КАТЕГОРИИ И УСЛОВИЯ НЕОБХОДИМОСТИ МОЛНИЕЗАЩИТЫ

Молниезащита: виды, классификация, нормы, типы зон

КАТЕГОРИИ И УСЛОВИЯ НЕОБХОДИМОСТИ МОЛНИЕЗАЩИТЫ

/ Статьи / Пожарная безопасность / Пожарная безопасность на объекте

Атмосферные явления с образованием молний, сопровождаемых яркими вспышками света, громом, называют грозами. Молнии – это грозовые разряды электричества, возникающие между облаками и Землей; внутри облаков.

Опасность для жизни людей, сохранности промышленных, общественных строений, высотных инженерных сооружений – дымовых труб, антенн телевидения, радиосвязи, включая сотовую; вышек, опор электрических сетей; технологического оборудования, расположенного на открытых промышленных площадках, например, для ректификационных колонн предприятий нефтепереработки представляют молнии первого типа.

Необходимость устройства молниезащиты связана с тем, что напряжение при грозовых разрядах достигает 50 млн. В, а сила тока – до 100 тыс. А; с выделением огромного количества световой, звуковой и тепловой энергии.

Грозовые разряды являются электрическими взрывами, сходными с детонацией, наносящими разрушения строениям, ломающими деревья, послужившие им источниками заземления; травмируют, контузят людей, что нередко приводит к их гибели.

Молниезащитой называют комплекс технических решений, что надежно обеспечивают безопасность людей, предохранение строений различного назначения, высотных объектов; технологического, инженерного оборудования производственных объектов; коммуникаций инфраструктуры населенных пунктов, линий электропередач как от прямых ударов грозовых разрядов, электромагнитной, электростатической индукции, так и от передачи электротока через металлоконструкции, коммуникации.

Заземление и молниезащита – это то, чем согласно нормам должны быть оборудованы промышленные здания, инженерные коммуникации, а также другие объекты.

Кроме того, пункт 4 статьи 50 Федерального закона РФ №123-ФЗ предписывает в качестве одного из способов исключения источников зажигания устраивать защиту от молний для зданий, оборудования для повышения уровня пожарной безопасности на объектах.

Нормы устройства молниезащиты

Учитывая, что строения, сооружения, технологические установки, коммуникации довольно сильно отличаются по своему устройству, исполнению разработаны государственные, ведомственные, корпоративные нормы; стандарты, правила проектирования для организации оптимальной, эффективной защиты от грозовых разрядов для каждого типа объектов – от производственных объектов, где она впервые стала применяться, до жилых домов.

В основе норм, что регламентируют создание технической защиты от молний, опыт организации электрической безопасности строений разного вида, назначения, с учетом особенностей, присущих современным постройкам, сооружениям и коммуникациям инфраструктуры, связи.

Требования к молниезащите изложены во многих официальных документах. Проектирование, расчет молниезащиты ведется на основании следующей нормативно-технической базы:

  • «Правил устройства электроустановок». В настоящее время действует седьмое и некоторые главы шестого издания этого основополагающего документа, без знания требований которого невозможно проектирование любых видов, типов электрических установок, оборудования, аппаратуры защиты от поражения электротоком, включая молниезащиту. Промышленная безопасность защищаемых объектов с категориями по взрывопожарной опасности помещений, зданий также невозможна без этого вида защиты от высоковольтных разрядов электрического тока. Это учитывают требования по организации, исполнению молниезащиты для различных видов строений, инженерных сооружений, электрических коммуникаций, указанные в нескольких главах ПУЭ. Главы 2.4, 2.5 – для воздушных линий электропередач с рабочим напряжением меньше и больше 1 кВ соответственно, включая карту районирования территории России с указанием длительности гроз в году, что необходимо при проектировании систем, устройств молниезащиты. Глава 4.2 – для распределительных устройств, электрических подстанций напряжением больше 1 тыс. В. Глава 4.3 – для преобразовательных подстанций, установок.
  • РД 34.21.122-87 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений». Ее предназначение видно из названия. Несмотря на то что документ утвержден еще Министерством энергетики Советского Союза, по согласованию с Госстроем, он действует и сегодня.
  • Некоторые ее положения неизбежно устарели, не успевая за научно-техническим прогрессом, поэтому при проектировании современных технических систем, устройств защиты от грозовых разрядов пользуются российскими ГОСТ, идентичными стандартам Международной электротехнической комиссии; а также отечественными инструкциями по молниезащите, вышедшими в свет позднее.
  • Один из этих документов СО 153-34.21.122-2003, разработанный тем же коллективом ученых, регламентирует устройство молниезащиты как строений, так и инфраструктурных коммуникаций.
  • ГОСТ Р МЭК 62305-1-2010, ГОСТ Р МЭК 62305-2-2010, представляющие собой две части одного национального стандарта о менеджменте рисков при защите объектов от грозовых разрядов. В первой части сформулированы общие принципы, во второй – методики оценки рисков гибели, получения травм от поражения электротоком людей; полного/частичного разрушения объектов, общественных коммуникаций; экономических потерь от попадания молний.
  • Важно, что при этом рассматриваются такие факторы, как пожарная безопасность, так как в расчетах учитываются пространства с огнеопасной средой – воздушной смесью паров горючих жидкостей, газов, пыли.
  • ГОСТ Р МЭК 62561.1-2014. Это первая часть национального стандарта об элементах систем защиты от молний, касающаяся требований к их частям, соединениям.
  • ГОСТ Р МЭК 62561.2-2014 – к проводникам, электродам заземления.
  • ГОСТ Р МЭК 62561.3-2014 – к распределительным разрядникам.
  • ГОСТ Р МЭК 62561.4-2014 – к элементам крепления.
  • ГОСТ Р МЭК 62561.5-2014 – к смотровым колодцам, уплотнителям электродов заземления.

