Комбиниране на заземяване за мълниезащита със заземяване на електрически инсталации. Мълниезащита и заземителен контур Комбинация от мълниезащита и заземен контур

Необходимостта от електрическо свързване на заземителния контур на мълниезащитата, монтирана директно върху сградата, със заземителния контур за електрически инсталации, е посочено в действащите регулаторни документи (PUE). Цитираме дословно: „Заземяващите устройства за защитно заземяване на електрически инсталации на сгради и конструкции и мълниезащита от 2-ра и 3-та категория на тези сгради и конструкции, като правило, трябва да бъдат общи“. Само 2-ра и 3-та категория са най-разпространени, 1-ва категория включва взривоопасни предмети, към мълниезащитата на които се налагат повишени изисквания. Съществуването на израза „като правило“ обаче предполага възможност за изключения.

Съвременните офис, а сега и жилищни сгради съдържат много инженерни системиподдържане на живота. Трудно е да си представим липсата на системи за вентилация, пожарогасене, видеонаблюдение, контрол на достъпа и др. Естествено, конструкторите на такива системи имат опасения, че в резултат на действието на мълнията "деликатната" електроника ще се провали. В същото време практикуващите имат известни съмнения относно целесъобразността на свързването на контурите на два вида заземяване и има желание "в рамките на закона" да се проектират електрически несвързани заземявания. Възможен ли е такъв подход и ще повиши ли реално безопасността на електронните устройства?

Защо е необходимо да се комбинират заземителни контури?

Когато мълния удари гръмоотвод, в последния възниква кратък електрически импулс с напрежение до стотици киловолта. При такова високо напрежение може да възникне разрушаване на пролуката между гръмоотвода и металните конструкции на къщата, включително електрическите кабели. Това ще доведе до неконтролирани токове, които могат да доведат до пожар, повреда на електрониката и дори разрушаване на инфраструктура (като пластмасови водопроводни тръби). Опитните електротехници казват: "Дайте път на светкавицата, в противен случай тя сама ще го намери." Ето защо електрическото свързване на земите е задължително.

По същата причина PUE препоръчва електрическо комбиниране не само на заземяване, разположено в една и съща сграда, но и на заземяване на географски съседни обекти. Тази концепция се отнася до обекти, чиито заземявания са толкова близо, че между тях няма зона с нулев потенциал. Комбинацията от няколко заземявания в едно се извършва в съответствие с нормите на PUE-7, точка 1.7.55, чрез свързване на заземяващите електроди с електрически проводници в количество най-малко две части. Освен това проводниците могат да бъдат както естествени (например метални елементи на строителната конструкция), така и изкуствени (проводници, твърди гуми и др.).

Едно общо или отделно заземяване?

Заземителните проводници за електрически инсталации и мълниезащита имат различни изисквания и това обстоятелство може да бъде източник на някои проблеми. Заземителният проводник за мълниезащита трябва да води към земята отвъд кратко времеголям електрически заряд. В същото време, съгласно "Инструкции за мълниезащита RD 34.21.122-87", дизайнът на заземяващия електрод е стандартизиран. За гръмоотвод, съгласно тази инструкция, са необходими най-малко два вертикални или радиални хоризонтални заземителни електрода, с изключение на категория мълниезащита 1, когато са необходими три такива щифта. Ето защо най-често срещаният вариант за заземяване на гръмоотвод е два или три пръта, всеки с дължина около 3 m, свързани с метална лента, заровена на поне 50 cm в земята. При използване на части, произведени от ZANDZ, такова заземително устройство се оказва издръжливо и лесно за инсталиране.

Съвсем различен въпрос е заземяването на електрическите инсталации. В нормалния случай то не трябва да надвишава 30 ома и за редица приложения, описани в инструкциите на отдела, например за оборудване клетъчна комуникация- 4 ома или дори по-малко. Такива заземителни проводници са щифтове с дължина над 10 m или дори метални плочи, поставени на голяма дълбочина (до 40 m), където дори през зимата няма замръзване на почвата. Създаването на такъв гръмоотвод със задълбочаване на два или повече елемента с десетки метри е твърде скъпо.

Ако параметрите на почвата и изискванията за съпротивление позволяват да се извърши единично заземяване в сграда за гръмоотвод и заземяване на електрически инсталации, няма пречки това да се направи. В други случаи се правят различни земни контури за гръмоотводи и електрически инсталации, но те трябва да бъдат свързани електрически, за предпочитане в земята. Изключение е използването на специално оборудване, което е особено чувствително към смущения. Например оборудване за запис на звук. Такова оборудване изисква отделно, така нареченото технологично заземително устройство, което е директно посочено в инструкциите. В този случай се прави отделно заземително устройство, което се свързва към системата за изравняване на потенциала на сградата чрез главната заземителна шина. И ако такава връзка не е предвидена в ръководството за експлоатация на оборудването, тогава се вземат специални мерки, за да се предотврати едновременното докосване на посоченото оборудване и металните части на сградата.

Електрическо свързване на земите

Верига с няколко заземявания, свързани електрически, осигурява изпълнението на различни, понякога противоречиви изисквания към заземителните устройства. Според PUE заземяването, подобно на много други метални елементи на сградата, както и инсталираното в нея оборудване, трябва да бъде свързано чрез система за изравняване на потенциала. Потенциалното изравняване се отнася до електрическото свързване на проводими части за постигане на потенциално равенство. Разграничаване на основните и допълнителните системи за изравняване на потенциала. Заземяванията са свързани към главната система за изравняване на потенциала, т.е. те са свързани помежду си чрез главната заземителна шина. Проводниците, свързващи заземяването към тази шина, трябва да бъдат свързани по радиален принцип, т.е. един клон от определената шина отива само към една земя.

За да се осигури безопасна работа на цялата система, е много важно да се използва най-надеждната връзка между заземяването и основната заземителна шина, която няма да бъде разрушена от мълния. За да направите това, трябва да спазвате правилата на PUE и GOST R 50571.5.54-2013 „Електрически инсталации за ниско напрежение. Част 5-54. заземителни устройства, защитни проводниции защитни проводници за изравняване на потенциалите” по отношение на напречното сечение на проводниците на системата за изравняване на потенциалите и тяхното взаимно свързване.

Въпреки това, дори много висококачествена система за изравняване на потенциала не може да гарантира липсата на пренапрежения в мрежата, когато мълния удари сграда. Следователно, заедно с добре проектираните заземяващи контури, устройствата за защита от пренапрежение (SPD) ще ви спестят от проблеми. Такава защита е многостепенна и избирателна. Тоест на обекта трябва да се монтира набор от SPD, чийто избор на елементи не е лесна задача дори за опитен специалист. За щастие се предлагат готови SPD комплекти за типични приложения.

заключения

Препоръката на Кодекса за електрическа инсталация относно електрическото свързване на всички заземяващи контури в сградата е разумна и, ако се изпълнява правилно, не само не създава опасност за сложно електронно оборудване, но, напротив, го защитава. В случай, че оборудването е чувствително към смущения от мълнии и изисква собствено отделно заземяване, може да се инсталира отделно заземяване на процеса в съответствие с ръководството, предоставено с оборудването. Системата за изравняване на потенциала, която съчетава различни земни контури, трябва да осигури надеждна електрическа връзка и до голяма степен определя общото ниво на електрическа безопасност в съоръжението, така че трябва да й се обърне специално внимание.

IN Ежедневиетовсеки човек отдавна е свикнал да използва електрически уреди. Трудно е да си представим живота без електротехника. За да не се сблъскате със заплахата от високо напрежение за здравето и живота в случай на неизправност на оборудването, е необходимо да инсталирате мълниезащита и заземителен контур.

Заземяването се извършва със специално оборудване, което свързва елементите на устройства, които не са предназначени да бъдат захранвани със земята.

В случаите, когато изолацията на електрическите уреди е нарушена, токът протича към елементи, които не са предназначени за това, включително корпуса на оборудването.

Разрушаването на изолацията може да доведе до повреда на оборудването и ако човек докосне части, можете да навредите на здравето или да умрете.

Заземителният контур позволява по-голямата част от тока да премине към земята. За това е необходимо да се спазват минимална производителностсъпротива.

устройство

Схемата на заземяващото устройство включва метални тръби, пръти, които са свързани помежду си с метален проводник с вдлъбнатина в земята. Устройството е свързано към щита с помощта на шина. Заземителната конструкция трябва да бъде разположена на разстояние не повече от 10 m от къщата.

За да направите заземителен контур със собствените си ръце, можете да използвате всякакви метални форми като електроди, които могат да бъдат изковани в земята и имат напречно сечение повече от 15 кв. мм.

Металните пръти са поставени в затворена верига, чиято форма зависи от броя на електродите във веригата. Конструкцията трябва да се задълбочи в земята под нивото на замръзване.

Можете да създадете контур със собствените си ръце от импровизирани материали или да закупите готово устройство. Готовото оборудване за земна верига се отличава с високи цени, но в същото време е удобно за инсталиране и ще продължи дълго време.

Веригите са разделени на два типа:

1. традиционен;
2. Дълбок.

Традиционната схема се характеризира с разположението на един електрод от стоманена лента хоризонтално, а останалите са монтирани вертикално, за тях се използват тръби или пръти. Те задълбочават контура в тази част, която е по-малко достъпна за хората, най-често избират затъмнената страна, за да поддържат единна среда.

Недостатъците на традиционната система включват:

• комплексно изпълнение на работите;
• заземяващите материали са склонни към ръжда;
• средата на възникване може да създаде неприемливи условия за веригата.

Дълбокият контур е лишен от повечето от недостатъците на традиционния, за него се използва специално оборудване.

Има редица предимства:

• оборудването отговаря на всички установени стандарти;
• дълъг експлоатационен живот;
• околната среда не влияе на защитните функции на веригата;
• лекота на монтаж.

Инсталирането на контур изисква задължителна проверка на цялата заземителна система. Необходимо е да се провери качеството на извършената работа, да се провери здравината на веригата, ако има несвързани части.

Задължително е провеждането на изследвания от лицензирани специалисти. За инсталираната земна верига се издава паспорт, протокол за проверка и акт за допускане на оборудването за работа. Заземителният контур трябва да отговаря на стандартите, посочени в PUE.

Заземяване на трансформатор

За заземяване на трансформаторната кабина се използва външна или вътрешна верига, изборът на опция зависи от конструктивните характеристики.

Външният контур е създаден за подстанция, състояща се от една камера.

Схемата на оборудването се състои от вертикални пръти и хоризонтална стоманена лента. Размерите на хоризонталния заземител са 4х40 mm.

Индексът на съпротивление за веригата трябва да бъде не повече от 40, за земята не трябва да надвишава 1000. Въз основа на посочените параметри веригата трябва да се състои от 8 електрода с размери 5 m и напречно сечение 1,6 cm. трябва да минава не по-близо от метър от стените на сградата, където се намира трафопоста. Дълбочината на земния контур е 70 см.

За да се създаде мълниезащита за трансформатора, покривът е свързан към заземяващия контур с помощта на осем милиметров проводник.

Ако подстанцията се състои от три камери, тогава по целия периметър съставни частиот контура се задава лента. Тази мярка ви позволява да закрепите всички елементи на металната конструкция.

За да направите това, наземната шина се фиксира с помощта на държачи на разстояние повече от половин метър между тях. Разстоянието от повърхността трябва да бъде 40 см. Контурните елементи са заварени или закрепени с болтове. За здрава връзка се използва проводник без изолация. Заземителните проводници са положени през стената и боядисани зелен цвят, върху който са направени жълти ленти на разстояние 15см.

Заземяване за трифазна мрежа

Ако къщата използва мрежа с напрежение 220 V, тогава заземяването не е необходимо, можете да се ограничите до заземяване на оборудването.

Необходим е заземен контур за къщи с мрежа от 380 V.

Разликата между двете контурни системи е в стойностите на съпротивлението за мрежата. В случай на 220 V, съпротивлението трябва да бъде не повече от 30 ома, за трифазна мрежаиндикаторът варира от 4 до 10 ома. Това е свързано с нивото на земното съпротивление. Почвата в различните райони има различен състав и следователно всяка почва има свои собствени показатели за устойчивост.

Преди извършване на работа трябва да се извърши точно изчисление за веригата, за да се изчисли броят на необходимите заземителни проводници за мрежата.

Изчислението се извършва по формулата R=R1/KxN, където R1 е съпротивлението на електрода, K е коефициентът, характеризиращ натоварването на мрежата, N е броят на електродите във веригата.

За да създадете верига за трифазна мрежа, трябва да се обърне специално внимание на материалите, т.к. тази мрежа е взискателна към качеството на заземяването.

Изборът трябва да се основава на следните изисквания:

• ако функцията на електрода се изпълнява от тръба, тогава стената му не трябва да бъде по-тънка от 3,5 mm;
• когато избирате ъгъл, обърнете внимание на дебелината, която трябва да бъде най-малко 4 mm;
• диаметърът на напречното сечение на щифтовете е не по-малък от 16 mm;
• свързващата лента между заземяващите проводници трябва да отговаря на размерите 25x4 mm.

Монтажът на веригата се извършва около периметъра, формата му може да бъде всяка, в зависимост от броя на електродите. Най-често се изпълнява под формата на триъгълник. Заземяващото оборудване се завинтва в земята на дълбочина половин метър.

