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

1.1. Действие электротока на организм человека, факторы, определяющие опасность поражения электротоком, первая помощь пораженному электротоком

1.1.1. Действие электрического тока на организм человека

1.1.2. Факторы, определяющие опасность поражения электрическим током

1.1.3. Первая помощь при поражении электротоком

1.2. Растекание тока при замыкании на землю. Напряжение прикосновения и шаговое напряжение

1.2.1. Растекание тока при замыкании на землю

1.2.2. Напряжение прикосновения

1.2.3. Напряжение шага

1.3. Классификация помещений по степени опасности поражения электротоком

1.4. Анализ опасности поражения в электрических сетях с различным режимом нейтрали и различным режимом работы

1.4.1. Сети с изолированной нейтралью (it)

1.4.2. Сети с глухозаземленной нейтралью (tn, тт)

1.4.3. Выводы

2. Способы и средства защиты от поражения электротоком

2.1. Защитное заземление

2.2. Зануление

2.3. Защитное отключение

2.4. Применение сверхнизких напряжений (снн)

2.5. Электрическое (защитное) разделение сетей

2.6. Защита от опасности при повреждении изоляции между обмотками высокого и низкого напряжения трансформатора

2.7. Обеспечение недоступности неизолированных токоведущих частей

2.8. Компенсация емкостной составляющей тока замыкания на землю

2.9. Система уравнивания потенциалов

2.10. Контроль сопротивления изоляции

2.11. Электрозащитные средства (изолирующие)

3. Организация безопасной работы в электроустановках

3.1. Назначение ответственного за электрохозяйство

3.2. Классификация электротехнического персонала, обучение и проверка знаний

3.3. Категорийность работ, проводимых в электроустановках

Допустимые расстояния до токоведущих частей, находящихся под напряжением

3.4. Регламентация работ проводимых в электроустановках

3.5. Лица, ответственные за безопасность проведения работ в электроустановках

3.6. Организационные мероприятия, обеспечивающие безопасность работпроводимых в электроустановках

3.7. Технические мероприятия, обеспечивающие безопасность работ выполняемых со снятием напряжения

3.7.1. Отключения

3.7.2. Вывешивание запрещающих плакатов

3.7.3. Проверка отсутствия напряжения

3.7.4. Установка заземления

3.7.5. Ограждение рабочего места, вывешивание плакатов

4. Защита от электромагнитных полей (эмп) промышленной частоты (50 Гц)

4.1. Действие эмп на организм человека

4.2. Нормирование времени пребывания персонала в зоне действия эмп

4.3. Защита от воздействия эмп

5. Особенности тушения пожаров в электроустановках. Молниезащита зданий и сооружений. Защита от статического электричества

5.1. Особенности тушения пожаров в электроустановках

5.2. Основные характеристики и поражающие факторы молнии

5.3. Категории устройств молниезащиты. Типы зон молниезащиты

5.4. Защита зданий и сооружений от поражающих факторов молний

5.5. Статическое электричество и защита от него

Вопросы для самопроверки

Библиографический список

Оглавление

Электробезопасность в трёхфазных сетях переменного тока

443100. Г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244. Главный корпус.

4 43100, Г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244. Корпус № 8

5.3. Категории устройств молниезащиты. Типы зон молниезащиты

Различают три категории устройств молниезащиты зданий и сооружений (с I по III). Присвоение той или иной категории зависит от класса взрывоопасности объекта (В – I; В – Iа; В – Iб; В – Iг; В – II;

В – IIа) или его пожароопасности (П – I; П – II; П – IIа; П-III) согласно ПУЭ.

Здания и сооружения I и II категории должны быть защищены от всех поражающих факторов молнии.

Здания и сооружения III категории должны быть защищены от прямого удара молнии и от заноса высоких потенциалов.

