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.

Категории молниезащиты

Части конструкции

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

  • Категории молниезащитымолниеприёмника, 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:

  • Категории молниезащитыПУЭ (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.

Категории молниезащиты

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


Обратите внимание! 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

Категории молниезащитыПри 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.

Категории молниезащитыЭтим 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.





№ пп. Здания и сооружения Местоположение Тип зоны защиты при использовании стержневых и тросовых молниеотводов Категория молниезащиты
1 Здания и сооружения или их части, помещения которых согласно ПУЭ относятся к зонам классов В-I и В-II На всей территории СССР А I
2 То же классов В-Iа, В-Iб, В-IIа В местностях со средней продолжительностью гроз 10 ч в год и более При ожидаемом количестве поражений молнией в год здания или сооружения N<1 — А; N≤1 — Б II
3 Наружные установки, создающие согласно ПУЭ зону класса В-Iг На всей территории СССР Б II
4 Здания и сооружения или их части, 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 Для здания и сооружений I и II степеней огнестойкости при 0,1<N≤2 и для III — V степеней огнестойкости при 0,02<N≤2 — Б, при N>2 — А III
5 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 N<0,2 III (п. 2.30)
6 Наружные установки и открытые склады, создающие согласно ПУЭ зону классов П-III В местностях со средней продолжительностью гроз 20 ч в год и более При 0,1<N≤2 — Б, при N>2 — А III
7 Здания и сооружения III, IIIa, IIIб, IV, V степеней огнестойкости, в которых отсутствуют помещения, относимые по ПУЭ к зонам взрыво- и пожароопасных классов То же При 0,1<N≤2 — Б, при N>2 — А  
8 Здания и сооружения из легких металлических конструкций со сгораемым утеплителем (IVa 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 0,02<N≤2 — Б, при N>2 — А III
9 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, IIIa, IIIб, IV, V степеней огнестойкости при N<0,1, для IVa степени огнестойкости при N<0,02 III (п. 2.30)
10 Здания вычислительных центров, в том числе расположенные в городской застройке В местностях со средней продолжительностью гроз 20 ч в год и более Б II
11 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 Б III
12 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 Б III (п. 2.31)
13 Жилые и общественные здания, высота которых более чем на 25 м больше средней высоты 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 Б III
14 Отдельно стоящие жилые и общественные здания в сельской местности высотой более 30 м То же Б III
15 Общественные здания III-V степеней огнестойкости следующего назначения: детские дошкольные учреждения, школы и школы-интернаты, стационары лечебных учреждений, спальные корпуса и столовые учреждений здравоохранения и отдыха, культурно-просветительные и зрелищные учреждения, административные здания, вокзалы, гостиницы, мотели и кемпинги То же Б III
16 Открытые зрелищные учреждения (зрительные залы открытых кинотеатров, трибуны открытых стадионов и т.п.) То же Б III
17 Здания и сооружения, являющиеся памятниками истории, архитектуры и культуры (скульптуры, обелиски и т.п.) То же Б III

Требования СО 153-34.21.122-2003

Помимо вопросов, касающихся обустройства молниезащиты на государственных объектах любой формы собственности, в инструкции под данным обозначением рассматривается порядок подготовки и хранения всех сопровождающих документов.

Документация

Подготавливаемая при этом исполнительная документация должна включать в свой состав полный комплект расчётов, схем, чертежей и пояснительных записок, определяющих порядок монтажа специального оборудования в пределах защищаемой зоны. При её подготовке должны учитываться как расположение здания на генеральном плане застройки (с учётом прокладываемых коммуникаций), так и климатические условия в данной местности.


Сдача объекта

Кроме того, этим документом устанавливается общий порядок технической приёмки комплексов молниезащиты, а также особенности сдачи их в эксплуатацию. Особо оговаривается, что для приёмки здания или сооружения назначается специальная комиссия, состоящая из представителей исполнителя и заказчика, а также инспектора пожарной службы.

В распоряжение рабочей комиссии должны быть предоставлены все документы по оборудуемой молниезащите, включая протокол испытаний токоотводов и заземлителей. Члены комиссии должны ознакомиться с результатами визуального осмотра всех составляющих молниезащиты, а также с принятыми мерами по защите объекта от выноса опасных потенциалов и перенапряжений.

По результатам изучения представленной разработчиком документации оформляются акты приёмки и допуска оборудования молниезащиты в эксплуатацию. После этого на каждое отдельное устройство обязательно оформляются специальные рабочие паспорта (на всю систему и заземлитель), которые остаются у лица, ответственного за электрохозяйство объекта.

Проверка

В разделах инструкции, касающихся эксплуатации введённых в действие устройств молниезащиты отдельно оговаривается, что порядок их содержания и обслуживания определяется основными положениями ПУЭ. При этом с целью поддержания систем в рабочем состоянии должны проводиться ежегодные проверки всех её составляющих.

Важно! Такие освидетельствования организуются перед началом сезона гроз, а также после внесения в конструкцию молниезащиты каких-либо изменений и усовершенствований.