Требования к проектированию, устройству заземления, защиты от молний электроустановок, оборудования зданий, линий электропередач в СССР также устанавливал СНиП 3.05.06-85 об электротехнических устройствах. Сегодня действует свод правил, выпущенный как его актуализированная версия – СП 76.13330.2016.

Источник: https://fireman.club/statyi-polzovateley/molniezashhita-zdaniy-sooruzheniy-oborudovaniya-i-kommunikatsiy/

Категории молниезащиты

КАТЕГОРИИ И УСЛОВИЯ НЕОБХОДИМОСТИ МОЛНИЕЗАЩИТЫ

В соответствии с «Инструкцией по устройству молниезащиты зданий и сооружений» (РД 34.12.122 – 87)в зависимости от взрывопожа-роопасности объектов, среднегодовой продолжительности гроз, а также от ожидаемого количества поражений молнией в год устанавливаются 3 кате­гории устройства молниезащиты и 2 типа (А, Б) зон защиты объектов от прямых ударов молнии.

Степень взрывопожароопасности объектов оценивается по класси­фикации зон по «Правилам устройства электроустановок» (ПУЭ).

К первой категории относятся объекты с взрывоопасными зонами классов В-I, В-II независимо от места расположения объекта и от интен­сивности грозовой деятельности. Тип зоны защиты объектов от прямых ударов молнии А (т.е. обеспечивает перехват на пути к защищаемому объ­екту не менее 99,5 % прямых ударов молнии).

По второй категории осуществляется защита объектов, относимых по классификации по ПУЭ к взрывоопасным зонам классов В-Iа, В-Iб и В-IIа в местностях со средней продолжительностью гроз 10 часов в год и более. Тип зоны защиты определяется по ожидаемому количеству пора­жений объекта молнией в год (при N > 1 должна обеспечиваться зона за­щиты А, при N ≤ 1 – зона защиты Б (перехват не менее 95 % прямых уда­ров молнии).

Наружные установки, отнесенные согласно ПУЭ к зоне класса В-Iг, независимо от места расположения и интенсивности грозовой деятельно­сти относятся ко второй категории с зоной защиты Б.

По третьей категории организуется защита объектов, относимых по ПУЭ к пожароопасным зонам классов П-I, П-II, П-IIа при расположении объектов в местностях со средней грозовой деятельностью 20 часов в год и более. При ожидаемом количестве поражений в год N > 2 должна обеспе­чиваться зона защиты типа А, в остальных случаях – типа Б. По третьей

категории производится защита наружных установок и открытых складов, отнесенных согласно ПУЭ к зоне класса ПIII, а также общественных и жи­лых зданий, башен, вышек, труб предприятий.

Здания и сооружения, отнесенные по устройству молниезащиты к первой и второй категориям, должны быть защищены от прямых ударов молнии, электростатической и электромагнитной индукции и заноса вы­соких потенциалов через наземные и подземные металлические комму­никации.

Здания и сооружения, отнесенные по устройству молниезащиты к третьей категории, должны быть защищены от прямых ударов молнии и заноса высоких потенциалов через наземные металлические конструкции.

Объекты первой категории молниезащиты защищают от прямых ударов молнии отдельно стоящими стержневыми, тросовыми молниеотво­дами или молниеотводами, устанавливаемыми на защищаемом объекте, но электрически изолированными от него. Импульсное электросопротивление заземлителя для каждого токоотвода на объектах первой категории защиты должно быть не более 10 Ом.

Для защиты от ударов молнии объектов второй категории применя­ют отдельно стоящие или установленные на защищаемом объекте не изо­лированные от него стержневые и тросовые молниеотводы.

