Молниезащита зданий и сооружений варианты исполнения - VISTAGRUP.RU

Молниезащита зданий и сооружений варианты исполнения

Молниезащита зданий, сооружений, оборудования и коммуникаций

Атмосферные явления с образованием молний, сопровождаемых яркими вспышками света, громом, называют грозами. Молнии – это грозовые разряды электричества, возникающие между облаками и Землей; внутри облаков.

Попадание молнии в дом

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 Федерального закона РФ №123-ФЗ предписывает в качестве одного из способов исключения источников зажигания устраивать защиту от молний для зданий, оборудования для повышения уровня пожарной безопасности на объектах.

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:

  • «Правил устройства электроустановок». 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 категориями по взрывопожарной опасности 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.
  • РД 34.21.122-87 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений». 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 пожарная безопасность, так как в расчетах учитываются пространства с огнеопасной средой – воздушной смесью паров горючих жидкостей, 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 ТКП 336-2011 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%.

Виды систем молниезащиты

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, класса пожарной опасности и возможности взрыва; пожарной нагрузки – 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.
Читайте также  Огнестойкие двери установка

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.

Молниезащита зданий и сооружений

Молнии – это концентрированный электрический ток, который испускается грозовым облаком, образующимся при повышенной влажности воздуха и резком изменении температуры. Молнии способны преодолевать огромные расстояния. Прямое попадание грозового разряда в объект обеспечивает нагрев до сверхвысоких температур с последующим плавлением и даже испарением. В конструкциях за счет резкого возрастания электродинамического напряжения могут происходить взрывы. Имеется и последующее негативное влияние молниевого разряда: спровоцированное ударом магнитное поле порождает электродвижущую силу на замкнутых контурах из металлических конструкций, которая, в свою очередь, может вызвать искры и сильный нагрев, вывести из строя электроустановки и стать причиной для электроударов и прочих несчастных случаев с людьми. Для предотвращения негативных последствий от ударов молнии необходимо предусмотреть устройство молниезащиты.

Что такое молниезащита зданий и сооружений

Коротко это комплекс действий и мероприятий, а также различные защитные приспособления для предотвращения аварий и возгораний в зданиях и сооружениях жилого и промышленного назначения при попадании в них молний.

Мероприятия по молниезащите подразделяются на внешние и внутренние. Внешняя защита состоит из устройств, которые перехватывают электрозаряд от молнии и направляют его в землю по специальным токоотводным каналам. Такие конструкции, смонтированные в соответствии с обязательными техническими правилами по молниезащите, надежно предохраняют строения и людей внутри них от поражения.

Внешние мероприятия по молниезащите зданий и сооружений делятся на активные и пассивные.

Пассивная защита представлена в следующих вариантах:

  • молниеприемная сетка из стальных прутков или катанки, ее применение разрешают все нормативы по молниезащите, хотя при малых превышениях сетка не в состоянии защитить поверхность кровли достаточно надежно;

  • металлические прутья (от одного до нескольких штук) для приема разрядов молний, специальный кабель связывает их и заземляющие контуры- молниеотводы;
  • молниепринимающие металлические тросы.

Все приспособления внешней молниезащиты имеют один стандарт и состоят из трех основных частей: перехватчика электроразряда из грозового облака – молниеприёмника; конструктивной части, проводящей электричество на заземлители, и заземляющего элемента, который выводит молниевый заряд в почву.

Внутренний комплекс мероприятий по молниезащите направлен на предотвращение вреда, который может получить электрооборудование от резкого скачка напряжения в сети в результате удара молнии. Исполнение внутренней молниезащиты представлено двумя типами: 1 – противостояние прямому удару молнии, 2 – противостояние непрямому удару, прошедшему вблизи зданий/сооружений.

Со вторичным воздействием молниевого разряда в виде высоких потенциалов внутри строений борются с помощью грамотной организации заземления. Электромагнитную индукцию в длинных железных конструкциях снимают с помощью установки перемычек из металла. Занос высоких электропотенциалов через вводы для коммуникаций предотвращают вентильными разрядниками и специальными искровыми прерывателями, которые срабатывают при резком скачке напряжения.

