Содержание
Объединение заземления для молниезащиты с заземлением для электрических установок
Необходимость электрически соединять контур заземления молниезащиты, установленной непосредственно на здании, с контуром заземления для электрических установок, прописана в действующих нормативных документах (ПУЭ). Цитируем дословно: «Заземляющие устройства защитного заземления электроустановок зданий и сооружений и молниезащиты 2-й и 3-й категорий этих зданий и сооружений, как правило, должны быть общими». Как раз 2-я и 3-я категории являются наиболее распространёнными, в 1-ю категорию входят взрывоопасные объекты к молниезащите которых предъявляются повышенные требования. Тем не менее, наличие оборота «как правило» подразумевает возможность наличия исключений.
Современные офисные, а теперь и жилые здания содержат множество инженерных систем жизнеобеспечения. Сложно представить отсутствие систем вентиляции, пожаротушения, видеонаблюдения, контроля доступа и т.д. Естественно, у проектировщиков таких систем есть опасения, что в результате действия молнии “нежная” электроника выйдет из строя. При этом некоторые сомнения у специалистов-практиков вызывает целесообразность соединения контуров двух видов заземлений и возникает желание «в рамках закона» запроектировать электрически не связанные заземления. Возможен ли такой подход и повысит ли он на самом деле безопасность эксплуатации электронных устройств?
Зачем нужно объединение контуров заземления?
При попадании молнии в молниеотвод в последнем возникает короткий электрический импульс напряжением до сотен киловольт. При столь высоком напряжении может произойти пробой промежутка между молниеотводом и металлическими конструкциями дома, в том числе и электрическими кабелями. Последствием этого станет возникновение неконтролируемых токов, которые могут привести к пожару, выходу электроники из строя и даже разрушению элементов инфраструктуры (например, пластиковых водопроводных труб). Опытные электрики говорят: «Дайте молнии дорогу, иначе она найдёт её сама». Вот почему электрическое объединение заземлений обязательно.
По этой же причине ПУЭ рекомендует электрически объединять не только заземления, находящиеся в одном здании, но и заземления территориально сближенных объектов. Под данным понятием подразумеваются объекты, заземления которых настолько сближены, что между ними нет зоны нулевого потенциала. Объединение нескольких заземлений в одно осуществляется, согласно нормам ПУЭ-7, п. 1.7.55, путём соединения заземлителей электрическими проводниками в количестве не менее двух штук. Причем проводники могут быть как естественными (например, металлические элементы конструкции здания), так и искусственными (провода, жёсткие шины и т.п.).
Одно общее или отдельные заземляющие устройства?
К заземлителям для электрических установок и молниезащиты предъявляются разные требования, и это обстоятельство может стать источником некоторых проблем. Заземлитель для молниезащиты должен отвести в землю за короткое время большой электрический заряд. При этом согласно «Инструкции по молниезащите РД 34. 21.122-87» нормируется конструктив заземлителя. Для молниеотвода, согласно этой инструкции, требуется не менее двух вертикальных, или лучевых горизонтальных, заземлителей, за исключением 1 категории молниезащиты, когда таких штырей нужно три. Вот почему наиболее распространённый вариант заземления для молниеотвода — два или три штыря длиной около 3 м каждый, соединённых металлической полосой, заглублённой не менее чем на 50 см в землю. При использовании деталей производства ZANDZ такой заземлитель получается долговечным и простым в монтаже.
Совсем другое дело — заземление для электрических установок. В обычном случае оно не должно превышать 30 Ом, а для ряда применений, описанных в ведомственных инструкциях, например, для аппаратуры сотовой связи — 4 Ом или ещё меньше. Такие заземлители представляют собой штыри длиной более 10 м или даже металлические пластины, помещённые на большую глубину (до 40 м), где даже зимой нет промерзания грунта. Создать такой молниеотвод с заглублением двух и более элементов на десятки метров слишком затратно.