Допускается использование в качестве молниеприемника металлической кровли здания или молниеприемной сетки (из проволоки диаметром 6 – 8 мм и ячейками 6 ´ 6 м), накладываемой на неметаллическую кровлю.

Импульсное сопро­тивление каждого заземлителя должно быть не более 10 Ом.

Наружные установки, отнесенные по устройству молниезащиты ко второй категории, должны быть защищены от прямых ударов молнии и электростатической индукции.

Для защиты от прямых ударов молнии заглубленных в землю резервуаров разрешается использовать магниевые протекторы, пред­назначенные для защиты от коррозии, с выполнением следующих ус­ловий:

1) стальной стержень протектора и присоединяемый к нему провод­ник токоотвода должны иметь диаметр не менее 6 мм, а при высокой аг­рессивности грунтов – не менее 8 мм и быть оцинкованными;

2) соединение стержня протектора и проводника токоотвода должно быть выполнено сваркой внахлест на длину, равную не менее шести диа­метров проводника;

3) импульсное сопротивление растеканию тока заземлителя должно быть не менее 50 Ом.

Для защиты резервуаров от электромагнитной индукции все подве­денные к резервуару трубопроводы, кабели в металлическом корпусе и другие протяженные металлические конструкции, расположенные друг от друга на расстоянии 10 см и менее, должны быть соединены через каждые 25 – 30 м металлическими перемычками установленного сечения.

Для предотвращения заноса высоких потенциалов в резервуар по трубопроводам и другим коммуникациям последние необходимо в месте ввода их в резервуары присоединить к одному из заземлителей резервуара.

Наружные металлические установки, содержащие взрывоопас­ные газы, пары, легковоспламеняющиеся жидкости (установки класса В-Iг), а также сжиженные газы, должны быть защищены от прямых ударов молнии следующим образом:

а) корпуса установок или отдельных емкостей при толщине металла крыши менее 4 мм должны быть защищены молниеотводами, установлен­

ными отдельно или на самом сооружении;

б) корпуса установок или отдельных емкостей при толщине металла крыши 4 мм и более, а также отдельные емкости объемом менее 200 м³ не­ зависимо от толщины металла крыши достаточно присоединить к заземли-

телям.

Наружные установки класса В-Iг с корпусами из железобетона должны быть защищены от прямых ударов молнии отдельно стоящими или установленными на них молниеотводами.

Для наружных установок со сжиженными газами при объеме парка резервуаров более 8000 м³, а также для наружных парков резервуаров класса В-Iг с корпусами из металла и железобетона при общем объеме парка более 100 тыс.

м³ защиту от прямых ударов молнии следует, как правило, выполнять отдельно стоящими молниеотводами; допускается в экономически обоснованных случаях защита молниеотводами, установ­ленными на самих резервуарах.

При защите металлических резервуаров отдельно стоящими молниеотводами корпуса резервуаров должны быть присоединены к заземлителям, и к этим же заземлителям допускается при­соединение токоотводов отдельно стоящих молниеотводов.

Парки подземных железобетонных резервуаров класса В-Iг, не обли­цованных изнутри металлическим листом, должны быть защищены от прямых ударов молнии отдельно стоящими молниеотводами.

В зону защи­ты этих молниеотводов должно входить пространство, основание которого выходит за пределы резервуарного парка на 40 м от стенок крайних резер­вуаров в каждую сторону, а высота должна быть равна высоте газоотвод-

ных или дыхательных клапанов плюс 2,5 м.

Парки подземных железобе­тонных резервуаров, содержащих мазут, при подмешивании к нему легких углеводородов и при подогреве также должны быть защищены от прямых ударов молнии отдельно стоящими молниеотводами, в зону защиты кото­рых должно входить пространство с основанием, совпадающим с террито­рией резервуарного парка, и высотой, равной высоте газоотводных или дыхательных клапанов плюс 2,5 м.

Очистные сооружения должны быть защищены от прямых ударов молнии отдельно стоящими или установленными на сооружениях молние­отводами, если температура вспышки продукта превышает его рабочую температуру менее чем на 10 ºС.

В зону защиты молниеотводов должно входить пространство, ограниченное параллелепипедом, основание кото­рого выходит за пределы очистного сооружения на 5 м в каждую сторону от его стенок, а высота равна высоте сооружения плюс 3 м.

Если на наружных установках или емкостях класса В-Iг или на под­земных железобетонных резервуарах, облицованных изнутри металличе­ским листом, имеются газоотводные или дыхательные трубы, то они и пространство над ними должны быть защищены от прямых ударов мол­нии.

