Устройство молниезащиты: Устройство молниезащиты зданий и сооружений

Содержание

Молниезащита — назначение и устройство, системы молниезащиты

Нужна ли защита от молнии?
Чем опасна молния для незащищенных объектов?
Как установить молниезащиту?
Из чего складывается цена молниезащиты

Нужна ли защита от молнии?

Комплексные меры по молниезащите, выполненные согласно действующим нормативам, обеспечивают безопасность при эксплуатации многочисленных объектов и систем, строений и инженерных коммуникаций. Но главное — установка такой системы позволяет предотвратить поражение людей электрическим током. Крайне желательно принять меры по защите конструкций из горючих материалов, пожароопасных или размещенных на возвышенности сооружений, высоких строений. Следует надежно защитить сооружения, в которых размещается оборудование, если оно чувствительно к импульсным помехам и резким скачкам напряжения. Комплексные защитные меры позволяют минимизировать негативные воздействия прямого удара и последствий грозы.

Молниезащита содержит токопроводящие элементы, комплектующие для стыковки между собой и фиксации на плоскости. Вместе они принимают разряд молнии. Прутки и полосы из специальных металлов отводят электрический ток, после чего происходит его растекание в слое грунта. Таков принцип работы заземления молниезащиты. Между высочайшей точкой объекта и землей создается электрическая цепь с низким значением Ом, она определяет защитное действие всей системы.

Когда требуется оборудование грозозащиты:

Происходит прямой удар. Разряд молнии попадает в молниеотвод.
Заносится высокий электрический потенциал. Срабатывает устройство защиты от перенапряжений (УЗИП).
Возникают электромагнитные наводки. В этом случае применяется экранирование.
Возникает шаговое и контактное перенапряжение. Оборудование присоединяется главной заземляющей шине (ГЗШ).

Чем опасна молния для незащищенных объектов?

Разряд молнии во время грозы представляет собой электрический взрыв, который сопровождают световые вспышки и раскаты грома. Объекты защиты разделяются на обычные и специальные, исходя из опасности воздействия молнии на сам объект или его окружение. К обычным объектам относятся жилые здания и сооружения, а также здания высотой не более 60 метров, предназначенные для сельского хозяйства и промышленного производства, для торговли или административных целей. Специальные объекты представляют опасность для своего окружения, поскольку могут вызвать вредные радиоактивные и химические выбросы при поражении молнией. К специальным также относятся строения высотой более 60 метров, временные или строящиеся объекты.

Для прямого удара молнии характерны опасные поражающие воздействия — механическое и термическое: повреждение инженерного оборудования, разрушение зданий и сооружений, пожары и взрывы. Температура канала молнии при прямом ударе может достигать 30 000 0С, величина тока — 200 кА, а напряжение — 1000 кВ. При отсутствии защиты термическое воздействие молнии вызывает нагрев конструкции здания (опорных конструкций, стен, токопроводящих коммуникаций) и возгорание при наличии в ней горючего материала.

Мощные импульсы электромагнитного излучения становятся причиной повреждения дорогостоящих сложных систем: информационных и вычислительных устройств, оборудования автоматики, управления и связи. Прямой или близкий, в радиусе до 1 км, удар молнии провоцирует возникновение вторичных проявлений. При этом электрический потенциал заносится по металлическим трубопроводам и проводам систем электроснабжения. Его сопровождают импульсы перенапряжения до 100 кВ, создающие помехи в работе высокочувствительного оборудования. Таким образом, электрооборудование выходит из строя, происходят сбои в работе автоматизированных систем и баз данных. Изоляция электрической проводки может получить повреждения или загореться. Помимо соображений безопасности, повреждения в результате удара молнии несут крайне нежелательные и по экономическим соображениям.

Как установить молниезащиту?

Комплекс средств молниезащиты можно условно разделить на две составляющие: защита от прямых ударов молнии и защита от ее вторичных воздействий.

Внешняя молниезащита может быть изолирована от объекта или может быть установлена на нем. Она включает в себя отдельно стоящие или размещенные на кровле молниеотводы (молниеприемные мачты, молниеприемники), токоотводы на кровле и фасаде и заземление в грунте рядом с объектом или в подвальном помещении.
Внутренняя молниезащита, представленная УЗИП, ограничивает электромагнитные воздействия тока молнии, предотвращает искрения внутри объекта, оберегает от повреждений электропроводку, электрооборудование, электронную технику.

Когда у вас появляется задача по оснащению какого-либо объекта молниезащитой – пройдите несколько этапов в такой последовательности:

Определение и формулировка исходных данных. Ответить на вопрос о том, как организовать молниезащиту конкретного объекта, можно только исходя из его характеристик. Поэтому важно выявить все особенности, важные для определения зоны защиты и места установки оборудования, проведения расчетов. Множество деталей определяются технологическими и архитектурными особенностями объекта защиты, особенностями выполнения инженерных коммуникаций. Чем более полной будет информация об объекте, тем больше вероятность не допустить ошибку на следующем ключевом этапе — при проектировании.
Проектирование. Проект определяет способ защиты и меры, которые потребуется принять, учитывая технологические особенности объекта. Этапы разработки технической документации: определение подходящего типа оборудования, расчет размеров и расположения молниезащитной сетки, расчет значения сопротивления заземлителя, разработка эскиза проекта, подготовка пояснительной записки и спецификации оборудования. Выполнение проекта включает в себя подготовку схем зон защиты молниеотводов и рабочих чертежей их конструкций. Расчет параметров системы должен производить квалифицированный инженер-проектировщик, руководствуясь рекомендациями следующих документов:
- 7-е издание «Правила устройства электроустановок» — «ПУЭ» 7
- «Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций» — СО 153-34. 21.122-2003
- ГОСТ Р МЭК 62561.3-2014
Доверьте этот ответственный этап профессионалу. Вы можете связаться с нами, и специалисты проектного отдела компании EZETEK подготовят индивидуальное решение по защите вашего объекта. Выбор устройств молниезащиты на стадии проектирования объекта позволяет существенно облегчить ее разработку и исполнение, максимально использовать заложенные в конструкции проводящие элементы, повысить эффективность защиты и минимизировать ее стоимость.

Определение элементов для организации системы. Ответ на вопрос о том, чем обеспечить молниезащиту, заложен в проекте, пояснительной записке к нему и спецификации. Выбрать конкретные элементы, которые будут применяться для монтажа молниезащиты согласно проекту, вы можете в интернет-магазине EZETEK.
Монтаж на объекте. Установка внешней и внутренней молниезащиты должна выполняться специалистами с соответствующими навыками и опытом работы. Ключевые требования – строгое соответствие работ проектным решениям и подтверждение замеров показателей эффективности системы на заключительном этапе монтажа. Документация, которую предоставляет монтажная организация по завершению работ, включает в себя исполнительную схему или рабочий проект, паспорт, протокол с данными об измерениях сопротивления заземления, документ о гарантийных обязательствах.

Из чего складывается цена молниезащиты?

Определить совокупную стоимость помогут данные из проекта молниезащиты, пояснительной записки к проекту и спецификации оборудования. Максимальная полнота сведений о характеристиках объекта способствует подготовке решения, обеспечивающего эффективность, безопасность и надежность при минимальных финансовых затратах. Крайне желательно предоставить генеральный план защищаемого объекта (здания, сооружения) и его фотографии с разных ракурсов. Характер и количество оборудования определяет следующая исходная информация:

Общие сведения.

o Особенности климата и грозовая активность в регионе установки. Данные метеорологических наблюдений в указанной местности помогут определить плотность ударов молнии в землю — число поражений 1 кв.

o Назначение защищаемого объекта, его класс пожароопасности, категория молниезащиты.

o Необходимое значение сопротивления растеканию электрического тока: для газового котла или молниезащиты, для источника тока, для телекоммуникационного оборудования и т.д.

o Размеры (длина, ширина, высота) объекта.

Характеристики и план кровли.
- Тип: плоская, скатная, с небольшим скатом.
- Материал: черепица (натуральная, металлическая, мягкая), шифер, ондулин, металлопрофиль; битумная, фальцевая или мембранная кровля.
- Для скатной кровли – угол конька и его форма (углообразный, полукруглый), высота до свеса кровли и до конька, длина ската и конька.
- Особенности конструкции кровли, размеры выступающих элементов, их материал. Наличие вентиляционных и дымовых труб, антенн, мансардных окон, снегозадержания, ограждений или лестниц.
Характеристики фасада.
- Материал фасада, основной материал стен: горючий или негорючий. При наличии утеплителя – его материал и толщина.
- Особенности конструкции фасада (размеры выступающих на фасаде элементов, их материал). Диаметр и расположение водосточных труб, наличие отмостки и ливневок.
Условия установки заземления.
- Тип грунта и его структура (глина, суглинок, песок и т.д.), удельное электрическое сопротивление.
- Глубина залегания грунтовых вод.
- Размеры площади вокруг объекта, пригодной для установки заземления.
- Необходимое количество очагов заземления.
- Возможная длина проводника (полоса, пруток, провод) для соединения заземлителя с ГЗШ.
Условия установки устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП).

Когда вам потребуется купить молниезащиту, подобрав подходящую конфигурацию оборудования, — обратитесь в организацию, которая сопровождает проект от первоначальной заявки до реализации. Специалисты компании

EZETEK

← Природа молнии. Что такое молния и как она возникает? | Как правильно выбрать готовый комплект заземления? →

⚡ Проверка и осмотр устройств молниезащиты зданий и сооружений

В этой статье расскажем о мерах предпринимаемых для защиты зданий от ударов молний, о проектировании молниезащиты и ее проверках на всех этапах жизненного цикла здания

Получить КП и смету за 2 часа

Проверка устройств молниезащиты зданий

Вызвать лабораторию!

Анатолий Чернов

Инженер электроизмерительной лаборатории «ЭлектроЗамер»

Введение. Опасность ударов молний

Молния ― это природное явление, сопровождаемое электрическим искровым разрядом, свечением канала этого разряда и громким взрывоподобным звуком (грозовыми раскатами). Во время этого явления электрическая энергия преобразуется в тепловую, световую и звуковую.

Молнии происходят во время грозовой активности в атмосфере. Эти разряды бывают как между грозовыми облаками (внутриоблачные), так и между облаками и поверхностью земли (молнии облако-земля). По последним научным данным частота ударов молний на нашей планете составляет примерно 44 ± 5 раз в секунду. При этом 75 % всех молний внутриоблачные, а лишь 25 % ударяют по поверхности земли. Как правило, молния, бьющая в поверхность земли, поражает самое высокое здание или сооружение из всех близлежащих. Также на больших открытых площадях (поле, поляна, поверхность воды) они могут поражать одиноко стоящие строения, деревья или даже людей.

Главными опасными и разрушительными факторами этого явления являются температура, сила растекающегося тока и ударная волна. В канале прохождения молнии происходит нагревание воздуха и твёрдых тел до огромных температур (более 20000-30000 °С), величина силы тока достигает 10000-500000 А. Ударная волна возникает близко к каналу разряда и на небольших расстояниях может разрушать здания, сооружения, деревья, травмировать людей даже без поражения током.

Молниезащита

В процессе разряда молнии происходит мощный электромагнитный импульс. Этот импульс представляет собой возмущение электромагнитного поля с возникновением наведённых напряжений и токов в различных проводниках, элементах электрического и электронного оборудования. В результате его возникновения возможен выход из строя изоляции электрооборудования, трансформаторов, полупроводниковых приборов и электронных элементов. Основным способом защиты от электромагнитного импульса является экранирование. Также широкое распространение получили устройства защиты от импульсных перенапряжений УЗИП.

В энергетике защита от молний и их вторичных проявлений является важнейшей задачей, т.к. энергетическое оборудование: силовые трансформаторы, выключатели, оборудование ОРУ является весьма дорогостоящим и зачастую уникальным. Поломки или даже временный выход из строя оборудования высоковольтных подстанций может поставить под угрозу систему энергоснабжения целых городов, районов, а в случае с перебоями в работе ПС-750 кВ и выше могут быть нарушены перетоки мощности между АЭС, ГЭС и частями энергосистемы России.

Обратимся к ПУЭ:

“

Защита от грозовых перенапряжений РУ и ПС осуществляется:

от прямых ударов молнии — стержневыми и тросовыми молниеотводами;
от набегающих волн с отходящих линий — молниеотводами от прямых ударов молнии на определенной длине этих линий защитными аппаратами, устанавливаемыми на подходах и в РУ, к которым относятся разрядники вентильные (РВ), ограничители перенапряжений (ОПН), разрядники трубчатые (РТ) и защитные искровые промежутки (ИП).

ПУЭ, п.4.2.133

Молниезащита ― это комплекс технических мероприятий, направленных на минимизацию разрушительных негативных последствий воздействия молнии.

Принцип действия устройств молниезащиты основан на том, что вероятность поражения молнией наземного объекта увеличивается с увеличением его высоты и с увеличением электропроводности грунта под этим объектом. Система молниезащиты состоит из следующих элементов:

молниеотвод;
токоотвод;
заземляющее устройство.

Молниеотвод, молниеприёмник (1) ― это устройство, которое непосредственно принимает на себя разряд молнии и выполняется обычно в виде стержня, натянутого троса или сетки.
Токоотвод (3) ― это устройство, проводящее энергию молнии, её разряд от молниеотвода к заземляющему устройству.
Заземляющее устройство (4) ― это устройство, которое уводит разряд молнии в грунт через углублённые вертикальные электроды.

Проектирование молниезащиты

Существует несколько методик расчёта элементов защиты (электрических подстанций, зданий, сооружений) от ударов молнии.

Первая методика ― методика, разработанная профессором А.А. Акопяном, подтверждается большим количеством лабораторных исследований на моделях, проводившихся в 1936-1940 гг. В соответствии с данной методикой, зона защиты стержневых молниеотводов высотой до 60 метров представляет собой «шатёр». Объекты, находящиеся внутри его, защищены от ударов молнии с вероятностью P ≈ 0,999.

Для проектирования систем молниезащиты на сегодняшний день действует два нормативных документа: РД 34.21.122-87 «Инструкция по молниезащите зданий и сооружений» от 30.07.87 г. и CO 153—34.21.122-2003 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций» от 30.06.03 г.

Данные нормативные документы не содержат однозначных указаний об обязательности защиты зданий от поражений молниями. Поэтому уровень надежности защиты зданий и сооружений от поражений молниями определяется проектной организацией. При проектировании системы молниезащиты должны учитываться справочные характеристики интенсивности грозовой деятельности и грозопоражаемости зданий и сооружений в рассматриваемой этой местности.

Проверка систем молниезащиты зданий

Проверка систем молниезащиты выполняется с целью определения соответствия их проектной документации, НТД, а также качества монтажных работ.

Такие проверки выполняется со следующей периодичностью:

после их монтажа перед сдачей в эксплуатацию;
для зданий и сооружений I и II категории защиты ― не реже раза в год;
для зданий и сооружений III категории защиты ― не реже раз в 3 года;
проверка наличия цепи между заземлёнными установками и элементами заземлённой установки (металлосвязи) при наличии болтовых соединений ― ежегодно.

Все соединения элементов системы молниезащиты рекомендуется выполнять сварными. Сварочные работы относятся к огневым, т.е. к работам с применением открытого огня, искрообразованием и нагреванием поверхностей, предметов до температур, способных вызвать воспламенение материалов и конструкций. На взрывоопасных и взрывопожароопасных объектах при необходимости выполнить соединения молниеотводов с токопроводами, токопроводами с заземлителями, обычно рекомендуется делать это с использованием болтовых соединений.

Электролаборатория, имеющая свидетельство о регистрации в Ростехнадзоре, выполняет визуальный осмотр и измерения сопротивления металлосвязи, заземления с оформлением протоколов установленной формы.

Процесс проведения проверки систем молниезащиты состоит из нескольких этапов:

проверка молниезащиты на соответствие проекту и НТД;
визуальный осмотр состояния системы молниезащиты, целостности её элементов, отсутствия коррозии, качества болтовых соединений, при этом сварные соединения проверяются постукиванием молотка;

проверка металлосвязи; величина измеренного переходного сопротивления молниеотводов с токопроводами, токопроводами с заземлителями должна быть менее 0,05 Ом;
измерение сопротивления заземляющего устройства (см. статью Измерение сопротивления заземляющих устройств)

При приближении грозового фронта все работы по осмотру, обследованию и измерениям системы молниезащиты следует немедленно прекратить.

“

Для заземлителей устройств молниезащиты зданий и сооружений I и II категорий по молниезащите допустимая величина сопротивления ЗУ должна быть не более 10 Ом, а для зданий и сооружений III категорий по молниезащите ― не более 20 Ом.

РД 34.21.122-87, п. 8

Для железобетонных фундаментов-заземлителей (подножники, сваи) допустимая величина сопротивления не нормируется, т.к. они способны без механического разрушения выдерживать токи молнии до 100 кА; для этих фундаментов регламентируются только минимальные допустимые размеры (РД 34.21.122-87 табл. 2).

Итоговые данные измерений вносятся в протоколы проверки технического отчета электролаборатории.

измерение сопротивления ЗУ при проверке систем молниезащиты зданий и сооружений прибором Sonel MRU-101

Остались вопросы?

Проконсультируем вас по вопросам проведения проверки систем молниезащиты зданий!

Связаться с нами

Файлы для скачивания

ПУЭ, глава 1. 8
Нормы приемосдаточных испытаний
ГОСТ Р 50571.16-2007
Электроустановки низковольтные. Часть 6. Испытания
РД 34.21.122-87
Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений
СО 153-34.21.122-2003
Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций
ПТЭЭП, прил. 3, табл. 26
Заземляющие устройства
Пример протокола
проверки сопротивления заземляющего устройства

Отзывы клиентов и рекомендательные письма

Ознакомьтесь с перечнем выполненных работ, отзывами, рекомендательными и благодарственными письмами наших клиентов

Посмотреть отзывы

Цены на услуги электролаборатории

Ознакомьтесь c нашим прайс-листом, единичными расценками, узнайте больше про ценообразование услуг электроизмерительной лаборатории

Узнать про цены

Приглашаем другие лаборатории присоединиться к сообществу

Мы создали чат, в котором уже общаются несколько десятков электролабораторий. Если вы занимаетесь испытаниями электроустановок, узнайте, чем этот чат может быть вам полезен

Узнать о чате

Разница между молниезащитой и защитой от перенапряжения

Молния, как известно, является наиболее значительным источником скачков напряжения: зарегистрированы болты с напряжением от миллиона до миллиарда вольт и от 10 000 до 200 000 ампер. Однако молнии составляют лишь часть всех переходных процессов на объекте.

Поскольку переходные процессы могут быть вызваны как внешними источниками (такими как молния), так и внутренними источниками, на объектах должны быть установлены как система молниезащиты, так и защита от перенапряжения.

Напрашивается вопрос: в чем разница между этими двумя системами и как они работают вместе?

Система молниезащиты

Проще говоря, система молниезащиты защищает конструкцию от прямого удара молнии .

Для этого воздухораспределитель (или систему воздухораспределителей) размещают в наиболее вероятном положении для захвата прямого удара, исходя из архитектурного решения сооружения и оборудования кровли.

Для перехвата удара и направления сильноточной энергии удара молнии в землю компоненты системы включают:

Воздушный терминал , который используется для перехвата удара молнии.
Токоотводы , обеспечивающие наиболее прямой путь передачи электроэнергии к земле.
Система заземления , которая обеспечивает путь рассеяния тока в землю и защиту от повреждений.
Соединение , предназначенное для уменьшения возможных перепадов напряжения, представляющих угрозу безопасности.

Стандарты молниезащиты определяют, как правильно разместить молниеприемники, проложить кабель, заземлить и соединить, чтобы обеспечить максимальную безопасность при передаче и рассеянии энергии.

Устройство защиты от перенапряжения (УЗИ)

Устройство защиты от перенапряжения (УЗИ) предназначено для защиты электрических систем и оборудования от скачков напряжения и переходных процессов путем ограничения переходных напряжений и отвода импульсных токов .

Что вызывает переходные процессы и выбросы?

Молния является наиболее впечатляющей формой внешнего импульса, однако, по оценкам, 65% всех переходных процессов генерируются внутри объекта за счет переключения электрических нагрузок, таких как:

Освещение
Системы отопления
Двигатели
Офисное оборудование

Как работает УЗИП?

Существует по крайней мере один нелинейный компонент УЗИП, который при различных условиях переходит между состояниями с высоким и низким импедансом. При нормальном рабочем напряжении УЗИП находятся в состоянии высокого импеданса и не влияют на систему. Когда в цепи возникает переходное напряжение, УЗИП переходит в состояние проводимости (или низкого импеданса) и отводит переходную энергию и ток обратно к своему источнику или земле. Это ограничивает или фиксирует амплитуду напряжения до более безопасного уровня. После того, как переходный процесс отклоняется, УЗИП автоматически возвращается в состояние высокого импеданса.

Что отличает две системы?

На базовом уровне система молниезащиты защищает объекты и конструкции от прямых ударов , а УЗИП защищают электрооборудование и системы от скачков напряжения или переходных процессов .

То, как они работают, и задействованные компоненты также различаются. Компоненты системы молниезащиты всегда на месте и готовы к работе, а УЗИП контролируют внутренние напряжения системы и срабатывают, если в цепи возникает переходное напряжение.

Как они работают вместе

Хотя молния не является самым распространенным временным явлением, она является наиболее значительным. В то время как система молниезащиты защищает наружную часть от воздействия молнии, SPD должны быть установлены для поддержки другой системы и связанных с ней переходных процессов, создаваемых ударом молнии. УЗИП активируются и начинают подавать энергию в систему заземления, если скачки напряжения на подключенном оборудовании превышают установленный номинал.

Молния является наиболее вероятной внешней причиной значительного перенапряжения, и необходимо установить УЗИП для ограничения токов, поступающих во внутреннюю среду, что свидетельствует о важности взаимосвязанная установка система электрозащиты .

Стандарты молниезащиты, такие как стандарты Национальной ассоциации противопожарной защиты (NFPA) 780, UL 96A, LPI 175, IEC и BS в справочнике, содержат особые рекомендации по использованию УЗИП в системах молниезащиты.

Устройство защиты от перенапряжений должно быть рассчитано на использование с системой молниезащиты в соответствии с его номинальным током разряда или пиковым значением I _n (8/20 мкс), что УЗИП все еще может функционировать после 15 приложенных импульсов. Согласно UL 96A, например, устройства защиты SPD для ввода в эксплуатацию должны иметь номинальный ток разряда 20 кА.

Не все УЗИП, внесенные в список UL, обязательно рассчитаны на использование с системой молниезащиты. Этот рейтинг означает, что он может выдерживать более сильные скачки напряжения, чем устройства с более низким рейтингом I _n.

Узнайте больше о комплексной электрической защите

Защита от молнии и перенапряжения — два элемента эффективной системы электрической защиты. Загрузите справочник по молниезащите nVent ERICO, чтобы подробно ознакомиться с комплексной системой и ее компонентами.

Изображение предоставлено: Pexels

Защита от перенапряжения, молниезащита и контроль мощности

УСТРОЙСТВА ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ

риск повреждения, вызванного скачком напряжения. Обратитесь к Mersen Surge-Trap, чтобы получить защиту от перенапряжения, которая покрывает все потребности в напряжении на вашем объекте.

УЗИП линии электропередач — NEMA UL CSA TYPE 1

Mersen Surge-Trap® STXH добавляет важный уровень защиты от перенапряжения для всего вашего дома. Вся ваша электрическая система, от вашей гостиной до офиса и кухни, защищена. Это простое решение для всего дома устанавливается в вашем центре нагрузки — вне поля зрения, из памяти. Оснащенные ведущей в отрасли технологией TPMOV® компании Mersen, УЗИП Mersen Surge-Trap® соответствуют строгим требованиям безопасности UL 1449.Стандарт безопасности 4-го издания и не требует дополнительной защиты от перегрузки по току. Перечислено UL, сертифицировано CSA, RoHS

Веб-сайт Electric Power

УЗИП для линии электропередач — DIN-РЕЙКА UL CSA TYPE 1

Surge-Trap® представляет собой отказоустойчивый ограничитель перенапряжений без плавких предохранителей, в котором используется запатентованная компанией Mersen технология TPMOV®. Одобренный UL 1449 4-й редакции, он монтируется на DIN-рейку, имеет отказоустойчивую самозащищенную конструкцию, визуальный индикатор и небольшую площадь.