Молниезащита зданий и сооружений ПУЭ 7

Содержание

Устройство и варианты исполнения молниезащиты зданий и сооружений

Молниезащита зданий и сооружений ПУЭ 7

По официальной статистике ежедневно на планете возникает более 40000 гроз. Учитывая распространение электронных систем и их уязвимость перед разрядами, молниезащита зданий и сооружений является одним из самых необходимых технических решений для любой категории объекта. О том, что это такое, какими бывают подобные системы и как на практике реализуются, пойдет речь далее.

ОГЛАВЛЕНИЕ

  • Немного теории
  • Воздействие на земные объекты
  • Зона безопасности
  • Классификация
  • Нормативная база

Немного теории

Перед тем, как непосредственно углубиться в устройство, оборудование, правила установки, схемы монтажа, нормативы (ТКП, ВСН и т. п), неплохо было бы разобраться в особенностях процесса. Процесс образования молний является одним из звеньев цепи круговорота воды в природы.

Испаряясь вблизи нагретой солнцем земли, водяной пар насыщает нижние слои воздуха, которые постепенно поднимаются вверх за счет восходящих потоков. При этом мелкие капли воды получают отрицательный заряд, а те, что крупнее – положительный.

Если рассматривать отдельно взятое дождевое облако, (которое может быть высотой до 5 км, не считая расстояния до земли), то крупные капли собираются в его вернем слое, а мелкие – в нижнем.

Не трудно догадаться, что это естественные условия для развития объемного заряда, который может иметь разный потенциал и знак в зависимости от расположения. При этом напряженность возникает не только между разными частями облака или соседних облаков, но и с поверхностью земли: на возвышающихся объектах или при наличии условий для хорошей проводимости.

Воздействие на земные объекты

Как показывает теория и практика, во время удара молнии в сооружение или любой другой объект (например, дерево) сила проходящего тока достигает 100 и более тысяч ампер. При этом плазма в зоне поражения разогревается до десятков тысяч градусов. Очевидно, что прямое попадание такого разряда в одно из промышленных или жилых зданий, сооружений, инженерных конструкций приводит к их механическому и термическому разрушению.

Кроме того, даже на изолированных металлических элементах возникает большая электростатическая индукция. Она может вызвать пробой на соседние узлы, на землю, элементы электроустановок. Человек, находящийся вблизи или на земле, может получить смертельные электротермические травмы, ожоги разной степени.

Зона безопасности

Из теории известно, что разряд возникает между двумя точками, создающими наибольшую разницу потенциалов. Но вот зоны, где находятся эти точки, могут быть достаточно большими и предугадать в какой их части возникнет пробой сложно.

Очевидно, если установить на промышленные или частные сооружения молниеотводы разной категории с заземляющими элементами, то на их острие возникнет точка высокой проводимости. Чем выше располагается эта система, тем большую площадь или точнее зону она способна обезопасить.

Размеры зоны определяются условным конусом высотой 0,92h (h – высота острия молниеприемников) и диаметром основания – 1,5h.

Если габариты здания вписываются в эту область, то они являются защищенными как минимум с 95% вероятностью. В противном случае, в процессе проектирования придется использовать несколько стержневых или тросовых молниеотводов и молниеприемников с заземлением. Выглядит это вариант следующим образом:

Все требования, рекомендации, разделение категорий объектов, варианты и схема исполнения, правила устройства находятся в руководящих документах (ТКП, ВСН, РД, ГОСТ и т. п).

Классификация

Для экономии на платежах за электроэнергию наши читатели советуют «Экономитель энергии Electricity Saving Box». Ежемесячные платежи станут на 30-50% меньше, чем были до использования экономителя. Он убирает реактивную составляющую из сети, в результате чего снижается нагрузка и, как следствие, ток потребления. Электроприборы потребляют меньше электроэнергии, снижаются затраты на ее оплату.

загрузка…

Все системы антигрозовой защиты сооружений делятся на два больших класса:

В первом случае речь идет о комплексе инженерных коммуникаций, устройство которых обеспечивает заблаговременный перехват разряда и безопасное перенаправление его в землю по молниеотводу. Если проектирование и оборудование такой системы прошло в соответствии со всеми требованиями, то разряд без последствий для объекта и находящихся в нем людей, будет отведет в пояс заземления и рассеян.

На практике монтаж внешних элементов защиты осуществляться по схеме стержня, стержневой сетки или тросовой сетки:

Схема стержневой молниезащиты

Схема молниезащиты в виде стержневой сетки

Схема молниезащиты в виде троссовой сетки

В каждом конкретном случае набор и устройство инженерных коммуникаций может отличаться, но в общем случае состав такой системы содержит:

  • Молниеотводы (молниеприемники, громоотводы). Элементы, принимающие на себя главный удар грозового разряда, улавливающие его;
  • Токоотвод. Часть предыдущего элемента, необходимая для отвода тока к системе заземления;
  • Заземляющие узлы. Сеть токопроводящих компонентов, которая имеет с землей, почвой прямой электроконтакт.

