Зоны молниезащиты: Расчет зоны молниезащиты одиночного стержневого молниеотвода — онлайн калькулятор

Молниезащита ГРПШ: расчет молниезащиты, устройство молниеотвода

Согласно СП 62.13330.2011, по опасности ударов молнии ГРП, ГРПБ и ШРП следует относить к классу специальных объектов, представляющих опасность для непосредственного окружения при размещении их в населенных пунктах и на территориях газопотребляющих предприятий, или к классу объектов с ограниченной опасностью в остальных случаях. При применении в ГРП и ГРПБ системы автоматизации должна быть создана защита от вторичных проявлений молнии.

Молниезащита ГРП и ГРПБ должна отвечать требованиям, предъявляемым к объектам II категории.

В систему молниезащиты ГРПШ должно входить:
  1. Молниеотвод;
  2. Заземление;
  3. Уравнивание потенциалов;
  4. Защита от статического электричества.

Предлагаем ознакомиться с примерами организации молниезащиты ГРПШ.

Пример расчета молниезащиты ГРПШ

Проектом предусматривается молниезащита ГРП. Молниезащита защищаемого объекта выполнена одиночным стержневым молниеотводом.
Выбор типа и высоты молниеотвода производится исходя из значений требуемой надежности РЗ.

Стандартной зоной защиты одиночного стержневого молниеотвода высотой h является круговой конус высотой h0<h, вершина которого совпадает с вертикальной осью молниеотвода. Габариты зоны определяются двумя параметрами: высотой конуса h0 и радиусом конуса на уровне земли r0.

Согласно СО 153-34.21.122-2003 п. 2.2 объект классифицируется как специальный с ограниченной опасностью. По таблице 3.4 определяется высота молниеотвода h, высота конуса h0 и радиус конуса на уровне земли r0.

Для зоны защиты требуемой надежности радиус горизонтального сечения rХ на высоте hХ определяется по формуле (3.1) rХ=r0(h0-hХ)/h0.

Высота конуса h0 определяется геометрическим построением для РЗ=0,99 и для высоты молниеотвода.

h=0-30 м.
h=h0/0,8=8,0/0,8=10,0 м;
r0=0,8h=0,8х10,0=8,0 м;
rХ=8,0(8,0-4,0)/8,0=4,0 м.

Расчет зоны защиты ГРПШ молниеотводом

Рис. 1 Расчет зоны молниезащиты ГРПШ. Вид в профиль

Согласно ПУЭ 7.3.43 пространство у наружных установок, содержащих горючие газы или ЛВЖ, относятся к зонам класса В-1г.
Для обеспечения защиты от статического электричества проектом предусматривается заземляющее  устройство сопротивлением 4 Ом, к которому присоединяется корпус ГРП, технологические трубопроводы. К этому же заземляющему устройству присоединяется молниеприемник грозозащиты.

Рис.2 Расчет зоны молниезащиты ГРПШ. Вид сверху

Примечание:
1. Сварка производится электродом Э-46 ГОСТ9367-75 двусторонним швом.
2. Длина сварного шва не менее 40 мм.
3. Высота сварного шва — 4 мм.

В качестве защитных мероприятий проектом необходимо предусматривать: молниезащиту, заземление, уравнивание потенциалов, защиту от статического электричества. Проектом необходимо выполнить комбинированное заземляющее устройство, состоящее из вертикальных электродов (уголок 40х40х4), соединённых горизонтальным электродом (полоса 4х20).

Сопротивление искусственного заземлителя, объединённого с естественным заземлителем в любое время года не должно превышать 4 Ом. Места сварных соединений стыков заземляющего устройства после сварки покрыть битумным лаком. Место входа токоотвода (полоса 4х20) в грунт гидроизолировать при помощи гидроизоляционных лент с пропиткой их горячим битумом. Токоотвод следует прокладывать на расстоянии от фундамента не менее, чем 10 мм.

Уравнивание потенциалов

Система дополнительного уравнивания потенциалов объединяет, одновременно доступные к прикосновению, открытые токопроводящие части, сторонние проводящие части, а также нулевые защитные проводники всего оборудования, включая штепсельные розетки. Делается система дополнительного уравнивания потенциалов (ДУП) в зонах с опасной окружающей средой.

Рис.3 Схема уравнивания потенциалов в системе молниезащиты ГРПШ

Устройство заземления ГРПШ

  Соединение заземляющих проводников между собой производится сваркой по ГОСТ 5264-80. Длина сварного шва равна двойной ширине при прямоугольном сечении токоотвода. Заземление выполняется присоединением всех металлических нетоковедущих частей оборудования к заземляющему устройству. Защита от вторичных проявлений молнии, статического электричества и с целью уравнивания потенциалов выполняется присоединением, металлического корпуса технологического шкафа к системе уравнивания потенциалов.

В соответствии с «Инструкцией по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций» (СО 153-34.21.122-2003) установка должна быть защищена от прямых ударов молнии, вторичных её проявлений и заноса высокого потенциала через наземные и подземные металлические коммуникации. Молниезащита ГРП осуществляется установкой молниеприемников высотой 10м.

Рис.4 Схема заземления в системе молниезащиты ГРПШ

Молниеотвод подключается к комбинированному заземляющему устройству, состоящему из горизонтальных (полоса 4х20) и вертикальных заземлителей (уголок 40х40х4).

Все металлические элементы выше поверхности земли покрыть краской БТ 177 по ГОСТ 5631-79* в два слоя по грунту ГФ 017 по ТУ 6-27-7-89.

Молниеотвод (h=10м) запроектирован из стальных труб по ГОСТ 10704-91. Фундамент под молниеотвод — монолитный железобетонный из бетона кл. В15, W4, F50, рабочая арматура класса А III, конструктивная- класса А I. Сводные конструктивные решения приведены в графической части ниже.

Схема устройства молниезащиты ГРПШ

Рис.5 Общая схема молниезащиты ГРПШ  



Зонная концепция молниезащиты | DEHN Russia

Для обеспечения надежной работы систем электропитания и информационно – технических устройств даже в случае прямых ударов молнии необходим комплекс взаимосвязанных мер в области внешней и внутренней молниезащиты. Для выбора и технико-экономического обоснования этих мер применяется зонная концепция молниезащиты. При этом защищаемый объект подразделяется на зоны, в каждой из которых допускается определенный уровень воздействия импульсных токов молнии, импульсных перенапряжений и энергии электромагнитного поля в соответствии с характеристиками размещенного внутри оборудования.

Комплексная система молниезащиты согласно зонной концепции включает в себя внешние и внутренние устройства. К внешней системе молниезащиты относят молниеприемники, токоотводы и заземлители, а внутренняя молниезащита подразумевает экранирование,  систему  уравнивания потенциалов и применение устройств защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП) для питающих сетей и информационно-технического оборудования.

Молниезащитные зоны (МЗЗ) и соответствующие защитные меры

Устройства защиты от импульсных перенапряжений в зависимости от места установки и предназначения подразделяются на разрядники тока молнии (УЗИП класса I), ограничители перенапряжений (УЗИП класса II и III) и комбинированные УЗИП. Наиболее жесткие требования предъявляются к УЗИП класса I и комбинированным УЗИП, устанавливаемым на границах МЗЗ 0

А и 1 и 0_А и 2 соответственно. Такие УЗИП должны неоднократно отводить частичные токи молний (с формой волны 10/350 мкс) и тем самым предотвращать воздействие этих токов на оборудование.

На границах МЗЗ 0_В и 1 или 1 и 2, а также последующих зон устанавливаются ограничители перенапряжений (УЗИП класса II или III). Их назначение – последующее ослабление энергии электромагнитного поля по сравнению с предыдущими зонами и ограничение возникающих импульсных перенапряжений.

Описанные выше меры по молниезащите и защите от импульсных перенапряжений касаются как систем электроснабжения, так и информационно – технического оборудования. В случае их применения существенно повышается надежность и долговечность систем современной инфраструктуры.

Характеристики молниезащитных зон

Согласно стандарту МЭК 62305-4 пространство вне и внутри здания с установленным электрическим и электронным оборудованием делится на следующие зоны:

 

• МЗЗ 0_А  Возможны прямые удары молний с максимальной амплитудой и энергией электромагнитного поля. В проводящих частях могут протекать полные токи молнии.
• МЗЗ 0_В  Обеспечена защита от прямых ударов молнии. Возможны воздействия частичных токов молнии и полной энергии электромагнитного поля.
• МЗЗ 1    Импульсные токи ограничены за счет растекания и применения УЗИП класса I на границах зон. Электромагнитное поле подавляется в основном за счет пространственного экрана.
• МЗЗ 2 и выше    Импульсные токи еще более ограничены по сравнению с МЗЗ 1 за счет применения УЗИП последующих ступеней на границах зон. Электромагнитное поле молнии подавляется дополнительными экранами.

---

Дополнительная информация: брошюра  (в формате pdf)

DEHN защищает от импульсных перенапряжений [4.35 Мб]

РД 34.21.122-87 Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений, РД от 12 октября 1987 года №34.21.122-87

РД 34.21.122-87

СОСТАВИТЕЛИ: д.т.н. Э.М.Базелян — ЭНИН им. Г.М. Кржижановского, В.И.Поливанов, В.В.Шатров, А.В.Цапенко

СОГЛАСОВАНА Госстроем СССР, письмо N АЧ-3945-8 от 30.07.87

УТВЕРЖДЕНА Главтехуправлением Минэнерго СССР 12.10.87

Требования настоящей Инструкции обязательны для выполнения всеми министерствами и ведомствами.

Настоящая Инструкция устанавливает необходимый комплекс мероприятий и устройств, предназначенных для обеспечения безопасности людей (сельскохозяйственных животных), предохранения зданий, сооружений, оборудования и материалов от взрывов, пожаров и разрушений, возможных при воздействиях молнии.

Настоящая Инструкция должна соблюдаться при разработке проектов зданий и сооружений.

Настоящая Инструкция не распространяется на проектирование и устройство молниезащиты линий электропередачи, электрической части электростанций и подстанций, контактных сетей, радио- и телевизионных антенн, телеграфных, телефонных и радиотрансляционных линий, а также зданий и сооружений, эксплуатация которых связана с применением, производством или хранением пороха и взрывчатых веществ.

Настоящая Инструкция регламентирует мероприятия по молниезащите, выполняемые при строительстве, и не исключает использования дополнительных средств молниезащиты внутри здания и сооружения при проведении реконструкции или установке дополнительного технологического или электрического оборудования.

При разработке проектов зданий и сооружений помимо требований настоящей Инструкции должны быть учтены требования к выполнению молниезащиты других действующих норм, правил, инструкций, государственных стандартов.

С введением в действие настоящей Инструкции утрачивает силу Инструкция по проектированию и устройству молниезащиты зданий и сооружений (СН 305-77).

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. В соответствии с назначением зданий и сооружений необходимость выполнения молниезащиты и ее категория, а при использовании стержневых и тросовых молниеотводов — тип зоны защиты определяются по табл.1 в зависимости от среднегодовой продолжительности гроз в месте нахождения здания или сооружения, а также от ожидаемого количества поражений его молнией в год. Устройство молниезащиты обязательно при одновременном выполнении условий, записанных в графах 3 и 4 табл.1.

Таблица 1

N п/п	Здания и сооружения	Местоположение	Тип зоны защиты при использовании стержневых и тросовых молниеотводов	Кате- гория молние- защиты
1	2	3	4	5
1	Здания и сооружения или их части, помещения которых согласно ПУЭ относятся к зонам классов B-I и В-II	На всей территории СССР	Зона А	I
2	То же классов B-Iа, В-Iб, B-IIa	В местностях со средней продолжительностью гроз 10 ч в год и более	При ожидаемом количестве поражений молнией в год здания или сооружения 1 — зона А; при 1 — зона Б	II
3	Наружные установки, создающие согласно ПУЭ зону класса В-Iг	На всей территории СССР	Зона Б	II
4	Здания и сооружения или их части, помещения которых согласно ПУЭ относятся к зонам классов П-I, П-II, П-IIa	В местностях со средней продолжительностью гроз 20 ч в год и более	Для зданий и сооружений I и II степеней огнестойкости при 0,12 и для III-V степеней огнестойкости при 0,022 — зона Б; при 2 — зона А	III
5	Расположенные в сельской местности небольшие строения III-V степеней огнестойкости, помещения которых согласно ПУЭ относятся к зонам классов П-I, П-II, П-IIа	В местностях со средней продолжительностью гроз 20 ч в год и более при 0,02	—	III (п. 2.30)
6	Наружные установки и открытые склады, создающие согласно ПУЭ зону классов П-III	В местностях со средней продолжительностью гроз 20 ч в год и более	При 0,12 — зона Б, при 2 — зона А	III
7	Здания и сооружения III, IIIa, IIIб, IV, V степеней огнестойкости, в которых отсутствуют помещения, относимые по ПУЭ к зонам взрыво- и пожароопасных классов	То же	При 0,12 — зона Б, при 2 — зона А	III
8	Здания и сооружения из легких металлических конструкций со сгораемым утеплителем (IVа степени огнестойкости), в которых отсутствуют помещения, относимые по ПУЭ к зонам взрыво- и пожароопасных классов	В местностях со средней продолжительностью гроз 10 ч в год и более	При 0,022 — зона Б, при 2 — зона А	III
9	Небольшие строения III-V степеней огнестойкости, расположенные в сельской местности, в которых отсутствуют помещения, относимые по ПУЭ к зонам взрыво- и пожароопасных классов	В местностях со средней продолжительностью гроз 20 ч в год и более для III, IIIа, IIIб, IV, V степеней огнестойкости при 0,1, для IVа степени огнестойкости при 0,02	—	III (п. 2.30)
10	Здания вычислительных центров, в том числе расположенные в городской застройке	В местностях со средней продолжительностью гроз 20 ч в год и более	Зона Б	II
11	Животноводческие и птицеводческие здания и сооружения III-V степеней огнестойкости: для крупного рогатого скота и свиней на 100 голов и более, для овец на 500 голов и более, для птицы на 1000 голов и более, для лошадей на 40 голов и более	В местностях со средней продолжительностью гроз 40 ч в год и более	Зона Б	III
12	Дымовые и прочие трубы предприятий и котельных, башни и вышки всех назначений высотой 15 м и более	В местностях со средней продолжительностью гроз 10 ч в год и более	—	III (п. 2.31)
13	Жилые и общественные здания, высота которых более чем на 25 м превышает среднюю высоту окружающих зданий в радиусе 400 м, а также отдельно стоящие здания высотой более 30 м, удаленные от других зданий более чем на 400 м	В местностях со средней продолжительностью гроз 20 ч в год и более	Зона Б	III
14	Отдельно стоящие жилые и общественные здания в сельской местности высотой более 30 м	То же	Зона Б	III
15	Общественные здания III-V степеней огнестойкости следующего назначения: детские дошкольные учреждения, школы и школы- интернаты, стационары лечебных учреждений, спальные корпуса и столовые учреждений здравоохранения и отдыха, культурно- просветительные и зрелищные учреждения, административные здания, вокзалы, гостиницы, мотели и кемпинги	«	Зона Б	III
16	Открытые зрелищные учреждения (зрительные залы открытых кинотеатров, трибуны открытых стадионов и т. п.)	«	Зона Б	III
17	Здания и сооружения, являющиеся памятниками истории, архитектуры и культуры (скульптуры, обелиски и т.п.)	«	Зона Б	III

Оценка среднегодовой продолжительности гроз и ожидаемого количества поражений молнией зданий или сооружений производится согласно обязательному приложению 2; построение зон защиты различных типов — согласно приложению 3.

1.2. Здания и сооружения, отнесенные по устройству молниезащиты к I и II категориям, должны быть защищены от прямых ударов молнии, вторичных ее проявлений и заноса высокого потенциала через наземные (надземные) и подземные металлические коммуникации.

Здания и сооружения, отнесенные по устройству молниезащиты к III категории, должны быть защищены от прямых ударов молнии и заноса высокого потенциала через наземные (надземные) металлические коммуникации. Наружные установки, отнесенные по устройству молниезащиты ко II категории, должны быть защищены от прямых ударов и вторичных проявлений молнии.

Наружные установки, отнесенные по устройству молниезащиты к III категории, должны быть защищены от прямых ударов молнии.

Внутри зданий большой площади (шириной более 100 м) необходимо выполнять мероприятия по выравниванию потенциалов.

1.3. Для зданий и сооружений с помещениями, требующими устройства молниезащиты I и II или I и III категорий, молниезащиту всего здания или сооружения следует выполнять по I категории.

Если площадь помещений I категории молниезащиты составляет менее 30% площади всех помещений здания (на всех этажах), молниезащиту всего здания допускается выполнять по II категории независимо от категории остальных помещений. При этом на вводе в помещения I категории должна быть предусмотрена защита от заноса высокого потенциала по подземным и наземным (надземным) коммуникациям, выполняемая согласно пп.2.8 и 2.9 настоящей Инструкции.

1.4. Для зданий и сооружений с помещениями, требующими устройства молниезащиты II и III категорий, молниезащиту всего здания или сооружения следует выполнять по II категории.

Если площадь помещений II категории молниезащиты составляет менее 30% площади всех помещений здания (на всех этажах), молниезащиту всего здания допускается выполнять по III категории. При этом на вводе в помещения II категории должна быть предусмотрена защита от заноса высокого потенциала по подземным и наземным (надземным) коммуникациям, выполняемая согласно пп.2.22 и 2.23 настоящей Инструкции.

1.5. Для зданий и сооружений, не менее 30% общей площади которых приходится на помещения, требующие устройства молниезащиты по I, II или III категории, молниезащита этой части зданий и сооружений должна быть выполнена в соответствии с п. 1.2 настоящей Инструкции.

Для зданий и сооружений, более 70% общей площади которых составляют помещения, не подлежащие молниезащите согласно табл.1, а остальную часть здания составляют помещения I, II или III категории молниезащиты, должна быть предусмотрена только защита от заноса высоких потенциалов по коммуникациям, вводимым в помещения, подлежащие молниезащите: по I категории — согласно пп.2.8, 2.9 настоящей Инструкции; по II и III категориям — путем присоединения коммуникаций к заземляющему устройству электроустановок, соответствующему указаниям п.1.7 настоящей Инструкции, или к арматуре железобетонного фундамента здания (с учетом требований п.1.8 настоящей Инструкции). Такое же присоединение должно быть предусмотрено для внутренних коммуникаций (не вводимых извне).

1.6. В целях защиты зданий и сооружений любой категории от прямых ударов молнии следует максимально использовать в качестве естественных молниеотводов существующие высокие сооружения (дымовые трубы, водонапорные башни, прожекторные мачты, воздушные линии электропередачи и т. п.), а также молниеотводы других близрасположенных сооружений.

Если здание или сооружение частично вписывается в зону защиты естественных молниеотводов или соседних объектов, защита от прямых ударов молнии должна предусматриваться только для остальной, незащищенной его части. Если в ходе эксплуатации здания или сооружения реконструкция или демонтаж соседних объектов приведет к увеличению этой незащищенной части, соответствующие изменения защиты от прямых ударов молнии должны быть выполнены до начала ближайшего грозового сезона; если демонтаж или реконструкция соседних объектов проводятся в течение грозового сезона, на это время должны быть предусмотрены временные мероприятия, обеспечивающие защиту от прямых ударов молнии незащищенной части здания или сооружения.

1.7. В качестве заземлителей молниезащиты допускается использовать все рекомендуемые ПУЭ заземлители электроустановок, за исключением нулевых проводов воздушных линий электропередачи напряжением до 1 кВ.

1.8. Железобетонные фундаменты зданий, сооружений, наружных установок, опор молниеотводов следует, как правило, использовать в качестве заземлителей молниезащиты при условии обеспечения непрерывной электрической связи по их арматуре и присоединения ее к закладным деталям с помощью сварки.

Битумные и битумно-латексные покрытия не являются препятствием для такого использования фундаментов. В средне- и сильноагрессивных грунтах, где защита железобетона от коррозии выполняется эпоксидными и другими полимерными покрытиями, а также при влажности грунта менее 3% использовать железобетонные фундаменты в качестве заземлителей не допускается.

Искусственные заземлители следует располагать под асфальтовым покрытием либо в редко посещаемых местах (на газонах, в удалении на 5 м и более от грунтовых проезжих и пешеходных дорог и т.п.).

1.9. Выравнивание потенциала внутри зданий и сооружений шириной более 100 м должно происходить за счет непрерывной электрической связи между несущими внутрицеховыми конструкциями и железобетонными фундаментами, если последние могут быть использованы в качестве заземлителей согласно п. 1.8 настоящей Инструкции.

В противном случае должна быть обеспечена прокладка внутри здания в земле на глубине не менее 0,5 м протяженных горизонтальных электродов сечением не менее 100 мм. Электроды следует прокладывать не реже чем через 60 м по ширине здания и присоединять по его торцам с двух сторон к наружному контуру заземления.

1.10. Нa часто посещаемых открытых площадках с повышенной опасностью поражения молнией (вблизи монументов, телебашен и подобных сооружений высотой более 100 м) выравнивание потенциала выполняется присоединением токоотводов или арматуры сооружения к его железобетонному фундаменту не реже чем через 25 м по периметру основания сооружения.

При невозможности использования железобетонных фундаментов в качестве заземлителей под асфальтовым покрытием площадки на глубине не менее 0,5 м через каждые 25 м должны быть проложены радиально расходящиеся горизонтальные электроды сечением не менее 100 мм и длиной 2-3 м, присоединенные к заземлителям защиты сооружения от прямых ударов молнии.

1.11. При возведении в грозовой период высоких зданий и сооружений на них в ходе строительства, начиная с высоты 20 м, необходимо предусматривать следующие временные мероприятия по молниезащите. На верхней отметке строящегося объекта должны быть закреплены молниеприемники, которые через металлические конструкции или свободно спускающиеся вдоль стен токоотводы следует присоединять к заземлителям, указанным в пп.3.7 и 3.8 настоящей Инструкции. В зону защиты типа Б молниеотводов должны входить все наружные площадки, где в ходе строительства могут находиться люди. Соединения элементов молниезащиты могут быть сварными или болтовыми. По мере увеличения высоты строящегося объекта молниеприемники следует переносить выше.

При возведении высоких металлических сооружений их основания в начале строительства должны быть присоединены к заземлителям, указанным в пп.3.7 и 3.8 настоящей Инструкции.

1.12. Устройства и мероприятия по молниезащите, отвечающие требованиям настоящих норм, должны быть заложены в проект и график строительства или реконструкции здания или сооружения таким образом, чтобы выполнение молниезащиты происходило одновременно с основными строительно-монтажными работами.

1.13. Устройства молниезащиты зданий и сооружений должны быть приняты и введены в эксплуатацию к началу отделочных работ, а при наличии взрывоопасных зон — до начала комплексного опробования технологического оборудования.

При этом оформляется и передается заказчику скорректированная при строительстве и монтаже проектная документация по устройству молниезащиты (чертежи и пояснительная записка) и акты приемки устройств молниезащиты, в том числе акты на скрытые работы по присоединению заземлителей к токоотводам и токоотводов к молниеприемникам, за исключением случаев использования стального каркаса здания в качестве токоотводов и молниеприемников, а также результаты замеров сопротивлений току промышленной частоты заземлителей отдельно стоящих молниеотводов.

1.14. Проверка состояния устройств молниезащиты должна производиться для зданий и сооружений I и II категорий один раз в год перед началом грозового сезона, для зданий и сооружений III категории — не реже одного раза в три года.

Проверке подлежат целость и защищенность от коррозии доступных обзору частей молниеприемников и токоотводов и контактов между ними, а также значение сопротивления току промышленной частоты эаземлителей отдельно стоящих молниеотводов. Это значение не должно превышать результаты соответствующих замеров на стадии приемки более чем в 5 раз (см. п.1.13 настоящей Инструкции). В противном случае проводить ревизию заземлителя.

2. ТРЕБОВАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ МОЛНИЕЗАЩИТЫ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

Молниезащита I категории

2.1. Защита от прямых ударов молнии зданий и сооружений, относимых по устройству молниезащиты к I категории, должна выполняться отдельно стоящими стержневыми (рис.1) или тросовыми (рис.2) молниеотводами.

Рис.1. Отдельно стоящий стержневой молниеотвод

Рис.1. Отдельно стоящий стержневой молниеотвод:

1 — защищаемый объект; 2 — металлические коммуникации

Рис.

2. Отдельно стоящий тросовый молниеотвод

Рис.2. Отдельно стоящий тросовый молниеотвод:

1 — защищаемый объект; 2 — металлические коммуникации

Указанные молниеотводы должны обеспечивать зону защиты типа А в соответствии с требованиями приложения 3. При этом обеспечивается удаление элементов молниеотводов от защищаемого объекта и подземных металлических коммуникаций в соответствии с пп.2.3, 2.4, 2.5 настоящей Инструкции.

2.2. Выбор заземлителя защиты от прямых ударов молнии (естественного или искусственного) определяется требованиями п.1.8 настоящей Инструкции.

При этом для отдельно стоящих молниеотводов приемлемыми являются следующие конструкции заземлителей (табл.2):

а) один (и более) железобетонный подножник длиной не менее 2 м или одна (и более) железобетонная свая длиной не менее 5 м;

б) одна (и более) заглубленная в землю не менее чем на 5 м стойка железобетонной опоры диаметром не менее 0,25 м;

в) железобетонный фундамент произвольной формы с площадью поверхности контакта с землей не менее 10 м;

г) искусственный заземлитель, состоящий из трех и более вертикальных электродов длиной не менее 3 м, объединенных горизонтальным электродом, при расстоянии между вертикальными электродами не менее 5 м. Минимальные сечения (диаметры) электродов определяются по табл.3.

Таблица 2

Заземлитель	Эскиз	Размеры, м
1	2	3
Железобетонный подножник		1,8 0,4 2,2
Железобетонная свая		0,25-0,4 5
Стальной двухстержневой: полоса размером 40х4 мм стержни диаметром 10-20 мм		0,5 3-5 3-5
Стальной трехстержневой: полоса размером 40х4 мм, стержни диаметром 10-20 мм		0,5 3-5 5-6

Таблица 3

Форма токоотвода и заземлителя	Сечение (диаметр) токоотвода и заземлителя, мм, проложенных
	снаружи здания на воздухе	в земле
Круглые токоотводы и перемычки диаметром	6	—
Круглые вертикальные электроды диаметром	—	10
Круглые горизонтальные* электроды диаметром	—	10
Прямоугольные электроды:
сечением	48	160
толщиной	4	4

___________________
* Только для выравнивания потенциалов внутри зданий и для прокладки наружных контуров на дне котлована по периметру здания.

2.3. Наименьшее допустимое расстояние по воздуху от защищаемого объекта до опоры (токоотвода) стержневого или тросового молниеотвода (см. рис.1 и 2) определяется в зависимости от высоты здания, конструкции заземлителя и эквивалентного удельного электрического сопротивления грунта , Ом·м.

Для зданий и сооружений высотой не более 30 м наименьшее допустимое расстояние , м, равно:

при 100 Ом·м для заземлителя любой конструкции, приведенной в п.2.2 настоящей Инструкции, 3 м;

при 1001000 Ом·м:

для заземлителей, состоящих из одной железобетонной сваи, одного железобетонного подножника или заглубленной стойки железобетонной опоры, длины которых указана в п.2.2, а-б, ;

для заземлителей, состоящих из четырех железобетонных свай либо подножников, расположенных в углах прямоугольника на расстоянии 3-8 м один от другого, или железобетонного фундамента произвольной формы с площадью поверхности контакта с землей не менее 70 м, или искусственных заземлителей, указанных в п. 2.2г настоящей Инструкции, 4 м.

Для зданий и сооружений большей высоты определенное выше значение должно быть увеличено на 1 м в расчете на каждые 10 м высоты объекта сверх 30 м.

2.4. Наименьшее допустимое расстояние от защищаемого объекта до троса в середине пролета (см.рис.2) определяется в зависимости от конструкции заземлителя, эквивалентного удельного сопротивления грунта, Ом·м и суммарной длины молниеприемников и токоотводов.

При длине 200 м наименьшее допустимое расстояние , м, равно:

при 100 Ом·м для заземлителя любой конструкции, приведенной в п.2.2 настоящей Инструкции, 3,5 м;

при 1001000 Ом·м:

для заземлителей, состоящих из одной железобетонной сваи, одного железобетонного подножника или заглубленной стойки железобетонной опоры, длина которых указана в п.2.2, а-б настоящей Инструкции, ;

для заземлителей, состоящих из четырех железобетонных свай или подножников, расположенных на расстоянии 3-8 м один от другого, или искусственных заземлителей, указанных в п. 2.2г настоящей Инструкции, 4 м.

При суммарной длине молниеприемников и токоотводов 200-300 м наименьшее допустимое расстояние должно быть увеличено на 2 м по сравнению с определенными выше значениями.

Молниезащита частного дома

Далеко не все владельцы частных домов думают о способах защиты от разрядов молнии. Рассмотрим несколько вариантов устройства молниеезащиты. Защитить дом от разрядов молнии можно с помощью молниеотвода (устройство возвышающееся над защищаемым объектом). Молниеотводы бывают отдельно стоящие и закрепленные на доме, так же они подразделяются по типу молниепремников на тросовые и стержневые.

Тросовые молниеотводы — это горизонтально подвешенные провода, которые натягиваются над защищаемым домом. Трос крепится к опорам, по которым прокладываются токоотводы соединяющие молнеприемник с заземлителем.

Молниеприемником можно использовать стальной оцинкованный трос  сечением не меньше 35-50 мм.

Зона защиты одиночного тросового молниеотвода высотой h=150 м приведена на рис. П3.5, где h — высота троса в середине пролета. С учетом стрелы провеса троса сечением 35—50 мм2 при известной высоте опор h_оп и длине пролета а высота троса (в метрах) определяется:

h = h_оп — 2 при а < 120 м;

h = h_оп — 3 при 120 < а < 150м.

Зона защиты одиночного тросового молниеотвода . Обозначения те же, что и на рис.

Зоны защиты одиночного тросового молниеотвода имеют следующие габаритные размеры.

Зона А:

H₀=0.85 h

r₀=(1.35-0.0025h)h

r_X=(1.35-0.0025h)(h—h_X/0.85)

Зона Б:

H₀=0. 92h

r₀=1.7h

r_X=1.7(h-h_X/0.92)

Для зоны типа Б высота одиночного тросового молниеотвода при известных значениях h_x и r_x определяется по формуле

h=(r_X+1.85h_X)/1.7

Стержневые молниепремники можно устанавливать на мачту рядом с домом или на сам дом. Его можно сделать и из стальной трубы, только обязательно с запаянным или закрытым металлической пробкой торцом. Это — молнеприемники. Он примет первый удар. Длина его может варьироваться от 200 до 1500 мм. но в любом случае площадь сечения обращенного в небо штыря должна составлять не менее 100 мм2. От молниеприемника пойдет токоотвод -проволока с рекомендованной толщиной 6 мм. Ее нужно  тщательно и надежно приварить. Токоотвод спускают с крыши и, прикрепляя к стене дома скобами, доводят до земли и погружают в нее, где на глубине 1-2 м заложен заземлитель (опять же очень тщательно приваренный). В качестве заземлителя можно использовать кусок металлической трубы или лист стали или можно устроить заземлитель из забитого в землю стального прута. Только забивать его надо на глубину 2-3 метра.

Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода высотой h представляет собой круговой конус (рис. П3.1), вершина которого находится на высоте h₀.

На уровне земли зона защиты образует круг радиусом r0. Горизонтальное сечение зоны защиты на высоте защищаемого сооружения h_x представляет собой круг радиусом r_x.

1.1. Зоны защиты одиночных стержневых молниеотводов высотой h=150 м имеют следующие габаритные размеры.

Зона A:

h₀ = 0,85h,

r₀ = (1,1 — 0,002h)h,

r_x= (1,1 — 0,002h)(h — h_x/0,85)

Зона Б:

h₀ = 0,92h;

r₀= 1,5h;

r_x=1,5(h — h_x/0,92)

Для зоны Б высота одиночного стержневого громоотвода при известных значениях h и может быть определена по формуле:

h = (r_x + 1,63h_x)/1,5.

Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода:

I — граница зоны защиты на уровне h_x, 2 -то же на уровне земли

1.2. Зоны защиты одиночных стержневых молниеотводов высоток 150 < h < 600 м имеют следующие габаритные размеры.

Зона А:

h₀=(0.85-1.7-10^-3(h-150))h

r₀=(0.8-1.8-10^-3(h-150))h

r_x=(0.85-1.7-10^-3(h-150))h(1-h_x0.85—1.7—10—3h—150h )

 Зона Б

h₀=(0. 92-0.8-10^-3(h-150))h

r₀=225м

r_x=225-x225h_x0.92-0.8-10-3h-150h

r_x=225- x225h _x (0 . 92 —0 . 8 —10 — 3 (h — 150 ))h

На основе инструкции по устройству молниезащиты зданий и сооружений РД 34.21.122-87

Материалы, близкие по теме:

Определение зоны защиты отдельно стоящего стержневого молниеотвода

Главная > Информационный раздел > Молниезащита > Определение зоны защиты отдельно стоящего стержневого молниеотвода

Молния – удивительное природное явление, представляющее собой мощный электрический разряд длиной до нескольких километров, возникающий вследствие разности потенциалов между грозовым облаком и землей, зданиями, сооружениями и др. наземными объектами. Воздействие молний может представлять серьезную угрозу жизни и здоровью людей и животных, состоянию зданий и сооружений, нормальной работе механизмов и систем. Прямой удар и вторичное воздействие молнии оказывает электрические (удар током, перенапряжение в сети), термические (резкое выделение тепла), механические (ударная волна), а также электростатическую и электромагнитную индукции, занос потенциала в коммуникации объекта. Человечество издавна пыталось выработать эффективные средства и способы защиты от негативного воздействия молний.

Наиболее эффективным средством внешней молниезащиты служит молниеотвод —  устройство, предназначенное для непосредственного привлечения канала молнии и направления его в землю.

В качестве молниеотводов могут применяться отдельно стоящие стержневые молниеотводы и тросовые молниеотводы.

Функцию стержневых молниеотводов может обеспечить широкий ассортимент существующих моделей молниеотводных мачт и опор

• молниеотводы на базе граненых конических опор освещения (МОГК, Iglica)
• молниеотводы на базе стальных трубчатых опор освещения (МОТ)
• молниеотводы на базе мачт с мобильной короной (ВГМ, МГФ-М-М) 
• молниеотводы на базе мачт со стационарной короной (ВГН, МГФ-СР-М)
• Молниеотводы, совмещенные с осветительными кронштейнами.

Типовая конструкция любого стержневого молниеотвода состоит из молниеприемника, токоотвода заземлителя. В качестве молниеприемника используется молниеотводный шпиль – штыревой молниеприемник. Токоотводом может служить как само тело металлической опоры (мачты), на которой располагается молниеприемник, так и отдельный проводник – кабель. Токоотвод соединяется с контуром заземления, смонтированным в грунте.
Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода высотой h будет образовывать круговой конус, вершина которого располагается на высоте ho < h. На уровне земли зона защиты ограничивается окружностью с радиусом ro.
Эффект молниезащиты конкретного объекта будет определяться высотой молниеприемника, расположением молниеотвода и даже материалом и сечением используемых материалов.

Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода определяется его общей высотой (h) и образует собой коническое пространство высотой   ho (ho < h). На поверхности земли зона защиты образует круг радиусом ro. На правой схеме условно показаны 1 – граница зоны защиты на уровне hx; 2 – граница зоны защиты на уровне земли.
На высоте защищаемого сооружения (hx) зона молниезащиты образует круг радиусом rx.
Естественным образом, rx <  ro.
С учетом определенных в результате измерений и испытаний коэффициентов, габаритные размеры для зон высчитываются по следующим формулам:
Зона молниезащиты на уровне земли
ho = 0,85h; ro = (1,1 – 0,002h)·h; rх = (1,1 — 0,002h)(h – hх/0,85).
Зона молниезащиты на уровне защищаемого объекта
ho = 0,92h; ro = 1,5h; rх = 1,5(h – hх/0,92).
Зная значения hх и rх, высоту одиночного стержневого молниеотвода для защиты защищаемого объекта можно определить по формуле:
h = (rх + 1,63hх)/1,5.

⚡ Как рассчитать угол и размер зоны защиты молниеотвода?

Способы расчёта зоны действия молниеотвода

От правильности проведения расчётов защитной зоны приспособления зависит качество и надёжность защищённости всего строения и придомовой территории. Нужно рассчитать параметры так, чтобы полностью покрыть участок, который требуется защитить. Один молниеотвод способен обслуживать территорию, по объёму конуса с углом вершин в 45 градусов.

Варианты проведения расчётов зоны действия:

Считается, что десятиметровый шпиль защищает участок с диаметром 10 метров. Соответственно, увеличивая высоту устройства на 1 метр, можно обслужить участок в 11 метров, прибавив 2 метра к высоте – территорию в 12 метров в диаметре.

Определение размеров по формуле: 

D = 1,732 * h;

Где D – диаметр фигуры в высшей точке измерения дома,

h – расстояние от пика приспособления до верхней границы дома.

Подсчёт габаритов математическим способом: Из расчёта, что угол конуса равен 450, используя тригонометрию и её функции, можно найти диаметр, зная высоту.

Определение защитного периметра тросового вида молниеприемников

Под защиту данного приспособления попадает пространство по форме идентичное трёхгранной призме. Верхняя окантовка – это натянутый трос, нижняя граница – придомовая территория. Боковые части призмы должны образовывать с поверхностью грунта угол в 45 градусов. Увеличить защитную зону – значить поднять трос выше или удлинить его (можно привлечь два способа).

В случае, если один выбранный вид молниеотвода не может полностью обеспечить защиту территории, в проект вносятся корректировки:

1. Изменение локации устройства.
2. Наращивание высоты приёмника.
3. Замена разновидности молниеотвода на другую модель.

Если все эти методы окажутся недейственными, нужно монтировать дополнительное защитное приспособление. Главное – чтобы защита была эффективной и правильной!

Молниеотвод и молниезащита ГРПШ: чертежи, схемы, расчеты, примеры

Подробности

Категория: Проектировщикам

Рассмотрим пример молниезащиты ГРПШ, выполненный в соответствии с действующими нормами и правилами, и прошедший экспертизу.

Согласно СО 153-34.21.122-2003 (РД 34.21.122-87) «Инструкции по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций» по классификации зданий и сооружений по устройству молниезащиты ГРПШ относится к объектам защиты от прямых ударов молнии (ПУМ)-II, надежность защиты от ПУМ Рз=0,95.

Согласно правилам безопасности систем газораспределения и газопотребления (Приказ Ростехнадзора от 15. 11.2013 № 542), к взрывоопасным зонам относится пространство над обрезом труб, в пределах полушария радиусом 5м, и пространство в пределах 3м по горизонтали и вертикали от запорной арматуры и фланцевых соединений трубопроводов. ГРПШ относится к объектам защиты от прямых ударов молнии (ПУМ)-II, надежность защиты от ПУМ Рз=0,95. Защита от прямых ударов молнии выполняется отдельно стоящим молниеотводом, соединенным с заземлителем, который выполняется из стальных электродов (уголок 63х63х6,0), горизонтальная шина заземления — из полосовой стали 4х40 l=14м. Длина электродов 3м, количество 3 шт, сопротивление заземления не должно превышать 10 Ом.

Защита от прямых ударов молнии выполняется отдельно стоящим молниеотводом, соединенным с заземлителем, который выполняется из стальных электродов (уголок 63х63х6,0), горизонтальная шина заземления — из полосовой стали 4х40 l=14м.Длина электродов 3м, количество 3 шт, сопротивление заземления не должно превышать 10 Ом. Если при замере сопротивление окажется более 10 Ом, необходимо увеличить количество электродов.

Металлическую конструкцию ГРПШ соединить с заземлителем в двух местах сваркой.

Все работы выполнить согласно ПУЭ с соблюдением ПОТ РМ-016-2001 и ПТЭЭП.

 

Расчет зоны защиты молниеотвода

Для ПРГ необходимо устанавливать отдельно стоящий молниеотвод, высота которого должна обеспечить перекрытия места установки газорегуляторной установки.

Расчет зоны защиты молниеотвода производится по формуле:
ho=0,7h; ro=0,6h; rx=ro(ho-hx)/ho, где
h- высота молниеотвода от земли.
ho- высота конуса защищаемой зоны.
ro- радиус действия защиты на уровне земли.
rx- радиус действия молниеотвода на высоте защищаемого сооружения.
hx- высота защищаемого сооружения.

Пример расчета молниеотвода:

Принимаем высоту защищаемой газорегуляторной установки ( hx) равной 4,0 м, rx принимаем равной 1,8 метра.
1,8=0,6(0,7h-4)/0,7 отсюда h=8,71м
ro=0,6h=5,2 м
ho=0,7h=6,1 м

Заземлители молниеприёмника ГРПШ

Заземлители молниеприёмника выполняются из полосы 4×40, прокладываемой на глу-бине 0,5м и вертикальных электродов (круг В16) L=3m

Заземлители котлов (контур заземления технологического оборудования) выполняют-ся из полосы 4х40, прокладываемой на глубине 0,5м и вертикальных электродов (круг В16) L=3м. Основание котлов и газопровод на вводе в котёл соединяются с контуром заземления технологического оборудования токоотводами (круг В16).

Заземлители ГРПШ (контур заземления технологического оборудования) выполняются из полосы 4×40, прокладываемой на глубине 0,5м и вертикальных электродов (круг В16) L=3m. Основание ГРПШ и газопровод на вводе в ГРПШ соединяются с контуром заземле-ния технологического оборудования токоотводами (круг В16).

Зона защиты молниеотвода ГРПШ

Кликните по картинке для увеличения

Чертеж молниеотвода для ГРПШ со спецификацией элементов

Страница не найдена | cfpa европа

Тенденция к качеству систем обнаружения и тушения пожара, а также количество проверенных на месте тревог оставались на уровне в 2019 году, как и в 2018 году. Примечательно, что объем оборудования продолжает расти. Факторами, влияющими на нынешнюю ситуацию, являются современное оборудование, обученные системные операторы и коллективные усилия участников в этой области, где качество достаточно гарантировано во всех реализациях.

Невозможно переоценить важность надлежащего технического обслуживания и компетентного персонала. Тенденция к качеству систем обнаружения и тушения пожара, а также количество физически проверенных аварийных сигналов на объекте остались на уровне в 2019 году, как и в 2018 году. Примечательно, что объем оборудования продолжает увеличиваться. Факторами, влияющими на нынешнюю ситуацию, являются современное оборудование, обученные системные операторы и коллективные усилия участников в этой области, где качество достаточно гарантировано во всех реализациях.Невозможно переоценить важность надлежащего обслуживания и квалифицированного персонала.

Эту положительную тенденцию в оборудовании можно увидеть, когда текущее количество автоматических аварийных сигналов, то есть исходящих от аварийных сигналов, подключенных к центру аварийного реагирования (ERC), а также количество аварийных сигналов, физически проверенных на месте, сравнивается со статистикой из предыдущих годы. Если в 2019 году службы спасения проверили в общей сложности 17 404 сигнала тревоги, то в 2016–2018 годах в среднем было проверено 18 221 сигнал тревоги (источник: Pronto ).Несмотря на то, что объем оборудования растет, количество отправок аварийно-спасательных служб продолжает снижаться — это происходит из-за сложного оборудования, компаний, обслуживающих системы обнаружения пожара, и системных операторов.

Предыдущий пресс-релиз Академии экстренных служб Финляндии относительно вызовов, полученных от автоматических пожарных извещателей, подключенных к ERC, также поддерживает эту точку зрения:

Пожарные сигнализации, подключенные к ERC, сгенерировали 18 000 сигналов тревоги, что составляет 16 процентов от всех отправлений спасательных служб.Из них 1 200 (7 процентов) были действующими сигналами тревоги. Ранее это число было таким низким в 2002 году, хотя количество пожарных извещателей, подключенных к ERC, постоянно растет. Эти данные были собраны Pronto, программой по ресурсам и статистике аварий спасательных служб.

Дополнительную информацию (на финском языке) можно получить, перейдя по следующей ссылке: Больше дорожно-транспортных происшествий в 2019 году, меньше пожарных тревог и отправок быстрого реагирования.

Меньше серьезных недостатков — тоже заслуга спасательных служб

Сторонние рабочие группы по интерпретации стандартов и инструкций также считают выгодным то, что владельцы оборудования все больше заинтересованы в обеспечении долгосрочной надежности систем пожаротушения.Также хорошо, что инспекции выявили меньше серьезных недостатков в системах автоматического пожаротушения.

В 2019 году Kiwa Inspecta провела долгосрочные испытания спринклерных систем, то есть испытания на надежность в течение 15–25 лет в соответствии с техническим руководством или стандартом проектирования конкретного объекта. Количество долгосрочных испытаний надежности выросло на 73% по сравнению с 2018 годом. Это очень положительный знак улучшения практического контроля срока службы в противопожарной технике.

Активное сотрудничество приносит свои плоды.«Когда дело доходит до этой тенденции, следует отдать должное и спасательным службам», — говорит г-н Антеро Пелтомаа из Kiwa Inspecta, представляющий Группу разработки противопожарных технологий. Власти лучше приняли во внимание сообщения третьей стороны о серьезных недостатках и потребовали от владельцев систем пожаротушения незамедлительно принять меры по исправлению положения.

Еще многое предстоит сделать — например, периодические проверки пожарной сигнализации выявили проблемы в обновлении систем и обеспечении их взаимной совместимости.Сторонние рабочие группы обнаружили реализации с несоответствующими сертификатами и документацией при замене или обновлении панелей управления системой обнаружения пожара (FDS). Проверки, проводимые нейтральными третьими сторонами, должны быть нормой при замене и установке панелей управления FDS. Тем не менее, в первую очередь, монтажные и сервисные компании, работающие в этой сфере, должны обратить внимание на эту проблему и улучшить контроль качества. Это могло бы помочь свести к минимуму такие будущие проблемы в связи с заменой панели управления FDS, о которых в определенной степени теперь можно судить по статистике.

«Собственное активное участие клиента также имеет первостепенное значение для обеспечения качества, поэтому недостатки выявляются посредством регулярного технического обслуживания и проверок. На обнаруженные недостатки необходимо немедленно реагировать, а не пассивно ждать следующей периодической проверки. Технология предотвращения пожаров, по сути, предполагает непрерывное управление, а также защиту жизни и имущества », — говорит г-н Лаури Лехто , советник по безопасности и защите Финской национальной ассоциации спасателей и группы по развитию технологий предотвращения пожаров.

Год перехода к новым директивам ST1

Новые рекомендации ST1 по проектированию, установке и техническому обслуживанию систем обнаружения пожара были обновлены и введены в 2019 году и будут внедрены в 2020 году. Аналогичным образом были обновлены европейские стандарты CEN / TS 54-14: 2018en по той же теме. . Отдел пожарной безопасности ждал пересмотренных указов о системах обнаружения пожара, но, к сожалению, похоже, что нынешняя ситуация с коронавирусом также задержит принятие этих законов, и поэтому необходимость в обновленном указе все еще существует.В этой ситуации сторонним инспекторам и спасательным службам было предложено интерпретировать инструкции по отношению к постановлениям.

В 2019 году таких проверок становилось все больше, особенно периодических, в которых выявленные недостатки, зафиксированные в проверочных документах, сильно отличаются от предыдущих наблюдений. Следовательно, в 2018 году сторонние рабочие группы по интерпретации стандартов и инструкций организовали совместные встречи между группами. Целью этих встреч является гармонизация практики инспекций среди сторонних рабочих групп.Группа устного перевода также участвует в этих встречах.

Более подробную информацию о материалах этой группы можно найти здесь (на финском языке).

Группа разработки противопожарных технологий

Группа разработки противопожарных технологий — это группа экспертов, общая цель которых состоит в повышении безопасности и развитии сервисного и технического обслуживания, качества и технических перспектив технологий предотвращения пожаров. В состав группы входят специалисты, а также представители ассоциаций пожарных технологий и организаций пожарной безопасности.Рабочие модели, опубликованные группой, представляют собой общие модели, предназначенные для поддержки и информации, и люди, работающие в области технологий предотвращения пожаров, а также другие участники могут найти у них соответствующую информацию.

Концепция зоны молниезащиты | DEHN США

Зоны молниезащиты в зданиях, оборудованных системами безопасности

Системы управления зданиями, телекоммуникации, управления и безопасности все чаще используются во всех областях жилых и функциональных зданий.Эти сетевые системы делают здание интеллектуальным и обеспечивают его оптимальное использование. Владельцы и операторы зданий предъявляют высокие требования к доступности и надежности этих систем. Внешняя система молниезащиты защищает людей и материальные ценности в здании от пожара, однако электрические и электронные системы не защищены от сбоев в результате скачков напряжения, вызванных разрядом молнии. Концепция зоны молниезащиты в соответствии со стандартом IEC 62305-4 обеспечивает эффективную защиту от скачков напряжения, вызванных электромагнитным импульсом молнии (LEMP).Согласно этому принципу, защищаемая конструкция должна быть разделена на внутренние молниезащитные зоны с разными значениями угрозы LEMP. Рекомендуется согласовывать зоны молниезащиты и их значения угрозы LEMP с выдерживаемой способностью соответствующей электронной системы.

На приведенном выше рисунке в качестве примера показаны зоны молниезащиты системы пожарной сигнализации в соответствии с типом грозовой опасности.

Внешние зоны:

LPZ 0 _A : Зона, в которой угроза возникает из-за прямых ударов молнии и незатухающего электромагнитного поля молнии. Такие системы, как кабели, выходящие за пределы здания, могут подвергаться полному току молнии.
LPZ 0 _B : Зона, защищенная от прямых ударов молнии, в которой, однако, присутствует незатухающее электромагнитное поле молнии. Такие системы, как сигнальные лампы или сирены, могут подвергаться частичному воздействию тока молнии.

Внутренние зоны:

Внутренние зоны защищены от прямых ударов молнии и подразделяются на:
LPZ 1: Зона, в которой импульсные токи ограничиваются токораспределением и SPD на границах зоны.Пространственное экранирование может ослабить электромагнитное поле молнии. Кольцевые проводники с детекторами часто устанавливаются в LPZ 1.
LPZ 2: Зона, которая, по сравнению с LPZ 1, дополнительно защищена от импульсных токов и электромагнитного поля молнии и, таким образом, подвергается меньшим помехам.
LPZ 3: Зона, требующая максимальной защиты от удара молнии. В LPZ 3 часто устанавливаются электронные системы, такие как панели управления пожаротушением. Ограничители перенапряжения и меры защиты снижают импульсные токи и электромагнитные поля до уровня, приемлемого для технологии системы.

10/350 и зоны молниезащиты

IEC 62305 КОНЦЕПЦИЯ ЗОНЫ ЗАЩИТЫ ОТ МОЛНИИ

(эффективный научный инструмент или пиар?)

LPZ — Концепция молниезащиты: что это такое?

Зоны защиты от молний

(или LPZ) занимают центральное место в подходе IEC 62305 к защите от молний.Идея состоит в том, чтобы ограничить индуцированные молнией скачки тока и напряжения, проникающие в конструкцию, путем разделения конструкции на последовательность зон риска (вложенных друг в друга). За счет тщательного использования методов экранирования и устройств защиты от солнца эффекты удара молнии во внешнюю зону уменьшаются. предназначены для смягчения, прежде чем они достигнут внутренних зон. По крайней мере, такова теория. Согласно IEC 62305-4 (раздел 4.1) эта концепция LPZ является основой всей молниезащиты.

Насколько эффективна концепция зоны молниезащиты IEC 62305?

Концепция LPZ под маркой IEC широко используется в течение 20 лет.Однако, когда Раков и Уман провели поиск, они не смогли найти ни одного исследования, содержащего статистические данные, подтверждающие его эффективность («Молния, физика и эффекты», Cambridge University Press, стр. 591). Дальнейший поиск в 2013 году также оказался нулевым. По-видимому, ни одно исследование не подтвердило работоспособность системы LPZ IEC 62305.

На первый взгляд, система LPZ кажется логичным подходом к защите от перенапряжения. Так почему же за 20 лет не было исследований, подтверждающих его успех? Этот вопрос привел к более глубокому изучению его эволюции и применения.

---

E.F. Vance: создатель концепции молниезащиты

Первоначальная концепция LPZ была создана американцем Э. Ф. Вэнсом из Стэнфордского исследовательского института в Менло-Парке, Калифорния. Вэнс представил его в 1977 году в статье, озаглавленной «Топология экранирования и заземления для контроля помех». Слева — диаграмма, извлеченная из этого документа, показывающая зоны риска Вэнса. «Заземляя» внешнюю сторону каждого щита и внутреннюю часть соседнего щита, Вэнс стремился контролировать влияние внешних скачков напряжения, проникающих в объект.Он также осознал необходимость ограничения скачков напряжения в линиях питания и данных, входящих в здание.

Зона 0 — это прозвище, которое Вэнс дал внешней среде, подверженной ударам молнии. Зоны 1 и 2 он назначил участкам внутри конструкции.

---

Система Vance LPZ, кооптированная доктором Питером Хассе

Доктор Хассе воспринял идею Вэнса и преобразовал ее в книгу, которую он назвал: «Концепция зоны защиты от молний EMC» (в соавторстве с Питером Хассе и Йоханнесом Визингером и опубликованной Pflaum Verlag в 1993 году.)

Справа вы можете видеть схему LPZ Вэнса в том виде, в котором она представлена, без изменений (за исключением добавления немецкого перевода) на стр. 52 книги Хассе. Первоначальная структура и терминология Вэнса были сохранены в адаптации Хассе: Зона Ноль продолжала представлять область за пределами структуры; Зоны 1 и 2, зоны внутри конструкции.

К сожалению, доктор Хассе использовал систему LPZ для передачи своей идеи формы волны 10/350, внушая идею, что все импульсы молнии в нулевой зоне должны характеризоваться формой волны 10/350.Щелкните здесь, чтобы увидеть, как книга Хассе по LPZ 1993 г. ввела форму волны 10/350 в концепцию LPZ.

Тем самым он свел на нет потенциальный успех того, что могло стать очень работоспособным подходом к защите от молний. Осложнения, вызываемые системой LPZ из-за формы волны 10/350, включают дефекты искровых промежутков, а также трясину «координации SPD», оба из которых рассматриваются в другом месте в этой сети.

Отчеты о некоторых повреждениях, причиненных оборудованию и установкам, «защищаемым» в соответствии с этой системой 10/350-LPZ, можно найти в другом месте на этом веб-сайте.

---

Миграция LPZ — от книги Хассе к стандартам молниезащиты IEC

К тому времени, когда в 1993 году была опубликована его книга LPZ, доктор Хассе был заметным членом комитета IEC по молниезащите, TC 81. С момента публикации этой книги ему потребовалось менее двух лет, чтобы внедрить его концепцию LPZ в в соответствии со стандартом IEC 61312-1.

Слева — диаграмма LPZ из IEC 61312-1.Форма волны 10/350 стала его неотъемлемой частью. Щелкните здесь, чтобы увидеть параметры молнии Hasse 10/350 в том виде, в котором они указаны в стандарте 61312-1.

Таким образом, можно увидеть, что за одну вспышку молнии д-ру Хассе удалось импортировать как свою форму волны 10/350, так и свою концепцию LPZ в международный стандарт молниезащиты IEC.

Следующим шагом была их миграция в стандарт IEC 62305. Рассказ о том, как ему это удалось, можно найти здесь.

Подводя итог, можно сказать, что доктору Питеру Хассе приписывают не только создание формы волны 10/350, но и создание системы LPZ, которая сегодня используется во всех стандартах МЭК по молниезащите.

---

LPZ в повседневном использовании: сокращение молнии или сокращение конкуренции?

Самая последняя диаграмма LPZ из IEC 62305 показана справа. Его цель якобы — смягчить воздействие падающей молнии.Но некоторые считают, что функция системы IEC LPZ больше связана с определением того, какие структурные устройства и устройства защиты от перенапряжения следует считать «правильными», и, таким образом, регулированием их использования. Например, IEC 62305 настаивает на том, что прямая молния должна характеризоваться тестовой формой волны 10/350, и поэтому в нулевой зоне можно использовать только искровые разрядники «грозовые разрядники». Другие виды СПД запрещены.

У этого подхода есть три основные проблемы. Первые два являются техническими и задокументированы в этом веб-сайте, а именно: 1) форма волны 10/350 не соответствует действительной молнии, и 2) разрядники с искровым разрядником имеют много внутренних недостатков.

Третья серьезная проблема может быть юридической. То, как система LPZ была реализована в стандартах, может представлять собой нарушение Закона о конкуренции Европейского Союза. (См. Страницу часто задаваемых вопросов.)

В случае, если кто-то принимает это «на свой счет», пожалуйста, примите тот факт, что этот веб-сайт не предназначен для разглагольствования какого-либо конкретного человека, компании или комитета. Вся его цель — улучшить состояние молниезащиты. И хотя может потребоваться смелость, чтобы встать и заговорить, не меньше смелости требуется, чтобы сесть и послушать.

Зоны молниезащиты и их применение в SPD Selection

Эта статья является продолжением нашей серии о системах молниезащиты и проектировании. Вы можете прочитать нашу статью «Устройства защиты от перенапряжения» и другую нашу статью «Проектирование и продукты систем молниезащиты».

В соответствии с международным стандартом Apex по молниезащите IEC 62305-4 Защита от молнии — Часть 4: Электрические и электронные системы внутри конструкций, концепция зон молниезащиты (LPZ) является основой всей молниезащиты. Основная идея состоит в том, чтобы ограничить скачки тока и напряжения, вызванные молнией или иным образом, от повреждения конструкции или ее содержимого (людей или оборудования) путем разделения конструкции на зоны риска. Эти зоны вложены друг в друга, причем наиболее чувствительные зоны находятся внутри них. Использование стандартных соответствующих систем молниезащиты, таких как грозовые разрядники и устройства защиты от ударов молнии, позволяет уменьшить прямое или косвенное воздействие молнии во внешнюю зону до того, как они смогут повлиять на людей или чувствительное оборудование во внутренних зонах.

LPZ Определение

IEC 62305 Часть 4 определяет зоны молниезащиты, как показано ниже.

ВНЕШНЯЯ ЗОНА

Зона 0: Зона, где угроза возникает из-за незатухающего электромагнитного поля молнии и где внутренние системы могут подвергаться полному или частичному воздействию грозового импульсного тока.

LPZ 0 подразделяется на:

LPZ 0A: Зона, где угроза возникает из-за прямой вспышки молнии и полного электромагнитного поля молнии. Внутренние системы могут подвергаться полному удару молнии.

LPZ 0B: Зона, защищенная от прямых ударов молнии, но где угроза — полное электромагнитное поле молнии. Внутренние системы могут подвергаться частичному воздействию тока молнии.

На приведенной выше диаграмме показана разница между LPZ 0A и LPZ 0B. Зона 0A не защищена от ударов молнии и, таким образом, подвержена воздействию полного электромагнитного поля молнии, в то время как зона 0B защищена разрядниками (согласно методу катящейся сферы) и, таким образом, подвержена только частичному воздействию тока молнии.

ВНУТРЕННЯЯ ЗОНА

LPZ 1: Зона, в которой импульсный ток ограничивается разделением тока и изоляционными интерфейсами и / или SPD на границе. Пространственное экранирование может ослабить электромагнитное поле молнии.

LPZ 2… .n: Зона, в которой импульсный ток может быть дополнительно ограничен разделением тока и разделением интерфейсов и / или дополнительными SPD на границе. Дополнительное пространственное экранирование может использоваться для дальнейшего ослабления электромагнитного поля молнии.

Как видно на диаграмме выше, LPZ 1 перекрывает ввод электрической системы в здание, который может столкнуться с косвенным воздействием внешнего удара молнии. LPZ 2 и выше содержат чувствительное электрическое оборудование, которое необходимо защитить от скачков напряжения. В зависимости от количества, типа и номинальной мощности защищаемого оборудования можно определить подходящий LPZ. Сюда могут входить небольшие локальные зоны, такие как корпуса оборудования, или большие интегрированные зоны, покрывающие всю конструкцию.

Программное обеспечение Axis Lightning Risk Assesment дает пользователям возможность определять зоны защиты от молний и, таким образом, определять конкретный риск для каждой зоны.

Руководство по выбору устройства защиты от перенапряжения (SPD):

Переход между зонами	SPD Тип	Обозначение
LPZ 0A LPZ 1	Тип 1	Грозозащитный разрядник
LPZ 0B LPZ 1	Тип 1	Устройство защиты от перенапряжения
LPZ 1 LPZ 2	Тип 2	Устройство защиты от перенапряжения
LPZ 2 LPZ 3	Тип 3	Защита устройства

Устройства защиты от перенапряжения

(SPD) используются в областях, где происходит переход между двумя разными LPZ. Например, УЗИП типа 1 или 2 можно использовать на главном распределительном щите, где электрическая система входит в структуру. В приведенной выше таблице кратко описаны различные переходы LPZ, которые происходят в большинстве структур, и то, как можно выбрать тип SPD на основе этих переходов.

Тип 1	Устанавливается в главном распределительном щите в зданиях с системой молниезащиты. Может отводить очень мощные токи молнии.	Должен использоваться как часть системы молниезащиты.
Тип 2	Устанавливается в главный распределительный щит. Разрядные токи от непрямых ударов молнии.	Всегда использовать.
Тип 3	Предназначен для защиты определенных устройств.	Дополнительные устройства защиты от перенапряжения например Тип 1 + 2 + 3 или Тип 2 + 3

Определение правильных зон молниезащиты для вашей конструкции является первым и наиболее важным шагом в правильном проектировании и реализации молниезащиты для вашей конструкции. Эти зоны являются важным аспектом выбора SPD, но SPD также имеют другие характеристики, которые необходимо учитывать, как мы обсуждаем в нашей другой статье «Устройства защиты от перенапряжения (SPD)».

Распределение охраняемой территории на зоны молниезащиты

Стандарт IEC 13 12-1 и IEC 62 305 определяет зоны молниезащиты LPZ с точки зрения прямого и непрямого воздействия молнии. Эти зоны характерны благодаря принципиальным нарушениям электромагнитной обстановки в их ограниченных зонах.

LPZ 0A:
Зона, в которой предметы подвергаются прямым ударам молнии, и, следовательно, им, возможно, придется проводить до полного тока молнии; здесь возникает незатухающее электромагнитное поле.
LPZ 0B:
Зона, в которой предметы не подвержены прямым ударам молнии, но при этом возникает незатухающее электромагнитное поле.
LPZ 1:
Зона, в которой предметы не подвергаются прямым ударам молнии и где токи на всех проводящих частях в этой зоне дополнительно уменьшены по сравнению с зонами 0B. В этой зоне электромагнитное поле также может ослабляться в зависимости от мер экранирования.

Последующие зоны (LPZ 2 и так далее):
Если требуется дальнейшее снижение кондуктивных токов и / или электромагнитного поля, должны быть введены следующие зоны. Требование к этим зонам должно быть выбрано в соответствии с требуемыми экологическими зонами защищаемой системы. В целом, чем больше количество зон, тем ниже параметры электромагнитной среды.На границе отдельных зон должно быть обеспечено соединение всех металлических проходов и могут быть установлены экранирующие меры. Примечание: соединение на границе между LPZ 0A, LPZ 0B и LPZ 1 определено в IEC 13 12-1 и IEC 62 305. На электромагнитные поля внутри конструкции влияют открывающиеся окна, токи в металлических проводниках (например, соединительные стержни, кабельные экраны и трубки), а также прокладкой кабеля.

На следующем рисунке показан пример разделения конструкции на несколько зон. Здесь все электрические и сигнальные линии входят в защищенный объем (LPZ 1) в одной точке и присоединяются к соединительной планке 1 на границе LPZ 0A, LPZ 0B и LPZ 1. Кроме того, линии соединяются с внутренним соединением. стержень 2 на границе LPZ 1 и LPZ 2. Кроме того, внешний экран 1 конструкции прикреплен к соединительной планке 1, а внутренний экран 2 — к соединительной планке 2. Если кабели проходят от одного LPZ к другому, соединение должно быть выполняется на каждой границе. LPZ 2 сконструирован таким образом, что частичные токи молнии не передаются в этот объем и не могут проходить через него.

Описанная выше сегментация защищаемого объекта на зоны защиты дает возможность активной защиты низковольтной энергосистемы благодаря установке защитных устройств защиты SPD (обычно на границе зоны LPZ 0 → 1 и LPZ 1 → 2) и других защитных устройств защиты SPD на граница зоны LPZ 2 → 3.

Стандартно рекомендуется устанавливать так называемую защиту 1-й степени — разрядник класса I, проверенный током молнии Iimp (10/350) на границе зоны LPZ 0 → 1. Рекомендуется использовать защиту 2-й степени — разрядник класса II, испытанный импульсным импульсом Imax (8/20) в граничной зоне LPZ 1 → 2.На границе LPZ 2 → 3, а затем и на последующих участках цепи, также рекомендуется через каждые 10 м перешагивать через так называемый 3-й класс защиты III, также проверенный импульсным Imax (8/20) или UOC.

Для особо важного защищенного оборудования рекомендуется обеспечить его качественной непрерывной защитой от перенапряжения класса III с высокочастотным фильтром на границе LPZ 2 → 3. Если есть смежные конструкции, между которыми проходят силовые кабели и кабели связи, система заземления должна быть соединена между собой, и полезно иметь много параллельных путей для снижения тока в кабелях.Этому требованию удовлетворяет сетчатая система заземления. Токи молнии дополнительно уменьшаются, например заключая все кабели в металлические трубы или железобетонные каналы, похожие на решетку, которые должны быть интегрированы в сетчатую систему заземления.

Обзор молниезащиты

— Институт молниезащиты

Общая информация по отрасли

Институт молниезащиты — это общенациональная некоммерческая организация, основанная в 1955 году с целью продвижения образования, осведомленности и безопасности в области молниезащиты.Индустрия молниезащиты зародилась в Соединенных Штатах, когда Бенджамин Франклин постулировал, что молния — это электричество, и можно использовать металлический стержень, чтобы отвести молнию от здания. Молния является прямой причиной более 50 смертей и 400 травм ежегодно, и трудно защитить людей на открытых открытых площадках. Прямые удары молнии причиняют ущерб от пожара, превышающий 200 миллионов долларов в год, и страховые компании прямо или косвенно оплачивают претензии на миллиарды долларов, связанные с молниями.Большая часть этих имущественных потерь может быть сведена к минимуму, если не устранена, путем применения надлежащей молниезащиты для конструкций. LPI стремится к тому, чтобы современные системы молниезащиты обеспечивали наилучшее качество как материалов, так и методов установки, обеспечивая максимальную безопасность.

Национальная ассоциация противопожарной защиты . (NFPA) публикует документ № 780 под названием Стандарт для установки систем молниезащиты считается национальным руководством по проектированию полных систем молниезащиты в Соединенных Штатах.NFPA опубликовало свой первый документ по молниезащите в 1904 году. Документы NFPA, такие как Национальный электротехнический кодекс (NEC — NFPA 70), Национальный кодекс по топливному газу (NFPA 54) и Единый пожарный кодекс (NFPA 1), разрабатываются комитетом для рассмотрения. принятие новой информации по безопасности по конкретным вопросам, связанным с пожаром.

Стандарт защиты от молний № 780 пересматривается с трехлетним циклом для обновления. NFPA 780 включает молниезащиту для типовых строительных конструкций в четвертой главе в качестве требований для обычных конструкций. Документ 780 охватывает многие специальные конструкции от хранилищ опасных материалов до лодок и кораблей, а также открытых сооружений для пикников и дает рекомендации по личной безопасности на открытом воздухе. NFPA 780 предоставляет лучшее, что мы знаем сегодня в теории и технологиях, о системах защиты, протестированных опытными профессионалами отрасли в официально признанном формате.

Испытания компонентов материалов молниезащиты на заводе перед отправкой для включения в список и маркировки проводятся Underwriters Laboratories, Inc.(UL) . Стандарт UL 96 устанавливает минимальные требования к конструкции молниеприемников, кабельных жил, фитингов, соединителей и крепежных элементов, используемых в качественных системах молниезащиты. В UL есть инспекционный персонал, который регулярно посещает производственные объекты, чтобы проверить соответствие требованиям и продолжить использование одобренных товарных этикеток.

Полевой осмотр завершенных установок молниезащиты также может быть организован UL через подрядчиков по установке, указанных в их программе. UL уже много лет выпускает продукт Master Label для систем, полностью соответствующих их стандарту UL 96A. Стандарт 96A основан на общих требованиях NFPA 780, но UL имеет Техническую группу по стандартам (STP) для проверки требований к более удобному для проверки формату, что приводит к некоторым различиям. UL также будет проверять на соответствие некоторым другим национально признанным стандартам (например, NFPA 780) для полностью соответствующих систем. Некоторые частичные конструкции могут быть доступны для полевой проверки в рамках их программы «Письмо с выводами».

Институт молниезащиты (LPI) принимает последнюю редакцию стандарта NFPA 780 в качестве справочного документа для проектирования систем. LPI выступает за использование UL в качестве стороннего органа по проверке компонентов в соответствии с их документами UL 96. LPI публикует этот документ # 175 , основанный на NFPA 780, с дополнительными пояснительными материалами, полезными для установщиков и сотрудников инспекторов.

LPI предоставляет отраслевую программу самоконтрольного тестирования для сертификации участников подмастерьями, мастерами-установщиками и инспекторами дизайнеров.Люди сдают экзамены, которые включают требования перечисленных выше Стандартов молниезащиты и применение этих принципов к примерам проектирования. Продление членства требуется каждый год, при этом дополнительные экзамены сдают примерно каждые три года при обновлении национальных стандартов. Заключение контрактов со специалистами, прошедшими квалификацию в рамках процесса LPI, обеспечивает дополнительный уровень гарантии качества для первоначальной установки системы и ресурс для будущих проверок и обслуживания существующих систем.

LPI внедрила программу проверки для завершенных установок под названием LPI-IP . LPI-IP предоставляет услуги по сертификации более тщательно и полно, чем любая предыдущая программа проверки от LPI или других компаний, доступных в настоящее время на рынке. Благодаря использованию контрольно-пропускных пунктов, проверок и проверок на месте сертификация системы LPI-IP обеспечивает безопасность с привлечением квалифицированного монтажного персонала и независимых инспекторов. LPI-IP предлагает «Главный сертификат установки» для полных конструкций, «Восстановленный мастер-сертификат установки» для ранее сертифицированных конструкций и «Осмотр в ограниченном объеме» для частичных систем в определенных контрактах.Это важный элемент для специалиста, владельца и страховщика имущества, обеспечивающего проверку качественных установок молниезащиты сторонним независимым источником.

Системы молниезащиты для сооружений, как правило, не являются требованиями национальных строительных норм и правил, хотя стандарты могут быть приняты властями, имеющими юрисдикцию для общего строительства или определенных помещений. Поскольку молниезащита может рассматриваться в качестве варианта, крайне важно, чтобы разработчик, строительный подрядчик и страховщик имущества были знакомы с национальными стандартами для обеспечения наивысшего уровня безопасности. Системы молниезащиты зарекомендовали себя в плане защиты от физической опасности для людей, структурных повреждений зданий и отказов внутренних систем и оборудования. Полученная ценность начинается с правильного проектирования, продолжается с помощью методов качественного монтажа и должна включать проверку и сертификацию. Конечная цель — безопасная гавань, безопасность инвестиций и устранение потенциального простоя системы в противовес одному из самых разрушительных природных явлений.

Общая информация о системе

Стандарты США для полных систем молниезащиты включают NFPA 780, UL 96 и 96A и LPI 175 . Эти стандарты основаны на фундаментальном принципе обеспечения разумно прямого металлического пути с низким сопротивлением и низким сопротивлением для прохождения тока молнии, а также принятия мер по предотвращению разрушения, пожара, повреждения, смерти или травмы при прохождении тока с крыши. уровни ниже класса. Стандарты представляют собой консенсус властей относительно основных требований к конструкции и характеристикам квалифицированных конструкций и продукции. Ожидается, что полная система защиты, основанная на принципах надежной инженерии, исследованиях, протоколах испытаний и полевом опыте, обеспечит безопасность людей и конструкций от молнии и ее побочных эффектов. Стандарты постоянно пересматриваются на предмет новых продуктов, строительных технологий и подтвержденных научных разработок, направленных на устранение опасности молнии.Хотя материальные компоненты могут казаться очень похожими, конфигурация общей конструкции системы за последние 25 лет резко изменилась, чтобы отразить сегодняшний образ жизни.

Есть пять элементов , которые должны быть на месте для обеспечения эффективной системы молниезащиты. Устройства для защиты от ударов должны быть пригодны для прямого подключения молнии и должны иметь рисунок, чтобы принимать удары до того, как они достигнут изоляционных строительных материалов. Кабельные жилы направляют ток молнии через конструкцию без повреждений между заглушками наверху и системой заземляющих электродов внизу.Система заземляющих электродов класса ниже уровня должна эффективно перемещать молнию к ее конечному пункту назначения вдали от конструкции и ее содержимого. Соединение или соединение системы молниезащиты с другими внутренними заземленными металлическими системами должно быть выполнено таким образом, чтобы исключить возможность бокового удара молнии изнутри. Наконец, устройства защиты от перенапряжения должны быть установлены на каждом служебном входе, чтобы остановить проникновение молнии от инженерных сетей и дополнительно уравнять потенциал между заземленными системами во время грозовых событий.Если эти элементы правильно идентифицированы на стадии проектирования, включены в аккуратную рабочую установку и в здании не происходит никаких изменений, система защитит от повреждений молнией. Элементы этой системы пассивного заземления всегда выполняют аналогичную функцию, но общая конструкция индивидуальна для каждой конкретной конструкции.

Компоненты молниезащиты изготовлены из материалов , устойчивых к коррозии, и они должны быть защищены от ускоренного износа.Многие компоненты системы будут подвергаться воздействию атмосферы и климата. Комбинации материалов, образующих электролитические пары в присутствии влаги, не должны использоваться. Компоненты токоведущей системы должны обладать высокой проводимостью. Преобладающие почвенные условия на площадке будут влиять на компоненты подземной системы. Срок службы системы и цикл обслуживания / замены зависят от выбора материала и местных условий. Системные материалы должны быть согласованы с используемыми конструкционными материалами, в том числе облицовками, колпаками, кожухами вентиляторов, различными системами кровли, чтобы поддерживать влагозащитную оболочку в течение предполагаемого срока службы здания.

Медь, медные сплавы (включая латунь и бронзу) и алюминий являются основными материалами компонентов системы. Они служат наилучшим сочетанием функций для переноса тока и защиты от атмосферных воздействий. Поскольку алюминиевые материалы имеют немного меньшую токонесущую способность и механическую прочность, чем изделия из меди аналогичного размера, перечисленные и маркированные материалы для молниезащиты включают детали большего физического размера. Например, чтобы считаться эквивалентным, воздушный терминал минимального размера должен иметь диаметр ½ дюйма в алюминии по сравнению с диаметром 3/8 дюйма в меди.

Вода, вытекающая из меди, будет окислять алюминий и гальванизированные поверхности, поэтому при согласовании конструкции системы необходимо учитывать гальванические аспекты для устранения возможных проблем при установке. Квалифицированные биметаллические фитинги используются для согласования компонентов системы для необходимых переходов от алюминия к меди. Они могут включать перечисленные продукты для этой цели или, в некоторых случаях, компоненты из нержавеющей стали. Алюминий никогда не может контактировать с землей или почвой. Алюминий никогда не должен контактировать с краской на щелочной основе или встраиваться непосредственно в бетон.

Если какое-либо изделие подвергается необычному механическому повреждению или смещению, оно может быть защищено молдингом или покрытием, но необходимо проявлять осторожность, чтобы заглушки и другие монтируемые на крыше компоненты могли выполнять свои функции при приемке навесного оборудования. Компоненты молниезащиты под ударными клеммами могут быть скрытыми внутри здания ниже уровня крыши во время строительства или при доступе. Скорость тока молнии и разделение потока между несколькими путями не позволяют компонентам нагреваться до любой мгновенной температуры возгорания, опасной для типичных строительных материалов.Включение системы в конструкцию позволяет соединять структурный металлический каркас и внутренние заземленные системы и обеспечивает защиту от проблем смещения и технического обслуживания, которые полезны для продления срока службы системы.

Материалы, подходящие для использования в системах молниезащиты, перечислены в списке , помечены и протестированы в соответствии со стандартом UL 96. Конструкция проводника включает максимальное увеличение площади поверхности для переноса молнии и гибкость конфигурации для выполнения изгибов и поворотов, необходимых при установке.Основания аэровокзала эффективно передают удар от оконечного устройства к проводнику кабеля и надежно крепятся к различным поверхностям здания в суровых погодных условиях. Фитинги для сращивания должны поддерживать контакт с проводами, длина которых должна быть достаточной для передачи тока и выдерживать воздействие окружающей среды. Заземляющие электроды должны обеспечивать надлежащий контакт с землей для рассеивания заряда и удовлетворять требованиям пригодности для жизненного цикла в различных составах почвы. Размеры скрепляющих устройств позволяют обеспечить надлежащее соединение систем для выравнивания потенциалов по всей конструкции. Устройства защиты от импульсных перенапряжений соответствуют требованиям более высоких уровней тока для удовлетворения потребностей, связанных с молниеприемниками.

Прекращение забастовки

Ударно-оконечные устройства выполняют системную функцию по подключению прямого подключения молнии. Они представляют собой зонтик от проникновения молнии в непроводящие строительные материалы для защиты от пожара или взрыва. Любое металлическое тело толщиной 3/16 дюйма или более, выступающее над конструкцией, выдержит удар молнии, не прожигая.Поэтому в некоторых случаях строительные элементы могут быть включены в качестве прекращения забастовки. Высокие мачты или воздушные заземляющие провода, аналогичные защите линии электропередач, могут служить в качестве защитных устройств. В большинстве случаев, однако, малые специальные молниеотводы составляют большинство систем защиты от ударов. Эти ненавязчивые компоненты предпочтительны из-за простоты монтажа и эстетических соображений, и их можно скоординировать для получения наиболее эффективной конфигурации для всех типичных строительных конструкций.

Окружающая нас атмосфера электрически заряжена, но свободный воздух поддерживает относительно сбалансированное распределение ионов. Когда мы поднимаем в воздух здание, дерево или даже человека в меньшей степени, мы меняем этот электрический баланс. Электрическое поле накапливается для изменения точек в геометрии наземных объектов. Такие элементы, как гребни и особенно концы гребней, края зданий с плоской крышей и даже больше, углы становятся точками накопления ионов, которые повышают восприимчивость к ударам молнии.Надлежащая система устройств защиты от ударов учитывает эти реалии за счет использования молниеприемников в настроенной схеме, предназначенной для использования точек естественного накопления ионов в здании для втягивания молнии в систему защиты. Чем выше конструкция и чем серьезнее плоские изменения (например, от вертикальной стены до горизонтальной плоской крыши), тем больше возможностей для крепления на этих критических стыках. Проектирование системы воздушных терминалов , выступающих всего на 10 дюймов над этими структурными точками упора и вдоль гребней и краев, было доказано более чем столетней практикой для обеспечения перехвата примерно 95% зарегистрированных молний, ​​включая большинство жестокий. Некоторые удары молнии с меньшим потенциалом теоретически могут возникать на плоских плоскостях вдали от устройств защиты от ударов, разработанных в соответствии со стандартами, но последствия находятся в допустимых пределах для обычного строительства. Учитывая более низкий уровень энергии, требуемый для байпаса, другие компоненты структурного заземления, входящие в полную систему молниезащиты, и случайную вероятность соединения с компонентом системы в любом случае, этот метод защиты здания считается наиболее эффективным.

Защита самых высоких и наиболее выступающих элементов здания с помощью устройств защиты от удара, в зависимости от геометрии здания, также обеспечивает некоторый уровень защиты для нижних выступов конструкции или элементов, находящихся в «тени» полностью защищенных зон на более высоких уровнях. Зона защиты существует от любого устройства для защиты от вертикальных ударов и больше от вертикального полностью защищенного уровня здания. Зона защиты описана в Стандартах молний с использованием сферической модели с радиусом 150 футов (46 метров) для определения объектов, находящихся под защитой более высоких элементов системы, или расширения зданий на расстояния, требующие дополнительной защиты с помощью дополнительных ударных клемм. Это похоже на катание мяча диаметром 300 футов (92 метра) с высоты по зданию, а затем по зданию на противоположный уровень во всех мыслимых направлениях. Если мяч касается изолированного строительного материала, то добавляется дополнительный ударный зажим. Зоны, поддерживаемые ударными клеммами, ударными клеммами и уклонами, а также вертикальные стены, тогда находятся под защитой правильно спроектированных элементов системы. Эта геометрическая модель для защиты конструкций в целом основана на последнем этапе процесса присоединения молнии и снова покрывает более 90% возможных ударов.На более ответственных конструкциях, например, содержащих взрывчатые вещества или легковоспламеняющиеся жидкости и пары, модель сокращается до сферы радиусом 100 футов (30 метров), которая покрывает более 98% зарегистрированных ударов молний.

Система защиты от ударов защищает конструкцию от ударов молнии, обеспечивая предпочтительные точки крепления. В большинстве случаев предпочтительнее использовать медные или алюминиевые молниеотводы из-за их проводимости и устойчивости к погодным условиям. Квалифицированные выступающие металлические строительные элементы также могут выполнять эту функцию. В особых обстоятельствах, когда нельзя допустить проникновения молнии, использование высоких мачт и воздушных заземляющих проводов, используемых в модели с уменьшенной зоной, может обеспечить дополнительную защиту. Защита таких вещей, как стандарты освещения или деревья, может обеспечить некоторую защиту области на основе модели зоны. Конструктивная конфигурация ударной нагрузки — это первый ключевой элемент в обеспечении полной системы молниезащиты.

Проводники

Система проводов Компонент полной молниезащиты включает в себя кабели основных размеров, конструкционную сталь здания и соединительные или соединительные провода с внутренними заземленными системами здания.Основные проводники выполняют токопроводящую функцию от устройств защиты от удара до системы заземления. Основные кабели изготовлены из меди или алюминия с высокой проводимостью, которые хорошо работают во внешних условиях. Молния ищет путь к земле, поэтому даже при использовании очень проводящих материалов кабели следует прокладывать горизонтально или вниз. Это похоже на концепцию гравитационного потока воды на наклонных плоских участках в водосточные желоба или в водосточных желобах в водосточные системы.Кабели необходимо прокладывать, используя длинные плавные изгибы не менее 90 градусов. Молния создает значительную механическую нагрузку на кабели, в результате чего могут быть повреждены острые изгибы или углы, а в худшем случае молния может перекрыть дугу. Эту механическую силу можно сравнить с подачей воды под давлением через пожарный шланг — проводник будет пытаться выпрямиться, вызывая опасность повреждения стыковых фитингов, креплений или самого проводника.

Медные и алюминиевые жилы основных кабелей для молниезащиты спроектированы по стандарту гладкого переплетения или канатной свивки с использованием отдельных проводов меньшего сечения.Такая конструкция обеспечивает максимальную площадь поверхности на единицу веса проводника для размещения молнии, которая быстро распространяется по поверхности. Эта конструкция также позволяет упростить изгиб и формирование системы проводов вдоль, вокруг и над элементами конструкции здания. Открытые проводники крепятся с максимальным интервалом в три фута для удержания системы на месте от ветра и непогоды. Все устройства защиты от удара должны быть подключены к проводам минимум двумя путями к системе заземления.Устройства защиты от ударов, покрывающие различные области конструкции, должны быть соединены между собой для образования единой системы либо посредством проводов на крыше, либо через токоотводы, либо путем соединения элементов системы заземления для разных уровней или выступов крыши. Жилы молниеотводов могут быть скрыты под или внутри конструкции — на чердаках и в стенах, или в бетонных насыпях — потому что скорость молнии снижает возможность нагрева проводников до температуры искрового воспламенения строительных материалов, намного ниже опасного уровня.

Нисходящие или токоотводы — это элементы системы основных проводов, которые обычно переносят молнию с уровня крыши в систему заземления. Сюда может входить кабельный провод или сплошной стальной каркас , соответствующий требованиям , толщиной 3/16 дюйма или больше, или их комбинация. Арматурная сталь или арматура неприемлемы в качестве замены проводника кабеля, но каждый нисходящий вывод кабеля должен быть прикреплен к конструктивному каркасу вверху и внизу каждого вертикального участка.Все устройства защиты от удара должны иметь как минимум два пути к заземлению, чтобы разделить молнию по нескольким путям, поэтому в самом маленьком здании должно быть минимум два нисходящих вывода. Нисходящие линии для больших зданий могут быть рассчитаны со средними интервалами 100 футов для площади периметра здания, хотя системные компоненты для специальных элементов конструкции здания могут потребовать дополнительных токоотводов для удовлетворения требований множественных трасс. Важно рассчитать площадь защищаемого периметра, чтобы получить правильное распределение нисходящих водопроводов для коньковых крыш, которые включают в себя заделки от ударов только вдоль вершины.

Обеспечение множественных путей для тока молнии имеет большое преимущество, заключающееся в снижении общей энергии на любом проводнике. Это влияет не только на размер проводника, но и удерживает молнию на указанных нами путях, чтобы свести к минимуму боковую миграцию внутренних систем и уменьшить потенциальные проблемы внутренней индукции. Стандарты молниезащиты требуют минимального количества по периметру, но большее количество путей может быть очень полезным в обеспечении клетки защиты для оборудования и людей внутри.Тот факт, что конструкция из стального каркаса создает наибольшее количество квалифицированных вертикальных путей, соединенных горизонтально на многоуровневых структурах, делает его использование в качестве нисходящих проводов предпочтительным для обеспечения улучшенной защиты от проникновения побочного эффекта молнии. Несмотря на то, что кабельные жилы необходимы для нисходящих кабелей в бетонных конструкциях, необходимое соединение арматуры помогает создать аналогичную сеть защиты в проектах высотного строительства.

Заземление

Правильно выполненные заземляющие соединения необходимы для эффективного функционирования системы молниезащиты, так как они служат для распространения молнии в землю.Это не означает, что сопротивление заземляющего соединения должно быть низким, а скорее, что распределение металла в земле или на ее поверхности в крайних случаях должно быть таким, чтобы обеспечить рассеивание разряда молнии без причинения ущерба.

Низкое сопротивление желательно, но не обязательно, о чем могут свидетельствовать крайние случаи, с одной стороны, когда здание находится во влажной глинистой почве, а с другой стороны, здание стоит на голом камне. В первом случае, если грунт имеет нормальное удельное сопротивление, сопротивление надлежащего заземляющего электрода должно быть менее 50 Ом, и два таких соединения с землей на небольшом прямоугольном здании опытным путем были признаны достаточными.В этих благоприятных условиях просто обеспечить адекватные средства для рассеивания энергии вспышки без возможности серьезного повреждения. Во втором случае было бы невозможно выполнить хорошее заземление в обычном смысле этого слова, потому что большинство пород изолируют или, по крайней мере, обладают высоким удельным сопротивлением; следовательно, чтобы получить эффективную основу, необходимы более сложные средства. Наиболее эффективные системы состоят из разветвленной сети проводов , проложенной на поверхности скалы, окружающей здание, к которому подключены токоотводы.Сопротивление между таким устройством и землей может быть высоким, но в то же время распределение потенциала вокруг здания по существу такое же, как если бы оно покоилось на проводящей земле, и результирующий защитный эффект также по существу такой же. Система заземляющих электродов для защиты от молний служит для отвода молнии в любые существующие слои почвы и отвода ее от конструкции.

Сеть заземляющих электродов будет определяться в основном опытом и суждением лица, планирующего установку, с должным учетом минимальных требований Стандартов, которые предназначены для охвата обычных случаев, которые могут возникнуть, соблюдая Имейте в виду, что, как правило, чем шире доступный подземный металл, тем эффективнее система заземления. Схема заземления зависит от характера почвы: от одиночных заземляющих стержней, когда почва глубокая, до использования нескольких электродов, заземляющих пластин, радиальных проводов или подземных проводных сетей, когда почва неглубокая, сухая или с плохой проводимостью. Каждый нисходящий кабель должен заканчиваться соединением заземляющего электрода, предназначенным для системы молниезащиты. Электроды или электроды системы связи не должны использоваться вместо электродов заземления молнии. Конечный продукт должен включать соединение отдельных заземляющих электродов разных систем.

По возможности, заземляющие электроды должны быть подключены снаружи к фундаментной стене или достаточно далеко, чтобы избежать заглубленных опор, заглушек труб и т. Д. Заземляющие электроды следует устанавливать ниже линии замерзания, где это возможно. Материалы, используемые для заземляющих электродов, должны подходить к любому щелочному или кислотному составу почв для длительного срока службы.

Во время разряда молнии по системе проводников заземляющие электроды следует рассматривать как точки, через которые протекает сильный ток между системой защиты от удара молнии и землей вокруг конструкции.Следовательно, размещение с целью отвода потока тока от конструкции наиболее выгодным образом является важным. Это будет реализовано путем размещения заземляющих устройств на внешних оконечностях, таких как углы и внешние стены конструкции, и избегая, насколько это возможно, протекания тока под зданием. В некоторых случаях, особенно когда речь идет о пристройках к существующему зданию, может возникнуть необходимость разместить отводы и заземление внутри и под конструкцией.

Контур заземления , окружающий конструкцию, соединяющую все подводящие кабели на их основании и / или заземляющие электродные устройства, является лучшим способом уравнять потенциал для всей системы молниезащиты. Всегда можно иметь разные значения сопротивления заземляющих электродов даже на одной и той же конструкции.

Поскольку разделение молнии по нескольким путям начинается в точке завершения удара и проходит через систему проводников до земли, разные значения сопротивления электродов могут нарушить эту функцию.Контур заземления решает эту потенциальную проблему и обеспечивает разветвленную сеть проводов для улучшения системы заземления. Контур заземления требуется для каждой конструкции , превышающей 60 футов в высоту. Если соединительный контур не может быть установлен в земле, его можно разместить внутри конструкции для выполнения этого требования. Этот контур уровня земли также обеспечивает соединение с другими заземленными системами здания.

Все заземляющие средства в конструкции или на ней должны быть соединены между собой для обеспечения общего потенциала земли с использованием молниеотвода основного размера.Это включает в себя систему заземляющих электродов молниезащиты, заземления системы электрических, коммуникационных и антенн , а также металлические трубопроводы. Системы , входящие в конструкцию, такие как линии воды, газа и сжиженного нефтяного газа, металлические трубопроводы и т.д. сторона счетчика, чтобы избежать выхода из строя катодной защиты линий обслуживания. Если все эти системы подключены к непрерывной металлической системе водопровода, требуется только одно соединение между заземлением молниезащиты и водопроводом.Системное соединение может быть выполнено в нескольких точках возле входов в конструкции для систем, или может использоваться одно жесткое соединение на шине заземления. Приведение всех заземленных систем здания к одному и тому же потенциалу на определенном уровне — это первый шаг к защите внутренних компонентов и людей от молнии. Он начинает процесс склеивания против боковых ударов от компонентов системы к внутренним системам здания.

Выравнивание потенциалов (соединение)

Основные токоведущие компоненты системы молниезащиты были описаны в их самой ранней форме Бенджамином Франклином. Современные методы изготовления компонентов и конструкции, включающие систему в конструкции и внутри нее, изменили внешний вид системы, но философия, лежащая в основе прекращения удара, проведения и заземления, остается аналогичной — принять молнию и отправить ее на землю. Наиболее существенные изменения в конструкции системы молниезащиты происходят из-за адаптации того, как мы строим и оснащаем современное здание, или того, что мы можем назвать «фактором внутренней сантехники». Современное здание включает металлические трубопроводы, такие как водопровод, канализация и газовые системы, а также схемы для электрических и коммуникационных систем, которые обеспечивают внутренние пути для молнии, чтобы повредить компоненты и приблизить людей к опасности.

В начале удара молнии в систему может произойти немедленное повышение до 1 000 000 вольт на основных компонентах, переходящее в 0 вольт на землю. Любая другая независимо заземленная система здания в непосредственной близости к компонентам молниезащиты будет иметь напряжение 0 вольт, поэтому естественная тенденция состоит в том, что некоторые или все молнии покидают нашу токоведущую систему и вспыхивают на альтернативный путь заземления. Если расстояние между потенциальными путями достаточно мало, дуга или боковая вспышка могут возникать через воздух или строительные материалы, что создает опасность возгорания или взрыва.

Поскольку внутренние заземленные строительные системы пронизывают конструкцию, этот потенциал существует на уровне крыши, на стенах здания или внутри них и даже потенциально ниже уровня земли. Молния распространяется от заземляющих электродов системы около поверхности земли и может возвращаться по металлическим трубам или другим основаниям обратно в здание. Альтернативные пути от внутренней заземленной схемы не предназначены для пропускания тока молнии (опасность возгорания), а соединения в металлических трубах не предназначены для использования в качестве токопроводящих устройств, приводящих к тепловой деформации или ударам.Оборудование внутри сооружений, от раковины, подключенной как к водопроводной, так и к канализационной линиям, до персонального компьютера, подключенного как к электросети, так и к телефонным или антенным цепям, становится дополнительными точками для дугового разряда молнии между независимо заземленными системами , создавая значительные разрушения.

Полная система молниезащиты решает эту проблему посредством соединения или соединения металлических систем здания с системой молниезащиты для создания общего потенциала заземления .Когда заземленные системы соединены вместе, у молнии нет причин покинуть наш проектный путь прохождения тока, потому что не существует произвольной дуги по точкам. Требуется соединить каждую заземленную систему здания и систему непрерывных металлических трубопроводов с системой заземляющих электродов молниезащиты вблизи уровня земли. Низкопрофильные конструкции могут нуждаться во взаимном соединении систем только около уровня крыши, когда они находятся в непосредственной близости от компонентов системы молниезащиты.По мере того, как конструкции становятся выше, возникает потребность в соединении верхней части вертикального расширения каждой внутренней заземленной системы с системой крыши с молниезащитой. Наконец, в многоэтажном строительстве системы заземления здания соединяются между собой на уровне земли, на уровне крыши и на промежуточных уровнях, чтобы обеспечить достаточное выравнивание потенциалов между длинными проводниками во избежание возникновения дуги.

Внутренняя дуга между заземленными системами также зависит от того, сколько путей у нас есть от системы молниезащиты на крыше до системы заземления.Чем больше путей, тем больше мы разделяем молнию на сегменты с более низким напряжением, тем меньше вероятность возникновения дуги через любую среду и альтернативные системы. Включение стальной надстройки в систему молниезащиты обеспечивает колонны, балки и промежуточные соединения для максимального разделения молнии и, таким образом, минимизации разницы потенциальных проблем внутри. Стандарты требуют, чтобы кабельные нисходящие провода соединялись с арматурной сталью (арматурой) в литых колоннах вверху и внизу каждого участка, создавая аналогичный эффект, хотя эта механическая структурная система не считается подходящей для проведения тока молнии сама по себе.Арматурная сталь, заземленные внутренние системы и молниезащита также должны быть соединены между собой с интервалом в 200 футов по вертикали, чтобы обеспечить выравнивание потенциалов.

Соединение вместе заземленных систем обычно выполняется с помощью более мелких фитингов и кабелей или проводов , проложенных на крышах конструкций. Соединение для выравнивания потенциалов — это не то же самое, что обеспечение пропускной способности по току. Однако во многих случаях проще использовать полноразмерные компоненты системы, поскольку в конструкции они размещаются близко к желаемым точкам соединения.Когда мы склеиваем внутри конструкции или ниже уровня, более типичным является использование полноразмерных компонентов, в основном для большей механической прочности в соответствии с реалиями строительства.

Расширение системы молниезащиты за счет включения системы заземления соединение для любой конструкции является критическим элементом, основанным на индивидуальном проектировании здания для проживания и процессов, характерных для его предполагаемого использования.

Защита от перенапряжения

Системы молниезащиты спроектированы в первую очередь как системы противопожарной защиты — для предотвращения возгорания здания и потери людей и оборудования внутри. Внесение металлических элементов в конструкцию обеспечивает пути, по которым молнии будут следовать из внешней среды и создавать опасности внутри. Мы связываем или соединяем заземления и трубы с системой молниезащиты, чтобы частично избежать этой проблемы. Следующим шагом является обеспечение защиты цепей, связанных с электрическими линиями, линиями связи и / или данных, которые могут передавать молнию в конструкцию. Самые серьезные проблемы связаны с инженерными линиями , которые представляют собой разветвленные системы, установленные на столбах или заглубленные, которые могут передавать дополнительные непрямые удары в здание.Полная система молниезащиты в соответствии со стандартами включает устройства защиты от перенапряжения на каждом входе служебных проводов здания, независимо от того, являются ли они коммунальными или, возможно, монтируются в конструкции, как антенная система.

Устройства защиты от перенапряжения для входов в здания предназначены для «плавания» по линии, обнаружения проблем с перенапряжением и передачи избыточной энергии непосредственно на землю. УЗИП, предназначенные для грозовых перенапряжений, должны быстро реагировать на появление резко возрастающей формы волны и быть в состоянии поддерживать соединение с землей во время сильного перенапряжения, а затем возвращаться к своей роли мониторинга.Большинство устройств имеют два или более внутренних элемента для выполнения этой задачи и реагируют примерно на 150% от стандартного рабочего напряжения системы. Элементы SPD можно рассматривать как самопожертвованные и могут со временем сгореть, защищая от множества небольших скачков (например, стандартных коммутационных скачков при передаче энергии) или нескольких массивных скачков, таких как прямые молнии. Поэтому важно, чтобы SPD был доступен для просмотра или имел световые индикаторы или другие идентификаторы, чтобы знать, что ваша защита работает, как задумано.Поскольку служебные входы для различных систем работают при разном напряжении, компоненты SPD должны иметь индивидуальные размеры для каждой системы и, как правило, упаковываются индивидуально для выполнения определенных функций, но если службы входят в подсобное помещение для распределения по всему зданию в общей зоне, одно SPD может быть сконструированным так, чтобы выполнять несколько функций в одном корпусе. Поскольку добавление длины пути заземления служит только для замедления времени реакции компонентов SPD, устройство SPD следует подключать как можно напрямую к системе заземления всегда с минимальной длиной провода.

Правильно установленные устройства защиты от перенапряжения на всех входах на фидерах проводников цепи защищают массивный вход молнии в конструкцию, сохраняя проводку от возгорания и в целом защищая такие объекты, как большие двигатели, осветительные приборы и другое надежное оборудование. Это конкретное требование Стандартов — защищать здание от разрушения. Внутри каждой современной структуры у нас есть множество устройств, которые работают при низком напряжении, включая печатные платы, действительно не предназначенные для работы на уровне пропускания 150%, только для SPD.

Также возможны индукционные эффекты для внутренней проводки и оборудования даже с хорошо спроектированной системой молниезащиты. Ток мощного прямого удара молнии в конструкцию создает магнитное поле, исходящее от проводников, поэтому в любой ближайшей альтернативной цепи может возникать дополнительное напряжение за счет индукции. Хотя только в Стандартах по молниезащите и Национальном электротехническом кодексе защита от перенапряжения на внутреннем оборудовании рассматривается как дополнительная, это может быть критически важной потребностью в защите для владельца.Защита аудио / видео компонентов, систем связи, компьютерного оборудования и / или технологического оборудования может иметь большое значение для качества предприятия, непрерывности бизнеса без перерывов и физической защиты пользователей оборудования. УЗИП, установленные на вспомогательном оборудовании, должны обеспечивать защиту всех цепей, питающих устройство, чтобы обеспечить общую точку заземления. Поскольку системы утилизационного оборудования, как правило, специфичны для объекта, обычно требуется индивидуальная оценка для определения рентабельных решений.

Когда устройства защиты от перенапряжения посылают энергию в систему заземления, это мгновенное соединение всех систем электропроводки обеспечивает выравнивание потенциалов для этих металлических систем, точно так же, как соединение между компонентами системы молниезащиты и альтернативным заземлением системы здания обеспечивает общее соединение. Достижения в области технологий продолжают изменять среду структур, в которых мы живем, работаем и наслаждаемся развлечениями. Применение SPD вместе с токоведущими компонентами и соединением заземленных систем здания обеспечивает полный пакет для полной системы молниезащиты для защиты конструкции, людей и оборудования внутри.

Осмотр и обслуживание

Открытые компоненты для системы молниезащиты — это медь, алюминий или другой металл, предназначенный для проведения тока, обеспечения контактных соединений и сохранения работоспособности в открытой погодной среде. Как и в случае с любым другим строительным элементом, изготовленным из аналогичных материалов, окисление или коррозия компонентов не ожидается при нормальных условиях в течение продолжительного периода времени или обычного «срока службы» конструкции .Компоненты системы, скрытые внутри конструкции между крышей и перекрытием, защищены от атмосферных воздействий и неправильного обращения. Система заземляющих электродов может быть защищена от атмосферных воздействий погодных условий, но подвержена потенциальной деградации из-за состава почвы и влаги. Можно ожидать, что правильная первоначальная установка обеспечит защиту навсегда или, по крайней мере, в течение разумного срока службы конкретного здания.

Существуют дополнительные реалии строительства, использования нами зданий и даже неизвестные в местных условиях, которые требуют рассмотрения обслуживания для системы молниезащиты.Пассивную систему заземления, такую ​​как молниезащита, нелегко оценить неспециалистам — вы не можете щелкнуть выключателем или включить кран, чтобы проверить, находится ли он в рабочем состоянии.

Бывают случаи, когда изменения в структуре вызывают необходимость в обслуживании или расширении исходной системы. Замена кровли здания, внесение дополнений в конструкцию здания или добавление вентиляционных труб или антенн для новых внутренних процессов — очевидные области, требующие обзора и обработки. Не так очевидно, но, как сообщается, главной причиной для обязательного пересмотра систем является привычка рабочих из других профессий удалять и не переустанавливать компоненты системы, потому что они не понимают важности общей конструкции системы молниезащиты . Также возможно, что соседний технологический стек будет выделять вещество, уносимое ветром к компонентам вашей системы, которое разрушает материалы намного быстрее, чем ожидалось. Все эти элементы требуют периодических проверок и технического обслуживания, чтобы гарантировать работоспособность системы в условиях удара молнии, но, безусловно, это может быть проигнорировано с серьезными непредвиденными последствиями.

Программа осмотра и возможного технического обслуживания должна быть реализована для обеспечения постоянной эффективности системы на конструкции. Визуальный осмотр может выполняться ежегодно с использованием контрольного списка и скромного обучения вашего поставщика молниезащиты, чтобы учесть любой мелкий ремонт, такой как незакрепленная арматура, неправильное крепление, повреждение оголенных кабелей, замена снятого оборудования или повреждение устройств защиты от перенапряжения. Это может сделать обычный специалист по обслуживанию здания или даже владелец здания под руководством.Если специалист по молниезащите не привлекается для каждой ежегодной проверки, то с интервалом в пять лет будет важно проводить «испытательную» проверку с привлечением знающего человека — инспектора или установщика — для более тщательного обследования.

Полная испытательная проверка будет включать визуальные проверки вместе с проверкой целостности для проверки эффективности системы от крыши до уровня, и наземные испытания для проверки функции скрытых подземных электродов.Программа обеспечения качества, разработанная для обслуживания вашей системы молниезащиты, устранит неожиданности, которые могут привести к катастрофическим последствиям.

Реализация системы молниезащиты включает в себя искусство, науку, мастерство и технологическую интуицию. Это специализированная отрасль со своими собственными стандартами, разработанными специально для борьбы с великим случайным разрушителем природы. Как и в любом другом начинании, подготовка, обучение и сертификация лиц, участвующих в проектировании, установке и проверке полной системы молниезащиты, определяют высшее качество.Институт молниезащиты фокусирует наши усилия на обучении профессионалов, владельцев, пользователей и широкой общественности безопасной и эффективной молниезащите и предоставляет качественные ресурсы через наше членство для выполнения этой важной услуги для всей строительной отрасли.

Lightning Protection — обзор

OPGW имеет двойные функции, а именно: общие заземляющие провода (молниезащита) и оптическую связь, при этом стабильная и надежная оптическая связь имеет большее значение.Затем различные типы OPGW сравниваются с точки зрения материалов и структур на основе существующего опыта эксплуатации, с компромиссом между их механическими и электрическими свойствами, включая их ударопрочность, чтобы рекомендовать OPGW с хорошей структурой и характеристиками. Таким образом обеспечивается гарантия безопасной и надежной работы системы оптической связи линий передачи сверхвысокого напряжения.

1.

Структура OPGW

Анализ находящихся в эксплуатации OPGW показывает, что многожильные кабели со свободными многожильными трубками составляют абсолютное большинство, а количество оптических кабелей с центральной трубкой (плотно подогнанных) невелико.Среди каждого типа OPGW большая часть имеет смешанную многожильную структуру, а именно комбинация одинарных проволок из алюминиевого сплава и стали, плакированной алюминием, содержится в одном слое. Более 95% волоконно-оптических кабелей имеют диаметр 16 мм или менее.

OPGW всегда конструируются из плотно и свободно подогнанных трубок, которые в основном различаются технологиями обработки защитного слоя поверх самого внешнего слоя оптических волокон. Обе технологии возможны, но сильно различаются по доле рынка и опыту эксплуатации, а волоконно-оптические кабели, изготовленные из многожильных и неплотных труб, составляют более 90%.Рекомендуется использовать многожильный кабель, поскольку он имеет самое большое преимущество, заключающееся в том, что оптоволоконные кабели избыточной длины могут быть доступны разными способами, и такой кабель имеет богатый опыт эксплуатации.

2.

Устойчивость к ударам молнии

Обобщая существующий опыт эксплуатации, следует, что обрыв однопроводного кабеля является самой большой проблемой при эксплуатации волоконно-оптических кабелей. Большинство обрывов проводов вызвано ударами молнии (конечно, некоторые обрывы проводов связаны с усталостной вибрацией).По неполным статистическим данным, произошло около десятка таких аварий, некоторые из них были тяжелыми. Возьмем для примера линию B Чжаньцзян-Маомин, протяженность которой составляет 291 км, а уровень напряжения — 500 кВ. В общей сложности 25 обрывов проводов произошло менее чем за 3 года с момента его ввода в эксплуатацию, при этом количество обрывов проводов (однопроволочный из алюминиевого сплава диаметром 2,38 мм) варьируется от одного до четырех, и, как следствие, оптические кабели по всей длине пришлось заменить дважды.Другой пример — линия Тяньхуанпин – Пинъяо, протяженностью 45 км и напряжением 500 кВ. Десять проводов (однопроволочный из алюминиевого сплава диаметром 2,84 мм) были порваны из-за сильного удара молнии, что вынудило оператора заменить оптические кабели в пролете.

Анализ аварий показывает, что оборванные провода в основном представляют собой однопроволочные из алюминиевых сплавов, а стальные проволоки с алюминиевым покрытием редко ломаются. Есть два случая (неполная статистика), когда волоконно-оптические кабели подвергаются ударам молнии, что приводит к разрыву волокон.Пилотный и демонстрационный проект сверхвысокого напряжения переменного тока проходит через Шаньси, Хэнань и Хубэй. Аварии, в которых волокна и провода (однопроволочная из стали, плакированной алюминием и однопроволочная из алюминиевого сплава) были сломаны из-за ударов молнии, произошли в Шаньси и Хубэй.

Из эксплуатационных параметров оптических кабелей сопротивление постоянному току и нагревательная способность ( I ² t ) лучше всего характеризуют электрические характеристики волоконно-оптических кабелей. Нагревательная способность и стойкость к ударам молнии у OPGW не одно и то же, и характеристики молниезащиты различных типов однопроводных материалов, входящих в состав OPGW, также сильно различаются. Чрезмерное напряжение согласования диаметра оптических кабелей с диаметром заземляющих проводов приводит к слишком малому диаметру оптических кабелей и предъявляет чрезмерные требования к нагревательной способности оптических кабелей, что приводит к широкому использованию однопроводных проводов с высокой проводимостью (однопроволочные из алюминиевого сплава и высокие -проводимость однопроволочная сталь плакированная алюминием). Это основные причины неудовлетворительных характеристик молниезащиты волоконно-оптических кабелей.

Поэтому рекомендуется OPGW со стальной конструкцией, плакированной алюминием.

3.

Ток короткого замыкания и продолжительность короткого замыкания

При выборе волоконно-оптических кабелей ток короткого замыкания и продолжительность короткого замыкания (влияние тока) являются двумя важными базовыми данными для определения теплопроизводительности. волоконно-оптических кабелей. Ток короткого замыкания в основном состоит из составляющей нулевой последовательности, возникающей в системе в случае однофазного короткого замыкания.

No related posts.