Ошибки проектировщиков в молниезащите

2. При проектировании заземления

Задача:  Выполнить контур заземления линейно (в ряд). 

Ошибка: Заглублять вертикальные заземлители длиной по 6 метров с шагом 2 метра. Это сработает, но будет менее эффективно

Как правильно: Шаг заземлителя должен быть равен длине заземлителя.

Пример: Длина вертикального заземлителя 6 м, значит и расстояние между ними также 6 м.

2.2. Объединение рабочего заземления с заземлением молниезащиты на примере МРТ

Задача:  Выполнить заземление молниезащиты, заземление рабочее (ВРУ) и функциональное.

Ошибка: Делать контур молниезащиты и защитное заземление щитка отдельно, дабы избежать наводок. 

Как правильно:

ПУЭ-7 п.1.7.49-1.7.66 ЗАЗЕМЛЕНИЕ И ЗАЩИТНЫЕ МЕРЫ ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТИ. Общие требования.

«1.7.55..Для заземления в электроустановках разных назначений и напряжений, территориально сближенных, следует, как правило, применять одно общее заземляющее устройство…», «..Заземляющие устройства защитного заземления электроустановок зданий и сооружений и молниезащиты 2-й и 3-й категорий этих зданий и сооружений, как правило, должны быть общими.»

СО 153-34.21.122-2003 «..3.2.3. Заземлители. 3.2.3.1. Общие соображения. Во всех случаях, за исключением использования отдельно стоящего молниеотвода, заземлитель молниезащиты следует совместить с заземлителями электроустановок и средств связи. Если эти заземлители должны быть разделены по каким-либо технологическим соображениям, их следует объединить в общую систему с помощью системы уравнивания потенциалов..»

Но функциональное заземления чувствительного оборудования должно быть отдельным.

ПУЭ 7.2.60. Защитные меры безопасности Защитные меры безопасности

«..7.2.60. Электротехнические и звуковоспроизводящие кинотехнологические установки, а также оборудование связи и телевидения, требующие пониженного уровня шумов, должны подключаться, как правило, к самостоятельному заземляющему устройству, заземлители которого должны находиться на расстоянии не менее 20 м от других заземлителей, а заземляющие проводники должны быть изолированы от проводников защитного заземления электроустановок.

Сопротивление самостоятельного заземляющего устройства должно соответствовать требованиям предприятия — изготовителя аппаратуры или ведомственным нормам, но не должно превышать 4 Ом…»

3. Пренебрежение в размещении токоотводов относительно дверей и окон.

Задача:  Выполнить спуски с кровли по фасаду, открыто по стене. 

Ошибка: Зачастую токоотвод прокладывают «где получится», не обращая внимание на окна и входы/выходы.

Как правильно: 

СО 153-34.21.122-2003

3.2.2.4.Указания по размещению токоотводов. «..Реко¬мендуется размещать токоотводы на максимально возможных расстояниях от дверей и окон…»

РД 34.21.122-87 

«..2.12…Токоотводы, прокладываемые по наружным стенам зданий, следует располагать не ближе чем в 3м от входов или в местах, не доступных для прикосновения людей..»

4. Нарушение размера ячейки сетки.

Задача:  Выполнить молниеприемную сетку на кровле. 

Ошибка: неправильное определение категории молниезащиты, что влечет за собой нарушение размера ячейки сетки.  

Как правильно:  во-первых, необходимо определиться с категорией (уровнем) молниезащиты. Их как минимум 3 согласно РД 34.21.122-87  (или 4 по СО 153-34.21.122-2003).

В зависимости от выбранной категории (она выбирается исходя из пожаро- и взрывоопасности объекта) проектируется сетка (клетка) Фарадея.

СО 153-34.21.122-2003 

Уровень защиты I — шаг ячеек сетки должен быть не более 5х5 м.

Уровень защиты II — шаг ячеек сетки должен быть не более 10х10 м.

Уровень защиты III — шаг ячеек сетки должен быть не более 10х10 м.

Уровень защиты IV — шаг ячеек сетки должен быть не более 20х20 м.

РД 34.21.122-87  

Молниезащита I категории – сетка не применяется

Молниезащита II категории — шаг ячеек сетки должен быть не более 6х6 м.

Молниезащита III категории — шаг ячеек сетки должен быть не более 12х12 м.

Сопротивление заземления молниезщиты — нормативы, периодичность замеров

Принцип действия громоотвода — перехват молнии и перенаправление разряда в землю для нейтрализации. Но эффективность всей системы зависит от величины сопротивления заземления молниезащиты, то есть от способности грунта поглощать электрический ток. Параметр измеряется в Ом, должен стремиться к нулю, однако, структура почв не позволяет достичь идеального значения.