Отдельным видом внешней молниезащиты принято считать так называемые активные молниеприемники, монтаж которых ведется в соответствии с ТКП, ВСП и другими нормативами. Внешние отличия от традиционной схемы заключаются в измененной, а точнее, дополненной концентрическими  элементами, конструкции стержня. Подобные решения значительно сложнее и дороже обычных, а их эффективность вызывает постоянные прения на научной стезе.

Проектирование внутренней системы молниезащиты для сооружений предполагает монтаж защитного устройства (их совокупности) для электросети (проводка, потребители). Называется такой прибор УЗИП. Он предотвращает возможные электромагнитные импульсы и исходящие от них перенапряжения. Классификация  УЗИП выделяет два основных вида:

  1. Тип 1. Устройства для защиты от электромагнитных волн с параметрами 10/350 мкс, обладающих огромной энергией;
  2. Тип 2. Ориентирован на волны с характеристиками порядка 8/20 мкс.

Нормативная база

На территории СНГ, в том числе и России действует множество ведомственных, межведомственных, государственных, межгосударственных стандартов  по проектированию и монтажу молнеиприемников, молниеотводов, систем внутренней и внешней защиты. В РФ основными документами являются РД 34.21.122-87 и СО 153-34.21.122-2003, которые, по сути, являются инструкциями по устройству систем. Они действуют одновременно, вызывая иногда путаницу в вопросе приоритета.

Параллельно действуют еще несколько отраслевых стандартов, если так можно выразиться:

  • ПУЭ 7 – требования к проектированию, проверке, монтажу, устройству электрических установок;
  • ВСН 1-93 – ведомственная инструкция по составлению проекта систем противогрозовой защиты радиообъектов;
  • ГОСТ Р 50571.28-2006 – оговаривает требования к электрическим объектам и узлам в сетях медучреждений.

В Республике Беларусь действует свод требований или технический кодекс ТКП 336-2011, оговаривающие особенности обустройства, монтажа молниеприемников, молниеотводов, заземляющих элементов промышленных и жилых сооружений.

Как можно судить по вышеизложенной информации, молниезащита зданий является критически важным этапом строительных работ. Ее проектирование, категория, варианты исполнения, устройство должно осуществляться в соответствии с требованиями руководящих документов (РД, СО, ГОСТ, ТКП и т. д).

Источник: http://ElectricVDele.ru/elektrobezopasnost/molniezashhita-zdanij-i-sooruzhenij.html

Молниезащита зданий и сооружений

Молнии – это концентрированный электрический ток, который испускается грозовым облаком, образующимся при повышенной влажности воздуха и резком изменении температуры. Молнии способны преодолевать огромные расстояния.

Прямое попадание грозового разряда в объект обеспечивает нагрев до сверхвысоких температур с последующим плавлением и даже испарением. В конструкциях за счет резкого возрастания электродинамического напряжения могут происходить взрывы.

Имеется и последующее негативное влияние молниевого разряда: спровоцированное ударом магнитное поле порождает электродвижущую силу на замкнутых контурах из металлических конструкций, которая, в свою очередь, может вызвать искры и сильный нагрев, вывести из строя электроустановки и стать причиной для электроударов и прочих несчастных случаев с людьми. Для предотвращения негативных последствий от ударов молнии необходимо предусмотреть устройство молниезащиты.

Молнии образуются в грозовых облаках и несут угрозу зданиям

Что такое молниезащита зданий и сооружений

Коротко это комплекс действий и мероприятий, а также различные защитные приспособления для предотвращения аварий и возгораний в зданиях и сооружениях жилого и промышленного назначения при попадании в них молний.

Мероприятия по молниезащите подразделяются на внешние и внутренние. Внешняя защита состоит из устройств, которые перехватывают электрозаряд от молнии и направляют его в землю по специальным токоотводным каналам. Такие конструкции, смонтированные в соответствии с обязательными техническими правилами по молниезащите, надежно предохраняют строения и людей внутри них от поражения.

Внешние мероприятия по молниезащите зданий и сооружений делятся на активные и пассивные.

Пассивная защита представлена в следующих вариантах:

  • молниеприемная сетка из стальных прутков или катанки, ее применение разрешают все нормативы по молниезащите, хотя при малых превышениях сетка не в состоянии защитить поверхность кровли достаточно надежно;
Читайте также  Расстояние от мусорных контейнеров до общественного здания

Пространственная сетка на крыше здания

  • металлические прутья (от одного до нескольких штук) для приема разрядов молний, специальный кабель связывает их и заземляющие контуры- молниеотводы;
  • молниепринимающие металлические тросы.

Все приспособления внешней молниезащиты имеют один стандарт и состоят из трех основных частей: перехватчика электроразряда из грозового облака – молниеприёмника; конструктивной части, проводящей электричество на заземлители, и заземляющего элемента, который выводит молниевый заряд в почву.

Внутренний комплекс мероприятий по молниезащите направлен на предотвращение вреда, который может получить электрооборудование от резкого скачка напряжения в сети в результате удара молнии. Исполнение внутренней молниезащиты представлено двумя типами: 1 – противостояние прямому удару молнии, 2 – противостояние непрямому удару, прошедшему вблизи зданий/сооружений.