Если параметры грунта и предъявляемые к сопротивлению требования позволяют выполнить единое заземление в здании для молниеотвода и заземления электрических установок, нет никаких препятствий его сделать. В остальных случаях делают различные контуры заземления для молниеотвода и электрических установок, но обязательно соединяют их электрически, желательно, в земле. Исключением является использование некоторого специального оборудования особенно чувствительного к помехам. Например, звукозаписывающая аппаратура. Такое оборудование требует отдельного, так называемого, технологического заземляющего устройства, что прямым образом указывается в инструкциях. В таком случае выполняется отдельное заземляющее устройство, которое соединяется с системой уравнивания потенциалов здания через главную заземляющую шину. А, если такое соединение не предусматривается руководством по эксплуатации аппаратуры, то применяются специальные меры по исключению одновременного прикосновения людей к указанной аппаратуре и металлическим частям здания.
Электрическое соединение заземлений
Схема с несколькими заземлениями, соединёнными электрически, обеспечивает выполнение разных, подчас противоречивых, требований к заземляющим устройствам. Согласно ПУЭ, заземления, как и многие другие металлические элементы здания, а также аппаратуры, установленной в нем, должны быть соединены системой уравнивания потенциалов. Под уравниванием потенциалов подразумевается электрическое соединение проводящих частей для достижения равенства потенциалов. Различают основную и дополнительную системы уравнивания потенциалов. Заземления подключаются к основной системе уравнивания потенциалов, то есть соединяются между собой через главную заземляющую шину. Провода, соединяющие заземления с этой шиной, должны подключаться по радиальному принципу, то есть одно ответвление от указанной шины идет только к одному заземлению.
Для того, чтобы обеспечивалась безопасная работа всей системы, очень важно использовать максимально надежное соединение между заземлениями и главной заземляющей шиной, которое не разрушится под действием молнии. Для этого нужно соблюдать нормы ПУЭ и ГОСТ Р 50571.5.54-2013 “Электроустановки низковольтные. Часть 5-54. Заземляющие устройства, защитные проводники и защитные проводники уравнивания потенциалов” относительно сечения проводов системы уравнивания потенциалов и их соединения между собой.
Тем не менее, даже очень качественная система уравнивания потенциалов не может гарантировать отсутствие всплесков напряжения в сети при ударе молнии в здание. Поэтому, наряду с грамотно спроектированными контурами заземлений, от проблем спасут устройства защиты от импульсных помех (УЗИП). Такая защита является многоступенчатой и носит селективный характер. То есть на объект должен быть установлен комплект УЗИП, подборка элементов которого — непростая задача даже для опытного специалиста. К счастью, выпускаются готовые комплекты УЗИП для типовых случаев применения.
Выводы
Рекомендация ПУЭ об электрическом соединении всех контуров заземлений в здании является обоснованной и при правильной реализации не только не создает опасность для сложной электронной аппаратуры, а, наоборот, защищает её. В том случае, если аппаратура чувствительна к помехам от молний и требует собственного отдельного заземлителя, можно установить отдельное технологическое заземление в соответствии с прилагаемому к аппаратуре руководству. Система уравнивания потенциалов, объединяющая разрозненные контура заземлений, должна обеспечить надёжное электрическое соединение и во многом определяет общий уровень электробезопасности на объекте, поэтому ей должно быть уделено особое внимание.
Смотрите также:
Молниезащита и заземление | Элкомэлектро
Электролаборатория » Услуги электролаборатории » Молниезащита и заземление
Грозовые разряды, попадая в любые строения или в возвышающиеся объекты, создают перенапряжение и выводят из строя электрические сети и приборы. Наибольший ущерб зданию может принести непосредственное попадание молнии в конкретный объект. Это приведёт не только к пожару, но и частичному разрушению.
Наша электролаборатория успешно справляется с услугой по проверке молниезащиты зданий и сооружений, так как оснащена необходимым набором технических средств. Высококлассные специалисты проверят защищённость ваших объектов и выполнят весь комплекс измерительных работ.
Молниезащита – направлена на обеспечение безопасности граждан, сохранности жилых и производственных зданий. Она гарантированно защищает от возгорания и разрушения объектов.
Проверка молниезащиты — важный элемент любого строительства и будет направлена на обследование и исключение воздействия грозового разряда по трём основным направлениям:
- первое что попадает под удар молнии это крыша любого строения, что может привести не только к возгоранию объекта, но и его разрушению от ударной волны;
- при этом, используя проводку, импульс грозы попадает внутрь здания, выводя из строя всё на своем пути и, может привести к серьезным травмам непосредственно человека;
- попадание разряда в землю возле объекта любым доступным способом может создать напряжение на нулевом проводе и привести к выводу техники и приборов из строя.
