Здания и сооружения

1. Здания и сооружения должны быть защищены от молнии в соответствии с требованиями и рекомендациями МЭК 62305.
2. Железобетонные здания и сооружения следует рассматривать как неметаллические конструкции.
3. Здания и сооружения должны иметь надлежащее заземление.
4. Минимальный размер медного провода сечением 6 мм² или больше достаточен для соединения там, где нет опасности механического повреждения; в противном случае требуется провод сечением 25 мм².
5. Соединение с основной заземляющей сетью должно осуществляться медным проводом сечением 70 мм2 или больше. Многожильный провод должен быть защищен от коррозии.
6. Следующие элементы должны быть подключены к системе заземления либо напрямую, либо через соединение:
   a. Несущие колонны зданий  
   b. Автобусные конструкции, башни, платформы и т. д.
   c. Резервуары, сосуды, трубы, теплообменники и подобное оборудование.
   д. Плавающие крыши на резервуарах, когда они не связаны по своей сути.
   эл. Открытые проводящие материалы, окружающие электрические проводники, такие как металлические кабелепроводы, электрические металлические трубы, металлические оболочки и экраны, лотки и стойки для кабельных желобов, кабельные каналы, шинопроводы и кабельные каналы.

{Еще раз напоминаем, что в этой статье вы найдете информацию о молниезащите зданий, схеме заземления подстанции, системе молниезащиты, молниезащите трансформатора, заземлении и молниезащите подстанций, зданий и сооружений.}

Опасные зоны

• Методы установки электрического заземления и соединения должны соответствовать IEC 60079 в зданиях и сооружениях, где обращение с твердыми веществами, жидкостями и газами может привести к возникновению опасных статических зарядов.
• Там, где требуется статическая защита трубопроводов или воздуховодов, каждая секция и каждый фитинг должны иметь сопротивление заземленной строительной стали не более 100 Ом.
• Если трубопровод подвергается прямому или индуцированному воздействию молнии, максимально допустимое сопротивление заземления составляет 10 Ом во взрывоопасных (классифицированных) и невзрывоопасных зонах.
• Если измеренное сопротивление превышает соответствующее значение, то должны быть обнаружены высокоомные соединения и установлены подходящие соединительные перемычки.
• Все соединительные соединения, за исключением тех, которые представляют собой постоянный контакт металл-металл посредством сварки или пайки, должны выполняться с помощью компрессионных соединителей, зажимов или других утвержденных средств. Соединительные устройства или фитинги, которые зависят исключительно от пайки, не должны использоваться в соответствии с IEC 60364.  
• На наливных станциях для заземления металлического каркаса автоцистерн должен быть предусмотрен кабель сечением 35 мм2 (одножильный многожильный медный сварочный кабель с неопреновой оболочкой) с зажатым на конце зажимом аккумуляторного типа. Заземление и соединение во взрывоопасных зонах должны соответствовать IEC 60079..
• Резервуары, содержащие горючие материалы, должны быть заземлены и иметь огнеупорные вентиляционные отверстия. Резервуары с металлическими крышами и металлическими стенками из металла толщиной 4,76 мм² или более в соответствии с IEC 62305 и IEC 60079 должны считаться самозащищенными от молнии. Для резервуаров с меньшей толщиной металла требуется молниезащита.

Молниезащита зданий

• Металлические предметы сверху или по бокам конструкции должны быть соединены с системой молниезащиты. молниезащита зданий.
• В молниезащите проводов зданий нельзя делать резкие изгибы. Изгибы не должны иметь прилежащий угол более 90 градусов и должны иметь минимальный радиус 200 мм.
• На каждую конструкцию молниезащиты зданий должно быть установлено не менее 2 токоотводов. Для сооружений с периметром более 76 м на каждые 30 м периметра должен быть установлен дополнительный токоотвод.
• Каждый нисходящий проводник должен заканчиваться заземляющим стержнем, предназначенным для молниезащиты.
• Контур заземления молниезащиты должен быть соединен с заземлением электрической системы.
• Заземление для защиты от статического электричества и молнии должно быть независимым от заземления электрооборудования и системы, если системы заземления не установлены в непосредственной близости друг от друга.
• Дополнительную информацию о молниезащите зданий вы можете найти.