Со вторичным воздействием молниевого разряда в виде высоких потенциалов внутри строений борются с помощью грамотной организации заземления. Электромагнитную индукцию в длинных железных конструкциях снимают с помощью установки перемычек из металла. Занос высоких электропотенциалов через вводы для коммуникаций предотвращают вентильными разрядниками и специальными искровыми прерывателями, которые срабатывают при резком скачке напряжения.

Вентильный разрядник РВН 0,5

Также проблема решается запрещением ввода воздушных линий для некоторых категорий сооружений и заменой их подземными кабельными вводами.

Принципы действия молниеотводов

Работа этих устройств базируется на том, что молнии всегда бьют в наиболее высокие и выделяющиеся металлические части. Все молниеотводы имеют свою защитную зону – это территория, которая защищена от прямого попадания молнии.

При приближении разряда самая первая молния поражает самую высокую точку здания или сооружения, а защита отводит электрическую энергию в почву, а сам охраняемый объект не затрагивается.

В случае, когда размеры сооружения превышают размеры охранной зоны одного молниеотвода, устанавливают дополнительные устройства такого типа (три-четыре взаимосвязанных стержневых устройства, имеющих общее заземление).

Надежность защитных зон, которые обеспечивают молниеотводы, по ГОСТ подразделяется на типы: «А» – степень надежности приближена к ста процентам (99,5) и «Б» – степень защищенности от 95 процентов. Сама защитная зона имеет конусообразную форму, ее высота и площадь основания определяются габаритами здания. Самая большая высота громоотводов, которую допускают строительные нормы, составляет 150 метров.

Устройство молниеотводов

Любой молниеотвод состоит из трех основных элементов: приемника молний, токоотводящих жил (обычно из меди или стали) и защемляющего контура, передающего накопленный заряд в землю на глубину от полутора до трех метров. Простейший вид такого устройства представляет собой металлическую мачту.

Опорные стойки приспособлений по молниезащите имеют, как правило, исполнение в виде стальных труб одинакового диаметра, а также колонн из древесины или железобетона. Токоведущие части молниеотводящих устройств часто крепятся на конструкционные элементы самих сооружений.

Молниепринимающие ловушки на молниеотводах стержневого типа состоят из стали и должны быть не менее 20 сантиметров высотой.

Молниеотвод (громоотвод) – устройство номер 1 для защиты зданий от молний

Тросовые молниеотводы называют еще линейными, они представляют собой проволоку, натянутую между пары железных мачт. Такое устройство позволяет собирать все попадающие в поле защиты разряды молний. Линейные громоотводы соединяются с заземляющим контуром кабелем большого диаметра из меди или же простой металлической арматурой.

Схема линейного молниеотвода

На высотных зданиях часто монтируют металлический или железобетонный каркас в качестве токоотвода.

Обратите внимание! Необходимо обязательно устанавливать надежное соединение (предусмотренное снип) для всех элементов каркаса. Также токоотводами могут служить балконные перила, лестницы для экстренной эвакуации и другие элементы конструкции из металла.

Токоотводящие жилы крепятся к стеновым поверхностям сооружений с помощью пластиковых клипс, также можно использовать кабель канал, который поможет увеличить срок службы молниепровода.

Планируя строительство, следует предусмотреть наличие заземляющих контуров с шагом 20-30 метров по всему периметру здания.

Классификация объектов, подлежащих защите

Согласно нормам гост, здания и сооружения, которые необходимо охранять от попадания молний, делятся по степени опасности на обыкновенные и спецобъекты. Обычными объектами считаются строения жилого и административного назначения для торговых, промышленных и сельскохозяйственных целей, высота которых не превышает 60 метров. К спецобъектам инструкцией по устройству молниезащиты зданий и производственных сооружений относятся:

  • потенциально опасные для окружающих людей и построек;
  • опасные для окружающей среды;
  • способные в случае удара молнией стать причиной радиационного, биологического или химического заражения – выбросов, превышающих санитарные нормы (как правило, это касается государственных предприятий);
  • сооружения с высотой, превышающей 60 метровую отметку, времянки, площадки для игр, объекты в процессе строительства и другие.

Для таких объектов устанавливается уровень молниезащиты не ниже 0,9. Хозяин сооружения или заказчик стройки может самостоятельно установить для здания повышенный класс надежности.

Обычные же объекты строительства, согласно гост, имеют четыре уровня надежности защиты от прямого удара молний:

  • первый (при пиковом токе молнии 200 килоАмпер), надежность – 0,98;
  • второй (ток молнии 150 килоАмпер), надежность – 0,95;
  • третий (ток 100 килоАмпер), надежность – 0,9;
  • четвертый (ток 100 килоАмпер), надежность – 0,8.

Категории молниезащиты

Руководящие документы (рд) выделяют три основных категории молниезащиты, определяемые средним числом и длительностью гроз в той или иной местности, местоположением здания и вероятностью поражения его молниями, наличием в строении зон пожарной и взрывной опасности.

К первой категории молниезащиты рд относят объекты промышленного производства с В-2 и В-1 категориями взрывоопасности. Вторая категория полной молниезащиты присваивается зданиям, где имеется В-2а, В-1а и В-1б классы опасности взрывов, такие площади занимают не менее 30 процентов помещений.