Разстоянието между ъглите, което е равно на дължината на един земен електрод. Връзката към лентата се осъществява с болтове или чрез заваряване.

В края на монтажните работи офисът е свързан към автобуса и е свързан към разпределителното табло. Пример за земна верига е показан на снимката.

Важен момент е създаването на системи за защита на електрическите уреди от въздействието на нежелано напрежение и природни явления като мълния. Предприетите мерки позволяват да се защити човек от вредното въздействие на тока, както и да се избегне повреда на оборудването.

Създаването на земни контури и мълниезащита е възможно със собствените си ръце. Важно е земният контур да отговаря на изискванията на PUE и приетите стандарти. Качеството на материалите и изработката се отразява в нивото на защита на електроуредите. Неправилното изпълнение може да доведе до извеждане на повече напрежение, което ще причини вреда.

МИНИСТЕРСТВО НА ЕНЕРГЕТИКАТА НА РУСКАТА ФЕДЕРАЦИЯ

ОДОБРЕНО
заповед на Министерството на енергетиката на Русия
от 30.06.2003 г. № 280

ИНСТРУКЦИИ ЗА УСТРОЙСТВОТО ЗА МЪЛНИЕЗАЩИТА НА СГРАДИ, КОНСТРУКЦИИ И ПРОМИШЛЕНИ КОМУНИКАЦИИ

СО 153-34.21.122-2003

UDC 621.316(083.13)

Инструкцията се прилага за всички видове сгради, съоръжения и промишлени комуникации, независимо от ведомствената принадлежност и формата на собственост.

За ръководители и специалисти на проектантски и експлоатационни организации.

1. ВЪВЕДЕНИЕ

Инструкциите за инсталиране на мълниезащита на сгради, конструкции и промишлени комуникации (наричани по-долу Инструкцията) се прилагат за всички видове сгради, конструкции и промишлени комуникации, независимо от ведомствената принадлежност и формата на собственост.

Инструкцията е предназначена за използване при разработване на проекти, строителство, експлоатация, както и при реконструкция на сгради, конструкции и промишлени комуникации.

В случай, че изискванията на индустриалните разпоредби са по-строги от тези в тази инструкция, при разработването на мълниезащита се препоръчва да се спазват изискванията на индустрията. Препоръчва се също така да се действа, когато инструкциите на Инструкцията не могат да се комбинират с технологични характеристикизащитен обект. В този случай използваните средства и методи за мълниезащита се избират въз основа на условието за осигуряване на необходимата надеждност.

При разработването на проекти за сгради, конструкции и промишлени комуникации, в допълнение към изискванията на Инструкцията, се вземат предвид допълнителни изисквания за изпълнение на мълниезащита на други приложими норми, правила, инструкции, държавни стандарти.

При нормализиране на мълниезащитата се приема, че нито едно от нейните устройства не може да предотврати развитието на мълния.

Прилагането на стандарта при избор на мълниезащита значително намалява риска от щети от удар на мълния.

Типът и разположението на мълниезащитните устройства се избират на етап проектиране на ново съоръжение, за да могат да се използват максимално токопроводимите елементи на последното. Това ще улесни разработването и внедряването на мълниезащитни устройства, комбинирани със самата сграда, ще подобри естетическия й вид, ще повиши ефективността на мълниезащитата, ще минимизира нейната цена и разходите за труд.

2. ОБЩИ ПОЛОЖЕНИЯ

2.1. Термини и дефиниции

Удар от мълния в земята е електрически разряд от атмосферен произход между гръмотевичен облак и земята, състоящ се от един или повече токови импулси.

Точка на удар - точката, в която мълнията контактува със земята, сградата или мълниезащитното устройство. Удар от мълния може да има множество точки за попадение.

Защитен обект - сграда или конструкция, тяхна част или пространство, за които е изпълнена мълниезащита, която отговаря на изискванията на този стандарт.

Мълниезащитно устройство - система, която ви позволява да защитите сграда или конструкция от въздействието на мълния. Тя включва външни и вътрешни устройства. В отделни случаи мълниезащитата може да съдържа само външни или само вътрешни устройства.

Защитни устройства срещу директни удари на мълния (гръмоотводи) - комплекс, състоящ се от мълниеотводи, токопроводи и заземителни електроди.

Вторичните мълниезащитни устройства са устройства, които ограничават въздействието на електрическите и магнитните полета на мълнията.

Устройства за изравняване на потенциала - елементи на защитни устройства, които ограничават потенциалната разлика поради разпространението на ток на мълния.

Гръмоотвод - част от гръмоотвода, предназначена да улови мълния.

Надолу (спускане) - част от мълниеотвода, предназначена да отклонява тока на мълния от гръмоотвода към заземителния електрод.

Заземително устройство - комбинация от заземителни и заземителни проводници.

Заземителен проводник - проводяща част или набор от взаимосвързани проводящи части, които са в електрически контакт със земята директно или чрез проводяща среда.

Заземителен контур - заземителен проводник под формата на затворен контур около сградата в земята или на нейната повърхност.

Съпротивлението на заземяващото устройство е съотношението на напрежението на заземяващото устройство към тока, протичащ от заземяващия проводник в земята.

Напрежението на заземяващото устройство е напрежението, което възниква, когато токът се оттича от заземяващия електрод в земята между точката на вход на тока в заземяващия електрод и зоната на нулев потенциал.

Свързани помежду си метални фитинги - фитинги стоманобетонни конструкциисграда (конструкция), която осигурява електрическа непрекъснатост.

Опасно искрене - недопустимо електрическо разреждане вътре в защитения обект, причинено от удар на мълния.

Безопасно разстояние - минималното разстояние между два проводящи елемента извън или вътре в защитения обект, при което между тях не може да възникне опасно искрене.

Устройство за защита от пренапрежение - устройство, предназначено да ограничава пренапреженията между елементите на защитения обект (например разрядник за пренапрежение, нелинеен разрядник за пренапрежение или друго защитно устройство).

Самостоятелен гръмоотвод - гръмоотвод, чиито мълниеотводи и токоотводи са разположени по такъв начин, че пътя на тока на мълнията да няма контакт със защитения обект.

Гръмоотвод, монтиран на защитения обект - гръмоотвод, чиито мълниеотводи и токоотводи са разположени по такъв начин, че част от тока на мълния да може да се разпространи през защитения обект или неговия заземен електрод.

Защитната зона на гръмоотвод е пространство в близост до гръмоотвод с дадена геометрия, характеризиращо се с това, че вероятността от удар на мълния в обект, изцяло разположен в неговия обем, не надвишава дадена стойност.

Допустима вероятност за пробив на мълния - максималната допустима вероятност P за удар на мълния в обект, защитен с мълниеотводи.

Надеждността на защитата се определя като 1 - R.

Индустриални комуникации - силови и информационни кабели, проводими тръбопроводи, непроводими тръбопроводи с вътрешна проводима среда.

2.2. Класификация на сгради и съоръжения по устройство за мълниезащита

Класификацията на обектите се определя от опасността от мълния за самия обект и околната среда.

Преките опасни ефекти от мълнията са пожари, механични повреди, наранявания на хора и животни, както и щети на електрическо и електронно оборудване. Последствията от удар на мълния могат да бъдат експлозии и опасни продукти- радиоактивни и отровни химикали, както и бактерии и вируси.

Ударите от мълния могат да бъдат особено опасни за информационните системи, системите за управление, управлението и захранването. За електронни устройства, монтирани в обекти с различно предназначение, е необходима специална защита.

Разглежданите обекти могат да бъдат разделени на обикновени и специални.

Обикновени обекти - жилищни и административни сгради, както и сгради и постройки с височина не повече от 60 m, предназначени за търговия, промишлено производство, Селско стопанство.

Специални обекти:
предмети, които представляват опасност за непосредствената среда;
обекти, които представляват опасност за социалната и физическата среда (обекти, които при удар от мълния могат да причинят вредни биологични, химически и радиоактивни емисии);
други обекти, за които може да се предвиди специална мълниезащита, например сгради с височина над 60 m, детски площадки, временни съоръжения, обекти в строеж.

В табл. 2.1 дава примери за разделяне на обекти в четири класа.

Таблица 2.1

Примери за класификация на обекти

По време на строителството и реконструкцията за всеки клас съоръжения се изисква да се определят необходимите нива на надеждност на защитата от преки попадения на мълнии (DSL). Например за обикновени обекти могат да се предложат четири нива на надеждност на защитата, посочени в табл. 2.2.

Таблица 2.2

Нива на защита срещу PIP за обикновени обекти

За специални обекти минимално допустимото ниво на надеждност на защита срещу PIP се определя в рамките на 0,9-0,999 в зависимост от степента на социалната му значимост и тежестта на очакваните последици от PIP, съгласувано с държавните контролни органи.

По желание на клиента проектът може да включва ниво на надеждност, което надвишава максимално допустимото.

2.3. Параметри на тока на мълния

Параметрите на токовете на мълния са необходими за изчисляване на механични и топлинни ефекти, както и за стандартизиране на средствата за защита срещу електромагнитни ефекти.

2.3.1. Класификация на въздействието на тока на мълнията

За всяко ниво на мълниезащита трябва да се определят максимално допустимите параметри на тока на мълния. Данните, дадени в стандарта, се отнасят за мълния надолу и нагоре по веригата.

Съотношението на полярността на мълниевите разряди зависи от географското местоположение на района. При липса на местни данни, това съотношение се приема за 10% за разряди с положителни токове и 90% за разряди с отрицателни токове.

Механичните и топлинните ефекти на мълнията се дължат на пиковата стойност на тока I, общия заряд Q total, заряда в импулса Q imp и специфичната енергия W/R. Най-високите стойности на тези параметри се наблюдават при положителни разряди.

Повредите, причинени от индуцирани пренапрежения, се дължат на стръмността на фронта на тока на мълнията. Наклонът се оценява в рамките на 30% и 90% нива от най-високата текуща стойност. Най-висока стойносттози параметър се наблюдава при последващи импулси на отрицателни разряди.

2.3.2. Параметри на токовете на мълния, предложени за стандартизиране на средствата за защита срещу преки попадения на мълния

Стойностите на изчислените параметри за тези, взети в таблицата. 2.2 нива на сигурност (със съотношение от 10% към 90% между дяловете на положителни и отрицателни разряди) са дадени в табл. 2.3.

Таблица 2.3

Съответствие на параметрите на тока на мълния и нивата на защита

2.3.3. Плътността на мълнията пада върху земята

Плътността на мълниите в земята, изразена като брой удари на 1 km 2 от земната повърхност за година, се определя според метеорологичните наблюдения на мястото на съоръжението.

Ако плътността на ударите на мълния в земята N g е неизвестна, тя може да се изчисли по следната формула, 1/(km 2 година):

, (2.1)

където T d е средната продължителност на гръмотевичните бури в часове, определена от регионалните карти на интензивността на гръмотевичната активност.

2.3.4. Параметри на токовете на мълния, предложени за стандартизиране на средствата за защита от електромагнитни ефекти на мълния

В допълнение към механичните и топлинните ефекти, токът на мълнията създава мощни импулси от електромагнитно излъчване, което може да причини повреда на системи, включително комуникационно, контролно, автоматизирано оборудване, изчислителни и информационни устройства и др. Тези сложни и скъпи системи се използват в много индустрии и предприятия. Тяхното увреждане в резултат на удар от мълния е крайно нежелателно както от съображения за безопасност, така и от икономически причини.

Удар от мълния може да съдържа или единичен токов импулс, или да се състои от поредица от импулси, разделени на интервали от време, по време на които протича слаб последващ ток. Параметрите на текущия импулс на първия компонент се различават значително от характеристиките на импулсите на следващите компоненти. По-долу са данните, характеризиращи изчислените параметри на текущите импулси на първия и следващите импулси (Таблици 2.4 и 2.5), както и дългосрочен ток (Таблица 2.6) в паузите между импулсите за обикновени обекти с различни нива на защита.

Таблица 2.4

Параметри на първия импулс на тока на мълния

________________
* Тъй като значителна част от общия заряд Qsum се пада на първия импулс, се приема, че общият заряд на всички къси импулси е равен на дадената стойност.
** Тъй като значителна част от общ специфична енергия W/R пада на първия импулс, приема се, че общият заряд на всички къси импулси е равен на намалената стойност.

Таблица 2.5

Параметри на последващ импулс на тока на мълния

Таблица 2.6

Параметри на дълготраен ток на мълния в интервала между импулсите

______________
* Q dl - зарядът от дълготрайния ток в периода между два импулса на ток на мълния.

Средният ток е приблизително равен на Q dl /T.

Формата на токовите импулси се определя от следния израз:

където I е максималният ток;
h - коефициент, коригиращ стойността на максималния ток;
t - време;
τ 1 - времеконстанта за фронта;
τ 2 е времеконстантата на затихване.

Стойностите на параметрите, включени във формулата (2.2), която описва промяната на тока на мълния във времето, са дадени в таблица. 2.7.

Таблица 2.7

Стойности на параметрите за изчисляване на формата на импулса на тока на мълния

Дълъг импулс може да се приеме като правоъгълен със среден ток I и продължителност T, съответстваща на данните в табл. 2.6.