Технические нормативы


К перечню рабочих документов, регламентирующих чисто технические вопросы устройства молниезащиты, относятся различные стандарты, нормативы и поправки, оформленные в виде свода специальных рекомендаций. За образец таких поправок и специальных замечаний может быть принят целый ряд стандартов, входящих в нормативную базу и перечисленных во втором разделе статьи.

Категории молниезащиты

Обратите внимание! Последнее замечание касается строительных норм и правил, а также ряда ГОСТов и стандартов, имеющих отношение к разработке и эксплуатации современных средств защиты от молний.

В заключении следует отметить, что все рассмотренные документы естественно дополняют друг друга, охватывая полный перечень вопросов, касающихся обустройства и обслуживания систем защиты от разряда природного электричества.

evosnab.ru

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.

Категории молниезащиты

Рис. 1. Отдельно стоящий стержневой молниеотвод: 1 — защищаемый объект; 2 — металлические коммуникации

Категории молниезащиты

Рис. 2. Отдельно стоящий тросовый молниеотвод. Обозначения те же, что и на рис.1

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.

2.2. Выбор заземлителя защиты от прямых ударов молнии (естественного или искусственного) определяется требованиями п. 1.8.

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 м2;

г) искусственный заземлитель, состоящий из трех вертикальных электродов и более 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 Эскиз Размеры, м
Железобетонный подножник Категории молниезащиты a ³ 1,8 b ³ 0,4 l ³ 2,2
Железобетонная свая Категории молниезащиты d = 0,25-0,4 l ³ 5
Стальной двухстержневой: полоса размером 40´4 мм; стержни диаметром d=10-20 мм Категории молниезащиты t ³ 0,5 l = 3-5 c = 3-5
Стальной трехстержисвой: полоса размером 40´4 мм; стержни диаметром d= 10-20 мм Категории молниезащиты t ³ 0,5 l = 3-5 c = 5-6

Таблица 3

Форма токоотвода и заземлителя Сечение (диаметр) токоотвода и заземлителя, проложенных
снаружи здания на воздухе в земле
Круглые токоотводы и перемычки диаметром, мм
Круглые вертикальные электроды диаметром, мм
Круглые горизонтальные* электроды диаметром, мм
Прямоугольные электроды:    
сечением, мм2
толщиной, мм

* Только для выравнивания потенциалов внутри зданий и для прокладки наружных контуров на дне котлована по периметру здания.

2.3. Наименьшее допустимое расстояние Sв 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 r, Ом×м.

Для зданий и сооружений высотой не более 30 м наименьшее допустимое расстояние Sв, м, равно:

при r < 100 Ом×м

при 100< r £ 1000 Ом×м:

для заземлителей, состоящих из одной железобетонной сваи, одного железобетонного подножника или заглубленной стойки железобетонной опоры, длина которых указана в п. 2.2а, б, Sв = 3+ l0-2 (r-100)?;

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 м2 или искусственных заземлителей, указанных в п. 2.2г, Sв = 4 м.

Для зданий и сооружений большей высоты определенное выше значение Sв должно быть увеличено на 1 м в расчете на каждые 10 м высоты объекта сверх 30 м.

2.4. Наименьшее допустимое расстояние Sв от защищаемого объекта до троса в середине пролета (рис. 2) определяется в зависимости от конструкции заземлителя, эквивалентного удельного сопротивления грунта r, Ом×м, и суммарной длины l молниеприемников и токоотводов.

При длине l < 200 м наименьшее допустимое расстояние Sв1, м, равно:

при r £ 100 Ом×м для заземлителя любой конструкции, приведенной в п. 2.2, Sв1 =3,5 м;

при 100 < r £ 1000 Ом×м:

для заземлителей, состоящих из одной железобетонной сваи, одного железобетонного подножника или заглубленной стойки железобетонной опоры, длина которых указана в п. 2.2a, б, Sв1=3,5+3×10-3 (r-100);

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, Sв1=4м.

При суммарной длине молниеприемников и токоотводов l=200-300 м наименьшее допустимое расстояние Sв1 должно быть увеличено на 2 м по сравнению с определенными выше значениями.

2.5. Для исключения заноса высокого потенциала в защищаемое здание или сооружение по подземным металлическим коммуникациям (в том числе по электрическим кабелям любого назначения) заземлители защиты от прямых ударов молнии должны быть по возможности удалены от этих коммуникаций на максимальные расстояния, допустимые по технологическим требованиям. Наименьшие допустимые расстояния Sз, (см. рис. 1 и 2) в земле между заземлителями защиты от прямых ударов молнии и коммуникациями, вводимыми в здания и сооружения 1 категории, должны составлять Sз = Sв + 2 (м), при Sв по п. 2.3.

2.6. При наличии на зданиях и сооружениях прямых газоотводных и дыхательных труб для свободного отвода в атмосферу газов, паров и взвесей взрывоопасной концентрации в зону защиты молниеотводов должно входить пространство над обрезом труб, ограниченное полушарием радиусом 5 м.

Для газоотводных и дыхательных труб, оборудованных колпаками или "гусаками", в зону защиты молниеотводов должно входить пространство над обрезом труб, ограниченное цилиндром высотой Н и радиусом R:

для газов тяжелее воздуха при избыточном давлении внутри установки менее 5,05 кПа (0,05 ат) Н = 1 м, R = 2 м; 5,05-26,25 кПа (0,05 — 0,25 ат) H = 2,5 м, R = 5 м,

для газов легче воздуха при избыточном давлении внутри установки:

до 25,25 кПа H = 2,5 м, R = 5 м;

свыше 25,25 кПа H = 5 м, R = 5 м.

Не требуется включать в зону защиты молниеотводов пространство над обрезом труб: при выбросе газов невзрывоопасной концентрации; наличии азотного дыхания; при постоянно горящих факелах и факелах, поджигаемых в момент выброса газов; для вытяжных вентиляционных шахт, предохранительных и аварийных клапанов, выброс газов взрывоопасной концентрации из которых осуществляется только в аварийных случаях.

2.7. Для защиты от вторичных проявлений молнии должны быть предусмотрены следующие мероприятия:

а) металлические конструкции и корпуса всего оборудования и аппаратов, находящиеся в защищаемом здании, должны быть присоединены к заземляющему устройству электроустановок, указанному в п. 1.7, или к железобетонному фундаменту здания (с учетом требований п. 1.8). Наименьшие допустимые расстояния в земле между этим заземлителем и заземлителями защиты от прямых ударов молнии должны быть в соответствии с п. 2.5;

б) внутри зданий и сооружений между трубопроводами и другими протяженными металлическими конструкциями в местах их взаимного сближения на расстояние менее 10 см через каждые 20 м следует приваривать или припаивать перемычки из стальной проволоки диаметром не менее 5 мм или стальной ленты сечением не менее 24 мм2, для кабелей с металлическими оболочками или броней перемычки должны выполняться из гибкого медного проводника в соответствии с указаниями СНиП 3.05.06-85;

в) в соединениях элементов трубопроводов или других протяженных металлических предметов должны быть обеспечены переходные сопротивления не более 0,03 Ом на каждый контакт. При невозможности обеспечения контакта с указанным переходным сопротивлением с помощью болтовых соединений необходимо устройство стальных перемычек, размеры которых указаны в подпункте "б".

2.8. Защита от заноса высокого потенциала по подземным металлическим коммуникациям (трубопроводам, кабелям в наружных металлических оболочках или трубах) должна осуществляться путем их присоединения на вводе в здание или сооружение к арматуре его железобетонного фундамента, а при невозможности использования последнего в качестве заземлителя — к искусственному заземлителю, указанному в п. 2.2 г.

2.9. Защита от заноса высокого потенциала по внешним наземным (надземным) металлическим коммуникациям должна осуществляться путем их заземления на вводе в здание или сооружение и на двух ближайших к этому вводу опорах коммуникации. В качестве заземлителей следует использовать железобетонные фундаменты здания или сооружения и каждой из опор, а при невозможности такого использования (см. п. 1.8) — искусственные заземлители, согласно п. 2.2г.

2.10. Ввода здания воздушных линий электропередачи напряжением до 1 кВ, сетей телефона, радио, сигнализации должен осуществляться только кабелями длиной не менее 50 м с металлической броней или оболочкой или кабелями, проложенными в металлических трубах.

На вводе в здание металлические трубы, броня и оболочки кабелей, в том числе с изоляционным покрытием металлической оболочки (например, ААШв, ААШп), должны быть присоединены к железобетонному фундаменту здания или (см. п. 1.8) к искусственному заземлителю, указанному в п. 2.2г.

В месте перехода воздушной линии электропередачи в кабель металлические броня и оболочка кабеля, а также штыри или крючья изоляторов воздушной линии должны быть присоединены к заземлителю, указанному в п. 2.2г. К такому же заземлителю должны быть присоединены штыри или крючья изоляторов на опоре воздушной линии электропередачи, ближайшей к месту перехода в кабель.

Кроме того, в месте перехода воздушной линии электропередачи в кабель между каждой жилой кабеля и заземленными элементами должны быть обеспечены закрытые воздушные искровые промежутки длиной 2-3 мм или установлен вентильный разрядник низкого напряжения, например РВН-0,5.

Защита от заноса высоких потенциалов по воздушным линиям электропередачи напряжением выше 1 кВ, вводимым в подстанции, размещенные в защищаемом здании (внутрицеховые или пристроенные), должна выполняться в соответствии с ПУЭ.

studopedia.org

Строительные машины и оборудование, справочник

Под молниезащитой понимается комплекс защитных устройств, предназначенных для обеспечения безопасности людей, сохранения зданий и сооружений, оборудования и материалов от возможных взрывов, загораний и разрушений, вознйкающих при воздействии молнии.

Ожидаемая среднегодовая грозовая деятельность в часах определяется для каждого региона по данным местной метеорологической станции.

Здания и сооружения, отнесенные по устройству мол-ниезащиты к I и II категориям, должны быть защищены от прямых ударов молнии, заноса высоких потенциалов, электростатической и электромагнитной индукции через наземные и подземные коммуникации. А здания и сооружения, относящиеся к III категории, должны быть защищены через наземные металлические коммуникации.

Под заносом высоких потенциалов понимается перенесение наведенных молнией высоких электрических потенциалов в защищаемое здание по внешним металлическим коммуникациям, например, по эстакадам, монорельсам, канатным дорогам, трубопроводам и электрическим кабелям с металлическими оболочками, проложенными в земле, каналах, туннелях и эстакадах.

Под электромагнитной индукцией понимается наведение потенциалов в незамкнутых металлических контурах в результате быстрых изменений тока молнии, создающих опасность искрения в местах сближения этих контуров.

Под электрической индукцией понимается наведение потенциалов на наземных предметах в результате изменений электрического поля грозового облака, создающих опасность искрения между металлическими элементами конструкций и оборудования.

При строительстве очень широких зданий и сооружений (более 100 м) предварительно должны быть выполнены мероприятия по выравниванию потенциала внутри здания. Для этого устраивают заземлитель, состоящий из протяженных горизонтальных стальных электродов поперечным сечением не менее 100 мм2. Электроды укладывают на глубину не менее 0,5 м, на расстоянии не реже чем 60 м друг от друга по ширине здания. По торцам здания заземляющие электроды должны быть присоединены к металлическим фермам или к наружному контуру заземления, или к арматуре железобетонных фундаментов здания.

Все наружные установки, отнесенные по устройству молниезащиты ко II и III категориям, должны быть защищены от прямых ударов молнии и электростатической индукции. Для этого все подземные и наземные коммуникации должны быть у вводов в помещения присоединены к специальному заземлителю, расположенному за пределами этих помещений, имеющему сопротивление растеканию тока промышленной частоты не более 10 Ом.

В зданиях и сооружениях, совмещающих в себе помещения, требующие устройства молниезащиты I—III категорий, целесообразно выполнять молниезащиту всего здания или сооружения в соответствии с требованиями защиты для I категории.

В зданиях и сооружениях, совмещающих в себе помещения, требующие устройства молниезащиты II и III категорий, целесообразно выполнять молниезащиту всего здания или сооружения в соответствии с требованиями защиты для II категории.

Все внутрицеховые коммуникации, не вводимые извне, должны быть присоединены к заземлителю с импульсным сопротивлением не более 10 Ом.

Для повышения безопасности людей при выполнении молниезащиты зданий и сооружений всех категорий за-землители необходимо располагать в редко посещаемых людьми местах: на газонах, в кустарниках. Заземлители необходимо располагать не ближе 5 м от основных пешеходных дорожек и проезжих грунтовых дорог. Там, где отсутствуют пешеходные дорожки и грунтовые дороги, заземлители требуется располагать под асфальтобетонными покрытиями и устанавливать предупреждающие знаки и плакаты.

Токоотводы необходимо располагать вдали от входов или проездов в здания и сооружения, предохранив людей от контактов с заземлителями.

Снижение опасности шаговых напряжений достигается рассредоточением заземлителей, выполненных в виде расходящихся лучей или колец.

При расположении здания или сооружения рядом со зданием или сооружением, имеющим молниезащиту, необходимо защиту от прямых ударов молнии выполнять только на те ее части, которые остаются вне этой зоны.

Под прямым ударом молнии понимается непосредственный контакт молнии с объектом, сопровождающийся протеканием через него тока молнии.

При защите от прямых ударов молнии отдельных небольших зданий и сооружений целесообразно использовать естественные молниеотводы, к которым относятся: вытяжные трубы, водонапорные башни, воздушные линии электропередачи и другие высокие сооружения.

Под молниеотводом понимается устройство, вызывающее на себя удар молнии и отводящее ток молнии в землю. Молниеотвод состоит из опоры, молниеприемника, токоотвода и заземлителя. Наибольшее распространение получили следующие типы молниеотводов: стержневой, тросовый и сетка.

Молниезащитные устройства строят одновременно с выполнением основных работ. Для обеспечения безопасности строителей при строительстве или монтаже зданий и сооружений в грозовой период, начиная с высоты 2 м, необходимо устанавливать временные молниезащитные устройства. Для этого могут быть использованы молние-приемники любой конструкции, закрепляемые в верхней части здания или сооружения по всему периметру. Молние-приемники присоединяются к заземлителю, свободно спускающемуся вдоль стен сооружения. При увеличении высоты здания или сооружения молниеприемники с токо-отводами необходимо поднять выше.

После завершения строительства временные молние-приемные устройства заменяются постоянными, если это предусмотрено по проекту. Постоянные молниезащитные устройства должны быть приняты и введены в эксплуатацию до окончания строительства.

Молниезащита категории. К I категории молниезащиты от прямых ударов молнии зданий и сооружений относятся отдельно стоящие стержневые или тросовые молниеотводы, а также изолированные, устанавливаемые на защищаемом сооружении (рис. 27).

Под одиночным стержневым молниеотводом понимается один вертикальный молниеотвод, установленный на защищаемом здании или сооружении или вблизи него. Двойной стержневой молниеотвод — это два одиночных стержневых молниеотвода, совместно действующие и образующие общую зону защиты.

Под многократным стержневым молниеотводом понимается три и более одиночных стержневых молниеотвода, совместно действующих и образующих общую зону защиты.

Одиночный тросовый молниеотвод — это устройство, образуемое горизонтальным тросом, закрепленным на двух опорах, по каждой из которых прокладывается токоотвод, присоединяемый к отдельному заземлителю у их основания.

Под двойным тросовым молниеотводом понимаются два одиночных тросовых молниеотвода одинаковой высоты. Тросовые молниеотводы расположены параллельно и действуют совместно, образуя общую зону защиты.

Предлагаемые молниеотводы должны обеспечить зону защиты со степенью надежности 99,5% и выше от прямых ударов молнии (зона А).

Категории молниезащиты

Рис. 27. Отдельно стоящие молниеотводы: а — стержневой; б —тросовый; в — изолированный от защищаемого здания диэлектрической стойкой; 1 — защищаемый объект; 2 — металлические коммуникации

Защита от высоких потенциалов защищаемого сооружения по подземным коммуникациям и их вводов выполняется расположением заземлителей и защиты от прямых ударов молнии на расстоянии S 3:

Импульсное сопротивление заземлителя для каждого молниеотвода и каждого токоотвода должно быть не менее 10 Ом.

В грунтах, имеющих сопротивление от 500 Ом-м и выше, разрешается увеличивать импульсное сопротивление каждого заземлителя до 40 Ом с соответствующим расположением молниеотводов от защищаемого сооружения.

В зону защиты молниеотводов зданий и сооружений должно входить пространство, ограниченное полушарием радиусом 5 м, над обрезом прямых газоотводных или дыхательных труб для свободного отвода в атмосферу газов, паров или взвесей взрывоопасной концентрации. На зданиях и сооружениях, где имеются газоотводные и дыхательные трубы, оборудованные колпаками или гуськами, в зону защиты молниеотводов должно входить пространство над обрезом труб, ограниченное цилиндром, имеющим радиус R и высоту Н: для газов тяжелее воздуха и избыточном давлении внутри установки менее 0,005 МПа R = 2 м, Н = 1м; для газов тяжелее воздуха и избыточном давлении внутри установки от 0,005 до 0,025 МПа R = 5 м, Н = 2,5 м; для газов легче воздуха и избыточном давлении внутри установки до 0,025 МПа R = 5 м, Н = 2,5 м, при избыточном давлении внутри установки выше 0,025 МПа R = 5 м, Н = 5 м.

Категории молниезащиты

Рис. 28. Наименьшие допустимые расстояния:
а — от стержневого молниеотвода до защищаемого сооружения; б — от троса в середине пролета до защищаемого сооружения; в — от тросостойки до защищаемого объекта

Включение в зону защиты молниеотводов пространства над обрезом труб не обязательно: при выбросе газов невзрывоопасной концентрации; при наличии азотного дыхания; для труб с постоянно горящими факелами и факелами, поджигаемыми в момент выброса газов; для вытяжных вентиляционных шахт, аварийных и предохранительных клапанов, из которых выброс газов взрывоопасной концентрации бывает лишь в аварийных ситуациях.

В зданиях и сооружениях, относимых по устройству молниезащиты к I категории, защита от электростатической индукции должна быть устроена путем присоединения металлического оборудования и аппаратов к специальному заземлителю или к защитному заземлению электрооборудования. Общее сопротивление растеканию тока промышленной частоты заземлителя не должно превышать 10 Ом.

Для защиты от электромагнитной индукции необходимо не допускать образования незамкнутых контуров. Для этого между трубопроводами или другими металлическими предметами в местах их сближения на расстояние 10 см и менее через каждые 20 м необходимо припаивать или приваривать металлические перемычки. Переходное электрическое сопротивление в этих соединениях должно быть не более 0,03 Ом на каждый контакт. При фланцевых соединениях труб необходимо устанавливать не менее 6 болтов с нормальной затяжкой на каждое соединение. При слабом контакте во фланцевом соединении, а следовательно, и большом электрическом сопротивлении необходимо устраивать перемычки из стальной проволоки диаметром от 5 мм или стальной ленты сечением от 24 мм2.

Защита от заноса высоких потенциалов по подземным коммуникациям осуществляется путем присоединения на вводе в сооружение к заземлителям от электрической индукции или защитному заземлению электрооборудования.

Электрические сети напряжением до 1000 В должны вводиться в здание или сооружение только кабелем. Металлическая броня и оболочка кабеля должны быть присоединены у ввода в здание или сооружение к защитному заземлителю электрооборудования.

Металлическая броня и оболочка кабеля в местах перехода воздушной линии в кабель, а также крючья изоляторов воздушных линий и штыри должны быть присоединены к заземлителю с импульсным сопротивлением до 10 Ом. В месте перехода между каждой жилой кабеля и заземленными элементами необходимо устраивать закрытые воздушные искровые промежутки с межэлектродным расстоянием 2—3 мм или устанавливать низковольтный вентильный разрядник, например, РВН-0,5.

На ближайшей опоре к месту перехода воздушной линии в кабель Штыри изоляторов должны быть присоединены к заземлителю с импульсным сопротивлением до 20 Ом.

Электрические сети напряжением более 1000 В, вводимые в подстанции, должны выполняться в соответствии с «Правилами устройства электроустановок», чтобы обеспечить молниезащиту воздушных линий.

Молниезащита II категории. Здания и сооружения, отнесенные по устройству молниезащиты ко II категории, должны быть защищены от прямых ударов молнии отдельно стоящими неизолированными стержневыми и тросовыми молниеотводами, обеспечивающими зону защиты, как указывалось выше. При установке молниеотвода стержневого типа или от каждой стойки тросового молниеотвода необходимо прокладывать не менее двух токоотво-дов. При применении сосредоточенных заземлителей токо-отводы необходимо прокладывать по противоположным сторонам здания. При использовании протяженных заземлителей и заземляющих контуров токоотводы необходимо прокладывать не реже чем через 25 м по периметру здания.

Защита здания или сооружения от прямых ударов молнии может быть обеспечена путем наложения молние-приемной сетки на неметаллическую кровлю. Молние-приемная сетка изготавливается из стальной проволоки диаметром 6 мм и укладывается на кровлю или под негорючий утеплитель. Ячейки сетки должны иметь площадь не более 36 м2. Узлы сетки соединяются сваркой. Трубы и вентиляционные устройства, расположенные на крыше, необходимо соединять с молниеприемной сеткой, а неметаллические части здания, возвышающиеся над кровлей, должны быть оборудованы дополнительными молние-приемниками. Присоединять их необходимо к сетке. Токо-отводы, соединяющие заземлители с молниеприемной сеткой, необходимо прокладывать не реже чем каждые 25 м по периметру здания. Расстояния от отдельно стоящих молниеотводов до защищаемого здания, а также подземных коммуникаций не нормируются.

Импульсное сопротивление каждого заземлителя защиты от прямых ударов молнии должно быть до 10 Ом. В грунтах с сопротивлением 500 Ом и выше разрешается иметь импульсное сопротивление каждого заземлителя не более 40 Ом. В этих грунтах можно использовать в качестве заземлителей железобетонные фундаменты зданий.

Целесообразно производить объединение заземлителей защитного заземления электрооборудования, заземлителя защиты от электростатической индукции и заземлителя от прямых ударов молнии.

Колонны, фермы, пожарные лестницы, металлические направляющие лифтов, рамы, а также арматуру железобетонных конструкций можно использовать в качестве токоотводов. Соединение конструкций и арматуры выполняется сваркой и между всеми этими элементами должна быть обеспечена непрерывная электрическая связь. Установка молниеприемников или наложение молниеприемной сетки не требуется на здании, если верхние плиты перекрытий уложены на металлические фермы и используются негорючие утеплители. При этом должна быть обеспечена непрерывная связь заземлителя с металлическими фермами.

Внутри больших зданий и сооружений шириной более 100 м для выравнивания потенциалов внутри здания изготавливается заземлитель, состоящий из горизонтальных стальных электродов сечением более 100 мм2. Электроды укладываются на глубину более 0,5 м не реже чем через 60 м по ширине здания. По торцам здания заземляющие электроды необходимо присоединять к металлическим фермам, к арматуре железобетонных фундаментов здания или к наружному контуру заземления. Арматура железобетонных фундаментов внутри цеховых колонн используется в качестве заземлителей и соединяется с молниеприемниками, поэтому дополнительных за-землителей для выравнивания потенциала внутри здания не устраивают.

Молниезащита II категории для наружных металлических установок, содержащих пары взрывоопасных газов, легковоспламеняющиеся жидкости (установки класса В-1г) или сжиженные газы должна выполняться следующим образом:

корпуса установок или отдельных емкостей при толщине металла крыши менее 4 мм необходимо защищать молниеотводами, установленными на самом сооружении или отдельно, как указывалось выше. Корпуса установок при наличии металлической крыши 4 мм и более, а также отдельные емкости менее 200 м3 независимо от толщины металла крыши присоединяются к заземлителям;

наружные установки того же класса (В-1г) с корпусами из железобетона необходимо защищать от прямых ударов молнии молниеотводами, установленными на установках или отдельно;

парки подземных железобетонных резервуаров класса В-1г, не облицованных изнутри металлическим листом, защищаются от прямых ударов молнии отдельно стоящими молниеотводами. Зона защиты молниеотводов должна быть расширена за пределы резервуарного парка на 40 м в каждую сторону, а высота должна быть увеличена на 2,5 м по сравнению с высотой газоотводных или дыхательных клапанов.

Парки подземных железобетонных резервуаров для хранения мазута и предварительного подогрева, а также при подмешивании к нему легких углеводородов должны быть защищены от прямых ударов молнии отдельно стоящими молниеотводами. Зона защиты таких резервуаров составляет основание территориального резервуарного парка. Высота защитной зоны увеличивается на 2,5 м выше газоотводных или дыхательных клапанов.

Очистные сооружения необходимо защищать от прямых ударов молнии отдельно стоящими молниеотводами. Зону защиты молниеотводов необходимо увеличивать на 5 м в каждую сторону от периметра очистного сооружения. Высота должна быть увеличена на 3 м по сравнению с высотой сооружения.

Подземные железобетонные резервуары и наружные установки класса В-1г, облицованные изнутри металлическим листом, а также газоотводные или дыхательные трубы должны быть защищены молниеотводами. Зазем-лители защиты от прямых ударов молнии должны иметь импульсное сопротивление не более 50 Ом на каждый токоотвод. К токоотводу присоединяются все молниеотводы от других металлических ‘конструкций установок. Присоединение к заземлителям производится через 50 м по периметру основания установки. Число присоединений должно быть не менее двух.

Заземлители защиты от прямых ударов молний заглубленных в землю емкостей можно изготавливать из магниевых протекторов, применяемых для защиты от коррозии.

При этом необходимо соблюдать следующие условия:
– импульсное сопротивление заземлителя должно быть не более 50 Ом;
– стальной стержень, установленный в протектор при отливке, и присоединяемый к нему проводник токоотвода должен иметь диаметр не менее 8 мм. Проводник должен быть оцинкован;
– соединение стержня протектора с проводником осуществляется сваркой внахлест на длине не менее 6 диаметров проводника.

Защита от электростатической индукции осуществляется присоединением металлических, станин и оборудования к защитному оборудованию, защита от электромагнитной индукции — установкой металлических перемычек между трубопроводами, расположенными друг от друга на расстоянии 10 см и менее через 25—30 м, защита от заноса высоких потенциалов по подземным коммуникациям — присоединением к любому заземлителю на вводе в здание.

Импульсное сопротивление должно быть не более 10 Ом.

Ввод в здание или сооружение электрических сетей напряжением до 1000 В должен осуществляться только кабелем, как указывалось выше для I категории.

Молниезащита III категории. Здания и сооружения, относимые по молниезащите к III категории, обеспечиваются зашитой от прямых ударов молнии такими же средствами, как и при молниезащите II категории, с небольшой разницей:

молниеприемная сетка укладывается на кровле и имеет большие ячейки площадью не более 150 м2, т. е. ячейки размером 12Х 12 м;

величина импульсного сопротивления заземлителя защиты от прямых ударов молнии должна быть до 20 Ом.

Наружные металлические установки или отдельные емкости, содержащие горючие жидкости с температурой вспышки паров выше 61 °С, необходимо защищать от прямых ударов молнии следующим образом: – при толщине металла крыши менее 4 мм необходимо устанавливать молниеотводы на самом сооружении или отдельно, как указывалось выше; – при толщине металла крыши 4 мм и более, а также отдельные емкости объемом до 200 м3 разрешается присоединять к заземлителям; – пространство над газоотводными и дыхательными трубами может не входить в зону защиты молниеотводов.

Неметаллические вертикальные трубы высотой более 15 м необходимо защищать от прямых ударов молнии “установленными на них молниеотводами.

Для труб высотой до 50 м можно устанавливать один молниеприемник высотой 1 м с прокладкой токоотвода.

Для труб высотой 50—150 м следует устанавливать два и более симметрично расположенных молниеприемни-ка такой же высоты, соединенных на верхнем торце трубы.

Для труб высотой более 150 м необходимо устанавливать стальное кольцо сечением от 100 мм2, уложенное по торцу трубы, которое используется в качестве молние-приемника.

Трубы высотой более 50 м должны иметь по два токоотвода, причем одним из токоотводов может служить металлическая ходовая лестница.

В железобетонных трубах в качестве токоотвода можно использовать их арматуру.

Импульсное сопротивление заземлителей труб должно быть не более 50 Ом.

Защита от заноса высоких потенциалов внешних наземных металлических конструкций должна выполняться следующим образом: при вводе в защищаемое здание или сооружение присоединять их к заземлителю (с импульсным сопротивлением до 20 Ом) электрооборудования или защиты от прямых ударов молнии, а на ближайшей к сооружению опоре присоединять к заземлителю с таким же импульсным сопротивлением.

Защита от прямых ударов молнии небольших строений (площадь застройки не более 150 м2 высотой до 7 м) IV и V степеней огнестойкости допускает использование молние-защитных устройств упрощенного типа. Для этого над коньком крыши натягивается проволока диаметром 5 мм. Расстояние проволоки от конька должно быть не менее 25 см. Для увеличения эффективности защиты в местах крепления планок по торцам строения целесообразно укреплять молниеприемники высотой 40 см. Защита дымовых труб от прямых ударов молнии осуществляется установкой молниеприемников в виде вилки из той же проволоки, прикрепляемой к трубе. Концы вилки должны быть выше трубы на 25 см от молниеприемников. По торцовым стенам строения прокладываются токоотводы, соединенные с заземлителями.

Диаметр проволоки токоотводов и заземлителей должен быть не менее 5 мм. При длине строения не более 10 м можно устанавливать только один токоотвод и за-землитель.

При отсутствии сварочного оборудования соединение молниеприемников с токоотводами и заземлителем можно выполнять на болтовых соединениях или скруткой.

Ветви деревьев вблизи строения необходимо периодически подрезать. Они должны быть не ближе 2 м от крыши строения.

Конструкции опор и молниеприемников. Опоры стержневых молниеотводов рассчитывают на механическую прочность как свободно стоящие конструкции. Опоры тросовых молниеотводов рассчитывают с учетом натяжения троса и ветровой нагрузки. Динамические усилия от токов молнии не учитываются.

Опоры отдельно стоящих молниеотводов могут быть металлические, железобетонные и деревянные. Деревянные опоры необходимо предохранять от гниения пропиткой антисептиками.

В качестве опор молниеотводов можно использовать стволы деревьев, растущих вблизи (не менее 5 м) защищаемых зданий или сооружений.

Деревья, растущие на расстоянии менее 5 м от защищаемых зданий, могут использоваться в качестве опор молниеотводов при условии:
– от молниеприемника, установленного на дереве, токоотвод перекидывается на другое дерево, отстоящее от здания более 5 м, и присоединяется к заземлителю;
– против дерева по всей высоте здания прокладывается токоотвод, нижний конец которого заглубляется в землю и присоединяется к заземлителю.

Категории молниезащиты

Рис. 29. Конструкции молниеприемников:
а — из круглой стали; б — из стальной проволоки; в — из стальной трубы; г — из полосовой стали; д — из уголковой стали; 1 — токоотвод; 2 — стальная проволока 0 2 — 3 мм

Молниеприемники могут изготавливаться из стали любых марок, различного профиля, сечением не менее 100 мм2 и длиной не менее 20 см (рис. 29). Молниеприемники необходимо предохранять от коррозии покраской, лужением или оцинкованием.

Молниеприемниками могут быть дымовые, выхлопные трубы, кровля, сетка и другие металлические конструкции, возвышающиеся над зданиями или сооружениями.

Соединение молниеприемников с токоотводами лучше всего выполнять сваркой или болтовыми соединениями, как это указано на рис. 30. При болтовых соединениях электрическое сопротивление не должно превышать 0,05 Ом. В молниеприемниках тросовых молниеотводов необходимо применять многопроволочные тросы общим дигметром не менее 7 мм из оцинкованных стальных проволок.

Токоотводы. Для соединения стержневых и тросовых молниеприемников, а также стальной крыши и молние-приемных сеток с заземлителями применяют стальные токоотводы.

В качестве токоотводов можно использовать продольную арматуру железобетонных опор и колонн, пожарные лестницы, металлические трубы, направляющие лифтов.

Категории молниезащиты

Рис. 30. Зажим для присоединения плоского (а) и круглого (б) токоотводов к металлической кровле:
1 — свинцовая прокладка; 2 — кровля; 3 — стальная пластина; 4 — токоотвод; 5 — пластина с приваренным токоотводом

Токоотводы к заземлителю необходимо выполнять кратчайшим путем по защищаемому зданию или сооружению. Соединения токоотводов с заземлителями и мол-• ниеприемниками выполняются сварными. В виде исключения для токоотводов зданий и сооружений III категории можно применять болтовые соединения. Токоотводы должны быть защищены от коррозии.

Разъемные соединения (рис. 31) изготавливают и устанавливают снаружи здания или сооружения на высоте 1 —1,5 м от земли и используют на токоотводах, присоединяемых к отдельным заземлителям, к молниеприемной сетке и молниеприемной металлической кровле.

Заземлители. По форме электродов и их расположению в грунте заземлители делятся на следующие группы:

углубленные — из круглой или полосовой стали, укладываемые в виде протяженных элементов или контуров по периметру фундаментов на дно котлована. В грунтах с сопротивлением 500 Ом могут использоваться железобетонные фундаменты, сваи или подножки;

вертикальные — из стальных вертикально ввинчиваемых стержней или забиваемых электродов из уголковой стали. Длина ввинчиваемых электродов должна быть 4,5—5 м, а забиваемых 2,5—3 м. Верхний конец вертикального заземлителя необходимо заглубить на 0,6—0,7 м от поверхности земли;

горизонтальные из полосовой стали или круглые — укладываются горизонтально на глубине 0,6—0,8 м от поверхности земли одним или несколькими лучами, расходящимися из одной точки, к которой присоединяется токоотвод;

комбинированные — горизонтальные и вертикальные, объединенные в единую систему. Токоотводы в этих случаях присоединяются к середине горизонтальной части комбинированного заземлителя.

Типовые конструкции заземлителей и значения их сопротивления растеканию тока промышленной частоты Rом приведены в табл. 8.

Длина сварного шва при соединении заземлителей между собой и с токоотводами должна быть не менее двойной ширины прямоугольного проводника и не менее шести диаметров свариваемых круглых проводников.

Зоны защиты молниеотводов. Под зоной защиты молниеотводов понимается часть пространства, внутри которого здание или сооружение защищено от прямых ударов молнии с определенной степенью надежности. Постоянной и наименьшей по величине степенью надежности является поверхность зоны защиты. По мере продвижения внутрь зоны защиты надежность увеличивается.

Категории молниезащиты

Рис. 31. Примерные конструкции разъемов токоотводов
Читать далее: Производственные вредности

stroy-technics.ru


Categories: Заземление

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Adblock
detector