Специалистами будет проведён осмотр молниезащиты внешних и внутренних систем, так как каждая система имеет свои технические параметры и назначения, а их применение носит комплексный характер. Проверка устройств молниезащиты направлена на оценку состояния молниеприёмников, токоотводящей сети и заземления. При оценке внутренних систем защиты будет проверена система уравнивания потенциалов и устройство защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП). Принятые меры позволят исключить поражение объекта грозовым разрядом.
Молниезащита зданий и сооружений
Молниезащита зданий предусматривает монтаж контура заземления, выполненного из стержней 14,2 мм х 1,5 м. Точки входа в землю, находятся под спуском токоотводов по стенам здания. Стержни заземления соединены между собою полосой 40х4 мм. На стенах здания контактные спуски от молниеприёмников крепятся при помощи различных держателей. Крепления применяются в зависимости от материала фасада. Держатель токоотвода не должен подвергаться коррозии, и не терять свойства более 30 лет.
Молниезащита сооружений из железобетона с армированием и имеющим класс опасности требует повышенного внимания при строительстве и эксплуатации. Прямое попадание удара молнии может вызвать частичное или полное механическое разрушение кирпичных зданий, бетонных и железобетонных сооружений. Опыты подтверждают, что импульсные токи полностью разрушают напряжённую арматуру.
На практике используются два основных типа оборудования. Это тросовые неизолированные и стержневые молниеотводы. Исходя из формы и конструкции объекта, молниезащита зданий и сооружений подбирается персонально. При строительстве объектов ввод в здание всех токоподводящих сетей напряжением до 1000 В выполняется кабелем. Каждый молниеотвод соединяется с контуром заземления двумя токоотводами. Показатели импульсного сопротивления элементов заземления должна соответствовать категорийности объекта. При ширине здания более 100 метров укладываются горизонтальные электроды с расчётным сечением.
Значительно повышает безопасность и эффективность работы молниезащиты активный молниеприёмник. При приближении грозы специальные конденсаторы накапливают заряд до 200 000 вольт, образуется напряжённость, которая притягивает разряд молнии. Установка активизирует грозовой потенциал тучи и исключает повторение грозового удара в защищаемое строение. Применение активной молниезащиты обеспечивает безопасность на большой территории.
Молниезащита и заземление проектируется и строится с учетом конструктивных и эксплуатационных особенностей объекта, интенсивности грозовой активности в регионе. В настоящее время все сооружения разделены на 3 категории, в зависимости от предъявляемых требований к защите от опасного воздействия грозовых разрядов в атмосфере.
Молниезащита АЗС
АЗС относится к объектам повышенной опасности. Нормативы определяют установку молниезащиты II категории, что позволит обезопасить их от воздействия прямых грозовых ударов молнии и от вторичных проявлений.
Молниезащита АЗС выполняется 2 способами – внешней и внутренней системами.
Внешняя молниезащита предусматривает установку стержневых или тросовых молниеотводов, которые обязательно устанавливаются рядом с резервуарами, наливным оборудованием и топливораздаточной аппаратурой. При этом соблюдаются места установки и требования к размерным характеристикам. Внутренняя система обеспечивает защиту электрического оборудования от повышения напряжения в сети, вызванное зарядами молнии. В конструкцию внутренней защиты входят токоотводы и заземление, обеспечивающее отвод и рассеивание статического заряда в земле. К основным требованиям организации систем молниезащиты АЗС относятся:
- все соединения производятся сваркой;
- токоотводы, расположенные на поверхности, окрашивают в черный цвет, кроме контактных соединений;
- проводится экранированная защита оптоволоконных кабелей.
Конструкция и определения элементов молниезащиты
На плоских крышах зданий монтируется молниеприёмная сетка, которую изготавливают из проволоки, как правило оцинкованной, диаметром 10 мм или стальной полосы. Конструкция изготавливается под размер кровли, и процесс относится к разряду трудоёмких. Её можно монтировать и на скатах крыш по периметру. К молниеприёмной сетке присоединяются все элементы кровли, выступающие над плоскостью.
Одним из основных элементов защиты зданий от грозового разряда является молниеприёмники. Они отличаются по конструкции, процессу изготовления и применяемых материалов. Они могут быть стержневые, тросовые и сетчатые. Стержневые и тросовые применяются на двускатных простых и сложных крышах. На плоских крышах применяется сетчатый молниеприёмник, с минимальным шагом 10 метров. Стержневой громоотвод должен быть выше объекта, прочным и одновременно простым в монтаже. Тросовый молниеотвод изготавливается из стального оцинкованного многожильного троса расчётного сечения.
Молниеотвод — это технический элемент, конструктивно соединяющий молниеприёмник с элементами заземления. Он изготавливается из стальной проволоки диаметром 6 – 10 мм. Может применяться стальная полоса, а также квадратная или круглая труба, расчётного сечения. Важным условием этой цепи элементов является надежное соединение между собой. Для этого применяется сварка или болты.
Устройство защиты от импульсных перенапряжений – УЗИП
Чтобы обезопасить электросети от воздействия любых типов молний и повышенного напряжения применяется УЗИП — устройство защиты от импульсных перенапряжений. Устройство устанавливается на объектах любого назначения и применяется на низкой стороне распределительных систем.
В зависимости от текущей обстановки устанавливают один из типов:
- ограничитель перенапряжения сети – ОПС
- ограничитель импульсного напряжения – ОИН
Работа УЗИП основана на принципе применения резистора полупроводникового сопротивления. Работа устройства основана на двух видах защиты:
- при повышенном напряжении импульс направляется на землю — несимметричный
- при повышенном напряжении ток направляется на один из активных проводников (фаза, ноль) – симметричный
Рекомендуется применять комбинированные УЗИП, которые могут выполнять функции разрядника и ограничителя.
Блог
Электролаборатория в ЖК «Достояние»
Электролаборатория в ЖК «Достояние»узнать больше…
Электролаборатория в ЖК Маяк
Наша электролаборатория работает в ЖК «Маяк»узнать больше…
Электролаборатория в ЖК Наследие
Наша электролаборатория работает в ЖК «Наследие»узнать больше…
Не дозвонились?
Заказать звонок
мы перезвоним!
Только в
10%
позвоните нам
для получения скидки
Новости
ЖК Семеновский парк появилась прописка
Новый ЖК в московском районе Соколиная гора!!! …узнать больше…
В юго-восточных районах Москвы восстановлено электроснабжение
Снабжение электричеством жилых домов на юго-востоке столицы восстановлено …узнать больше…
Освещать Москву начали 289 лет назад
В этот день, 27 ноября, только в 1730 году, началось непрерывное освещение Москвы . ..узнать больше…
Взаимосвязь заземления молниезащиты и заземления электроустановок
Необходимость электрического соединения контура заземления молниезащиты, установленного непосредственно на здании, с контуром заземления электроустановок описана в действующих нормативных документах (нормативах электроустановок). Цитируем дословно: «Заземляющие устройства для защитного заземления электроустановок зданий и сооружений и молниезащиты 2-й и 3-й категорий этих зданий и сооружений, как правило, должны быть объединены». Именно 2-я и 3-я категории являются наиболее распространенными, к 1-й категории относятся взрывоопасные объекты с молниезащитой, к которым предъявляются особые требования. Тем не менее наличие слова «обычно» предполагает возможность исключений.
Современные офисные, а теперь и жилые здания содержат множество инженерных систем. Трудно представить отсутствие систем вентиляции, пожаротушения, видеонаблюдения, контроля доступа и т. д. Естественно, у проектировщиков таких систем есть опасения, что в результате удара молнии «нежная» электроника выйдет из строя. В то же время у инженеров есть некоторые сомнения в целесообразности соединения шлейфов двух видов заземления и есть желание «спроектировать электрически несвязанное заземление «по закону». Возможен ли такой подход и действительно ли он повысит безопасность электронных устройств?
Почему контуры заземления должны быть соединены между собой?
При ударе молнии в молниеотвод в последнем возникает кратковременный электрический импульс напряжением до сотен киловольт. При таком высоком напряжении может произойти пробой разрыва между молниеотводом и металлическими конструкциями дома, в том числе и электрическими кабелями. Следствием этого станет появление неуправляемых токов, которые могут привести к пожарам, поломкам электроники и даже разрушению элементов инфраструктуры (например, пластиковых водопроводных труб). Опытные электрики говорят: «Дайте молнии дорогу, иначе она сама ее найдет». Вот почему электрическое заземление является обязательным.
По этой же причине ПУЭ рекомендует электрически совмещать не только заземления, находящиеся в одном здании, но и заземления территориально близких объектов. Это понятие относится к объектам, заземление которых расположено настолько близко, что между ними нет зоны нулевого потенциала. Объединение нескольких заземлителей в одно осуществляется по нормам ПУЭ 7-го издания п. 1.7.55 путем соединения заземлителей с электрическими проводниками не менее чем в двух точках. Причем проводники могут быть как естественными (например, металлические элементы конструкции здания), так и искусственными (провода, жесткие шины и т.п.).
Одно общее или отдельное заземляющее устройство?
К заземлителям электроустановок и молниезащиты предъявляются разные требования, и это обстоятельство может стать источником некоторых проблем. Заземлитель для молниезащиты должен за короткое время отводить на землю большой электрический заряд. При этом согласно «Инструкции по молниезащите РД 34.21.122-87» конструкция системы заземлителей является нормативной. Для молниеотвода согласно настоящей инструкции требуется не менее двух вертикальных, либо горизонтальных балочных заземлителей, за исключением молниезащиты 1 категории, когда стержней три. Именно поэтому наиболее распространенным вариантом заземления молниеотвода являются два-три стержня длиной около 3 м, каждый из которых соединен металлической полосой, заглубленной в землю не менее чем на 50 см. Используя детали производства ZANDZ, такой заземлитель долговечен и прост в установке.
Заземление электроустановок — совсем другое дело. В обычном случае оно не должно превышать 30 Ом, а для ряда применений, описанных в ведомственных инструкциях, например, для аппаратуры сотовой связи — 4 Ом и даже меньше. Такие заземлители представляют собой стержни длиной более 10 м или даже металлические пластины, уложенные на большую глубину (до 40 м), где даже зимой не происходит промерзания грунта. Создавать такой молниеотвод с заглублением двух и более элементов на десятки метров слишком дорого.
Если параметры грунта и требования по сопротивлению позволяют выполнить унифицированное заземление в здании для молниезащиты и заземления электроустановок, то для этого нет препятствий. В других случаях вы делаете различные контуры заземления для молниеотводов и электроустановок, но обязательно соединяете их электрически, желательно в земле. Исключением является использование некоторого специального оборудования, особо чувствительного к помехам. Например, звукозаписывающее оборудование. Такое оборудование требует отдельного, так называемого, технологического заземляющего устройства, что прямо указано в инструкции. В этом случае изготавливается отдельное заземляющее устройство, подключаемое к системе уравнивания потенциалов здания через главную заземляющую шину. И, если такое соединение не предусмотрено инструкцией по эксплуатации оборудования, то применяются специальные меры, исключающие одновременный контакт людей с указанным оборудованием и металлическими частями здания.
Электрическое соединение заземления
Схема с несколькими заземлениями, соединенными электрически, обеспечивает выполнение различных, иногда противоречивых, требований к заземляющим устройствам. Согласно ПУЭ, заземление, как и многие другие металлические элементы здания, а также установленное в нем оборудование, должно быть соединено системой уравнивания потенциалов. Выравнивание потенциалов означает электрическое соединение проводящих частей для достижения равных потенциалов. Существуют первичные и вторичные системы уравнивания потенциалов. Заземления подключаются к основной системе уравнивания потенциалов, т.е. соединяются друг с другом через главную заземляющую шину. Провода, соединяющие заземление с этой шиной, должны быть присоединены по радиальному принципу, т. е. одна ветвь от указанной шины идет только к одному заземлению.
Для обеспечения безопасной работы всей системы очень важно использовать максимально надежную связь между заземлением и главной заземляющей шиной, которая не будет разрушена ударом молнии. Для этого необходимо соблюдать правила ПУЭ и ГОСТ Р 50571.5.54-2013 «Электроустановки низковольтные. Часть 5-54. Заземляющие устройства, защитные проводники и защитные проводники для уравнивания потенциалов» в отношении сечения проводов системы уравнивания потенциалов и их соединения между собой.
Однако даже качественная система уравнивания потенциалов не может гарантировать отсутствие скачков напряжения в сети при ударе молнии в здание. Поэтому, наряду с хорошо спроектированными контурами заземления, устройства защиты от перенапряжения (УЗП) избавят вас от проблем. Такая защита является многоступенчатой и избирательной. То есть на объект должен быть установлен комплект УЗИП, подбор элементов которого является сложной задачей даже для опытного специалиста. К счастью, для типичных применений доступны готовые комплекты SPD.
Выводы
Рекомендация ПУЭ по электрическому соединению всех контуров заземления в здании обоснована и при правильном выполнении не только не создает опасности для сложного электронного оборудования, но, наоборот, защищает это. В случае, если оборудование чувствительно к помехам от молнии и требует собственного отдельного заземления, возможна установка отдельного технологического заземления в соответствии с инструкцией, прилагаемой к оборудованию. Система уравнивания потенциалов, объединяющая отдельные контуры заземления, должна обеспечивать надежное электрическое соединение и во многом определяет общий уровень электробезопасности на объекте, поэтому ей следует уделить особое внимание.
См. также:
- Принципы подбора ОПН в низковольтных электрических сетях на примере приборов
- Руководство по выбору УЗИП для защиты различных систем и сетей
- Заземление для молниезащиты
Статьи по Теме:
Лучшая молниезащита в зданиях
Компоненты коммерческой системы молниезащиты
Ресурсы по промышленной и коммерческой молниезащите от экспертов в Трентоне
Это основные компоненты системы молниезащиты, которые работают вместе, чтобы предотвратить повреждение вашей конструкции молнией:
Воздушные молниеприемники (стержни)
Проводник (кабель)
Связи
Заземление
УЗИП
Большинство людей не осознают ущерб, который может нанести удар молнии, пока не испытают на себе его последствия. Это особенно актуально для промышленных установок. Неспособность инвестировать в промышленную и коммерческую молниезащиту оставляет ваше здание уязвимым для повреждений, ваших сотрудников уязвимыми для травм, а ваша прибыль остается незначительной. B & B Lightning Protection предлагает молниезащиту промышленного уровня для заводов, производственных предприятий и других промышленных помещений в Нью-Джерси, где может произойти удар молнии.
Наш подход использует несколько технологий, в том числе громоотводы, технологии заземления и подавление перенапряжений. Эта комбинация может эффективно отвести ударную силу от здания и предотвратить катастрофу. Есть несколько причин, по которым промышленные клиенты должны учитывать это, в том числе:
Молния может уничтожить запасы на складе
Травмы могут привести к возмещению ущерба работнику
Простои могут серьезно повлиять на вашу прибыль
Пожар может полностью уничтожить ваше здание
Это лишь некоторые из причин, по которым наши клиенты выбрали молниезащиту коммерческих зданий в Нью-Джерси и тем самым предотвратили катастрофу. Вы можете обеспечить безопасность своего производственного помещения, позвонив нам для установки системы.
Обеспечение безопасности складов, фабрик и других зданий
Если вы управляете промышленным помещением в Нью-Джерси, вы знаете, насколько дорогостоящим может быть простой. Отключение, которое длится час, может привести к тысячам упущенной выгоды, поэтому представьте, какой риск вы принимаете, если не защитите от молнии. Действительно, инвестиции в молниезащиту промышленных зданий необходимы для заводов, складов и других зданий. B & B Lightning Protection специализируется на промышленной и военной молниезащите, поэтому вы можете рассчитывать на профессионализм и опыт от нас. Мы обслуживаем рынки округа Колумбия, Мэриленда, Массачусетса, Нью-Йорка, Мэна, Делавэра, Пенсильвании, Нью-Гемпшира, Род-Айленда и Коннектикута.
Как работает система
Системы молниезащиты предназначены для защиты конструкции и обеспечения заданного пути для улавливания и безопасного заземления повышенного тока разряда молнии.