Также проблема решается запрещением ввода воздушных линий для некоторых категорий сооружений и заменой их подземными кабельными вводами.

Принципы действия молниеотводов

Работа этих устройств базируется на том, что молнии всегда бьют в наиболее высокие и выделяющиеся металлические части. Все молниеотводы имеют свою защитную зону – это территория, которая защищена от прямого попадания молнии. При приближении разряда самая первая молния поражает самую высокую точку здания или сооружения, а защита отводит электрическую энергию в почву, а сам охраняемый объект не затрагивается. В случае, когда размеры сооружения превышают размеры охранной зоны одного молниеотвода, устанавливают дополнительные устройства такого типа (три-четыре взаимосвязанных стержневых устройства, имеющих общее заземление).

Надежность защитных зон, которые обеспечивают молниеотводы, по ГОСТ подразделяется на типы: «А» – степень надежности приближена к ста процентам (99,5) и «Б» – степень защищенности от 95 процентов. Сама защитная зона имеет конусообразную форму, ее высота и площадь основания определяются габаритами здания. Самая большая высота громоотводов, которую допускают строительные нормы, составляет 150 метров.

Устройство молниеотводов

Любой молниеотвод состоит из трех основных элементов: приемника молний, токоотводящих жил (обычно из меди или стали) и защемляющего контура, передающего накопленный заряд в землю на глубину от полутора до трех метров. Простейший вид такого устройства представляет собой металлическую мачту. Опорные стойки приспособлений по молниезащите имеют, как правило, исполнение в виде стальных труб одинакового диаметра, а также колонн из древесины или железобетона. Токоведущие части молниеотводящих устройств часто крепятся на конструкционные элементы самих сооружений. Молниепринимающие ловушки на молниеотводах стержневого типа состоят из стали и должны быть не менее 20 сантиметров высотой.

Тросовые молниеотводы называют еще линейными, они представляют собой проволоку, натянутую между пары железных мачт. Такое устройство позволяет собирать все попадающие в поле защиты разряды молний. Линейные громоотводы соединяются с заземляющим контуром кабелем большого диаметра из меди или же простой металлической арматурой.

На высотных зданиях часто монтируют металлический или железобетонный каркас в качестве токоотвода.

Обратите внимание! Необходимо обязательно устанавливать надежное соединение (предусмотренное снип) для всех элементов каркаса. Также токоотводами могут служить балконные перила, лестницы для экстренной эвакуации и другие элементы конструкции из металла. Токоотводящие жилы крепятся к стеновым поверхностям сооружений с помощью пластиковых клипс, также можно использовать кабель канал, который поможет увеличить срок службы молниепровода. Планируя строительство, следует предусмотреть наличие заземляющих контуров с шагом 20-30 метров по всему периметру здания.

Классификация объектов, подлежащих защите

Согласно нормам гост, здания и сооружения, которые необходимо охранять от попадания молний, делятся по степени опасности на обыкновенные и спецобъекты. Обычными объектами считаются строения жилого и административного назначения для торговых, промышленных и сельскохозяйственных целей, высота которых не превышает 60 метров. К спецобъектам инструкцией по устройству молниезащиты зданий и производственных сооружений относятся:

  • потенциально опасные для окружающих людей и построек;
  • опасные для окружающей среды;
  • способные в случае удара молнией стать причиной радиационного, биологического или химического заражения – выбросов, превышающих санитарные нормы (как правило, это касается государственных предприятий);
  • сооружения с высотой, превышающей 60 метровую отметку, времянки, площадки для игр, объекты в процессе строительства и другие.

Для таких объектов устанавливается уровень молниезащиты не ниже 0,9. Хозяин сооружения или заказчик стройки может самостоятельно установить для здания повышенный класс надежности.

Обычные же объекты строительства, согласно гост, имеют четыре уровня надежности защиты от прямого удара молний:

  • первый (при пиковом токе молнии 200 килоАмпер), надежность – 0,98;
  • второй (ток молнии 150 килоАмпер), надежность – 0,95;
  • третий (ток 100 килоАмпер), надежность – 0,9;
  • четвертый (ток 100 килоАмпер), надежность – 0,8.