Заземление прибора

Заземление электронного оборудования должно соответствовать IEC 61000, спецификациям и требованиям прибора. См. также соответствующие стандарты управления и приборов.

Грозозащита трансформатора

1. Для вторичной обмотки трансформатора 208/120 В перем. В щите заземляющий (нейтральный) проводник должен быть подключен к нулевой шине заземления, а заземляющий провод должен быть подключен к шине заземления. На щите нейтральная шина и шина заземления должны быть соединены вместе и подключены к контуру заземления.
2. Для вторичной обмотки трансформатора переменного тока 480 В нейтраль трансформатора должна иметь заземленный (нейтральный) проводник, подключенный к стороне линии высокоомного пакета. Заземление пакета заземления высокого сопротивления должно иметь проводник, соединенный с соответствующей шиной заземления распределительного устройства низкого напряжения и с заземляющей сеткой. Это требование действительно для заземленной системы с высоким сопротивлением, если указано.
3. Для вторичной обмотки трансформатора 4,16 кВ, 13,8 кВ и 34,5 кВ нейтраль трансформатора должна иметь заземленный (нейтральный) проводник, подключенный к стороне линии пакета заземления с низким сопротивлением. Подробную информацию см. в IEC-E11-S01. Заземление пакета заземления низкого сопротивления должно иметь проводник, подключенный к соответствующей заземляющей шине распределительного устройства непосредственно ниже по потоку и к заземляющей сети.
4. Для первичной обмотки высоковольтного трансформатора нейтраль трансформатора должна иметь заземленный (нейтральный) проводник, подключенный к шине заземления распределительного устройства с элегазовой изоляцией (КРУЭ), рассчитанный на то, чтобы выдерживать полный ток короткого замыкания в течение номинального времени работы КРУЭ, а не только ожидаемой продолжительности работа реле. Нейтраль трансформатора также должна быть подключена к заземляющей сети.
5. Для трансформаторов сухого типа корпус трансформатора должен быть заземлен на заземляющую сетку по крайней мере одним проводником с минимальным сечением 25 мм².
6. Для масляного трансформатора корпус трансформатора должен быть заземлен на заземляющую сетку с помощью не менее двух проводников, каждый из которых подключен к заземляющей площадке, расположенной на противоположных сторонах трансформатора. Размер заземляющего проводника должен соответствовать размеру заземляющей сетки.
7. Для получения дополнительной информации о молниезащите трансформатора ознакомьтесь с рекомендациями поставщика.
8. Минимальное сечение заземляющего проводника нейтрали трансформатора должно соответствовать расчету, но не менее 25 мм².

https://www.youtube.com/watch?v=ZQgRzATOn6k&list=PLQQzLbTYBcJW1C_T2Jo4oczp9DCT0Au3L&index=14&t=0s

{Main keywords for this article are Lightning Protection for Buildings, Substation Earthing Layout, Lightning Protection Системы молниезащиты трансформатора, заземления и молниезащиты подстанций, зданий и сооружений.}

Грозозащита Статическая и рассеянная защита

• Высокие или изолированные металлические конструкции, дымовые трубы и колонны должны быть заземлены для защиты от молнии.
• Система молниезащиты должна состоять из молниеотводов; в конструкции монтируются молниеотводы различной длины и молниеотводы молниеотводов.
• Для каждого проводника системы молниезащиты от молниеотводов, громоотводов и надземных соединительных проводов молниезащиты должно быть обеспечено прямое подключение к основному контуру заземления (сетке) станции.
• Установки молниезащиты должны соответствовать NFPA 780.
• Автоцистерны, вагоны-цистерны, переносные бочки, резервуары для хранения и мешалки должны быть защищены от статического электричества, молнии и блуждающих токов. Подробности см. в API RP 2003 и NFPA 77 . Как правило, все приподнятые или изолированные, или и то, и другое металлические объекты, например колонны, дымовые трубы и конструкции, должны быть заземлены для защиты от молнии.