3. ЗАЩИТА СРЕЩУ ПРЯКА МЪЛНИЯ

3.1. Комплекс от мълниезащитни средства

Комплексът от мълниезащитни съоръжения за сгради или конструкции включва защитни устройства срещу пряко попадение на мълния (външна мълниезащитна система - MZS) и устройства за защита от вторични мълниезащитни въздействия (вътрешна LZS). В отделни случаи мълниезащитата може да съдържа само външни или само вътрешни устройства. По принцип част от мълниеносните токове протичат през елементите на вътрешната мълниезащита.

Външният LSM може да бъде изолиран от конструкцията (отделно стоящи гръмоотводи или кабели, както и съседни конструкции, които действат като естествени мълниеотводи) или може да бъде монтиран върху защитаваната конструкция и дори да бъде част от нея.

Вътрешните мълниезащитни устройства са предназначени да ограничат електромагнитните ефекти на тока на мълния и да предотвратят искри вътре в защитения обект.

Мълниеносните токове, попадащи в гръмоотводите, се отклоняват към заземителния проводник чрез система от надолу (спускания) и се разпространяват в земята.

3.2. Външна мълниезащитна система

Външният MLT обикновено се състои от гръмоотводи, токопроводи и заземителни електроди. При специално производство техният материал и напречни сечения трябва да отговарят на изискванията на табл. 3.1.

Таблица 3.1

Материал и минимални напречни сечения на елементи на външния ISM

Забележка. Посочени стойностиможе да се увеличи в зависимост от повишената корозия или механично напрежение.

3.2.1. Гръмоотводи

3.2.1.1. Общи съображения

Гръмоотводите могат да бъдат специално монтирани, включително в съоръжението, или техните функции се изпълняват от структурни елементи на защитеното съоръжение; в последния случай те се наричат ​​естествени гръмоотводи.

Гръмоотводите могат да се състоят от произволна комбинация от следните елементи: пръти, опънати проводници (кабели), мрежести проводници (решетки).

3.2.1.2. Естествени гръмоотводи

Като естествени гръмоотводи могат да се считат следните структурни елементи на сгради и съоръжения:

а) метални покриви на защитени обекти, при условие че:
електрическа непрекъснатост между различни частиобезпечен за дълго време;
дебелината на покривния метал е не по-малка от стойността t, дадена в табл. 3.2 ако е необходимо да се защити покривът от повреда или изгаряне;
дебелината на покривния метал е най-малко 0,5 mm, ако не е необходимо да се предпазва от повреда и няма опасност от запалване на горими материали под покрива;
покривът не е изолиран. В този случай не се счита за изолация малък слой антикорозионна боя или слой от 0,5 mm асфалтово покритие, или слой от 1 mm пластмасово покритие;
неметалните покрития върху или под метален покрив не излизат извън защитения обект;
б) метални покривни конструкции (ферми, свързана стоманена армировка);
в) метални елементи като водосточни тръби, декорации, огради по ръба на покрива и др., ако напречното им сечение не е по-малко от стойностите, предписани за обикновени гръмоотводи;
г) технологични метални тръби и резервоари, ако са изработени от метал с дебелина най-малко 2,5 mm и проникването или прогарянето на този метал няма да доведе до опасни или неприемливи последици;
д) метални тръби и резервоари, ако са изработени от метал с дебелина най-малко от стойността t, дадена в табл. 3.2, а ако температурата се повиши от вътреобект в точката на удар от мълния не е опасен.

Таблица 3.2

Дебелината на покрива, тръбата или тялото на резервоара, действащи като естествен гръмоотвод

3.2.2. Надолу проводници

3.2.2.1. Общи съображения

За да се намали вероятността от опасно искрене, отвеждащите проводници трябва да бъдат разположени по такъв начин, че между точката на разрушаване и земята:

а) токът се разпространява по няколко успоредни пътя;
б) дължината на тези пътища е ограничена до минимум.

3.2.2.2. Разположение на токопроводи в мълниезащитни устройства, изолирани от защитавания обект

Ако гръмоотводът се състои от пръти, монтирани на отделни опори (или една опора), за всяка опора трябва да се осигури поне един токоотвод.

Ако гръмоотводът се състои от отделни хоризонтални проводници (кабели) или един проводник (кабел), е необходим поне един токоотвод за всеки край на кабела.

Ако гръмоотводът е мрежеста конструкция, окачена над защитения обект, е необходим поне един токоотвод за всяка негова опора. Общият брой на токоотводите трябва да бъде поне два.

3.2.2.3. Местоположение на токопроводи за неизолирани мълниезащитни устройства

Проводниците надолу са разположени по периметъра на защитения обект по такъв начин, че средното разстояние между тях да не е по-малко от стойностите, дадени в табл. 3.3.

Токопроводите се свързват с хоризонтални пояси близо до земната повърхност и на всеки 20 m по височината на сградата.

Таблица 3.3

Средни разстояния между долните проводници в зависимост от нивото на защита

3.2.2.4. Указания за поставяне на токопроводи

Желателно е отвеждащите проводници да са равномерно разположени по периметъра на защитения обект. Ако е възможно, те се полагат близо до ъглите на сградите.

Проводниците, които не са изолирани от защитения обект, се полагат, както следва:

ако стената е направена от негорим материал, токопроводите могат да бъдат фиксирани върху повърхността на стената или да преминават през стената;
ако стената е направена от горим материал, токопроводите могат да бъдат фиксирани директно върху повърхността на стената, така че повишаването на температурата по време на протичане на ток на мълния не представлява опасност за материала на стената;
ако стената е направена от горим материал и повишаването на температурата на токопроводите е опасно за нея, токопроводите трябва да бъдат разположени така, че разстоянието между тях и защитения обект винаги да надвишава 0,1 м. Металните скоби за фиксиране на токопроводите може да е в контакт със стената.

Токопроводите не трябва да се полагат във водосточните тръби. Препоръчително е да поставите токопроводи на максимално възможно разстояние от врати и прозорци.

Проводниците надолу се полагат в прави и вертикални линии, така че пътят до земята да е възможно най-къс. Не се препоръчва полагането на проводници под формата на контури.

3.2.2.5. Естествени елементи на токопроводи

Следните конструктивни елементи на сградите могат да се считат за естествени токоотводи:

а) метални конструкции, при условие че:
електрическата непрекъснатост между различните елементи е трайна и отговаря на изискванията на точка 3.2.4.2;
те нямат по-малки размери от необходимите за специално предвидени токопроводи. Металните конструкции могат да имат изолационно покритие;
б) металната рамка на сграда или конструкция;
в) свързана стоманена армировка на сграда или конструкция;
г) части от фасадата, профилни елементи и носещи метални конструкции на фасадата, при условие че размерите им отговарят на указанията за токопроводи и дебелината им е най-малко 0,5 mm.

Счита се, че металната армировка на стоманобетонни конструкции осигурява електрическа непрекъснатост, ако отговаря на следните условия:

приблизително 50% от връзките на вертикални и хоризонтални пръти са направени чрез заваряване или имат твърда връзка (закрепване с болтове, плетене на тел);
осигурява се електрическа непрекъснатост между стоманената армировка на различните сглобяеми бетонни блокове и армировката на бетонните блокове, подготвени на място.

Не е необходимо да се поставят хоризонтални колани, ако метални рамкикато надолу проводници се използват сгради или стоманобетонна стоманена армировка.

3.2.3. Заземители

3.2.3.1. Общи съображения

Във всички случаи, с изключение на използването на самостоятелен гръмоотвод, мълниезащитният заземителен електрод трябва да се комбинира със заземителните електроди на електрическите инсталации и комуникационните средства. Ако тези заземителни превключватели трябва да бъдат разделени по някакви технологични причини, те трябва да бъдат комбинирани в обща система, като се използва система за изравняване на потенциала.

3.2.3.2. Специално положени заземителни електроди

Препоръчително е да използвате следните видове заземителни електроди: една или повече вериги, вертикални (или наклонени) електроди, радиално разминаващи се електроди или заземителен контур, положен на дъното на ямата, заземителни решетки.

Дълбоко заровените земни електроди са ефективни, ако съпротивлението на почвата намалява с дълбочината и на голяма дълбочина се оказва значително по-малко, отколкото на нивото на обичайното местоположение.

Заземителният проводник под формата на външен контур е за предпочитане положен на дълбочина най-малко 0,5 m от повърхността на земята и на разстояние най-малко 1 m от стените. Заземителните електроди трябва да бъдат разположени на дълбочина най-малко 0,5 m извън защитения обект и да бъдат възможно най-равномерно разпределени; в този случай трябва да се стремим да сведем до минимум взаимното им екраниране.

Дълбочината на полагане и вида на заземяващите електроди се избират от условието за осигуряване на минимална корозия, както и възможно най-малката сезонна вариация на съпротивлението на заземяване в резултат на изсушаване и замръзване на почвата.

3.2.3.3. Естествени заземителни електроди

Като заземителни електроди може да се използва свързана стоманобетонна армировка или други подземни метални конструкции, които отговарят на изискванията на точка 3.2.2.5. Ако стоманобетонната армировка се използва като заземителни електроди, се поставят повишени изисквания към местата на нейните връзки, за да се изключи механичното разрушаване на бетона. Ако се използва предварително напрегнат бетон, трябва да се вземат предвид възможните последствия от преминаването на ток на мълния, който може да причини неприемливи механични натоварвания.

3.2.4. Закрепване и свързване на елементи на външния LSM

3.2.4.1. Закопчаване

Гръмоотводите и долните проводници са твърдо фиксирани, така че да се изключи разкъсване или разхлабване на закрепването на проводниците под действието на електродинамични сили или произволни механични въздействия (например от порив на вятър или падащ снежен слой).

3.2.4.2. Връзки

Броят на връзките на проводниците е намален до минимум. Връзките се осъществяват чрез заваряване, запояване, поставяне в затягащо ухо или също е възможно закрепване с болтове.

3.3. Избор на гръмоотводи

3.3.1. Общи съображения

Изборът на вида и височината на гръмоотводите се извършва въз основа на стойностите на необходимата надеждност R z. Един обект се счита за защитен, ако съвкупността от всички негови гръмоотводи осигурява надеждност на защита най-малко R s.

Във всички случаи защитната система срещу директни попадения на мълнии е избрана така, че да се използват максимално естествените мълниеотводи, а при недостатъчна защита, осигурена от тях - в комбинация със специално монтирани мълниеотводи.

По принцип изборът на гръмоотводи трябва да се извършва с помощта на подходящи компютърни програми, които могат да изчислят защитните зони или вероятността от проникване на мълния в обект (група от обекти) с всякаква конфигурация с произволно местоположение на почти всякакъв брой гръмоотводи от различни видове.

Ceteris paribus, височината на гръмоотводите може да бъде намалена, ако се използват кабелни конструкции вместо прътови конструкции, особено когато те са окачени по външния периметър на обекта.

Ако защитата на обекта се осигурява от най-простите гръмоотводи (единичен прът, единичен кабел, двоен прът, двоен кабел, затворен кабел), размерите на мълниеприемниците могат да бъдат определени с помощта на защитните зони, посочени в този стандарт.

В случай на проектиране на мълниезащита за обикновен обект е възможно да се определят защитните зони чрез защитния ъгъл или чрез метода на търкалящата се сфера съгласно стандарта на Международната електротехническа комисия (IEC 1024), при условие че изискванията за изчисление на Международната Електротехническата комисия се оказва по-строга от изискванията на тази инструкция.

3.3.2. Типични защитни зони на прътови и телени мълниеотводи

3.3.2.1. Защитни зони на единичен гръмоотвод

Стандартната защитна зона на единичен гръмоотвод с височина h е кръгъл конус с височина h 0

Дадените по-долу формули за изчисление (Таблица 3.4) са подходящи за гръмоотводи с височина до 150 м. За по-високи гръмоотводи трябва да се използва специален метод за изчисление.

Ориз. 3.1. Защитна зона на единичен гръмоотвод

За защитната зона на необходимата надеждност (фиг. 3.1) радиусът на хоризонталното сечение r x на височината h x се определя по формулата:

(3.1)

Таблица 3.4

Изчисляване на защитната зона на единичен гръмоотвод

3.3.2.2. Защитни зони на единичен телеен мълниеотвод

Стандартните защитни зони на единичен тел мълниеотвод с височина h са ограничени от симетрични фронтонни повърхности, които образуват равнобедрен триъгълник във вертикално сечение с връх на височина h 0

Дадените по-долу формули за изчисление (Таблица 3.5) са подходящи за гръмоотводи с височина до 150 m. по-голяма надморска височинатрябва да се използва специален софтуер. Тук и по-долу h е минималната височина на кабела над нивото на земята (включително провисването).

Ориз. 3.2. Защитна зона на единичен телеен мълниеотвод:
L - разстояние между точките на окачване на кабелите

Полуширочината r x на защитната зона на необходимата надеждност (фиг. 3.2) на височина h x от земната повърхност се определя от израза:

Ако е необходимо да се разшири защитеният обем, към краищата на защитната зона на самия телеен мълниеприемник могат да се добавят защитни зони на носещи опори, които се изчисляват по формулите за единични гръмоотводи, представени в табл. 3.4. В случай на големи провисвания на кабела, например при въздушни електропроводи, се препоръчва да се изчисли предвидената вероятност за пробив на мълния чрез софтуерни методи, тъй като изграждането на защитни зони според минималната височина на кабела в участъка може да доведе до неоправдани разходи.

Таблица 3.5

Изчисляване на защитната зона на едножилен мълниеотвод

3.3.2.3. Защитни зони на двоен гръмоотвод

Гръмоотводът се счита за двоен, когато разстоянието между прътовите гръмоотводи L не надвишава граничната стойност L max . В противен случай и двата гръмоотвода се считат за единични.

Конфигурацията на вертикални и хоризонтални участъци на стандартни защитни зони на двоен прътов мълниеприемник (височина h и разстояние L между мълниеотводите) е показана на фиг. 3.3. Изграждане на външните площи на зоните двоен гръмоотвод(полуконуси с размери h 0, r 0) се произвежда по формулите на табл. 3.4 за единични гръмоотводи. Размерите на вътрешните зони се определят от параметрите h 0 и h c , първият от които задава максималната височина на зоната директно при гръмоотводите, а вторият - минималната височина на зоната в средата между гръмоотводите . При разстояние между гръмоотводите L ≤ L c, границата на зоната няма провисване (h c = h 0). За разстояния L c ≤ L ≥ L max, височината h c се определя от израза

(3.3)

Включените в него гранични разстояния L max и L c се изчисляват по емпиричните формули на табл. 3.6, подходящ за гръмоотводи с височина до 150 м. За по-високи гръмоотводи трябва да се използва специален софтуер.

Размерите на хоризонталните участъци на зоната се изчисляват по следните формули, общи за всички нива на надеждност на защитата:

Ориз. 3.3. Защитна зона на двупрътов гръмоотвод

Таблица 3.6

Изчисляване на параметрите на защитната зона на двупрътов гръмоотвод

3.3.2.4. Защитни зони на двутелов гръмоотвод

Гръмоотводът се счита за двоен, когато разстоянието между кабелите L не превишава граничната стойност L max . В противен случай и двата гръмоотвода се считат за единични.

Конфигурацията на вертикални и хоризонтални участъци на стандартни защитни зони на двужилен мълниеотвод (височина h и разстояние между проводниците L) е показана на фиг. 3.4. Изграждането на външните области на зоните (две навесни повърхности с размери h 0, r 0) се извършва по формулите на табл. 3.5 за едножични гръмоотводи.

Ориз. 3.4. Защитна зона на двужилен гръмоотвод

Размерите на вътрешните области се определят от параметрите h 0 и h c , първият от които задава максималната височина на зоната директно при кабелите, а вторият - минималната височина на зоната в средата между кабелите. При разстояние между кабелите L≤L c, границата на зоната няма провисване (h c = h 0). За разстояния L c L≤L max височина h c се определя от израза

(3.7)

Включените в него гранични разстояния Lmax и Lc се изчисляват по емпиричните формули на табл. 3.7, подходящ за кабели с височина на окачване до 150 м. При по-голяма височина на гръмоотводите трябва да се използва специален софтуер.

Дължината на хоризонталния участък на защитната зона на височина h x се определя по формулите:

l x \u003d L / 2 за h c ≥ h x;

(3.8)

За разширяване на защитения обем зоната на защита на опорите, носещи кабелите, може да се наложи върху зоната на двупроводния гръмоотвод, която се изгражда като зоната на двупрътовия гръмоотвод, ако разстоянието L между опорите е по-малко от L max изчислено по формулите на табл. 3.6. В противен случай опорите трябва да се разглеждат като единични гръмоотводи.

Когато кабелите са неуспоредни или неравномерни по височина или височината им варира по дължината на участъка, трябва да се използва специален софтуер за оценка на надеждността на тяхната защита. Също така се препоръчва да се продължи с големи провисвания на кабела в участъка, за да се избегнат прекомерни граници на безопасност.

Таблица 3.7

Изчисляване на параметрите на защитната зона на двужилен гръмоотвод

3.3.2.5 Защитни зони на затворен телеен гръмоотвод

Формулите за изчисление на клауза 3.3.2.5 могат да се използват за определяне на височината на окачване на затворен тел мълниеотвод, предназначен да защитава обекти с необходимата надеждност с височина h 0

Ориз. 3.5. Защитна зона на затворен телеен гръмоотвод

За изчисляване на h се използва изразът:

h = A + Bh0, (3.9)

в който константите A и B се определят в зависимост от нивото на надеждност на защитата по следните формули:

а) надеждност на защитата Р s = 0,99

б) надеждност на защитата Р s = 0,999

Изчислените съотношения са валидни при D > 5 м. Работата с по-малки хоризонтални премествания на кабела е неподходяща поради високата вероятност от обратни светкавици от кабела към защитения обект. По икономически причини затворените телени мълниеотводи не се препоръчват, когато изискваната надеждност на защита е по-малка от 0,99.

Ако височината на обекта надвишава 30 m, височината на затворения телеен гръмоотвод се определя с помощта на софтуер. Същото трябва да се направи и за затворен контур със сложна форма.

След като изберете височината на гръмоотводите според техните защитни зони, се препоръчва компютърно да проверите реалната вероятност за пробив и в случай на голям запас на безопасност да направите корекция, като зададете по-ниска височина на гръмоотводите. .

По-долу са правилата за определяне на защитни зони за обекти с височина до 60 m, посочени в стандарта IEC (IEC 1024-1-1). При проектирането може да се избере всеки метод на защита, но практиката показва възможността за използване на отделни методи в следните случаи:

методът на защитния ъгъл се използва за конструкции с проста форма или за малки части от големи конструкции;
методът на фиктивната сфера е подходящ за конструкции със сложна форма;
използването на защитна мрежа е препоръчително в общия случай и особено за защита на повърхности.

В табл. 3.8 за нива на защита I - IV са дадени стойностите на ъглите в горната част на защитната зона, радиусите на фиктивната сфера, както и максимално допустимата стъпка на клетката на мрежата.

Таблица 3.8

Параметри за изчисляване на гръмоотводи съгласно препоръките на IEC

_______________
* В тези случаи са приложими само мрежи или фиктивни сфери.

Родовите гръмоотводи, мачти и кабели се поставят така, че всички части на конструкцията да са в защитната зона, образувана под ъгъл. акъм вертикалата. Защитният ъгъл се избира според таблицата. 3.8, където h е височината на гръмоотвода над повърхността, която трябва да бъде защитена.

Методът на защитния ъгъл не се използва, ако h е по-голям от радиуса на фиктивната сфера, определена в таблица 1. 3.8 за подходящото ниво на защита.

Методът на фиктивната сфера се използва за определяне на защитната зона за част или зони от конструкцията, когато съгласно табл. 3.4, дефинирането на защитната зона чрез защитния ъгъл е изключено. Обектът се счита за защитен, ако фиктивната сфера, докосваща повърхността на гръмоотвода и равнината, върху която е монтиран, няма общи точки със защитения обект.

Мрежата защитава повърхността, ако са изпълнени следните условия:

мрежестите проводници минават по ръба на покрива, ако покривът надхвърля общите размери на сградата;
мрежестият проводник минава по билото на покрива, ако наклонът на покрива надвишава 1/10;
страничните повърхности на конструкцията на нива, по-високи от радиуса на фиктивната сфера (виж таблица 3.8), са защитени с гръмоотводи или мрежа;
размерите на клетката на мрежата не са повече от тези, дадени в табл. 3,8;
мрежата е направена по такъв начин, че токът на мълния винаги да има поне два различни пътя към заземителния електрод;
никакви метални части не трябва да излизат извън външните контури на мрежата.

Мрежестите проводници трябва да бъдат положени възможно най-къси.

3.3.4. Защита на електрически метални кабелни далекопроводи на магистрални и вътрешнозонови съобщителни мрежи

3.3.4.1. Защита на новопроектирани кабелни линии

На новопроектирани и реконструирани кабелни линии на главните и интразоналните комуникационни мрежи 1 трябва задължително да се осигурят защитни мерки в онези участъци, където вероятната плътност на повредата (вероятният брой опасни мълнии) надвишава допустимата, посочена в таблица. 3.9.

___________________
1 Опорни мрежи - мрежи за пренос на информация на големи разстояния; вътрешнозонални мрежи - мрежи за пренос на информация между областни и областни центрове.

Таблица 3.9

Допустим брой опасни мълнии на 100 км трасе годишно за електрически кабеливръзки

3.3.4.2. Защита на нови линии, положени в близост до съществуващи

Ако проектираната кабелна линия е положена в близост до съществуващата кабелна линия и е известен действителният брой повреди на последната по време на нейната експлоатация за период от най-малко 10 години, тогава при проектирането на защитата на кабела от мълнии нормата за допустимите плътността на щетите трябва да отчита разликата между действителните и изчислените щети на съществуващата кабелна линия.

В този случай допустимата плътност на повреда n 0 на проектираната кабелна линия се намира чрез умножаване на допустимата плътност от табл. 3.9 относно съотношението на изчисленото n p и действителното n f увреждане на съществуващия кабел от мълнии на 100 km от маршрута годишно:

.

3.3.4.3. Защита на съществуващи кабелни линии

На съществуващите кабелни линии се извършват защитни мерки в зоните, където са възникнали мълнии, а дължината на защитения участък се определя от условията на терена (дължината на хълм или участък с повишено съпротивление на почвата и др.), но най-малко 100 m се отделят от всяка страна на нараняването. В тези случаи се предвижда полагане на мълниезащитни кабели в земята. Ако кабелна линия, която вече има защита, е повредена, тогава след отстраняване на повредата се проверява състоянието на средствата за мълниезащита и едва след това се взема решение за оборудване на допълнителна защита под формата на полагане на кабели или подмяна на съществуващия кабел с по-устойчива на мълниеносни разряди. Работите по защита трябва да се извършат веднага след отстраняване на щетите от мълния.

3.3.5. Защита на оптични кабелни преносни линии на магистрални и вътрешнозонови съобщителни мрежи

3.3.5.1. Допустим брой опасни мълнии в оптични линии на опорни и вътрешнозонови съобщителни мрежи

На проектираните оптични кабелни преносни линии на опорните и вътрешнозоновите комуникационни мрежи са задължителни защитни мерки срещу повреда от мълния в тези зони, където вероятният брой опасни мълнии (вероятна плътност на повреда) в кабелите надвишава допустимия брой, посочен в табл. . 3.10.

Таблица 3.10

Допустим брой опасни мълнии на 100 км трасе годишно за оптични комуникационни кабели

При проектирането на оптични кабелни преносни линии се предвижда използването на кабели с категория на мълниеустойчивост не по-ниска от посочените в табл. 3.11, в зависимост от предназначението на кабелите и условията на полагане. В този случай при полагане на кабели на открити площи защитни меркиможе да се изисква изключително рядко, само в райони с високо съпротивление на почвата и повишена гръмотевична активност.

Таблица 3.11

3.3.5.3. Защита на съществуващи оптични кабелни линии

На съществуващи оптични кабелни преносни линии се предприемат защитни мерки в зоните, където са настъпили поражения от мълнии, като дължината на защитения участък се определя от условията на терена (дължина на хълм или участък с повишено съпротивление на почвата и др. ), но трябва да бъде най-малко 100 m във всяка посока от мястото на повредата. В тези случаи е необходимо да се предвиди полагане на защитни проводници.

Работата по оборудването на защитните мерки трябва да се извърши веднага след отстраняване на щетите от мълния.

3.3.6. Защита от мълнии на прокарани в населеното място електрически и оптични съобщителни кабели

При полагане на кабели в населено място, с изключение на случаите на пресичане и приближаване на въздушни линии с напрежение 110 kV и повече, не се осигурява защита срещу удари на мълнии.

3.3.7. Защита на кабели, положени по края на гората, в близост до отделни дървета, опори, мачти

Осигурена е защита на комуникационни кабели, положени по границите на гората, както и в близост до обекти с височина над 6 m (единично стоящи дървета, опори на комуникационни линии, електропроводи, гръмоотводни мачти и др.), ако разстоянието между кабела и обекта (или неговия подземна част) по-малко от разстоянията, дадени в табл. 3.12 за различни стойности на земното съпротивление.

Таблица 3.12

Допустими разстояния между кабела и заземяващия контур (подпора)

4. ЗАЩИТА СРЕЩУ ВТОРИЧНИ ВЪЗДЕЙСТВИЯ НА МЪЛНИЯ

4.1. Общи положения

Раздел 4 очертава основните принципи на защита срещу вторични светкавични ефекти на електрически и електронни системи, като се вземат предвид препоръките на IEC (стандарт 61312). Тези системи се използват в много индустрии, които използват доста сложно и скъпо оборудване. Те са по-чувствителни към мълния от предишните поколения, така че трябва да се вземат специални мерки за защитата им от опасните ефекти на мълнията.

Пространството, в което са разположени електрически и електронни системи, трябва да бъде разделено на зони с различна степен на защита. Зоните се характеризират със значителна промяна на електромагнитните параметри на границите. Като цяло, колкото по-висок е номерът на зоната, толкова по-малка стойностпараметри на електромагнитните полета, токове и напрежения в зоновото пространство.

Зона 0 е зоната, в която всеки обект е обект на директен удар на мълния и следователно целият ток на мълния може да премине през него. В тази област електромагнитното поле има максимална стойност.

Зона 0 E - зона, в която обектите не са обект на директен удар на мълния, но електромагнитното поле не е отслабено и също има максимална стойност.

Зона 1 - зона, в която обектите не са обект на директен удар на мълния и токът във всички проводими елементи вътре в зоната е по-малък, отколкото в зона 0 E; в тази област електромагнитното поле може да бъде отслабено чрез екраниране.

Други зони се настройват, ако е необходимо допълнително намаляване на тока и/или затихване. електромагнитно поле; изискванията за параметрите на зоните се определят в съответствие с изискванията за защита на различни зони на обекта.

Общите принципи за разделяне на защитеното пространство на мълниезащитни зони са показани на фиг. 4.1.

На границите на зоните трябва да се вземат мерки за екраниране и свързване на всички метални елементи и комуникации, преминаващи през границата.

Две пространствено разделени зони 1 могат да образуват обща зона чрез екранирана връзка (фиг. 4.2).

Ориз. 4.1. Мълниезащитни зони:
1 - ЗОНА 0 (външна среда); 2 - ЗОНА 1 (вътрешна електромагнитна среда); 3 - ЗОНА 2; 4 - ЗОНА 2 (ситуация вътре в кабинета); 5 - ЗОНА 3

Ориз. 4.2. Комбиниране на две зони

4.3. Екраниране

Екранирането е основният начин за намаляване на електромагнитните смущения.

Металната конструкция на строителна конструкция е или може да се използва като екран. Такава екранна конструкция се формира например от стоманена армировка на покрива, стените, подовете на сградата, както и метални части на покрива, фасади, стоманени рамки, решетки. Тази екранираща структура образува електромагнитен щит с отвори (поради прозорци, врати, вентилационни отвори, разстояние между мрежите във фитинги, слотове в метална фасада, отвори за електропроводи и др.). За да се намали влиянието на електромагнитните полета, всички метални елементи на обекта са електрически комбинирани и свързани към системата за мълниезащита (фиг. 4.3).

Ако кабелите преминават между съседни обекти, заземяващите електроди на последните се свързват, за да се увеличи броят на паралелните проводници и поради това да се намалят токовете в кабелите. Това изискване е добре изпълнено от заземителна система под формата на решетка. За да намалите индуцирания шум, можете да използвате:

външно екраниране;
рационално полагане на кабелни линии;
екраниране на електропроводи и комуникационни линии.

Всички тези дейности могат да се извършват едновременно.

Ако в защитеното пространство има екранирани кабели, техните екрани се свързват към мълниезащитната система в двата края и на границите на зоната.

Кабелите, преминаващи от един обект към друг, се полагат по цялата им дължина в метални тръби, мрежести кутии или стоманобетонни кутии с мрежести фитинги. Метални елементи от тръби, канали и кабелни екрани се свързват към посочените общи обектни шини. Метални канали или скари не могат да се използват, ако кабелните екрани са в състояние да издържат на очаквания ток на мълния.

Ориз. 4.3. Комбиниране на метални елементи от обект за намаляване на влиянието на електромагнитните полета:

1 - заваряване в пресечните точки на проводници; 2 - масивна непрекъсната рамка на вратата; 3 - заваряване на всеки прът

4.4. Връзки

Връзките на метални елементи са необходими, за да се намали потенциалната разлика между тях вътре в защитения обект. На границите на зоните се извършват връзки на метални елементи и системи, разположени вътре в защитеното пространство и пресичащи границите на мълниезащитните зони. Връзките трябва да се извършват със специални проводници или скоби и, когато е необходимо, с устройства за защита от пренапрежение.

4.4.1. Връзки на границите на зоната

Всички проводници, влизащи в обекта отвън, са свързани към мълниезащитната система.

Ако външни проводници, захранващи кабели или комуникационни кабели влизат в обекта в различни точки и следователно има няколко общи шини, последните се свързват по най-късия път към затворен заземяващ контур или структурна армировка и метална външна обшивка (ако има такава). Ако няма затворен заземяващ контур, тези общи шини са свързани към отделни заземителни електроди и свързани чрез външен пръстеновиден проводник или счупен пръстен. Ако външните проводници влизат в обект над земята, общите шини се свързват към хоризонтален пръстеновиден проводник вътре или извън стените. Този проводник от своя страна е свързан с долните проводници и фитинги.

Проводниците и кабелите, влизащи в съоръжението на нивото на земята, се препоръчва да се свързват към мълниезащитната система на същото ниво. Общата шина в точката на влизане на кабелите в сградата е разположена възможно най-близо до заземителния електрод и арматурата на конструкцията, с която е свързана.

Пръстеновият проводник е свързан към фитинги или други екраниращи елементи, като метална облицовка, на всеки 5 м. Минималното напречно сечение на медни или галванизирани стоманени електроди е 50 mm 2.

Общите шини за обекти с информационни системи, където се предполага, че въздействието на тока на мълнията е сведено до минимум, трябва да бъдат направени от метални пластини с голям брой връзки към арматура или други екраниращи елементи.

За контактни връзки и устройства за защита от пренапрежение, разположени на границите на зони 0 и 1, текущите параметри, посочени в табл. 2.3. Ако има няколко проводника, трябва да се вземе предвид разпределението на токовете по протежение на проводниците.

За проводници и кабели, влизащи в обект на нивото на земята, се оценява частта от тока на мълния, която те провеждат.

Напречните сечения на свързващите проводници се определят съгласно табл. 4.1 и 4.2. Раздел. 4.1 се използва, ако повече от 25% от тока на мълнията протича през проводящия елемент, а табл. 4.2 - ако е по-малко от 25%.

Таблица 4.1

Секции от проводници, през които протича по-голямата част от тока на мълнията

Таблица 4.2

Участъци от проводници, през които протича незначителна част от тока на мълнията

Устройството за защита от пренапрежение е избрано да издържа на част от тока на мълния, да ограничава пренапреженията и да прекъсва последващите токове след основните импулси.

Максималното пренапрежение U max на входа на обекта е съгласувано с издържаното напрежение на системата.

За да се сведе до минимум стойността на U max, линиите се свързват към обща шина с проводници с минимална дължина.

Всички проводими елементи, като кабелни линии, пресичащи границите на мълниезащитните зони, се свързват в тези граници. Връзката се осъществява на обща шина, към която също са свързани екрани и други метални елементи (например кутии за оборудване).

За клемни клеми и ограничители на пренапрежение, текущите стойности се оценяват за всеки отделен случай. Максималното свръхнапрежение на всяка граница се координира с издържаното напрежение на системата. Устройствата за защита от пренапрежение на границите на различните зони също са координирани по отношение на енергийните характеристики.

4.4.2. Връзки вътре в защитения обем

Всички вътрешни проводими елементи със значителни размери, като релси на асансьори, кранове, метални подове, метални рамки на врати, тръби, кабелни скари, са свързани към най-близката обща шина или друг общ свързващ елемент по най-късия път. Допълнителни връзки на проводими елементи също са желателни.

Напречните сечения на свързващите проводници са посочени в табл. 4.2. Предполага се, че само малка част от тока на мълнията преминава в свързващите проводници.

Всички отворени проводими части на информационните системи са свързани в една мрежа. В специални случаи такава мрежа може да няма връзка със заземителния проводник.

Има два начина за свързване на метални части на информационни системи, като корпуси, черупки или рамки, към земния електрод: връзките се правят под формата на радиална система или под формата на решетка.

При използване на радиална система всички нейни метални части са изолирани от заземителния електрод навсякъде, с изключение на единствената точка на свързване с него. Обикновено такава система се използва за сравнително малки обекти, където всички елементи и кабели влизат в обекта в една точка.

Радиалната заземителна система е свързана към общата заземителна система само в една точка (фиг. 4.4). В този случай всички линии и кабели между устройствата в оборудването трябва да бъдат положени успоредно на звездните заземителни проводници, за да се намали индуктивната верига. Поради заземяване в една точка, нискочестотните токове, които се появяват при удар на мълния, не влизат в информационната система. Освен това източниците на нискочестотни смущения вътре в информационната система не създават токове в заземителната система. Входът в защитната зона на проводниците се извършва изключително в централната точка на системата за изравняване на потенциала. Уточнено обща точкае и най-добрата точка за свързване на устройства за защита от пренапрежение.

Когато се използва решетка, нейните метални части не са изолирани от общата заземителна система (фиг. 4.5). Мрежата се свързва с цялостната система в много точки. Обикновено мрежата се използва за разширение отворени системикъдето оборудването е свързано с голям брой различни линии и кабели и където те влизат в съоръжението в различни точки. В този случай цялата система има нисък импеданс на всички честоти. В допълнение, голям брой късо съединени контури на мрежата отслабват магнитното поле в близост до информационната система. Устройствата в охранителната зона се свързват помежду си на най-къси разстояния чрез няколко проводника, както и към металните части на охраняваната зона и зоновия екран. В този случай металните части, присъстващи в устройството, като арматура в пода, стените и покрива, метални решетки, неелектрическо метално оборудване, като тръби, вентилационни и кабелни канали, се използват максимално.

Ориз. 4.4. Схема на свързване на захранващи и комуникационни проводници със звездообразна система за изравняване на потенциала:
1 - щит на защитната зона; 2 - електрическа изолация; 3 - проводник на системата за изравняване на потенциала; 4 - централната точка на системата за изравняване на потенциала; 5 - комуникационни проводници, захранване

Ориз. 4.5. Мрежово изпълнение на системата за изравняване на потенциала:
1 - щит на защитната зона; 2 - проводник за изравняване на потенциала

Ориз. 4.6. Интегрирано внедряване на системата за изравняване на потенциала:
1 - щит на защитната зона; 2 - електрическа изолация; 3 - централната точка на системата за изравняване на потенциала

И двете конфигурации, радиална и мрежеста, могат да бъдат комбинирани в сложна система, както е показано на фиг. 4.6. Обикновено, въпреки че не е необходимо, връзката на локалната наземна мрежа с общата система се осъществява на границата на мълниезащитната зона.

4.5. заземяване

Основната задача на заземяващото мълниезащитно устройство е да отклони възможно най-голяма част от тока на мълния (50% или повече) към земята. Останалата част от тока протича през комуникациите, подходящи за сградата (кабелни обвивки, водопроводни тръби и др.) В този случай опасни напрежения не възникват върху самия заземяващ електрод. Тази задача се изпълнява от решетка под и около сградата. Заземяващите проводници образуват мрежест контур, който свързва бетонната армировка в долната част на основата. Това е често срещан метод за създаване на електромагнитен щит в долната част на сграда. Пръстенопроводът около сградата и/или в бетона по периферията на основата е свързан към заземителната система чрез заземителни проводници, обикновено на всеки 5 м. Към споменатите пръстеновидни проводници може да бъде свързан външен заземителен проводник.

Бетонната армировка в долната част на основата е свързана към заземителната система. Армировката трябва да образува решетка, свързана със земната система, обикновено на всеки 5 m.

Възможно е да се използва галванизирана стоманена мрежа с ширина на мрежата обикновено 5 m, заварена или механично закрепена към армировъчните пръти, обикновено на всеки 1 m. На фиг. Фигури 4.7 и 4.8 показват примери на мрежесто заземително устройство.

Свързването на заземителния проводник и свързващата система създава заземителна система. Основната задача на заземителната система е да намали потенциалната разлика между всяка точка на сградата и оборудването. Този проблем се решава чрез създаване на голям брой паралелни пътища за токове на мълния и индуцирани токове, образуващи мрежа с ниско съпротивление в широк честотен спектър. Множеството и паралелните пътища имат различни резонансни честоти. Множество контури със зависещи от честотата импеданси създават единична мрежа с нисък импеданс за смущения в разглеждания спектър.

4.6. Устройства за защита от пренапрежение

Устройствата за защита от пренапрежение (SPD) са инсталирани на пресечната точка на захранващата, контролната, комуникационната, телекомуникационната линия на границата на две екраниращи зони. SPDs са координирани за постигане на приемливо разпределение на натоварването между тях в съответствие с тяхната устойчивост на разрушаване, както и за намаляване на вероятността от разрушаване на защитеното оборудване под въздействието на ток на мълния (фиг. 4.9).

Ориз. 4.9. Пример за инсталиране на SPD в сграда

Препоръчително е да свържете захранващите и комуникационните линии, влизащи в сградата, с една шина и да поставите техните SPD възможно най-близо един до друг. Това е особено важно при сгради, направени от неекраниращ материал (дърво, тухли и др.). SPD са избрани и инсталирани така, че токът на мълния да се отклонява основно към заземителната система на границата на зони 0 и 1.

Тъй като енергията на тока на мълния се разсейва главно на тази граница, следващите SPD защитават само от останалата енергия и ефектите на електромагнитното поле в зона 1. За най-добра защита срещу пренапрежения, когато инсталирате SPD, къси свързващи проводници, изводи и се използват кабели.

Въз основа на изискванията за координация на изолацията в електроцентралите и устойчивостта на повреда на защитеното оборудване е необходимо да се избере нивото на напрежение на SPD под максималната стойност, така че ефектът върху защитеното оборудване винаги да е под допустимото напрежение. Ако нивото на устойчивост на повреди не е известно, трябва да се използва индикативно или тестово ниво. Броят на SPD в защитената система зависи от устойчивостта на защитаваното оборудване срещу повреда и характеристиките на самите SPD.

4.7. Защита на оборудването в съществуващи сгради

Нарастващото използване на сложно електронно оборудване в съществуващи сгради изисква по-добра защита срещу мълнии и други електромагнитни смущения. Има се предвид, че в съществуващи сгради необходимите мерки за мълниезащита се избират, като се вземат предвид характеристиките на сградата, като конструктивни елементи, съществуващо енергийно и информационно оборудване.

Необходимостта от защитни мерки и техният избор се определя въз основа на първоначалните данни, които се събират на етапа на предпроектните проучвания. Приблизителен списък с такива данни е даден в табл. 4.3-4.6.