Такой же уровень защиты от ударов молний присваивается складам ГСМ, удобрений, холодильникам с аммиаком и мукомольным заводам. Согласно рд, в производственных зданиях со 2 категорией молниезащиты необходимо заземлять все корпуса электромашин, выполненные из металла.

При переходах воздушных линий в кабельные необходимо ставить разрядник перемычки на каждой фазе.

Молниезащита 3 категории устанавливается на сооружениях, имеющих 3 и 4 степень устойчивости к горению, а также при годовой длительности грозы не менее 20 часов: детские учреждения, школы, больницы, развлекательные центры, водонапорные башни, птицефабрики и животноводческие комплексы, а также отдельно стоящие жилые здания с высотой, превышающей 30 метров.

Нормативные документы по молниезащите

В силу важности защиты зданий и сооружений от попадания молний государство регулирует требования к молниезащите выпуском нормативных документов:

  • технические регламенты;
  • национальные стандарты – гост (например, гост Р МЭК 62305-1-2010. Менеджмент риска. Защита от молнии);
  • инструкции по ведомствам и местные руководящие документы – рд (например, «Инструкция по молниезащите зданий и сооружений» рд 34.21.122-87);
  • правила по устройству электрических установок – пуэ (в настоящее время действует редакция № 7).

Используются также международные стандарты ИСО.

Электрические разряды, накапливаемые в грозовых облаках и приносимые на поверхность земли молниями, могут нанести существенный вред зданиям, сооружениям и находящимся в них и поблизости людям и другим объектам. Для предотвращения негативных последствий применяются меры по молниезащите, в виде системы различных приспособлений и специальных мероприятий, которые минимизируют возможность электроударов, аварий и пожаров.

Источник: https://amperof.ru/bezopasnost/molniezashhita-zdanij-i-sooruzhenij.html

Нормативы и стандарты в области молниезащиты

Необходимость обустройства качественных систем молниезащиты жилых и промышленных зданий особенно остро возникла в начале прошлого столетия во времена всеобщей индустриализации и электрификации, актуальна она и в настоящее время. Сегодня ежедневно на планете Земля наблюдается около 44-45 тысяч гроз, которые могут привести к выходу электроприборов из строя, повреждению целостности зданий и построек, пожарам и гибели людей.

Для создания работоспособных, эффективных и оптимальных для каждого объекта систем разработаны общепризнанные нормативы проектирования и организации молниезащиты. Существуют международные и отечественные стандарты и правила.

Кроме того, в России различают отраслевые и корпоративные стандарты (например, Газпрома, МОЭК и т.п.).

В основу всех норм, регламентирующих проектирование молниезащиты, положен многолетний опыт человечества по организации электробезопасности жилых домов и промышленных предприятий, а также особенности современных построек.

Российские нормативы в области молниезащиты

Создание отечественной нормативной базы по проектированию комплекса мер для обеспечения молниезащиты берет начало в 30-х годах минувшего века. Первоначально были разработаны требования и правила для производственных зданий и сооружений, а также линий электропередач. В 50-х годах прошлого столетия эти требования начали использоваться для частных домов.

Позже с учетом многолетних наблюдений и исследований электромагнитной обстановки во время удара молнии на территории бывших союзных республик Министерство энергетики СССР ввело Инструкцию по обустройству молниезащиты зданий и сооружений РД 34.21.122-87. Эта инструкция, как наследие, действует до сих пор.

Однако она давно устарела, поэтому для создания современных систем громоотводов пользуются международными стандартами, установленными Международной электротехнической комиссией (МЭК) и российскими инструкциями более поздних редакций.

В России специалисты и сейчас для создания ряда мер молниезащиты ориентируются на требования и нормы, изложенные в советской инструкции РД 34.21.122-87 (скачать в pdf>>).

Данный норматив является первичным документом, на который опираются профессионалы при выборе схемы конструкции громоотводов на этапе проектирования зданий и сооружений. Она дает толкование всех важных терминов и понятий, описывает требования к органзации защиты от молний и к конструкциям громоотводов, а также расчет молниеотводов.

Именно она классифицирует здания и позволяет определить необходимый уровень защиты. К недостатком РД 34.21.122-87относят отсутствие описаний нормативов по организации молниезащиты для склада взрывчатых веществ и пороха, а также в ней нет рекомендаций по выбору материалов для заземлений и т.д.

Читайте также  Как рассчитать площадь застройки здания

Дополнить и обновить положения советского документа попытались в «Инструкции по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций» СО-153-34.21.122-2003 (скачать в pdf>>). Она включает нормы грозозащиты в коммуникациях.

Седьмая редакция ПУЭ (Правила устройства электроустановок 7-е издание, Главы 2.4, 2.5, 4.2) разработана с учетом всех видов и типов электрического оснащения и агрегатов.

В этом издании собраны все базовые требования электробезопасности и заземления, используемые при обустройстве защиты от удара молнией промышленных и бытовых объектов.

Подвести российские стандарты к мировым требованиям IEC в декабре 2011 года позволили первая и вторая часть ГОСТа Р МЭК 62305-1-2010 «Защита от молнии», а также ГОСТ Р 50571-4-44-2011 «2011 Электроустановки низковольтные. Требования по обеспечению безопасности.