Категории молниезащиты

Руководящие документы (рд) выделяют три основных категории молниезащиты, определяемые средним числом и длительностью гроз в той или иной местности, местоположением здания и вероятностью поражения его молниями, наличием в строении зон пожарной и взрывной опасности.

К первой категории молниезащиты рд относят объекты промышленного производства с В-2 и В-1 категориями взрывоопасности. Вторая категория полной молниезащиты присваивается зданиям, где имеется В-2а, В-1а и В-1б классы опасности взрывов, такие площади занимают не менее 30 процентов помещений. Такой же уровень защиты от ударов молний присваивается складам ГСМ, удобрений, холодильникам с аммиаком и мукомольным заводам. Согласно рд, в производственных зданиях со 2 категорией молниезащиты необходимо заземлять все корпуса электромашин, выполненные из металла. При переходах воздушных линий в кабельные необходимо ставить разрядник перемычки на каждой фазе.

Молниезащита 3 категории устанавливается на сооружениях, имеющих 3 и 4 степень устойчивости к горению, а также при годовой длительности грозы не менее 20 часов: детские учреждения, школы, больницы, развлекательные центры, водонапорные башни, птицефабрики и животноводческие комплексы, а также отдельно стоящие жилые здания с высотой, превышающей 30 метров.

Читайте также  Зачеканка гильз трубопроводов СНИП

Нормативные документы по молниезащите

В силу важности защиты зданий и сооружений от попадания молний государство регулирует требования к молниезащите выпуском нормативных документов:

  • технические регламенты;
  • национальные стандарты – гост (например, гост Р МЭК 62305-1-2010. Менеджмент риска. Защита от молнии);
  • инструкции по ведомствам и местные руководящие документы – рд (например, «Инструкция по молниезащите зданий и сооружений» рд 34.21.122-87);
  • правила по устройству электрических установок – пуэ (в настоящее время действует редакция № 7).

Используются также международные стандарты ИСО.

Электрические разряды, накапливаемые в грозовых облаках и приносимые на поверхность земли молниями, могут нанести существенный вред зданиям, сооружениям и находящимся в них и поблизости людям и другим объектам. Для предотвращения негативных последствий применяются меры по молниезащите, в виде системы различных приспособлений и специальных мероприятий, которые минимизируют возможность электроударов, аварий и пожаров.

Видео

Какие документы регламентируют устройство молниезащиты для зданий и сооружений

Порядок обустройства грозовых отводов (молниезащиты) на объектах промышленного и гражданского назначения регулируется целым рядом нормативных актов и стандартов, начиная с ПУЭ и кончая отдельными ведомственными инструкциями. Все эти документы содержат требования к молниезащите в части, касающейся проектирования (расчёта), монтажа, ввода в эксплуатацию и обслуживания этих систем.

Части конструкции

Для более точного понимания сути требований следует принять во внимание, что типовая конструкция молниезащиты состоит из следующих основных частей:

  • молниеприёмника, монтируемого в самой верхней точке объекта;
  • специального ленточного токоотвода, используемого в качестве соединителя приёмника разряда с устройством заземления (ЗУ);
  • самого заземлителя, обеспечивающего сток разрядного тока в землю.

Таким образом, каждый из составных элементов молниезащиты выполняет свою, вполне определённую функцию, удовлетворяющую требованиям действующих нормативов, в частности ПУЭ.

Нормативная база

К перечню стандартов и регламентирующих документов, которые определяют ключевые моменты по обустройству молниезащиты, следует отнести:

  • ПУЭ (редакция №7) «Молниезащита зданий и сооружений»;
  • инструкция РД 34.21.122-87 (Госэнергонадзор);
  • инструкция Минэнерго под номером СО 153-34.21.122-2003;
  • СНиП 3.05.06-85;
  • ряд ГОСТов и стандартов, касающихся порядка обустройства молниеприёмников и заземлений.

Пунктами 4.2.133-4.2.142 ПУЭ определяются общие принципы организации молниезащиты электроустановок и возникших в результате этого перенапряжений.