Нравится:

Нравится Загрузка…

Структурная молниезащита | Повелитель молний

Древние китайцы знали, что молния чаще всего прикрепляется к углам и краям строения. Если вы посмотрите на крышу старинного китайского здания, похожего на то, что находится в Запретном городе, вы заметите парад маленьких устрашающих фигурок, расставленных по краям. Эти фигурки предназначались для отпугивания молний. Они непреднамеренно составили компонент перехвата удара молнии первых систем молниезащиты.

Требования к размещению отдельных молниеотводов требуют, чтобы зона защиты каждого из них перекрывала зону защиты соседнего стержня. Если вся конструкция находится в зоне защиты одного или нескольких молниеотводов, теория состоит в том, что молния всегда должна прикрепляться к стержню, а не к защищаемой конструкции. Как только он перехватывается громоотводом, он передается на землю по системе проводников.

СИСТЕМА ПРИВЛЕЧЕНИЯ МОЛНИИ

Эти системы работают так же, как и обычные стержневые системы Франклина, привлекая молнию в желаемую точку (точки), а затем направляя ее на землю. В них используются воздушные молниеприемники, которые, как утверждается, имеют большую площадь притяжения или сбора молнии, чем обычный молниеотвод, тем самым обеспечивая большую зону защиты. Таким образом, для защиты любой конструкции требуется меньше воздухораспределителей. Молниеприемники, используемые в этих системах, используют либо геометрию (ESE — раннее излучание косы), либо электронику (EASE — излучение косы с электронной активацией), чтобы инициировать формирование косы до того, как начнут формироваться естественные косы. Таким образом, косы ESE имеют фору (∆T) по сравнению с естественными косами. Утверждается, что это временное преимущество заставляет их казаться длиннее (∆L), таким образом, они сначала достигают ступенчатых лидеров и вызывают удар по себе.

Хотя в США нет общепризнанного стандарта, охватывающего этот тип системы, существует несколько иностранных национальных стандартов. Эти системы обычно используются крупными операторами тематических парков США для защиты толпы.

СИСТЕМА ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ГРОЗА

Третий тип системы широко известен как система рассеяния (DAS) или система переноса заряда (CTS). Хотя они часто используются в общем, они являются товарными знаками Lightning Eliminators and Consultants of Boulder, CO. Заявлено, что эта система снижает электростатический потенциал между защищаемой конструкцией и проходящими облаками до уровня, при котором предотвращается прямой удар молнии или создается пространство. заряд (ионный экран) над защищаемой конструкцией, изолирующий площадку от заряженных облаков. В патенте, описывающем этот тип системы, заявлено о сборе наземного заряда с помощью «наземного коллектора», окружающего защищаемое сооружение или участок. Далее в нем описывается полусферическая или линейная решетка рассеивающих элементов (отсюда система рассеяния), расположенная над защищаемой конструкцией для передачи собранного заряда земли в атмосферу над защищаемой конструкцией (отсюда система переноса заряда). Служебные провода передают заряд земли от коллектора заряда земли к массиву рассеяния.

Эта система не соответствует требованиям NFPA 780, UL 96A или любого другого признанного стандарта. В нем используются проводники меньшего размера, устройства отключения удара меньшего размера и другие компоненты системы меньшего размера, ни один из которых не указан UL или какой-либо другой NRTL для целей молниезащиты.

A ЧЕТВЕРТЫЙ ТИП СИСТЕМ

Существует также четвертый тип системы, система задержки стримеров Lightning Master®, также называемая системой замедления стример (SRAT). Эта система идентична стержневой системе Франклина по концепции и форме. Отличие только в точках молниеприемников (громоотводов). В воздушном терминале SRAT используется множество сверхострых наконечников для задержки образования молниезащитных стримеров, отсюда и прозвище молниеотводов Fuzzy Ball™.

Для повышения безопасности персонала подъемный кондуктор (шахта) молниеприемника оканчивается тупым верхним концом. В этот тупой наконечник вставлено множество рассеивающих электродов малого радиуса. Эти электроды значительно усиливают рассеивание заряда земли в атмосферу благодаря своему малому радиусу (острости).

Мы не можем с помощью доступных в настоящее время технологий повлиять на формирование облачного заряда или ступенчатых лидеров. Если мы хотим повлиять на прекращение забастовки, мы должны повлиять на формирование наземного заряда и стримеров. Отсюда и внедрение технологии задержки стримеров.