Защита от скачков напряжения и электромагнитных помех» (действует с 01.07.2012). Этот документ регламентирует основные нормы по организации безопасности низковольтных установок при появлении отклонений напряжения и электромагнитных помех. Этот стандарт не действует на системы распределения электричества населению, на промышленные объекты и на системы для генерирования и выдачи электроэнергии для них.

Требования к механизмам защиты электрических сетей и электрооборудования при прямом или косвенном влиянии грозовых или иных переходных перегрузок для коммутации к силовым цепям переменного тока (частотой 50 — 60 Гц), постоянного тока и к оснащению с номинальным напряжением до 1000 В (действующее значение) или 1500 В постоянного тока подробно изложены в ГОСТе Р 51992-2011 (МЭК 61643-1-2005) «Устройства для защиты от импульсных перенапряжений в низковольтных силовых распределительных системах. Технические требования и методы испытаний» (с 01.07.2012).

Принципы подбора, монтирования и координации устройств грозозащиты от импульсных перенапряжений, предназначенных для подсоединения к силовым цепям переменного тока (частотой 50-60 Гц) или постоянного тока и к оборудованию на номинальное напряжение до 1000 В (действующее значение) переменного тока или 1500 В постоянного тока описаны в ГОСТ Р МЭК 61643-12-2011 «Устройства защиты от импульсных перенапряжений в низковольтных силовых распределительных системах. Принципы выбора и использования» (с 01.01.2013).

Все основные требования при прямом или косвенном воздействии грозовых или прочих переходных перенапряжений к устройствам для защиты телекоммуникационных и сигнализационных сетей с обозначенными напряжениями системы до 1000 В переменного тока и 1500 В постоянного тока регламентируются ГОСТом Р 54986-2012 (МЭК 61643-21: 2009) «Устройства защиты от импульсных перенапряжений низковольтные. Часть 21. УЗИП для систем телекоммуникации и сигнализации (информационных систем). Требования к работоспособности и методы испытаний» (с 01.07.2013).

Группа стандартов МЭК (IEC) и их связь

Развитие науки и электротехники не стоит на месте. Наиболее полно, детально и качественно современные мероприятия по грозозащите отображены во всемирных нормативах МЭК «Защита от воздействия молнии МЭК 62305:2010».

Стандарт «Защита от воздействия молнии МЭК 62305:2010» определяет базовые правила защиты от порчи молнией любых построек, живущих в них животных и людей, разных инженерных коммуникаций и систем и иных конструкций относящихся к ним, кроме железнодорожной системы, автотранспорта, воздушных и водных транспортных средств, подземных трубопроводов повышенного давления и т.п.

Нормативы МЭК включают стандарт, определяющий общие положения и описывающий потенциально возможные последствия и опасность молний 62305-1. Потребность организации защиты определяется в соответствии с системой расчета риска и с учетом материального эффекта от установки мер защиты от ударов молнии описывает стандарт 62305-2.

Третья часть МЭК 62305:2010 посвящена описанию мер безопасности, требуемых для снижения показателей аварий в постройках и сведения к минимуму уровня опасности для жизни и здоровья людей, находящихся внутри.

В четвертой части данного стандарта описан комплекс мер для понижения числа отказов электросистем, приборов и устройств внутри зданий.

Взаимосвязь группы правил МЭК 62305:2010 определяется уровнем опасности поражения молнией объекта и риском возникновения возможных повреждений. При повышенном риске прямого попадания молнии и необходимости обустройства внешней защиты от прямых ее ударов в строения пользуются требованиями стандарта 62305-3:2010. При повышенной опасности поражения электрооборудования и порчи электросетей от вторичного воздействия молнии актуален стандарт 62305-4:2010.

Сравнение отечественных стандартов и МЭК

Современные специалисты, занимающиеся вопросами проектировки и создания молниезащиты современных построек любого назначения, отмечают, что требования МЭК гораздо строже в сравнении с инструкцией советских времен и даже более поздними российскими изданиями ГОСТов. Как правило, если российские Инструкции не дают полный объем необходимой информации для правильного и эффективного создания защиты от молний, профессионалы используют признанные в мире стандарты МЭК.

Наиболее ярким отличием, например инструкции РД 34.21.

122-87 от норм IEC при создании внешней защиты является, отсутствие подробного описания организации молниеприемной сети для сложных рельефных крыш, а также отсутствие рекомендаций по рекомендуемым к использованию материалов для заземлений и т.д.

При обустройстве внутренней системы защиты стандарты МЭК детально описывают применение разрядников без искровых промежутков для предотвращения пожаров, выхода из строя бытовой техники, промышленного оборудования и внутренних сетей.

Более подробно о сравнении стандартов IEC и DIN и отчественных нормативов читайте в статье «Анализ нормативно-технического обеспечения молниезащиты».

Еще раз коротко самое главное о стандартизации.

Состав системы молниезащиты по стандартам IEC (МЭК)

Кратко о том, что входит в состав комплекса мероприятий по защите от молний и гроз по мнению Международной электротехнической комиссии, а также взаимосвязанные решения в области внешней и внутренней молниезащиты. 

