

A. Sowa  Ochrona odgromowa I przepi ciowa urz dze  elektronicznych na dachach obiektów budowlanych  

Literatura 

1. 

PN-86/E-05003/01. Ochrona odgromowa obiektów budowlanych. Wymagania ogólne. 

2. 

PN-IEC 61024-1:2001,  Ochrona odgromowa obiektów budowlanych. Zasady ogólne. 

3. 

PN-IEC 61024-1-2. Ochrona odgromowa obiektów budowlanych. Zasady ogólne. Przewodnik B – Pro-

jektowanie, monta , konserwacja i sprawdzanie urz dze  piorunochronnych.  

4. 

PN-IEC 61312-1:2001, Ochrona przed piorunowym impulsem elektromagnetycznym. Zasady ogólne.  

5. 

PN-IEC 61643-1.Urz dzenia ograniczaj ce przepi cia doł czone do sieci rozdzielczych niskiego na-

pi cia. Wymagania techniczne i metody bada .  

6. 

PN-IEC 60364-4-443: 1999,  Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Ochrona dla zapewnie-

nia bezpiecze stwa. Ochrona przez przepi ciami. Ochrona przed przepi ciami atmosferycznymi i ł -

czeniowymi. 

7. 

Dziennik Ustaw z 2002 r. Nr 169, poz. 1386.  

8. 

Flisowski Zd. : Trendy rozwojowe ochrony odgromowej budowli. Cz

 1. Wyładowania piorunowe jako  ródło 

zagro enia. Warszawa PWN 1986. 

9. 

Trommer W., Hampe E.A.: Blitzschutzanlagen. Planen. Bauen. Prüfen. Huthing. 1997. 

10. 

Hasse P.: Überspannungsschutz von Niederspannungsanlagen. Betrieb elektronischer Geräte auch bei direk-

ten Blitzschlägen. Tüv-Verlag. 1998.