Зона защиты молниеотвода – это часть пространства внутри которого здание и сооружение защищено от прямых ударов молнии с определенной степенью вероятности. Различают 2 зоны защиты типа:

А – защищает объект с вероятностью 99,5%;

Б – защищает объект с вероятностью 95%.

Та или иная зона защиты выбирается в зависимости от категории устройства молниезащиты (I, II, III) и от ожидаемого количества поражений молнией объекта в год необорудованного молниезащитой N :

N = (S + 6h )·(L + 6h )·n ·10 -6 (5.1)

где S и L – соответственно ширина и длина защищаемого объекта, имеющего в плане прямоугольную форму, м;

h – наибольшая высота объекта, м;

n – среднегодовое число ударов молний в 1 км 2 земной поверхности в месте расположения объекта.

5.4. Защита зданий и сооружений от поражающих факторов молний

От прямых ударов.

Для приема электрического разряда молнии и отвода ее тока в землю применяют устройства называемые молниеотво-дами (рис. 5.1). Молниеотвод состоит из несущей части – опоры 1 (которой может служить само здание или сооружение), молниеприемника 2, токоотвода 3 и заземлителя 4.

Наиболее распространены стержневые и тросовые молниеотводы. В качестве молние-

приемников нередко используют металлические Р и с. 5.1. Молниеотвод

кровли зданий, металлическую сетку уложенную на крышу здания и т.п.

Зона защиты молниеотвода зависит от его типа.

Защита от прямых ударов молнии ВЛ осуществляется грозозащитными тросами.

От проявления электростатической индукции.

Защита обеспечивается путем присоединения всего оборудования, находящегося в зданиях и сооружениях, к заземлению.

От действия электромагнитной индукции.

Осуществляется путем устройства через каждые 25-30м металлических перемычек между трубопроводами, другими протяженными металлическими объектами (кабели, эстакады) расположенными друг от друга на расстоянии 10 см и менее.

IV. От заноса высоких электрических потенциалов.

По коммуникациям:

Осуществляется путем подсоединения входящих в здание коммуникаций (например, трубопроводы) к заземлителю.

Ввод в здание электрических сетей напряжением до 1кВ следует выполнять только кабелем, при этом металлическая оболочка кабеля у ввода в здание должна присоединяться к заземлителю.

Для защиты от заноса высоких потенциалов по ВЛ напряжением выше 1 кВ применяют защиту подходов этих ВЛ к объекту грозозащитными тросами и устанавливают разрядники или ограничители перенапряжений (ОПН) на опорах.

5.5. Статическое электричество и защита от него

При трении диэлектрических материалов (нефтепродукты, пластмасса, текстиль, бумага и т.д.) нередко наблюдается явление электризации тел – статическое электричество (переливание нефтепродуктов, пересыпание сыпучих материалов, размельчение).

Электризация материалов может привести:

к искрообразованию между изолированными от земли материалами (объектами), что может вызвать пожар или взрыв (потенциалы могут достигать нескольких десятков киловольт - 45 кВ);

к искрообразованию между человеком и заземленным оборудованием (или наоборот), что может стать причиной непроизвольного резкого движения в результате которого человек может получить травму (падение, ушиб и др.).

Защита от статического электричества осуществляется:

заземлением оборудования;

увеличением поверхностной и объемной электрической проводимости диэлектриков (введение антистатических присадок, повышение влажности воздуха – при 85% влажности и выше зарядов статического электричества практически не возникает);

нейтрализация электрических зарядов путем ионизации воздуха.

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.

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

Молния – источник повышенной опасности

Не все понимают настоящую опасность ударов молнии. Максимум, что делает человек во время грозы – выключает электроприборы, да и это делает не каждый.

Молния – это сильнейший разряд скопившегося атмосферного электричества с огромным потенциалом, образующегося в результате трения об воздух капель водяных паров. Заряд молнии достигает сотен тысяч ампер, а напряжение – двух миллионов вольт.

Электрический разряд воздействует на объект тремя способами:

• Прямым попаданием молнии, в результате чего предмет резко нагревается и плавится. Это приводит к нарастанию внутреннего напряжения и взрывам. Частым итогом попадания молнии являются разрушения и возгорания.
• Возникновением магнитного поля в металлических контурах. Наведенный ток приводит к искрообразованию и сильному перегреву конструкций, что очень опасно для промышленных объектов.
• Ударом высоких потенциалов через внешние и подземные трассы. Занос потенциалов идет наряду с разрядами электричества и вызывает пожары и взрывы.

Молниезащита – это комплекс мероприятий и оборудования, необходимых для нейтрализации опасного воздействия атмосферных электроразрядов и обеспечивающих безопасность людей, сохранность зданий, сооружений и оборудования от взрывов, разрушений и пожаров.

Признаком классификации зданий и сооружений является характер необходимых работ по молниезащите. Объекты делятся на три группы:

І категория – опасные промышленные объекты, в которых попадание молнии может стать причиной пожара, взрыва, больших разрушений и привести к гибели людей (помещения, где ведутся работы с взрывоопасными и легковоспламеняющимися материалами, элекростанции и подстанции). В соответствии с Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) эти объекты принадлежат к классу В-І и В-ІІ.

ІІ категория – взрывоопасные здания и сооружения, в которых горючие и другие вещества хранятся в металлических или специальных емкостях, то есть взрыв не приведет к большим разрушениям и возгораниям (склады топлива, ГСМ, аммиачные холодильники, мукомольные цеха). Согласно ПУЭ такие объекты имеют класс В-Іа, В-Іб, В-ІІа, В-Іг.

ІІІ категория – объекты, для которых прямое попадание молнии опасно лишь пожарами и разрушениями (жилые дома, детские сады, больницы, школы, трубы котельных и промышленных предприятий). По ПУЭ – класс П-І, П-ІІ, П-ІІІ.

Ряд зданий, которые не входят ни в одну из групп, считают условно безопасными. Но случаи попадания в них молнии известны.

Защита промышленных зданий от молнии

Производственные здания и сооружения промышленных предприятий в зависимости от их назначения, конструкции и географического расположения обеспечиваются молниезащитой. Выбор защитной системы и оборудования выполняется посредством проведения специальных вычислений. Расчету подлежит количество вероятных поражений молнией в год.

Защита промышленных зданий и сооружений от прямых ударов молнии обеспечивается молниеотводом, который включает в себя:

1. Молниеприемник, принимающий разряд.
2. Заземлители, отводящие ток в землю.
3. Тоководы, необходимые для соединения молниеприемников с заземляющими устройствами.

При наличии громоотвода, разряд электричества проходит через приемник, обходя защищаемый объект. Действие устройства основывается на свойстве молнии поражать самые высокие конструкции с хорошим заземлением.

Молниеотводы делят на стержневые и тросовые. Первый вариант используется чаще, тогда как применение тросовых устройств ограничивается длинными и узкими сооружениями или объектами со множеством подземных коммуникаций, мешающих установке стержневых отводов.

Стержневые устройства могут быть:

• одиночными (антенны);
• двойными – с двумя отдельно размещенными стержнями;
• многократными – с тремя и больше стержными, создающими общую защитную зону.

Стержневые молниеприемники имеют длину от 200 до 1500 мм, площадь сечения около 100 мм2.

Тросовые молниеотводы бывают также одиночными, включающими трос и две поддерживающие его опоры, и двойными, состоящими из двух одиночных устройств одинаковой высоты, установленных параллельно.

Объекты І категории ниже 30 м оснащаются молниеотводами, монтируемыми отдельно или непосредственно на здании, но изолированно от него. Сооружения высотой более 30 м оборудуются устройствами, установленными не изолированно на самом здании.

Объекты ІІ категории защищают молниеотводами, расположенными на сооружениях. Для сохранности сооружений ІІІ группы используют заземление металлической крыши, которая служит молниеприемником.

Материал изготовления молниеприемников – сталь. В качестве устройств, принимающих на себя удар молнии, используют различные металлические конструкции: трубы, решетки и т. д., которые находятся выше защищаемого объекта.

Страница 5 из 7

4.3. Молниезащита II категории
Защита от прямых ударов молнии зданий и сооружений, относимых по устройству молниезащиты ко II категории, независимо от их высоты должна быть выполнена одним из следующих способов: отдельно стоящими или устанавливаемыми на зданиях неизолированными стержневыми или тросовыми молниеотводами, обеспечивающими зону защиты, или путем наложения молниеприемной сетки размером 6 х 6 м на неметаллическую кровлю или использования в качестве молниеприемника металлической кровли здания или сооружения. При этом:

1. расстояние от отдельно стоящих молниеотводов до защищаемого здания и сооружения, а также до подземных коммуникаций не нормируется;
2. величина сопротивления каждого заземлителя защиты от прямых ударов молнии должна быть не более 10 Ом, а в грунтах с удельным сопротивлением 500 Ом-м и выше допускается не более 40 Ом;
3. разрешается во всех случаях объединение заземлителей защиты от прямых ударов молнии, защитного заземления электрооборудования и заземлителя защиты от электростатической индукции;
4. во всех случаях рекомендуется использовать в качестве токоотводов металлические конструкции защищаемых зданий и сооружений: колонны, фермы, рамы, пожарные лестницы, металлические направляющие лифтов и т.п.; токоотводами не может служить напряженная арматура железобетонных ферм, колонн и других железобетонных конструкций; в используемых конструкциях должна быть обеспечена непрерывная электрическая связь в соединениях конструкций и арматуры, создаваемая, как правило, сваркой;
5. на зданиях с покрытием по металлическим фермам установка молниеприемников или наложение молниеприемной сетки не требуется; фермы должны быть соединены токоотводами с заземлителями.

При ширине здания, защищаемого от прямых ударов молнии молниеотводами на здании или молниеприемной сеткой 100 м и более, а также при использовании металлической кровли кроме наружных заземлителей следует установить дополнительные заземлители для выравнивания потенциалов внутри здания. Эти заземлители выполняют в виде протяженных стальных полос, уложенных не более чем через ьи м по ширине здания, полосы должны имею течение не менее 100 мм 3 С наружным контуром заземлителя защиты от прямых ударов молнии, а также присоединены с шагом не более 60 м к токоотводам от молниеприемников.
Наружные металлические установки, содержащие взрывоопасные газы, пары, горючие и легковоспламеняющиеся жидкости (установки класса В-1г), должны быть защищены от прямых ударов молнии следующим образом:

1. корпуса установок или отдельных емкостей при толщине металла крыши менее 4 мм должны быть защищены молниеотводами, установленными отдельно или на самом сооружении;
2. корпуса установок или отдельных емкостей при толщине металла крыши 4 мм и более, а также отдельные емкости объемом менее 10 м 3 независимо от толщины металла крыши достаточно присоединить к заземлителям.

Наружные установки класса В-1г с емкостями из железобетона или синтетических материалов должны быть защищены от прямых ударов молнии устройством отдельно стоящих молниеотводов или наложением молниеприемной сетки, присоединенной к заземлителю. Защита подземных железобетонных резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов от прямых ударов молнии производится отдельно стоящими молниеотводами. При этом защите подлежит вся площадь резервуарного парка, а также площадь, прилегающая к парку на расстоянии 40 м от стенок крайних резервуаров, независимо от наличия обваловки. По вертикали защитная зона принимается равной высоте газоотводных (дыхательных) труб плюс 5 м.
Наружные установки со сжиженными газами, а также установки с взрывоопасными газами при общем объеме парка резервуаров более 100000 м 3 должны быть защищены от прямых ударов молнии отдельно стоящими молниеотводами, а корпуса металлических установок должны быть присоединены к заземлителям. К этим же заземлителям могут быть присоединены токопроводы отдельно стоящих молниеотводов.
Если на наружных установках или емкостях класса В-1г имеются газоотводные или дыхательные трубы, то они и пространство над ними должны быть защищены установкой молниеприемников непосредственно на таких трубах. Для наружных установок заземлители от прямых ударов молнии должны иметь сопротивление не более 50 Ом на каждый токопровод и к ним должны быть присоединены молниеотводы, металлические корпуса и другие металлические конструкции установок.
Присоединение к заземлителям должно осуществляться не более чем через 25 м по периметру основания установки. При этом число присоединений должно быть не менее двух.
В качестве основных заземлителей защиты от прямых ударов молнии заглубленных в землю емкостей разрешается использовать магниевые протекторы, применяемые для защиты от коррозии, при следующих условиях:

1. стальной стержень, заделанный в протектор при его отливке, и присоединяемый к нему проводник токопровода должны иметь диаметр не менее

6 мм, а при высокой агрессивности грунтов - не менее 8 мм, и быть оцинкованным;

1. соединение проводника токопровода и стержня протектора должно быть выполнено сваркой внахлест на длине, равной не менее 6 диаметрам проводника;
2. сопротивление растеканию заземлителя должно быть не более 50 Ом.

Защита от электростатической индукции обеспечивается присоединением
всего оборудования и аппаратов, находящихся в зданиях, сооружениях и установках, к защитному заземлению электрооборудования.
Наружные установки должны быть защищены от электростатической индукции путем наложения стальной сетки на крышу емкости и прокладки токоотво- дов по стенкам не более чем через 25 м по контуру. Токопроводы должны быть присоединены к заземлителю с общей величиной сопротивления растеканию тока промышленной частоты не более 10 Ом. Указанные сетка, токоотводы и заземлители могут служить одновременно и для защиты от прямых ударов молнии.
Плавающие крыши независимо от материала и корпусов установок для защиты от электростатической индукции должны быть соединены металлическими перемычками с токоотводами или с металлическим корпусом установки не менее чем в двух точках.
Защита от электромагнитной индукции выполняется в виде устройства через каждые 25-30 м металлических перемычек между трубопроводами и другими протяженными металлическими предметами, расположенными друг от друга на расстоянии 10 см и менее. Установки перемычек в местах соединений (стыки, ответвления) металлических трубопроводов или других протяженных конструкций не требуется.
Для защиты от заноса высоких потенциалов по подземным коммуникациям их необходимо при вводе в здание или сооружение присоединить к любому заземлителю. Для защиты от заноса высоких потенциалов внешние металлические конструкции и коммуникации необходимо:

1. на вводе в защищаемое здание или сооружение присоединить к заземлителю с сопротивлением не более 10 Ом;
2. такое присоединение допускается осуществлять к заземлителю защиты от прямых ударов молнии; на ближайшей к сооружению опоре присоединить к заземлителю с сопротивлением не более 10 Ом;
3. вдоль трассы эстакады через каждые 250-300 м присоединять к заземлителям с импульсным сопротивлением не более 50 Ом.

Ввод в здание электросетей напряжением до 1000 В, сетей телефона, радио, сигнализации и т.п. должен осуществляться только кабелем или подземной кабельной вставкой длиной не менее 50 м. Металлические броня и оболочка кабелей должны быть присоединены у ввода в сооружение к защитному заземлению электрооборудования здания.
В месте перехода воздушной линии в кабель металлическая броня и оболочка кабеля, а также штыри или крючья изоляторов линии должны быть присоединены к специальному заземлителю с сопротивлением растеканию тока не более 10 Ом, Кроме ТОГО, В месте перехода между жилами кабеля и его металлической оболочкой должна предусматриваться установка закрытого воздушного пространства.