Присоединение молнии определяется формированием стримеров. Какой бы объект ни излучал лучший стример, он и побеждает. Эти точки малого радиуса разрушаются в корону при гораздо более низком потенциале (напряжении), чем закругленный или даже заостренный обычный громоотвод, что затрудняет накопление достаточного количества заряда земли для формирования стримера из защищаемой конструкции. Поскольку воздушный терминал быстрее разрушается коронным разрядом, он рассеивает заряд в течение более длительного периода времени.

Изображение угла строения. Заряд в основании грозового облака притягивает наземный заряд, окружающий конструкцию, вверх и на угол конструкции. По мере того, как интенсивность шторма нарастает, увеличивается разница потенциалов между зарядом основания облака и углом конструкции. Когда разность потенциалов преодолевает диэлектрическую проницаемость (сопротивление) промежуточного воздуха, разность потенциалов выравнивается ударом молнии. Для того чтобы угол конструкции излучал стример, заряд земли должен накопиться до уровня, при котором он может сформировать зрелый стример. Этому накоплению мешает стекающий с точек малого радиуса заряд земли.

В своем основном режиме SRAT рассеивает заряд земли, который в противном случае формировал бы стример, завершающий молнию, уменьшая вероятность прямого присоединения молнии. Если заряд на землю растет слишком быстро или накапливается слишком высоко, рассеивающая способность молниеприемника может быть превышена. В этом случае молниеприемник возвращается к своему вторичному режиму обычного громоотвода. Поскольку SRAT расположен в верхней части конструкции, как того требует NFPA 780 и UL 96A, и уже насыщен стримерами, составляющими заряд земли, SRAT затем испускает стример, надежно собирая любые удары и передавая их на землю над землей. система молниезащиты.

Эффективность и надежность этого подхода была подтверждена многочисленными опытными и искушенными пользователями за последние 30 с лишним лет существования этой системы.

СООТВЕТСТВИЕ ПРОМЫШЛЕННЫМ СТАНДАРТАМ

Молниеприемники Lightning Master с задержкой подачи воздуха соответствуют требованиям NFPA 780 и внесены в список UL 96. SRAT обеспечивают точно такую ​​же зону защиты, как и любой другой громоотвод, и разработаны и предназначены для использования в качестве компонентов в NFPA 780 или UL 9.система 6А. Таким образом, завершенная установка имеет право на маркировку UL Master Label, которая является золотым стандартом молниезащиты.

При применении на нефтяных месторождениях применяются требования к заземлению API 545 и API 2003 Американского института нефти.

ПОЯСНИТЕЛЬНЫЕ МОДЕЛИ И ПРИМЕРЫ

Чтобы объяснить это явление, мы иногда используем один или несколько следующих примеров или моделей. Иногда полезно представить, как взять защищенную конструкцию, перевернуть ее вверх дном и окунуть в сироп. Когда перевернутую конструкцию вынимают из сиропа, сироп имеет тенденцию стекать с внешних краев, углов и любых выступов. Эти точки аналогичны точкам накопления заряда этой структуры и могут помочь понять, почему именно в эти точки с наибольшей вероятностью может попасть молния. Это также объясняет, почему NFPA 780 и UL 96А, найдите молниеотводы в этих местах. Из этого следует, что SRAT, являющиеся громоотводами, также должны быть установлены в этих местах для рассеивания заряда и задержки формирования стримеров из мест, наиболее вероятно пораженных молнией.

При общении с инженерами иногда полезно использовать вариант закона Кулона, показывающий, что чем меньше радиус точки, тем больше напряженность электрического поля вокруг нее. Это объясняет больший ток рассеяния от SRAT, чем от обычного громоотвода.

На выставках мы иногда используем генератор Ван де Граафа, чтобы показать разницу в рассеянии между объектами различной формы. Там, где автомобильный ключ или обычный громоотвод может вызвать дугу от 1/2 дюйма до 1 дюйма или около того до 200 000-вольтового Ван де Граафа, SRAT Lightning Master может коснуться шара генератора без образования дуги. Мы также используем Ван де Граафа, чтобы показать способность электрического поля индуцировать ток в куске металла. Затем этот кусок металла образует дугу с любым другим куском металла, находящимся рядом с ним, демонстрируя общую причину воспламенения, особенно на нефтепромысловых объектах.

РАСПРОСТРАНЕННЫЕ ЗАБЛУЖДЕНИЯ

SRAT защищает не только себя, позволяя наносить удары по защищаемой структуре. По нашему опыту, это на самом деле больше проблема с обычными молниеотводами, чем с молниеприемниками Lightning Master, замедляющими стримеры. Два показательных случая: Lightning Master впервые столкнулся со структурной молниезащитой зданий в госпитале Управления по делам ветеранов в Бэй-Пайнс, Флорида. В здание попал прямой удар молнии в крышу между молниеотводами. Удар пробил крышу, расплавив кровельный материал. Обслуживающий персонал здания услышал о Lightning Master и попросил нас посмотреть, сможем ли мы разработать решение их проблемы. В то время Lightning Master обеспечивал молниезащиту в основном для средств телерадиовещания и связи. В ответ на это мы разработали воздушный терминал, использующий технологию задержки косы, которая надевалась и обжималась на обычном громоотводе. Чтобы получить список UL, мы позже модифицировали продукт, чтобы он больше не скользил, а заменил обычный громоотвод.

Несколько лет спустя обычная система громоотводов была установлена ​​в центре обработки данных в Лейк-Мэри, Флорида. Эта система была разработана известной и влиятельной инжиниринговой компанией, специализирующейся на разработке обычных систем молниеотводов.
Поскольку центр обработки данных считался критически важным, система была спроектирована и установлена ​​с использованием системы с уменьшенным расстоянием между молниеотводами для повышения уровня ее защиты. Через некоторое время после завершения монтажа в крышу здания попал прямой удар молнии рядом с обычным громоотводом, но не в него. После расследования никто не мог объяснить, почему это произошло и как предотвратить повторение этого. Установщик оригинальной системы предложил заменить обычные молниеотводы молниеприемниками с задержкой стримеров Lightning Master. Клиент так и сделал, и с тех пор инцидентов не было.

Нас спросили, как система SRAT может рассеять миллионы вольт и тысячи ампер удара молнии. В этом нет необходимости. На самом деле, для снижения порога излучения стримеров защищаемой конструкции необходимо рассеять лишь небольшой процент этой энергии. Как и в случае с плотиной, сдерживающей водохранилище, нет необходимости осушать весь водохранилище, чтобы предотвратить переполнение плотины. Необходимо только слить очень небольшой процент резервуара.

Также нет необходимости сбрасывать грозовое облако. Система SRAT не влияет на грозовое облако. Он затрагивает только один небольшой участок поверхности земли.

ПРЕИМУЩЕСТВА ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОБЪЕКТОВ

В соответствии с NFPA 780 и UL 96A некоторые проводящие металлические компоненты конструкции могут быть заменены компонентами системы молниезащиты. Промышленное предприятие обычно состоит из металлических технологических емкостей, поддерживаемых стальными рамами. Двутавровые балки и рамы, составляющие верхнюю часть конструкций, имеют толщину более 3/16 дюйма. Поэтому их можно заменить громоотводами. Горизонтальный и вертикальный каркас также имеет толщину более 3/16 дюйма (или, возможно, 0,064 дюйма), поэтому его можно заменить системой основного и токоотвода. Рамы заземлены на заводскую систему заземления в своих основаниях, что соответствует требованиям к заземлению СМЗ. Таким образом, эти конструкции считаются самозащитными как в соответствии с NFPA 780, так и UL 9.6А. Согласно этим стандартам молниезащита не требуется и нет смысла устанавливать систему молниеотводов.

Однако, судя по опыту повреждения молнией, эти растения явно не обладают самозащитой. Огонь не в тему. Удар молнии вряд ли сожжет стальную конструкцию. Эти установки работают на основе микропроцессорных систем связи и управления и страдают от повреждений, перебоев и отключений во время гроз. Помимо повреждения оборудования, возникают и другие проблемы, начиная от кратковременных прерываний передачи данных и заканчивая аварийным остановом предприятия (ESD).