Что такое вторичное проявление молнии
Защита от молнии. Молниезащита (грозозащита).
Прежде, чем говорить о том, как обезопасить дом во время грозы, давайте разберемся, что же такое молния. Облака, появляющиеся в результате естественного круговорота воды в природе, состоят из мельчайших капелек влаги, которые под воздействием низких температур превращаются в льдинки. Ветер приводит к тому, что эти льдинки начинают двигаться, сталкиваясь между собой и создавая трение. Вследствие чего появляется статическое электричество, которое накапливается все больше и больше и, в конце концов, находит выход, формируясь в привычную нам молнию. Проходя через воздух и ударяя в землю или какой-то объект, молния издает сильный звук, который человек слышит чуть позже самого разряда. Это происходит потому, что скорость распространения света выше, нежели скорость звука.
На риск попадания молнии в здание влияет сразу несколько факторов.
Прежде всего – это частота гроз в конкретном регионе, которую можно определить по специальной грозовой карте. Значение также имеет высота постройки и ее месторасположение. Скажем, трехэтажный дом, стоящий на пригорке в пустынной местности намного больше подвержен удару молнии, чем одноэтажный дом, окруженный высокими деревьями. Математика здесь простая – чем меньше вокруг объектов сопоставимых по высоте, тем выше вероятность попадания молнии. Вероятность повышается также и из-за таких особенностей архитектуры, как мезонин, круглая крыша, башни, шпили, флюгеры и т.д. Если высота дома более 15 м, то он в обязательном порядке должен оснащаться наружной системой молниезащиты. Если два предмета будут расположены на одинаковой высоте, то разряд пройдет через тот, который лучше проводит электричество.
Каковы виды воздействия молнии?
П. 1.2.3 Приложения 1 Инструкции по устройству молниезащиты зданий и сооружений РД 34.21.122-87.
Занос высокого потенциала –перенесение в защищаемое здание или сооружение по протяженным металлическим коммуникациям (подземным и наземным трубопроводам, кабелям и т.п.) электрических потенциалов, возникающих при прямых и близких ударах молнии и создающие опасность искрения внутри защищаемого объекта.
«Рассеиватель молнии» — обман
В результате бурной фантазии и предприимчивого склада ума, в сети интернет появились 2 теории:
— молнию можно «рассеять»; — молния бьет из земли в небо.
И практически мгновенно, после появления таких теорий появились продукты называемые «рассеиватель молнии» или «устранитель молнии».
Устройства отличаются по форме и размерам, но всегда оснащены основными элементами: металлическая рама с сотнями остроконечных щетинок, игл или тонких стержней. По своей конструкции рамы варьируются от гребнеобразных к форме зонтика.
2. Устройство создает локализованную зону «пространственного заряда» над защищаемой областью, которая отклоняет удары молнии;
3. Устройство инициирует отражение лидера от объекта в обратном направлении в небо, тем самым отклоняя связь лидера с другими разрядами.
Помимо очевидных научных недостатков с понятием «рассеивание молнии», предлагаемые устройства «устранения», оказались неэффективными в реальных условиях. Несмотря на свидетельства того, что устройства не обеспечивают защиту, они по-прежнему продаются и устанавливаются на здания.
Разрушительные последствия молнии
Чтобы защититься от плачевных последствий во время грозы, стоит своевременно подумать о монтаже системы молниеотвода.
Как защитить частный дом или дачу от удара молнии
Вечером 15 августа над Московским регионом прогремела сильная гроза. Конец лета и наступающая осень еще не раз продемонстрируют жителям Подмосковья силу стихии. Самое опасное в этой непогоде, конечно, молнии. Частные дома и дачи особенно уязвимы в грозу, поэтому их владельцам стоит задуматься об установке молниезащиты. О главных принципах защиты жилья от молний читайте в материале «РИАМО в Королеве».
Как обезопасить себя во время грозы>>
Опасность молний
© pixabay.com, neja5
Молния при неудачном стечении обстоятельств способна нанести катастрофический и непоправимый урон жилищу. Мощный электрический разряд может вызвать два типа проблем.
Первый почти не опасен для людей, зато бытовая техника может пострадать очень серьезно. Если молния попадает в провода, это вызовет перенапряжение в сети, опасное для подключенных электроприборов. Также опасность для техники представляет электромагнитный импульс, создаваемый молнией и зачастую выводящий электронику из строя. Он может «настичь» приборы даже в нескольких километрах от места удара молнии.
Обезопасить бытовую технику от этих проблем несложно – достаточно на время грозы отключить от сети электроприборы. Это заметно повысит шансы на их «выживание» при попадании молнии в провода.
Также существует внутренняя защита от молний – устройства защиты импульсного перенапряжения. Они подключаются к электрической сети в распределительном щитке дома и защищают систему от перенапряжения. Они способны уберечь домашние электроприборы от неприятных последствий близких ударов молний.
Вторая проблема куда серьезнее, ведь речь идет о прямом попадании молнии в дом. Во-первых, появляется ударная волна, которая может серьезно повредить конструкцию дома. Во-вторых, разряд электрического тока может вызвать пожар, и это самое опасное.
Как проверить качество воды на дачном участке>>
Частный сектор в городе
© flickr.com, Petr Magera
В Королеве достаточно обширный частный сектор. Невысокие дома попадаются даже в центральных районах города, посреди многоэтажной застройки. В плане защиты от молний жители таких домов – настоящие везунчики, ведь расположенные рядом высотки и есть самая эффективная молниезащита.
Но что делать жителям частного сектора, рядом с домами которых нет высоких домов? Да, поблизости могут быть деревья и столбы линий электропередачи, но они тоже подвергаются опасности в грозу. В таком случае стоит подумать о молниезащите. Этот вопрос актуален и для дачников.
Как зарегистрировать постройку на дачном участке>>
Активные и пассивные молниеотводы
© pixabay.com, txlopez
Оборудование, предназначенное для защиты построек от молний, так и называется – молниеотвод. Они бывают двух типов – активные и пассивные.
Активный молниеотвод содержит специальное устройство – электронную схему или особый разрядник, – которое как будто «притягивает» молнию к себе. Не все специалисты считают данный тип молниеотводов действительно полезным – излишняя сложность конструкции не гарантирует значительно более высокую эффективность. Тем не менее, подобные молниеотводы тоже имеют право на жизнь, но, в отличие от пассивных, установить такую защиту могут только специалисты.
Пассивный молниеотвод не содержит никаких хитрых технических излишеств. По сути, это всего три детали – молниеприемник, токоотвод и заземлитель, с установкой которых можно справиться самостоятельно.
Как подключить СИП кабель к частному дому>>
Составляющие молниезащиты
© flickr.com, Jenn Durfey
Молниеприемник – это и есть «самая высокая точка», в которую и будет попадать молния. Он бывает разных конструкций: стержневой (или штыревой), тросовый и сетчатый.
Стрежневой молниеприемник – самый простой. Это металлический прут длиной не менее 25 сантиметров, который крепится на крыше дома. Чтобы приемник не пропустил разряд к постройке, его надо установить на деревянные бруски или специальные крепления.
Тросовый молниеприемник представляет собой металлический трос, который натягивается по всей длине крыши и также закрепляется на деревянных опорах.
Сетчатый молниеприемник изготавливается из проволоки и натягивается по площади всей крыши на высоте 10 сантиметров от покрытия.
Токоотвод – второй по порядку элемент защиты. Как правило, это стальная проволока диаметром от 6 миллиметров. Она крепится к молниеприемнику при помощи сварного или спайного соединения. Для стержневого приемника нужен один токоотвод, для тросового и сетчатого – по два.
Заземлитель – «финишная черта» для молнии, попавшей в приемник. Это могут быть два металлических прута, соединенные перемычкой, к которой крепится токоотвод, или же металлический лист. В любом случае, место заземлителя – в земле, на глубине двух-трех метров.
Как зарегистрировать ТСЖ и в чем отличие от УК>>
Установка молниезащиты
© pixabay.com, WerbeFabrik
Начинать работу над молниезащитой нужно с подготовки. Внимательно стоит отнестись к молниеприемнику – при монтаже не забудьте, что он должен оказаться выше построек рядом с домом и деревьев. Большой точности потребует определение длины токоотвода – помните, что он должен обеспечивать как можно более короткий путь заряда от приемника к заземлителю. Необходимо также определить место для заземлителя – он должен находиться не менее чем в метре от ближней стены дома.
Начинать монтаж молниезащиты стоит с заземлителя – разместить его в выкопанной траншее, после чего установить молниеприемник, а затем соединить два элемента токоотводом. Последний придется крепить вдоль стен дома. Если они сделаны из негорючих материалов, то закрепить токоотвод можно в любом месте, но не рядом с окнами и дверями. Если же дом деревянный, то между токоотводом и стеной должно быть не менее 15 сантиметров. Затем остается только проверить всю конструкцию и закопать траншею с заземлителем – защита от молний готова.
Конструкция молниеотвода состоит из трех основных конструктивных частей:
Токоотвод — часть конструкции молниеотвода, которая непосредственно сбрасывает (спускает) принятый электрический заряд в заземлитель, непосредственно связанный с землей. Поэтому иное название токоотвода — спуск. Также выполняется из металла.
Заземлитель — металлический проводник, погруженный в землю. Может выполняться в разных видах, от вкопанной в почву шины до железобетонной сваи, роль проводников в которой выполняет стальной каркас.
Токоприемники бывают трех видов:
П. 6 приложения 1 РД 34.21.122-87.
Конструктивно молниеотводы разделяются на следующие виды:
Стержневой – металлический штырь длиной от 30 до 150 см, который монтируется вертикально. Местом установки может быть конек крыши, дымовая труба, телевизионная антенна. Желательно, чтобы штырь был изготовлен из материала, не склонного к окислению – меди или оцинкованной стали. Диаметр штыря составляет примерно 12 мм. Если используется металлическая трубка, то ее верхний конец должен быть заварен. Чаще всего такие устройства используют на металлических кровлях.
Тросовые – система применяется для молниезащиты невысоких зданий, коттеджей и частных домов. Основа – трос-проводник из металла, натянутый между молниеприемными мачтами, к которому присоединяются токоотводы.
Хочется обратить внимание на то, что в условиях отсутствия практики применения элементов заводской готовности, реализовать эффективную молниезащиту самостоятельно практически невозможно. Поэтому в целях безопасности следует обращаться в специализированные организации
Безопасность дома не ограничивается только установкой молниезащиты. Для того чтобы она работала так, как предусмотрено, нужно постоянно следить за ее исправностью: Металлический штырь молниеприемника необходимо чистить, удаляя слой окиси. Надежность всех соединений нужно постоянно держать на контроле. Если где-либо вы обнаружили ржавчину или разрушение металла, этот элемент необходимо немедленно заменить.
Кара небесная
Правила защиты от молнии
Во время грозы необходимо придерживаться некоторых правил:
не стоит во это время приближаться к заземлению ближе, чем на 4 м; молниеотводы не защищают от шаровых молний, поэтому при грозе лучше закрыть все окна и двери, а также дымоходы; если гроза застала вас возле воды или в воде, срочно удалитесь от водоема как можно дальше; не прячьтесь от грозы под высокими деревьями – вероятность попадания в них молнии довольно высока, особенно если вы находитесь не в лесу, а на равнине.
Молниеносная защита
Надежная система молниезащиты обязательно включает три основных элемента:
Такой состав обеспечивает внешнюю защиту объекта от прямых грозовых ударов.
Молниеприемники бывают пассивными и активными. Существует мнение, что для одинаково эффективной молниезащиты активных устройств нужно меньше, чем пассивных. Однако многочисленные расчеты и испытания работоспособности активных молниеприемников это опровергают. Считается, что для частных домов все же наиболее оптимальны пассивные системы молниезащиты, которые, кстати, являются более традиционными.
Токоотводы изготавливаются из алюминиевой, стальной или медной проволоки диаметром 6-8 мм в среднем. В системе молниезащиты их должно быть несколько, чтобы ток распределялся по ним и не концентрировался в одном месте. Токоотводы крепят параллельно друг другу на крышах или внешних стенах с помощью специальных держателей, а также соединяют с молниеприемниками и заземлителями.
Устройства заземления переносят всю силу разряда в землю и таким образом как бы обезвреживают ток. Производятся из черных или цветных металлов. Заземлители из черной стали должны иметь токопроводящее антикоррозионное покрытие, выполненное по технологии лужения, омеднения или оцинкования. Если устройство изготовлено из меди или имеет защитное медное покрытие, то его монтируют в землю на глубину не ближе пяти метров к фундаменту здания или стальным подземным коммуникациям.
Для внутренней защиты здания, например, в случае, когда молния попадает в воздушную линию электропередач, рекомендуется применять устройство защиты от перенапряжений (УЗИП). Нужно установить его на вводе электропитания дома, чтобы не дать разряду попасть внутрь по проводам.
4. Защита от вторичных воздействий молнии
4.1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
В разделе 4 изложены основные принципы защиты от вторичных воздействий молнии электрических и электронных систем с учетом рекомендации МЭК (стандарты МЭК 61312). Эти системы используются во многих отраслях производства, применяющих достаточно сложное и дорогостоящее оборудование. Они более чувствительны к воздействию молнии, чем устройства предыдущих поколений, поэтому необходимо применять специальные меры по защите их от опасных воздействий молнии.
4.2. ЗОНЫ ЗАЩИТЫ ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ МОЛНИИ
Пространство, в котором расположены электрические и электронные системы, должно быть разделено на зоны различной степени защиты. Зоны характеризуются существенным изменением электромагнитных параметров на границах. В общем случае, чем выше номер зоны, тем меньше значения параметров электромагнитных полей, токов напряжений в пространстве зоны.
На границах зон должны осуществляться меры по экранированию и соединению всех пересекающих границу металлических элементов и коммуникаций.
Две пространственно разделенные зоны 1 с помощью экранированного соединения могут образовать общую зону (рис. 4.2).
Экранирование является основным способом уменьшения электромагнитных помех.
Металлическая конструкция строительного сооружения используется или может быть использована в качестве экрана. Подобная экранная структура образуется, например, стальной арматурой крыши, стен, полов здания, а также металлическими деталями крыши, фасадов, стальными каркасами, решетками. Эта экранирующая структура образует электромагнитный экран с отверстиями (за счет окон, дверей, вентиляционных отверстий, шага сетки в арматуре, щелей в металлическом фасаде, отверстий для линий электроснабжения и т.п.). Для уменьшения влияния электромагнитных полей все металлические элементы объекта электрически объединяются и соединяются с системой молниезащиты (рис. 4.3).
Если кабели проходят между соседними объектами, заземлители последних соединяются для увеличения числа параллельных проводников и уменьшения, благодаря этому, токов в кабелях. Такому требованию хорошо удовлетворяет система заземления в виде сетки. Для уменьшения индуцированных помех можно использовать:
Все эти мероприятия могут быть выполнены одновременно.
Если внутри защищаемого пространства имеются экранированные кабели, их экраны соединяются с системой молниезащиты на обоих концах и на границах зон.
Кабели, идущие от одного объекта к другому, по всей длине укладываются в металлические трубы, сетчатые короба или железобетонные короба с сетчатой арматурой. Металлические элементы труб, коробов и экраны кабелей соединяются с указанными общими шинами объектов. Можно не использовать металлические коробы или лотки, если экраны кабелей способны выдержать предполагаемый ток молнии.
Соединения металлических элементов необходимы для уменьшения разности потенциалов между ними внутри защищаемого объекта. Соединения, находящихся внутри защищаемого пространства и пересекающих границы зон молниезащиты металлических элементов и систем, выполняются на границах зон. Осуществлять соединения следует с помощью специальных проводников, или зажимов и, когда это необходимо, с помощью устройств защиты от перенапряжений.
4.4.1. Соединения на границах зон
Все входящие снаружи в объект проводники соединяются с системой молниезащиты.
Если внешние проводники, силовые кабели или кабели связи входят в объект в различных точках и поэтому имеется несколько общих шин, последние присоединяются по кратчайшему пути к замкнутому контуру заземления или арматуре конструкции и металлической внешней облицовке (при ее наличии). Если замкнутого контура заземления нет, указанные общие шины присоединяются к отдельным заземляющим электродам и соединяются внешним кольцевым проводником, или разорванным кольцом. Если внешние проводники входят в объект над землей, общие шины присоединяются к горизонтальному кольцевому проводнику внутри или снаружи стен. Этот проводник, в свою очередь, соединяется с нижними проводниками и арматурой.
Проводники и кабели, входящие в объект на уровне земли, рекомендуется соединять с системой молниезащиты на этом же уровне. Общая шина в точке входа кабелей в здание располагается как можно ближе к заземлителю и арматуре конструкции, с которыми она соединена.
Общие шины для объектов, имеющих информационные системы, где влияние токов молнии предполагается свести к минимуму, следует изготавливать из металлических пластин с большим числом присоединений к арматуре или другим экранирующим элементам.
Для контактных соединений и устройств защиты от перенапряжений, расположенных на границах зон 0 и 1, принимаются параметры токов, указанные в табл. 2.3. При наличии нескольких проводников, необходимо учитывать распределение токов по проводникам.
Для проводников и кабелей, входящих в объект на уровне земли, оценивают проводимую ими часть тока молнии.
Устройство защиты от перенапряжений выбирается выдерживающим часть тока молнии, ограничивающим перенапряжения и обрывающим сопровождающие токи после главных импульсов.
Максимальное перенапряжение >Umах на входе в объект координируется с выдерживаемым напряжением системы.
Чтобы значение >Umах сводилось к минимуму, линии присоединяются к общей шине проводниками минимальной длины.
Все проводящие элементы, такие как кабельные линии, пересекающие границы зон молниезащиты, соединяются на этих границах. Соединение осуществляется на общей шине, к которой также присоединяются экранирующие и другие металлические элементы (например, корпуса оборудования).
Для контактных зажимов и устройств подавления перенапряжений параметры тока оцениваются в каждом отдельном случае. Максимальное перенапряжение на каждой границе координируется с выдерживаемым напряжением системы. Устройства защиты от перенапряжений на границах различных зон также координируются по энергетическим характеристикам.
4.4.2. Соединения внутри защищаемого объема
Все внутренние проводящие элементы значительных размеров, такие как направляющие лифтов, краны, металлические полы, рамы металлических дверей, трубы, кабельные лотки присоединяются к ближайшей общей шине или другому общему соединительному элементу по кратчайшему пути. Желательны и дополнительные соединения проводящих элементов.
Поперечные сечения соединительных проводников указаны в табл. 4.2. Предполагается, что в соединительных проводниках проходит только незначительная часть тока молнии.
Все открытые проводящие части информационных систем соединяются в единую сеть. В особых случаях такая сеть может не иметь соединения с заземлителем.
Есть два способа присоединения к заземлителю металлических частей информационных систем, таких как корпуса, оболочки или каркасы.
Первая основная конфигурация соединений, выполняемых в виде радиальной системы или в виде сетки.
При использовании радиальной системы все ее металлические части изолируются от заземлителя на всем протяжении кроме единственной точки соединения с ним. Обычно такая система используется для относительно небольших объектов, где все элементы и кабели входят в объект в одной точке.
Радиальная система заземления присоединяется к общей системе заземления только в одной точке. В этом случае все линии и кабели между устройствами оборудования должны прокладываться параллельно образующим звезду проводникам заземления для уменьшения петли индуктивности. Благодаря заземлению в одной точке токи низкой частоты, появляющиеся при ударе молнии, не попадают в информационную систему. Кроме того, источники низкочастотных помех внутри информационной системы не создают токов в системе заземления. Ввод в защитную зону проводов производится исключительно в месте центральной точки системы уравнивания потенциалов. Указанная общая точка является также наилучшим местом присоединения устройств защиты от перенапряжений.
При использовании сетки ее металлические части не изолируются от общей системы заземления. Сетка соединяется с общей системой во многих точках. Обычно сетка используется для протяженных открытых систем, где оборудование связано большим числом различных линий и кабелей и где они входят в объект в различных точках. В этом случае вся система обладает низким сопротивлением на всех частотах. Кроме того, большое число короткозамкнутых контуров сетки ослабляет магнитное поле вблизи информационной системы. Приборы в защитной зоне соединяются друг с другом по кратчайшим расстояниям несколькими проводниками, а также с металлическими частями защищенной зоны и экраном зоны. При этом максимально используются имеющиеся в устройстве металлические части, такие как арматура в полу, стенах и на крыше, металлические решетки, металлическое оборудование неэлектрического назначения, такое, как трубы, вентиляционные и кабельные короба.
Обе конфигурации, радиальная и сетка, могут быть объединены в комплексную систему. Обычно, хотя это и необязательно, соединение локальной сети заземления с общей системой осуществляется на границе зоны молниезащиты.
Арматура бетона внизу фундамента соединяется с системой заземления. Арматура должна образовывать сетку, соединенную с системой заземления обычно через каждые 5 м.
Можно использовать сетку из оцинкованной стали с шириной ячейки обычно 5 м, приваренную или механически прикрепленную к прутьям арматуры обычно через каждый 1 м. Концы проводников сетки могут служить заземляющими проводниками для соединительных полос.
4.6. УСТРОЙСТВА ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ
Устройства защиты от перенапряжений (УЗП) устанавливаются в месте пересечения линией электроснабжения, управления, связи, телекоммуникации границы двух зон экранирования. УЗП координируют для достижения приемлемого распределения нагрузки между ними в соответствии с их стойкостью к разрушению, а также для уменьшения вероятности разрушения защищаемого оборудования под воздействием тока молнии.
Рекомендуется входящие в здание линии питания и связи соединять одной шиной и располагать их УЗП как можно ближе одно к другому. Это особенно важно в зданиях из неэкранирующего материала (дерева, кирпича и т.п.). УЗП выбираются и устанавливаются так, чтобы ток молнии был в основном отведен в систему заземления на границе зон 0 и 1.
Так как энергия тока молнии в основном рассеивается на указанной границе, последующие УЗП защищают лишь от оставшейся энергии и воздействия электромагнитного поля в зоне 1. Для наилучшей защиты от перенапряжений, при установке УЗП используют короткие соединительные проводники, выводы и кабели.
Исходя из требований координации изоляции в силовых установках и устойчивости к повреждениям защищаемого оборудования, необходимо выбирать уровень УЗП по напряжению ниже максимального значения, чтобы воздействие на защищаемое оборудование всегда было ниже допустимого напряжения. Если уровень устойчивости к повреждениям не известен, следует использовать ориентировочный или полученный в результате испытаний уровень. Количество УЗП в защищаемой системе зависит от устойчивости защищаемого оборудования к повреждениям и характеристик самих УЗП.
4.7. ЗАЩИТА ОБОРУДОВАНИЯ В СУЩЕСТВУЮЩИХ ЗДАНИЯХ
Все возрастающее использование сложного электронного оборудования в уже существующих зданиях требует более надежной защиты от молнии и других электромагнитных помех. Принимается во внимание, что в существующих зданиях необходимые меры по молниезащите выбирают с учетом особенностей здания, таких как конструктивные элементы, существующее силовое и информационное оборудование.
Усовершенствование внешней системы молниезащиты достигается:
1) включением внешней металлической облицовки и крыши здания в систему молниезащиты;
3) уменьшением промежутков между металлическими спусками и уменьшением шага ячейки молниеприемника;
4) установкой соединительных полос (гибких плоских проводников) в местах стыков между соседними, но структурно разделенными блоками; расстояние между полосами должно быть вдвое меньше расстояния между спусками;
5) соединением протяженного провода с отдельными блоками здания; обычно соединения необходимы на каждом углу кабельного лотка и соединительные полосы выполняются как можно короче;
6) защитой отдельными молниеприемниками, соединенными с общей системой молниезащиты, если металлические части крыши нуждаются в защите от прямого удара молнии; молниеприемник должен находиться на безопасном расстоянии от указанного элемента.
4.7.2. Меры защиты при использовании кабелей
Эффективными мерами по снижению перенапряжений являются рациональная прокладка и экранирование кабелей. Эти меры тем важнее, чем меньше экранирует внешняя система молниезащиты.
Больших петель можно избежать, прокладывая совместно силовые кабели и экранированные кабели связи. Экран соединяется с оборудованием на обоих концах.
Любое дополнительное экранирование, например, прокладка проводов и кабелей в металлических трубах или лотках между этажами, снижает полное сопротивление общей системы соединений. Эти меры наиболее важны для высоких или протяженных зданий, или когда оборудование должно работать особенно надежно.
Предпочтительными местами установки УЗП являются границы зон 0/1 и зон 0/1/2 соответственно, расположенные на входе в здание.
Как правило, общая сеть соединений не используется в рабочем режиме как обратный проводник силовой или информационной цепи.
4.7.3. Меры защиты при использовании антенн и другого оборудования
Примерами такого оборудования являются различные внешние устройства, такие как антенны, метеорологические датчики, камеры наружного наблюдения, наружные датчики на промышленных объектах (датчики давления, температуры, скорости потока, положения клапана и т.д.) и любое другое электрическое, электронное и радиооборудование, установленное снаружи на здании, мачте, или промышленном резервуаре.
По возможности, молниеотвод устанавливается таким образом, чтобы оборудование было защищено от прямого попадания молнии. Отдельные антенны оставляются абсолютно открытыми по технологическим соображениям. Некоторые из них имеют встроенную систему молниезащиты и могут без повреждений выдержать попадание молнии. Другие, менее защищенные типы антенн, могут требовать установки УЗП на питающем кабеле, чтобы предотвратить попадание тока молнии по кабелю антенны в приемник или передатчик. При наличии внешней системы молниезащиты крепления антенны присоединяются к ней.
4.7.4. Меры защиты силовых кабелей и кабелей связи между зданиями
Связи между зданиями подразделяются на два главных типа: силовые кабели с металлической оболочкой, металлические (витая пара, волноводы, коаксиальные и многожильные кабели) и оптоволоконные кабели. Защитные меры зависят от типов кабелей, их количества, а также от того, соединены ли системы молниезащиты двух зданий.
Полностью изолированный оптоволоконный кабель (без металлического армирования, фольги для защиты от влаги или стального внутреннего проводника) может быть применен без дополнительных мер защиты. Использование такого кабеля является наилучшим вариантом, так как обеспечивает полную защиту от электромагнитных воздействий. Однако если кабель содержит протяженный металлический элемент (за исключением жил дистанционного питания), последний должен быть на входе в здание присоединяется к общей системе соединений, и не должен напрямую входить в оптический приемник или передатчик. Если здания расположены близко друг к другу и их системы молниезащиты не соединены, предпочтительнее использовать оптоволоконный кабель без металлических элементов во избежание больших токов в этих элементах и их перегрева. Если же имеется соединенный с системой молниезащиты кабель, то можно использовать оптический кабель с металлическими элементами, чтобы отвести часть тока от первого кабеля.
Металлические кабели между зданиями с изолированными системами молниезащиты. При данном соединении систем защиты повреждения весьма вероятны на обоих концах кабеля вследствие прохождения по нему тока молнии. Поэтому на обоих концах кабеля необходимо установить УЗП, а также, где возможно, следует соединять системы молниезащиты двух зданий и прокладывать кабель в соединенных металлических лотках.
Металлические кабели между зданиями с соединенными системами молниезащиты. В зависимости от числа кабелей между зданиями, защитные меры могут включать соединение кабельных лотков при нескольких кабелях (для новых кабелей) или при большом количестве кабелей, как в случае с химическим производством, экранирование или применение гибких металлошлангов для многожильных кабелей управления. Подсоединение обоих концов кабеля к связанным системам молниезащиты часто обеспечивает достаточное экранирование, особенно если кабелей много, и ток распределится между ними.
5. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ЭКСПЛУАТАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ, ПОРЯДКУ ПРИЕМКИ В ЭКСПЛУАТАЦИЮ И ЭКСПЛУАТАЦИИ УСТРОЙСТВ МОЛНИЕЗАЩИТЫ
1. Разработка эксплуатационно-технической документации
Во всех организациях и предприятиях независимо от форм собственности рекомендуется иметь комплект эксплуатационно-технической документации молниезащиты объектов, для которых необходимо устройство молниезащиты.
Комплект эксплуатационно-технической документации молниезащиты содержит:
— схемы зон защиты молниеотводов;
— рабочие чертежи конструкций молниеотводов (строительная часть), конструктивных элементов защиты от вторичных проявлений молнии, от заносов высоких потенциалов через наземные и подземные металлические коммуникации, от скользящих искровых каналов и разрядов в грунте;
— приемочную документацию (акты приемки в эксплуатацию устройств молниезащиты вместе с приложениями: актами на скрытые работы и актами испытаний устройств молниезащиты и защиты от вторичных проявлений молнии и заноса высоких потенциалов).
В пояснительной записке приводятся:
— исходные данные разработки технической документации;
— принятые способы молниезащиты объектов;
— расчеты зон защиты, заземлителей, токоотводов и элементов защиты от вторичных проявлений молнии.
Исходные данные для проектирования молниезащиты включают:
— генеральный план объектов с указанием расположения всех объектов, подлежащих молниезащите, автомобильных и железных дорог, наземных и подземных коммуникаций (теплотрасс, технологических и сантехнических трубопроводов, электрических кабелей и проводок любого назначения и т.п.);
— категории молниезащиты каждого объекта;
— данные о климатических условиях в районе размещения защитных данных и сооружений (интенсивности грозовой деятельности, скоростном напоре ветра, толщине стенки гололеда и т.п.), характеристику грунта с указанием структуры, агрессивности и рода почвы, уровня грунтовых вод;
— удельное электрическое сопротивление грунта (Ом×м) в местах расположения объектов.
В разделе «Принятые способы молниезащиты объектов» излагаются выбранные способы защиты зданий и сооружений от непосредственного контакта с каналом молнии, вторичных проявлений молнии и заносов высоких потенциалов через наземные и подземные металлические коммуникации.
Объекты, построенные (проектируемые) по одному и тому же типовому или повторно применяемому проекту, имеющие единые строительные характеристики и геометрические размеры и одинаковое устройство молниезащиты, могут иметь одну общую схему и расчет зон защиты молниеотводов. Перечень этих защищаемых объектов приводится на схеме зоны защиты одного из сооружений.
При проверке надежности защиты с использованием программного обеспечения, приводятся данные компьютерных расчетов в виде сводки проектных вариантов и формируется заключение об их эффективности.
При разработке технической документации предлагается максимально использовать типовые конструкции молниеотводов и заземлителей и типовые рабочие чертежи по молниезащите, при невозможности применения типовых конструкций устройств молниезащиты могут разрабатываться рабочие чертежи отдельных элементов: фундаментов, опор, молниеприемников, токоотводов, заземлителей.
Для уменьшения объема технической документации и удешевления строительства рекомендуется совмещать проекты молниезащиты с рабочими чертежами на общестроительные работы и работы по монтажу сантехнического и электротехнического оборудования с целью использования для молниезащиты сантехнических коммуникаций и заземлителей электротехнических устройств.
2. Порядок приемки устройств молниезащиты в эксплуатацию
Молниезащитные устройства объектов, законченных строительством (реконструкцией), принимаются в эксплуатацию рабочей комиссией и передаются в эксплуатацию заказчику до начала монтажа технологического оборудования, завоза и загрузки в здания и сооружения оборудования и ценного имущества.
Приемка молниезащитных устройств на действующих объектах осуществляется рабочей комиссией.
Состав рабочей комиссии определяется заказчиком, в состав рабочей комиссии обычно включаются представители:
— лица, ответственного за электрохозяйство;
— инспекции противопожарной охраны.
Рабочей комиссии предъявляются следующие документы:
— утвержденные проекты устройства молниезащиты;
— акты на скрытые работы (по устройству и монтажу заземлителей и токоотводов, недоступных для осмотра);
— акты испытаний устройств молниезащиты и защиты от вторичных проявлений молнии и заноса высоких потенциалов через наземные и подземные металлические коммуникации (данные о сопротивлении всех заземлителей, результаты осмотра и проверки работ по монтажу молниеприемников, токоотводов, заземлителей, элементов их крепления, надежности электрических соединений между токоведущими элементами и др.).
Рабочая комиссия производит полную проверку и осмотр выполненных строительно-монтажных работ по монтажу молниезащитных устройств.
Приемка молниезащитных устройств вновь строящихся объектов оформляется актами приемки оборудования для устройств молниезащиты. Ввод молниезащитных устройств в эксплуатацию оформляется, как правило, актами-допусками соответствующих органов государственного контроля и надзора.
После приемки в эксплуатацию устройств молниезащиты составляются паспорта молниезащитных устройств и паспорта заземлителей устройств молниезащиты, которые хранятся у ответственного за электрохозяйство.
3. Эксплуатация устройств молниезащиты
Устройства молниезащиты зданий, сооружений и наружных установок объектов эксплуатируются в соответствии с Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей и указаниями данной Инструкции. Задачей эксплуатации устройств молниезащиты объектов является поддержание их в состоянии необходимой исправности и надежности.
Для обеспечения постоянной надежности работы устройств молниезащиты ежегодно перед началом грозового сезона производится проверка и осмотр всех устройств молниезащиты.
Проверки проводятся также после установки системы молниезащиты, после внесения каких-либо изменений в систему молниезащиты, после любых повреждений защищаемого объекта. Каждая проверка проводится в соответствии с рабочей программой.
Для проведения проверки состояния МЗУ указывается причина проверки и организуются:
— комиссия по проведению проверки МЗУ с указанием функциональных обязанностей членов комиссии по обследованию молниезащиты;
— рабочая группа по проведению необходимых измерений;
— сроки проведения проверки.
Во время осмотра и проверки устройств молниезащиты рекомендуется:
— проверить визуальным осмотром (с помощью бинокля) целостность молниеприемников и токоотводов, надежность их соединения и крепления к мачтам;
— выявить элементы устройств молниезащиты, требующие замены или ремонта вследствие нарушения их механической прочности;
— определить степень разрушения коррозией отдельных элементов устройств молниезащиты, принять меры по антикоррозионной защите и усилению элементов, поврежденных коррозией;
— проверить надежность электрических соединений между токоведущими частями всех элементов устройств молниезащиты;
— проверить соответствие устройств молниезащиты назначению объектов и в случае наличия строительных или технологических изменений за предшествующий период наметить мероприятия по модернизации и реконструкции молниезащиты в соответствии с требованиями настоящей Инструкции;
— уточнить исполнительную схему устройств молниезащиты и определить пути растекания тока молнии по ее элементам при разряде молнии методом имитации разряда молнии в молниеприемник с помощью специализированного измерительного комплекса, подключенного между молниеприемником и удаленным токовым электродом;
— измерить значение сопротивления растеканию импульсного тока методом «амперметра-вольтметра» с помощью специализированного измерительного комплекса;
— измерить значения импульсных перенапряжений в сетях электроснабжения при ударе молнии, распределения потенциалов по металлоконструкциям и системе заземления здания методом имитации удара молнии в молниеприемник с помощью специализированного измерительного комплекса;
— измерить значение электромагнитных полей в окрестности расположения устройства молниезащиты методом имитации удара молнии в молниеприемник с помощью специальных антенн;
— проверить наличие необходимой документации на устройства молниезащиты.
Периодическому контролю со вскрытием в течение шести лет (для объектов >I категории) подвергаются все искусственные заземлители, токоотводы и места их присоединений, при этом ежегодно производится проверка до 20 % их общего количества. Пораженные коррозией заземлители и токоотводы при уменьшении их площади поперечного сечения более чем на 25 % должны быть заменены новыми.
Внеочередные осмотры устройств молниезащиты следует производить после стихийных бедствий (ураганный ветер, наводнение, землетрясение, пожар) и гроз чрезвычайной интенсивности.
Внеочередные замеры сопротивления заземления устройств молниезащиты следует производить после выполнения ремонтных работ как на устройствах молниезащиты, так и на самих защищаемых объектах и вблизи них.
Результаты проверок оформляются актами, заносятся в паспорта и журнал учета состояния устройств молниезащиты.
На основании полученных данных составляется план ремонта и устранения дефектов устройств молниезащиты, обнаруженных во время осмотров и проверок.
Земляные работы у защищаемых зданий и сооружений объектов, устройств молниезащиты, а также вблизи них производятся, как правило, с разрешения эксплуатирующей организации, которая выделяет ответственных лиц, наблюдающих за сохранностью устройств молниезащиты.
Во время грозы работы на устройствах молниезащиты и вблизи них не производятся.