Такое же пространство должно быть защищено над срезом горловин цистерн, в которые производят открытый налив продукта на сливно-наливной эстакаде.

Защите от прямых ударов молнии подлежат имеющие­ся на установках и емкостях класса В-Iг дыхательные клапаны и простран­ство над ними, ограниченное цилиндром высотой 2,5 м и радиусом 5 м.

Эти газоотводные и дыхательные трубы, а также дыхательные клапаны могут служить опорными конструкциями для установки молниеотводов.

Для наружных установок заземлители защиты от прямых ударов молнии должны иметь импульсное сопротивление не более 50 Ом на каж­дый токоотвод и к ним должны быть присоединены молниеотводы, метал­лические корпуса и другие металлические конструкции установок.

Присоединение к заземлителям должно осуществляться не более чем через 50 м по периметру основания установки. При этом число присоеди­нений должно быть не менее двух.

2.4. Расчет количества поражений объекта молнией в течение года (N)

Исходными данными для расчета количества поражений (N) молнией в год являются:

– среднегодовая продолжительность гроз в часах в месте расположе­ния объекта;

– наибольшая высота здания или сооружения, h, м;

– ширина здания, s, м;

– длина здания, l, м;

– среднегодовое число ударов молнии в 1 км² земной поверхности (удельная плотность ударов молнии в землю), n.

Среднегодовая продолжительность гроз в часах определяется по кар­те (РД 34.21.122 –87) или по утвержденным региональным картам продол­жительности гроз, или по средним многолетним данным метеонаблюдений (в течение 10 лет).

Определив среднегодовую продолжительность гроз, находим удель­ную плотность ударов молнии в землю n, 1/(кмІ/год) (табл. 6).

Таблица 6 Удельная плотность ударов молнии

Среднегодовая продолжительность гроз Удельная плотность ударов
10 – 20
20 – 40
40 – 60
60 – 80 5,5
80 – 100
100 и более 8,5

Подсчет ожидаемого количества (N) поражений молнией в год производится по формулам:

а) для сосредоточенных зданий и сооружений (дымовые трубы, вышки, башни):

N = 9nh2nЧ10-

б) для зданий и сооружений прямоугольной формы:

N=

(s + 6h)Ч(l + 6h)-7,7h 2

×n×10-6

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Источник: https://studopedia.ru/15_95288_kategorii-molniezashchiti.html

Необходимость молниезащиты

КАТЕГОРИИ И УСЛОВИЯ НЕОБХОДИМОСТИ МОЛНИЕЗАЩИТЫ

⇐ Предыдущая83848586878889909192Следующая ⇒

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=10-6n[(a+6hx)(b+6hx)-7,7hx2],

где п — среднее число поражений молнией 1 км2 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; hx — 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 = 10-6πr2 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 см2.

КАТЕГОРИИ МОЛНИЕЗАЩИТЫ

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.

Молниезащиту I категориииспользуют для промышленных зданий со взрывоопасными зонами (помещениями) классов B-I и В-II.

Молниезашиту II категориивыполняют 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 Rи≤10Ом. Эстакадные трубопроводы заземляют аналогичным образом.

Молниезащиту III категорииприменяют 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 Rи ≤ 20 Ом. Емкости с топливными и смазочными материалами (кроме бензина), дымовые трубы и башни высотой более 15м защищают по категории III при допустимой величине Rи ≤ 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.

⇐ Предыдущая83848586878889909192Следующая ⇒

Дата добавления: 2016-11-12; просмотров: 1904 | Нарушение авторских прав

Рекомендуемый контект:

Похожая информация:

Поиск на сайте:

Источник: https://lektsii.org/9-49814.html

Классы молниезащиты

КАТЕГОРИИ И УСЛОВИЯ НЕОБХОДИМОСТИ МОЛНИЕЗАЩИТЫ

Удар молнии способен привести к разрушению промышленных и жилых сооружений, пожару, взрыву, выходу из строя линий электропередач (ЛЭП), электроустановок и средств информационно – коммуникационных технологий (ИКТ), а также опасен для людей и животных.

Особенно опасна эта природная стихия для так называемых критически важных объектов. Поэтому в качестве средств защиты объектов и строений необходим целый комплекс мер, причем как организационного, так и научно-технического характера. Эта совокупность мер и получила название – молниезащита.

Она служит для снижения рисков воздействия такого рода катаклизмов на промышленную и гражданскую инфраструктуру.

От степени пожароопасности (или от риска взрыва) здания или строения зависит уровень тяжести последствий от удара молнии. Дополнительно надо учесть возможность искрений в перекрытиях, которые могут быть вызваны сопутствующими молнии воздействиями.

К примеру, на производствах, на которых используется открытый огонь и протекают процессы горения, применяются, как правило, несгораемые конструкции. В таком случае, протекание тока молнии не вызывает большой опасности.