Требования этих пунктов распространяются на РУ (распределительные устройства) и ТП (трансформаторные подстанции) открытого и закрытого типа, работающие в цепях энергоснабжения, а также на другое распределительное и станционное электрооборудование.

Инструкция РД 34.21.122-87 распространяет своё действие на порядок организации молниезащиты на проектируемых гражданских и промышленных объектах с учётом их основного функционального назначения.

Помимо этого, она относит каждое из этих строений к определённой категории, присваиваемой в зависимости от опасности попадания в них грозового разряда.

Ещё одна инструкция (под наименованием СО 153-34.21.122-2003) касается всех видов зданий и сооружений, включая и промышленные коммуникационные системы. Она определяет порядок учёта документации по молниезащите при разработке проекта, строительстве, эксплуатации и реконструкции всех указанных объектов.

И, наконец, требования ГОСТ (включая действующие в строительстве нормативы и правила) распространяются на порядок обустройства отдельных элементов систем молниезащиты. Рассмотрим каждый из перечисленных выше документов более подробно.

ПУЭ (седьмая редакция)

Отдельными пунктами ПУЭ оговаривается, что РУ и ТП 20-750 кВ открытого типа оборудуются молниеприёмниками в обязательном порядке. Для некоторых видов сооружений допускается отсутствие специальной молниезащиты, но лишь при условии ограниченной продолжительности гроз в течение года (не более 20 часов).

Те же сооружения закрытого типа требуют защиты от молнии лишь в районах с показателем продолжительности гроз более 20.

Заземление

В том случае, когда здания закрытого типа имеют металлическую кровлю – молниезащита осуществляется с помощью заземляющих устройств, подсоединённых непосредственно к покрытию. Если кровельное перекрытие изготовлено из железобетонных плит, то при наличии хорошего контакта между отдельными элементами строения допускается заземление через входящую в их состав арматуру.

Защита зданий РУ и ТП в закрытом исполнении выполняется либо с помощью молниеотводов стержневого типа, либо путём укладки специальной металлической сетки.

Применение этих защитных конструкций считается обоснованным лишь в тех случаях, когда грозозащита оборудуется на железобетонной крыше зданий, плиты которой не имеют электрической связи с землёй.

Стержневая и сеточная защита

При установке на защищаемом строении типовых стержневых молниеприёмников, от каждого из них в сторону заземлителя прокладывается не менее 2-х токоотводов, расположенных по разным сторонам здания.

Особой конструкции молниеприемная сетка, укладываемая поверх кровли на специальных держателях, изготавливается из стальной проволоки диаметром 6-8 миллиметров.

При скрытом монтаже согласно ПУЭ такой молниеотвод кладётся под кровельное покрытие (на слой утеплительного или гидроизоляционного материала с негорючими свойствами).

Выполненная в виде сетки защитная конструкция должна состоять из ячеек площадью не более 12х12 метров, а её узлы рекомендуется фиксировать посредством сварки.

Токоотводы или спуски, используемые для соединения молниеприёмной сетки с ЗУ, должны устраиваться по периметру здания через каждые 25 метров (не реже).

Входящий в состав молниезащиты заземлитель должен обеспечивать беспрепятственное стекание тока разряда в почву, что достигается за счёт его низкого переходного сопротивления и хорошего контакта с грунтом.

Инструкция РД 34.21.122-87

В соответствии с положениями данного документа при проектировании зданий и сооружений хозяйственного и бытового назначения должны соблюдаться требования по их оборудованию специальной молниезащитой. Определяемые этой инструкцией нормы не распространяются на линии электропередач, РУ и ТП, а также на контактные сети и коммуникационное оборудование.

Этим документом устанавливается порядок обустройства систем молниезащиты на возводимых объектах с учётом их размещения снаружи и внутри зданий.

Кроме того, им определяется перечень защитных мер, принимаемых в случае реконструкции строения или установки на его открытых пространствах (на кровле, в частности) дополнительного электрооборудования.

