БЖ_1 / Электробезопасность / 14.11 Молниезащита зданий и сооружений. Молниезащита зданий и сооружений

Молниезащита зданий и сооружений предприятия, грозозащита многоквартирного дома

Высотные строения очень удобны для того, чтобы в них попала молния. Исходя из этой предпосылки, рассматривают вопрос о молниезащите городских зданий и промышленных сооружений. Случайный разряд на необорудованную грозозащитой кровлю способен вывести из строя действующие элементы коммуникаций, а также привести к ущербу, который с трудом поддаётся даже приблизительной оценке. И только эффективная и грамотно обустроенная молниезащита зданий и сооружений способна свести к минимуму возможные потери от непредвиденного воздействия природного электричества.

Особенности защиты городских объектов

Система молниезащиты любых городских сооружений (включая жилые многоквартирные дома) может иметь самые различные исполнения. Выбор того или иного варианта защитной конструкции, как правило, определяется следующими факторами:

• конструктивные особенности самого защищаемого строения;
• наличие электрооборудования, размещённого на открытых и закрытых пространствах здания, а также его уязвимость с точки зрения грозового удара;
• качество используемого в системе защиты заземления;
• показатель грозовой активности, характерный для данной местности.

Помимо этого требования к молниезащите таких строений должны удовлетворять действующим стандартам, которые предполагают деление их с точки зрения защищённости на различные категории. Эти категории учитывают наличие в этих строениях и характер хранения или переработки взрывоопасных и горючих веществ. При этом самой опасной с точки зрения поражения молнией считается 1-я категория, а наиболее безопасной – третья.

Немаловажным фактором, оказывающим существенное влияние на выбор молниезащиты для городского объекта, является его «окружение», которое может включать и высотные объекты (трубы котельных, местные телевизионные башни и тому подобное).

С учётом всех приведённых выше факторов и организуется грозозащита типовых городских объектов, включая многоквартирные дома и промышленные предприятия.

Виды и устройство

Известные способы противодействия разрушающей силе грозовых разрядов в зависимости от типа используемого молниеприёмника делятся на два типа. Это активные и пассивные методы. Активная схема молниезащиты реализуется посредством применения специального устройства, ионизирующего воздух над кровлей здания и намеренно провоцирующего разряд молнии.

Второй подход к решению проблемы молниезащиты состоит в пассивном принятии на себя разряда специальным устройством. Тип устройства выбирается в зависимости от материала кровельного покрытия и категории здания. Однако независимо от этих показателей система пассивной молниезащиты всегда состоит из молниеприёмника того или иного класса, а также включает в свой состав специальный молниеотвод и заземляющее устройство (ЗУ).

Обратите внимание! Последний элемент из конструкции молниезащиты (его иногда ещё называют заземлителем) обеспечивает создание благоприятных условий для стекания тока разряда в землю.

Каждая из указанных составляющих конструкции выполняет свою, характерную лишь для неё функцию и занимает вполне определённое место в системе молниезащиты. В соответствии с этим молниеприёмник должен размещаться на самой высокой точке строения, что обеспечивает оптимальные условия для улавливания грозового разряда. Токоотвод, прокладываемый по кровле и вдоль стен строения, располагается между молниеприёмником и заземляющим устройством многоэтажного дома или промышленного строения, соединяя их в единую систему молниезащиты данного сооружения.

И, наконец, заземляющее устройство (или иначе – заземлитель) размещается в грунте неподалёку от защищаемого здания и обеспечивает эффективное стекание тока разряда в землю.

Виды молниеприёмников

Городские промышленные и многоэтажные жилые строения в основном различаются по материалу кровельного покрытия. Кровля здания оказывает определяющее влияние на выбор типа приёмника молний для молниезащиты. В соответствии с требованиями к уровню защищённости различных кровель все известные молниеприёмники пассивного типа делятся на следующие классы:

• штыревые или пиковые устройства, устанавливаемые на коньке или на отдельной мачте;
• тросовые приёмники, изготавливаемые в виде толстой проволоки, натягиваемой вдоль конька и по периметру кровли;
• и, наконец, так называемые «сеточные» молниеприёмники, представляющие собой крупноячеистую сетку, укладываемую по всей поверхности крыши с креплением на специальных изоляторах.

Штыревые приёмники молний чаще всего применяются на металлических кровлях с покрытиями из металлизированной черепицы, типового профнастила или профлиста. Они выполняются в виде стального прута определённой длины, крепящегося на самой высокой точке крыши и имеющего специальный контакт для подключения токоотвода.

Так называемые «тросовые» молниеприёмники выполняются в виде толстой и хорошо натянутой стальной проволоки, также имеющей выход для подсоединения к заземлителю (через токоотвод). Такие устройства чаще всего применяются на кровлях из традиционного шифера или керамической черепицы.

При монтаже сеточных молниеприёмников, устанавливаемых обычно на мягких и плоских кровлях зданий, вся защищаемая поверхность закрывается специальной сетью из тонких стальных проводников. Размер ячейки такой сетчатой молниезащиты выбирается в зависимости от категории здания и предполагаемой грозовой активности в данной местности.

Обустройство грозозащиты многоквартирного дома

Наружную или располагаемую открыто молниезащиту жилого дома организуют с учётом перечисленных выше факторов и обустраивают по общепринятым стандартам (при отсутствии поблизости высотного объекта с молниеприёмником). Так, для типового городского сооружения, крыша которого изготовлена в виде закрытых рубероидом перекрытий, в качестве молниеприёмника может использоваться штырь, фиксируемый на пристройке к выходу лифта (рядом с антенной).

После его закрепления, к отводу штыря приваривается толстый стальной провод сечением не менее 6-8 миллиметров. Провод спускается вдоль стены и другим своим концом на ту же сварку подсоединяется к уже готовому заземлителю.

При спуске токоотвода молниезащиты следует побеспокоиться о том, чтобы провод надёжно закреплялся на стенах здания посредством фиксаторов особой конструкции.

В тех случаях, когда в качестве молниеприёмника используется система тросов или металлическая сетка – необходимо побеспокоиться о специальных креплениях, размещаемых в точках пересечения отдельных ветвей конструкции.

При оборудовании молниезащиты многоквартирного дома не следует упускать из виду и внутреннюю её составляющую, представленную специальным оборудованием (УЗИП, в частности). Указанное устройство обеспечивает защиту установленного в границах дома коммуникационного оборудования от импульсных перенапряжений, возникающих во время грозы.

Кроме того, с его помощью удаётся предотвратить нежелательные последствия от вторичных воздействий молнии (наводок), угрожающих внутренним электросетям дома и подключённым к ним бытовым приборам.

Защита металлических зданий

Согласно принятой классификации металлическими называются здания, конструкция которых предполагает использование в качестве несущих элементов стальных колонн или балок. К этой же категории также относятся здания или предприятия, построенные по технологии с применением так называемых «сэндвич панелей».

Согласно действующим нормативам в качестве открытых элементов молниезащиты промышленных строений по возможности рекомендуется применять естественные токопроводящие конструкции. Это пожелание касается не только токоотводов и заземлителей, но также и молниеприёмников.

Важное замечание! Единственное требование, предъявляемое к токопроводящим конструкциям – это чтобы они имели непрерывный и надёжный контакт между своими частями по всей площади сооружения вплоть до фундамента. В этом случае они будут надежной молниезащитой.

Следует заметить, что в качестве молниеприемника на промышленных зданиях и сооружениях достаточно часто используются металлические основания и стальные стойки антенн, а также закреплённые на ограждениях и парапетах прожекторные мачты. Этот перечень конструкций для молниезащиты следует дополнить стальными лестницами, возвышающимися над кровлей.

Функцию токоотводов в таких зданиях могут выполнять несущие металлические колонны или металлизированные покрытия используемых при монтаже сэндвич панелей (при условии их достаточного сечения). В качестве естественных заземлителей в подобных ситуациях обычно использую железобетонные или стальные сваи опорного фундамента, имеющие надёжный контакт с землёй.

Обустройство качественных и эффективных систем молниезащиты городских зданий и промышленных сооружений, конечно же, имеет свою специфику. Однако общие принципы их организации, а также функциональный состав конструктивных элементов грозозащитных устройств практически не отличаются от типовых разработок и проектов.

Единственное, на что следует обратить внимание при их проектировании и практическом применении – это возможность использования естественных токопроводящих частей конструкции в качестве отдельных элементов самой молниезащиты.

evosnab.ru

14.11 Молниезащита зданий и сооружений

14.11 Молниезащита зданий и сооружений

Молния представляет собой очень сильный разряд скопившегося атмосферного электричества, которое образуется вследствие трения о воздух капелек водяных паров в атмосфере. Грозовые тучи состоят из облаков с разными знаками заряда. Потенциал атмосферного электричества грозовых туч достигает огромных размеров. Заряд молнии составляет сотни тысяч ампер, а напряжение – свыше 2 миллионов вольт.

Воздействие молнии на здание или сооружение может проявляться в виде непосредственного разряда, вызывающего повреждения и разрушения, или в виде явлений электростатической и электромагнитной индукции, или в виде заноса высоких потенциалов через металлические коммуникации. Прямой разряд молнии, в отличие от шарового блуждающего разряда, отличается мгновенным действием. В течение долей секунды (до 100 мксек) по каналу молнии протекает ток силой 200 – 500 кА разогревая его до 20000С и выше. Индуктивные токи и заносы высоких потенциалов могут вызвать искрение в местах сближения металлических конструкций и оборудования.

Система мероприятий, направленных на нейтрализацию опасного влияния атмосферного электричества, обеспечивающих безопасность людей, сохранность зданий и сооружений, оборудования и материалов от взрывов, разрушений и пожара, называется молниезащитой. В зависимости от характера необходимых мероприятий по молниезащите все здания и сооружения разделяются на три категории.

Первая категория – наиболее опасные промышленные здания и сооружения, в которых действие молнии может привести не только к пожару, но и взрыву и повлечь за собой большие разрушения и человеческие жертвы (склады со взрывоопасным имуществом и т.п.). Согласно Правилам устройства электроустановок (ПУЭ) эти объекты относятся к классу В – I и В – II.

Вторая категория – здания и сооружения, опасные в отношении взрыва. Однако взрыв не может повлечь за собой значительные разрушения и человеческие жертвы, поскольку взрывоопасные и горючие вещества хранятся в специальной или металлической таре. Согласно ПУЭ эти объекты относятся к классу В – Iа, В – Iб и В – IIа, В – Iг.

Третья категория – все здания и сооружения, для которых прямой удар молнии представляет опасность только в отношении разрушений и пожаров. Согласно ПУЭ эти объекты относятся к классу П - I, П - II, П – IIа и П - III.

Необходимость и степень молниезащиты объекта определяется в зависимости от грозовой деятельности в месте расположения объекта, его пожаро- и взрывоопасности. Средняя грозовая деятельность за год определяется по карте среднегодовой продолжительности гроз в часах или на основании официальных данных местной метеорологической станции. Так, среднее число грозовых дней в году для городов Европейской части составляет от 5 до 39, для Кавказа 50 – 68. Географические районы с количеством грозовых дней в году до 10 принято считать слабо грозовыми, от 10 до 30 дней – грозовыми и более 30 дней – сильно грозовыми. Если число грозовых дней в году менее 10, то устройство молниезащиты нецелесообразно, за исключением отдельных зданий и сооружений, в зависимости от их пожарной опасности и ценности.

Рис. 3.26 Типы молниеотводов и их защитные зоны:

а) одиночный стержневой молниеотвод; в) тросовый (антенны) молниеотвод; в) двойной стержневой молниеотвод

Защита зданий и сооружений от прямых ударов молнии осуществляется молниеотводом (рис. 3.26), состоящим из молниеприемников 1, воспринимающих непосредственно на себя разряд молнии, заземляющих устройств 3, служащих для отвода тока в землю и тоководов 2, соединяющих молниеприемники с заземлителями. При ударе молнии разряд атмосферного электричества проходит через молниеотвод, минуя защищаемое здание или сооружение. Способ защиты от прямых ударов молнии выбирают в зависимости от характера и категории здания или сооружения.

Здания и сооружения первой категории высотой до 30 м защищаются молниеотводами, устанавливаемыми отдельно или на самом объекте защиты, но изолированно от него. Объекты выше 30 м защищают неизолированными молниеотводами, устанавливаемыми на самом объекте. Объекты второй категории защищают в основном молниеотводами, устанавливаемыми непосредственно на объекте. В объектах третьей категории, расположенных в слабогрозовых географических районах, можно ограничиться заземлением металлической крыши здания, которое служит молниеприемником.

Для зданий и сооружений первой категории предусматривается раздельное заземление от первичного и вторичного проявления молнии; для объектов второй категории допускается единое заземление.

Для защиты больших площадей, а так же для большей надежности зоны зашиты, применяют многократные стержневые молниеотводы.

Стержневой молниеотвод (рис. 3.26б) может быть одиночный – с одним стержнем, двойной – с двумя отдельно стоящими стержнями (рис. 3.26в) и многократный – с тремя и более отдельно стоящими стержнями, образующими общую зону защиты.

Тросовый молниеотвод может быть (рис 3.26б) одиночный, состоящий из одного троса (антенны), закрепленного на двух опорах, по каждой из них прокладывается токоотвод, присоединенный к отдельному заземлителю у основания, и двойной, состоящий из двух одиночных тросовых молниеотводов одинаковой высоты, расположенных параллельно и действующих совместно, образуя общую зону защиты.

Молниеприемники изготавливаются преимущественно из стали. Длина стержневых молниеотводов от 200 до 1500 мм, площадь сечения не менее 100 мм2.

Токоотводы изготавливают из стальной проволоки сечением не менее 35 мм2 из многожильного троса или стали любого профиля и марки.

В качестве молниеприемников можно использовать металлические конструкции защищаемых объектов: трубы, дефлекторы, решетки и другие конструкции, возвышающиеся над объектом.

Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода высотой Н < 60 м представляет собой конус (рис 3.26а). Основанием конуса или границей зоны защиты на уровне земли является окружность радиусом r = 1,5 Н. Защитная зона представляет собой конус высотой h = 0,8 Н.

Молниезащите подлежат опоры воздушных линий связи, радиотрансляционных сетей и антенно–мачтовые сооружения, состоящие из антенных опор, антенн, фидерных линий, включая вводы их в технические здания.

Для защиты опор воздушных линий связи и радиотрансляционных сетей от ударов молний используются стержневые молниеотводы, установленные на всех ответственных опорах воздушной линии и на участках пересечения с высоковольтными линиями.

Вводы радиотрансляционных линий и вводы антенн в здание, для защиты аппаратуры от перенапяжений, возникающих под влиянием разрядов молний, также оборудуются молниезащитой. Для защиты аппаратуры и установок от перенапряжений в воздушных линиях, возникающих при грозовых разрядах, на линиях устанавливаются искровые, газонаполненные или вентильные разрядники. Зазоры искровых разрядников регулируются в соответствии с действующими правилами технической эксплуатации. Проверка и регулировка зазоров производится весной в начале грозового периода, после каждой грозы и после каждого появления постороннего напряжения на проводах линии.

Молниезащита антенно-мачтовых сооружений от прямых ударов молнии осуществляется заземлением антенных опор и антенно-фидерных устройств. Если технология работы антенно-фидерных устройств не допускает их заземления, необходимо параллельно вводу антенны и фидера антенны в техническое здание радиостанции установить грозоразрядник, не влияющий на работу передатчика и атенно-фидерных устройств.

Молниезащитному заземлению подлежит каждая металлическая и железобетонная антенная опора независимо от их количества, а также оттяжки металлических мачт. Для выравнивания возникающих при ударе молнии высоких потенциалов молниезащитный заземлитель опоры должен иметь электрическое соединение с заземлителем электроустановок технического здания.

Для молниезащиты кабельных линий связи применяются следующие меры:

- защита с помощью подземных проводов;

- защита с помощью воздушных проводов;

- использование грозостойких кабелей.

Для защиты кабеля от удара молнией в земле параллельно ему прокладываются защитные провода (троссы) на глубине, равной половине глубины прокладки кабеля, но не менее 0,4 м.

Защита кабеля с помощью воздушных проводов производится подвешиванием на крюках деревянных опор двух стальных проводов. Воздушная линия строиться вдоль защищаемого кабеля на расстоянии 2 – 3 м от оси траншеи. Провода защитной линии заземляются через 120 – 300 м.

studfiles.net

14.11 Молниезащита зданий и сооружений

14.11 Молниезащита зданий и сооружений

Молния представляет собой очень сильный разряд скопившегося атмосферного электричества, которое образуется вследствие трения о воздух капелек водяных паров в атмосфере. Грозовые тучи состоят из облаков с разными знаками заряда. Потенциал атмосферного электричества грозовых туч достигает огромных размеров. Заряд молнии составляет сотни тысяч ампер, а напряжение – свыше 2 миллионов вольт.

Воздействие молнии на здание или сооружение может проявляться в виде непосредственного разряда, вызывающего повреждения и разрушения, или в виде явлений электростатической и электромагнитной индукции, или в виде заноса высоких потенциалов через металлические коммуникации. Прямой разряд молнии, в отличие от шарового блуждающего разряда, отличается мгновенным действием. В течение долей секунды (до 100 мксек) по каналу молнии протекает ток силой 200 – 500 кА разогревая его до 20000С и выше. Индуктивные токи и заносы высоких потенциалов могут вызвать искрение в местах сближения металлических конструкций и оборудования.

Система мероприятий, направленных на нейтрализацию опасного влияния атмосферного электричества, обеспечивающих безопасность людей, сохранность зданий и сооружений, оборудования и материалов от взрывов, разрушений и пожара, называется молниезащитой. В зависимости от характера необходимых мероприятий по молниезащите все здания и сооружения разделяются на три категории.

Первая категория – наиболее опасные промышленные здания и сооружения, в которых действие молнии может привести не только к пожару, но и взрыву и повлечь за собой большие разрушения и человеческие жертвы (склады со взрывоопасным имуществом и т.п.). Согласно Правилам устройства электроустановок (ПУЭ) эти объекты относятся к классу В – I и В – II.

Вторая категория – здания и сооружения, опасные в отношении взрыва. Однако взрыв не может повлечь за собой значительные разрушения и человеческие жертвы, поскольку взрывоопасные и горючие вещества хранятся в специальной или металлической таре. Согласно ПУЭ эти объекты относятся к классу В – Iа, В – Iб и В – IIа, В – Iг.

Третья категория – все здания и сооружения, для которых прямой удар молнии представляет опасность только в отношении разрушений и пожаров. Согласно ПУЭ эти объекты относятся к классу П - I, П - II, П – IIа и П - III.

Необходимость и степень молниезащиты объекта определяется в зависимости от грозовой деятельности в месте расположения объекта, его пожаро- и взрывоопасности. Средняя грозовая деятельность за год определяется по карте среднегодовой продолжительности гроз в часах или на основании официальных данных местной метеорологической станции. Так, среднее число грозовых дней в году для городов Европейской части составляет от 5 до 39, для Кавказа 50 – 68. Географические районы с количеством грозовых дней в году до 10 принято считать слабо грозовыми, от 10 до 30 дней – грозовыми и более 30 дней – сильно грозовыми. Если число грозовых дней в году менее 10, то устройство молниезащиты нецелесообразно, за исключением отдельных зданий и сооружений, в зависимости от их пожарной опасности и ценности.

Рис. 3.26 Типы молниеотводов и их защитные зоны:

а) одиночный стержневой молниеотвод; в) тросовый (антенны) молниеотвод; в) двойной стержневой молниеотвод

Защита зданий и сооружений от прямых ударов молнии осуществляется молниеотводом (рис. 3.26), состоящим из молниеприемников 1, воспринимающих непосредственно на себя разряд молнии, заземляющих устройств 3, служащих для отвода тока в землю и тоководов 2, соединяющих молниеприемники с заземлителями. При ударе молнии разряд атмосферного электричества проходит через молниеотвод, минуя защищаемое здание или сооружение. Способ защиты от прямых ударов молнии выбирают в зависимости от характера и категории здания или сооружения.

Здания и сооружения первой категории высотой до 30 м защищаются молниеотводами, устанавливаемыми отдельно или на самом объекте защиты, но изолированно от него. Объекты выше 30 м защищают неизолированными молниеотводами, устанавливаемыми на самом объекте. Объекты второй категории защищают в основном молниеотводами, устанавливаемыми непосредственно на объекте. В объектах третьей категории, расположенных в слабогрозовых географических районах, можно ограничиться заземлением металлической крыши здания, которое служит молниеприемником.

Для зданий и сооружений первой категории предусматривается раздельное заземление от первичного и вторичного проявления молнии; для объектов второй категории допускается единое заземление.

Для защиты больших площадей, а так же для большей надежности зоны зашиты, применяют многократные стержневые молниеотводы.

Стержневой молниеотвод (рис. 3.26б) может быть одиночный – с одним стержнем, двойной – с двумя отдельно стоящими стержнями (рис. 3.26в) и многократный – с тремя и более отдельно стоящими стержнями, образующими общую зону защиты.

Тросовый молниеотвод может быть (рис 3.26б) одиночный, состоящий из одного троса (антенны), закрепленного на двух опорах, по каждой из них прокладывается токоотвод, присоединенный к отдельному заземлителю у основания, и двойной, состоящий из двух одиночных тросовых молниеотводов одинаковой высоты, расположенных параллельно и действующих совместно, образуя общую зону защиты.

Молниеприемники изготавливаются преимущественно из стали. Длина стержневых молниеотводов от 200 до 1500 мм, площадь сечения не менее 100 мм2.

Токоотводы изготавливают из стальной проволоки сечением не менее 35 мм2 из многожильного троса или стали любого профиля и марки.

В качестве молниеприемников можно использовать металлические конструкции защищаемых объектов: трубы, дефлекторы, решетки и другие конструкции, возвышающиеся над объектом.

Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода высотой Н < 60 м представляет собой конус (рис 3.26а). Основанием конуса или границей зоны защиты на уровне земли является окружность радиусом r = 1,5 Н. Защитная зона представляет собой конус высотой h = 0,8 Н.

Молниезащите подлежат опоры воздушных линий связи, радиотрансляционных сетей и антенно–мачтовые сооружения, состоящие из антенных опор, антенн, фидерных линий, включая вводы их в технические здания.

Для защиты опор воздушных линий связи и радиотрансляционных сетей от ударов молний используются стержневые молниеотводы, установленные на всех ответственных опорах воздушной линии и на участках пересечения с высоковольтными линиями.

Вводы радиотрансляционных линий и вводы антенн в здание, для защиты аппаратуры от перенапяжений, возникающих под влиянием разрядов молний, также оборудуются молниезащитой. Для защиты аппаратуры и установок от перенапряжений в воздушных линиях, возникающих при грозовых разрядах, на линиях устанавливаются искровые, газонаполненные или вентильные разрядники. Зазоры искровых разрядников регулируются в соответствии с действующими правилами технической эксплуатации. Проверка и регулировка зазоров производится весной в начале грозового периода, после каждой грозы и после каждого появления постороннего напряжения на проводах линии.

Молниезащита антенно-мачтовых сооружений от прямых ударов молнии осуществляется заземлением антенных опор и антенно-фидерных устройств. Если технология работы антенно-фидерных устройств не допускает их заземления, необходимо параллельно вводу антенны и фидера антенны в техническое здание радиостанции установить грозоразрядник, не влияющий на работу передатчика и атенно-фидерных устройств.

Молниезащитному заземлению подлежит каждая металлическая и железобетонная антенная опора независимо от их количества, а также оттяжки металлических мачт. Для выравнивания возникающих при ударе молнии высоких потенциалов молниезащитный заземлитель опоры должен иметь электрическое соединение с заземлителем электроустановок технического здания.

Для молниезащиты кабельных линий связи применяются следующие меры:

- защита с помощью подземных проводов;

- защита с помощью воздушных проводов;

- использование грозостойких кабелей.

Для защиты кабеля от удара молнией в земле параллельно ему прокладываются защитные провода (троссы) на глубине, равной половине глубины прокладки кабеля, но не менее 0,4 м.

Защита кабеля с помощью воздушных проводов производится подвешиванием на крюках деревянных опор двух стальных проводов. Воздушная линия строиться вдоль защищаемого кабеля на расстоянии 2 – 3 м от оси траншеи. Провода защитной линии заземляются через 120 – 300 м.

studfiles.net

14.11 Молниезащита зданий и сооружений

14.11 Молниезащита зданий и сооружений

Молния представляет собой очень сильный разряд скопившегося атмосферного электричества, которое образуется вследствие трения о воздух капелек водяных паров в атмосфере. Грозовые тучи состоят из облаков с разными знаками заряда. Потенциал атмосферного электричества грозовых туч достигает огромных размеров. Заряд молнии составляет сотни тысяч ампер, а напряжение – свыше 2 миллионов вольт.

Воздействие молнии на здание или сооружение может проявляться в виде непосредственного разряда, вызывающего повреждения и разрушения, или в виде явлений электростатической и электромагнитной индукции, или в виде заноса высоких потенциалов через металлические коммуникации. Прямой разряд молнии, в отличие от шарового блуждающего разряда, отличается мгновенным действием. В течение долей секунды (до 100 мксек) по каналу молнии протекает ток силой 200 – 500 кА разогревая его до 20000С и выше. Индуктивные токи и заносы высоких потенциалов могут вызвать искрение в местах сближения металлических конструкций и оборудования.

Система мероприятий, направленных на нейтрализацию опасного влияния атмосферного электричества, обеспечивающих безопасность людей, сохранность зданий и сооружений, оборудования и материалов от взрывов, разрушений и пожара, называется молниезащитой. В зависимости от характера необходимых мероприятий по молниезащите все здания и сооружения разделяются на три категории.

Первая категория – наиболее опасные промышленные здания и сооружения, в которых действие молнии может привести не только к пожару, но и взрыву и повлечь за собой большие разрушения и человеческие жертвы (склады со взрывоопасным имуществом и т.п.). Согласно Правилам устройства электроустановок (ПУЭ) эти объекты относятся к классу В – I и В – II.

Вторая категория – здания и сооружения, опасные в отношении взрыва. Однако взрыв не может повлечь за собой значительные разрушения и человеческие жертвы, поскольку взрывоопасные и горючие вещества хранятся в специальной или металлической таре. Согласно ПУЭ эти объекты относятся к классу В – Iа, В – Iб и В – IIа, В – Iг.

Третья категория – все здания и сооружения, для которых прямой удар молнии представляет опасность только в отношении разрушений и пожаров. Согласно ПУЭ эти объекты относятся к классу П - I, П - II, П – IIа и П - III.

Необходимость и степень молниезащиты объекта определяется в зависимости от грозовой деятельности в месте расположения объекта, его пожаро- и взрывоопасности. Средняя грозовая деятельность за год определяется по карте среднегодовой продолжительности гроз в часах или на основании официальных данных местной метеорологической станции. Так, среднее число грозовых дней в году для городов Европейской части составляет от 5 до 39, для Кавказа 50 – 68. Географические районы с количеством грозовых дней в году до 10 принято считать слабо грозовыми, от 10 до 30 дней – грозовыми и более 30 дней – сильно грозовыми. Если число грозовых дней в году менее 10, то устройство молниезащиты нецелесообразно, за исключением отдельных зданий и сооружений, в зависимости от их пожарной опасности и ценности.

Рис. 3.26 Типы молниеотводов и их защитные зоны:

а) одиночный стержневой молниеотвод; в) тросовый (антенны) молниеотвод; в) двойной стержневой молниеотвод

Защита зданий и сооружений от прямых ударов молнии осуществляется молниеотводом (рис. 3.26), состоящим из молниеприемников 1, воспринимающих непосредственно на себя разряд молнии, заземляющих устройств 3, служащих для отвода тока в землю и тоководов 2, соединяющих молниеприемники с заземлителями. При ударе молнии разряд атмосферного электричества проходит через молниеотвод, минуя защищаемое здание или сооружение. Способ защиты от прямых ударов молнии выбирают в зависимости от характера и категории здания или сооружения.

Здания и сооружения первой категории высотой до 30 м защищаются молниеотводами, устанавливаемыми отдельно или на самом объекте защиты, но изолированно от него. Объекты выше 30 м защищают неизолированными молниеотводами, устанавливаемыми на самом объекте. Объекты второй категории защищают в основном молниеотводами, устанавливаемыми непосредственно на объекте. В объектах третьей категории, расположенных в слабогрозовых географических районах, можно ограничиться заземлением металлической крыши здания, которое служит молниеприемником.

Для зданий и сооружений первой категории предусматривается раздельное заземление от первичного и вторичного проявления молнии; для объектов второй категории допускается единое заземление.

Для защиты больших площадей, а так же для большей надежности зоны зашиты, применяют многократные стержневые молниеотводы.

Стержневой молниеотвод (рис. 3.26б) может быть одиночный – с одним стержнем, двойной – с двумя отдельно стоящими стержнями (рис. 3.26в) и многократный – с тремя и более отдельно стоящими стержнями, образующими общую зону защиты.

Тросовый молниеотвод может быть (рис 3.26б) одиночный, состоящий из одного троса (антенны), закрепленного на двух опорах, по каждой из них прокладывается токоотвод, присоединенный к отдельному заземлителю у основания, и двойной, состоящий из двух одиночных тросовых молниеотводов одинаковой высоты, расположенных параллельно и действующих совместно, образуя общую зону защиты.

Молниеприемники изготавливаются преимущественно из стали. Длина стержневых молниеотводов от 200 до 1500 мм, площадь сечения не менее 100 мм2.

Токоотводы изготавливают из стальной проволоки сечением не менее 35 мм2 из многожильного троса или стали любого профиля и марки.

В качестве молниеприемников можно использовать металлические конструкции защищаемых объектов: трубы, дефлекторы, решетки и другие конструкции, возвышающиеся над объектом.

Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода высотой Н < 60 м представляет собой конус (рис 3.26а). Основанием конуса или границей зоны защиты на уровне земли является окружность радиусом r = 1,5 Н. Защитная зона представляет собой конус высотой h = 0,8 Н.

Молниезащите подлежат опоры воздушных линий связи, радиотрансляционных сетей и антенно–мачтовые сооружения, состоящие из антенных опор, антенн, фидерных линий, включая вводы их в технические здания.

Для защиты опор воздушных линий связи и радиотрансляционных сетей от ударов молний используются стержневые молниеотводы, установленные на всех ответственных опорах воздушной линии и на участках пересечения с высоковольтными линиями.

Вводы радиотрансляционных линий и вводы антенн в здание, для защиты аппаратуры от перенапяжений, возникающих под влиянием разрядов молний, также оборудуются молниезащитой. Для защиты аппаратуры и установок от перенапряжений в воздушных линиях, возникающих при грозовых разрядах, на линиях устанавливаются искровые, газонаполненные или вентильные разрядники. Зазоры искровых разрядников регулируются в соответствии с действующими правилами технической эксплуатации. Проверка и регулировка зазоров производится весной в начале грозового периода, после каждой грозы и после каждого появления постороннего напряжения на проводах линии.

Молниезащита антенно-мачтовых сооружений от прямых ударов молнии осуществляется заземлением антенных опор и антенно-фидерных устройств. Если технология работы антенно-фидерных устройств не допускает их заземления, необходимо параллельно вводу антенны и фидера антенны в техническое здание радиостанции установить грозоразрядник, не влияющий на работу передатчика и атенно-фидерных устройств.

Молниезащитному заземлению подлежит каждая металлическая и железобетонная антенная опора независимо от их количества, а также оттяжки металлических мачт. Для выравнивания возникающих при ударе молнии высоких потенциалов молниезащитный заземлитель опоры должен иметь электрическое соединение с заземлителем электроустановок технического здания.

Для молниезащиты кабельных линий связи применяются следующие меры:

- защита с помощью подземных проводов;

- защита с помощью воздушных проводов;

- использование грозостойких кабелей.

Для защиты кабеля от удара молнией в земле параллельно ему прокладываются защитные провода (троссы) на глубине, равной половине глубины прокладки кабеля, но не менее 0,4 м.

Защита кабеля с помощью воздушных проводов производится подвешиванием на крюках деревянных опор двух стальных проводов. Воздушная линия строиться вдоль защищаемого кабеля на расстоянии 2 – 3 м от оси траншеи. Провода защитной линии заземляются через 120 – 300 м.

studfiles.net

виды, особенности, монтаж и проверка

Молниезащита зданий и сооружений — редкая система на крышах новых и современных домов. Это связано с уверенностью человека, что разряд молнии ударит куда угодно, только не рядом.

При попадании молнии в крышу, трубы и другие возвышающиеся конструкции придомовых территорий возникает грозовое перенапряжение и электромагнитные импульсы, которые создают угрозу любым электрическим приборам, включенным в электрическую сеть переменного тока.

Особенности системы молниезащиты

Молниезащита объекта — комплекс мероприятий и устройств, которые способны защитить отдельно стоящие здания и сооружения от ударов молний.

Существует три основных фактора воздействия молнии:

• непосредственное попадание молнии в крышу здания;
• удар в близлежащие коммуникационные и технические объекты;
• удар в землю вблизи дома либо в рядом расположенный объект с дальнейшим попаданием разряда в землю.

В первом случае прямой удар может привести к серьезным разрушениям — резкое нагнетание температуры и запекание материалов кровли, а в редких случаях — даже к возгоранию деревянных конструкций и перекрытий крыш. Главный разрушающий фактор скрыт в ударной волне, которую порождает молния.

При ударе в коммуникационные объекты или в линии электропередач создается ток грозового импульса, который попадает в жилье по электрическим проводам и трубам. Это может привести к поражению человека электрическим током, повреждению оболочек и жил кабелей, поломке оборудования и сбою в работе внутренних систем.

В третьем варианте разряд попадает в землю. При большом сопротивлении земли либо из-за других факторов напряжение может пойти через заземлитель в нулевой провод обратно в дом. В частных домах ноль заземляется в поселковых трансформаторных подстанциях. Может возникнуть случай, когда напряжение будет и на фазе, и на ноле, что также приведет к поломке приборов и техники. Но это редкий случай: как правило, ток, попадая в землю, равномерно растекается.

Важно! Самые страшные последствия — разрушение или возгорание кровли в результате прямых ударов молнии.

Виды молниезащиты

По исполнению системы защиты бывают:

• внешние;
• внутренние.

У каждой системы свое предназначение, и применять их нужно в комплексе, чтобы исключить все три фактора поражения молнией.

Внешнее устройство молниезащиты зданий и сооружений монтируется на крышах, близлежащих пристройках, сооружениях и состоит из молниеприемника, токоотвода и заземлителя. Основная их функция — отвести разряд тока в землю, не дав ему попасть на поверхность крыши. Разряд через токоотвод попадает в заземлитель и дальше растекается в земле.

Внутренний тип системы защиты от молний заключается в установке устройства внутри здания и служит для защиты от импульсных перенапряжений.

Бывают следующие виды внутренних устройств:

1. Реле контроля напряжения с возможностью ручной регулировки минимальных и максимальных показателей напряжения в сети. В случае нарушения показателей критических точек прибор выполняет отключение напряжения. Может быть установлен на весь дом или отдельно на каждый прибор. Самый простой и дешевый вариант.
2. Стабилизатор напряжения.
3. Реле контроля фаз (при трехфазном напряжении). Относится к микропроцессорным приборам.

Виды молниеприемников

Молниеприемники по конструкции и материалу бывают:

• стержневые — отдельно расположенные и на крыше;
• тросовые;
• сетчатые — на крыше.

Наиболее распространенные и часто встречаемые — стержневые и тросовые, которые применяются на простых и сложных двускатных крышах. Если строение крыши многоуровневое, рекомендуется использовать комбинированную систему с использованием двух разных видов приемников.

Стержневые молниеприемники

Главная особенность — длинный вертикальный штырь, основная функция которого — принять удар молнии. Прибор должен отличаться высокой прочностью, устойчивостью к осадкам и агрессивной среде, но быть легким и простым в монтаже.

В зависимости от площади крыши можно устанавливать несколько таких мачт. Такие конструкции нужно устанавливать на самую высокую точку крыши или стену. Необходимо, чтобы штырь возвышался не менее чем на 1,5 м.

Можно устанавливать такую систему и отдельно от жилья. Во втором случае мачта может достигать нескольких десятков метров. Стержневая конструкция образует вокруг жилья воображаемый конус — зону защищенного пространства. Размер мачты можно определить из диаметра конуса и его высоты.

Тросовые молниеприемники

Система горизонтального монтажа представляет натянутый стальной трос по всей длине конька. Удар молнии принимает на себя трос. Можно на разных концах крыши установить штыри и натянуть между ними трос, в результате чего получается комбинированный тип защиты. Это подходит крышам, у которых длина во много раз превышает ширину. Диаметр троса должен быть не менее 12 мм. Толщина троса определяется длиной монтажного пролета.

В системе есть особые требования к прочности натяжного элемента, что связано с ветровыми нагрузками и обледенением. Чтобы избежать повреждений системы, рекомендуется по всей длине крыши установить натяжение нескольких промежуточных креплений.

Экономичный и простой вариант получается с использованием вместо троса стальной катанки, которая легка в монтаже (можно приваривать к конструкциям и между собой) и достаточно прочна. Для крепления проволоки можно применять специальные болтовые зажимы — клеммы.

Сетчатые молниеприемники

Система горизонтальная, монтируется на плоских крышах. Сетка изготавливается из проволоки-катанки диаметром 10 мм или стальной полосы любого диаметра. Такие приемники монтируются с помощью сварки и требуют большого расхода материала, поэтому система считается очень трудоемкой в монтаже.

Ее можно устанавливать и на скатных крышах. В таком случае сетку монтируют по периметру плоскости. Это основная причина, по которой на скатных крышах устанавливают более дешевые, простые и безопасные при выполнении работ системы. Такой тип защиты подходит для монтажа на крышах школ и детских садов, институтов и государственных учреждений. Считается самым надежным.

Токоотводы

Этот элемент соединяет молниеприемник с заземлителем. Для изготовления применяют стальную проволоку диаметром 6 – 10 мм, подойдут и стальная полоса или полудюймовая водопроводная труба.

Очень важно сделать крепкое и надежное соединение между токоотводами и молниеприемниками с заземлителями. Самым крепким считается сварное или болтовое соединение. Чтобы токоотвод был незаметен на фасаде, его можно покрасить в цвет обшивки или отделки дома. По всей длине спуска необходимо на расстоянии 1,5 – 2 метра сделать промежуточные крепления.

Заземление

Устройство — металлическая конструкция, закопанная или забитая в землю и обеспечивающая хороший контакт системы с землей. При влажных почвах нет смысла оборудовать заземлитель глубже 80 см. Как правило, используют стальной пруток 18 – 20 мм либо уголок 40 – 50 мм, стальную полосу шириной 40 мм. Длина заземлителя должна быть не менее 3 метров.

Конструкция может иметь форму треугольника либо напоминать перевернутую букву «Ш». Соединение элементов заземлителя проводится с помощью сварки либо болтовым скручиванием. Конструкция должна быть надежна на протяжении многих лет, не ослабевать и не иметь люфтов.

Важно! Если возле дома есть готовый контур заземления, грозозащита зданий может быть подключена к нему.

Монтаж молниезащиты

Монтаж стоит начать с обустройства молниеприемников. При выполнении работы на высоте соблюдайте правила безопасности. Если установку планируется выполнять самостоятельно, начните с примитивного проекта. Когда собираетесь подключаться к готовому контуру заземления, планируйте монтаж с учетом данного места подключения.

Всегда соблюдайте правило: токоотводы должны быть максимально короткими и прямыми. Выбираться самое кратчайшее расстояние от молниеприемника до заземлителя.

Обратите внимание! Если не уверены в своих силах, доверьте выполнение работ по монтажу молниезащиты объектов профессионалам. Специалисты выполнят проект и проведут предэксплуатационные испытания.

Испытание и проверка

Перед использованием молниезащиты необходимо проверить следующие элементы системы:

1. Сварочные соединения на прочность. Проводится визуально или простукиванием молотком.
2. Болтовые соединения и стяжки. Необходимо законтрогаить все соединения, особенно те, которые будут в земле или на крыше.
3. Сопротивление заземлителя. Измеряется специальным прибором — измеритель сопротивления изоляции.
4. Измеряются переходные сопротивления контактов и стыков измерителем сопротивления изоляции или омметром.
5. Измерение сопротивления растекания тока измерителем сопротивления изоляции.
6. Проверить на соответствие проектной документации.
7. Надежность закрепления молниеприемника и промежуточных фиксаторов.

Рекомендуется перед весенне-летним периодом ежегодно проводить визуальную проверку системы на наличие повреждений и обрывов после зимних обледенений и ветров.

На защите от поражения электрическим током человека и безопасности жилья и электроприборов не стоит экономить средства. Лучший вариант — комплекс мер по предотвращению последствий и разрушений от попадания молний.

220.guru

Молниезащита здании и сооружений

Строительные машины и оборудование, справочник

Категория:

   Охрана труда в дорожном строительстве

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).

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.

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.

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.

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.

Рис. 31. Примерные конструкции разъемов токоотводов

Читать далее: Производственные вредности

Категория: - Охрана труда в дорожном строительстве

Главная → Справочник → Статьи → Форум

stroy-technics.ru

виды систем, инструкция по устройству

Многие люди, слабо разбирающиеся в электричестве, не придают особого внимания устройству молниезащиты и заземлению. Но на самом деле это один из важнейших факторов безопасности сооружений, поэтому нужно создавать эти системы с особой тщательностью. Удары молний могут привести к разрушению или повреждению электрооборудования, травмам людей и животных, механическим повреждениям, пожарам и взрывам.

[contents]

Требования и нормы

Устройство системы молниезащиты регламентируется в нашей стране инструкцией, документально оформленной в приказе за номером 280 Минэнерго РФ от 30.06.03. и инструкцией РД 34.21.122-87. Объекты, на которых устраивается молниезащитная система, делятся на:

• Обычные. Административные и жилые здания; здания и сооружения сельского хозяйства, торговые, промышленные не более 60 метров высотой.

• Специальные. К ним относятся объекты, представляющие особую опасность при попадании в них молнии, строения и здания более 60 метров высотой, строящиеся объекты, игровые площадки, временные сооружения.

Для каждого объекта устанавливается своя норма защиты от ПУМ (прямого удара молнии). Для обычных объектов существуют четыре уровня защиты – 0, 98; 0,95; 0,90; 0,80. Для спецобъектов уровень защиты колеблется в пределах от 0,9 до 0,999; уровень защиты зависит от тяжести возможных последствий, а также от значимости объекта. При определении уровня в расчёт берутся все основные параметры сооружения. При строительстве здания по желанию заказчика может быть установлена молниезащита с уровнем выше допустимого.

В систему молниезащиты обязательно входят токоотводы, заземлители и приёмники молний. Все металлические части электрооборудования (корпуса и конструкции) должны быть присоединены к заземлению. Устройство заземления проектируется отдельно для каждого сооружения в зависимости от его функциональных особенностей. Конструктивно заземление при молниезащите не отличается от обычного электрического заземления.

Варианты исполнения систем молниезащиты зданий

Устройство системы внутренней и внешней защиты от молнии

Защита от попадания молнии бывает внешней и внутренней. Первый вид защиты простой, это уже описанная выше схема – молниеприёмник, токоотвод и заземлитель. Если речь идёт о частном доме, то именно такая система на него и устанавливается. Основная её задача – отвести молнию в сторону, не дать ей ударить в кровлю. Молниеприёмники делятся на стержневые (пруток, уголок, труба, полоса и т. д.), тросовые и молниприёмную сеть.

Стержневые выполняются из стали любой марки сечением не менее 100 кв. мм. Длина их должна быть более 20 см. Тросовые – из стальных многопроволочных канатов, от 35 мм сечением. Молниеприёмные сетки устанавливаются на деревянных кровлях.

Внешние СМ (системы молниезащиты) бывают активными и пассивными. Пассивные (традиционные) системы защиты производятся многим компаниями, вот некоторые из них:

• Elko-bis. Польская компания, профессиональные системы молниезащиты.

• ERICO. Компания из США, лидер в мировом производстве заземлителей.

• GALMAR. Ещё одна польская компания, активно продвигающая высокотехнологичные СМ.

• OBO BETTERMANN. Профессиональные СМ.

• Российская компания DKC.

Конструктивно традиционные СМ бывают двух типов. В первом молниеприёмник принимает удар молнии и уводит его в землю. Во втором молниеотвод «разряжает» воздух во время грозы на некотором расстоянии от себя и просто не даёт возможности возникновения молнии.

Активные СМ отличаются от обычных тем, что в них есть активный молниеприёмник с электронным встроенным устройством. Во время грозы вокруг приёмника образуется область ионизированного воздуха, которая способствует появлению восходящего разряда. Это значит, что если молния ударит в ваш дом, она обязательно «притянется» молниеприёмником. Компании-производители:

• ORW-ELS. Фирма из Польши, выпускающая активные СМ.

• Indelec. Компания из Франции, более 40 лет на рынке СМ.

• SCHIRTEK. Австрийский производитель, хорошо известный российским потребителям.

Внутренние СМ – это комплекс защитных устройств от перенапряжения (УЗИП). Его назначение – защитить имеющиеся в здании электронное и электрическое оборудование от возникающих после удара молнии перенапряжений в сети. Эти перенапряжения делятся на «Тип 1» (прямой удар молнии, форма волны – 10/35 мкс) и «Тип 2» (непрямой удар, форма волны 8/20 мкс). Естественно, что прямой удар молнии намного опасней и вызывает скачки напряжения огромной мощности.

Схема устройства

Инструкция по устройству молниезащиты

Начинаем монтаж системы молниезащиты с монтажа заземлителей, в качестве которых используем заземляющие сетки, радиально расходящиеся электроды, или контур. Контур нужно прокладывать на расстоянии не менее 1 метра от фундамента и на глубине 0,5-0,7 м. Заземляющие электроды также должны находиться на глубине не менее 0,5 метра (глубина зависит от конкретных климатических условий). В качестве естественного заземлителя может использоваться армирующий пояс фундамента, если он соответствует нормам, установленным для заземлителей

Если вы решили устроить на кровле молниеотводную сеть, вам необходимо во всей площади кровли смонтировать металлическую сетку сечением 8-10 мм с шагом ячеек 2-10. Вообще, молниеприёмники могут быть комбинированными и состоять из всех трёх основных элементов – стержней, тросов и сеток.

Естественными молниеприёмниками считаются:

• Металлические элементы конструкции кровли (фермы, арматурные пояса, а также водостоки и ограждения, если их сечение достигает необходимых для молниеприёмников значений).

• Трубы и резервуары, соответствующие требованиям к молниеприёмникам.

• Токоотводы должны располагаться таким образом, чтобы ток расходился несколькими параллельными направлениями и длина его пути была сокращена до минимума.

Каждый стержень молниеотвода (конец троса) должен быть снабжён отдельным токоотводом. Они должны располагаться равномерно по периметру строения, по возможности ближе к углам.

Нельзя устраивать токоотводы в водостоках и на близком расстоянии от дверей и окон. Все элементы системы молниезащиты должны быть соединены между собой с помощью электросварки или надёжных резьбовых соединений и укреплены на кровле и стенах специальными кронштейнами.

Подробнее в монтаже узнаете из видео.

Испытание и проверка

Испытания производятся перед началом эксплуатации, причём СМ должна быть устроена до начала отделочных работ. В ходе испытаний выполняется:

• Проверка соответствия СМ проекту (если она предусмотрена).

• Измерение значений сопротивления заземлителей.

• Визуальная проверка защищённости от коррозии и целостности всех деталей МС и соединений между ними.

• Измерение сопротивлений резьбовых и болтовых соединений.

• Испытания на прочность сварных соединений (простукивание молотком и визуальный осмотр).

• Проверка исполнительной схемы и определение путей растекания электрического тока путём имитации удара молнии (применяется специализированное измерительное устройство, которое подключается между удалённым электродом и молниеприёмником).

• Измерение величины сопротивления растеканию электрического тока способом «вольтметра-амперметра».

• Измерение величины импульсных перенапряжений после имитации удара молнии и распределения потенциалов по системе заземления и металлоконструкциям.

Комплексные проверки СМ стоит производить не реже одного раза в год (если нет других предписаний).

Конечно, вероятность того, что молния ударит именно в ваш дом, очень небольшая. Но представьте каких катастрофических последствий вы можете избежать, установив систему молниезащиты.

netosadkam.ru

• 
  Прицепы тяжеловозы
• 
  Жби перевозка
• 
  Условия труда на рабочем месте
• 
  Ямз 238 регулировка клапанов
• 
  Подъемник мачтовый
• 
  Слесарное дело
• 
  Земснаряд что это такое
• 
  Мачтовый подъемник
• 
  Регулировка клапанов ямз 238
• 
  Транспортировка дт 75
• 
  Подъемник грузовой