Требования к элементам внешней молниезащиты

Какие испытания проходят элементы молниеприемные системы, соединительные компоненты, проводники, заземляющие электроды? Описание методик проверки, имитирующих воздействие естественных атмосферных условий и воздействие коррозии на компоненты.

Источник: http://www.mzke.ru/normativy_molniezashhity.html

Проектирование молниезащиты зданий и сооружений

Гроза несет огромный разрушительный потенциал, обезопасить воздействия которого можно путем точных инженерных решений.С другой стороны, молниезащита зданий и сооружений, которая строится без учета расчетных параметров, не обеспечит своих функций и может стать непосредственной причиной аварийных ситуаций.

Проектирование молниезащиты

О разрушительных действиях молний

Видимой частью проявления молнии является прямой удар, который расщепляет вековые стволы деревьев, оплавляет металлические конструкции и является причиной возгорания.

Невидимые, но не менее опасные вторичные проявления молнии, такие как наведенные токи и появление высокого потенциала, визуально не проявляется, но не становятся менее опасными, поскольку разрушения, вызванные этими факторами, носят массовый характер.

Токи, вызванные грозовыми электромагнитными полями, являются причиной выхода со строя различных электроприборов. Наведенные токи и занос высокого потенциала, вызывают искрение, особо опасное в помещениях с взрывоопасной концентрацией взрывчатых веществ. При наличии дорогостоящего электрооборудования, ущерб от молнии будет значительным.

Некоторые критерии расчета защиты

1) Годовой показатель ожидаемого количества поражений молнией. Рассчитывается по эмпирической формуле, в которой задаются геометрические параметры защищаемого объекта и статистические данные среднегодового числа ударов молнии на площади в 1 кв. км.

2) Уровень молниезащиты зданий и сооружений определяется нормативными документами. Защитой от прямых попаданий и появления высоких потенциалов оборудуются строения I, II и III категорий.

Здания I и II категорий, имеющие помещения с взрывоопасной атмосферой, дополнительно защищаются от наведенных токов, вызываемых грозовыми разрядами.

3) Надежность защиты. Регламентируется нормами инструкций не менее 99,5% для зоны А и 95% для зоны Б.

Расчет молниезащиты

Вывод

Расчет молниезащиты зданий и сооружений различного назначения, независимо от сложности объекта и характера производства, выполняется в соответствие с нормативными документами.

Применение расчетных методов позволит с большой степенью вероятности обезопасить строения от природных катаклизмов.

Разрабатывается как на стадии проектной так и рабочей документации.

Ответы на вопросы по молниезащите зданий и сооружений

В многоквартирном здании из монолитного железобетона высотой 92 метра в качестве контура заземления использован естественный заземлитель – проваренная арматура фундамента.

Как спуски использована арматура монолитного железобетона, проваренная на всем протяжении, соединенная горизонтальными эквипотенциальными поясами через 20 метров.

Обязательны ли внешние молниеприемные пояса на фасаде здания (облицован гранитом)? Возможна ли установка активного молниеприемника, который будет использовать выполненную систему молниеотводов (спусков)?

В случае использования арматуры железобетонных конструкций здания в качестве токоотводов при соединении горизонтальных и вертикальных элементов арматуры сваркой, как указано в приведенном примере, дополнительное выполнение наружных токоотводов, в т.ч. горизонтальных соединительных поясов, не требуется (см. «Инструкцию по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций» (СО-153-34.21.122-2003), п. 3.2.2.5, последний абзац. – М.: Издательство МЭИ, 2004 г.).

Если внешний молниеприемник является готовым заводским изделием, его установка и присоединение к системе токоотводов выполняются в соответствии с инструкцией изготовителя молниеприемника. При этом проектом каркаса здания, используемого в качестве системы токоотводов, должны быть предусмотрены необходимые присоединительные выпуски и устройства.

Если внешний молниеприемник должен быть изготовлен и установлен в соответствии с проектной документацией на молниезащиту объекта, его конструкция, крепление и соединения должны соответствовать п. 3.2.4 Инструкции СО-153-34.21.122-2003 и п. 3 «Инструкции по устройству молниезащиты зданий и сооружений» (РД 34.21.122-87).

В здании высотой 7 м стоят дизель-генераторы; крыша двухскатная из шифера, по коньку крыши проложен неизолированный провод. Выхлопная труба от дизелей имеет высоту 1 м над крышей. Требуется ли для такого сооружения выполнять молниезащиту (однотросовую или стержневую)?

Защита вращающихся машин от грозовых перенапряжений является обязательной. Она выполняется на основе положений либо «Инструкции по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций» (СО 153-34.21.

122-2003), либо «Инструкции по устройству молниезащиты зданий и сооружений» (РД 34.21.122-87).

Читайте также  Расстояние от парковки до общественного здания

Использование провода, проложенного по коньку крыши, в качестве молниеприемника не является достаточным, так как высшая точка молниеприемника (и тросового, и стержневого) должна находиться выше выхлопной трубы дизелей, чтобы защитить выхлопную трубу от прямого поражения молнией.

