Устройство молниезащиты

Далее в этой статье мы дадим характеристику определению, выделим виды, рассмотрим конструкцию и принцип действия защиты. Также проведем классификацию подлежащих защите объектов и перечислим нормативную документацию, регулирующую требования к ее обустройству и эксплуатации.

Содержание:

1. Что такое грозозащита?
2. Разновидности молниезащиты и их особенности
3. Принцип действия молниеотводов
4. Какие объекты подлежат молниезащите?
5. Категории грозозащиты
6. Перечень нормативной документации по грозозащите
7. Заключение

Что такое грозозащита?

Из школьного курса физики мы знаем, что молнии представляют собой концентрированный сгусток электрического тока, испускаемый облаками, образованными при резком повышении влажности воздуха и значительных температурных колебаний. Эти мощные разряды обладают способностью преодолевать за считанные секунды многокилометровые расстояния и несут серьезную опасность для электрооборудования, жизни и здоровья людей и животных.

При попадании молнии в незащищенное строение, его конструкция нагревается до высоких температур, внутри нее возрастает электродинамическое напряжение. Порожденная магнитным полем на замкнутых контурах металлических конструкций электродвижущая сила способна спровоцировать искры, взрыв, перенапряжение в сети, привести к выходу из строя оборудования, послужить причиной опасных ситуаций, повлечь за собой человеческие жертвы.

Именно чтобы предотвратить последствия прямого и непрямого удара молнии на крыше или территории объекта в обязательном порядке должна быть установлена индивидуально спроектированная система молниезащиты. Она представляет собой комплекс мер и технических приспособлений, направленных на пресечение аварий на сооружениях не только производственного и общественного, но и жилого назначения.

Выделяется два типа грозозащитных коммуникаций внутренняя и внешняя (наружная). Об этом пойдет речь далее.

Разновидности молниезащиты и их особенности

1. Внутренняя

Иначе именуется УЗИП. Цель такой системы – ограничить скачок напряжени, который возникает в результате попадания молнии, и исключить нанесение вреда электрооборудованию. Представляет собой комплекс защитных устройств индукторов и резисторов. Существует 2 разновидности внутренней молниезащиты:

• противостояние прямому попаданию молнии;
• противостостояние непрямому удару разряда (например, в ЛЭП вблизи от подлежащего защите сооружения).

В роли дополнительной меры защиты может быть использован стабилизатор напряжения или сетевой фильтр, через которые подключается электрооборудование.

2. Внешняя

В устройство этого вида молниезащиты входят молниеприемники, молниеотводы и заземлители. Как ясно из названия, первые принимают удар, вторые отводят электрический разряд, а третьи – обеспечивают его растекание в земле. Каждый из этих элементов по-своему важен.

От токоотвода зависит, как разряд пройдет дальше. Для его обустройства используется однородный, устойчивый к коррозии, материал. Проводится токоотвод несколькими короткими путями – это необходимо для рассеивания заряда.

Заземлитель устанавливается на сварку или надежное болтовое крепление. в труднодоступном месте на достаточном удалении от инженерных коммуникаций. Таким образом он обеспечит растекание заряда в земле.

3. Пассивная

Наиболее распространенный тип внешней защиты, популярность которого обусловлена его низкой стоимостью при высокой надежности. Однако важно понимать, что молния в такую систему попадает далеко не всегда. Это является ее единственным недостатком.

Молниеприемники пассивной защиты могут быть представлены в виде:

• пространственной сетки из проволоки-катанки или тонких стальных прутьев, расположенной таким образом, чтобы ее металлические элементы не касались кровли. Этот вариант актуален для плоской крыши или защиты большой территории;
• троса, натянутого между двумя опорами-арматурами вдоль конька кровли;
• установленного на крыше или на незначительном удалении от постройки шеста, принимающего на себя попадание молнии.

4. Активная

Такая молниезащита зданий и сооружений стоит дороже пассивной системы. Однако она имеет большую зону покрытия, искусственно принимая и отводя в грунт заряд молнии. От пассивной защиты такая система отличается активным молниеприемником, чувствительным к напряженности электромагнитного поля. Для создания ответных стримеров, она ионизирует воздух вокруг себя, используя для этого специальные разрядники. Внешне она представляет собой стержень со специальной конструкцией, напоминающую летающую тарелку.

Принцип действия молниеотводов

Молния всегда бьет в металлическую часть сооружения, расположенную в его наивысшей точке. По этой причине молниеотводы устанавливаются именно на максимально высокой позиции кровли. Каждая конструкция имеет свою защитную зону – территорию, укрытую от молнии ее действием. Если размеры здания превышают эту площадь, устанавливаются дополнительные устройства, объединенные одним заземлением.

Работает молниеотвод по следующей схеме: при поражении высшей точки постройки молнией, защита отводит разряд в почву, минуя находящийся под защитой объект.

Согласно действующим ГОСТам, устройства делятся на 2 типа:

• А – максимальная (99,5%) степень надежности;
• Б – высокая (от 95%) степень надежности.

Если визуализировать зону покрытия молниеотвода, то можно представить ее в виде конуса, высота и площадь основания которого зависят от размера сооружения, на котором устанавливается устройство. Максимально допустимая в строительных нормах высота конструкций – 150 метров.

Какие объекты подлежат молниезащите?

Согласно действующим государственным стандартам, такие сооружения делятся на два класса: обыкновенные и спецобъекты.

К числу первых относятся здания, использующиеся для проживания, а также административных, промышленных и других целях. В эту категорию включены в том числе постройки, высота которых составляет не более 60 метров.

Для них установлены 4 уровня надежности молниезащиты:

Спецобъектами являются сооружения, которые:

• представляют потенциальную опасность для других объектов и людей, находящихся/проживающих в радиусе возможного поражения;
• несут угрозу для экологической обстановки в регионе расположения;
• имеют высоту стен свыше 60 м, представляют собой времянки, отдельно расположенные игровые площадки, находятся на стадии строительства и проч.;
• являются вероятной причиной распространения химических, биологических и радиационных выбросов свыше допустимых норм.

Уровень молниезащиты для спецобъектов не может быть менее 0,9. Такой класс надежности может быть присвоен также другим зданиям и сооружениям по усмотрению владельца или заказчика.

Категории грозозащиты

Определяются среднестатистическим количеством и продолжительностью гроз в отдельно взятой местности. Кроме того, на показатель также влияет местоположение объекта, определяющее, в большинстве случаев, вероятность его поражения, а также степень пожарной опасности.

Всего руководящая документация выделяет 3 категории:

• I кат. Сюда относятся постройки с В-1 и В-2 классами пожароопасности. Это предприятия, большую часть территории которых составляют цеха и склады, где производятся, хранятся, используются взрывоопасные вещества. Защитные устройства на таких объектах должны перехватывать прямой удар молнии до достижения объекта. Поэтому оснащать производственные сооружения I категории необходимо наиболее сложными отдельно стоящими системами.
• II кат. Это объекты В-2а, В-1а и В-1б классами опасности. Причем, подобные площади должны занимать не менее 30% от всей территории сооружения. Как правило, к этой категории относятся нефтебазы, склады удобрений, элеваторы, холодильники для хранения аммиака. Все металлические корпуса техники, расположенной на территории таких объектов, необходимо заземлить, а на каждой фазе в районе перехода воздушных линий в кабельные – установить перемычки.
• III кат. Это здания, относящиеся к 3 и 4й степени, а также сооружения, расположенные в местах, где среднегодовая длительность грозы – не менее 20 часов. В III категорию входят такие объекты, как многоэтажные детские, образовательные, медицинские и досуговые учреждения, водонапорные башни, животноводческие фермы, птицефабрики, отдельно стоящие строения, высота которых превышает 30 метров.

Перечень нормативной документации по грозозащите

Кроме ПУЭ 7, правила обустройства и конструкцию молниезащиты определены в следующих документах:

• государственные, национальные и международные стандарты;
• техрегламенты;
• ведомственные инструкции;
• местная руководящая документация (РД).

Некоторые из этих стандартов, в частности, советская инструкция РД 34.21.122-87, хоть и используются российскими специалистами при устройстве молниезащиты, но уже считаются устаревшими. Конкретно этим нормативом руководствуются при выборе схемы организации системы громоотводов на этапе разработки проекта.

Сегодня специалисты ориентируются не только на отечественные ГОСТы, но и международные стандарты, отмечая, что требования последних гораздо строже и предоставляют более полный объем нужной информации. В частности, в нормативе МЭК 62305:2010 даны определения базовым правилам защиты от порчи разрядом молнии любых объектов, проживающих/работающих в них людей и животных, расположенных на их территории инженерных коммуникаций и прочих конструкций. В нормативе описывается степень опасности грозовых явлений и ущерб, который они могут нанести, а также характеристика мер безопасности, необходимых для снижения этой опасности.

Заключение

Вопрос устройства молниезащиты регламентируется широким перечнем нормативов, в том числе государственных и международных стандартов. Выбор документов зависит от того, в какой сфере планируется обустройство системы.

Чтобы добиться эффективности грозозащиты, разработку ее проекта, монтаж, ввод в эксплуатацию, обслуживание и реконструкцию лучше доверять лицам, имеющим большой опыт в этой сфере. Доверив все мероприятия по обустройству системы профессионалам, вы сохраните имущество – свое, ваших клиентов, арендодателей и коллег – от выхода из строя вследствие пожаров, аварий и электроударов.