Молниезащита зданий и сооружений - редкая система на крышах новых и современных домов. Это связано с уверенностью человека, что разряд молнии ударит куда угодно, только не рядом.
При попадании молнии в крышу, трубы и другие возвышающиеся конструкции придомовых территорий возникает грозовое перенапряжение и электромагнитные импульсы, которые создают угрозу любым электрическим приборам, включенным в электрическую сеть переменного тока.
Особенности системы молниезащиты
Молниезащита объекта - комплекс мероприятий и устройств, которые способны защитить отдельно стоящие здания и сооружения от ударов молний.
Существует три основных фактора воздействия молнии:
- непосредственное попадание молнии в крышу здания;
- удар в близлежащие коммуникационные и технические объекты;
- удар в землю вблизи дома либо в рядом расположенный объект с дальнейшим попаданием разряда в землю.
В первом случае прямой удар может привести к серьезным разрушениям - резкое нагнетание температуры и запекание материалов кровли, а в редких случаях - даже к возгоранию деревянных конструкций и перекрытий крыш. Главный разрушающий фактор скрыт в ударной волне, которую порождает молния.
При ударе в коммуникационные объекты или в линии электропередач создается ток грозового импульса, который попадает в жилье по электрическим проводам и трубам. Это может привести к поражению человека электрическим током, повреждению оболочек и жил кабелей, поломке оборудования и сбою в работе внутренних систем.
В третьем варианте разряд попадает в землю. При большом сопротивлении земли либо из-за других факторов напряжение может пойти через заземлитель в нулевой провод обратно в дом. В частных домах ноль заземляется в поселковых трансформаторных подстанциях. Может возникнуть случай, когда напряжение будет и на фазе, и на ноле, что также приведет к поломке приборов и техники. Но это редкий случай: как правило, ток, попадая в землю, равномерно растекается.
Важно! Самые страшные последствия - разрушение или возгорание кровли в результате прямых ударов молнии.
Виды молниезащиты
По исполнению системы защиты бывают:
- внешние;
- внутренние.
У каждой системы свое предназначение, и применять их нужно в комплексе, чтобы исключить все три фактора поражения молнией.
Внешнее устройство молниезащиты зданий и сооружений монтируется на крышах, близлежащих пристройках, сооружениях и состоит из молниеприемника, токоотвода и заземлителя. Основная их функция - отвести разряд тока в землю, не дав ему попасть на поверхность крыши. Разряд через токоотвод попадает в заземлитель и дальше растекается в земле.
Внутренний тип системы защиты от молний заключается в установке устройства внутри здания и служит для защиты от импульсных перенапряжений.
Бывают следующие виды внутренних устройств:
- Реле контроля напряжения с возможностью ручной регулировки минимальных и максимальных показателей напряжения в сети. В случае нарушения показателей критических точек прибор выполняет отключение напряжения. Может быть установлен на весь дом или отдельно на каждый прибор. Самый простой и дешевый вариант.
- Стабилизатор напряжения.
- Реле контроля фаз (при трехфазном напряжении). Относится к микропроцессорным приборам.
Виды молниеприемников
Молниеприемники по конструкции и материалу бывают:
- стержневые - отдельно расположенные и на крыше;
- тросовые;
- сетчатые - на крыше.
Наиболее распространенные и часто встречаемые - стержневые и тросовые, которые применяются на простых и сложных двускатных крышах. Если строение крыши многоуровневое, рекомендуется использовать комбинированную систему с использованием двух разных видов приемников.
Стержневые молниеприемники
Главная особенность - длинный вертикальный штырь, основная функция которого - принять удар молнии. Прибор должен отличаться высокой прочностью, устойчивостью к осадкам и агрессивной среде, но быть легким и простым в монтаже.
В зависимости от площади крыши можно устанавливать несколько таких мачт. Такие конструкции нужно устанавливать на самую высокую точку крыши или стену. Необходимо, чтобы штырь возвышался не менее чем на 1,5 м.
Можно устанавливать такую систему и отдельно от жилья. Во втором случае мачта может достигать нескольких десятков метров. Стержневая конструкция образует вокруг жилья воображаемый конус - зону защищенного пространства. Размер мачты можно определить из диаметра конуса и его высоты.
Тросовые молниеприемники
Система горизонтального монтажа представляет натянутый стальной трос по всей длине конька. Удар молнии принимает на себя трос. Можно на разных концах крыши установить штыри и натянуть между ними трос, в результате чего получается комбинированный тип защиты. Это подходит крышам, у которых длина во много раз превышает ширину. Диаметр троса должен быть не менее 12 мм. Толщина троса определяется длиной монтажного пролета.
В системе есть особые требования к прочности натяжного элемента, что связано с ветровыми нагрузками и обледенением. Чтобы избежать повреждений системы, рекомендуется по всей длине крыши установить натяжение нескольких промежуточных креплений.
Экономичный и простой вариант получается с использованием вместо троса стальной катанки, которая легка в монтаже (можно приваривать к конструкциям и между собой) и достаточно прочна. Для крепления проволоки можно применять специальные болтовые зажимы - клеммы.
Сетчатые молниеприемники
Система горизонтальная, монтируется на плоских крышах. Сетка изготавливается из проволоки-катанки диаметром 10 мм или стальной полосы любого диаметра. Такие приемники монтируются с помощью сварки и требуют большого расхода материала, поэтому система считается очень трудоемкой в монтаже.
Ее можно устанавливать и на скатных крышах. В таком случае сетку монтируют по периметру плоскости. Это основная причина, по которой на скатных крышах устанавливают более дешевые, простые и безопасные при выполнении работ системы. Такой тип защиты подходит для монтажа на крышах школ и детских садов, институтов и государственных учреждений. Считается самым надежным.
Токоотводы
Этот элемент соединяет молниеприемник с заземлителем. Для изготовления применяют стальную проволоку диаметром 6 – 10 мм, подойдут и стальная полоса или полудюймовая водопроводная труба.
Очень важно сделать крепкое и надежное соединение между токоотводами и молниеприемниками с заземлителями. Самым крепким считается сварное или болтовое соединение. Чтобы токоотвод был незаметен на фасаде, его можно покрасить в цвет обшивки или отделки дома. По всей длине спуска необходимо на расстоянии 1,5 – 2 метра сделать промежуточные крепления.
Заземление
Устройство - металлическая конструкция, закопанная или забитая в землю и обеспечивающая хороший контакт системы с землей. При влажных почвах нет смысла оборудовать заземлитель глубже 80 см. Как правило, используют стальной пруток 18 – 20 мм либо уголок 40 – 50 мм, стальную полосу шириной 40 мм. Длина заземлителя должна быть не менее 3 метров.
Конструкция может иметь форму треугольника либо напоминать перевернутую букву «Ш». Соединение элементов заземлителя проводится с помощью сварки либо болтовым скручиванием. Конструкция должна быть надежна на протяжении многих лет, не ослабевать и не иметь люфтов.
Важно! Если возле дома есть готовый контур заземления, грозозащита зданий может быть подключена к нему.
Монтаж молниезащиты
Монтаж стоит начать с обустройства молниеприемников. При выполнении работы на высоте соблюдайте правила безопасности. Если установку планируется выполнять самостоятельно, начните с примитивного проекта. Когда собираетесь подключаться к готовому контуру заземления, планируйте монтаж с учетом данного места подключения.
Всегда соблюдайте правило: токоотводы должны быть максимально короткими и прямыми. Выбираться самое кратчайшее расстояние от молниеприемника до заземлителя.
Обратите внимание! Если не уверены в своих силах, доверьте выполнение работ по монтажу молниезащиты объектов профессионалам. Специалисты выполнят проект и проведут предэксплуатационные испытания.
Испытание и проверка
Перед использованием молниезащиты необходимо проверить следующие элементы системы:
- Сварочные соединения на прочность. Проводится визуально или простукиванием молотком.
- Болтовые соединения и стяжки. Необходимо законтрогаить все соединения, особенно те, которые будут в земле или на крыше.
- Сопротивление заземлителя. Измеряется специальным прибором - измеритель сопротивления изоляции.
- Измеряются переходные сопротивления контактов и стыков измерителем сопротивления изоляции или омметром.
- Измерение сопротивления растекания тока измерителем сопротивления изоляции.
- Проверить на соответствие проектной документации.
- Надежность закрепления молниеприемника и промежуточных фиксаторов.
На защите от поражения электрическим током человека и безопасности жилья и электроприборов не стоит экономить средства. Лучший вариант - комплекс мер по предотвращению последствий и разрушений от попадания молний.
Данная тема очень актуальна для белорусских проектировщиков. Ее я планировал написать еще около двух лет назад. За это время много чего изменилось, выходило несколько публикаций на эту тему от ведущих специалистов страны но, тем не менее, хочу выразить свое скромное мнение.
Как известно, в Республике Беларусь вместо РД 34.21.122 с 1.11.2011 введен в действие ТКП 336-2011 (Молниезащита зданий, сооружений и инженерных коммуникаций).
Как только вышел данный ТКП я начал усердно его изучать. В то время я уже начинал осознавать, что такое проектирование по-настоящему.
Сейчас у меня накопилось немало которые созданы специально под конкретные задачи проектирования. Но, в этом списке нет программы по расчету необходимости устройства молниезащиты.
На самом деле, программа у меня такая имеется вернее даже две.
Самая первая моя программа, с которой я начал создавать свои личные программы называлась: Внешний вид программы был такой:
Кстати, сверху там присутствует моя фамилия. Эту программу я сделал, когда еще не было этого блога, а ссылка стоит на мой старый блог, которым я уже давно не занимаюсь и на котором я отрабатывал навыки сайтостроения. Было 3 версии программы, где я устранял свои ошибки.
Программу можно было свободно скачать в интернете на форуме. Я один из первых, кто сделал такую программу и выложил в интернет. Сейчас ссылки на скачивание не работают, т.к. данная программа не актуальна и в некоторых случаях может выдавать не совсем верные результаты.
Дело в том, что в то время эксперты еще не требовали расчет и программа просто-напросто оказалась не нужной.
Через некоторое время для себя я сделал программу, которую назвал: Данную программу я не распространяю, даже не буду делать ее обзор, поскольку есть официальная программа от МЧС Беларуси: А выглядит она так:
Об этой программе я узнал совершенно случайно. Приношу свой расчет эксперту, а мне говорят, зачем вы все вручную считали, если есть программа, разработанная МЧС
Лично я ни разу этой программой не пользовался до сих пор, но то, что программа работает не корректно так 100%. В интернете есть хороший обзор их программы, где приводят кучу ошибок, надеюсь сейчас эти ошибки устранили.
На сайте МЧС РБ можете скачать версию программы от 08.04.2015г.
Прежде, чем приступить к расчету, нужно понимать суть расчета. Расчет делается для того, чтобы понять, какие меры нужно принять для защиты здания и людей от ударов молнии.
Самое затратное, что может появиться – устройство внешней молниезащиты. Установку ограничителей перенапряжения и систему уравнивания потенциалов я делаю практически в каждом проекте.
Изначально вы не делаете никаких мероприятий по защите от ударов молнии. После расчета, как вы определили, что ваш риск выше допустимого, начинаете добавлять различные мероприятия, тем самым снижая соответствующие коэффициенты.
Сотрудники МЧС посчитали, что достаточно расчета только R1. Я, как проектировщик, очень рад, т.к. они упростили нам расчет, но почему не нужно считать R2? Самая явная ошибка, которая бросается в глаза, так это то, что при расчете риска они суммирует все промежуточные значения от Ra до Rz. Даже в моей первой программе такого нет.
Самое главное, что экспертиза ее принимает, а подобрать нужные коэффициенты не составит труда Хотя, были случаи (не у меня), когда эксперт заставлял делать внешнюю молниезащиту, несмотря на расчет, который не требовал это делать.
Лично мое мнение.
С данным расчетом нужно поступить следующим образом:
Расчет рисков
Это не относится конкретно к программе МЧС. Смысла от всех расчетов очень мало. Все расчеты можно подгонять под нужные результаты, поскольку не все эксперты хорошо разбираются в этом расчете. Особенно это было на начальном этапе.
Самое трудное, что у меня возникло при разработке программы – расчет, связанный с экранированием кабелей и выбором соответствующих коэффициентов. Данные значения я тупо подгоняю под нужный результат, поскольку никто внутри здания не будет экранировать силовые кабели.
Хочется задать вопрос специалистам, разработчикам ТКП 336-2011: а чем вас не устроила таблица 1 в РД 34.21.122-87 (Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений)?
На мой взгляд, необходимо взять эту таблицу и переработать. Добавить больше объектов.
Например:
Школа — III класс.
Жилой дом 16 этажей – IV класс.
Одноэтажный дом – МЗ не требуется.
Вполне реально в таблице привести 100 объектов, по которым принимать решения по внешней молниезащите. Причем один объект нужно приводить в разных случаях: в городской черте, сельской местности, возможно еще в зависимости от высоты здания.
Это позволит сэкономить время и проектировщику, и проверяющему эксперту.
В следующий раз проверю, исправили ли все ошибки, которые были допущены мною в программе РМЗ v.1.03.
В данной статье можно обсудить и другие проблемы и вопросы по ТКП 336-2011.
14.11 Молниезащита зданий и сооружений
Молния представляет собой очень сильный разряд скопившегося атмосферного электричества, которое образуется вследствие трения о воздух капелек водяных паров в атмосфере. Грозовые тучи состоят из облаков с разными знаками заряда. Потенциал атмосферного электричества грозовых туч достигает огромных размеров. Заряд молнии составляет сотни тысяч ампер, а напряжение – свыше 2 миллионов вольт.
Воздействие молнии на здание или сооружение может проявляться в виде непосредственного разряда, вызывающего повреждения и разрушения, или в виде явлений электростатической и электромагнитной индукции, или в виде заноса высоких потенциалов через металлические коммуникации. Прямой разряд молнии, в отличие от шарового блуждающего разряда, отличается мгновенным действием. В течение долей секунды (до 100 мксек) по каналу молнии протекает ток силой 200 – 500 кА разогревая его до 20000С и выше. Индуктивные токи и заносы высоких потенциалов могут вызвать искрение в местах сближения металлических конструкций и оборудования.
Система мероприятий, направленных на нейтрализацию опасного влияния атмосферного электричества, обеспечивающих безопасность людей, сохранность зданий и сооружений, оборудования и материалов от взрывов, разрушений и пожара, называется молниезащитой. В зависимости от характера необходимых мероприятий по молниезащите все здания и сооружения разделяются на три категории.
Первая категория – наиболее опасные промышленные здания и сооружения, в которых действие молнии может привести не только к пожару, но и взрыву и повлечь за собой большие разрушения и человеческие жертвы (склады со взрывоопасным имуществом и т.п.). Согласно Правилам устройства электроустановок (ПУЭ) эти объекты относятся к классу В – I и В – II.
Вторая категория – здания и сооружения, опасные в отношении взрыва. Однако взрыв не может повлечь за собой значительные разрушения и человеческие жертвы, поскольку взрывоопасные и горючие вещества хранятся в специальной или металлической таре. Согласно ПУЭ эти объекты относятся к классу В – Iа, В – Iб и В – IIа, В – Iг.
Необходимость и степень молниезащиты объекта определяется в зависимости от грозовой деятельности в месте расположения объекта, его пожаро- и взрывоопасности. Средняя грозовая деятельность за год определяется по карте среднегодовой продолжительности гроз в часах или на основании официальных данных местной метеорологической станции. Так, среднее число грозовых дней в году для городов Европейской части составляет от 5 до 39, для Кавказа 50 – 68. Географические районы с количеством грозовых дней в году до 10 принято считать слабо грозовыми, от 10 до 30 дней – грозовыми и более 30 дней – сильно грозовыми. Если число грозовых дней в году менее 10, то устройство молниезащиты нецелесообразно, за исключением отдельных зданий и сооружений, в зависимости от их пожарной опасности и ценности.
Рис. 3.26 Типы молниеотводов и их защитные зоны:
а) одиночный стержневой молниеотвод; в) тросовый (антенны) молниеотвод; в) двойной стержневой молниеотвод
Защита зданий и сооружений от прямых ударов молнии осуществляется молниеотводом (рис. 3.26), состоящим из молниеприемников 1, воспринимающих непосредственно на себя разряд молнии, заземляющих устройств 3, служащих для отвода тока в землю и тоководов 2, соединяющих молниеприемники с заземлителями. При ударе молнии разряд атмосферного электричества проходит через молниеотвод, минуя защищаемое здание или сооружение. Способ защиты от прямых ударов молнии выбирают в зависимости от характера и категории здания или сооружения.
Здания и сооружения первой категории высотой до 30 м защищаются молниеотводами, устанавливаемыми отдельно или на самом объекте защиты, но изолированно от него. Объекты выше 30 м защищают неизолированными молниеотводами, устанавливаемыми на самом объекте. Объекты второй категории защищают в основном молниеотводами, устанавливаемыми непосредственно на объекте. В объектах третьей категории, расположенных в слабогрозовых географических районах, можно ограничиться заземлением металлической крыши здания, которое служит молниеприемником.
Для зданий и сооружений первой категории предусматривается раздельное заземление от первичного и вторичного проявления молнии; для объектов второй категории допускается единое заземление.
Для защиты больших площадей, а так же для большей надежности зоны зашиты, применяют многократные стержневые молниеотводы.
Стержневой молниеотвод (рис. 3.26б) может быть одиночный – с одним стержнем, двойной – с двумя отдельно стоящими стержнями (рис. 3.26в) и многократный – с тремя и более отдельно стоящими стержнями, образующими общую зону защиты.
Тросовый молниеотвод может быть (рис 3.26б) одиночный, состоящий из одного троса (антенны), закрепленного на двух опорах, по каждой из них прокладывается токоотвод, присоединенный к отдельному заземлителю у основания, и двойной, состоящий из двух одиночных тросовых молниеотводов одинаковой высоты, расположенных параллельно и действующих совместно, образуя общую зону защиты.
Молниеприемники изготавливаются преимущественно из стали. Длина стержневых молниеотводов от 200 до 1500 мм, площадь сечения не менее 100 мм 2 .
Токоотводы изготавливают из стальной проволоки сечением не менее 35 мм 2 из многожильного троса или стали любого профиля и марки.
В качестве молниеприемников можно использовать металлические конструкции защищаемых объектов: трубы, дефлекторы, решетки и другие конструкции, возвышающиеся над объектом.
Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода высотой Н < 60 м представляет собой конус (рис 3.26а). Основанием конуса или границей зоны защиты на уровне земли является окружность радиусом r = 1,5 Н. Защитная зона представляет собой конус высотой h = 0,8 Н.
Молниезащите подлежат опоры воздушных линий связи, радиотрансляционных сетей и антенно–мачтовые сооружения, состоящие из антенных опор, антенн, фидерных линий, включая вводы их в технические здания.
Для защиты опор воздушных линий связи и радиотрансляционных сетей от ударов молний используются стержневые молниеотводы, установленные на всех ответственных опорах воздушной линии и на участках пересечения с высоковольтными линиями.
Вводы радиотрансляционных линий и вводы антенн в здание, для защиты аппаратуры от перенапяжений, возникающих под влиянием разрядов молний, также оборудуются молниезащитой. Для защиты аппаратуры и установок от перенапряжений в воздушных линиях, возникающих при грозовых разрядах, на линиях устанавливаются искровые, газонаполненные или вентильные разрядники. Зазоры искровых разрядников регулируются в соответствии с действующими правилами технической эксплуатации. Проверка и регулировка зазоров производится весной в начале грозового периода, после каждой грозы и после каждого появления постороннего напряжения на проводах линии.
Молниезащита антенно-мачтовых сооружений от прямых ударов молнии осуществляется заземлением антенных опор и антенно-фидерных устройств. Если технология работы антенно-фидерных устройств не допускает их заземления, необходимо параллельно вводу антенны и фидера антенны в техническое здание радиостанции установить грозоразрядник, не влияющий на работу передатчика и атенно-фидерных устройств.
Молниезащитному заземлению подлежит каждая металлическая и железобетонная антенная опора независимо от их количества, а также оттяжки металлических мачт. Для выравнивания возникающих при ударе молнии высоких потенциалов молниезащитный заземлитель опоры должен иметь электрическое соединение с заземлителем электроустановок технического здания.
Для молниезащиты кабельных линий связи применяются следующие меры:
Защита с помощью подземных проводов;
Защита с помощью воздушных проводов;
Использование грозостойких кабелей.
Для защиты кабеля от удара молнией в земле параллельно ему прокладываются защитные провода (троссы) на глубине, равной половине глубины прокладки кабеля, но не менее 0,4 м.
Защита кабеля с помощью воздушных проводов производится подвешиванием на крюках деревянных опор двух стальных проводов. Воздушная линия строиться вдоль защищаемого кабеля на расстоянии 2 – 3 м от оси траншеи. Провода защитной линии заземляются через 120 – 300 м.
Молниезащитой называется комплекс различного рода мероприятий и средств для их осуществления, обеспечивающих безопасность людей, сохранность зданий и сооружений, оборудования и материалов от прямых ударов молнии, электромагнитной и электростатической индукции, а также от заноса высоких потенциалов через металлические конструкции и коммуникации.
На земном шаре ежегодно происходит до 16 млн гроз, т. е. около 44 тыс. за день. При этом ожидаемое число поражений молнией в год зданий и сооружений, не оборудованных молниезащитой, можно определить по формуле
N =10 -6 n [(a +6 h x )(b +6 h x )- 7,7h x 2 ],
где п - среднее число поражений молнией 1 км 2 земной поверхности в год, зависящее от интенсивности грозовой деятельности, изменяющееся в пределах 2,5...7,5: для средней полосы России можно принять п = 5; a, b - соответственно длина и ширина защищаемого здания или сооружения, м; h x - высота здания (сооружения) по его боковым сторонам, м.
Для дымовых труб котельных, водонапорных и силосных башен, мачт, деревьев и других объектов ожидаемое число ударов молнии в год определяют по формуле
N = 10 -6 πr 2 n,
где r- эквивалентный радиус, м: r= 3,5A; h - высота объекта, м.
Прямой удар молнии очень опасен для людей, зданий и сооружений вследствие непосредственного контакта канала молнии с поражаемыми объектами. Убытки только от пожаров и взрывов, вызванных этим явлением, в ряде случаев колоссальные. Прямой удар молнии также может производить сильные механические разрушения, приводя в негодность чаще всего дымовые трубы, мачты, вышки, а иногда и стены зданий. Вместе с тем расчеты показывают, что затраты на осуществление молниезащитных мероприятий приблизительно в 1,5 раза меньше стоимости сгоревших за пять лет зданий и сооружений.
Существуют две основные разновидности молний: линейные и шаровые.
Линейная молния представляет собой разряд атмосферного электричества между облаками или между облаками и землей, происходящий за десятитысячные доли секунды, сопровождающийся громом и протеканием тока в десятки килоампер (в некоторых случаях до 500 кА). Путь молнии ветвистый, так как на ее пути встречаются участки воздуха с различными свойствами, а разряд всегда выбирает путь наименьшего сопротивления. При приближении разряда к земной поверхности на его дальнейшее продвижение начинают влиять другие факторы. Чаще всего разряд устремляется к возвышенным местам рельефа земли (холмы и т. п.) или к высоким строениям (трубы, мачты и др.), где заряды противоположного знака (положительные) особенно велики.
На избирательность разряда влияет и электрическая проводимость грунта. Нередки случаи прямого попадания молнии в дно глубоких оврагов с влажной почвой, обладающей хорошей электропроводностью. Поэтому в холмистой местности наиболее безопасными считаются каменистые и песчаные склоны, так как большое электрическое сопротивление грунта в таких местах снижает вероятность попадания в них молнии. При нахождении человека во время грозы на равнинной местности ему не следует идти, стоять или располагаться вблизи деревьев. В этом случае безопаснее сесть на какой-нибудь камень. При ударе молнии в автомобиль или трактор люди обычно не страдают, потому что металлическая кабина отводит возникающие при разряде токи мимо них в землю. Не имеющее молниеотвода здание с неметаллической крышей не всегда обеспечивает полную безопасность, так как при ударе молнии в строения такого типа возможны разряды со стен и крыши внутри здания.
Шаровая молния встречается сравнительно редко, примерно в 300...500 раз реже линейной. Она имеет вид светящегося шара, иногда вытянутого в форме груши. Температура шаровой молнии 3000...5000 °С, диаметр 10...20 см, а длительность существования от долей секунды до нескольких минут. Она способна перемещаться со скоростью до 2 м/с чаще всего по извилистому пути и в большинстве случаев в направлении ветра. При соприкосновении с шаровой молнией на теле человека возникают сильные ожоги, иногда приводящие к смерти.
Шаровая молния проникает в помещения через открытые окна, двери, дымоходы и даже через небольшие щели или замочные скважины, а иногда по электропроводке. После нескольких перемещений она может исчезнуть, но часто шаровая молния взрывается, что приводит к воспламенению сгораемых предметов, механическим разрушениям и в отдельных случаях к гибели людей.
Средства защиты от линейных молний часто неэффективны против шаровой. Поэтому рекомендуется дополнительно во время грозы закрывать все окна, двери, дымоходы и т. п., а вентиляционные решетки снабжать заземленными металлическими сетками, выполненными из проволоки диаметром 2...2,5 мм, с ячейками площадью 3...4 см 2 .
В зависимости от значимости объекта, наличия и класса взрыво- и пожароопасных зон в производственных зданиях, а также от вероятности поражения молнией применяют (если требуется) одну из трех категорий молниезащиты.
Молниезашиту II категории выполняют для производственных объектов с зонами классов B-Ia, B-I6 и В-IIа при условии, что эти зоны занимают не менее 30 % всего здания (если оно одноэтажное) или объема верхнего этажа, а также для открытых электроустановок с зонами класса В-1г. Молниезащита данной категории этих открытых установок обязательна на всей территории РФ, тогда как для зданий требуется только в районах с грозовой деятельностью не менее 10 ч в год. К объектам, защищаемым от молний по категории II, относятся мукомольные и комбикормовые заводы (цехи), аммиачные холодильники, склады жидкого топлива и смазочных материалов, отдельно стоящие помещения по заряду и ремонту аккумуляторов, склады удобрений и пестицидов и т. д.
Молниезащита II категории обеспечивает защиту от прямого удара молнии, от заноса высоких потенциалов через надземные и подземные коммуникации, а также от электростатической и электромагнитной индукции (наведения потенциалов в незамкнутых металлических контурах при протекании импульсных токов молнии, создающих опасность возникновения искр в местах сближения этих контуров). Для защиты от электростатической индукции металлические корпуса и конструкции заземляют (зануляют), а от электромагнитной индукции применяют металлические перемычки между трубопроводами и аналогичными протяженными предметами (оболочками кабелей и др.) в местах их взаимного сближения на расстояние 10 см и менее не реже чем через каждые 25...30м. При устройстве молниезащиты II категории воздушные вводы электрических линий, в том числе телефона и радио, заменяют кабельной вставкой длиной не менее 50 м. Металлическую оболочку кабелей на вводе в здание и на последней опоре соединяют с отдельными заземляющими устройствами, имеющими сопротивления растеканию импульсного тока молнии R и ≤10Ом. Эстакадные трубопроводы заземляют аналогичным образом.
Молниезащиту III категории применяют при грозовой продолжительности 20 ч и более в год для наружных установок класса П-III, зданий III, IV степеней огнестойкости (детских садов, яслей, школ и т. д.); больниц, клубов и кинотеатров; вертикальных вытяжных труб котельных или промышленных предприятий, водонапорных и силосных башен при высоте более 15 м от земли. Если продолжительность гроз составляет 40 ч в год и более, то молниезащита данной категории требуется для животноводческих и птицеводческих зданий III...V степеней огнестойкости, а также для жилых домов при их высоте более 30 м в случае, если они расположены далее 400 м от общего массива.
Молниезащита III категории устраняет опасные и вредные факторы, которые могут возникнуть при прямом ударе молнии, а также предохраняет от заноса высоких потенциалов в здание через воздушные электрические линии и другие надземные металлические коммуникации, например трубопроводы. С этой целью
коммуникации на вводе в здание и на ближайшей опоре присоединяют к заземлителям с сопротивлением растеканию импульсного тока молнии R и ≤ 20 Ом. Емкости с топливными и смазочными материалами (кроме бензина), дымовые трубы и башни высотой более 15м защищают по категории III при допустимой величине R и ≤ 50Ом.
Для зданий и сооружений, совмещающих в себе помещения, требующие устройства молниезащиты I и II или I и III категорий, рекомендуется молниезащиту объекта в целом выполнять в соответствии с требованиями для I категории.
Невзрывоопасные помещения, выполненные из несгораемых материалов (в том числе перегородки, перекрытия, крыши), устройствами молниезащиты не оборудуют. Необходимость молниезащиты зернохранилищ, мастерских, гаражей, зерноочистительных агрегатов обосновывают с учетом ожидаемого числа ударов молнии в здание. Как правило, сооружение молниезащиты на этих объектах не требуется.
Похожая информация.
Как предотвратить попадание разряда молнии в объект?
Молниезащитные системы позволяют решить эту проблему. Они «притягивают» к себе разряд и перенаправляют его в заземляющую систему. Пока ещё не существует технологий, которые позволяли бы предотвратить саму стихию, молниезащитное оборудование помогает направляя импульсы перенапряжения в контур заземляющей системы.
В чем заключается различие между внутренней системой защиты от разрядов молний и внешней?
Системы, предохраняющие здания и промышленные объекты от ударов атмосферного электричества, называют внешними системами молниезащиты. Такие системы состоять из молениепремника, молниеотвода и заземляющих проводников. В целом такая конструкция выполняет функции перехвата приходящего разряда и последующего отведения электричества в грунт.
Внутренние молниезащитные конструкции предохраняют электрическую проводку в здании, а также электрическое оборудование, установленное внутри помещения от дополнительных, вторичных эффектов удара молнии (например, наводок или заноса тока через заземление или из других источников). Самый важный компонент внутренних систем защиты от молний - УЗИП. Оно ограничивает импульсные перенапряжения.
На какие типы и/или классы подразделяются УЗИП?
По трём наиболее распространенным классификациям - ГОСТ, МЭК (действуют в РФ), а также спецификации DIM, используемой в Германии, защитные устройства разделяются на категории соответственно методам их испытания и тому месту, на которое устанавливается устройство.
Первый класс испытательных операций УЗИП равнозначен классу технических требований под литерой «В» и Типу 1; Второй класс испытаний идентичен классу требований под литерой «С» и, соответственно, Типу 2, третий класс испытаний соответствует классу требований с литерой «D» и Типу 3.
Каково различие между УЗИП первого типа от защитных устройств второго типа?
Защитные устройства первого типа, как правило, устанавливают на входе в защищаемое здание, если ввод питания производится по воздуху или если используется внешняя система молниезащиты. В подобных ситуациях УЗИП используется для отведения некоторой доли прямого тока разряда. Согласно спецификации ГОСТ Р-514352-2008, защитные устройства первого типа (и, соответственно, первого класса испытаний), испытывают импульсами тока, имеющими форму волны 10/350мкс.
Защитные устройства второго типа применяются для того, чтобы предохранить конструкции от вторичных, наведенных импульсов. Их устанавливают или возле УЗИП первого типа или на входе в здание (если риск попадания части разряда внутрь здания полностью ликвидирован). При испытаниях УЗИП второго типа (и, соответственно, класса испытаний 2) используют импульсы тока 8/20мкс.
Нужно ли заменять УЗИП или каким-либо образом проверять его после окончания грозы?
Конструкция любого УЗИП предусматривает его автоматическое восстановление. Оно может включаться и выключаться множество раз, обеспечивая постоянную защиту от электрических перенапряжений в сети. Каждое устройство снабжено индикатором состояния, который сигнализирует о необходимости замены или какой-либо починки УЗИП.
Требуется ли установка УЗИП в тех случаях, когда оборудование молниезащиты в здании или на сооружении установлена в соответствии со стандартом и к ней подключено заземление?
Да, необходима установка УЗИП. Внешняя система молниезащиты предназначена для отведения прямых разрядов молнии, но она не способна защитить оборудование и проводку от вторичных эффектов молнии и наведенных разрядов. Внешняя система защиты не может предотвратить возникновение резких перепадов разницы потенциалов в системе заземления. Защитная система, установленная вне объекта, не способна предохранять электросеть от наведенных импульсов, появляющихся, как правило, в металлических конструкциях, расположенных неподалеку от места удара молнии.
Где устанавливается УЗИП: перед счетчиком или после него?
Если вам необходимо защитить электрическое оборудование и счетчик от вторичных перенапряжений, защитные устройства следует устанавливать перед счетчиком. Самое важное - придерживаться главного требования: согласно стандартам защитное устройство не должно иметь тока утечки. Поэтому лучше всего выбрать УЗИП с технологией VG, разработанные компанией CITEL. Такие счетчики, во-первых, не тратят электричество, находясь в ждущем режиме, и, во-вторых, способны снижать напряжение в сети до допустимого уровня соответственно третьему классу защитных устройств. Конкретную схему подключения защитного оборудования перед счетчиком следует согласовать с любым отделением компании «МЗК-Электро».
Нужно ли устанавливать систему заземления на объекте (в коттедже), если на входе располагается работоспособное УЗИП?
Согласно правилам устройства электроустановок, на входе в объект необходимо обязательно установить заземление. Более того, без подключения заземляющего проводника устройство защиты не будет работать.
Нужно ли присоединять заземляющий контур коттеджа к заземлению молниеприемнка?
Да, это необходимо. Все документы, определяющие установку системы защиты объекта от молний, равно как и организацию электроснабжения промышленных сооружений, требуют создания контура заземляющих элементов, охватывающего все защитные системы объекта. В результате снижается риск искрения или прободения защитной системы, и, соответственно, повышается уровень безопасности на объекте. Для обеспечения надлежащей защиты устройств, расположенных в помещении, от вторичных эффектов, возникающих после разряда молнии, нужно использовать защитные устройства. Когда в защищаемом здании установлена внешняя система предохранения от ударов молнии, обязательно использование УЗИП 1 класса.
Для чего предназначены активные молниеприемники?
Такие устройства монтируют на высокой металлической матче. Они используются для того, чтобы ионизировать окружающий воздух перед ударом атмосферного электричества. Проводимость воздуха увеличивается, и молния, которая следует по пути с наименьшим сопротивлением среды, «притягивается» к приемнику. Активные устройства - в этом заключается одно из из отличий от пассивных - имеют гораздо больший радиус защитной зоны.