А вот если в цехах находятся взрывоопасные вещества, то возникает повышенный риск человеческих жертв и огромных материальных убытков. Для специалиста налицо огромный разброс технологических условий для разного рода зданий, объектов и организаций.

И в таком случае, предъявить для всех этих объектов одинаковые требования к молниезащите означает либо вложить лишние финансовые средства в проектирование систем защиты, либо же смириться с неизбежностью больших рисков и ущерба, вызванного негативными последствиями ударов молнии.

При проектировании систем молниезащиты необходимо учесть и метеорологическую обстановку в данном регионе. Например, статистика гроз в Норильске будет отличаться от статистики гроз в Сочи.

Поэтому международные нормативные документы предписывают проектировщикам произвести расчет рисков и потенциального ущерба от воздействия молний. В результате этих причин, здания и строения стали подразделять на классы (уровни защиты), которые различаются по степени тяжести возможного ущерба от поражения молнией. А такой фактор, как активность гроз и молний в соответствующей географической точке, где расположен защищаемый объект, определяет категорию молниезащиты.

Нормативная правовая и технологическая база классификации защищаемых объектов

Международная практика по созданию правовых нормативных документов в области молниезащиты и электробезопасности предусматривает разработку следующих материалов: технические регламенты (ТР), технические кодексы устоявшейся практики (ТКП), международные стандарты (ИСО/МЭК), национальные стандарты (ГОСТ), ведомственные инструкции и руководящие документы (РД).

В области молниезащиты и электробезопасности объектов промышленного и гражданского назначения наиболее часто используемыми при проектировании, монтаже и сертификации (категорировании) нормативными материалами являются следующие:

  • “Инструкции по молниезащите зданий и сооружений” (РД 34.21.122-87);
  • “Инструкции по молниезащите зданий, сооружений и промышленных коммуникаций” (СО-153-34.21.122-2003);
  • ГОСТ Р МЭК 62305-1-2010. Менеджмент риска. Защита от молнии. Часть 1. Общие принципы;
  • ГОСТ Р МЭК 62305-2-2010. Менеджмент риска. Защита от молнии. Часть 2. Оценка риска;
  • МЭК 62305-3-2010. Защита от атмосферного электричества. Часть 3. Физические повреждения зданий, сооружений и опасность для жизни;
  • МЭК 62305-4:2010 Защита от молнии. Часть 4. Электрические и электронные системы в зданиях (сооружениях);
  • Правила устройства электроустановок (ПУЭ). 7-ое издание (утв. приказом Минэнерго РФ от 8 июля 2002 г. N 204).

Классы и уровни молниезащиты строений и объектов промышленных и гражданских объектов

В соответствие с вышеизложенными обстоятельствами давайте проанализируем выше упомянутые нормативные документы на предмет классификации и категорирования защищаемых объектов.

“Инструкция по молниезащите зданий и сооружений” (РД 34.21.122-87)

– является самым старым, в хронологическом плане, нормативным документом времён СССР (в дальнейшем будем коротко называть его РД). Это документ прямого действия, он имел исключительную юридическую силу, и все организации были обязаны его применять вне зависимости от их ведомственной принадлежности.

Согласно данной инструкции деление зданий и сооружений их целевому назначению и типу молниезащитных систем проводилось по трём категориям, которые подразделялись ещё на классы взрывоопасных и пожароопасных зон, определённых в ПУЭ, а также по типу зоны защиты, которой приписывается определенная надежность

— 0,995 для зоны А и 0,95 для зоны Б.

Согласно РД, проектировщикам рекомендовано выполнить следующие мероприятия по молниезащите и заземлению I, II, III категорий объектов:

  1. Защита от прямых ударов молнии зданий и сооружений, которые относятся по устройству молниезащиты к I категории (согласно РД), обычно реализуется с помощью отдельно стоящих стержневых или тросовых молниеотводов.

С помощью таких молниеотводов обеспечивается зона защиты типа А (см. РД, приложение 3). Элементы молниеотводов должны быть удалены от защищаемого объекта, а также от подземных металлических коммуникаций. Можно выбрать естественный или искусственный заземлитель (см. п.1.8. РД).

Конструкции заземлителей, допустимые для отдельно стоящих молниеотводов:

  1. а) железобетонный подножник (один или несколько), его длина не менее 2 м или же железобетонная свая (может быть несколько), ее длина не менее 5 м;
  2. б) стойка железобетонной опоры (диаметр не менее чем 0,25 м, заглублена в землю не менее чем на 5 м);
  3. в) железобетонный фундамент произвольной формы (площадь поверхности контакта с землей не менее 10 м2 );
  4. г) искусственный заземлитель может состоять из 3-х вертикальных электродов и более длиной не менее 3 м, которые объединены горизонтальным электродом, расстояние между этими вертикальными электродами не менее 5 м.

Защита от заноса высокого потенциала выполняется согласно п.2.2., 1.8. РД.

  1. Защита от прямых ударов молнии зданий и сооружений, которые относятся по устройству молниезащиты к II категории (согласно РД), обычно реализуется таким образом: устанавливаются отдельно стоящие стержневые или тросовые молниеотводы.

Или же они устанавливаются прямо на защищаемом объекте. Они обеспечивают зону защиты в соответствии с требованиями РД (см. табл. 1, п. 2.6 и приложение 3.

) При установке молниеотводов на защищаемом объекте от каждого стержневого молниеприемника или каждой стойки тросового молниеприемника должно быть проведено не менее 2-х токоотводов. Когда уклон кровли здания не более 1:8 можно применить молниеприемную сетку.

Установка молниеприемников или наложение молниеприемной сетки не обязательно для строений с металлическими фермами, если выполняются условия, при которых в их кровлях используются несгораемые или трудносгораемые утеплители и гидроизоляция.

На зданиях с металлической кровлей в качестве молниеприемника должна использоваться сама кровля.

Токоотводы от металлической кровли или молниеприемной сетки прокладываются к заземлителям не реже чем через 25 м по периметру здания.

При удельном сопротивлении грунта менее 500 Ом*м и площади здания более 250 кв. м. , а также в грунте с удельным сопротивлением от 500 до 1000 Ом*м при площади здания более 900 кв.м. выполняется горизонтальный контур вокруг здания на глубине 0,5 м.

В первом случае, если площадь здания менее 250 кв.м., в месте соединения токоотвода приваривается по одному вертикальному или горизонтальному лучевому электроду длиной 2-3 метра, а во втором случае при площади менее 900 кв.м.

приваривается не менее двух электродов.

  1. Защита от прямых ударов молнии зданий и сооружений, относимых по устройству молниезащиты к III категории, должна выполняться одним из способов, указанных в РД (см.п.2.11, соблюдая также п. 2.12. и 2.14. РД), например, с помощью прокладки моолниеприёмной сетки. При прокладке такой сетки в качестве токоотводов используются металлические конструкции зданий.

Во всех возможных случаях для объектов III категории в качестве заземлителей для защиты от прямых ударов молнии рекомендуется применять железобетонные фундаменты самих зданий.

Если же нет такой возможности, то вполне применимы и искусственные заземлители.

Искусственный заземлитель обычно изготовлен из двух и более вертикальных электродов длиной не менее 3 м, которые объединены горизонтальным электродом длиной не менее 5 м.

Если же рекомендовано использовать в качестве молниеприемников сетки или металлической кровли, то по всему периметру здания в земле на глубине не менее 0,5 м прокладывают наружный контур, который изготовлен из горизонтальных электродов.

В зданиях, площадь которых более 100 м, наружный контур заземления может быть использован для выравнивания потенциалов внутри здания (п.1.9. РД). Заземлитель защиты от прямых ударов молнии должен быть объединен с заземлителем электроустановки (п.1.

7 ПУЭ).

Для защиты от заноса высокого потенциала по внешним наземным (надземным) металлическим коммуникациям их необходимо на вводе в здание или сооружение присоединить к заземлителю защиты от прямых ударов молний.

“Инструкция по молниезащите зданий, сооружений и промышленных коммуникаций” (СО 153-34.21.122-2003)

– далее СО, документ, носящий рекомендательный характер, пришедший на смену РД, но его не отменивший, не внёс определённости в область классификации и категорирования объектов защиты от воздействия атмосферного электричества.

Во-первых, он не преемственен с предыдущим нормативным документом – РД, а во-вторых анонсированные справочные и руководящие материалы в качестве приложений к СО так и не вышли. В итоге Ростехнадзор в своём разъяснении о совместном применении РД и СО №10-03-04 / 182 от 01. 12.

2004 разрешил совместное (комбинированное) применение двух инструкций, что окончательно запутало и так не простую ситуацию с правоприменительной базой в области молниезащиты строений и сооружений промышленного и гражданского назначения.

Так в чём же особенности этого документа? Во-первых, в отличие, от РД, в котором предусматривалось 3 категории объектов, выделенных по уровню их защищённости от воздействия молнии, в СО вводится уже 4 класса объектов по параметрам молниезащитных систем. Во-вторых, регулятор предлагает ввести классификатор по воздействиям тока молнии.

Это сделано, чтобы каким-то образом нормировать средства защиты от прямых ударов молнии. В целом этот нормативный документ приближен к рекомендациям МЭК, но полного соответствия с ними не имеет, а в основном своём предназначении СО определяет надежность защиты для обычных и специальных объектов в соответствии с уровнем защиты, который устанавливается отраслевыми РД для объектов различного типа и назначения.

ГОСТ Р МЭК 62305-1,2,3,4-2010

  • – серия документов МЭК, возведенных уже в ранг государственных стандартов РФ в части организации систем защиты от молний причем и для промышленных, и для гражданских сооружений. Из рабочей практики нам известно, что обеспечить абсолютную защиту от молнии невозможно.

    Поэтому технические руководства, которые доступны в настоящей серии стандартов, позволяют разработать эффективные cистемы молниезащиты (МЗ), обеспечивающие существенное понижение рисков (возможного ущерба) от поражения молнией до приемлемого уровня, а остаточные риски перевести в плоскость страховых случаев.

    С помощью данной серии стандартов стало возможно интегрировать всю совокупность мер защиты в общую систему.

    Также были выделены целых 2 группы критериев для проектирования и применения мер защиты:

  • комплекс защитных мер, который необходим для снижения уровня повреждения объектов, а также для уменьшения угрозы опасности для жизни персонала, находящегося в здании, образует первую группу (МЭК 62305-3);
  • совокупность мер защиты, которые требуются для уменьшения количества случаев выхода из строя электрических схем, которые расположены в строениях образуют вторую группу (МЭК 62305-4).

Только приняв во внимание все параметры защищаемого объекта, проектировщик выбирает соответствующие уровни защиты от молнии.

В данной серии стандартов установлены 4 класса МЗ (I – IV), а уже в соответствие им установлены уровни молниезащиты (см. МЭК 62305-1, табл. 1).

Любой класс можно описать определёнными параметрами, которые считаются либо зависящими от уровня молниезащиты или независящими:

Параметры, которые зависят от класса МЗ:

  • параметры, описывающие молнию (см. МЭК 62305-1, табл. 3,4,5);
  • катящаяся сфера (берется ее R), ячейка (берется ее размер), величина угла защиты (см. МЭК 62305-3, п. 5.2.2);
  • расстояния между токоотводами (типичные), расстояния между кольцевыми проводниками (см. МЭК 62305-3,п. 5.3.3);
  • расстояния от места опасного искрения, которые можно считать неопасными (см. МЭК 62305-3, п.6.3);
  • длина заземлителей (берется минимальная величина), (см. МЭК 62305-3, п.5.4.2).

Параметры, которые не зависят от класса МЗ:

  1. величина уравнивания грозовых потенциалов (см. МЭК 62305-3, п. 6.2);
  2. замеряемая толщина листов из металла (минимальное значение), а также металлических труб, находящихся в молниеприемниках (см. МЭК 62305-3, п.5.2.5);
  3. материалы МЗ, условия применения этих материалов (см. МЭК 62305-3, п.5.5);
  4. параметры молниеприёмников (материал, из которого они сделаны, минимальные размеры, конфигурация). Здесь же рассматриваем токоотводы и заземлители (см. МЭК 62305-3, п.5.6).

Остановимся более подробно на данном пункте, т.к. его трактовка в разных нормативных документах имеет некоторые отличительные особенности.

При рассмотрении рассеивания высокочастотного тока молнии в земле и с целью минимизирования любых опасных перенапряжений конфигурация и размеры системы заземления являются важными критериями.

Как правило, рекомендуется низкое сопротивление заземления (по возможности менее 10 Ом, измеренное на низкой частоте).

Для молниезащиты предпочтительнее использовать встроенный в здание и пригодный для всех целей отдельный заземлитель (например, для молниезащиты, систем электропередачи и связи).

Системы заземления должны соединяться в соответствии с требованиями МЭК 62305-3, п. 6.2. Используют два основных конструктивных типа (А и В) размещения заземляющих электродов.

Расположение типа А: Данный тип размещения включает горизонтальные или вертикальные электроды, установленные за пределами защищаемого здания и присоединенные к каждому токоотводу. В расположении типа А общее количество используемых заземляющих электродов должно быть не менее двух.

Расположение типа В: Данный тип расположения включает либо кольцевой проводник, находящийся за пределами защищаемого здания, соприкасающийся с почвой на 80 % своей полной длины, либо заземляющий электрод в фундаменте.

Эти заземляющие электроды также могут быть сетчатыми. Расположение заземления типа B рекомендуется использовать для зданий с электронными системами, т.к. оно позволяет снизить влияние помех и перенапряжений.

Параметры заземляющих электродов определены в МЭК 62305-3, п. 5.4.2.2.

Тем не менее, исходя из общего совокупного анализа действующих нормативных документов, можно построить условную классификацию объектов молниезащиты по уровням МЗ.

Объект I-го класса МЗ

Объект: специальный (критически важный), опасный для окружающей среды, жизнедеятельности человека и животных. Тип объекта: химическое и нефтехимическое производство, биохимические и бактериологические концерны, производство взрывчатки, атомные электростанции и др.

Гарантированная надёжность защиты от прямого удара молнии – 0,98 (для отдельной категории объектов зоны А может устанавливаться более высокий уровень 0,995).

Возникающие негативные последствия от удара молнии: пожар, взрыв, выбросы токсичных веществ, повышенная радиация на значительной территории и пр.

Крайний случай – экологическая катастрофа с непоправимыми материальными и человеческими жертвами.

Объект II-го класса МЗ

Здесь описаны типы специальных объектов, представляющих опасность для непосредственного окружения.

Тип объекта: нефтепереработка, АЗС, мукомольные, деревообрабатывающие фабрики, производство пластмассовых изделий и пр.

Гарантированная надёжность защиты от прямого удара молнии – 0,95 (для отдельной категории объектов зоны Б может устанавливаться более высокий уровень).

Возникающие негативные последствия от удара молнии: пожары, взрывы внутри помещения и на прилегающей территории. Вероятны сопутствующие разрушения стен и перекрытий, а также сильные травмы и даже гибель сотрудников и посетителей. В этом случае фиксируются значительные финансовые потери.

Объект III-го класса МЗ

Объект: специальный, критическая инфраструктура.

Тип объекта: предприятия связи и ИКТ, трубопроводный транспорт, ЛЭП, оборудование централизованного отопления, транспортная инфраструктура и др.

Гарантированная надёжность защиты от прямого удара молнии – 0,9.

Возникающие негативные последствия от удара молнии: прерывание связи, частичная или полная потеря управления, перебои с водоснабжением и отоплением, временное снижение качества жизни, материальные потери.

Объект IV-го класса МЗ

Объект: общий, промышленные и гражданские сооружения и сопутствующая инфраструктура.

Тип объекта: жилые дома, производственные сооружения (высотой не более 60 м.), дома и коттеджи в селах, объекты социально-культурного назначения, учреждения образования, больницы, а также музеи, храмы, церкви и др.

Гарантированная надёжность защиты от прямого удара молнии – 0,8. Возникающие негативные последствия от удара молнии: сильные пожары, разрушения зданий, нарушения работы транспорта, прерывание систем коммуникаций, возможная утрата исторического и культурного наследия.

Значительные материальные и финансовые потери. Вероятны человеческие жертвы.

Как следует из приведенной системы классификации, любой класс МЗ имеет отличия от другого класса по характеристикам (назначению) объекта и параметрам молниезащиты, а также типом заземляющего устройства, конструкция которого определяется назначением и размещением сооружения.

Заключение

Рассмотрев в этом аналитическом обзоре проблемы молниезащиты объектов промышленного и гражданского назначения и соответствующей инфраструктуры, можно констатировать, что вопросы защиты от воздействия атмосферного электричества в плане регулирования и применения правовой нормативной технической базы в РФ определяются достаточно широким спектром действующих нормативных документов, а именно: СО, РД, ГОСТы и пр. Использование сочетания положений этих документов, позволит построить полноценную систему молниезащиты для объектов всех классов и категорий. Можно выделить 2 подхода к проектированию молниезащиты. Первый – построение молниезащиты в соответствии с категориями РД. Второй – обеспечение требуемой надежности защиты, руководствуясь СО и отраслевыми стандартами. Выбор нормативных документов зависит от сферы, в которой производится проектирование и наполненности предметной области внутренними документами. В основном, отраслевые нормативы содержат модернизированные требования СО и РД, так что можно сказать, что эти документы по-прежнему остаются определяющими в силу традиций многолетнего опыта использования. ГОСТы и стандарты МЭК используются как ссылочные, а также к ним прибегают в случае неполноты или отсутствия некоторых параметров МЗ в РД или СО.

Требуется консультация по организации заземления и молниезащиты для вашего объекта? Обратитесь в Технический центр ZANDZ.ru!

  • Статья профессора Э. М. Базеляна “Молниезащита жилых и общественных зданий”
  • Полезные материалы для проектировщиков заземления и молниезащиты (статьи, инструкции, рекомендации)
  • Проектирование заземления и молниезащиты (проекты в форматах DWG и PDF)
  • Вебинары для проектировщиков и электромонтажников с ведущими экспертами
  • Молниезащита и заземление для крупных объектов (схемы и списки оборудования)
  • Принципы подбора ограничителей перенапряжения

Источник: https://zandz.com/ru/biblioteka/klassy_molniezashchity.html

Book for ucheba
Добавить комментарий