Вблизи выводов обмотки генератора или на сборных шинах следует устанавливать аппараты защиты от перенапряжений: нелинейные ограничители перенапряжений (ОПН), вентильные разрядники, защитные емкости.

В настоящее время на нашем предприятии питание прожекторов, установленных на металлических мачтах, предназначенных для наружного освещения территории, выполнено кабельными линиями на тросовой подвеске от вводов осветительных сетей в здание. Прожекторные мачты оснащены молниеотводами.

Законно ли требование инспектора Ростехнадзора выполнить питание прожекторов кабелем с заземленной металлической оболочкой или в металлической трубе, проложенным в земле на протяжении не менее 10 м, в целях защиты питающей линии от грозовых перенапряжений (он ссылается на п. 6.3.

19 ПУЭ 6-го изд.)?

Источник: https://VolgaProekt.ru/uslugi/proektirovanie-i-raschet-molniezashhity-zdanij-i-sooruzhenij.html

Молниезащита зданий и сооружений и частных домов

В промышленных и жилых сооружениях согласно ГОСТу должна быть установлена грозозащита. В многоэтажных домах и промышленных зданиях этим занимаются строительные фирмы, но если дом частный, придется делать проект и устанавливать её самому. Зачем нужна молниезащита зданий сооружений и инженерных коммуникаций, читайте в статье.

Общие принципы работы систем молниезащиты и их проект

Молниезащита – совокупность мероприятий и устройств, которые защищают жилые и промышленные сооружения от ударов молний и последствий. Грозы бывают каждый год, но даже не самые высокие дома могут стать целью разрядов.

Негативные последствия ударов молний бывают трех видов:

  1. прямой удар молнии;
  2. занос высоких потенциалов сквозь открытые и подземные коммуникации;
  3. электростатическая, электромагнитная индукции.

Обычно прямой удар вызывает резкий нагрев предмета, плавление, испарение. В конструкциях нарастают электродинамические напряжения, что чревато разрушениями и взрывами. Также под металлической кровлей может располагаться легковоспламеняющийся материал. Высокие потенциалы заносятся в здания по трубам, проводам ЛЭП, металлоконструкциям. Такие заносы также сопровождаются электроразрядами, и могут вызывать пожары и взрывы.

Вторичное воздействие от удара молнии – возникновение в пространстве магнитного поля, индуцирующего в металлических контурах. В замкнутых контурах возникает наведенный ток, и если соединения их частей ненадежные, возможен сильный нагрев или искрение. Это особенно опасно в промышленных сооружениях, где есть большие концентрации взрывоопасных или горючих веществ.

Виды молниеотводов

Жилые, промышленные, офисные здания, исходя из их расположения, высоты, назначения и интенсивности гроз должны по ГОСТу снабжаться определенной грозозащитой, которая закладывается или в проекте сооружения. Молниезащита в здании, согласно инструкции и ТКП, должна быть просчитана по специальной формуле:

N = ((b+3h)(L+3h)n)/10 в шестой степени

В данной формуле: b – ширина дома, L – длина, h – высота по боковым сторонам, n – среднее количество поражений квадратного метра земли в год.

Все дома и сооружения по ГОСТу делятся на три категории, по которым должна устанавливаться молниезащита:

  1. в зданиях 1 категории долгое время присутствуют или часто появляются взрывоопасные смеси газов. Взрыв такого здания будет разрушительным и приведет к жертвам;
  2. в сооружениях 2 категории подобные смеси могут возникнуть только в результате аварий, а всё взрывоопасное хранится в надежной металлической упаковке. При взрыве разрушения будут средними, без жертв;
  3. в зданиях 3 категории разряд может вызвать пожар, поражения людей, механические разрушении. Именно к ней относят общественные, жилые здания, дымовые трубы.

Согласно инструкциям здания 1 и 2 категорий должны быть с защитой от прямых ударов, высоких потенциалов, остальных воздействий. В проектах зданий 3 категории, согласно ГОСТу достаточно защиты от прямых ударов, а также заноса высоких потенциалов. Поэтому в частных домах устройство грозозащиты проще.

От прямых ударов молнии

Сетчатый молниеприемник на схеме

Чтобы защититься от прямых попаданий молний, согласно ТКП, применяют молниеотводы. Защитная функция основана на свойстве атмосферных разрядов поражать самые высокие металлические заземленные объекты. Поэтому все, что расположено ниже, в зоне безопасности. Типичный молниеотвод – поднятое над зданием устройство, принимающее удар и отводящее ток в грунт.

Любой молниеотвод состоит, по проекту, из следующих элементов: молниеприемника (принимающего удар), несущей конструкции (чтобы устанавливать на нее молниеприемник), токоотвода (связывающего приемник с заземлением) и заземлителя (контактирующего с грунтом). Заметим, что по инструкциям и ТКП, железобетонные или металлические несущие элементы способны быть и токоотводами. Также металлическая кровля сама по себе может служить молниеприемником.

Конструктивно и согласно расположению молниеотводы бывают:

  • отдельно расположенные стержневые;
  • отдельно расположенные тросовые или антенные;
  • сетчатые, на кровле;
  • стержневые на кровле.

Сетка-молниеприемник, согласно ТКП, может быть с ячейками со сторонами не более 12х12 м, и площадью до 150 м. кв. Сопротивление молниеотвода по ГОСТу не должно быть больше 20 Ом. В устройстве грозозащиты должны максимально использоваться металлические элементы дома, вытяжные трубы, антенны. Неметаллические трубы выше 15 м защищают, устанавливая на них приемник.

Небольшие частые дома (высотой до 7 м и площадью до 150 кв. м.) допускается, согласно ТКП и нормативам оборудоваться упрощенной молниезащитой, по собственному проекту. Например, над коньком кровли натягивается стальная проволока 5 мм, на планках из дерева по торцам здания.

На трубе и по торцам кровли ставят вертикальные приемники высотой полтора метра из стального уголка. Заземлителями могут выступать вертикальные стержни длиной 3 м. Вариантов исполнения для частного дома много, можно выбрать самый удобный, или скачать уже готовые в интернете.

“Защита от молнии”

В зданиях защита от высоких потенциалов, согласно ТКП, осуществляется двумя способами. Потенциалы наводятся на внешние металлические элементы и коммуникации, поэтому надо:

  1. на ближней к зданию опоре необходимо подсоединить конструкции из металла к заземлителю сопротивлением меньше 20 Ом;
  2. в здание на вводе подсоединить коммуникации и конструкции к заземлителю сопротивлением до 20 Ом. ТКП предполагает и их подсоединение их к основному заземлителю.

Принципы монтажа системы молниеотвода

При монтаже металлические опоры молниеотводов надо защищать от коррозии, а деревянные – от гнили. Несущие опоры, согласно ТКП, могут делаться из железобетона, дерева или стали.

Необходимо рассчитывать в проекте стержневые на прочность, а тросовые – на ветровую нагрузку. Расстояние от зданий до обособленных молниеприемников ГОСТом не нормируется. Можно, по ТКП, даже использовать деревь, как опору.

Однако если крона дерева ближе 5 метров, надо напротив проложить токоотвод на стене.

Приемники стальные, с сечением больше 10 см. Длина – не меньше полутора метров. Допускается использовать как приемники детали конструкции здания. Как токоотводы допускается применять арматуру, трубы. Токоотвод прокладывается к заземляющему элементы по кратчайшему расстоянию. Соединяться элементы молниезащиты должны сваркой.

Проект и монтаж устройств грозозащиты в общественных и промышленных сооружениях делается строительными организациями, в частном доме – возможно силами владельца, при условии соблюдения в проекте всех нормативов, и последующей проверке. Сейчас можно скачать из интернета много эффективных вариантов грозозащиты для кровли. Важно заземлители устанавливать в мало посещаемых зонах, вдали от дорог.

Монтаж устройств грозозащиты, исходя из ТКП, ведется последовательно. Соблюдается техника безопасности при работе на высотах. Сначала на опоре или кровле закрепляют молниеприемник, к нему ведут токоотвод и сваривают соединение. Затем  помещают в грунт заземлитель, ведут к нему токоотвод. Если защиту от прямых ударов можно выполнить и на кровле готового здания, то от потенциалов она устанавливается в процессе постройки.

На высоких сооружениях по проекту необходимо предусмотреть временные устройства грозозащиты, на время гроз. Это могут быть переносные молниеприемники на кровле, соединяющиеся спускаемыми у стен токоотводами с заземлителем. Для них допускаются болтовые крепления с переходным сопротивлением до 0,05 Ом.

Важно до сдачи молниезащитных устройств на каждом молниеотводе установить табличку, где указать год установки, предупреждение и порядковый номер. После монтажа вся грозозащита в здании должна быть проверена согласно ГОСТу.

Проверка устройств грозозащиты делается по требованиям ПУЭ:

  • проверяется доступность элементов заземлителя;
  • проверяется вся цепь молниезащиты, прочность проводников и соединений, надежность сварки (молотком в 1 кг);
  • необходимо проверить в устройствах до 1 кв предохранители;
  • в установках до 1 кв надо проверить фазу-ноль;
  • делается измерение заземляющего устройства.

Электромонтажная фирма при проверке должна выдать такие документы:

  • чертежи по проекту;
  • акт проверки заземляющих проводников;
  • акт наличия скрытых работ по монтажу заземлителей;
  • измерения сопротивления заземлителей.

Таким образом, молниезащита сооружений начинается на этапе проектирования здания. Во время строительства или сразу после завершения выполняется монтаж всех необходимых устройств, а затем проверка и измерения. Проверка необходима, чтобы здание было сдано в эксплуатацию.

В дальнейшем из-за погодных воздействий эффективность устройств грозозащиты может снижаться. Поэтому требуются периодические проверки, визуальные и измерительные. При необходимости, элементы молниезащиты заменяются на новые.

“Особенности молниезащиты для высотных сооружений”

Из видео вы узнаете, какими характеристиками и свойствами обладает данная система безопасности для высотных домов.

Советуем к прочтению:

Источник: http://otoke.ru/bezopasnost/molniezashhita-zdanij-i-sooruzhenij-459/

Понравилась статья? Поделить с друзьями: