Заземление и молниезащита зданий и сооружений: ИНСТРУКЦИЯ ПО УСТРОЙСТВУ МОЛНИЕЗАЩИТЫ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ РД 34.21.122-87

Молниезащита, заземление

Молниезащи́та (громозащи́та, грозозащи́та) — это комплекс технических решений и специальных приспособлений для обеспечения безопасности здания, а также имущества и людей, находящихся в нём. На земном шаре ежегодно происходит до 16 миллионов гроз, то есть около 44 тысяч за день. Опасность для зданий (сооружений) в результате прямого удара молнии может привести к: 

Внешняя молниезащита представляет собой систему, обеспечивающую перехват молнии и отвод её в землю, тем самым, защищая здание (сооружение) от повреждения и пожара. В момент прямого удара молнии в строительный объект правильно спроектированное и сооруженное молниезащитное устройство должно принять на себя ток молнии и отвести его по токоотводам всистему заземления, где энергия разряда должна безопасно рассеяться. Прохождение тока молнии должно произойти без ущерба для защищаемого объекта и быть безопасным для людей, находящихся как внутри, так и снаружи этого объекта.

Помимо вышеупомянутых традиционных решений (приведенных как в международном стандарте МЭК 62305. 4, так и в российских нормативных документах РД 34.21.122-87 и CO 153—343.21.122-2003) с середины 2000х годов получает распространение молниезащита с системой ранней стримерной эмиссии, также именуемая активной молниезащитой. Однако нет никаких надёжных доказательств того, что активная молниезащита работает эффективнее, чем традиционная молниезащита тех же размеров.

Внутренняя система молниезащиты

Внутренняя молниезащита представляет собой совокупность устройств защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП). Назначение УЗИП защитить электрическое и электронное оборудование от перенапряжений в сети, вызванных резистивными и индуктивными связями, возникающих под воздействием тока молнии. Общепринято выделяют перенапряжения, вызванные прямыми и непрямыми ударами молнии. Первые происходят в случае попадания молнии в здание (сооружение) или в подведенные к зданию (сооружению) линии коммуникаций (линии электропередачи, коммуникационные линии). Вторые — вследствие ударов вблизи здания (сооружения) или удара молнии вблизи линий коммуникаций. В зависимости от типа попадания различаются и параметры перенапряжений.

Перенапряжения, вызванные прямым ударом, именуются Тип 1 и характеризуются формой волны 10/350 мкс. Они наиболее опасны, так как несут большую запасенную энергию.

Перенапряжения, вызванные непрямым ударом, именуются Тип 2 и характеризуются формой волны 8/20 мкс. Они менее опасны: запасенная энергия примерно в семнадцать раз меньше, чем у Тип 1.

Соответствующим образом классифицируются и УЗИП.

Молниезащита зданий и сооружений подразделяется на активную и пассивную.

Пассивная молниезащита — это так сказать классический вид молниезащиты, принцип его работы остается неизменяемым уже многие десятилетия. Устройство пассивной молниезащиты состоит из токоприемника, токоотвода, заземления.

Молниеприемник представляет собой стальной стержень устанавливаемый в самой верхней точке кровли.

В роли токоотвода выступает стальная проволока, толщиной не менее 6 мм, через которую при попадании в молниеприемник электрического искрового разряда проходят токи, величиной более 200 тыс. А. Поэтому соединения – молниеприемник, токоотвод и заземлитель, требуют особенно качественных соединений в местах переходов от одного к другому, для обеспечения которых в основном используется сварка всех контактов.

Заземлитель – это как правило металлические шпильки диаметром 20 мм, длиной от 1 до 3 м, которые забиваются в землю и соединяются полосой.

Принцип работы активной молниезащиты заключается в том, что молниеприемник, ионизирует воздух вокруг острия головки молниеприемника, и таким образом перехватывает разряд молнии. Все остальные элементы активной молниезащиты такие же как у пассивной. Радиус действия активной молниезащиты намного больше, чем у пассивной молниезащиты и может достигать 100 м, то есть под его защитой будет не только защищаемый объект, но и расположенные рядом постройки. Такой вид молниезащиты очень распространен во многих странах. Однако бытует мнение, что активная молниезащита как бы «притягивает» молнию. То есть вероятность попадания молнии (хотя она и попадет в молниеприемник) на много больше по сравнению с пассивной молниезащитой.

Для металлических видов кровли и кровельных материалов пассивная молниезащита подходит наиболее точно, единственно что надо учесть – это токоотвод следует прокладывать на стене которая является противоположенной входу, а штырь заземлителя устанавливать не менее 1м от строений или фундамента.

Деревянную кровлю и покрытую шифером, защищать стоит с помощью металлического троса, который при помощи подпорок прокладывается вдоль конька от молниеприемника до заземлителя, спуская его вдоль стены или по водостоку.

Черепичные крыши, как правило защищаются стальной сеткой, образующей цельный контур сверху, к которому приваривается токоотвод соединенный с заземлителем.

Такие особенности создания молниезащиты способны:

• обеспечить защиту зданий и сооружений от стихийных электрических искровых разрядов;
• обеспечить проведение на них различных видов работ;
• создать ступенчатую защиту различных типов информационных и силовых сетей, а так же их потребителей;
• гарантировать надежную работу и безопасность электроустановок находящихся в производственных корпусах.

Ныне установка молниезащиты является обязательной процедурой при проведении нового строительства, регулируемой основными разделами ПУЭ и ГОСТов. Документ, что расписывает расчетные нормы с величинами, действует на практике с 1987-го года и достаточно точно определяет, какой конструкцией нужно оборудовать грозозащиту зданий. Учитывая, что современные здания практически переполнены всякого рода электроникой бытовой техникой и электроприборами, молниезащита должна выполняться на высоком профессиональном уровне. Расчет, подготовленный соответствующим специалистом, проводится с учетом таких данных как изучение и исследование частоты случавшихся гроз по конкретному району и региону, принимаются во внимание особенности строения и естественно расчет вероятного попадания разряда в грозу.

Невзирая на, казалось бы, внешнюю простоту — надежная молниезащита требует достаточных знаний, способностей и специального материала. Установленные самостоятельно системы защиты могут даже усугубить в некоторой степени ситуацию. Ведь молниезащита в каждом исключительном случае – это индивидуальная система, что требует непосредственного участия профессионалов, способных провести специальные расчеты с подбором нужного оборудования. А применение единой схемы грозозащиты для всех без исключения строений – конечно же, ошибочное.

Купить молниезащиту

В нашей компании, ООО Металлобаза «Стилпрофф», мы специализируемся на внешней защите. Полоса и катанка, в нашей компании представлена в бухтах и в прутках любой длины.

У нас вы можете приобрести следующие наименования:

Пруток оцинкованный, катанка

Пруток медный

Артикул	Описание	Вес (кг)	Материал
90735	Пруток медный 8 мм	0. 45	Медь
90736	Пруток медный 6 мм	0.25	Медь

Пруток стальной омедненный

Полоса медная

Полоса оцинкованная 4х40

Артикул	Описание	Вес (кг)	Материал
90740	Полоса стальная оц. 40х4,	1,26	Сталь оцинкованная
90742	Полоса стальная оцинкованная 25х4мм	0,8	Сталь оцинкованная
90742/1	Полоса стальная оц. 25х4,	0,8	Сталь оцинкованная

Мачты молниеприемные

Молниеприемник, громоотводы

Опора для мачты на кровле

Артикул	Описание	Вес (кг)	Материал
90865	Опора для мачты на плоской кровле L. ..498	1,64	Сталь

Молниезащита объекта III категории, скатная кровля, cтержневой, контур заземления

• Граундтех /
• Статьи /

 Стержневой молниеприемник
Контур заземления

 Общие данные

Тип объекта – загородный жилой дом

Устройство молниезащиты предназначено для обеспечения защиты от прямых ударов молнии (ПУМ).

Здание относится к III категории молниезащиты зоне Б согласно пп.5, таблицы 1 Инструкции по устройству молниезащиты зданий и сооружений РД 34.21.122-87.

Таблица 1

Зона защиты типа Б — 95 % и выше.

В соответствии с требованиями «Инструкции по устройству молниезащиты зданий, сооружении и промышленных коммуникации» проектируемое здание по устройству молниезащиты относится к обычному объекту.

При наличии возвышающейся над всеми элементами кровли дымовой трубы над ней следует установить стержневой молниеприемник высотой не менее 0,2м, проложить по кровле и стене строения токоотвод и присоединить его к заземлителю, п.п. 2.30 (в) РД 34.21.122-87.

На нашем здании будет использоваться стержневой молниеприемник алюминиевый длиной 1,5 м диаметром 16мм (M10202),

который будет крепиться к дымоходной трубе за счет мачтового кронштейна 150 мм (K10220).За счет развернутой угловой пластины на 180°, молниеприемник будет будет надежно закреплен в кронштейне.

Ниже, на краю молниеприемника крепится зажим для подключения (K10228) через который к молниеприемнику подключается токоотвод. Токоотвод выполнить из стальной оцинкованной проволоки 8 мм согласно Таблице 3.1. (S10301).

По скатам крыши и токоотвод крепится на Держателе проводника на мостовой опоре ДПК-М100 (D10135). Клемма для соединения проволоки весьма удобна, это обусловлено, тем, что не надо варить оцинкованную проволоку, нет необходимости перемещать сварочный аппарат по площади кровли, увеличивается скорость крепления узлов проволоки. Кроме того, при сварочном соединении нарушается изначальный слой цинка.

Вдоль конька токоотвод проложен на держателях проводника на конек ДПК-К100 (D10143).

Чтобы спустить токоотвод на фасад используется держатель проводника для желоба водостока из оцинкованной стали (D10111).

Расположение токоотвода от молниеприемной сетки до заземляющего устройства должно быть минимальным. Необходимо установить несколько токоотводов для равного стекания тока молнии и снижения его величины на проволоке. Токоотводы должны располагаться равномерно по периметру объекта. Среднее расстояние между токоотводами должно быть 20 м. (Таблица 3.3 СО 153-34.21.122-2003).

Токоотвод выполнить из стальной оцинкованной проволоки 8 мм согласно Таблице 3.1.

Расстояние токоотвода от крыши до заземляющего устройства должно быть минимальным. Необходимо установить несколько токоотводов для равного стекания тока молнии и снижения его величины на проволоке. Токоотводы должны располагаться равномерно по периметру объекта. Среднее расстояние между токоотводами должно быть 20 м. (Таблица 3.3 СО 153-34.21.122-2003). В нашем случае это два опуска на противоположных сторонах здания.

Токоотводы располагаются на поверхности стены и крепятся на держателях круглого проводника. (D10121).

Держатель крепится при помощи самореза и пластикового дюбеля. Монтаж осуществляется простым нажатием проводника до щелчка в держателе.

Заземление объекта.

Согласно п.п. 2.13 «В качестве заземлителей защиты от прямых ударов молнии во всех возможных случаях (см. п. 1.8) следует использовать железобетонные фундаменты зданий и сооружений. При невозможности использования фундаментов предусматриваются искусственные заземлители:

— при наличии молниеприемной сетки или металлической кровли по периметру здания или сооружения прокладывается наружный контур следующей конструкции:

— в грунтах с эквивалентным удельным сопротивлением   500 Омм при площади здания более 250 м² выполняется контур из горизонтальных электродов, уложенных в земле на глубине не менее 0,5 м, а при площади здания менее 250 м² к этому контуру в местах присоединения токоотводов приваривается по одному вертикальному или горизонтальному лучевому электроду длиной 2—3 м;»

3.2.3.2. Специально прокладываемые заземляющие электроды СО 153-34. 21.122-2003.

«Сильно заглубленные заземлители оказываются эффективными, если удельное сопротивление грунта уменьшается с глубиной и на большой глубине оказывается существенно меньше, чем на уровне обычного расположения. Заземлитель в виде наружного контура предпочтительно прокладывать на глубине не менее 0,5 м от поверхности земли и на расстоянии не менее 1 м от стен. Глубина закладки и тип заземляющих электродов выбираются из условия обеспечения минимальной коррозии, а также возможно меньшей сезонной вариации сопротивления заземления в результате высыхания и промерзания грунта.»

Необходимо выполнить траншею глубиной 0,5 м и шириной 0,25 м

Таким образом, согласно таблице 2. 11 РД 34.21.122-87, минимальный диаметр стального вертикального электрода заземления: 10 мм.

Выбираем стержень стальной оцинкованный диаметром 16 мм длиной 1,5 (Z10161).

Конструкция стержня такова, что толщина стержня позволяет заглублять его вертикально при помощи электроинструмента. А резьбовая оснастка позволяет соединять стержня между собой для увеличения глубины залегания. Так достигается наилучшее растекание тока, кроме того на большой глубине, грунт не промерзает и не высыхает.

Стержень оцинкованный длиной 1,5 м – соединяется между собой при помощи муфты (Z10163) и образует вертикальный очаг заземления длиной 3 м.

Для увеличения скорости монтажа на первый стержень накручивается стальной наконечник (Z10164).

Стержни заглубляются при помощи кувалды или электроинструмента. Удар должен осуществляться по удароприемной головке (Z10174),которая закручивается в соединительную муфту.

При использовании электроинструмента типа «отбойный молоток» или «перфоратор» необходимо использовать тип патрон SDS-MAX и насадку (Z10105) для передачи удара в головку.

Заглубить вертикальные стержни заземления в местах опусков токоотводов. При установке вертикальных заземлителей необходимо оставить на дне траншеи выпуск стержня длиной 150 мм для подключения горизонтального заземлителя (S10309).

Горизонтальный заземлитель полоса стальная оцинкованная 40х4 мм. П.п. Таблица 3. РД 34.21.122-87.

Таблица 3

Контур прокладывается вокруг здания и соединяется между собой сваркой. Перед сваркой необходимо зачистить слой цинка. После сварки требуется окрасить цинконаполненным составом (M10247). Длина шва 6 см. 

Выполнить соединение горизонтального и вертикального заземлителя при помощи специального зажима типа Z (Z10101). Подключить к зажиму токоотвод.

Очистить соединение «полоса-токоотвод-стержень» от грунта, воды. Обмотать соединение лентой изоляционной (Z10104).

Расчет сопротивления растекания заземляющего устройства

Для сопротивления внешней молниезащиты здания требуется заземляющее устройство с сопротивлением до 10 Ом. Для расчета возьмем усредненную величину удельного сопротивления грунта – 350 Ом/м.

Сопротивление растеканию вертикального заземлителя определяется по формуле:

Где:

ρ- удельное сопротивление грунта, Ом/м;
С_ij – безразмерный коэффициент, зависящий от формы заземлителя и условий его заглубления;
l — длина вертикального электрода, м;
d — диаметр глубинного электрода, м;
n — количество электродов, шт;
H — заглубление (расстояние от поверхности земли до середины заземлителя, м).

Как правило, с учетом прокладки заземляющего проводника на глубине 0,5 м, H = L/2 + 0,5;

ρ- 350 Ом/м;
l — 3 м;
d – 0,016 м;
n – 2 шт;
H – 2 м.

Сопротивление одного вертикального электрода

Коэффициент использования стержней равен 0,8

Сопротивление всех вертикальных заземлителей

Безразмерный коэффициент вертикального электрода, зависящий от формы заземлителя и условий его заглубления:

Найдем коэффициент по формуле, указанной в п.6 таблицы 8 справочника по молниезащите Р.Н. Карякина

Предусматривая коэффициент использования стержней находим сопротивление всех вертикальных заземлителей по формуле:

Условия эксплуатации

Для обеспечения постоянной надежности работы устройства молниезащиты ежегодно перед началом грозового сезона производится проверка и осмотр всех устройств молниезащиты.

Во время осмотра и проверки устройств молниезащиты рекомендуется:

• проверить визуальным осмотром целостность молниеприемников и токоотводов, надежность их соединения и крепления к мачтам;
• выявить элементы устройств молниезащиты, требующие замены или ремонта вследствие нарушения их механической прочности;
• определить степень разрушения коррозией отдельных элементов устройств молниезащиты, принять меры по антикоррозионной защите и усилению элементов, поврежденных коррозией;
• проверить надежность электрических соединений между токоведущими частями всех элементов устройств молниезащиты;
• проверить соответствие устройств молниезащиты назначению объектов и в случае наличия строительных или технологических изменений за предшествующий период наметить мероприятия по модернизации и реконструкции молниезащиты в соответствии с требованиями настоящей Инструкции;
• уточнить исполнительную схему устройств молниезащиты и определить пути растекания тока молнии по ее элементам при разряде молнии методом имитации разряда молнии в молниеприемник с помощью специализированного измерительного комплекса, подключенного между молниеприемником и удаленным токовым электродом;

Внеочередные осмотры устройств молниезащиты следует производить после стихийных бедствий (ураганный ветер, наводнение, землетрясение, пожар) и гроз чрезвычайной интенсивности.

Для определения технического состояния заземляющего устройства должны проводиться визуальные осмотры видимой части, осмотры заземляющего устройства с выборочным вскрытием грунта, измерение параметров заземляющего устройства в соответствии с нормами испытания электрооборудования.

Визуальные осмотры видимой части заземляющего устройства должны производиться по графику, но не реже 1 раза в 6 месяцев ответственным за электрохозяйство Потребителя или работником, им уполномоченным.

При осмотре оценивается состояние контактных соединений между защитным проводником и оборудованием, наличие антикоррозионного покрытия, отсутствие обрывов.

Результаты осмотров должны заноситься в паспорт заземляющего устройства.

Для определения технического состояния заземляющего устройства в соответствии с нормами испытаний электрооборудования должны производиться:

• измерение сопротивления заземляющего устройства;
• измерение напряжения прикосновения (в электроустановках, заземляющее устройство которых выполнено по нормам на напряжение прикосновения), проверка наличия цепи между заземляющим устройством и заземляемыми элементами, а также соединений естественных заземлителей с заземляющим устройством;
• измерение удельного сопротивления грунта в районе заземляющего устройства

Периодическому контролю со вскрытием в течение шести лет подвергаются все искусственные заземлители, токоотводы и места их присоединений, при этом ежегодно производится проверка до 20 % их общего количества. Пораженные коррозией заземлители и токоотводы при уменьшении их площади поперечного сечения более чем на 25 % должны быть заменены новыми.

Внеочередные замеры сопротивления заземления устройств молниезащиты следует

производить после выполнения ремонтных работ как на устройствах молниезащиты, так и на

самих защищаемых объектах и вблизи них.

Результаты проверок оформляются актами, заносятся в паспорта и журнал учета состояния

устройств молниезащиты.

Земляные работы у защищаемых зданий и сооружений объектов, устройств молниезащиты, а также вблизи них производятся, как правило, с разрешения эксплуатирующей организации, которая выделяет ответственных лиц, наблюдающих за сохранностью устройств молниезащиты.

Во время грозы работы на устройствах молниезащиты и вблизи них не производятся.

Приложения 1-7 – Схемы молниезащиты скатной кровли с основными элементами

Схема 1 – Общая схема молниезащиты

Схема 2 – Держатель проводника на конек ДПК-К100, оцинкованная сталь

Схема 3 – Держатель проводника на конек ДПК-К100, оцинкованная сталь

Схема 4 – Держатель проводника для желоба водостока, оцинкованная сталь

Схема 5 – Держатель круглого проводника 8 мм

Схема 6 – Стержневой молниеприемник (алюминиевый сплав) — 1,5 м.

Схема 7 – Кронштейн мачтовый (молниеприемный) 150 мм, Зажим для подключения, оцинкованная сталь

Схема 7 – Стержень заземления оцинкованный d=16мм 1,5 м, Муфта соединительная для стержней d=16 мм, оцинкованная сталь, Направляющая головка для стержней d=16 мм, Зажим соединения (Тип Z) оцинкованный

Схема 9 – Вертикальный очаг заземления – 3 м (Стержень заземления оцинкованный d=16мм 1,5 м*2)

Добавить комментарий

Молниезащита объектов — конструкции и системы

Риск повреждения молнией и нарушения работы промышленности и имущества США постоянно растет. Затраты на ущерб, связанный с молнией, в настоящее время оцениваются в 8-10 миллиардов долларов в год ⁽¹⁾ и растут на 20% в год. Помимо физической деградации, большая часть общих затрат связана с простоем оборудования и прерыванием хозяйственной деятельности.

Тот факт, что молния может разрушить как внешние конструкции, так и внутренние системы, часто игнорируется, пока не становится слишком поздно. Однако внедрение комплексной системы молниезащиты объекта (FLPS) может снизить риск повреждения и нарушения работы в обоих случаях. Эффективная FLPS не только защищает крыши, стены и другие элементы конструкции от прямых ударов молнии, но и защищает электрические цепи, коммуникации, системы управления технологическими процессами и другие элементы, уязвимые для непрямых ударов.

Нейтрализация прямых ударов молнии

Прямые удары молнии можно нейтрализовать с помощью структурной системы молниезащиты (структурная молниезащита). Основными компонентами этой системы являются молниеприемники (также известные как молниеотводы), проводники, соединяющие молниеприемники, и токоотводы, соединяющие молниеприемники с землей. В соответствии с основными принципами физики структурная СМЗ генерирует электрический «стример», который перехватывает нисходящий электрический «лидер» из грозового облака. Этот перехват создает цепь, позволяющую структурной СМЗ отводить ток молнии на землю, минуя конструкцию здания, при этом выравнивая потенциал между облаком и землей.

Фото: Активность восходящего стримера и нисходящего лидера при ударе молнии

Конструкционная СМЗ не притягивает молнию, и удар молнии в месте не зависит от того, установлена ​​ли защита. Вместо этого структурная молниезащита просто обеспечивает предпочтительный путь для прохождения тока молнии к земле. Эта форма заземления отличается от обычного электрического заземления, установленного для повседневной безопасной работы электрических систем, которое не предназначено для работы с чрезвычайно высокими уровнями мгновенного напряжения и тока (100 миллионов вольт, 30 000 ампер или более), которые типичны для удар молнии.

Узнайте больше о формировании молний на веб-сайте Национального управления океанических и атмосферных исследований NOAA ⁽²⁾ .

Одного пути к земле недостаточно, чтобы гарантировать, что молния будет должным образом отведена от конструкции здания. В защищаемом здании на правильном расстоянии друг от друга должны быть проложены несколько проводниковых дорожек.

Стандарты для этих систем молниезащиты включают NFPA 780 и UL 96A для США и IEC-62305 для других стран. Программа UL Master Label Certificate охватывает проверку и сертификацию этих систем.

Диаграмма: расстояние между воздушными терминалами, проводниками и токоотводами для LPS

Индукция тока и косвенное повреждение . Ближайшие удары молнии, удары по системам электроснабжения или связи или даже удары от облака к облаку могут вызвать опасный ток в объекте и его системах. Ток может вызвать возгорание проводников и оборудования. Это также может привести к внутреннему сбою электрического, коммуникационного оборудования и оборудования управления технологическим процессом, даже если снаружи нет видимых повреждений.

Представление о том, что молния должна ударить прямо в здание, чтобы причинить ущерб или причинить ущерб, является мифом. Например, наведенный ток, который повреждает системы управления технологическими процессами на объекте, может привести к такому же простою, как и к физическому повреждению всей конструкции здания. Кроме того, здание и его оборудование с большей вероятностью могут быть повреждены индукцией вспомогательного тока, чем прямым ударом.

Необходимость как структурных, так и системных систем молниезащиты

Одна только структурная молниезащита не защитит объект от риска индукции. В то время как структурная система молниезащиты имеет решающее значение для защиты физической конструкции, а выравнивание потенциалов, которое она обеспечивает, может уменьшить наведенные токи, внутренние системы требуют дополнительных мер защиты.

К счастью, другие технологии позволяют системам, электрическим компонентам, коммуникациям и управлению процессами быть защищены так же эффективно, как и сама конструкция. Эту защиту обеспечивают:

• Системы заземления с низким сопротивлением (низкий переходный импеданс)
• Выравнивание потенциалов
• Устройства защиты от перенапряжения (УЗП)

Системы заземления с низким сопротивлением (низкое переходное сопротивление)

Стандарты для комплексных систем молниезащиты основаны на принципе обеспечения прямого или квазипрямого пути с низким сопротивлением и низким импедансом для безопасного прохождения тока молнии на землю. Достижение низкого импеданса требует соответствующей обработки как сопротивления, так и реактивного сопротивления (емкости и индуктивности) системы.

Невнимательность или необоснованные предположения об эффективности системы заземления могут привести к ущербу, связанному с молнией, и прерыванию деятельности. Практические правила предотвращения этого риска включают следующее:

• Системы заземления должны быть спроектированы и испытаны на достаточно низкое сопротивление относительно земли, обычно менее 25 Ом, для каждого заземляющего соединения. Там, где требуется заземление с особенно низким импедансом, например, для средств связи, или если сама почва имеет высокое сопротивление, можно использовать электролитический заземляющий стержень или другое усиление заземления.
• Существующие системы необходимо регулярно проверять, чтобы убедиться, что они работают и не повреждены: например, заземляющие стержни, установленные несколько лет назад, теперь могут подвергнуться коррозии или другим повреждениям.
• Новые системы должны быть рассчитаны на длительный срок службы. Например, система заземления с низким сопротивлением, которая работает только в течение трех лет, не является подходящим решением, как бы хорошо она ни работала в течение этого времени.

Выравнивание потенциалов

Молния может проходить сквозь почву и, следовательно, может улавливаться подземными трубопроводами, входящими в здание. Неправильное выравнивание потенциалов между электрическими и служебными линиями (вода, газ, телекоммуникации, кабельное телевидение) и зданием, которое они обслуживают, может подвергнуть людей воздействию высоких потенциалов прикосновения и сделать объект уязвимым для косвенного повреждения молнией. Следовательно:

• Все системы на объекте, а также физическая структура должны быть надлежащим образом связаны друг с другом и подключены к одной и той же системе заземления для выравнивания потенциалов (уравнивание потенциалов). Эти системы включают питание переменного тока, телекоммуникации, газ, воду, кабельное телевидение, системы управления и антенны.
• Сеть, которая должна оставаться изолированной, которую нельзя напрямую подключить к системе заземления здания, должна использовать разрядник с газоразрядной трубкой (GDT), установленный между службой и системой заземления здания. GDT обеспечит путь разряда на землю для выравнивания потенциалов.

Выравнивание потенциалов не заменяет кабелепроводы или линии обслуживания для заземления системы молниезащиты. Это также не подвергает эти системы большему риску. Вместо этого он позволяет отводить заряды от систем через общий потенциал земли, что также снижает риск боковых вспышек, искрения и воздействия на людей смертельных потенциалов прикосновения в результате удара молнии.

Устройства защиты от перенапряжения (УЗП)

Устройства защиты от перенапряжения (УЗП) предназначены для защиты электрооборудования от скачков напряжения. Он ограничивает напряжение, подаваемое на оборудование, до безопасного уровня, блокируя или отводя избыточные напряжения на землю, в том числе те, которые передаются в конструкцию по электрической цепи, линии связи или линии передачи данных. SPD также может называться ограничителем перенапряжения, отводом перенапряжения или ограничителем перенапряжения переходного процесса (TVSS).

Неправильное использование УЗИП является распространенным явлением, а неправильная установка может дать ложное ощущение защиты. К распространенным ошибкам относятся:

• Неправильное расположение или установка УЗИП
  Правильная установка и размещение УЗИП является критическим фактором в обеспечении защиты. Точки входа линий коммунальных услуг являются ключевыми местами для установки УЗИП из-за обширных систем, которые формируют линии обслуживания для непрямой передачи молнии. Другие проводники инженерных сетей здания, такие как антенные системы, также должны быть оборудованы УЗИП на входах по той же причине.
• Неправильное сквозное напряжение
  УЗИП предназначен для пропуска напряжения до определенного предела, известного как пропускаемое напряжение. Минимизация сквозного напряжения важна для защиты подключенного оборудования. УЗИП для питания переменного тока часто устанавливаются на служебном входе, но в зависимости от используемых УЗИП и их установки пропускаемое напряжение может быть недостаточно низким для надлежащей защиты всего нижестоящего оборудования. Дополнительные УЗИП могут потребоваться в точках разветвления и рядом с оборудованием для дальнейшего снижения пропускаемого напряжения.
• Отсутствующие УЗИП
  УЗИП также важны для низковольтных коммуникационных проводов, которые входят в установку или панель управления технологическим процессом. Хотя они часто являются наиболее уязвимыми системами, их часто упускают из виду при развертывании SPD. В более общем плане ни одно устройство защиты от перенапряжения не может защитить всю конструкцию, и УЗИП всегда должны быть развернуты в нескольких местах для надлежащей защиты оборудования.

Заключение

Все чаще современные объекты должны работать непрерывно, что делает простои неприемлемыми. К счастью, сбои и повреждения, связанные с молнией, можно предотвратить с помощью доступных технологий. Правильно спроектированная и интегрированная система заземления объектов с низким сопротивлением/низким импедансом, выравнивания потенциалов и УЗИП может эффективно защитить современные цифровые системы, в то время как структурная система молниезащиты защищает здание, в котором они расположены.

Полная система молниезащиты предприятия также необходима для обеспечения безопасной и эффективной защиты. Частичные системы оставляют объекты уязвимыми для переходных напряжений и токов, а также для боковых ударов незащищенных проводящих компонентов и, следовательно, для повреждений, потерь и перерывов в работе. Только за счет полной интеграции защиты как от прямого, так и от косвенного ущерба от молнии предприятия США могут рассчитывать на сокращение или даже устранение ущерба и сбоев, связанных с молнией, на сумму от 8 до 10 миллиардов долларов, которые происходят каждый год.

Схема: Структурная LPS, заземление, выравнивание потенциалов и защита от перенапряжений (SPD/TVSS) проектирование и внедрение систем молниезащиты. Сертификация LPI № 861

Ларри Лабайен, старший инженер по приложениям, Lyncole — BS Electronics and Communications, более 30 лет опыта работы в области электроники и телекоммуникаций.

Ссылки:

• http://lightningsafety.com/nlsi_lls/ListofLosses14.pdf
• http://www.lightningsafety.noaa.gov/science/scienceintro.shtml

Заземление и молниезащита подстанций — ПАКТЕХПОИНТ

Речь идет о требованиях к грозозащите зданий, схеме заземления подстанции, системе молниезащиты , молниезащите трансформатора, заземлению и молниезащите подстанций, Зданиям и сооружениям. Эта статья в основном основана на стандартах lEC и создана на основе ANSI/IEEE. Основные ключевые слова для этой статьи: молниезащита зданий, схема заземления подстанции, система молниезащиты, молниезащита трансформатора, заземление и молниезащита подстанций, зданий и сооружений.

• Все заземляющие и соединительные материалы должны строго соответствовать требованиям /сертификации IEC 4 и должны иметь одобрение независимые лаборатории/учреждения.
• Все молниеприемники молниезащиты должны строго соответствовать IEC 62305 , и должны иметь разрешения/сертификаты авторитетных независимых лабораторий или учреждений.

Требования к контуру заземления предприятия

• Заземление должно быть установлено в соответствии с IEC 60364 .
• Заземляющий контур должен быть установлен вокруг оборудования и сооружений в рабочих зонах завода.
• Контур заземления должен иметь максимальное сопротивление заземления в один Ом.
• Заземляющие проводники, вытянутые над уровнем земли и подверженные возможным повреждениям, должны быть защищены трубой из ПВХ сортамента 40.
• Заземляющие проводники не должны быть закольцованы между конструкциями, зданиями, подстанциями или оборудованием, а должны быть соединены непосредственно с заземляющими стержнями, заземляющими соединительными шинами или основными заземляющими проводниками.
• Для зданий и сооружений, расположенных на расстоянии 30 м и более от основного контура заземления, следует использовать дополнительный зеленый изолированный (TW) контур площадью 70 мм², присоединяемый к основному контуру. Подключение к основному контуру должно быть как минимум из двух отдельных точек.
• Удаленные объекты
  • Изолированное оборудование, удаленное от технологической зоны, должно быть заземлено с помощью местного контура заземления сечением 70 мм², прикрепленного к заземляющим стержням.
  • Здания и сооружения, удаленные от контура заземления вокруг сгруппированного оборудования или сооружений, должны иметь максимальное сопротивление заземления пять Ом.
• Вышеуказанные детали относятся к заземлению и молниезащите подстанций, зданий и сооружений.

Основные и единичные подстанции

Подстанция заземления / подстанция.

Заземляющая сетка должна иметь размер в соответствии с IEC 60364 для ограничения шагового потенциала, потенциала прикосновения и передающего потенциала до уровня, меньшего, чем соответствующие максимально допустимые потенциалы для человека весом 50 кг.

Сопротивление заземления не должно превышать одного Ома.

Сеть заземления не должна ограничиваться размером распределительного устройства высокого напряжения или здания КРУЭ. Территория вокруг здания S/S также должна быть включена на основании расчетов допустимого потенциала.

Удельное сопротивление грунта должно быть определено до завершения проектирования сетки заземления. Если для строительства предполагается использовать метод массовых земляных работ или наращивания, в проекте необходимо учитывать удельное сопротивление материала засыпки или насыпи.

Провода сети должны быть оголены и находиться в непосредственном контакте с почвой, если они предназначены для контроля потенциалов на поверхности земли и служат в качестве заземляющего электрода.

Заземляющие стержни должны использоваться вместе с заземляющей сеткой для снижения сопротивления сетки.

Требуемое расстояние между проводниками сетки должно быть определено с использованием процедур, изложенных в IEC 60364 .

Предварительный размер проводника сетки должен быть не менее 95 мм². Окончательный размер проводника сетки определяется расчетным путем. Размеры заземляющих проводов, соединяющих электрооборудование, должны соответствовать IEC 60364.  

Проводники сетки должны располагаться в виде квадрата схемы заземления подстанции.

Сеть должна быть установлена ​​по всей территории подстанции.

Тип подземных проводов для использования в сильно коррозионных грунтах также следует выбирать по их коррозионной стойкости.

Заземляющие шины должны располагаться вблизи электрооборудования и должны быть рассчитаны на общий ток замыкания на землю. Заземляющая шина должна быть соединена с проводниками сети в нескольких местах. Заземляющие проводники оборудования подключаются к заземляющей шине, а не непосредственно к проводнику сети, если только оборудование не изолировано от другого оборудования.

Заземляющие шины должны быть установлены внутри здания для заземления оборудования. Каждая заземляющая шина должна быть подключена к контуру заземления подстанции в двух или более местах.

Статические и заземляющие провода воздушной линии электропередачи должны быть соединены с сетью подстанции.

Общий контур заземления предприятия должен быть соединен с другой существующей заземляющей сеткой в ​​двух или более местах.

Заземление должно учитывать будущие дополнения к схеме заземления подстанции.

Для получения более подробной информации о схеме заземления подстанции см. международный стандарт.

https://www.youtube.com/watch?v=KlhI9GTJ2B8

Система молниезащиты

1. Подстанция должна быть защищена от прямых ударов молнии экранированием, разработанным в соответствии с IEC
.
2. Здание подстанции должно быть защищено от молнии в соответствии с IEC 62305.
3. Каждый молниеприемник должен иметь не менее двух путей к земле.
4. Заземляющие провода молниеприемника должны быть подключены к молниеотводам, которые должны быть подключены к заземляющей сети подстанции.
5. Основной генератор и трансформаторы должны быть заземлены на контур заземления не менее чем в двух точках.
6. Подробнее об этой статье Система молниезащиты на нашем сайте.

Здания и сооружения

1. Здания и сооружения должны быть защищены от молнии в соответствии с требованиями и рекомендациями МЭК 62305.
2. Железобетонные здания и сооружения следует рассматривать как неметаллические конструкции.
3. Здания и сооружения должны иметь соответствующее заземление.
4. Минимальный размер медного провода сечением 6 мм² или больше подходит для соединения, когда нет опасности механического повреждения; в противном случае требуется провод сечением 25 мм².
5. Соединение с основной заземляющей сетью должно осуществляться медным проводом сечением 70 мм2 или больше. Многожильный провод должен быть защищен от коррозии.
6. Следующие элементы должны быть подключены к системе заземления либо напрямую, либо через соединение:
   a. Несущие колонны зданий  
   b. Автобусные конструкции, башни, платформы и т. д.
   c. Резервуары, сосуды, трубы, теплообменники и подобное оборудование.
   д. Плавающие крыши на резервуарах, когда они не связаны по своей сути.
   эл. Открытые проводящие материалы, окружающие электрические проводники, такие как металлические кабелепроводы, электрические металлические трубки, металлические оболочки и экраны, лотки и стойки для кабельных желобов, кабельные каналы, шинопроводы и кабельные каналы.

{Еще раз напоминаем, что в этой статье вы найдете информацию о молниезащите зданий, схеме заземления подстанции, системе молниезащиты, молниезащите трансформатора, заземлении и молниезащите подстанций, зданий и сооружений.}

Опасные зоны

• Методы установки электрического заземления и соединения должны соответствовать IEC 60079 в зданиях и сооружениях, где обращение с твердыми веществами, жидкостями и газами может привести к возникновению опасных статических зарядов.
• Там, где требуется статическая защита трубопроводов или воздуховодов, каждая секция и каждый фитинг должны иметь сопротивление не более 100 Ом относительно заземленной строительной стали.
• Если трубопровод подвергается прямому или индуцированному воздействию молнии, максимально допустимое сопротивление заземления составляет 10 Ом во взрывоопасных (классифицированных) зонах и невзрывоопасных зонах.
• Если измеренное сопротивление превышает соответствующее значение, то должны быть обнаружены высокоомные соединения и установлены подходящие соединительные перемычки.
• Все соединительные соединения, за исключением тех, которые представляют собой постоянный контакт металл-металл посредством сварки или пайки, должны выполняться с помощью компрессионных соединителей, зажимов или других утвержденных средств. Соединительные устройства или фитинги, которые зависят исключительно от пайки, не должны использоваться в соответствии с IEC 60364.  
• На наливных станциях для заземления металлического каркаса автоцистерн должен быть предусмотрен кабель сечением 35 мм2 (одножильный многожильный медный сварочный кабель с неопреновой оболочкой) с зажатым на конце зажимом аккумуляторного типа. Заземление и соединение во взрывоопасных зонах должны соответствовать IEC 60079..
• Резервуары, содержащие горючие материалы, должны быть заземлены и иметь огнеупорные вентиляционные отверстия. Резервуары с металлическими крышами и металлическими стенками из металла толщиной 4,76 мм² или более в соответствии с IEC 62305 и IEC 60079 должны считаться самозащищенными от молнии. Для резервуаров с меньшей толщиной металла требуется молниезащита.

Молниезащита зданий

• Металлические предметы сверху или по бокам конструкции должны быть соединены с системой молниезащиты. молниезащита зданий.
• В молниезащите проводов зданий нельзя делать резкие изгибы. Изгибы не должны иметь прилежащий угол более 90 градусов и должны иметь минимальный радиус 200 мм.
• На каждую конструкцию молниезащиты зданий должно быть установлено не менее 2 токоотводов. Для сооружений с периметром более 76 м на каждые 30 м периметра должен быть установлен дополнительный токоотвод.
• Каждый нисходящий проводник должен заканчиваться заземляющим стержнем, предназначенным для молниезащиты.
• Контур заземления молниезащиты должен быть соединен с заземлением электрической системы.
• Заземление для защиты от статического электричества и молнии должно быть независимым от заземления электрооборудования и системы, если системы заземления не установлены в непосредственной близости друг от друга.
• Более подробную информацию вы можете увидеть о молниезащите для зданий.

Заземление прибора

Заземление электронного оборудования должно соответствовать IEC 61000, спецификациям и требованиям прибора. См. также соответствующие стандарты управления и приборов.

Грозозащита трансформатора

1. Для вторичной обмотки трансформатора 208/120 В перем. В щите заземляющий (нейтральный) проводник должен быть подключен к нулевой шине заземления, а заземляющий провод должен быть подключен к шине заземления. На щите нейтральная шина и шина заземления должны быть соединены вместе и подключены к контуру заземления.
2. Для вторичной обмотки трансформатора на 480 В переменного тока нейтраль трансформатора должна иметь заземленный (нейтральный) проводник, подключенный к стороне линии высокоомного пакета. Заземление пакета заземления высокого сопротивления должно иметь проводник, соединенный с соответствующей шиной заземления распределительного устройства низкого напряжения и с заземляющей сеткой. Это требование действительно для заземленной системы с высоким сопротивлением, если указано.
3. Для вторичной обмотки трансформатора 4,16 кВ, 13,8 кВ и 34,5 кВ нейтраль трансформатора должна иметь заземленный (нейтральный) проводник, подключенный к стороне линии пакета заземления с низким сопротивлением. Подробную информацию см. в IEC-E11-S01. Заземление пакета заземления низкого сопротивления должно иметь проводник, подключенный к соответствующей заземляющей шине распределительного устройства непосредственно ниже по потоку и к заземляющей сети.
4. Для первичной обмотки высоковольтного трансформатора нейтраль трансформатора должна иметь заземленный (нейтральный) проводник, подключенный к шине заземления распределительного устройства с элегазовой изоляцией (КРУЭ), размер которого позволяет выдерживать полный ток короткого замыкания в течение номинального времени КРУЭ, а не только ожидаемой продолжительности работа реле. Нейтраль трансформатора также должна быть подключена к заземляющей сети.
5. Для трансформаторов сухого типа корпус трансформатора должен быть заземлен на заземляющую сетку по крайней мере одним проводником с минимальным сечением 25 мм².
6. Для масляного трансформатора корпус трансформатора должен быть заземлен на заземляющую сетку с не менее чем двумя проводниками, каждый из которых подключен к заземляющей площадке, расположенной на противоположных сторонах трансформатора. Размер заземляющего проводника должен соответствовать размеру заземляющей сетки.
7. Для получения дополнительной информации о молниезащите трансформатора ознакомьтесь с рекомендациями поставщика.
8. Минимальное сечение заземляющего проводника нейтрали трансформатора должно соответствовать расчету, но не менее 25 мм².

https://www.youtube.com/watch?v=zqgrzaton6k&list=plqzlbtybcjw1c_t2jo4oczp9dct0au3l&index=14&t=0S9

9005 9005 9005 9005

9005 9005 9005 9005 9005 9005 9005 9005 9005 9005 9005 9005 9005 9005 9005 9001. Системы молниезащиты трансформатора, заземления и молниезащиты подстанций, зданий и сооружений.}

Грозозащита Статическая и рассеянная защита

• Высокие или изолированные металлические конструкции, дымовые трубы и колонны должны быть заземлены для защиты от молнии.