Атмосферные явления с образованием молний, сопровождаемых яркими вспышками света, громом, называют грозами. Молнии – это грозовые разряды электричества, возникающие между облаками и Землей; внутри облаков.
Опасность для жизни людей, сохранности промышленных, общественных строений, высотных инженерных сооружений – дымовых труб, антенн телевидения, радиосвязи, включая сотовую; вышек, опор электрических сетей; технологического оборудования, расположенного на открытых промышленных площадках, например, для ректификационных колонн предприятий нефтепереработки представляют молнии первого типа.
Необходимость устройства молниезащиты связана с тем, что напряжение при грозовых разрядах достигает 50 млн. В, а сила тока – до 100 тыс. А; с выделением огромного количества световой, звуковой и тепловой энергии. Грозовые разряды являются электрическими взрывами, сходными с детонацией, наносящими разрушения строениям, ломающими деревья, послужившие им источниками заземления; травмируют, контузят людей, что нередко приводит к их гибели.
Молниезащитой называют комплекс технических решений, что надежно обеспечивают безопасность людей, предохранение строений различного назначения, высотных объектов; технологического, инженерного оборудования производственных объектов; коммуникаций инфраструктуры населенных пунктов, линий электропередач как от прямых ударов грозовых разрядов, электромагнитной, электростатической индукции, так и от передачи электротока через металлоконструкции, коммуникации.
Заземление и молниезащита – это то, чем согласно нормам должны быть оборудованы промышленные здания, инженерные коммуникации, а также другие объекты. Кроме того, пункт 4 статьи 50 предписывает в качестве одного из способов исключения источников зажигания устраивать защиту от молний для зданий, оборудования для повышения уровня .
Нормы устройства молниезащиты
Учитывая, что строения, сооружения, технологические установки, коммуникации довольно сильно отличаются по своему устройству, исполнению разработаны государственные, ведомственные, корпоративные нормы; стандарты, правила проектирования для организации оптимальной, эффективной защиты от грозовых разрядов для каждого типа объектов – от производственных объектов, где она впервые стала применяться, до жилых домов.
В основе норм, что регламентируют создание технической защиты от молний, опыт организации электрической безопасности строений разного вида, назначения, с учетом особенностей, присущих современным постройкам, сооружениям и коммуникациям инфраструктуры, связи.
Требования к молниезащите изложены во многих официальных документах. Проектирование, расчет молниезащиты ведется на основании следующей нормативно-технической базы:
- « ». В настоящее время действует седьмое и некоторые главы шестого издания этого основополагающего документа, без знания требований которого невозможно проектирование любых видов, типов электрических установок, оборудования, аппаратуры защиты от поражения электротоком, включая молниезащиту. Промышленная безопасность защищаемых объектов с помещений, зданий также невозможна без этого вида защиты от высоковольтных разрядов электрического тока. Это учитывают требования по организации, исполнению молниезащиты для различных видов строений, инженерных сооружений, электрических коммуникаций, указанные в нескольких главах ПУЭ. Главы 2.4, 2.5 – для воздушных линий электропередач с рабочим напряжением меньше и больше 1 кВ соответственно, включая карту районирования территории России с указанием длительности гроз в году, что необходимо при проектировании систем, устройств молниезащиты. Глава 4.2 – для распределительных устройств, электрических подстанций напряжением больше 1 тыс. В. Глава 4.3 – для преобразовательных подстанций, установок.
- . Ее предназначение видно из названия. Несмотря на то что документ утвержден еще Министерством энергетики Советского Союза, по согласованию с Госстроем, он действует и сегодня.
- Некоторые ее положения неизбежно устарели, не успевая за научно-техническим прогрессом, поэтому при проектировании современных технических систем, устройств защиты от грозовых разрядов пользуются российскими ГОСТ, идентичными стандартам Международной электротехнической комиссии; а также отечественными инструкциями по молниезащите, вышедшими в свет позднее.
- Один из этих документов СО 153-34.21.122-2003, разработанный тем же коллективом ученых, регламентирует устройство молниезащиты как строений, так и инфраструктурных коммуникаций.
- ГОСТ Р МЭК 62305-1-2010 , ГОСТ Р МЭК 62305-2-2010 , представляющие собой две части одного национального стандарта о менеджменте рисков при защите объектов от грозовых разрядов. В первой части сформулированы общие принципы, во второй – методики оценки рисков гибели, получения травм от поражения электротоком людей; полного/частичного разрушения объектов, общественных коммуникаций; экономических потерь от попадания молний.
- Важно, что при этом рассматриваются такие факторы, как , так как в расчетах учитываются пространства с огнеопасной средой – воздушной смесью паров , газов, пыли.
- ГОСТ Р МЭК 62561.1-2014 . Это первая часть национального стандарта об элементах систем защиты от молний, касающаяся требований к их частям, соединениям.
- ГОСТ Р МЭК 62561.2-2014 – к проводникам, электродам заземления.
- ГОСТ Р МЭК 62561.3-2014 – к распределительным разрядникам.
- ГОСТ Р МЭК 62561.4-2014 – к элементам крепления.
- ГОСТ Р МЭК 62561.5-2014 – к смотровым колодцам, уплотнителям электродов заземления.
Требования к проектированию, устройству заземления, защиты от молний электроустановок, оборудования зданий, линий электропередач в СССР также устанавливал СНиП 3.05.06-85 об электротехнических устройствах. Сегодня действует свод правил, выпущенный как его актуализированная версия – СП 76.13330.2016 .
Помимо норм, действующих на территории РФ, следуют упомянуть сходные требования к системам защиты от грозовых зарядов, применяемые в союзных государствах. В Республике Казахстан – это СП РК 2.04-103-2013 об устройстве молниезащиты объектов, вышедший взамен аналогичной инструкции СН РК 2.04-29-2005; в Республике Беларусь – технический кодекс о защите от молний объектов, инженерных коммуникаций.
Тип зон молниезащиты
Под системами защиты от молний объектов, инженерных, коммуникаций и технологического оборудования понимают внешние и внутренние технические устройства, позволяющие защитить их как от прямого воздействия ударов молний, так и от вторичных воздействий – электрических, электромагнитных полей, сопровождающий грозовой разряд.
Различают активные и пассивные системы защиты от молний.
Пассивная , способная перехватить молнию до ее разряда на конструкции строительного объекта, корпуса оборудования или части инженерного, коммуникационного сооружения, и отвести заряд в землю, состоит из следующих элементов:
- Приемника молний.
- Молниеотводов.
- Заземляющих устройств.
В активной системе к этим неотъемлемым элементам добавляются устройства, генерирующие восходящий поток ионов, притягивающий к себе грозовой разряд.
Проектируются, монтируются несколько видов систем молниезащиты – стержневая, тросовая, которые по результатам проведенных расчетов, в зависимости от количества стержней/тросов, их расстановки/расположения, конфигурации площади защиты, могут создавать два типа зон молниезащиты:
- А. Степень надежности защиты – от 99, 5%.
- Б – от 95%.
На практике, если строительный объект, технологическая установка, вышка, столб, антенна инженерных коммуникаций полностью находится в зоне защиты от попадания молний, вероятность их поражения грозовым электрическим разрядом стремится к нулю.
Классификация зданий и сооружений по устройству молниезащиты
Существуют следующие категории молниезащиты строительных объектов , зависящие от назначения, значимости, и возможности взрыва; – наличия, количества, вида взрывопожароопасных материалов; региональной частотности грозовых разрядов; зафиксированных попаданий молний:
- I категория , имеющая наивысший уровень защиты от возможного прямого попадания молний в объект. Это производственные объекты с наличием взрывоопасных зон классов опасности В-I, II. Тип зоны защиты – А.
- II категория . Это здания производственного, складского назначения, открытые площадки как с хранением ЛВЖ, ГЖ, так и с установленным на них технологическим оборудованием, где они обращаются; а также взрывоопасные производства, наружные установки классом опасности ниже В-Iа. Тип зоны защиты для технологического оборудования, установленного на открытых промышленных площадках – Б; для объектов – А или Б в зависимости от прогнозируемого количества грозовых разрядов в год.
- III категория . К ней относятся строительные объекты различного назначения III–V степеней стойкости к огню в районах, где годовая продолжительность гроз больше 20 часов. Основной тип молниезащиты – Б.
Определить все основные параметры системы защиты от попадания молний для любого конкретного объекта можно по таблице 1 РД 34.21.122.
Виды молниезащиты
Система молниезащиты в зависимости от категории объектов может быть нескольких видов:
- Защищающая от прямых ударов. Устройства, используемые для этого, называют молниеотводами, состоящими из несущей опоры, в качестве которой может служить сам строительный объект, приемника разряда, токоотвода и заземлителя. Применяют как стержневые, тросовые молниеотводы, так и металлическую сетку, уложенную на кровлю защищаемого объекта. Для воздушных линий электропередач используют грозозащитные тросы, принимающие разряд молнии.
- От электростатической индукции. Осуществляется путем подсоединения всего электрооборудования к системе заземления объекта.
- От электромагнитной индукции. Для этого в местах соединений устраиваются токопроводящие перемычки между участками трубопроводов, эстакад.
- От заноса электрического потенциала, вызванного грозовым разрядом. Для этого все входящие в здания, сооружения коммуникации, включая металлическую оболочку электрических кабелей напряжением до 1 тыс. В, заземляются. Воздушные линии электропередач на подходах к объекту оборудуют грозозащитными тросами, а на опорах монтируют разрядники, ограничители перенапряжения.
Средства и способы молниезащиты
К средствам защиты от грозовых разрядов электричества относят:
- стержневые приемники молний;
- грозозащитные тросы;
- сетчатые молниеприемники;
- токоотводы;
- контуры заземления строительных объектов.
Варианты исполнения молниезащиты бывают двух видов:
- Внешний, защищающий от прямого воздействия высокопотенциального электрического разряда, способного вызвать разрушения, взрывы и пожары, за счет его отвода в землю для рассеивания энергии.
- Внутренний. Для защиты от вторичных факторов прямого или близкого к защищаемому объекту удара молнии. Для этого используют различные типы специальных приборов, называемых УЗИП – устройствами защиты от импульсных перенапряжений.
Установка молниезащиты, испытание молниезащиты по окончании монтажных работ производится организациями, выполняющими электротехнические работы.
Эксплуатация молниезащиты не требует дополнительных затрат, рассчитана на длительный период. Но, осмотр молниезащиты на предмет обнаружения механических повреждений приемников разряда, токоотводящих, заземляющих элементов, связей между ними все же обязателен.
Проверка молниезащиты позволяет собственникам объектов, руководству предприятий, организаций быть уверенными, что она не подведет в опасный грозовой период.
Страница 5 из 7
4.3. Молниезащита II категории
Защита от прямых ударов молнии зданий и сооружений, относимых по устройству молниезащиты ко II категории, независимо от их высоты должна быть выполнена одним из следующих способов: отдельно стоящими или устанавливаемыми на зданиях неизолированными стержневыми или тросовыми молниеотводами, обеспечивающими зону защиты, или путем наложения молниеприемной сетки размером 6 х 6 м на неметаллическую кровлю или использования в качестве молниеприемника металлической кровли здания или сооружения. При этом:
- расстояние от отдельно стоящих молниеотводов до защищаемого здания и сооружения, а также до подземных коммуникаций не нормируется;
- величина сопротивления каждого заземлителя защиты от прямых ударов молнии должна быть не более 10 Ом, а в грунтах с удельным сопротивлением 500 Ом-м и выше допускается не более 40 Ом;
- разрешается во всех случаях объединение заземлителей защиты от прямых ударов молнии, защитного заземления электрооборудования и заземлителя защиты от электростатической индукции;
- во всех случаях рекомендуется использовать в качестве токоотводов металлические конструкции защищаемых зданий и сооружений: колонны, фермы, рамы, пожарные лестницы, металлические направляющие лифтов и т.п.; токоотводами не может служить напряженная арматура железобетонных ферм, колонн и других железобетонных конструкций; в используемых конструкциях должна быть обеспечена непрерывная электрическая связь в соединениях конструкций и арматуры, создаваемая, как правило, сваркой;
- на зданиях с покрытием по металлическим фермам установка молниеприемников или наложение молниеприемной сетки не требуется; фермы должны быть соединены токоотводами с заземлителями.
При ширине здания, защищаемого от прямых ударов молнии молниеотводами на здании или молниеприемной сеткой 100 м и более, а также при использовании металлической кровли кроме наружных заземлителей следует установить дополнительные заземлители для выравнивания потенциалов внутри здания. Эти заземлители выполняют в виде протяженных стальных полос, уложенных не более чем через ьи м по ширине здания, полосы должны имею течение не менее 100 мм 3 С наружным контуром заземлителя защиты от прямых ударов молнии, а также присоединены с шагом не более 60 м к токоотводам от молниеприемников.
Наружные металлические установки, содержащие взрывоопасные газы, пары, горючие и легковоспламеняющиеся жидкости (установки класса В-1г), должны быть защищены от прямых ударов молнии следующим образом:
- корпуса установок или отдельных емкостей при толщине металла крыши менее 4 мм должны быть защищены молниеотводами, установленными отдельно или на самом сооружении;
- корпуса установок или отдельных емкостей при толщине металла крыши 4 мм и более, а также отдельные емкости объемом менее 10 м 3 независимо от толщины металла крыши достаточно присоединить к заземлителям.
Наружные установки класса В-1г с емкостями из железобетона или синтетических материалов должны быть защищены от прямых ударов молнии устройством отдельно стоящих молниеотводов или наложением молниеприемной сетки, присоединенной к заземлителю. Защита подземных железобетонных резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов от прямых ударов молнии производится отдельно стоящими молниеотводами. При этом защите подлежит вся площадь резервуарного парка, а также площадь, прилегающая к парку на расстоянии 40 м от стенок крайних резервуаров, независимо от наличия обваловки. По вертикали защитная зона принимается равной высоте газоотводных (дыхательных) труб плюс 5 м.
Наружные установки со сжиженными газами, а также установки с взрывоопасными газами при общем объеме парка резервуаров более 100000 м 3 должны быть защищены от прямых ударов молнии отдельно стоящими молниеотводами, а корпуса металлических установок должны быть присоединены к заземлителям. К этим же заземлителям могут быть присоединены токопроводы отдельно стоящих молниеотводов.
Если на наружных установках или емкостях класса В-1г имеются газоотводные или дыхательные трубы, то они и пространство над ними должны быть защищены установкой молниеприемников непосредственно на таких трубах. Для наружных установок заземлители от прямых ударов молнии должны иметь сопротивление не более 50 Ом на каждый токопровод и к ним должны быть присоединены молниеотводы, металлические корпуса и другие металлические конструкции установок.
Присоединение к заземлителям должно осуществляться не более чем через 25 м по периметру основания установки. При этом число присоединений должно быть не менее двух.
В качестве основных заземлителей защиты от прямых ударов молнии заглубленных в землю емкостей разрешается использовать магниевые протекторы, применяемые для защиты от коррозии, при следующих условиях:
- стальной стержень, заделанный в протектор при его отливке, и присоединяемый к нему проводник токопровода должны иметь диаметр не менее
6 мм, а при высокой агрессивности грунтов - не менее 8 мм, и быть оцинкованным;
- соединение проводника токопровода и стержня протектора должно быть выполнено сваркой внахлест на длине, равной не менее 6 диаметрам проводника;
- сопротивление растеканию заземлителя должно быть не более 50 Ом.
Защита от электростатической индукции обеспечивается присоединением
всего оборудования и аппаратов, находящихся в зданиях, сооружениях и установках, к защитному заземлению электрооборудования.
Наружные установки должны быть защищены от электростатической индукции путем наложения стальной сетки на крышу емкости и прокладки токоотво- дов по стенкам не более чем через 25 м по контуру. Токопроводы должны быть присоединены к заземлителю с общей величиной сопротивления растеканию тока промышленной частоты не более 10 Ом. Указанные сетка, токоотводы и заземлители могут служить одновременно и для защиты от прямых ударов молнии.
Плавающие крыши независимо от материала и корпусов установок для защиты от электростатической индукции должны быть соединены металлическими перемычками с токоотводами или с металлическим корпусом установки не менее чем в двух точках.
Защита от электромагнитной индукции выполняется в виде устройства через каждые 25-30 м металлических перемычек между трубопроводами и другими протяженными металлическими предметами, расположенными друг от друга на расстоянии 10 см и менее. Установки перемычек в местах соединений (стыки, ответвления) металлических трубопроводов или других протяженных конструкций не требуется.
Для защиты от заноса высоких потенциалов по подземным коммуникациям их необходимо при вводе в здание или сооружение присоединить к любому заземлителю. Для защиты от заноса высоких потенциалов внешние металлические конструкции и коммуникации необходимо:
- на вводе в защищаемое здание или сооружение присоединить к заземлителю с сопротивлением не более 10 Ом;
- такое присоединение допускается осуществлять к заземлителю защиты от прямых ударов молнии; на ближайшей к сооружению опоре присоединить к заземлителю с сопротивлением не более 10 Ом;
- вдоль трассы эстакады через каждые 250-300 м присоединять к заземлителям с импульсным сопротивлением не более 50 Ом.
Ввод в здание электросетей напряжением до 1000 В, сетей телефона, радио, сигнализации и т.п. должен осуществляться только кабелем или подземной кабельной вставкой длиной не менее 50 м. Металлические броня и оболочка кабелей должны быть присоединены у ввода в сооружение к защитному заземлению электрооборудования здания.
В месте перехода воздушной линии в кабель металлическая броня и оболочка кабеля, а также штыри или крючья изоляторов линии должны быть присоединены к специальному заземлителю с сопротивлением растеканию тока не более 10 Ом, Кроме ТОГО, В месте перехода между жилами кабеля и его металлической оболочкой должна предусматриваться установка закрытого воздушного пространства.
Действующий
РД 34.21.122-87
ИНСТРУКЦИЯ
ПО УСТРОЙСТВУ МОЛНИЕЗАЩИТЫ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ
СОСТАВИТЕЛИ: д.т.н.
Э.М.Базелян - ЭНИН им. Г.М.Кржижановского, В.И.Поливанов,
В.В.Шатров, А.В.Цапенко
СОГЛАСОВАНА Госстроем
СССР, письмо N АЧ-3945-8 от 30.07.87
УТВЕРЖДЕНА
Главтехуправлением Минэнерго СССР 12.10.87
ПРЕДИСЛОВИЕ
Требования настоящей
Инструкции обязательны для выполнения всеми министерствами и
ведомствами.
Настоящая Инструкция
устанавливает необходимый комплекс мероприятий и устройств,
предназначенных для обеспечения безопасности людей
(сельскохозяйственных животных), предохранения зданий, сооружений,
оборудования и материалов от взрывов, пожаров и разрушений,
возможных при воздействиях молнии.
Настоящая Инструкция
должна соблюдаться при разработке проектов зданий и сооружений.
Настоящая Инструкция не
распространяется на проектирование и устройство молниезащиты линий
электропередачи, электрической части электростанций и подстанций,
контактных сетей, радио- и телевизионных антенн, телеграфных,
телефонных и радиотрансляционных линий, а также зданий и
сооружений, эксплуатация которых связана с применением,
производством или хранением пороха и взрывчатых веществ.
Настоящая Инструкция
регламентирует мероприятия по молниезащите, выполняемые при
строительстве, и не исключает использования дополнительных средств
молниезащиты внутри здания и сооружения при проведении
реконструкции или установке дополнительного технологического или
электрического оборудования.
При разработке проектов
зданий и сооружений помимо требований настоящей Инструкции должны
быть учтены требования к выполнению молниезащиты других действующих
норм, правил, инструкций, государственных стандартов.
С
введением в действие настоящей Инструкции утрачивает силу
Инструкция по проектированию и устройству молниезащиты зданий и
сооружений (СН 305-77).
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. В соответствии с
назначением зданий и сооружений необходимость выполнения
молниезащиты и ее категория, а при использовании стержневых и
тросовых молниеотводов - тип зоны защиты определяются по табл.1 в
зависимости от среднегодовой продолжительности гроз в месте
нахождения здания или сооружения, а также от ожидаемого количества
поражений его молнией в год. Устройство молниезащиты обязательно
при одновременном выполнении условий, записанных в графах 3 и 4
табл.1.
Таблица
1
|
Здания и сооружения |
Местоположение |
Тип зоны защиты
при использовании стержневых и тросовых молниеотводов |
Кате- |
|
|
ПУЭ
относятся к зонам классов B-I и В-II |
На всей
территории СССР |
|||
|
То же классов B-Iа, В-Iб, B-IIa |
При ожидаемом
количестве поражений молнией в год здания или сооружения 1 - зона А; при 1 - зона Б |
|||
|
Наружные
установки, создающие согласно ПУЭ
зону класса В-Iг |
На всей
территории СССР |
|||
|
Здания и
сооружения или их части, помещения которых согласно ПУЭ
относятся к зонам классов П-I, П-II, П-IIa |
Для зданий и
сооружений I и II степеней огнестойкости при 0,12 и для III-V степеней огнестойкости при
0,022 - зона Б; при 2 - зона А |
|||
|
Расположенные
в сельской местности небольшие строения III-V степеней
огнестойкости, помещения которых согласно ПУЭ
относятся к зонам классов П-I, П-II, П-IIа |
В местностях со средней продолжительностью гроз 20 ч в год и более при 0,02 |
III |
||
|
Наружные установки и открытые склады, создающие согласно ПУЭ зону классов П-III |
В местностях
со средней продолжительностью гроз 20 ч в год и более |
|||
|
Здания и
сооружения III, IIIa, IIIб, IV, V степеней огнестойкости, в которых
отсутствуют помещения, относимые по ПУЭ |
При
0,12 - зона Б, при 2 - зона А |
|||
|
Здания и
сооружения из легких металлических конструкций со сгораемым
утеплителем (IVа степени огнестойкости), в которых отсутствуют
помещения, относимые по ПУЭ
к зонам взрыво- и пожароопасных классов |
В местностях
со средней продолжительностью гроз 10 ч в год и более |
При
0,022 - зона Б, при 2 - зона А |
||
|
Небольшие
строения III-V степеней огнестойкости, расположенные в сельской
местности, в которых отсутствуют помещения, относимые по ПУЭ
к зонам взрыво- и пожароопасных классов |
В местностях
со средней продолжительностью гроз 20 ч в год и более для III,
IIIа, IIIб, IV, V степеней огнестойкости при 0,1, для IVа степени огнестойкости при
0,02 |
III |
||
|
Здания
вычислительных центров, в том числе расположенные в городской
застройке |
В местностях
со средней продолжительностью гроз 20 ч в год и более |
|||
|
Животноводческие и птицеводческие здания и сооружения III-V
степеней огнестойкости: для крупного рогатого скота и свиней на 100
голов и более, для овец на 500 голов и более, для птицы на 1000
голов и более, для лошадей на 40 голов и более |
В местностях
со средней продолжительностью гроз 40 ч в год и более |
|||
|
Дымовые и
прочие трубы предприятий и котельных, башни и вышки всех назначений
высотой 15 м и более |
В местностях
со средней продолжительностью гроз 10 ч в год и более |
III |
||
|
Жилые и
общественные здания, высота которых более чем на 25 м превышает
среднюю высоту окружающих зданий в радиусе 400 м, а также отдельно
стоящие здания высотой более 30 м, удаленные от других зданий более
чем на 400 м |
В местностях
со средней продолжительностью гроз 20 ч в год и более |
|||
|
Отдельно
стоящие жилые и общественные здания в сельской местности высотой
более 30 м |
||||
|
Общественные
здания III-V степеней огнестойкости следующего назначения: детские
дошкольные учреждения, школы и школы- |
||||
|
Открытые
зрелищные учреждения (зрительные залы открытых кинотеатров, трибуны
открытых стадионов и т.п.) |
||||
|
Здания и
сооружения, являющиеся памятниками истории, архитектуры и культуры
(скульптуры, обелиски и т.п.) |
Оценка среднегодовой
продолжительности гроз и ожидаемого количества поражений молнией
зданий или сооружений производится согласно обязательному
приложению 2; построение зон защиты различных типов - согласно
приложению 3.
1.2. Здания и сооружения,
отнесенные по устройству молниезащиты к I и II категориям, должны
быть защищены от прямых ударов молнии, вторичных ее проявлений и
заноса высокого потенциала через наземные (надземные) и подземные
металлические коммуникации.
Здания и сооружения,
отнесенные по устройству молниезащиты к III категории, должны быть
защищены от прямых ударов молнии и заноса высокого потенциала через
наземные (надземные) металлические коммуникации. Наружные
установки, отнесенные по устройству молниезащиты ко II категории,
должны быть защищены от прямых ударов и вторичных проявлений
молнии.
Наружные установки,
отнесенные по устройству молниезащиты к III категории, должны быть
защищены от прямых ударов молнии.
Внутри зданий большой
площади (шириной более 100 м) необходимо выполнять мероприятия по
выравниванию потенциалов.
1.3. Для зданий и
сооружений с помещениями, требующими устройства молниезащиты I и II
или I и III категорий, молниезащиту всего здания или сооружения
следует выполнять по I категории.
Если площадь помещений I
категории молниезащиты составляет менее 30% площади всех помещений
здания (на всех этажах), молниезащиту всего здания допускается
выполнять по II категории независимо от категории остальных
помещений. При этом на вводе в помещения I категории должна быть
предусмотрена защита от заноса высокого потенциала по подземным и
наземным (надземным) коммуникациям, выполняемая согласно пп.2.8 и
2.9 настоящей Инструкции.
1.4. Для зданий и
сооружений с помещениями, требующими устройства молниезащиты II и
III категорий, молниезащиту всего здания или сооружения следует
выполнять по II категории.
Если площадь помещений II
категории молниезащиты составляет менее 30% площади всех помещений
здания (на всех этажах), молниезащиту всего здания допускается
выполнять по III категории. При этом на
вводе в помещения II категории должна быть предусмотрена защита от
заноса высокого потенциала по подземным и наземным (надземным)
коммуникациям, выполняемая согласно пп.2.22 и 2.23 настоящей
Инструкции.
1.5. Для зданий и
сооружений, не менее 30% общей площади которых приходится на
помещения, требующие устройства молниезащиты по I, II или III
категории, молниезащита этой части зданий и сооружений должна быть
выполнена в соответствии с п.1.2 настоящей Инструкции.
Для зданий и сооружений,
более 70% общей площади которых составляют помещения, не подлежащие
молниезащите согласно табл.1, а остальную часть здания составляют
помещения I, II или III категории молниезащиты, должна быть
предусмотрена только защита от заноса высоких потенциалов по
коммуникациям, вводимым в помещения, подлежащие молниезащите: по I
категории - согласно пп.2.8, 2.9 настоящей Инструкции; по II и III
категориям - путем присоединения коммуникаций к заземляющему
устройству электроустановок, соответствующему указаниям п.1.7
настоящей Инструкции, или к арматуре железобетонного фундамента
здания (с учетом требований п.1.8 настоящей Инструкции). Такое же
присоединение должно быть предусмотрено для внутренних коммуникаций
(не вводимых извне).
1.6. В целях защиты
зданий и сооружений любой категории от прямых ударов молнии следует
максимально использовать в качестве естественных молниеотводов
существующие высокие сооружения (дымовые трубы, водонапорные башни,
прожекторные мачты, воздушные линии электропередачи и т.п.), а
также молниеотводы других близрасположенных сооружений.
Если здание или
сооружение частично вписывается в зону защиты естественных
молниеотводов или соседних объектов, защита от прямых ударов молнии
должна предусматриваться только для остальной, незащищенной его
части. Если в ходе эксплуатации здания или сооружения реконструкция
или демонтаж соседних объектов приведет к увеличению этой
незащищенной части, соответствующие изменения защиты от прямых
ударов молнии должны быть выполнены до начала ближайшего грозового
сезона; если демонтаж или реконструкция соседних объектов
проводятся в течение грозового сезона, на это время должны быть
предусмотрены временные мероприятия, обеспечивающие защиту от
прямых ударов молнии незащищенной части здания или сооружения.
1.7. В качестве
заземлителей молниезащиты допускается использовать все
рекомендуемые ПУЭ
заземлители электроустановок, за исключением нулевых проводов
воздушных линий электропередачи напряжением до 1 кВ.
1.8. Железобетонные
фундаменты зданий, сооружений, наружных установок, опор
молниеотводов следует, как правило, использовать в качестве
заземлителей молниезащиты при условии обеспечения непрерывной
электрической связи по их арматуре и присоединения ее к закладным
деталям с помощью сварки.
Битумные и
битумно-латексные покрытия не являются препятствием для такого
использования фундаментов. В средне- и сильноагрессивных грунтах,
где защита железобетона от коррозии выполняется эпоксидными и
другими полимерными покрытиями, а также при влажности грунта менее
3% использовать железобетонные фундаменты в качестве заземлителей
не допускается.
Искусственные заземлители
следует располагать под асфальтовым покрытием либо в редко
посещаемых местах (на газонах, в удалении на 5 м и более от
грунтовых проезжих и пешеходных дорог и т.п.).
1.9. Выравнивание
потенциала внутри зданий и сооружений шириной более 100 м должно
происходить за счет непрерывной электрической связи между несущими
внутрицеховыми конструкциями и железобетонными фундаментами, если
последние могут быть использованы в качестве заземлителей согласно
п.1.8 настоящей Инструкции.
В
противном случае должна быть обеспечена прокладка внутри здания в
земле на глубине не менее 0,5 м протяженных горизонтальных
электродов сечением не менее 100 мм. Электроды следует прокладывать
не реже чем через 60 м по ширине здания и присоединять по его
торцам с двух сторон к наружному контуру заземления.
1.10. Нa часто посещаемых
открытых площадках с повышенной опасностью поражения молнией
(вблизи монументов, телебашен и подобных сооружений высотой более
100 м) выравнивание потенциала выполняется присоединением
токоотводов или арматуры сооружения к его железобетонному
фундаменту не реже чем через 25 м по периметру основания
сооружения.
При невозможности
использования железобетонных фундаментов в качестве заземлителей
под асфальтовым покрытием площадки на глубине не менее 0,5 м через
каждые 25 м должны быть проложены радиально расходящиеся
горизонтальные электроды сечением не менее 100 мм и длиной 2-3 м,
присоединенные к заземлителям защиты сооружения от прямых ударов
молнии.
1.11. При возведении в
грозовой период высоких зданий и сооружений на них в ходе
строительства, начиная с высоты 20 м, необходимо предусматривать
следующие временные мероприятия по молниезащите. На верхней отметке
строящегося объекта должны быть закреплены молниеприемники, которые
через металлические конструкции или свободно спускающиеся вдоль
стен токоотводы следует присоединять к заземлителям, указанным в
пп.3.7 и 3.8 настоящей Инструкции. В зону защиты типа Б
молниеотводов должны входить все наружные площадки, где в ходе
строительства могут находиться люди. Соединения элементов
молниезащиты могут быть сварными или болтовыми. По мере увеличения
высоты строящегося объекта молниеприемники следует переносить
выше.
При возведении высоких
металлических сооружений их основания в начале строительства должны
быть присоединены к заземлителям, указанным в пп.3.7 и 3.8
настоящей Инструкции.
1.12. Устройства и
мероприятия по молниезащите, отвечающие требованиям настоящих норм,
должны быть заложены в проект и график строительства или
реконструкции здания или сооружения таким образом, чтобы выполнение
молниезащиты происходило одновременно с основными
строительно-монтажными работами.
1.13. Устройства
молниезащиты зданий и сооружений должны быть приняты и введены в
эксплуатацию к началу отделочных работ, а при наличии взрывоопасных
зон - до начала комплексного опробования технологического
оборудования.
При этом оформляется и
передается заказчику скорректированная при строительстве и монтаже
проектная документация по устройству молниезащиты (чертежи и
пояснительная записка) и акты приемки устройств молниезащиты, в том
числе акты на скрытые работы по присоединению заземлителей к
токоотводам и токоотводов к молниеприемникам, за исключением
случаев использования стального каркаса здания в качестве
токоотводов и молниеприемников, а также результаты замеров
сопротивлений току промышленной частоты заземлителей отдельно
стоящих молниеотводов.
1.14. Проверка состояния
устройств молниезащиты должна производиться для зданий и сооружений
I и II категорий один раз в
год перед началом грозового сезона, для зданий и сооружений III
категории - не реже одного раза в три года.
Проверке подлежат целость
и защищенность от коррозии доступных обзору частей молниеприемников
и токоотводов и контактов между ними, а также значение
сопротивления току промышленной частоты эаземлителей отдельно
стоящих молниеотводов. Это значение не должно превышать результаты
соответствующих замеров на стадии приемки более чем в 5 раз (см.
п.1.13 настоящей Инструкции). В противном случае проводить ревизию
заземлителя.
2. ТРЕБОВАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ МОЛНИЕЗАЩИТЫ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ
Молниезащита I категории
2.1. Защита от прямых
ударов молнии зданий и сооружений, относимых по устройству
молниезащиты к I категории, должна выполняться отдельно стоящими
стержневыми (рис.1) или тросовыми (рис.2) молниеотводами.
Рис.1. Отдельно стоящий стержневой молниеотвод
Рис.1. Отдельно стоящий стержневой молниеотвод:
1 - защищаемый объект; 2 - металлические коммуникации
Рис.2. Отдельно стоящий тросовый молниеотвод
Рис.2. Отдельно стоящий тросовый молниеотвод:
1 - защищаемый объект; 2 - металлические коммуникации
Указанные молниеотводы
должны обеспечивать зону защиты типа А в соответствии с
требованиями приложения 3. При этом обеспечивается удаление
элементов молниеотводов от защищаемого объекта и подземных
металлических коммуникаций в соответствии с пп.2.3, 2.4, 2.5
настоящей Инструкции.
2.2. Выбор заземлителя
защиты от прямых ударов молнии (естественного или искусственного)
определяется требованиями п.1.8 настоящей Инструкции.
При этом для отдельно
стоящих молниеотводов приемлемыми являются следующие конструкции
заземлителей (табл.2):
а) один (и более)
железобетонный подножник длиной не менее 2 м или одна (и более)
железобетонная свая длиной не менее 5 м;
б) одна (и более)
заглубленная в землю не менее чем на 5 м стойка железобетонной
опоры диаметром не менее 0,25 м;
в) железобетонный
фундамент произвольной формы с площадью поверхности контакта с
землей не менее 10 м;
г) искусственный
заземлитель, состоящий из трех и более вертикальных электродов
длиной не менее 3 м, объединенных горизонтальным электродом, при
расстоянии между вертикальными электродами не менее 5 м.
Минимальные сечения (диаметры) электродов определяются по
табл.3.
Таблица
2
|
Заземлитель |
Размеры,
м |
|
|
Железобетонный подножник |
||
|
Железобетонная свая |
||
|
Стальной двухстержневой: полоса размером 40х4 мм стержни диаметром 10-20 мм |
||
|
Стальной трехстержневой: полоса размером 40х4 мм, стержни диаметром 10-20 мм |
Таблица
3
|
Форма токоотвода и заземлителя |
Сечение
(диаметр) токоотвода и заземлителя, мм, проложенных |
|
|
снаружи здания
на воздухе |
||
|
Круглые токоотводы и перемычки
диаметром |
||
|
Круглые вертикальные электроды
диаметром |
||
|
Круглые горизонтальные*
электроды диаметром |
||
|
Прямоугольные электроды: |
||
|
сечением |
||
|
толщиной |
||
___________________
*
Только для выравнивания потенциалов внутри зданий и для прокладки
наружных контуров на дне котлована по периметру здания.
2.3. Наименьшее
допустимое расстояние по воздуху от защищаемого объекта до опоры
(токоотвода) стержневого или тросового молниеотвода (см. рис.1 и 2)
определяется в зависимости от высоты здания, конструкции
заземлителя и эквивалентного удельного электрического сопротивления
грунта , Ом·м.
Для зданий и сооружений
высотой не более 30 м наименьшее допустимое расстояние , м, равно:
при 100 Ом·м для заземлителя любой конструкции,
приведенной в п.2.2 настоящей Инструкции, 3 м;
при 1001000 Ом·м:
для заземлителей,
состоящих из одной железобетонной сваи, одного железобетонного
подножника или заглубленной стойки железобетонной опоры, длины
которых указана в п.2.2, а-б, ;
для заземлителей,
состоящих из четырех железобетонных свай либо подножников,
расположенных в углах прямоугольника на расстоянии 3-8 м один от
другого, или железобетонного фундамента произвольной формы с
площадью поверхности контакта с землей не менее 70 м, или искусственных заземлителей, указанных
в п.2.2г настоящей Инструкции, 4 м.
Для зданий и сооружений
большей высоты определенное выше значение должно быть увеличено на 1 м в расчете на
каждые 10 м высоты объекта сверх 30 м.
2.4. Наименьшее
допустимое расстояние от защищаемого объекта до троса в середине
пролета (см.рис.2) определяется в зависимости от конструкции
заземлителя, эквивалентного удельного сопротивления грунта, Ом·м и
суммарной длины молниеприемников и токоотводов.
При длине 200 м наименьшее допустимое расстояние
, м, равно:
при 100 Ом·м для заземлителя любой конструкции,
приведенной в п.2.2 настоящей Инструкции, 3,5 м;
при 1001000 Ом·м:
для заземлителей,
состоящих из одной железобетонной сваи, одного железобетонного
подножника или заглубленной стойки железобетонной опоры, длина
которых указана в п.2.2, а-б настоящей Инструкции, ;
для заземлителей, состоящих из четырех железобетонных свай или подножников, расположенных на расстоянии 3-8 м один от другого, или искусственных заземлителей, указанных в п.2.2г настоящей Инструкции, Произошла ошибка
Платеж не был завершен из-за технической ошибки, денежные средства с вашего счета
списаны не были. Попробуйте подождать несколько минут и повторить платеж еще раз.
Страница 6 из 7
4.4. Молниезащита III категории
Здания и сооружения, отнесенные по устройству молниезащиты к III категории, должны иметь защиту от прямых ударов молнии. При этом в отличие от требований к защите от прямых ударов молнии зданий и сооружений, отнесенных ко II категории:
- молниеприемная сетка должна иметь ячейки площадью не более 150 м 2 (например 12 х 12 или 6 х 24 м);
- величина импульсного сопротивления каждого заземлителя от прямых ударов молнии должна быть не более 20 Ом; в грунтах с удельным сопротивлением 500 Ом-м и выше во всех случаях допускается сопротивление каждого заземлителя принимать не более 40 Ом.
Наружные металлические установки или отдельные емкости, содержащие горючие жидкости с температурой вспышки паров выше 45°С (установки класса П-Ш), должны быть защищены от прямых ударов молнии следующим образом:
- корпуса установок для емкостей при толщине металла крышки менее 4 мм должны быть защищены молниеотводами, установленными отдельно или на самом сооружении;
- при толщине металла крышки 4 мм и более корпуса установок или емкостей должны быть заземлены;
- корпуса емкостью менее 10 м 3 независимо от толщины металла крышки должны быть заземлены.
Установки с корпусами из железобетона или синтетических материалов должны быть защищены от прямых ударов молнии отдельно стоящими или установленными на них молниеотводами или путем наложения молниеприемной сетки с присоединением ее к заземлителю.
Пространство над газоотводными и дыхательными трубами может не входить в зону защиты молниеприемников. Заземлители для таких установок должны иметь импульсное сопротивление не более 50 Ом.
Установки с корпусами из железобетона или синтетических материалов и плавающие крышки должны также иметь защиту от электростатической индукции путем наложения стальной сетки на крышу емкостей и прокладки токоотводов по стенам емкостей не более чем через 25 м.
Неметаллические вертикальные вытяжные трубы промышленных предприятий и котельных, водонапорные башни, пожарные вышки высотой 15 м и более следует защищать от прямых ударов молнии молниеотводами, установленными на них. Для труб высотой до 50 м достаточно установить один молниеприемник и один наружный токоотвод. Трубы высотой более 50 м должны быть обеспечены не менее чем двумя молниеприемниками, расположенными симметрично по трубе, и двумя наружными токоотводами. Высота молниеприемников для труб до 100 м должна определяться расчетом зоны защиты.
Для труб высотой 100 м и более по периметру верхнего торца следует уложить стальное кольцо сечением не менее 100 мм 2 , к которому должно быть приварено не менее двух токоотводов. Такие же кольца должны быть проложены не реже чем через каждые 12 м по высоте трубы и присоединены сваркой к токоотводам в местах пересечения.
Защита от заноса высоких потенциалов по внешним наземным металлическим коммуникациям осуществляется путем заземления на вводе в защищаемое здание и присоединения к заземлителю с сопротивлением растеканию 20 Ом, а также первой опоры. Защита от заноса высоких потенциалов по B Л до 1000 В осуществляется по рекомендациям ПУЭ.
Удар молнии способен привести к разрушению промышленных и жилых сооружений, пожару, взрыву, выходу из строя линий электропередач (ЛЭП), электроустановок и средств информационно - коммуникационных технологий (ИКТ), а также опасен для людей и животных. Особенно опасна эта природная стихия для так называемых критически важных объектов. Поэтому в качестве средств защиты объектов и строений необходим целый комплекс мер, причем как организационного, так и научно-технического характера. Эта совокупность мер и получила название - молниезащита. Она служит для снижения рисков воздействия такого рода катаклизмов на промышленную и гражданскую инфраструктуру.
От степени пожароопасности (или от риска взрыва) здания или строения зависит уровень тяжести последствий от удара молнии. Дополнительно надо учесть возможность искрений в перекрытиях, которые могут быть вызваны сопутствующими молнии воздействиями. К примеру, на производствах, на которых используется открытый огонь и протекают процессы горения, применяются, как правило, несгораемые конструкции. В таком случае, протекание тока молнии не вызывает большой опасности. А вот если в цехах находятся взрывоопасные вещества, то возникает повышенный риск человеческих жертв и огромных материальных убытков. Для специалиста налицо огромный разброс технологических условий для разного рода зданий, объектов и организаций. И в таком случае, предъявить для всех этих объектов одинаковые требования к молниезащите означает либо вложить лишние финансовые средства в проектирование систем защиты, либо же смириться с неизбежностью больших рисков и ущерба, вызванного негативными последствиями ударов молнии. При проектировании систем молниезащиты необходимо учесть и метеорологическую обстановку в данном регионе. Например, статистика гроз в Норильске будет отличаться от статистики гроз в Сочи. Поэтому международные нормативные документы предписывают проектировщикам произвести расчет рисков и потенциального ущерба от воздействия молний. В результате этих причин, здания и строения стали подразделять на классы (уровни защиты), которые различаются по степени тяжести возможного ущерба от поражения молнией. А такой фактор, как активность гроз и молний в соответствующей географической точке, где расположен защищаемый объект, определяет категорию молниезащиты.
Нормативная правовая и технологическая база классификации защищаемых объектов
Международная практика по созданию правовых нормативных документов в области молниезащиты и электробезопасности предусматривает разработку следующих материалов: технические регламенты (ТР), технические кодексы устоявшейся практики (ТКП), международные стандарты (ИСО/МЭК), национальные стандарты (ГОСТ), ведомственные инструкции и руководящие документы (РД).
В области молниезащиты и электробезопасности объектов промышленного и гражданского назначения наиболее часто используемыми при проектировании, монтаже и сертификации (категорировании) нормативными материалами являются следующие:
- "Инструкции по молниезащите зданий и сооружений" (РД 34.21.122-87);
- "Инструкции по молниезащите зданий, сооружений и промышленных коммуникаций" (СО-153-34.21.122-2003);
- ГОСТ Р МЭК 62305-1-2010. Менеджмент риска. Защита от молнии. Часть 1. Общие принципы;
- ГОСТ Р МЭК 62305-2-2010. Менеджмент риска. Защита от молнии. Часть 2. Оценка риска;
- МЭК 62305-3-2010. Защита от атмосферного электричества. Часть 3. Физические повреждения зданий, сооружений и опасность для жизни;
- МЭК 62305-4:2010 Защита от молнии. Часть 4. Электрические и электронные системы в зданиях (сооружениях);
- Правила устройства электроустановок (ПУЭ). 7-ое издание (утв. приказом Минэнерго РФ от 8 июля 2002 г. N 204) .
Классы и уровни молниезащиты строений и объектов промышленных и гражданских объектов
В соответствие с вышеизложенными обстоятельствами давайте проанализируем выше упомянутые нормативные документы на предмет классификации и категорирования защищаемых объектов.
"Инструкция по молниезащите зданий и сооружений" (РД 34.21.122-87)
Является самым старым, в хронологическом плане, нормативным документом времён СССР (в дальнейшем будем коротко называть его РД). Это документ прямого действия, он имел исключительную юридическую силу, и все организации были обязаны его применять вне зависимости от их ведомственной принадлежности. Согласно данной инструкции деление зданий и сооружений их целевому назначению и типу молниезащитных систем проводилось по трём категориям, которые подразделялись ещё на классы взрывоопасных и пожароопасных зон, определённых в ПУЭ, а также по типу зоны защиты, которой приписывается определенная надежность
— 0,995 для зоны А и 0,95 для зоны Б.
- Защита от прямых ударов молнии зданий и сооружений, которые относятся по устройству молниезащиты к I категории (согласно РД), обычно реализуется с помощью отдельно стоящих стержневых или тросовых молниеотводов.
С помощью таких молниеотводов обеспечивается зона защиты типа А (см. РД, приложение 3). Элементы молниеотводов должны быть удалены от защищаемого объекта, а также от подземных металлических коммуникаций. Можно выбрать естественный или искусственный заземлитель (см. п.1.8. РД).
Конструкции заземлителей, допустимые для отдельно стоящих молниеотводов:
- а) железобетонный подножник (один или несколько), его длина не менее 2 м или же железобетонная свая (может быть несколько), ее длина не менее 5 м;
- б) стойка железобетонной опоры (диаметр не менее чем 0,25 м, заглублена в землю не менее чем на 5 м);
- в) железобетонный фундамент произвольной формы (площадь поверхности контакта с землей не менее 10 м2);
- г) искусственный заземлитель может состоять из 3-х вертикальных электродов и более длиной не менее 3 м, которые объединены горизонтальным электродом, расстояние между этими вертикальными электродами не менее 5 м.
Защита от заноса высокого потенциала выполняется согласно п.2.2., 1.8. РД.
- Защита от прямых ударов молнии зданий и сооружений, которые относятся по устройству молниезащиты к II категории (согласно РД), обычно реализуется таким образом: устанавливаются отдельно стоящие стержневые или тросовые молниеотводы.
Или же они устанавливаются прямо на защищаемом объекте. Они обеспечивают зону защиты в соответствии с требованиями РД (см. табл. 1, п. 2.6 и приложение 3.) При установке молниеотводов на защищаемом объекте от каждого стержневого молниеприемника или каждой стойки тросового молниеприемника должно быть проведено не менее 2-х токоотводов. Когда уклон кровли здания не более 1:8 можно применить молниеприемную сетку. Установка молниеприемников или наложение молниеприемной сетки не обязательно для строений с металлическими фермами, если выполняются условия, при которых в их кровлях используются несгораемые или трудносгораемые утеплители и гидроизоляция.
На зданиях с металлической кровлей в качестве молниеприемника должна использоваться сама кровля.
Токоотводы от металлической кровли или молниеприемной сетки прокладываются к заземлителям не реже чем через 25 м по периметру здания.
При удельном сопротивлении грунта менее 500 Ом*м и площади здания более 250 кв. м. , а также в грунте с удельным сопротивлением от 500 до 1000 Ом*м при площади здания более 900 кв.м. выполняется горизонтальный контур вокруг здания на глубине 0,5 м. В первом случае, если площадь здания менее 250 кв.м., в месте соединения токоотвода приваривается по одному вертикальному или горизонтальному лучевому электроду длиной 2-3 метра, а во втором случае при площади менее 900 кв.м. приваривается не менее двух электродов.
- Защита от прямых ударов молнии зданий и сооружений, относимых по устройству молниезащиты к III категории, должна выполняться одним из способов, указанных в РД (см.п.2.11, соблюдая также п. 2.12. и 2.14. РД), например, с помощью прокладки моолниеприёмной сетки. При прокладке такой сетки в качестве токоотводов используются металлические конструкции зданий.
Во всех возможных случаях для объектов III категории в качестве заземлителей для защиты от прямых ударов молнии рекомендуется применять железобетонные фундаменты самих зданий. Если же нет такой возможности, то вполне применимы и искусственные заземлители. Искусственный заземлитель обычно изготовлен из двух и более вертикальных электродов длиной не менее 3 м, которые объединены горизонтальным электродом длиной не менее 5 м.
Если же рекомендовано использовать в качестве молниеприемников сетки или металлической кровли, то по всему периметру здания в земле на глубине не менее 0,5 м прокладывают наружный контур, который изготовлен из горизонтальных электродов. В зданиях, площадь которых более 100 м, наружный контур заземления может быть использован для выравнивания потенциалов внутри здания (п.1.9. РД). Заземлитель защиты от прямых ударов молнии должен быть объединен с заземлителем электроустановки (п.1.7 ПУЭ).
Для защиты от заноса высокого потенциала по внешним наземным (надземным) металлическим коммуникациям их необходимо на вводе в здание или сооружение присоединить к заземлителю защиты от прямых ударов молний.
"Инструкция по молниезащите зданий, сооружений и промышленных коммуникаций" (СО 153-34.21.122-2003)
Далее СО, документ, носящий рекомендательный характер, пришедший на смену РД, но его не отменивший, не внёс определённости в область классификации и категорирования объектов защиты от воздействия атмосферного электричества. Во-первых, он не преемственен с предыдущим нормативным документом - РД, а во-вторых анонсированные справочные и руководящие материалы в качестве приложений к СО так и не вышли. В итоге Ростехнадзор в своём разъяснении о совместном применении РД и СО №10-03-04 / 182 от 01. 12. 2004 разрешил совместное (комбинированное) применение двух инструкций, что окончательно запутало и так не простую ситуацию с правоприменительной базой в области молниезащиты строений и сооружений промышленного и гражданского назначения. Так в чём же особенности этого документа? Во-первых, в отличие, от РД, в котором предусматривалось 3 категории объектов, выделенных по уровню их защищённости от воздействия молнии, в СО вводится уже 4 класса объектов по параметрам молниезащитных систем. Во-вторых, регулятор предлагает ввести классификатор по воздействиям тока молнии. Это сделано, чтобы каким-то образом нормировать средства защиты от прямых ударов молнии. В целом этот нормативный документ приближен к рекомендациям МЭК, но полного соответствия с ними не имеет, а в основном своём предназначении СО определяет надежность защиты для обычных и специальных объектов в соответствии с уровнем защиты, который устанавливается отраслевыми РД для объектов различного типа и назначения.
ГОСТ Р МЭК 62305-1,2,3,4-2010
- - серия документов МЭК, возведенных уже в ранг государственных стандартов РФ в части организации систем защиты от молний причем и для промышленных, и для гражданских сооружений. Из рабочей практики нам известно, что обеспечить абсолютную защиту от молнии невозможно. Поэтому технические руководства, которые доступны в настоящей серии стандартов, позволяют разработать эффективные cистемы молниезащиты (МЗ), обеспечивающие существенное понижение рисков (возможного ущерба) от поражения молнией до приемлемого уровня, а остаточные риски перевести в плоскость страховых случаев. С помощью данной серии стандартов стало возможно интегрировать всю совокупность мер защиты в общую систему. Также были выделены целых 2 группы критериев для проектирования и применения мер защиты:
- комплекс защитных мер, который необходим для снижения уровня повреждения объектов, а также для уменьшения угрозы опасности для жизни персонала, находящегося в здании, образует первую группу (МЭК 62305-3);
- совокупность мер защиты, которые требуются для уменьшения количества случаев выхода из строя электрических схем, которые расположены в строениях образуют вторую группу (МЭК 62305-4).
Только приняв во внимание все параметры защищаемого объекта, проектировщик выбирает соответствующие уровни защиты от молнии.
В данной серии стандартов установлены 4 класса МЗ (I - IV), а уже в соответствие им установлены уровни молниезащиты (см. МЭК 62305-1, табл. 1).
Любой класс можно описать определёнными параметрами, которые считаются либо зависящими от уровня молниезащиты или независящими:
Параметры, которые зависят от класса МЗ:
- параметры, описывающие молнию (см. МЭК 62305-1, табл. 3,4,5);
- катящаяся сфера (берется ее R), ячейка (берется ее размер), величина угла защиты (см. МЭК 62305-3, п. 5.2.2);
- расстояния между токоотводами (типичные), расстояния между кольцевыми проводниками (см. МЭК 62305-3,п. 5.3.3);
- расстояния от места опасного искрения, которые можно считать неопасными (см. МЭК 62305-3, п.6.3);
- длина заземлителей (берется минимальная величина), (см. МЭК 62305-3, п.5.4.2).
Параметры, которые не зависят от класса МЗ:
- величина уравнивания грозовых потенциалов (см. МЭК 62305-3, п. 6.2);
- замеряемая толщина листов из металла (минимальное значение), а также металлических труб, находящихся в молниеприемниках (см. МЭК 62305-3, п.5.2.5);
- материалы МЗ, условия применения этих материалов (см. МЭК 62305-3, п.5.5);
- параметры молниеприёмников (материал, из которого они сделаны, минимальные размеры, конфигурация). Здесь же рассматриваем токоотводы и заземлители (см. МЭК 62305-3, п.5.6).
Остановимся более подробно на данном пункте, т.к. его трактовка в разных нормативных документах имеет некоторые отличительные особенности.
При рассмотрении рассеивания высокочастотного тока молнии в земле и с целью минимизирования любых опасных перенапряжений конфигурация и размеры системы заземления являются важными критериями. Как правило, рекомендуется низкое сопротивление заземления (по возможности менее 10 Ом, измеренное на низкой частоте). Для молниезащиты предпочтительнее использовать встроенный в здание и пригодный для всех целей отдельный заземлитель (например, для молниезащиты, систем электропередачи и связи).
Системы заземления должны соединяться в соответствии с требованиями МЭК 62305-3, п. 6.2. Используют два основных конструктивных типа (А и В) размещения заземляющих электродов.
Расположение типа А: Данный тип размещения включает горизонтальные или вертикальные электроды, установленные за пределами защищаемого здания и присоединенные к каждому токоотводу. В расположении типа А общее количество используемых заземляющих электродов должно быть не менее двух.
Расположение типа В: Данный тип расположения включает либо кольцевой проводник, находящийся за пределами защищаемого здания, соприкасающийся с почвой на 80 % своей полной длины, либо заземляющий электрод в фундаменте. Эти заземляющие электроды также могут быть сетчатыми. Расположение заземления типа B рекомендуется использовать для зданий с электронными системами, т.к. оно позволяет снизить влияние помех и перенапряжений. Параметры заземляющих электродов определены в МЭК 62305-3, п. 5.4.2.2.
Тем не менее, исходя из общего совокупного анализа действующих нормативных документов, можно построить условную классификацию объектов молниезащиты по уровням МЗ.
Объект I-го класса МЗ
Объект: специальный (критически важный), опасный для окружающей среды, жизнедеятельности человека и животных. Тип объекта: химическое и нефтехимическое производство, биохимические и бактериологические концерны, производство взрывчатки, атомные электростанции и др.
Гарантированная надёжность защиты от прямого удара молнии - 0,98 (для отдельной категории объектов зоны А может устанавливаться более высокий уровень 0,995). Возникающие негативные последствия от удара молнии: пожар, взрыв, выбросы токсичных веществ, повышенная радиация на значительной территории и пр. Крайний случай - экологическая катастрофа с непоправимыми материальными и человеческими жертвами.
Объект II-го класса МЗ
Здесь описаны типы специальных объектов, представляющих опасность для непосредственного окружения.
Тип объекта: нефтепереработка, АЗС, мукомольные, деревообрабатывающие фабрики, производство пластмассовых изделий и пр.
Гарантированная надёжность защиты от прямого удара молнии - 0,95 (для отдельной категории объектов зоны Б может устанавливаться более высокий уровень).
Возникающие негативные последствия от удара молнии: пожары, взрывы внутри помещения и на прилегающей территории. Вероятны сопутствующие разрушения стен и перекрытий, а также сильные травмы и даже гибель сотрудников и посетителей. В этом случае фиксируются значительные финансовые потери.
Объект III-го класса МЗ
Объект: специальный, критическая инфраструктура.
Тип объекта: предприятия связи и ИКТ, трубопроводный транспорт, ЛЭП, оборудование централизованного отопления, транспортная инфраструктура и др.
Гарантированная надёжность защиты от прямого удара молнии - 0,9.
Возникающие негативные последствия от удара молнии: прерывание связи, частичная или полная потеря управления, перебои с водоснабжением и отоплением, временное снижение качества жизни, материальные потери.
Объект IV-го класса МЗ
Объект: общий, промышленные и гражданские сооружения и сопутствующая инфраструктура.
Тип объекта: жилые дома, производственные сооружения (высотой не более 60 м.), дома и коттеджи в селах, объекты социально-культурного назначения, учреждения образования, больницы, а также музеи, храмы, церкви и др.
Гарантированная надёжность защиты от прямого удара молнии - 0,8. Возникающие негативные последствия от удара молнии: сильные пожары, разрушения зданий, нарушения работы транспорта, прерывание систем коммуникаций, возможная утрата исторического и культурного наследия. Значительные материальные и финансовые потери. Вероятны человеческие жертвы. Как следует из приведенной системы классификации, любой класс МЗ имеет отличия от другого класса по характеристикам (назначению) объекта и параметрам молниезащиты, а также типом заземляющего устройства, конструкция которого определяется назначением и размещением сооружения.
Заключение
Рассмотрев в этом аналитическом обзоре проблемы молниезащиты объектов промышленного и гражданского назначения и соответствующей инфраструктуры, можно констатировать, что вопросы защиты от воздействия атмосферного электричества в плане регулирования и применения правовой нормативной технической базы в РФ определяются достаточно широким спектром действующих нормативных документов, а именно: СО, РД, ГОСТы и пр. Использование сочетания положений этих документов, позволит построить полноценную систему молниезащиты для объектов всех классов и категорий. Можно выделить 2 подхода к проектированию молниезащиты. Первый - построение молниезащиты в соответствии с категориями РД. Второй - обеспечение требуемой надежности защиты, руководствуясь СО и отраслевыми стандартами. Выбор нормативных документов зависит от сферы, в которой производится проектирование и наполненности предметной области внутренними документами. В основном, отраслевые нормативы содержат модернизированные требования СО и РД, так что можно сказать, что эти документы по-прежнему остаются определяющими в силу традиций многолетнего опыта использования. ГОСТы и стандарты МЭК используются как ссылочные, а также к ним прибегают в случае неполноты или отсутствия некоторых параметров МЗ в РД или СО.
Требуется консультация по организации заземления и молниезащиты для вашего объекта? Обратитесь в