Таблица 4.3

Първоначални данни за сградата и околната среда

Таблица 4.4

Първоначални данни за оборудването

Таблица 4.5

Характеристики на оборудването

Таблица 4.6

Други данни относно избора на концепция за защита

Въз основа на анализа на риска и данните, дадени в табл. 4.3-4.6 се взема решение за необходимостта от изграждане или реконструкция на мълниезащитна система.

4.7.1 Защитни мерки при използване на външна мълниезащитна система

Основната задача е да се намери оптималното решение за подобряване на външната мълниезащитна система и други мерки.

Подобряване на външната мълниезащитна система се постига:

1) включването на външната метална облицовка и покрива на сградата в системата за мълниезащита;
2) използването на допълнителни проводници, ако арматурата е свързана по цялата височина на сградата - от покрива през стените до заземяването на сградата;
3) намаляване на пролуките между металните спускания и намаляване на стъпката на клетката на гръмоотвода;
4) монтаж на съединителни ленти (гъвкави плоски проводници) на фугите между съседни, но конструктивно разделени блокове. Разстоянието между лентите трябва да бъде половината от разстоянието между склоновете;
5) свързване на удължен проводник с отделни блокове на сградата. Обикновено връзките са необходими на всеки ъгъл кабелна скара, а свързващите ленти са направени възможно най-къси;
6) защита чрез отделни гръмоотводи, свързани към обща мълниезащитна система, ако металните части на покрива се нуждаят от защита от пряко попадение на мълния. Гръмоотводът трябва да е на безопасно разстояние от посочения елемент.

4.7.2. Защитни мерки при използване на кабели

Ефикасни мерки за намаляване на пренапреженията са рационалното полагане и екраниране на кабелите. Тези мерки са толкова по-важни, колкото по-малко екранира външната мълниезащитна система.

Големите вериги могат да бъдат избегнати чрез съвместно пускане на захранващи кабели и екранирани комуникационни кабели. Щитът е свързан към оборудването в двата края.

Всяко допълнително екраниране, като прокарване на проводници и кабели в метални тръби или скари между етажите, намалява общия импеданс на цялата система за свързване. Тези мерки са най-важни за високи или дълги сгради или когато оборудването трябва да работи особено надеждно.

Предпочитаните места за монтаж на SPD са границите съответно на зони 0/1 и зони 0/1/2, разположени на входа на сградата.

По правило общата мрежа от връзки не се използва в работен режим като обратен проводник на силовата или информационната верига.

4.7.3. Защитни мерки при използване на антени и друго оборудване

Примери за такова оборудване са различни външни устройства като антени, метеорологични датчици, външни камери, външни датчици в индустриални съоръжения (сензори за налягане, температура, дебит, положение на клапани и др.) и всяко друго електрическо, електронно и радио оборудване, монтирано отвън върху сграда, мачта или индустриален резервоар.

Ако е възможно, гръмоотводът се монтира по такъв начин, че оборудването да е защитено от директен удар на мълния. Индивидуалните антени са оставени напълно отворени по технологични причини. Някои от тях са с вградена мълниезащитна система и издържат на удар от мълния без повреди. Други, по-малко защитени видове антени може да изискват инсталирането на SPD на захранващия кабел, за да се предотврати преминаването на ток от мълния през антенния кабел в приемника или предавателя. Ако има външна мълниезащита, стойките на антената се закрепват към нея.

Индукцията на напрежение в кабелите между сградите може да бъде предотвратена чрез прокарването им в свързани метални скари или тръби. Всички кабели, водещи до оборудване, свързано с антената, са положени извън тръбата в една точка. Трябва да обърнете максимално внимание на екраниращите свойства на самия обект и да поставите кабели в неговите тръбни елементи. Ако това не е възможно, както при процесните резервоари, кабелите трябва да бъдат положени отвън, но възможно най-близо до обекта, като същевременно се използват максимално естествени екрани като метални стълби, тръби и др. В мачти с L -оформени ъгли, кабелите са разположени вътрешен ъгъл за максимално естествена защита. В краен случай до кабела на антената трябва да се постави проводник за еквипотенциално свързване с минимално напречно сечение 6 mm 2 . Всички тези мерки намаляват индуцираното напрежение в контура, образуван от кабелите и сградата, и съответно намаляват вероятността от мигане между тях, т.е. вероятността от дъга вътре в оборудването между електрическата мрежа и сградата.

4.7.4. Мерки за защита на силови кабели и комуникационни кабели между сградите

Връзките между сгради и сгради се разделят на два основни типа: захранващи кабели с метална обвивка, метални кабели (усукана двойка, вълноводи, коаксиални и многожилни кабели) и оптични кабели. Мерките за защита зависят от вида на кабелите, техния брой и дали са свързани мълниезащитните системи на двете сгради.

Напълно изолиран оптичен кабел (без метална броня, фолио за защита от влага или стоманен вътрешен проводник) може да се използва без допълнителни мерки за защита. Използването на такъв кабел е най-добрият вариант, тъй като осигурява пълна защита срещу електромагнитни влияния. Въпреки това, ако кабелът съдържа удължен метален елемент (с изключение на дистанционните захранващи проводници), последният трябва да бъде свързан към общата свързваща система на входа на сградата и не трябва да влиза директно в оптичния приемник или предавател. Ако сградите са разположени близо една до друга и техните мълниезащитни системи не са свързани, за предпочитане е да се използва оптичен кабел без метални елементи, за да се избегнат големи токове в тези елементи и прегряване. Ако има кабел, свързан към системата за мълниезащита, тогава можете да използвате оптичен кабелс метални елементи за отклоняване на част от тока от първия кабел.

Метални кабели между сгради с изолирани мълниезащитни системи. При това свързване на защитни системи е много вероятно повреда в двата края на кабела поради преминаването на ток от мълния през него. Затова в двата края на кабела трябва да се монтира SPD, а когато е възможно, да се свържат мълниезащитните системи на двете сгради и кабелът да се постави в свързани метални скари.

Метални кабели между сгради с свързани мълниезащитни системи. В зависимост от броя на кабелите между сградите, защитните мерки могат да включват снаждане на кабелни скари с малко кабели (за нови кабели) или с голям брой кабели, както в случая на химически завод, екраниране или използване на гъвкави метални тръбопроводи за множество контролни кабели на ядрото. Свързването на двата края на кабел към свързани системи за мълниезащита често осигурява достатъчно екраниране, особено ако има много кабели и токът ще се разпределя между тях.

1. Разработване на експлоатационна и техническа документация

Във всички организации и предприятия, независимо от формата на собственост, се препоръчва да има набор от експлоатационна и техническа документация за мълниезащита на обекти, които изискват мълниезащитно устройство.

Комплектът от експлоатационна и техническа документация за мълниезащита съдържа:

обяснителна записка;
схеми на защитни зони на мълниеотводи;
работни чертежи на гръмоотводни конструкции (конструктивна част), структурни елементизащита от вторични прояви на мълнии, от дрейфи на високи потенциали през наземни и подземни метални комуникации, от плъзгащи искрови канали и разряди в земята;
документация за приемане (актове за приемане в експлоатация на мълниезащитни устройства заедно с приложения: актове за скрита работа и актове за изпитване на мълниезащитни устройства и защита срещу вторични прояви на мълния и висок потенциален дрейф).

В обяснителната записка се казва:

изходни данни за разработване на техническа документация;
приети методи за мълниезащита на обекти;
изчисления на защитни зони, заземители, токопроводи и елементи на защита срещу вторични прояви на мълния.

В обяснителната бележка се посочва предприятието, което е разработило комплекта оперативна и техническа документация, основата за нейното разработване, списъкът на действащите регулаторни документи и техническа документация, които ръководят работата по проекта, специални изисквания за проектираното устройство.

Първоначалните данни за проектиране на мълниезащита включват:

генерален план на съоръженията, показващ местоположението на всички съоръжения, подлежащи на мълниезащита, пътища и железопътни линии, наземни и подземни комуникации (отоплителни мрежи, технологични и санитарни тръбопроводи, електрически кабели и окабеляване за всякакви цели и др.);
категории на мълниезащита на всеки обект;
данни за климатичните условия в района, където се намират защитените сгради и конструкции (интензивност на гръмотевична буря, високоскоростно налягане на вятъра, дебелина на ледената стена и др.), характеристики на почвата, показващи структурата, агресивността и вида на почвата, нивото на подземните води;
електрическо съпротивление на почвата (Ohm m) на местата на обектите.

Разделът „Приети методи за мълниезащита на обекти“ описва избраните методи за защита на сгради и конструкции от директен контакт с канала на мълния, вторични прояви на мълния и дрейфи на високи потенциали през наземни и подземни метални комуникации.

Обекти, изградени (проектирани) по един и същ стандарт или проект за многократна употреба, имащи еднакви конструктивни характеристики и геометрични размерии едно и също мълниезащитно устройство може да има една обща схема и изчисление на мълниезащитните зони. Списъкът на тези защитени обекти е даден на диаграмата на защитната зона на една от структурите.

При проверка на надеждността на защитата с помощта на софтуер, данните от компютърните изчисления се дават под формата на обобщение на опциите за проектиране и се прави заключение за тяхната ефективност.

При разработването на техническа документация се предлага да се използват колкото е възможно повече стандартни проекти на мълниеотводи и заземителни проводници и стандартни работни чертежи за мълниезащита. Ако е невъзможно да се използват стандартни проекти на устройства за мълниезащита, могат да се разработят работни чертежи на отделни елементи: фундаменти, опори, мълниеотводи, токопроводи, заземителни електроди.

За да се намали обемът на техническата документация и да се намалят разходите за строителство, се препоръчва да се комбинират проекти за мълниезащита с работни чертежи за общи строителни работи и монтаж на водопроводни и електрически съоръжения, за да се използват водопроводни комуникации и заземителни превключватели за електрически устройства за мълния защита.

2. Ред за приемане на мълниезащитни устройства в експлоатация

Устройствата за мълниезащита на обекти, завършени чрез строителство (реконструкция), се приемат в експлоатация от работната комисия и се прехвърлят в експлоатация на клиента преди инсталирането на технологичното оборудване, доставката и товаренето на оборудване и ценно имущество в сгради и конструкции.

Приемането на мълниезащитните устройства в експлоатационните съоръжения се извършва от работна комисия.

Съставът на работната комисия се определя от клиента. Работната комисия обикновено включва представители на:

отговарящ за електрически съоръжения;
договаряща организация;
проверки за пожарна безопасност.

На работната комисия са представени следните документи:

одобрени проекти на мълниезащитно устройство;
актове за скрита работа (за подреждане и монтаж на заземителни електроди и токопроводи, които не са достъпни за проверка);
сертификати за изпитване на мълниезащитни устройства и защита срещу вторични прояви на мълния и въвеждане на високи потенциали чрез наземни и подземни метални комуникации (данни за съпротивлението на всички заземителни проводници, резултатите от инспекцията и проверката на инсталацията на мълниеотводи, надолу , заземителни проводници, техните закрепващи елементи, надеждността на електрическите връзки между тоководещите елементи и др.).

Работната комисия извършва пълна проверка и оглед на извършените СМР по монтаж на мълниезащитни устройства.

Приемането на мълниезащитни устройства на новопостроени съоръжения се документира с актове за приемане на оборудване за мълниезащитни устройства. Пускането в експлоатация на устройства за мълниезащита се формализира, като правило, с актове-разрешения на съответните органи за държавен контрол и надзор.

След приемане в експлоатация на мълниезащитни устройства се изготвят паспорти на мълниезащитни устройства и паспорти на заземителни устройства на мълниезащитни устройства, които се съхраняват от лицето, отговорно за електрическите съоръжения.

Актовете, одобрени от ръководителя на организацията, заедно с представените актове за скрита работа и протоколи за измерване, се включват в паспорта на мълниезащитните устройства.

3. Работа на мълниезащитни устройства

Мълниезащитните устройства за сгради, конструкции и външни инсталации на обекти се експлоатират в съответствие с Правилата за техническа експлоатация на електрическите инсталации на потребителите и инструкциите на тази инструкция. Задачата на експлоатацията на мълниезащитни устройства на обекти е да ги поддържат в състояние на необходимата работоспособност и надеждност.

За да се осигури постоянна надеждност на работата на мълниезащитните устройства, всяка година преди началото на сезона на гръмотевичните бури всички мълниезащитни устройства се проверяват и инспектират.

Проверки се извършват и след монтаж на мълниезащитната система, след извършване на промени в мълниезащитната система, след повреда на защитавания обект. Всяка проверка се извършва в съответствие с работната програма.

За да проверите състоянието на MLT, се посочва причината за проверката и се организират следните:

Комисия за проверка на МЛТ с индик функционални задължениячленове на комисията за проверка на мълниезащитата;
работна група за извършване на необходимите измервания;
време на проверката.

При проверката и изпитването на мълниезащитни устройства се препоръчва:

• проверете чрез визуална проверка (с помощта на бинокъл) целостта на гръмоотводите и токоотводите, надеждността на тяхното свързване и закрепване към мачтите;
• идентифицирайте елементи на мълниезащитни устройства, които изискват подмяна или ремонт поради нарушаване на тяхната механична якост;
• определя степента на разрушаване от корозия на отделни елементи на устройства за мълниезащита, взема мерки за антикорозионна защита и укрепване на повредени от корозия елементи;
• проверка на надеждността на електрическите връзки между тоководещите части на всички елементи на мълниезащитните устройства;
• проверява съответствието на мълниезащитните устройства с предназначението на обектите и в случай на строителни или технологични промени за предходния период набелязва мерки за модернизация и реконструкция на мълниезащитата в съответствие с изискванията на тази инструкция;
• изяснява изпълнителната схема на мълниезащитните устройства и определя начините за разпространение на тока на мълния през неговите елементи по време на разряд на мълния чрез симулиране на разряд на мълния в гръмоотвод с помощта на специализиран измервателен комплекс, свързан между гръмоотвода и отдалечен токов електрод;
• измерване на стойността на съпротивлението на разпространение на импулсния ток по метода "амперметър-волтметър" с помощта на специализиран измервателен комплекс;
• измерване на стойностите на пренапрежението в електрозахранващите мрежи по време на удар от мълния, разпределение на потенциала върху метални конструкции и заземителна система на сграда чрез симулиране на удар от мълния в гръмоотвод с помощта на специализиран измервателен комплекс;

• измерване на стойността на електромагнитните полета в близост до мястото на мълниезащитното устройство чрез симулиране на удар от мълния в гръмоотвод с помощта на специални антени;
• проверете наличието на необходимата документация за мълниезащитни устройства.

На периодичен контрол с отваряне в продължение на шест години (за обекти от I категория) подлежат всички изкуствени заземители, токоотводи и точките на тяхното свързване; при това годишно се проверяват до 20% от общия им брой. Корозирали заземителни електроди и токопроводи с намаление на напречното им сечение с повече от 25% трябва да се сменят с нови.

Извънредни проверки на мълниезащитните устройства трябва да се извършват след природни бедствия (ураганен вятър, наводнение, земетресение, пожар) и гръмотевични бури с изключителна интензивност.

Непланираните измервания на съпротивлението на заземяване на мълниезащитните устройства трябва да се извършват след това ремонтна дейносткакто на мълниезащитни устройства, така и на самите защитени обекти и в близост до тях.

Резултатите от проверките се документират в актове, вписани в паспортите и регистъра за състоянието на мълниезащитните устройства.

Въз основа на получените данни се изготвя план за ремонт и отстраняване на дефекти в мълниезащитните устройства, открити по време на проверки и проверки.

Земните работи в защитените сгради и конструкции на обекти, устройства за мълниезащита, както и в близост до тях се извършват, като правило, с разрешение на експлоатационната организация, която назначава отговорни лица, които следят за безопасността на устройствата за мълниезащита.

По време на гръмотевична буря не се извършва работа по мълниезащитни устройства и в близост до тях.

Тук отново трябва да пропуснем Инструкцията SO-153-34.21.122-2003, която не съдържа специфични изисквания за заземяване на мълниеотводи. В Инструкция RD 34.21.122-87 изискванията са формално формулирани, но те не се отнасят до стойността на земното съпротивление, а до дизайна на заземяващите устройства. За самостоятелни гръмоотводи става дума за основите на гръмоотводни опори или специален заземителен електрод, чиито минимални размери са показани на фиг. 7.

Фигура 7 Минимални размеризаземен електрод от хоризонтална лента и три вертикални пръчковидни електрода съгласно RD 34.21.122-87

Стандартът не съдържа инструкции за промяна на размера на електродите в зависимост от съпротивлението на почвата. Това означава, че според съставителите стандартният дизайн е признат за подходящ за всяка почва. Колко ще се промени неговото съпротивление на заземяване R gr в този случай може да се прецени от изчислените данни на фиг. 8.

Фигура 8. Изчислена стойност на съпротивлението на заземяване на типичен заземяващ електрод от Инструкция RD 34.21.122-87

Промяна в стойността на R gr в рамките на почти 2 порядъка едва ли може да се разглежда като нормализация. Всъщност стандартът не съдържа никакви специфични изисквания за стойността на земното съпротивление и този въпрос със сигурност заслужава специално внимание.

Стандартът на JSC Transneft изненада с таблица с нормализирани стойности на съпротивлението на заземяване на мълниеотводи (фиг. 9), която компилаторите напълно копират от последното издание на PUE, където се отнася за заземяващите електроди от 110 kV въздушни линии и по-горе. Строгите изисквания на PUE са съвсем разбираеми, тъй като съпротивлението на заземяване на опората на въздушната линия до голяма степен определя величината на пренапрежението на мълния върху линейната изолация. Невъзможно е да се открият мотивите за прехвърляне на тези изисквания към заземяването на гръмоотводи, особено след като в почви с високо съпротивление те изобщо не могат да бъдат изпълнени с помощта на разумни структури. За да демонстрирате това, на фиг. 10 показва резултатите от изчислението на система от заземяващ електрод на гръмоотвод с напълно фантастичен дизайн. Представлява изцяло метална конструкция с квадратно сечение, чиято дължина на страната е посочена по оста x. Изчисляват се два варианта - с дълбочина на полагане в земята от 3 и 10 м. Лесно е да се уверите, че в почвата със съпротивление ρ = 5000 Ohm m, нормализираната стойност от 30 Ohm (R З /ρ = 0,006 m -1) ще изисква запълване с метал в близост до основата на гръмоотвода над 50x50 м. Ситуацията с удължен заземяващ електрод не е по-добра. При същите условия, за да се осигури необходимата устойчивост на заземяване, е необходима хоризонтална шина с дължина над 450 m.

Таблица 9

Фигура 10. Оценка на възможността за изпълнение на изискванията на стандарта на JSC Transneft с помощта на групово заземително устройство

Изискванията на стандарта на ОАО "Газпром" са изключително специфични. Съпротивлението на заземяване на самостоятелен гръмоотвод за ниво на защита I и II трябва да бъде равно на 10 Ohm в почви с ρ ≤ 500 Ohm m.

Признавайки трудността да се постигне такова сравнително ниско съпротивление на земята, стандартът препоръчва химическо третиране или частична подмяна на почвата. Заслужава внимание оценката на обема на препоръчителната работа в конкретни условия. Лесно е да се изпълни за най-простата ситуация, като се фокусира върху полусферичен заземен електрод, чийто потенциал в двуслойна почва (независимо какво е направено - химия или механична подмяна на почвата) съгласно фиг. 11 е равно

Фигура 11. Оценка на земното съпротивление в двуслойна почва

Откъдето се определя точната стойност на земното съпротивление като

В краен случай, когато химическата обработка или подмяната на почвата е била толкова ефективна, че нейното съпротивление е спаднало почти до нула,

Изразът ни позволява да оценим радиуса на обработка r 1 отдолу. В разглеждания пример тя се оказва приблизително 40 m, което съответства на обем на почвата от около 134 000 m 3 . Получената стойност ви кара да мислите много сериозно за реалността на планираната операция.

Фигура 12. Съпротивление на заземяване на двулъчев хоризонтален заземяващ електрод, в зависимост от дебелината на горния третиран почвен слой

Оценката води до подобен резултат за всяка друга практически значима конфигурация на заземителни електроди, например за двулъчев заземяващ електрод, изработен от хоризонтални гуми с дължина 20 м. Изчислената зависимост на фиг. 12 дава възможност да се оцени как земното съпротивление на такава конструкция се променя с промяна в дебелината на горния слой с ниско съпротивление на заменената почва. Тук се получава необходимото съпротивление на заземяване от 20 ома с дебелина на обработения (или сменен) слой от 2,5 м. Важно е да се разбере на какво разстояние от заземителния електрод е възможно да се спре обработката. Индикаторът е потенциалът на повърхността на земята U(r). Промяната в съпротивлението ще спре да влияе на резултата, когато потенциалът U(r) стане много по-малък от потенциала на заземяващия електрод U З = U(r 0).

2.2. Каква е целта на заземяването на гръмоотвод

Моля, не смятайте заглавието на раздела за банално. Гръмоотводите винаги са били заземени от изобретяването им, иначе как биха могли да отклонят тока на мълнията към земята. Съвременните ръководства казват, че съпротивлението на заземяването трябва да осигури безопасно отвеждане на тока на мълния. За каква опасност и безопасност говорим? Тук няма да е възможно да се разубедят баналностите. Вероятно си струва да си припомним още веднъж за въздушните електропроводи. Там съпротивлението на заземяване определя резистивния компонент на гръмотевичните пренапрежения, които действат върху низа от изолатори.

За гръмоотводите няма нищо подобно. Техният гръмоотвод „няма проблем” приема потенциала на заземяващите електроди. Наличието на ограничено земно съпротивление не влияе на способността на гръмоотвода да привлича мълния към себе си. В лабораторията те многократно се опитваха да проследят влиянието на съпротивлението на заземяването върху този процес и всеки път безуспешно. Обяснението тук е съвсем просто и очевидно. Светкавицата никога не удря гръмоотвод. Той се среща и привлича към себе си от плазмения канал на насрещния разряд, който започва от върха на гръмоотвода в електрическо полегръмотевичен облак и заряда на вече образуваща се мълния. Този канал (нарича се контралидер) се развива при ток не повече от десетки ампера. Спадът на напрежението от такъв слаб ток върху заземителното съпротивление на гръмоотвода е от малко значение в сравнение с потенциала от порядъка на 10 7 -10 8 V, който се носи от мълния от гръмотевичен облак. Наистина, при съпротивление на заземяване от 10, 20, 100 или 200 Ohm, напрежението на земния електрод от ток от ~ 10 A все още няма да надвиши дори 10 4 V - стойност, която е пренебрежимо малка в сравнение с това, което има мълнията.

Самостоятелният гръмоотвод, както знаете, се използва с единствената цел да елиминира разпространението на ток на мълния през металните конструкции на защитения обект. Именно за тази цел се избират доста конкретни разстояния от гръмоотвода до обекта във въздуха и на земята. Да приемем, че те са избрани правилно и наистина изключват искровото припокриване. Въпреки това, токът навлиза и навлиза в системата на заземяващите електроди на обекта в значителна част, особено когато функцията на нейното заземяване се изпълнява от основата на защитената конструкция, която е доста голяма по площ. Изчислените данни на фиг. 14 показват тази пропорция в зависимост от разстоянието между заземяващите електроди. При гръмоотвода се прави в съответствие с инструкциите на Инструкция RD 34.21.122-87 под формата на хоризонтална лента с дължина 10 m с 3 вертикални пръта по 3 m всяка; основата на обекта е с размери 50х50 м и е вкопана на 3 м. Компютърни изчисления са направени за хомогенна почва и за случая, когато повърхностният слой на основната почва на дълбочина до 2,5 м е заменен с високопроводима такъв с 50 пъти по-ниско съпротивление. Лесно се вижда, че изолационното разстояние от 5 m, предписано от стандарта на OAO Transneft, не помага много за предотвратяване на проникването на ток на мълния към обекта през земята, особено ако горният му слой е заменен или химически обработен. Дори на разстояние от 15 m, нормализирано по стандарта на Газпром, токът в заземителната електродна система на съоръжението надвишава 50%.

Фигура 14. Частта от тока на мълния, проникнал в заземителния проводник на обекта чрез проводяща връзка със заземителния проводник на гръмоотвода, в зависимост от разстоянието между тях

Тук е необходимо още веднъж да се подчертае, че всяка обработка на горния почвен слой, която намалява съпротивлението на земята, не само не намалява проводящата връзка между гръмоотвода и обекта, но значително я укрепва, като по този начин увеличава дела на ток на мълния, разклонен в обекта.

Време е отново да повдигнем въпроса за целта за намаляване на съпротивлението на земята. Има два незасегнати аспекта на проблема - образуването на искрови канали и напрежението на стъпката. Първият въпрос ще бъде разгледан по-долу в специален раздел. Що се отнася до напрежението на стъпката, то със сигурност зависи от конструкцията на заземителния проводник на гръмоотвода и от неговото съпротивление на заземяване. Изчислените криви на фиг. 15 демонстрира динамиката на намаляване на напрежението на стъпката с разстоянието от типичния заземителен електрод на гръмоотвода, предписан от Инструкция РД 34.21.122-87 (вижте обясненията към фиг. 14).

2.3. Как да проектираме

Разделът отново поставя задачата да се изпълнят изискванията на нормативните документи без неоправдани материални разходи. Това е още по-важно, тъй като стойността на съпротивлението на заземяване на гръмоотвода има малък ефект върху качеството на външната мълниезащита. Във всеки случай онези опасни ефекти от мълния, които могат да доведат до катастрофална ситуация в резервоарния парк или друго съоръжение за преработка на въглеводородно гориво, не са пряко свързани с него. Най-важното е, че бих искал да избегна скъпата химическа обработка или подмяна на големи обеми почва и без тях да отговарям на изискванията на индустриалните стандарти за мълниезащита.

Препоръчително е да се създаде заземяващ електрод за всеки гръмоотвод поотделно само в почви с ниско съпротивление, където дори типичен дизайн от RD 34.21.122-87 е доста способен. Например при препоръчана там дължина на хоризонталната шина 12 m и 3 вертикални пръта по 5 m всяка, съпротивлението на заземяване в почвата със специфично съпротивление ρ е равно на

Това означава, че при ρ ≤ 300 Ohm m изчислената стойност няма да надвишава 20 Ohm. При по-високо специфично съпротивление на почвата, 4 взаимно перпендикулярни греди осигуряват добър резултат. С дължина 20 m всяко съпротивление на заземяване е равно на

и инсталирането на 5-метрови вертикални пръти в краищата на всяка от гредите намалява тази стойност до

Проблемът става сериозен, когато съпротивлението на почвата значително надвиши 1000 Ohm*m. Тук се обръща внимание на организирането на единичен заземителен контур за всички отделни гръмоотводи. Струва си да се обърнем отново към фиг. 4, който демонстрира защитата на резервоарния парк с 3 кабела с дължина 100 м, с разстояние между успоредни кабели 50 м. Комбинирането на опорите им с хоризонтални гуми образува земен контур с две клетки 100x50 м. Съпротивлението му на заземяване при полагане на гумите до дълбочина 0,7 м осигурява

което позволява да се реши проблемът в земята със съпротивление до 3000 Ohm*m, дори ако се ръководи от стандарта на Gazprom. Уместно е да се отбележи, че допълнителното разполагане на локален заземител за всеки от гръмоотводите почти не оказва влияние върху съпротивлението на заземяване на образувания контур като цяло. По този начин използването като локален заземен електрод на всеки гръмоотвод на неговия фундаментен стълб с метална армировка с дължина 5 m и еквивалентен радиус от 0,2 m (R gr ≈ 0,1ρ [Ohm]) в система от 6 стълба намали общото съпротивление на земната верига само с 6%. Причината за такъв слаб ефект се крие в ефективното екраниране на пръчките от удължени хоризонтални гуми. Чрез удължаване на хоризонталните шини, свързващи опорите на гръмоотводите, е възможно да се постигне съпротивление на заземяване от около 20 ома и в почвата със специфично съпротивление от 5000 ома.

Читателят има право да прекъсне описанието на такива розови перспективи, като припомня, че дълъг автобус бавно навлиза в процеса на разпространение на импулсния ток поради своята индуктивност. Няма какво да се възрази срещу това. Но поне две обстоятелства все още са в полза на предложеното решение. Първо, нито един от споменатите стандарти не изисква специфични стойности на импулсното съпротивление на земята, и второ, в почви с високо съпротивление скоростта на проникване на импулсен ток в заземителната шина е доста висока и следователно текущата стойност на съпротивлението на земята R gr (t) = U gr (t)/i M (t) бързо приема стабилна стойност, контролирана от нормативните изисквания. Като пример на фиг. 16 показва изчислената динамика на промените в съпротивлението на заземяване на шина с дължина 200 m между опорите на мълниеотводите. Приема се, че съпротивлението на почвата е 5000 Ohm*m, а нейната относителна диелектрична константа е 5 (важно е да се вземе предвид този параметър, когато капацитивното изтичане в почвата е сравнимо с проводящото).

Е. М. Базелян, доктор на техническите науки, професор
Институт по енергетика на името на G.M. Кржижановски, Москва

Полезни материали:

Мълниезащитата и заземяването са важни елементи на частна къща. В крайна сметка защитата от мълния позволява не само да се предотврати загубата на имущество, но и запазва живота и здравето на обитателите на дома.

Природата на мълнията

Облаците са куп капчици вода и водни пари, които са в небето. Големите размери на облаците определят тяхното разположение в различни температурни зони. Поради това температурите в различните слоеве облаци могат да варират с 20-30 градуса. Например, докато в долния слой на облака температурата може да бъде -10 °C, в горния слой тя може да бъде под -40 °C. Това превръща водата и парата в много малки парчета лед. Поради контактите между кристалите се генерира статично електричество. Тъй като температурите в различните слоеве на облака се различават, електрическите заряди също не са еднакви и следователно облакът прилича на слоеста торта.

Акумулираният от облаците ток е огромен. Въпреки това, електричеството рано или късно се изхвърля под формата на мълния, което всъщност е късо съединение между проводници с различна полярност.

Светкавицата е придружена от рев, тоест гръм. Разтърсващият гръм възниква в резултат на мигновеното проникване на нажежена мълния през въздушни маси.

Има три вида мълния:

• насочени към горните атмосферни слоеве;
• разредени вътре в слоеве с различни заряди - в един облак или между съседни облаци;
• насочени към земната повърхност.

Тъй като електричеството винаги минава по най-краткия път, мълнията удря най-високата част на сградите и дърветата. Последните са естествени гръмоотводи.

Какво е гръмоотвод

Гръмоотвод - устройство, чрез което електричеството се отклонява към земята, заобикаляйки защитения обект. Гръмоотводът винаги се намира над нивото на защитавания обект. Мълниезащитното устройство е електрически проводник и като че ли провокира мълнията да удари точно в него. Така късо съединение между облака и земната повърхност не възниква на неочаквано място, а точно там, където ще бъде неутрализирано от мълниезащита.

Има два вида мълниезащитни устройства:

1. Единични гръмоотводи.
2. Въжени гръмоотводи, които представляват няколко кабела, опънати между отделни гръмоотводи. Този метод на защита от мълния е типичен преди всичко за електропроводи с високо напрежение. В ежедневието такива системи се използват за защита на големи площи, където кабелът се изтегля по периметъра на обекта или за защита на разширени сгради.

Мълниезащитни компоненти

Мълниезащитата включва:

• гръмоотвод, който е тънък електрод с остър връх (монтиран над защитената сграда);
• токопроводящ кабел, през който токът се отклонява към земята;
• заземителна система.

Гръмоотвод

Тази част, както бе споменато по-горе, е проектирана да приема мълниеотвод. Оптимален материалза производството на гръмоотвод (както и заземен електрод) - мед.

Забележка! Не е разрешено покриването на гръмоотвода с бояджийски материали, тъй като в този случай устройството няма да може да изпълнява функцията си.

За да организирате мълниезащита на покрива на сграда, можете да инсталирате малки гръмоотводи от различни страни на покрива и в центъра, с дължина от половин метър до метър. След това те трябва да бъдат комбинирани в една система и свързани към заземяващия електрод.

Също така на покрива може да се монтира гръмоотвод дървена сграда, на комина или близо до него стоящо дърво. Устройството е поставено върху дървена мачта. Ако къщата има метално покритие, може да е достатъчно директно заземяване на покрива.

Забележка! Колкото по-високо е разположен пантографът, толкова по-голяма е защитената зона. Това правило обаче важи до приблизително 15 метра височина. При по-голяма надморска височина ефективността на устройството намалява.

Проводник надолу

За да създадете проводник надолу, ще ви е необходим меден или алуминиев кабел с възможно най-голямо напречно сечение. Оптималното решениеще се превърне в обикновена усукана алуминиева тел, използвана при монтажа на въздушни електропроводи. В единия си край проводникът се закрепва към гръмоотвода с помощта на муфи, гофрирани тръби или клеми, а в другия край - към заземителния електрод. Проводникът трябва да бъде поставен строго вертикално, за да се използва минималното разстояние между заземителния електрод и гръмоотвода. Дренажният кабел може да бъде изолиран или положен през специално създаден канал.

Заземяване на частна къща

Правилното заземяване е в основата на ефективната мълниезащита на една сграда. Има широко разпространено мнение, че стоманена шина, свързана с тел към гръмоотвод и поставена в земята, е достатъчна за организиране на заземяване. Тази преценка е неправилна и така направената мълниезащита няма да предпази от ударите на стихиите.

Инструкциите за инсталиране на заземителни мрежи и мълниезащита изискват стриктно спазване на редица препоръки. Монтирането на заземителни проводници се извършва по същия принцип като заземителния контур на сграда. Най-добрите материализа мълниезащита - алуминий, месинг, мед и др неръждаеми метали. Тези материали обаче са доста скъпи, така че може да се използва и стомана. Съгласно техническите разпоредби (SNIP) за експлоатация на електрически инсталации и проводящи части, заземяващите проводници трябва да се тестват ежегодно за механични повреди и корозия. Ако диаметърът на елементите на системата е намален повече от половината, е необходима задължителната им подмяна.

Освен това ще ви трябва не една, а няколко метални пръта, забити в земята. В същото време, въпреки че броят на прътите е изчислена стойност, общоприето е, че 3-4 пръта са достатъчни за едноетажна или двуетажна къща. Дължината на прътите трябва да надвишава с приблизително 30 сантиметра дълбочината на максимално замръзване на почвата.

Пръчките са свързани с електрически проводник, обикновено тел от алуминий, мед или калайдисана стоманена плоча. Това създава затворен цикъл. Външно дизайнът ще прилича на буквата "Ш", вкопана в земята.

Забележка! Не се допуска връзване на тел ръчноили клещи. Това не може да се направи дори при битово заземяване и още повече в система за мълниезащита.

Връзките трябва да бъдат създадени чрез заваряване, използване на гофрирани втулки или твърдо усукване, тоест чрез студено заваряване на части. Такива връзки са надеждни, те не са обект на реакция и не отслабват с течение на времето. Сглобената структура ще изглежда така.

важно! Заземяването на гръмоотвод е необходимо с контур. За да направите това, мълниезащитният контур е свързан към заземителния контур на сградата.

Контурите са съединени със стоманена лента. В резултат на извършената работа се подобрява цялостният контур, което се отразява положително върху безопасността на сградата.

Местоположение на заземяващия електрод

И долният проводник, и заземителният проводник трябва да бъдат разположени на място, където деца и домашни любимци нямат достъп. Всеки голям метален предмет може да бъде заземителен проводник и колкото по-голяма е неговата площ на контакт с повърхността, толкова по-ефективен е той. Като заземителни проводници могат да се използват армировъчна мрежа, чугунена вана, стоманени части на леглото и др.

Водата е отличен проводник на електричество. Въз основа на това заземителният електрод трябва да се монтира там, където земята е мокра. Възможно е изкуствено да се навлажни зоната на заземяване, например чрез насочване на водния поток от покрива на сградата там.

Забележка! В къщи с течаща и централизирана вода отоплителна система, както и в сгради, свързани с подземни електрически мрежи, вече е налично заземяване. Следователно такива обекти не се нуждаят от инсталиране на допълнителни гръмоотводи.

Защитна зона на гръмоотвода

За да изчислите защитната зона, можете да използвате правилото, че тази зона е близка до конусообразна форма с ъгъл от 45 градуса в горната част. Когато става дума за сингъл тел гръмоотвод, защитната зона е подобна на призма с три лица, където кабелът действа като ръб. Вероятността за директен удар на мълния в такива райони е не повече от 1%. Така, ако гръмоотводът е разположен например на височина 10 метра, защитната зона на земята също ще има 10-метров диаметър.

Има и друг начин за изчисляване на защитната зона. Тук се прилага формулата R = 1,732 h, където R е диаметърът на защитната зона над най-високата точка на сградата, h е височината от най-високата точкасгради до върха на гръмоотвода.

Изчисляване на защитна зона

Така, ако височината на къщата е 7 метра, а горният край на гръмоотвода е на 3 метра над най-високата точка на покрива, диаметърът на защитната зона ще бъде 5 метра 20 сантиметра. Резултатът е конус с диаметър в основата - 9 метра и 10 метра височина.

Приемане на мълниезащитни системи в експлоатация

Мълниезащитните устройства за строителни обекти се приемат от специална комисия и се пускат в експлоатация от собственика на сградата преди монтажа на ценни вещи в помещенията. Съставът на комисията за приемане се определя от клиента на съоръжението. Приемателната комисия се състои от специалисти от следните области:

• електрическа икономика;
• изпълнител;
• пожарна инспекция;

На приемателната комисия се предоставя следната документация:

• одобрени проекти за създаване на мълниезащита;
• актове за извършване на скрити работи (монтиране на токопроводи и заземители, които не са достъпни за визуален контрол);
• сертификати за изпитване на мълниезащитни устройства срещу вторични ефекти от мълния и навлизане на високи потенциали през метални комуникации (информация за съпротивлението на заземяване за мълниезащита, резултати от наблюдение на инсталацията на устройствата).

Комисията за приемане проверява извършените монтажни работи по устройството на мълниезащитните системи.

Приемането на устройства за мълниезащита в нови сгради се извършва с помощта на сертификати за приемане на оборудването. Стартирането на мълниезащитните устройства се извършва след подписване на сертификатите за одобрение на съответните надзорни и регулаторни органи на държавата.

След приключване на приемането се издават паспорти за мълниезащитни системи и паспорти за заземителни проводници, които се държат от собственика на сградата или отговорника за електрическото стопанство.

Естествени гръмоотводи

Различните дървета се справят с функцията за отстраняване на мълния по различни начини. Повечето подходящи дървета: бреза, смърч и бор. В населените места обаче брезата е по-приложима за защита от мълнии, но иглолистните дървета се опитват да не се засаждат в непосредствена близост до сградите, тъй като тяхната дървесина е по-крехка.

Изброените дървесни видове имат предимства пред някои други видове поради тяхната коренова система. Дърветата с най-разклонена коренова система, разположени плитко в земята, имат най-добро заземяване. Най-добре е корените на такива дървета да са частично разположени на повърхността на почвата и да се разпръскват настрани. Когато удари дърво, електрическият заряд моментално достига до кореновата система и отива в земята.

важно! Дърветата трябва да се избягват по време на гръмотевични бури, тъй като шансовете да бъдат ударени от мълния са значително увеличени.

Създаването на устройство за мълниезащита не е много трудно, но изисква основно разбиране на физическите закони и съответствие технически регламенти. Ако няма сигурност в собствени сили, по-добре е да потърсите помощ от специалисти.