Помимо требований этой инструкции при проектировании сооружений того или иного назначения должны учитываться действующие положения и правила, устанавливаемые государственными стандартами и строительными нормативами.

Согласно прописанным в РД 34.21.122-87 правилам, все подлежащие молниезащите объекты в соответствии с особенностями их конструкции и географического положения делятся на 3 категории. С таблицей, в которой сведены воедино различные виды подлежащих защите объектов, их местоположение, а также присваиваемая им в зависимости от этого категория, можно ознакомиться в Приложении.

Устройство и варианты исполнения молниезащиты зданий и сооружений

По официальной статистике ежедневно на планете возникает более 40000 гроз. Учитывая распространение электронных систем и их уязвимость перед разрядами, молниезащита зданий и сооружений является одним из самых необходимых технических решений для любой категории объекта. О том, что это такое, какими бывают подобные системы и как на практике реализуются, пойдет речь далее.

Немного теории

Перед тем, как непосредственно углубиться в устройство, оборудование, правила установки, схемы монтажа, нормативы (ТКП, ВСН и т. п), неплохо было бы разобраться в особенностях процесса. Процесс образования молний является одним из звеньев цепи круговорота воды в природы. Испаряясь вблизи нагретой солнцем земли, водяной пар насыщает нижние слои воздуха, которые постепенно поднимаются вверх за счет восходящих потоков. При этом мелкие капли воды получают отрицательный заряд, а те, что крупнее – положительный. Если рассматривать отдельно взятое дождевое облако, (которое может быть высотой до 5 км, не считая расстояния до земли), то крупные капли собираются в его вернем слое, а мелкие – в нижнем.

Не трудно догадаться, что это естественные условия для развития объемного заряда, который может иметь разный потенциал и знак в зависимости от расположения. При этом напряженность возникает не только между разными частями облака или соседних облаков, но и с поверхностью земли: на возвышающихся объектах или при наличии условий для хорошей проводимости.

Воздействие на земные объекты

Как показывает теория и практика, во время удара молнии в сооружение или любой другой объект (например, дерево) сила проходящего тока достигает 100 и более тысяч ампер. При этом плазма в зоне поражения разогревается до десятков тысяч градусов. Очевидно, что прямое попадание такого разряда в одно из промышленных или жилых зданий, сооружений, инженерных конструкций приводит к их механическому и термическому разрушению.

Кроме того, даже на изолированных металлических элементах возникает большая электростатическая индукция. Она может вызвать пробой на соседние узлы, на землю, элементы электроустановок. Человек, находящийся вблизи или на земле, может получить смертельные электротермические травмы, ожоги разной степени.

Зона безопасности

Из теории известно, что разряд возникает между двумя точками, создающими наибольшую разницу потенциалов. Но вот зоны, где находятся эти точки, могут быть достаточно большими и предугадать в какой их части возникнет пробой сложно. Очевидно, если установить на промышленные или частные сооружения молниеотводы разной категории с заземляющими элементами, то на их острие возникнет точка высокой проводимости. Чем выше располагается эта система, тем большую площадь или точнее зону она способна обезопасить. Размеры зоны определяются условным конусом высотой 0,92h (h – высота острия молниеприемников) и диаметром основания – 1,5h.

Читайте также  Диспетчер в МЧС требования

Если габариты здания вписываются в эту область, то они являются защищенными как минимум с 95% вероятностью. В противном случае, в процессе проектирования придется использовать несколько стержневых или тросовых молниеотводов и молниеприемников с заземлением. Выглядит это вариант следующим образом:

Все требования, рекомендации, разделение категорий объектов, варианты и схема исполнения, правила устройства находятся в руководящих документах (ТКП, ВСН, РД, ГОСТ и т. п).

Классификация

Все системы антигрозовой защиты сооружений делятся на два больших класса:

  1. Внешняя,
  2. Внутренняя.

В первом случае речь идет о комплексе инженерных коммуникаций, устройство которых обеспечивает заблаговременный перехват разряда и безопасное перенаправление его в землю по молниеотводу. Если проектирование и оборудование такой системы прошло в соответствии со всеми требованиями, то разряд без последствий для объекта и находящихся в нем людей, будет отведет в пояс заземления и рассеян.

На практике монтаж внешних элементов защиты осуществляться по схеме стержня, стержневой сетки или тросовой сетки:

Схема стержневой молниезащиты

Схема молниезащиты в виде стержневой сетки

Схема молниезащиты в виде троссовой сетки

В каждом конкретном случае набор и устройство инженерных коммуникаций может отличаться, но в общем случае состав такой системы содержит:

  • Молниеотводы (молниеприемники, громоотводы). Элементы, принимающие на себя главный удар грозового разряда, улавливающие его,
  • Токоотвод. Часть предыдущего элемента, необходимая для отвода тока к системе заземления,
  • Заземляющие узлы. Сеть токопроводящих компонентов, которая имеет с землей, почвой прямой электроконтакт.

Отдельным видом внешней молниезащиты принято считать так называемые активные молниеприемники, монтаж которых ведется в соответствии с ТКП, ВСП и другими нормативами. Внешние отличия от традиционной схемы заключаются в измененной, а точнее, дополненной концентрическими элементами, конструкции стержня. Подобные решения значительно сложнее и дороже обычных, а их эффективность вызывает постоянные прения на научной стезе.

Проектирование внутренней системы молниезащиты для сооружений предполагает монтаж защитного устройства (их совокупности) для электросети (проводка, потребители). Называется такой прибор УЗИП. Он предотвращает возможные электромагнитные импульсы и исходящие от них перенапряжения. Классификация УЗИП выделяет два основных вида:

  1. Тип 1. Устройства для защиты от электромагнитных волн с параметрами 10/350 мкс, обладающих огромной энергией,
  2. Тип 2. Ориентирован на волны с характеристиками порядка 8/20 мкс.

Нормативная база

На территории СНГ, в том числе и России действует множество ведомственных, межведомственных, государственных, межгосударственных стандартов по проектированию и монтажу молнеиприемников, молниеотводов, систем внутренней и внешней защиты. В РФ основными документами являются РД 34.21.122-87 и СО 153-34.21.122-2003, которые, по сути, являются инструкциями по устройству систем. Они действуют одновременно, вызывая иногда путаницу в вопросе приоритета.

Параллельно действуют еще несколько отраслевых стандартов, если так можно выразиться:

  • ПУЭ 7 – требования к проектированию, проверке, монтажу, устройству электрических установок,
  • ВСН 1-93 – ведомственная инструкция по составлению проекта систем противогрозовой защиты радиообъектов,
  • ГОСТ Р 50571.28-2006 – оговаривает требования к электрическим объектам и узлам в сетях медучреждений.

В Республике Беларусь действует свод требований или технический кодекс ТКП 336-2011, оговаривающие особенности обустройства, монтажа молниеприемников, молниеотводов, заземляющих элементов промышленных и жилых сооружений.

Как можно судить по вышеизложенной информации, молниезащита зданий является критически важным этапом строительных работ. Ее проектирование, категория, варианты исполнения, устройство должно осуществляться в соответствии с требованиями руководящих документов (РД, СО, ГОСТ, ТКП и т. д).

Молниезащита: виды, устройство, испытания, назначения

Грозы и их внезапными разрядами электричества в атмосфере представляют значительную опасность для зданий, деревьев, имущества, жизни и здоровья людей. Устройство систем молниезащиты – обязательное требование ко всем строительным объектам. В зависимости от особенностей местности, характеристик объектов используется различная молниезащита зданий и сооружений.

Виды систем

По своему назначению устройства бывают внутренней или внешней защиты.

Основные части внешней системы – это:

  • токоотвод;
  • молниеприемник;
  • заземлитель.

Средства для отвода молний изготавливаются в виде:

  • металлических штырей, которые монтируются в верхней части зданий и первыми встречают молнию, отводя ее от строения;
  • троса, натянутого на некоторой высоте (до полуметра) над крышей;
  • сетки, натянутой по всему строению; применяется для крупных объектов и защищает всю площадь с шагом между тросами до 6 м;
  • активной защиты в форме штыря, но с функцией ионизации воздуха, что повышает эффективность прибора и увеличивает площадь его воздействия.
  • поверхностные горизонтальные или в виде полос, которые укладывают на глубину от одного метра и больше;
  • углубленные, изготавливаемые в виде стержней разного сечения, которые зарывают в землю так, чтобы верхняя часть находилась на глубине около 0,8 м, а нижняя – от 3,5 м.

Внутри зданий используются УЗИПы для электрических сетей и оборудования, в том числе электронного.

Назначение систем

Средства внешней защиты предохраняют строения от внешнего попадания молний, которые приводят к возгоранию и разрушению многоэтажных зданий, частных коттеджей, газопроводов и других пожароопасных объектов.

Молниезащита обязана предохранять от:

  • направленных ударов молнии;
  • электромагнитной индукции;
  • попадания опасных потенциалов внутрь здания через надземные или подземные средства коммуникации, выполненные из металла;
  • электростатической индукции (для бетонных и синтетических поверхностей).

Основные задачи внешних средств:

  • перехватывание молнии с помощью молниеприемника (громоотвода);
  • отвод перехваченного заряда в землю по токоотводам;
  • погашение тока путем рассеивания в грунте благодаря заземлению.

Оборудование для внутренней защиты предназначается для безопасной эксплуатации электрических приборов от воздействия перепадов напряжения и импульсных скачков в сети. Поскольку может иметь место вторичное воздействие от молний, то система работает на:

  • экранирование воздействия;
  • обеспечение уравнивания потенциалов на входе и выходе;
  • недопущение образования искр возле электрического оборудования.

Для этого используются УЗИПы (устройства, защищающие от импульсных перенапряжений), реле и стабилизаторы, контролирующие уровень напряжения.

В большинстве случаев требуется комплексное исполнение внутренней и внешней системы грозозащиты.

Устройство молниезащиты

Методику устройства регулируют инструкции от 30.06.2003 г. и 12.10.87 г. (известна как РД 34.21-122-87), СН 305-77, СНиП, а также требования ПУЭ.

При проектировании учитывают такие характеристики сооружений, как:

  • назначение объекта, его размеры в ширину, длину и высоту;
  • материал, использованный при строительстве и оформлении фасада дома;
  • класс пожароопасности, присвоенный производству;
  • особенности кровли — форма (плоская, двускатная и т. д.), материал, тип водостоков;
  • размеры отмостки и др.

С учетом перечисленных параметров выбирают вариант грозозащиты и разрабатывают проект устройства, в ходе чего:

  • определяют место установки молниеприемника и рассчитывают его высоту;
  • устанавливают точку для заземления (на удалении 1 м от стен, в стороне от мест, где постоянно ходят люди);
  • рассчитывают расстояние от приемника до заземления, от которого зависит длина токоотвода, при этом находят кратчайший путь.

Затем переходят к монтажу всех частей согласно разработанному проекту. При изготовлении деталей используется сталь, соответствующая ГОСТ 8509-93 или 103-76 заданного сечения. В ходе монтажа обеспечивают надежное крепление деталей к зданию.

Испытания

Регулярное испытание молниезащиты производится на основании таких нормативных документов, как ПУЭ, ПТЭЭП, РД 34.21.122-87.

Обязательное проведение испытаний предусмотрено:

  • при сдаче объекта в эксплуатацию:
  • с периодичностью через 1 или 3 года в зависимости от категории защиты здания;
  • перед началом грозового периода.

Испытание состоит из следующих этапов:

  • проверка того, насколько фактическое состояние системы соответствует нормативным документам;
  • визуальное определение целостности каждой из частей, их креплений и соединений;
  • измерение переходного сопротивления в точках соединений, а также отдельно стоящих деталей.

При проведении операций используется специальное оборудование и применяются все меры защиты, предусмотренные для высотных работ.

Результаты проверки оформляются в протокол или акт, в которых дается определение всех обнаруженных нарушений. В итоге кратко делается вывод о состоянии конструкции.

Таким образом, устройство системы молниезащиты – это строго контролируемый вид деятельности, который требует специальных знаний, умений и профессионального оборудования.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: