Расчет молниезащиты для частного дома. Со молниезащита

МОЛНИЕЗАЩИТА

Нормативные документы по молниезащите зданий и сооружений

     В России сложилась непростая ситуация с нормативными документами регламентирующими требования к молниезащите зданий. В настоящий момент существуют два документа на основе которых можно спроектировать систему молниезащиты.

Это «Инструкция по молниезащите зданий и сооружений» РД 34.21.122-87 от 30 июля 1987 года и «Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций» CO 153-343.21.122-2003 от 30 июня 2003 года. Ознакомиться с этими документами Вы можете пройдя по ссылкам:

РД 34.21.122-87 ИНСТР ПО УСТР МОЛНИЕЗАЩИТЫ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ.pdf

СО 153-34.21.122-2003 ИНСТР ПО УСТР МОЛН-ТЫ ЗД, СООРУЖ И ПРОМ КОМ-ИЙ.pdf

В соответствии с положением Федерального закона от 27 декабря 2002 года №184-ФЗ «О техническом регулировании» ст. 4 органы исполнительной власти исполнительной власти вправе утверждать документы и акты только рекомендательного характера. К такому документу и относится «Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций» CO 153-343.21.122-2003.

Приказ Минэнерго России от 30.06.03№280 не отменяет действие предыдущего издания «Инструкция по молниезащите зданий и сооружений» от 30 июля 1987 года. Таким образом, проектные организации вправе использовать при определении исходных данных исходных данных и при разработке защитных мероприятий защитных мероприятий положение любой из упомянутых инструкций или их комбинацию.

Процесс проектирования осложняется и тем фактом что ни одна из указанных инструкций не освящает вопроса применения устройств защиты от грозовых и коммутационных перенапряжений. Старая редакция инструкции вообще не предусматривала такого раздела, а новое CO 153-343.21.122-2003 освящает этот вопрос только на уровне теории, никаких указаний по практическому применению устройств защиты не предусмотрено. Все вопросы, которые не освещены в самой инструкции предписывается рассматривать в других нормативных документах, соответствующей тематики, в частности стандартов организации МЭК (Международной Электротехнической Комиссии).

По своему существу «Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций» CO 153-343.21.122-2003 является точным переводом вышеуказанных стандартов МЭК, и будущие дополнения также, скорее всего, будут их переводом.

http://www.cons-systems.ru/

cons-systems.ru

Молниезащита зданий и сооружений - инструкции

Обязательная, соответствующая современным строительным нормам, молниезащита зданий представляет собой комплекс технических устройств и приспособлений, призванных обеспечить безопасность сооружения при попадании в него природного электрического разряда. Прямой удар молнии может повредить здание, вызвать поломку электроприборов, электрооборудования, даже гибель находящихся внутри или поблизости людей, животных.

Виды молниезащиты

Молниезащита зданий и сооружений подразделяется на: внешнюю, внутреннюю.

Внешняя

Это специальная система приспособлений, предназначенная для перехвата электрического разряда, отведения его к земле по токоотводам. Правильно спроектированная конструкция защитит от вреда здание, людей и животных, находящихся внутри.

Внешняя молниезащита зданий подразделяется на два типа:

Пассивная

• сетка («пространственная клетка»). Ее монтируют на крыше защищаемого объекта;
• молниеприемный стержень. Представляет собой один или несколько отдельных металлических прутов, соединенных с контуром заземления посредством кабеля;
• система натяжных молниеприемных тросов. Их натягивают по периметру защищаемой зоны.

Активная

Генерирует высоковольтные импульсы, что позволяет не ждать, пока молния ударит защищаемое сооружение, а захватывать электрический разряд на большом расстоянии, принудительно направляя его в землю.

Конструктивно внешняя молниезащита зданий и сооружений состоит из:

• молниеприемника (перехватывает электрический разряд)
• токоотвода (промежуточная часть, проводящая электрический ток от молниеприемника на заземлитель)
• заземлителя (часть молниезащиты, контактирующая с землей, рассеивающая полученный разряд тока)

Внутренняя

Представляет собой систему защиты электрооборудования от вызванного молнией (индуктивными и резистивными связями) перенапряжения в сети.

Внутренняя молниезащита (УЗИП) классифицируется по типам:

• 1 тип – защита при прямом попадании молнии (форма волны 10/350 мкс)
• 2 тип – защита от непрямого удара, зафиксированного вблизи объекта (форма волны 8/20 мкс)

Нормативные документы

До недавнего времени в России одновременно действовали 2 нормативных документа, регламентирующих требования к установке молниезащитных систем строительных объектов:

Изданная в 2003 году инструкция не отменяла действие регламента 1987 года, хотя имела с ним существенные различия. Приказ Минэнерго России от 30.06.03 № 280 также не отменил старую инструкцию, не прояснил сложившуюся ситуацию. Проектные организации сами выбирали, какими правилами руководствоваться.

В 2011 году Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии выпустило 2 нормативных документа, соответствующих стандартам МЭК (Международной Электротехнической Комиссии) № 62305:

После утверждения данных нормативов, российские требования к молниезащитным мерам начали соответствовать международными стандартам, урегулировав действие ранее выпущенных документов.

Категории молниезащиты и классификация объектов

Квалификация объектов определяется по опасности ударов молнии для самого объекта и его окружения. В соответствии с нормативными документами все здания и сооружения подразделяются на обычные и специальные.

Обычные объекты – это жилые и административные строения, а также здания и сооружения высотой не более 60 м, предназначенные для торговли, промышленного производства, сельского хозяйства.

К специальным объектам относятся следующие:

• представляющие опасность для непосредственного окружения
• представляющие опасность для социальной и физической окружающей среды
• потенциально способные при поражении молнией вызвать вредные биологические, химические и радиоактивные выбросы
• прочие, для которых должна быть предусмотрена специальная молниезащита, например, строения высотой более 60 м, строящиеся объекты, временные сооружения, игровые площадки и т.п.

Для специальных объектов минимально допустимый уровень надежности защиты от прямых ударов молнии (ПУМ) обозначен в пределах 0,9-0,999 в зависимости от степени его общественной значимости и тяжести ожидаемых последствий от ПУМ. Владелец здания или заказчик сам по желанию может заложить в проекте более высокий уровень надежности, превышающий расчетный предельно допустимый.

Для обычных объектов предлагается 4-е уровня надежности защиты от ПУМ:

В РД также предлагается методика, когда категория молниезащиты выбирается в зависимости от среднего количества и продолжительности гроз в регионе расположения здания или сооружения, а также от расчетной вероятности годового количества поражений его молнией.

• Колокольня Ивана Великого

  Характеристика объекта: Самая высокая постройка архитектурного ансамбля Московского Кремля. Высота – 81 м.

  Адрес объекта: г. Москва, Соборная площадь Московского Кремля.

  Вид работ: Проектирование и монтаж системы молниезащиты

  Комплектующие: производства фирмы OBO Bettermann.

  Исполнение: Здание относится к III категории по уровню защиты. В качестве элемента системы молниезащиты использована существующая конструкция купола с крестом, молниеотводы из стали горячего цинкования Rd8 выполнены по наружным фасадам с применением фасадных держателей типа СК. Заземляющее устройство выполнено в виде нескольких очаговых заземлителей.

• Здание Военторга на Воздвиженке, г. Москва

  Адрес объекта: г. Москва, ул. Воздвиженка, 10.

  Вид работ: Монтаж системы внешней молниезащиты здания.

  Комплектующие: производства компании Dehn+Sohne Gmbh.

  Элементы комплекта: стальной оцинкованный проводник Rd8; хомут-держатель Rd8-10 трубный 17.2 мм с клеммой, СГЦ/V2A; соединитель клеммный Rd8-10, СГЦ; соединитель универсальный Rd8-10 / Rd8-10, СГЦ; молниеприемный стержень Rd16 L=2.000 мм, алюминий; клемма-держатель фальцевая вертикальная, СГЦ; фальцевая клемма Rd8-10, СГЦ; соединитель промежуточный Rd8-10 / Fl30-Rd16, СГЦ; стальной хомут крепления ленты; лента из нержавеющей стали V2A; держатель Rd16 c М8.
• Московский международный Дом Музыки

  Адрес объекта:г. Москва, Космодамианская наб., д. 52, стр. 8

  Вид работ: монтаж системы обогрева лотка поверхностного водосбора и участков сливов на балконах 2-го и 3-го этажей

  Нагревательный элемент: саморегулирующийся нагревательный кабель Thermon RGS-2-60-PU.

  Производимые работы: Ревизия электрической системы водостоков: замер сопротивления изоляции силовых и нагревательных кабелей; проверка состояния распределительных коробок; проверка работоспособности шкафов управления. Изготовление и монтаж электрической системы обогрева: применялись регуляторы ETR и ETV фирмы OJ, автоматические выключатели и контакторы ABB, кабель нагревательный саморегулирующийся Thermon.

• Солнечногорский завод "ЕВРОПЛАСТ"

  Адрес объекта: Московская обл., Солнечногорский район, дер. Радумля.

  Вид работ: Проектирование системы молниезащиты промышленного здания.

  Комплектующие: производства фирмы OBO Bettermann.

  Выбор системы молниезащиты: Молниезащиту всего здания выполнить по III категории в виде молниеприемной сетки из горячеоцинкованного проводника Rd8 с шагом ячейки 12х12 м. Молниеприемный проводник уложить поверх кровельного покрытия на держатели для мягкой кровли из пластика с бетонным утяжелением. Обеспечить дополнительную защиту оборудования на нижнем уровне кровли установкой многократного стержневого молниеотвода, состоящего из стержневых молниеприемников. В качестве молниеприемника использовать стальной горячеоцинкованный прут Rd16 длиной 2000 мм.

• ГТЭС Терешково

  Адрес объекта: г. Москва. Боровское ш., коммунальная зона «Терешково».

  Вид работ: монтаж системы внешней молниезащиты (молниеприемная часть и токоотводы).

  Комплектующие: производства фирмы OBO Bettermann.

  Исполнение: Общее количество проводника из стали горячего цинкования для 13 сооружений в составе объекта составило 21.5000 метров. По кровлям прокладывается молниеприемная сетка с шагом ячейки 5х5 м, по углам зданий монтируются по 2 токоотвода. В качестве элементов крепления использованы стеновые держатели, промежуточные соединители, держатели для плоской кровли с бетоном, скоростные соединительные клеммы.
• Здание Макдональдса

  Адрес объекта: Московская обл., г. Домодедово, трасса М4-Дон

  Вид работ: Изготовление и монтаж системы внешней молниезащиты.

  Комплектующие: производство фирмы J.Propster.

  Состав комплекта: молниепримная сетка из проводника Rd8, 50 кв.мм, СГЦ; алюминиевые молниеприемные стержни Rd16 L=2000 мм; универсальные соединители Rd8-10/Rd8-10, СГЦ; промежуточные соединители Rd8-10/Rd16, Al; стеновые держатели Rd8-10, СГЦ; клеммы конечные, СГЦ; пластиковые держатели на плоской кровле с крышкой (с бетоном) для оцинкованного проводника Rd8; изолированные штанги d=16 L=500 мм.

Вам это может быть интересно:

Молниезащита офисных и административных зданий

Комплексная молниезащита памятников архитектуры и церквей

Системы молниезащиты АЗС и складов ГСМ

Особенности молниезащиты котельных

Грозозащита дымовых труб

www.mzke.ru

РД 34.21.122-87 Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений, РД от 12 октября 1987 года №34.21.122-87

РД 34.21.122-87

СОСТАВИТЕЛИ: д.т.н. Э.М.Базелян - ЭНИН им. Г.М.Кржижановского, В.И.Поливанов, В.В.Шатров, А.В.ЦапенкоСОГЛАСОВАНА Госстроем СССР, письмо N АЧ-3945-8 от 30.07.87УТВЕРЖДЕНА Главтехуправлением Минэнерго СССР 12.10.87

Требования настоящей Инструкции обязательны для выполнения всеми министерствами и ведомствами.Настоящая Инструкция устанавливает необходимый комплекс мероприятий и устройств, предназначенных для обеспечения безопасности людей (сельскохозяйственных животных), предохранения зданий, сооружений, оборудования и материалов от взрывов, пожаров и разрушений, возможных при воздействиях молнии.Настоящая Инструкция должна соблюдаться при разработке проектов зданий и сооружений.Настоящая Инструкция не распространяется на проектирование и устройство молниезащиты линий электропередачи, электрической части электростанций и подстанций, контактных сетей, радио- и телевизионных антенн, телеграфных, телефонных и радиотрансляционных линий, а также зданий и сооружений, эксплуатация которых связана с применением, производством или хранением пороха и взрывчатых веществ.Настоящая Инструкция регламентирует мероприятия по молниезащите, выполняемые при строительстве, и не исключает использования дополнительных средств молниезащиты внутри здания и сооружения при проведении реконструкции или установке дополнительного технологического или электрического оборудования.При разработке проектов зданий и сооружений помимо требований настоящей Инструкции должны быть учтены требования к выполнению молниезащиты других действующих норм, правил, инструкций, государственных стандартов.С введением в действие настоящей Инструкции утрачивает силу Инструкция по проектированию и устройству молниезащиты зданий и сооружений (СН 305-77).

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. В соответствии с назначением зданий и сооружений необходимость выполнения молниезащиты и ее категория, а при использовании стержневых и тросовых молниеотводов - тип зоны защиты определяются по табл.1 в зависимости от среднегодовой продолжительности гроз в месте нахождения здания или сооружения, а также от ожидаемого количества поражений его молнией в год. Устройство молниезащиты обязательно при одновременном выполнении условий, записанных в графах 3 и 4 табл.1.

Таблица 1

Оценка среднегодовой продолжительности гроз и ожидаемого количества поражений молнией зданий или сооружений производится согласно обязательному приложению 2; построение зон защиты различных типов - согласно приложению 3.

1.2. Здания и сооружения, отнесенные по устройству молниезащиты к I и II категориям, должны быть защищены от прямых ударов молнии, вторичных ее проявлений и заноса высокого потенциала через наземные (надземные) и подземные металлические коммуникации.Здания и сооружения, отнесенные по устройству молниезащиты к III категории, должны быть защищены от прямых ударов молнии и заноса высокого потенциала через наземные (надземные) металлические коммуникации. Наружные установки, отнесенные по устройству молниезащиты ко II категории, должны быть защищены от прямых ударов и вторичных проявлений молнии.Наружные установки, отнесенные по устройству молниезащиты к III категории, должны быть защищены от прямых ударов молнии.Внутри зданий большой площади (шириной более 100 м) необходимо выполнять мероприятия по выравниванию потенциалов.

1.3. Для зданий и сооружений с помещениями, требующими устройства молниезащиты I и II или I и III категорий, молниезащиту всего здания или сооружения следует выполнять по I категории.Если площадь помещений I категории молниезащиты составляет менее 30% площади всех помещений здания (на всех этажах), молниезащиту всего здания допускается выполнять по II категории независимо от категории остальных помещений. При этом на вводе в помещения I категории должна быть предусмотрена защита от заноса высокого потенциала по подземным и наземным (надземным) коммуникациям, выполняемая согласно пп.2.8 и 2.9 настоящей Инструкции.

1.4. Для зданий и сооружений с помещениями, требующими устройства молниезащиты II и III категорий, молниезащиту всего здания или сооружения следует выполнять по II категории.Если площадь помещений II категории молниезащиты составляет менее 30% площади всех помещений здания (на всех этажах), молниезащиту всего здания допускается выполнять по III категории. При этом на вводе в помещения II категории должна быть предусмотрена защита от заноса высокого потенциала по подземным и наземным (надземным) коммуникациям, выполняемая согласно пп.2.22 и 2.23 настоящей Инструкции.

1.5. Для зданий и сооружений, не менее 30% общей площади которых приходится на помещения, требующие устройства молниезащиты по I, II или III категории, молниезащита этой части зданий и сооружений должна быть выполнена в соответствии с п.1.2 настоящей Инструкции.

Для зданий и сооружений, более 70% общей площади которых составляют помещения, не подлежащие молниезащите согласно табл.1, а остальную часть здания составляют помещения I, II или III категории молниезащиты, должна быть предусмотрена только защита от заноса высоких потенциалов по коммуникациям, вводимым в помещения, подлежащие молниезащите: по I категории - согласно пп.2.8, 2.9 настоящей Инструкции; по II и III категориям - путем присоединения коммуникаций к заземляющему устройству электроустановок, соответствующему указаниям п.1.7 настоящей Инструкции, или к арматуре железобетонного фундамента здания (с учетом требований п.1.8 настоящей Инструкции). Такое же присоединение должно быть предусмотрено для внутренних коммуникаций (не вводимых извне).

1.6. В целях защиты зданий и сооружений любой категории от прямых ударов молнии следует максимально использовать в качестве естественных молниеотводов существующие высокие сооружения (дымовые трубы, водонапорные башни, прожекторные мачты, воздушные линии электропередачи и т.п.), а также молниеотводы других близрасположенных сооружений.

Если здание или сооружение частично вписывается в зону защиты естественных молниеотводов или соседних объектов, защита от прямых ударов молнии должна предусматриваться только для остальной, незащищенной его части. Если в ходе эксплуатации здания или сооружения реконструкция или демонтаж соседних объектов приведет к увеличению этой незащищенной части, соответствующие изменения защиты от прямых ударов молнии должны быть выполнены до начала ближайшего грозового сезона; если демонтаж или реконструкция соседних объектов проводятся в течение грозового сезона, на это время должны быть предусмотрены временные мероприятия, обеспечивающие защиту от прямых ударов молнии незащищенной части здания или сооружения.

1.7. В качестве заземлителей молниезащиты допускается использовать все рекомендуемые ПУЭ заземлители электроустановок, за исключением нулевых проводов воздушных линий электропередачи напряжением до 1 кВ.

1.8. Железобетонные фундаменты зданий, сооружений, наружных установок, опор молниеотводов следует, как правило, использовать в качестве заземлителей молниезащиты при условии обеспечения непрерывной электрической связи по их арматуре и присоединения ее к закладным деталям с помощью сварки.Битумные и битумно-латексные покрытия не являются препятствием для такого использования фундаментов. В средне- и сильноагрессивных грунтах, где защита железобетона от коррозии выполняется эпоксидными и другими полимерными покрытиями, а также при влажности грунта менее 3% использовать железобетонные фундаменты в качестве заземлителей не допускается.Искусственные заземлители следует располагать под асфальтовым покрытием либо в редко посещаемых местах (на газонах, в удалении на 5 м и более от грунтовых проезжих и пешеходных дорог и т.п.).

1.9. Выравнивание потенциала внутри зданий и сооружений шириной более 100 м должно происходить за счет непрерывной электрической связи между несущими внутрицеховыми конструкциями и железобетонными фундаментами, если последние могут быть использованы в качестве заземлителей согласно п.1.8 настоящей Инструкции.В противном случае должна быть обеспечена прокладка внутри здания в земле на глубине не менее 0,5 м протяженных горизонтальных электродов сечением не менее 100 мм. Электроды следует прокладывать не реже чем через 60 м по ширине здания и присоединять по его торцам с двух сторон к наружному контуру заземления.

1.10. Нa часто посещаемых открытых площадках с повышенной опасностью поражения молнией (вблизи монументов, телебашен и подобных сооружений высотой более 100 м) выравнивание потенциала выполняется присоединением токоотводов или арматуры сооружения к его железобетонному фундаменту не реже чем через 25 м по периметру основания сооружения.При невозможности использования железобетонных фундаментов в качестве заземлителей под асфальтовым покрытием площадки на глубине не менее 0,5 м через каждые 25 м должны быть проложены радиально расходящиеся горизонтальные электроды сечением не менее 100 мм и длиной 2-3 м, присоединенные к заземлителям защиты сооружения от прямых ударов молнии.

1.11. При возведении в грозовой период высоких зданий и сооружений на них в ходе строительства, начиная с высоты 20 м, необходимо предусматривать следующие временные мероприятия по молниезащите. На верхней отметке строящегося объекта должны быть закреплены молниеприемники, которые через металлические конструкции или свободно спускающиеся вдоль стен токоотводы следует присоединять к заземлителям, указанным в пп.3.7 и 3.8 настоящей Инструкции. В зону защиты типа Б молниеотводов должны входить все наружные площадки, где в ходе строительства могут находиться люди. Соединения элементов молниезащиты могут быть сварными или болтовыми. По мере увеличения высоты строящегося объекта молниеприемники следует переносить выше.При возведении высоких металлических сооружений их основания в начале строительства должны быть присоединены к заземлителям, указанным в пп.3.7 и 3.8 настоящей Инструкции.

1.12. Устройства и мероприятия по молниезащите, отвечающие требованиям настоящих норм, должны быть заложены в проект и график строительства или реконструкции здания или сооружения таким образом, чтобы выполнение молниезащиты происходило одновременно с основными строительно-монтажными работами.

1.13. Устройства молниезащиты зданий и сооружений должны быть приняты и введены в эксплуатацию к началу отделочных работ, а при наличии взрывоопасных зон - до начала комплексного опробования технологического оборудования.При этом оформляется и передается заказчику скорректированная при строительстве и монтаже проектная документация по устройству молниезащиты (чертежи и пояснительная записка) и акты приемки устройств молниезащиты, в том числе акты на скрытые работы по присоединению заземлителей к токоотводам и токоотводов к молниеприемникам, за исключением случаев использования стального каркаса здания в качестве токоотводов и молниеприемников, а также результаты замеров сопротивлений току промышленной частоты заземлителей отдельно стоящих молниеотводов.

1.14. Проверка состояния устройств молниезащиты должна производиться для зданий и сооружений I и II категорий один раз в год перед началом грозового сезона, для зданий и сооружений III категории - не реже одного раза в три года.Проверке подлежат целость и защищенность от коррозии доступных обзору частей молниеприемников и токоотводов и контактов между ними, а также значение сопротивления току промышленной частоты эаземлителей отдельно стоящих молниеотводов. Это значение не должно превышать результаты соответствующих замеров на стадии приемки более чем в 5 раз (см. п.1.13 настоящей Инструкции). В противном случае проводить ревизию заземлителя.

2. ТРЕБОВАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ МОЛНИЕЗАЩИТЫ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

Молниезащита I категории

2.1. Защита от прямых ударов молнии зданий и сооружений, относимых по устройству молниезащиты к I категории, должна выполняться отдельно стоящими стержневыми (рис.1) или тросовыми (рис.2) молниеотводами.

Рис.1. Отдельно стоящий стержневой молниеотвод

Рис.1. Отдельно стоящий стержневой молниеотвод:

1 - защищаемый объект; 2 - металлические коммуникации

Рис.2. Отдельно стоящий тросовый молниеотвод

Рис.2. Отдельно стоящий тросовый молниеотвод:

1 - защищаемый объект; 2 - металлические коммуникации

Указанные молниеотводы должны обеспечивать зону защиты типа А в соответствии с требованиями приложения 3. При этом обеспечивается удаление элементов молниеотводов от защищаемого объекта и подземных металлических коммуникаций в соответствии с пп.2.3, 2.4, 2.5 настоящей Инструкции.

2.2. Выбор заземлителя защиты от прямых ударов молнии (естественного или искусственного) определяется требованиями п.1.8 настоящей Инструкции.При этом для отдельно стоящих молниеотводов приемлемыми являются следующие конструкции заземлителей (табл.2):

а) один (и более) железобетонный подножник длиной не менее 2 м или одна (и более) железобетонная свая длиной не менее 5 м;

б) одна (и более) заглубленная в землю не менее чем на 5 м стойка железобетонной опоры диаметром не менее 0,25 м;

в) железобетонный фундамент произвольной формы с площадью поверхности контакта с землей не менее 10 м;

г) искусственный заземлитель, состоящий из трех и более вертикальных электродов длиной не менее 3 м, объединенных горизонтальным электродом, при расстоянии между вертикальными электродами не менее 5 м. Минимальные сечения (диаметры) электродов определяются по табл.3.

Таблица 2

Таблица 3

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

2.3. Наименьшее допустимое расстояние по воздуху от защищаемого объекта до опоры (токоотвода) стержневого или тросового молниеотвода (см. рис.1 и 2) определяется в зависимости от высоты здания, конструкции заземлителя и эквивалентного удельного электрического сопротивления грунта , Ом·м.Для зданий и сооружений высотой не более 30 м наименьшее допустимое расстояние , м, равно:при 100 Ом·м для заземлителя любой конструкции, приведенной в п.2.2 настоящей Инструкции, 3 м;при 1001000 Ом·м:для заземлителей, состоящих из одной железобетонной сваи, одного железобетонного подножника или заглубленной стойки железобетонной опоры, длины которых указана в п.2.2, а-б, ;

для заземлителей, состоящих из четырех железобетонных свай либо подножников, расположенных в углах прямоугольника на расстоянии 3-8 м один от другого, или железобетонного фундамента произвольной формы с площадью поверхности контакта с землей не менее 70 м, или искусственных заземлителей, указанных в п.2.2г настоящей Инструкции, 4 м.Для зданий и сооружений большей высоты определенное выше значение должно быть увеличено на 1 м в расчете на каждые 10 м высоты объекта сверх 30 м.

2.4. Наименьшее допустимое расстояние от защищаемого объекта до троса в середине пролета (см.рис.2) определяется в зависимости от конструкции заземлителя, эквивалентного удельного сопротивления грунта, Ом·м и суммарной длины молниеприемников и токоотводов.При длине 200 м наименьшее допустимое расстояние , м, равно:при 100 Ом·м для заземлителя любой конструкции, приведенной в п.2.2 настоящей Инструкции, 3,5 м;при 1001000 Ом·м:для заземлителей, состоящих из одной железобетонной сваи, одного железобетонного подножника или заглубленной стойки железобетонной опоры, длина которых указана в п.2.2, а-б настоящей Инструкции, ;

для заземлителей, состоящих из четырех железобетонных свай или подножников, расположенных на расстоянии 3-8 м один от другого, или искусственных заземлителей, указанных в п.2.2г настоящей Инструкции, 4 м.При суммарной длине молниеприемников и токоотводов

docs.cntd.ru

Монтаж и установка систем молниезащиты. Контур заземления для молниезащиты

Конструктивно молниезащита дома состоит из молниеприемника, токоотвода и заземлителя. Монтаж системы молниезащиты заключается в установке и надежном соединении между собой этих элементов.

Типы молниезащиты

По типу конструкции внешняя система молниезащиты подразделяется на:

• - штыревую;
• - тросовую;
• - сетчатую.

Монтаж различных систем молниезащиты зависит от того, из какого материала изготовлена крыша дома.

1) Если крыша дома металлическая, то в этом случае лучше всего устанавливать штыревую систему. Монтаж штыревой молниезащиты дома заключается в установке на возвышенности молниеприемника, который представляет собой вертикально металлический стержень, соединяющийся с заземлителем с помощью токоотводов.

Молниеприемники изготавливают из круглой стали, сечением 8-12 мм или полосовой стали 25*4. Длина молниеприемника выбирается такой, чтобы была выше самой высокой точки дома примерно на 1.5 – 2 м. Площадь, которую способна защитить от прямых ударов молнии штыревая система молниезащиты зависит от высоты размещения молниеприемника.

Если рассмотреть громоотвод как прямоугольный треугольник, у которого прилежащий катет равен высоте размещения громоотвода, то прилежащий катет, расположенный под углом в 45 градусов к гипотенузе будет равен этой же высоте. То есть в нашем случае это будет равносторонний треугольник. Площадь, которую защищает громоотвод, есть окружность с радиусом равной высоте громоотвода.

2) Если крыша дома покрыта шифером, то в этом случае выполняют монтаж тросовой молниезащиты. Основным молниеприемником является трос или проволока натянутая вдоль конька крыши на высоте до 0.5 м от поверхности.

3) Сетчатая система молниезащиты в плане монтажа является наиболее сложной. Применяется, как правило, для крыш покрытых черепицей. Молниеприемником такой системы является проложенная на крыше сетка. Сетка на крыше прокладывается проволокой, сечением 6-8 мм шаг ячеек выбирают примерно 6*6 м.

Каждая из рассмотренных систем соединяется с токоотводом. Для того чтобы надежно соединить токоотвод с молниеприемником и заземлителем лучше всего использовать сварку. Однако если нет такой возможности можно воспользоваться и болтовым соединением.

Для монтажа токоотводов используют круглую сталь (проволоку) диаметром 6-8 мм. Прокладывают токоотвод к заземлителю по крыше и стенам дома, фиксируя его с помощью специальных скоб. Старайтесь выбирать маршрут прокладывания таким образом, чтобы токоотвод был недоступен в повседневной жизни с общими элементами дома, такими как окна, входные двери, крыльцо, металлические ворота гаража и т.п.

Если конструкция здания такова что имеет легковоспламеняющиеся элементы кровли (дерево, пластик, пенополистирол) то в этом случае токоотвод необходимо прокладывать на расстоянии 15-20 см от стен для предотвращения пожаров во время грозы. В качестве заземлителя вполне подойдет стальной уголок 50×50х5 мм.

Монтаж заземлителей для молниезащиты дома производится по такой же специфике что и контур заземления дома. В землю вбивают три вертикальных заземлителя по вершинам равностороннего треугольника (уголок 50×50х5) на глубину 2-3 м. Затем оставшиеся на поверхности вершины (примерно 15-20 см) соединяют между собой полосовой сталью 40×4 мм, создавая, таким образом, замкнутый контур. Места соединения обваривают сваркой. После того, как контур заземления будет собран, его соединяют с токоотводом.

Если требуется защитить от молнии большой объект, рекомендуется устанавливать отдельно стоящие молниеотводы.

electricvdome.ru

Молниезащита для частного дома. Наглядное пособие

Узнав о той таинственной грозной силе, таящейся в облаках в виде непредсказуемых молний, ознакомившись с существующими возможностями защиты от них, необходимо получить практические сведения, чтобы самостоятельно оборудовать молниезащиту.

Местоположение дома

От расположения здания сильно зависит вероятность попадания в него молнии. В случае если постройка стоит в низине, окружённая возвышающимися зданиями или другими высокими сооружениями типа промышленных труб, мачт и башен, то внешняя молниезащита данных объектов примет удар молнии на себя.

Окружающие дом деревья также могут выполнять функцию молниеотвода, но стример молнии может разветвиться между деревьями и домом, из-за большого электрического сопротивления древесины. Но одиноко стоящий на горе дом будет являться самой вероятной мишенью для попадания молнии, и единственной гарантией безопасности будет правильный монтаж молниезащиты с верно рассчитанными параметрами.

Элементы внешней молниезащиты

Внешняя молниезащита имеет три компонента:

1. Молниеотвод, (молниеприемник) перехватывает молнию, принимая разряд;
2. Токоотвод, проводник, по которому ток протекает от молниеотвода к заземляющему устройству;
3. Заземляющее устройство (заземлитель), обеспечивающее растекание тока в земле.

Устройство молниезащиты

Поскольку молниеотвод принимает на себя грозный удар молнии и локализует прохождение стримера, то от его расчёта и правильной установки зависит вся защита дома целиком. Различают три вида молниеотводов:

1. стержневой;
2. тросовый;
3. сеточный.

Стрежневой одиночный молниеприемник

Изготавливается в виде цельнометаллического стержня или полой трубы. Устанавливают стержневой молниеприемник сбоку здания, или над крышей вертикально. Защищаемое пространство будет иметь форму кругового конуса высотой h0, радиусом r0, с вершиной на оси стержня.

Если высота молниеотвода h, то для h0= 0,7*h, r0 =0,6*h. То есть h = r0/0,6 (высота до 30 м). Если требуется иная высота, нужно воспользоваться таблицей:

таблица одиночного стержня

Образно говоря, дом должен поместиться в данный конус защиты:

Нужно выбрать r¬x, таким, чтобы края крыши за него не выступали за круг с данным радиусом. Для этого нужен план дома, или измерить его рулеткой и начертить чертёж. Таким образом, также будет найдено оптимальное местоположение молниеотвода на крыше.

Исходя из правила подобных треугольников, высота молниеотвода над плоскостью, в которой находятся крайние выступы крыши (h-hx)= r¬x/0,6. Если крыша плоская, то высота стержня устанавливаемого молниеотвода hm= r¬x/0,6. В ином случае, нужно измерить высоту hk конька крыши над полом чердака, тогда высота устанавливаемого стержня будет hm= r¬x /0,6 – hk.

Стержневой одиночный молниеприемник

Двойной стержневой молниеприемник

Если дом продолговатый, то расчётная высота мачты молниеотвода окажется слишком большой.

В этом случае применяют двойной молниеотвод, включающий установку двух стержней, причем длина L не должна превышать значение Lmax, указанное в таблице, иначе данные молниеотводы считаются одиночными. Если L< L¬c, то верхняя граница защиты не провисает, то есть hс= h0.

Двойной стержневой молниеприемник

Внешние полуконусы r0, h0 рассчитываются аналогично одиночному стержневому молниеотводу. Сужение поперечного сечения зоны защиты rcx на высоте hx < hc определяют по формуле:

Устройство двойного стержневого молниеприемника

Тросовый молниеприемник

Выполняется в виде троса с заземлением у каждого конца, натянутого над зданием между двумя заземлёнными отдельными металлическими опорами.

установка тросового молниеприменика

При невозможности обеспечить установку отдельных опор, допускается их монтаж на здании с использованием изоляторов. Поперечное сечение стального троса должно быть 50 мм². Из-за веса натягиваемого троса конструкция опор должна быть достаточно надёжной, чтобы выдерживать порывы ветра.

Расчёт данного молниеотвода идентичен, как и для одиночного стержневого молниеотвода, с той разницей, что между опорами, границами зоны защиты являются двускатные симметричные поверхности, образующие равнобедренный треугольник в вертикальном сечении.

Также используют двойной тросовый молниеотвод и молниезащиту тросом по периметру:

Молниеприемник по стандарту Международной Электротехнической Комиссии (МЭК)

В данных правилах IEK 61024-1-1, которые в некоторых случаях являются более требовательными, чем вышеописанные инструкции СО 153-34.21.122-2003, расчет различных типов молниеотводов для зданий высотой до 60 м производится:

1. Методом защитного угла α к вертикали молниеотвода в наивысшей его точке. При этом все элементы здания должны находиться в зоне защиты, образованной углом α. Применяется для небольших сооружений, имеющих простую форму;
2. Методом качения фиктивной сферы, при котором сфера с определённым радиусом, указанным в таблице, может соприкасаться только с землёй и молниеотводами, или с поверхностью, на которой установлена сетка в качестве молниеотвода.

Следует помнить, что в данном стандарте h – это высота молниеотвода над защищаемой поверхностью. Не допускается использовать метод защитного угла, если высота h превышает радиус фиктивной сферы.

Понятие фиктивная среда

Из данных рисунков становится понятным метод фиктивной сферы, который применяют для объектов сложных форм:

Применение сеточной молниезащиты для сложных геометрических объектов

Для подобных расчётов необходимо соответствующее программное обеспечение, хотя, если планируется молниезащита частного дома с применением металлической сетки в качестве молниеотвода, то данный способ расчёта будет весьма удобным, даже с использованием чертежа или эскиза, начертанного от руки.

Молниезащита здании с плоской крышей

Сеточный молниеотвод

Внешняя система молниезащиты, оборудованная сеткой в качестве молниеприемника, становится очень популярной из-за своей простоты и дешевизны и надёжности.

Таблица выбора шага сетки от разного размера крыш и угла наклона

При расчете необходимо соблюдать данные условия:

• Провода, образующие сварную сетку, должны проходить по краю крыши, особенно, если кровля выходит за габариты дома;
• Проводник сетки должен прокладываться по коньку, если наклон кровли превышает 1/10;
• Если боковые поверхности здания находятся на высоте, большей чем радиус сферы, то они защищаются сеткой или другими видами молниеотводов;
• Размеры ячеек сетки не должны превышать значений, указанных в вышеприведённой таблице;
• Необходимо, чтобы было как минимум два токоотвода от данной сетки. Как правило, токоотводы от сеток устанавливают по углах здания, таким образом обеспечивая дополнительную защиту;
• Никакие элементы зданий, особенно проводники не должны выступать за сетку. Если используются дымовые трубы или другие элементы, то они тоже оборудуются сеткой.
• Провода сетки, и токоотводы от неё должны прокладываться кратчайшим путём.

Металлическая крыша должна быть также заземлена, не может служить самостоятельным молниеотводом подобно металлической сетке, из-за малой толщины металла, который расплавится в месте удара молнии, что может вызвать пожар.

Сеточная молниезащита

Токоотвод

Все внешние системы молниезащиты имеют надёжное электрическое соединение с заземлением, чтобы мощный разряд молнии безопасно для окружающих вошёл в землю.

Проводник, при помощи которого выполняется данное соединение, называется токоотводом. Изготавливается токоотвод из металлического прутка или полосы. Подбирают сечение, исходя из применяемых металлов:

Крепиться токоотвод должен не ближе, чем на 10 см от горючих материалов стен при помощи изолированных кронштейнов, не допускается его прохождение внутри дома.

Заземляющее устройство

Обустраивая защиту от молнии, нужно помнить, что понятия: правильное заземление и правильная молниезащита – тождественны. Не уделив надлежащего внимания заземляющему устройству, устанавливая молниеотводы, можно привлечь разряд молнии, пропустив его через конструкции здания, что может привести к трагедии. Поэтому необходимо применить один из нижеприведённых заземлителей.

Выбор заземлителя для молниеприемника

Устанавливать устройства заземления нужно не ближе 2 м от фундамента здания и не ближе 5 м от входа в дом. Для заземления молниезащиты допускается использовать все заземлители электроустановок, рекомендуемые ПУЭ, за исключением нулевых проводников воздушных линий, и только в случае полной уверенности в надёжности главной заземляющей шины, иначе возможен занос потенциала на провод PE домашней электросети.

Все соединения проводников, из которых состоит система молниезащиты, должны быть очень надёжными. Как правило, лучшая надёжность достигается при помощи сварки.

Похожие статьи

infoelectrik.ru

Молниезащита - это... Что такое Молниезащита?

Молниезащи́та (громозащи́та, грозозащи́та) — это комплекс технических решений и специальных приспособлений для обеспечения безопасности здания, а также имущества и людей находящихся в нем. На земном шаре ежегодно происходит до 16-и миллионов гроз, то есть около 44 тысяч за день[1]. Опасность для зданий (сооружений) в результате прямого удара молнии может привести к:

• повреждению здания (сооружения) и его частей,

• отказу находящихся внутри электрических и электронных частей,

• гибели и травмированию живых существ, находящихся непосредственно в здании (сооружении) или вблизи него.

Молниезащита зданий разделяется на внешнюю и внутреннюю.

Внешняя система молниезащиты

Внешняя молниезащита представляет собой систему, обеспечивающую перехват молнии и отвод её в землю, тем самым, защищая здание (сооружение) от повреждения и пожара. В момент прямого удара молнии в строительный объект правильно спроектированное и сооруженное молниезащитное устройство должно принять на себя ток молнии и отвести его по токоотводам в систему заземления, где энергия разряда должна безопасно рассеяться. Прохождение тока молнии должно произойти без ущерба для защищаемого объекта и быть безопасным для людей, находящихся как внутри, так и снаружи этого объекта.

Существуют следующие виды внешней молниезащиты:

• молниеприемная сеть;

• натянутый молниеприемный трос;

• молниеприемный стержень.

Помимо вышеупомянутых традиционных решений (приведенных как в международном стандарте МЭК 62305.4, так и в российских нормативных документах РД 34.21.122-87 и CO 153—343.21.122-2003) с середины 2000х годов получает распространение молниезащита с системой ранней стримерной эмиссии, также именуемая активной молниезащитой. Применение данной системы нормируется несколькими стандартами, в первую очередь французским NFC 17-102.

В общем случае внешняя молниезащита состоит из следующих элементов:

• Молниеотво́д (молниеприёмник, громоотвод) — устройство, перехватывающее разряд молнии. Выполняется из металла (нержавеющая либо оцинкованная сталь, алюминий, медь)
• Токоотво́ды (спуски) — часть молниеотвода, предназначенная для отвода тока молнии от молниеприемника к заземлителю.
• Заземли́тель — проводящая часть или совокупность соединенных между собой проводящих частей, находящихся в электрическом контакте с землей непосредственно или через проводящую среду.

Внутренняя система молниезащиты

Внутренняя молниезащита представляет собой совокупность устройств защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП). Назначение УЗИП защитить электрическое и электронное оборудование от перенапряжений в сети, вызванных резистивными и индуктивными связями, возникающих под воздействием тока молнии. Общепринято выделяют перенапряжения, вызванные прямыми и непрямыми ударами молнии. Первые происходят в случае попадания молнии в здание (сооружение) или в подведенные к зданию (сооружению) линии коммуникаций (линии электропередачи, коммуникационные линии). Вторые — вследствие ударов вблизи здания (сооружения) или удара молнии вблизи линий коммуникаций. В зависимости от типа попадания различаются и параметры перенапряжений.

Перенапряжения, вызванные прямым ударом, именуются Тип 1 и характеризуются формой волны 10/350 мкс. Они наиболее опасны, так как несут большую запасенную энергию.

Перенапряжения, вызванные непрямым ударом, именуются Тип 2 и характеризуются формой волны 8/20 мкс. Они менее опасны: запасенная энергия примерно в семнадцать раз меньше, чем у Тип 1.

Соответствующим образом классифицируются и УЗИП.

Нормативные документы

В России сложилась непростая ситуация с нормативными документами регламентирующими требования к молниезащите зданий. В настоящий момент существуют два документа на основе которых можно спроектировать систему молниезащиты.

Это «Инструкция по молниезащите зданий и сооружений» РД 34.21.122-87[2] от 30 июля 1987 года и «Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций» CO 153—343.21.122-2003 от 30 июня 2003 года.

В соответствии с положением Федерального закона от 27 декабря 2002 года № 184-ФЗ «О техническом регулировании» ст. 4 органы исполнительной власти вправе утверждать документы и акты только рекомендательного характера. К такому документу и относится «Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций» CO 153—343.21.122-2003.

Приказ Минэнерго России от 30.06.03№ 280 не отменяет действие предыдущего издания «Инструкция по молниезащите зданий и сооружений» от 30 июля 1987 года. Таким образом, проектные организации вправе использовать при определении исходных данных и при разработке защитных мероприятий положение любой из упомянутых инструкций или их комбинацию.

Процесс проектирования осложняется и тем фактом что ни одна из указанных инструкций не освещает вопроса применения устройств защиты от грозовых и коммутационных перенапряжений. Старая редакция инструкции вообще не предусматривала такого раздела, а новое CO 153—343.21.122-2003 освещает этот вопрос только на уровне теории, никаких указаний по практическому применению устройств защиты не предусмотрено. Все вопросы, которые не освещены в самой инструкции предписывается рассматривать в других нормативных документах, соответствующей тематики, в частности стандартов организации МЭК (Международной Электротехнической Комиссии).

В декабре 2011 Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии выпустило ГОСТ Р МЭК 62305-1-2010 «Менеджмент риска. Защита от молнии. Часть 1. Общие принципы» и ГОСТ Р МЭК 62305-2-2010 «Менеджмент риска. Защита от молнии. Часть 2. Оценка риска». Данные документы представляют собой аутентичный текст стандарта МЭК 62305, состоящего из четырёх частей, и призваны прояснить ситуацию с системами молниезащиты на территории Российской Федерации.

Типы УЗИП и типичные схемы применения внутренней молниезащиты

Устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП) делятся на тип 1, тип 2 и тип 3.

Тип 1 способен пропустить через себя всю энергию типичного удара молнии, не разрушившись. Но, за устройством типа 1 сохраняется достаточно большой бросок напряжения (единицы киловольт).

Обычно тип 1 устанавливается только в сельской местности с воздушными линиями. Рекомендации требуют типа 1 в зданиях с громоотводами, а также в зданиях, подключенных воздушными линиями, и в зданиях, отдельно стоящих или находящихся рядом с высокими объектами (деревьями).

По этим же рекомендациям городская квартирная и офисная проводка не требует типа 1 (считается, что тип 1 уже есть на КТП).

Тип 2 не способен самостоятельно, без предшествующего типа 1, выдержать без разрушения удар молнии. Однако же его живучесть гарантируется в случае совместного применения с типом 1. Бросок напряжения за типом 2 обычно около 1.4-1.7 кВ.

Тип 3 для своей живучести требует применения типов 1 и 2 перед собой, и устанавливается непосредственно рядом с потребителем. Им может являться, например, сетевой фильтр или же варисторная защита в блоках питания некоторых бытовых устройств (автоматика отопительных котлов).

УЗИП не защищает от длительных перенапряжений, например, от повышения до 380В при «отгорании нуля». Более того, длительные перенапряжения могут привести к выходу УЗИП из строя. В случае сквозного прогорания УЗИП от фазы до PE возможно выделение на нем огромного количества тепла и пожар в щитке. Для защиты от этого УЗИП обязательно должен устанавливаться с защитой — плавкими вставками или же автоматическими выключателями.

В случае, когда вводной «автомат» имеет номинал <= 25A, возможно подключение УЗИП за ним, в этом случае вводной автомат также выполняет функции защиты УЗИП.

Схемы молниезащиты выполняются либо с приоритетом безопасности, либо с приоритетом бесперебойности. В первом случае недопустимо разрушение УЗИП и иных устройств, а также ситуация, когда временно отключается молниезащита, но допустимо срабатывание автоматики с полным отключением потребителей. Во втором случае допустимо временное отключение молниезащиты, но недопустим перебой в снабжении потребителей.

При одновременной установке типа 1 и типа 2 расстояние между ними по кабелю должно быть не менее 10 м, расстояние от типа 2 до типа 3 и потребителей — также не менее 10 м. Это создает индуктивность, нужную для того, чтобы автомат более высокой ступени срабатывал раньше. Возможно также и использование УЗИП типов 1+2, совмещающих в одном корпусе оба устройства (защищается от прогорания так же, как тип 1).

Устройства УЗИП имеют разные исполнение для различных систем TN-C, TN-S и ТТ. Необходимо выбирать устройство под свою систему заземления.

См. также

Примечания

Ссылки

dic.academic.ru

Системы молниезащиты

Системы молниезащиты служат для защиты объектов как от прямого удара молнии, та ки при при её ударе на близком расстоянии. Потому что в конструкции или в электрических сетях энергообъекта возникают опасные импульсные перенапряжения огромной мощности, представляющие собой опасность как для первичного электрооборудования, так и для вторичных цепей и микропроцессорной аппаратуры. Максимальные токи, при этом, могут достигать десятков и даже сотен ампер. Поэтому для обеспечения должного уровня защиты подстанций и других объектов требуется проведение ряда технических мероприятий. К числу наиболее важных относится:

Проектирование и монтаж системы внешней молниезащиты

Установка надёжных заземляющих устройств, обеспечивающих гарантированный отвод грозовых разрядов. Экранирование оборудования и всех линий связанных с ним от воздействия электромагнитных наводок и полей, возникающих при молниевом разряде в металлические конструкции объекта или при отводе грозового разряда по элементам системы молниезащиты. Обустройство системы уравнивания потенциалов на энергообъекте за счёт присоединения всех металлических элементов и других частей оборудования к главной заземляющей шине (ГЗШ).

Размещение, при необходимости, устройств защиты от воздействия импульсных перенапряжений. В некоторых случаях требуется создание защиты для внутренних линий, соединяющих между собой различное оборудование. Учитывая изложенное выше, для комплексного решения проблемы защиты энергообъектов от воздействия импульсных грозовых перенапряжений необходимо выполнить все вышеперечисленные мероприятия. Этот подход отражён в современной концепции защиты энергообъектов на основе создания зон молниезащиты, изложенной в новых стандарте МЭК 62305, которые заменят действующие стандарты МЭК 61312 и 61024.

Согласно актуальным стандартам МЭК зоны молниезащиты устанавливаются с учётом либо прямого попадания молнии, либо её воздействия косвенным образом:

• Зона 0А защищает внешнюю среду энергообъекта, подверженную непосредственному действию прямого молниевого разряда с последующим влиянием электромагнитных полей грозового происхождения.
• Зона 0B включает часть внешней среды энергообъекта, где отсутствует угроза прямого попадания удара молнии, но в этой зоне может отмечаться влияние электромагнитного поля, возникшего в зоне 0А.

Зона 1 относится к части внутренней среды энергообъекта, которая защищена от прямого попадания молнии. Импульсные токи перенапряжения и электромагнитные поля в зоне 1 имеют значительно меньшую величину, в отличие от зон 0А и 0B. Зоны 2, 3 и т.д. используются для размещения электронного оборудования, чувствительного к воздействию импульсных разрядных токов и сильных электромагнитных полей. В этих зонах достигается значительное снижение электромагнитных помех и обеспечивается надёжная защита от любых импульсных перенапряжений.

Технические критерии для данных зон устанавливаются на основе общих требований к уровню внешних воздействий. По общему правилу, при увеличении номера зоны достигается заметное снижение силы грозового тока и электромагнитного поля. Между смежными зонами обеспечивается защищённое соединение металлических токопроводящих частей. Различные конструкционные элементы энергообъекта (окна, двери, водосточные трубы, места подключения коммуникаций и др.) оказывают влияние на распределение остаточной энергии электромагнитных полей. На Рис. 1 показаны типовые зоны молниезащиты защищаемого энергообъекта.

Рис. 1. Зоны молниезащиты

Заходы в зону 1 информационных и силовых кабелей, а также прочих электропроводящих коммуникаций выполняется в одной точке. Металлические части и экранированные оболочки должны подключаться к ГШМ (главной заземляющей шине) энергообъекта между зонами 0А(0B) и зоной 1. Благодаря разделению внешнего и внутреннего пространства энергообъекта на условные защитные зоны можно при помощи создания внутренней системы молниезащиты решить проблему защиты электропитающих сетей напряжением < 1000 В, а также других инженерно-технических коммуникаций (линий связи; линий для передачи данных; локальных вычислительных и компьютерных сетей и прочих коммуникаций).

Создание эффективной системы для внешней молниезащиты обеспечивает должную защиту энергообъекта и благодаря формированию искусственных путей для отвода токов грозового разряда к ЗУ позволяет:

• Исключить прямое попадание молнии.
• Уменьшить импульсные перенапряжения.
• Предотвратить искрение и уменьшить вероятность возникновения пожара.

Для создания системы внешней молниезащиты энергообъекта можно использовать практические рекомендации, изложенные в следующих нормативных и руководящих документах:

1. Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений (РД 34.21.122-87).
2. Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций (СО-153-34.21.122-2003).

Оба документа могут использоваться для решения практических задач при проектировании, строительстве и модернизации различных энергообъектов.

Для полноценной защиты антенно-фидерных устройств, располагающихся на высотных мачтах и вышках, следует точно рассчитывать зоны защиты, которые образуются за счет совокупности металлических конструкций данных антенно-мачтовых сооружений. Также следует помнить о том, что высотные сооружения (свыше 60 м) в отношении молний могут себя вести иначе, чем более низкие энергообъекты. Например, на практике зафиксированы удары молний в Останкинскую телебашню как на значительной высоте (более 250 м), так и у самого основания телевизионной башни.

Так как отдельные энергообъекты имеют АМС высотой до 300 м, необходимо учитывать возможное поведения грозовых разрядов для каждого конкретного случая. Приведенный пример с Останкинской телебашней наглядно свидетельствует о том, что для создание надёжной системы молниезащиты оборудования, установленного на крыше объекта, от прямого попадания молнии, недостаточно высокой мачты, находящейся вблизи. В этом случае для определения зон защиты мачты нельзя использовать стандартные формулы для практического расчёта зон защиты молниеприемника стержневого типа. Но если применять метод фиктивной сферы, рассмотренный в «Инструкции по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций» (СО-153-34.21.122-2003) можно более точно определить зоны молниезащиты для любого энергообъекта.

Рис. 2. Метод фиктивной сферы

На Рис. 2 представлен классический пример использования метода фиктивной сферы по отношению к произвольному энергообъекту, в состав которого входит комплекс антенных сооружений, а также строений технического назначения. В точках соприкасания сфер с частями энергообъекта при разных уровнях защиты возможны удары молний. Взаимосвязь между радиусом сфер и уровнями защиты энергообъекта рассмотрена в «Инструкции по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций» (СО-153-34.21.122-2003.). При расчёте по методу фиктивной сферы получаются гораздо меньшие зоны защиты для стандартных молниеприёмников с высотой свыше 60 метров.

Также данный метод хорошо объясняет случаи удара молнии сбоку в антенно-мачтовые сооружения энергообъекта. При расположении оборудования непосредственно на крыше здания, в обязательном порядке следует учитывать зоны молниезащиты, которые образуются элементами конструкции здания и элементами системы внешней молниезащиты.

При установке АМС в других местах (на козырьке крыши, на пристроенном здании и т.д.) может возникнуть необходимость для модернизации системы внешней молниезащиты с целью образования новой зоны молниезащиты для оборудования связи (Рис.3). При отсутствии должного опыта следует избегать подобных мест для установки антенно-мачтовых сооружений или привлекать организации, предоставляющие услуги по созданию систем молниезащиты.

Рис.3. Дополнительные зоны защиты

Заземляющее устройство, входящее в общую систему молниезащиты, используется для отвода в заземляющее устройство токов перенапряжения и импульсных токов, которые возникают в случае прямого попадания молнии или при молниевом разряде в близлежащие конструкции. Для уравнивания потенциалов заземляющее устройство соединенное с системой молниезащиты должно быть связано посредством электрического соединения с заземляющим устройством энергообъекта.

Небольшое сопротивление заземляющего устройства обеспечивает уменьшенное значение разности потенциалов на главной заземляющей шине энергообъекта в момент попадания молнии и снижение значений амплитуд токов импульсного перенапряжения в силовых и слаботочных цепях, а также на электрических входах оборудования.

Благодаря правильному экранированию помещений энергообъекта, в которых находится оборудование и проложены силовые кабеля, можно снизить до минимальных величин силу и напряжение импульсных токов, возникающих под воздействием мощных электромагнитных полей.

Кроме того, необходимость экранирования помещений, оборудования и линий связи энергообъекта возникает в следующих случаях:

• Низкие экранирующие свойства отдельных строительных конструкций, изготовленных из дерева, кирпича и других материалов.
• При наличии внутри энергообъекта источников значительных электромагнитных полей, ухудшающих электромагнитную обстановку на объекте.
• При близком расположении с другими кабелями и инженерными коммуникациями, имеющими выход в зоны молниезащиты 0А и 0B.

На каждом энергообъекте должна быть установлена система уравнивания потенциалов, которая предназначается для обеспечения электробезопасности обслуживающего персонала при возникновении КЗ на металлический корпус оборудования, при растекании токов грозового разряда при прямом ударе молнии в энергообъект или для защиты от опасных напряжений и токов, которые возникают при повреждении входящих электрических линий и коммуникаций.

Важнейшие требования к системе по уравниванию потенциалов приведены в ГОСТ Р 50571 и в ПУЭ (глава 1.7). Кроме того, система уравнивания потенциалов защает персонал энергообъекта и чувствительную электронную аппаратуру при возникновении перенапряжений в самом оборудовании. На практике доказано, что если в отдельно взятой системе обеспечивается достижение равенства потенциалов между различными элементами (например, между корпусами оборудования и силовыми кабелями), тогда можно исключить вероятность возникновения перенапряжений, способных повредить изоляцию проводников и появление в этой системе токов уравнивания потенциалов.

Для снижения вероятности повреждения и выхода из строя электронного оборудования связи в случае прямого попадания молнии в антенно-мачтовые сооружения или при ударах молнии на близком расстоянии необходимо выполнить следующие защитные мероприятия:

• На этапе проектирования и монтажа системы молниезащиты АМС энергообъекта соблюдать требования стандартов и учитывать индивидуальные особенности данного энергообъекта.
• Обеспечить постоянное электрическое соединение заземляющего проводника молниезащиты с заземляющим устройством ЭПУ энергообъекта (для выравнивания потенциалов).
• Заземлить экранные оболочки высокочастотных коаксиальных кабелей на металлические части мачты (токоотвод системы заземления молниезащиты) в следующих точках:

1. Рядом с антенным устройством.
2. В местах изгиба кабеля на угол свыше 90о.
3. В местах входа кабеля в энергообъект контейнерного типа.
4. В местах ввода в помещение станции высокочастотных коаксиальных кабелей установить УЗИП на разрядниках.

На рис. 4 показан случай прямого удара молнии в АМС с импульсом амплитуды 10/350 мкс и соотношение токов растекания.

Рис. 4. Возможный вариант распределения импульсных токов при прямом ударе молнии в антенно-мачтовые сооружения защищаемого энергообъекта

Методика, по которой производится расчёт токов растекания, представлена в ГОСТ Р 51992-2002 (МЭК 61643-1-98). Для установления характера распределения импульсных токов между металлическими конструкциями энергообъекта при попадании грозового разряда в АМС, следует произвести расчёт сопротивления заземляющих устройств, металлических трубопроводов, ввода кабелей связи, ввода электрического питания и др.

При сложностях с проведением точных расчётов, выполняется приближённая оценка, основанная на максимальном значении тока Iimp (Инструкция СО-153-34.21.122-2003, Таблица 2.3 ) при заданном уровне защиты энергообъекта от прямых ударов молнии:

Для объектов с 1-м уровнем защиты Iimp составляет 200 кА.Половина от общего тока 1imp = 200 кА (10/350) равняется IS1 = 100 kA (10/350). Отводится в грунт через систему заземления внешней молниезащиты.Другая половина от общего тока Iimp = 200кА (10/350) составляет IS2 = 100 kA (10/350). Равномерно распределяется между наружными вводами в энергообъект.

Значение тока Ii, протекающего через отдельные вводы, определяется по формуле:

Здесь n – количество вводов.Для расчета силы тока IV в отдельных жилах кабеля без экранированной оболочки, величина тока в кабеле делится на число проводов (m):

Чтобы выбрать надёжное защитное устройство с оптимальными техническими параметрами, следует соблюдать следующие правила:

• Для проведения расчетов применяется наибольшее значение импульсного тока от грозового разряда (10/350 мкс) в зависимости от уровня защиты энергообъекта при прямом ударе молнии.
• Для каждого питающего электрического провода определяется значение импульсного тока (форма амплитуды 10/350 мкс), который может протекать в этом проводе и который гарантированно отводится защитным устройством I класса.

Выбор конкретного защитного устройства производится с небольшим запасом (около 20...30 %), чтобы заранее учесть неравномерное растекание токов перенапряжения по отдельным проводникам.

При изменении исходных данных (количество вводов, тип системы электроснабжения, число проводов в кабеле и др.), результирующие значения могут измениться существенным образом, что часто приводит к снижению или увеличению значений импульсных токов. При использовании кабелей с экранами значительная часть токов отводится через экранированные оболочки, что в очередной раз доказывает необходимость использования защищенных кабелей на энергообъектах, где требуется особая защита от грозовых разрядов. Сказанное выше имеет непосредственное отношение к энергообъектам, имеющим подземный ввод кабельного электропитания и систему внешней молниезащиты.

Если на объекте применяется ввод электропитания по воздушной линии последствия могут стать критическими. Простыми расчетами доказывается, что в случае прямого молниевого разряда, может возникнуть импульсный ток Iимп = 200 кА (с формой импульса - 10/350 мкс). При равномерном распределении тока по всем 4 проводам системы ТN-С, в каждом проводнике будут протекать импульсные токи порядка 50 кА. Отвод этих токов в грунт будет проходить в соотношении 1 к 1 через:

• Низковольтное оборудование электрической подстанции.
• Элементы ЭПУ энергообъекта.

Таким образом, на вводе ЭПУ в энергообъект в каждом проводе возникнет ток порядка 25 кА (10/350 мкс). В неблагоприятном случае, когда не происходит равномерное растекание токов, максимальное значение Iimp в отдельном проводнике может составить 50 кА и выше.

Современные защитные устройства на основе варисторов, установленные в первой ступени, позволяют обеспечить должную защиту при воздействии тока перенапряжения Iимп силой 20 кА (10/350 мкс), что во многих случаях является вполне достаточным (включая варианты с воздушным вводом электрической линии для электроснабжения энергообъекта). Если предъявляются белее высокие требования к стойкости УЗИП к амплитудам грозовых токов, то следует использовать разрядники искрового типа (Iимп = 50...100 кА с амплитудой10/350 мкс).

В процессе подбора искрового разрядника необходимо акцентировать внимание на величину сопровождающего тока If (важнейший технический параметр УЗИП на основе разрядников искрового типа). Сопровождающий ток протекает через искровой разрядник после окончания импульса перенапряжения. Этот ток поддерживается системой питания энергообъекта. Фактическая величина данного тока всегда стремится к расчётному значению току короткого замыкания.

Поэтому в цепях типа «L-N» или «L-РЕ» не следует устанавливать разрядники, у которых If = 100 ...400 А. При продолжительном воздействии сопровождающего тока подобные устройства будут повреждены, что может вызвать возгорание. Для установки в рассматриваемую цепь следует использовать разрядники, обладающие If > 2 000 А (с запасом превышающие возможное значение тока КЗ).

Комплексная защита линейных сооружений связи от воздействия импульсных перенапряжений достаточно дорогостоящая процедура. Однако простои линий связи, обусловленные неисправностями и повреждениями, обходятся гораздо дороже. Ремонт подземного кабеля может занять несколько суток, а в неблагоприятный период это время значительно возрастает. Повреждения кабелей могут происходить при прямом попадании молнии в кабель или в грунт, опоры ЛЭИ, АМС или в деревья, расположенные вблизи от подземной трассы.

Как правило, критическое расстояние составляет 10...15 метров. Между тем зафиксирован случай, когда удар молнии в АМС на расстоянии 70 метров от места прокладки кабеля вызвал его повреждение. При ударе молнии в район расположения трассы подземного кабеля возникают пробои грунта до внешней металлической оболочки кабеля. При интенсивном воздействии импульсными токами значительной силы возможны серьёзные повреждения кабеля. В области входа тока молнии могут возникнуть вмятины различной формы на алюминиевой или свинцовой оболочке кабеля, расплавление и разрыв бронированного слоя, обугливание изоляции и др.

Вследствие возникновения значительной разности потенциалов между жилами кабеля и экранированной оболочкой, могут возникнуть следующие виды повреждений:

• Пробои или расплавление защитной изоляции с внешней стороны.
• Обрывы или короткое замыкание кабельных жил.
• Оплавление защитной оболочки с внутренней стороны.

Такие виды повреждений встречаются чаще всего и могут возникнуть даже на расстоянии десяти километров от места прямого удара молнии. Аналогичные повреждения могут быть вызваны высотными грозовыми разрядами, нередко возникающими между облаками. При этом в оболочках и жилах кабелей образуются мощные индукционные токи.

Масштаб и характер повреждений на кабеле положенном в земле:

1. Грозовой активности в данном регионе.
2. Типа кабеля и его способности сопротивляться воздействию грозовых разрядов.
3. Геологического строения грунта
4. Удельного сопротивления грунта
5. Особенностей рельефа местности и наличия высоких предметов рядом с трассой подземного кабеля.

Интенсивность грозовой деятельности характеризуется, прежде всего, по удельной плотности прямых ударов молнии в землю в заданном районе. Для расчетов применяется эквивалентная полоса с кабелем в середине: ширина этой полосы составляет в среднем 30 метров. Степень грозостойкости подземного кабеля определяется соотношением наибольшего тока импульсного перенапряжения на жиле кабеля к сопротивлению металлической оболочки кабеля в Омах на длине в 1 км (кА/км).

Поражаемость подземного кабеля зависит от свойств грунта, в котором проложена трасса кабеля. Грунты имеющие высокое удельное сопротивление, вечная мерзлота и слоистые грунты неблагоприятным образом сказываются на способности подземного кабеля сопротивляться воздействию импульсных перенапряжений. Исходя из геологического строения крайне нежелательны для прокладки кабеля районы, где имеются разломы тектонических плит и содержатся горные породы различного типа. В этих районах отмечается максимальная плотность наземных разрядов.

Уменьшить вероятность повреждения и выхода из строя подземных линий связи от прямых ударов молнии можно за счёт:

• Прокладки специальных кабелей, обладающих высокой проводимостью внешней оболочки.
• Параллельной укладки в земле рядом с подземными кабелями медных, стальных или биметаллических проводов, торсов и шин с оцинкованным покрытием.
• Действующей ВЛС, расположенной параллельно подземному кабелю и снабжённой искровыми разрядниками с выносными заземляющими устройствами.
• Специальных разрядных устройств, размещённых между отдельными жилами и оболочкой в муфтах.

Проблема выхода из строя регенераторов при воздействии на них грозовых разрядов молний и электромагнитных наводок при операциях коммутации в сетях линий электропередач не теряет своей актуальности. Устранение повреждений сложных устройств отнимает внушительные трудовые и материальные ресурсы, что в конечном итоге приводит к значительным финансовым издержкам.

Для обеспечения стабильной и безотказной работы регенераторов при воздействии импульсных перенапряжений следует выполнить ряд мероприятий в рамках зоновой концепции защиты, в числе которых обязательно входит:

• Установка специализированных защитных устройств.
• Грамотный монтаж заземления внутри защищаемого энергообъекта.
• Используемые защитные устройства могут иметь одно- или многокаскадную схему защиты. Для 1-го каскада используются классические 3-х электродные металлокерамические газовые разрядники; 2-ой и следующие каскады предусматривают применение варисторов или полупроводниковых элементов (стабилитроны, супрессорные диоды и др.).

Исходя из сложившейся практики, полноценная защита регенераторов, при соблюдении требований по их монтажу, обеспечивает обычная 1-каскадная схема, так как стойкость оборудования к воздействию электромагнитных помех выше, чем стойкость элементов 2-го каскада. Поэтому 2-х каскадные схемы чаще всего применяются для защиты сложной электронной аппаратуры, особо чувствительной к импульсным перенапряжениям.

Чтобы решить проблему по защите оборудования связи от импульсных перенапряжений и паразитных токов требуется комплексный подход, обеспечивающий сохранность и работоспособность всех элементов телефонной аппаратуры и оборудования связи.

1. Мероприятия по защите абонентских линий и оборудования АТС

Защита абонентских комплексов АТС выполняется за счёт установки кроссовых защитных устройств, которые подразделяются на следующие типы:

• Защита по напряжению. Используется на абонентских линиях, подверженных воздействию грозовых разрядов и линий электропередач. Конструктивное исполнение данных линий исключает попадание на них сетевого напряжения.
• Защита по току. Выполняется на абонентских линиях, где возможно попадание на линию сетевого напряжения. В виду особенностей прокладки такие линии практически не подвержены воздействию грозовых разрядов и ЛЭП.
• Комплексная защита. Данный вид защиты используется для абонентских линий, которые могут подвернуться воздействию электрических токов значительной силы и высокого напряжения.

Конструкция кроссовой защиты зависит от применяемого типа рамок или плинтов кроссовых устройств. Элементная база кросса определяется способом прокладки абонентской линии связи (воздушная или кабельная) и типом автоматической телефонной станции (электронная или электромеханическая). При необходимости в установке кроссовой защиты АТС следует получить консультации у профессионалов.

Отдельного упоминания заслуживает вариант, при котором часть защиты выносится за пределы кросса. Данный вариант целесообразен при наличии ВЛС (воздушных линий связи) и смешанных абонентских линий связи. На последней опоре линии связи воздушного типа размещается устройство кабельное соединительное (УКС). Данное устройство используется для соединения между собой кабельных и воздушных линий связи. Также в этом устройстве размещаются защитные устройства, которые обеспечивают защиту УКС от пробоев в системе кабелей и предотвращают выход из строя распределительных шкафов при попадании в них импульсных токов перенапряжения от ВЛС.

2. Использование АЗУ (абонентских защитных устройств)

Абонентские защитные устройства препятствуют заносу высокого сетевого напряжения от абонента непосредственно в телефонную сеть и далее на оборудование АТС.

electro-control.ru

• 
  Колодочный тормоз
• 
  Пежо партнер грузоподъемность
• 
  Хлысты древесины это
• 
  Схема подключение сигнала через реле
• 
  Коробка передач маз 8 ступенчатая с делителем устройство схема
• 
  Талевая система
• 
  Автомобильный бензин
• 
  На станции техобслуживания при выполнении ремонта автомобилей ведут учет
• 
  Технические характеристики рдк 25
• 
  Двигатель д 37
• 
  Узлы какие бывают