Нормы для сопротивления заземления молниезащиты

В Инструкции по устройству молниезащиты РД 34.21.122-87 регламентированы максимальные значения противодействия растеканию тока для различных категорий зданий и сооружений, с учетом удельного сопротивления грунта:

• I и II категория — 10 Ом;
• III категория — 20 Ом;
• Если электропроводность превышает 500 Ом*м — 40 Ом;
• Наружные установки — 50 Ом.

Сопротивление падает в 2-5 раз при увеличении силы тока молнии.

Качество заземления молниезащиты

Ключевой параметр — сопротивление заземления — зависит от конфигурации заземлителя и удельного сопротивления почвы. Для вычисления значения существует специальная формула. Но для готовых заземлителей задача значительно упрощается: производитель предоставляет заранее подсчитанный коэффициент, который достаточно умножить на удельное сопротивление грунта, чтобы получить искомое значение.

Удельное сопротивление для различных грунтов

Значение прежде всего зависит от влажности и состава почвы, плотности прилегания пластов, наличия кислот, солей и щелочей. Вычисляется путем проведения геологических изысканий. Это комплекс сложных мероприятий, поэтому при расчетах принято использовать справочные величины:

• Песчаный грунт, увлажненный поземными водами — 10-60 Ом*м;
• Песок сухой — 1500-4200 Ом*м;
• Бетон — 40-1000 Ом*м;
• Чернозем — 60 Ом*м;
• Глина — 20-60 Ом*м;
• Илистая почва — 30 Ом*м;
• Садовая земля — 40 Ом*м;
• Супесь — 150 Ом*м;
• Суглинок полутвердый — 100 Ом*м;
• Солончак — 20 Ом*м.

На практике сопротивление молниезащиты всегда будет ниже расчетного значения: при погружении электрода в землю значительно снижается удельное сопротивление из-за уплотнения и увлажнения почвы грунтовыми водами.

Требования к заземлителю

Согласно РД 34.21.122-87 для заземления необходимо не менее трех электродов вертикального типа. Расстояние между ними — как минимум в два раза больше, чем глубина погружения. Кроме того, СО 153-34.21.122-2003 требует, чтобы расстояние от стен здания до электродов было не менее 1 метра.

Уменьшение сопротивления заземления

Поскольку удельное сопротивление почвы — величина относительно постоянная, для увеличения электропроводности необходимо изменять конфигурацию заземлителя: увеличивать площадь соприкосновения электродов с грунтом. Можно удлинить проводник или создать контур заземления: несколько отдельно стоящих электродов соединяются в единую сеть. В расчет берется сумма площадей.

Современные заземлители — эффективны и просты в установке. Электроды заглубляются до 30 метров. Благодаря этому удается значительно уменьшить общую площадь, компактно разместить заземлитель молниезащиты в условиях ограниченного пространства. Для монтажа не нужны специальные инструменты, штыри стыкуются между собой муфтой с резьбовым соединением. Медное покрытие электродов обеспечивает защиту от коррозии, увеличивая срок службы до 100 лет!

Измерение сопротивления заземления и периодичность проверок

Производятся с помощью специальных приборов (измерительных комплексов) по заданной схеме измерений в нескольким точках смонтированного контура молниезащиты. Данные показаний заносятся в специальную форму — протокол проверки сопротивлений заземлителей и  заземляющих устройств.

Замеры производят всегда по окончании монтажа системы молниезащиты и заземления, а также после выполнения ремонтных работ как на устройствах молниезащиты, так и на самих защищаемых объектах и вблизи них. Полученные данные заносят в акты (протоколы проверок), паспорта заземляющих устройств и журналы учета.

Примеры протоколов и паспортов можно посмотреть по этой ссылке.

Кроме внеочередных мероприятий существует регламент проведения измерения значений сопротивления, которые осуществляют для разных категорий зданий и сооружений с следующей периодичностью: для категории I II — 1 раз в год перед сезоном гроз, для III категории — не реже 1 раза в 3 года, для взрывоопасных объектов и производств — не реже 1 раза в год.

Важно использовать при этом приборы, поверенные должным образом, а также правильно выбрать точки измерений. Вот почему необходимо обращаться при этом в специализированные организации, которые имеют в своем распоряжении квалифицированный персонал и необходимые приборы, а также могут гарантировать вам качество работ на определенное время.

Компания «МЗК-Электро» предлагает квалифицированный монтаж заземления. Опытные специалисты проведут необходимые расчеты, подберут оптимальное по стоимости и эффективности решение для конкретного объекта. В работе используем сертифицированное оборудование от ведущих производителей. Доверьте проектирование громоотвода профессионалам — вы гарантированно получите надежную молниезащиту!

Контур молниезащиты

Контур молниезащиты — это комплексная система защиты объекта от прямых ударов молнии: молниеприемник, токоотвод, заземление. Классическая схема, предложенная Бенджамином Франклином еще в далеком 1752 году, лежит в основе всех современных систем молниезащиты. Проверенная технология в сочетании с новейшим оборудованием, профессиональным проектированием и монтажом дают практически стопроцентную защиту от поражения молнии!

Контур молниезащиты зданий и сооружений

Молниеприемники

Различают 3 вида молниеприемников:

• Стержневый молниеприемник. Металлические стержни устанавливаются на крыше или в самых высоких точках. Для увеличения высоты конструкции используются специальные металлические мачты. Для крупных объектов рекомендуется устраивать несколько отдельно стоящих стержней по периметру с автономными токоотводами.
• Тросовый молниеприемник. Молния ударяет в трос, натянутый между опорами. Технология уместна для протяженных объектов. Типичный пример — линии электропередач, которые защищают именно тросовыми громоотводами.
• Молниеприемная сетка. Система используется преимущественно на плоских кровлях: по всей площади устраивается металлическая сетка с шагом до 5х5 м. Стоит отметить, что сетка не защищает выступающие объекты, например, антенны или дымоходы. Именно поэтому в схему молниезащиты также включают стержни, включая их в общую цепь.

Помимо классических решений, используются активные молниеприемники. Устройства ионизируют воздух, провоцируют удар молнии. Благодаря этому допускается уменьшение количества молниеотводов и общей высоты контура молниезащиты.

Токоотводы

Алюминиевый или стальной проводник, основная задача которого — передать ток от молниеприемника к заземлителю. Как правило, на зданиях устраиваются внешние токоотводы, но в некоторых случаях, согласно инструкции РД, допускается использование строительных конструкций, например, арматуры в железобетонных блоках. Однако это недопустимо, при наличии высокочувствительной электроники: создаваемое электромагнитное поле при прохождении разряда может вывести из строя оборудование.

Для токоотвода используется проводник сечением 6 мм, все соединения — сварные. В местах, где возможен контакт с человеком, трос необходимо изолировать. Кроме того, должен быть прямой доступ к токоотводу для регулярных осмотров.

Заземление

Итак, молниеприемник принял разряд и передал его по токоотводу к заземлителю или контуру заземления — несколько вертикальных электродов, установленных в грунте и соединенных между собой горизонтальным проводником. Единственная цель заземляющего устройства — рассеять полученный ток в земле. Для экономии пространства контур обычно формируется по периметру объекта, но не ближе 1 м к фундаменту. Инструкция РД требует наличие не менее 3 электродов в контуре, однако, современные технологии предлагают наиболее эффективное решение: монтаж составного глубинного электрода. Благодаря погружению на глубину до 30 метров для достижения необходимого порога сопротивления достаточно установки одного заземлителя.

Расчет контура молниезащиты

Правильно рассчитать и спроектировать молниезащиту — ключевые задачи для обеспечения безопасности здания от прямых попаданий молнии. Для сложных объектов, а также систем, превышающих 150 м в высоту, расчет выполняется с помощью специальных компьютерных программ. Для всех прочих зданий и сооружений в инструкции СО 153-34.21.122-2003 приведены стандартные формулы для расчетов.

Зона защиты для контура со стержневыми молниеприемниками — это конус, в котором наивысшая точка совпадает с вершиной молниеприемника. Подзащитный объект должен полностью умещаться в защитный конус. Таким образом, зона защиты может быть увеличена при подъеме молниеприемника или установке дополнительных стержней.

По схожему принципу рассчитывается и контур тросовой молниезащиты. В этом случае получается защитная трапеция, высота которой — расстояние между тросом и землей.

Сопротивление контура заземления

Сопротивление заземления измеряется в Ом, и в идеальном случае должно равняться 0. Однако на практике значение недостижимо, поэтому для молниезащиты установлен максимальный порог — не более 10 Ом. Однако величина зависит от удельного сопротивления почвы, поэтому для песчаных грунтов, где этот параметр достигает 500 Ом/м, сопротивление увеличивается до 40 Ом.

Объединение контура заземления и молниезащиты

В соответствии с пунктом 1.7.55 ПУЭ для оборудования и молниезащиты зданий II и III категории в большинстве случаев устраивается общий контур заземления. Однако следует различать виды заземления:

• Защитное — для электробезопасности оборудования.
• Функциональное — необходимое условие для корректной работы спецоборудования.

Запрещено совмещать функциональное заземление с защитным или заземлителем молниеприемника: есть риск заноса высоких потенциалов и выхода из строя чувствительного оборудования.

При этом можно объединять заземление для молниеприемника и защиты электрооборудования или устраивать отдельно, но соединять между собой через специальный зажим для уравнивания потенциалов.

Проектирование молниезащиты — задача ответственная и сложная. Доверьте профессионалам защиту вашего дома или офиса, обращайтесь к опытным специалистам нашей компании! Получить консультации можно на сайте или по телефону.

Объединение заземления для молниезащиты с заземлением для электрических установок

Необходимость электрически соединять контур заземления молниезащиты, установленной непосредственно на здании, с контуром заземления для электрических установок, прописана в действующих нормативных документах (ПУЭ). Цитируем дословно: «Заземляющие устройства защитного заземления электроустановок зданий и сооружений и молниезащиты 2-й и 3-й категорий этих зданий и сооружений, как правило, должны быть общими». Как раз 2-я и 3-я категории являются наиболее распространёнными, в 1-ю категорию входят взрывоопасные объекты к молниезащите которых предъявляются повышенные требования. Тем не менее, наличие оборота «как правило» подразумевает возможность наличия исключений.

Современные офисные, а теперь и жилые здания содержат множество инженерных систем жизнеобеспечения. Сложно представить отсутствие систем вентиляции, пожаротушения, видеонаблюдения, контроля доступа и т.д. Естественно, у проектировщиков таких систем есть опасения, что в результате действия молнии “нежная” электроника выйдет из строя. При этом некоторые сомнения у специалистов-практиков вызывает целесообразность соединения контуров двух видов заземлений и возникает желание «в рамках закона» запроектировать электрически не связанные заземления. Возможен ли такой подход и повысит ли он на самом деле безопасность эксплуатации электронных устройств?

Зачем нужно объединение контуров заземления?

При попадании молнии в молниеотвод в последнем возникает короткий электрический импульс напряжением до сотен киловольт. При столь высоком напряжении может произойти пробой промежутка между молниеотводом и металлическими конструкциями дома, в том числе и электрическими кабелями. Последствием этого станет возникновение неконтролируемых токов, которые могут привести к пожару, выходу электроники из строя и даже разрушению элементов инфраструктуры (например, пластиковых водопроводных труб). Опытные электрики говорят: «Дайте молнии дорогу, иначе она найдёт её сама». Вот почему электрическое объединение заземлений обязательно.

По этой же причине ПУЭ рекомендует электрически объединять не только заземления, находящиеся в одном здании, но и заземления территориально сближенных объектов. Под данным понятием подразумеваются объекты, заземления которых настолько сближены, что между ними нет зоны нулевого потенциала. Объединение нескольких заземлений в одно осуществляется, согласно нормам ПУЭ-7, п. 1.7.55, путём соединения заземлителей электрическими проводниками в количестве не менее двух штук. Причем проводники могут быть как естественными (например, металлические элементы конструкции здания), так и искусственными (провода, жёсткие шины и т.п.).

Одно общее или отдельные заземляющие устройства?

К заземлителям для электрических установок и молниезащиты предъявляются разные требования, и это обстоятельство может стать источником некоторых проблем. Заземлитель для молниезащиты должен отвести в землю за короткое время большой электрический заряд. При этом согласно «Инструкции по молниезащите РД 34.21.122-87» нормируется конструктив заземлителя. Для молниеотвода, согласно этой инструкции, требуется не менее двух вертикальных, или лучевых горизонтальных, заземлителей, за исключением 1 категории молниезащиты, когда таких штырей нужно три. Вот почему наиболее распространённый вариант  заземления для молниеотвода — два или три штыря длиной около 3 м каждый, соединённых металлической полосой, заглублённой не менее чем на 50 см в землю. При использовании деталей производства ZANDZ такой заземлитель получается долговечным и простым в монтаже.

Совсем другое дело — заземление для электрических установок. В обычном случае оно не должно превышать 30 Ом, а для ряда применений, описанных в ведомственных инструкциях, например, для аппаратуры сотовой связи — 4 Ом или ещё меньше. Такие заземлители представляют собой штыри длиной более 10 м или даже металлические пластины, помещённые на большую глубину (до 40 м), где даже зимой нет промерзания грунта. Создать такой молниеотвод с заглублением двух и более элементов на десятки метров слишком затратно.

Если параметры грунта и предъявляемые к сопротивлению требования позволяют выполнить единое заземление в здании для молниеотвода и заземления электрических установок, нет никаких препятствий его сделать. В остальных случаях делают различные контуры заземления для молниеотвода и электрических установок, но обязательно соединяют их электрически, желательно, в земле. Исключением является использование некоторого специального оборудования особенно чувствительного к помехам. Например, звукозаписывающая аппаратура. Такое оборудование требует отдельного, так называемого, технологического заземляющего устройства, что прямым образом указывается в инструкциях. В таком случае выполняется отдельное заземляющее устройство, которое соединяется с системой уравнивания потенциалов здания через главную заземляющую шину. А, если такое соединение не предусматривается руководством по эксплуатации аппаратуры, то применяются специальные меры по исключению одновременного прикосновения людей к указанной аппаратуре и металлическим частям здания.

Электрическое соединение заземлений

Схема с несколькими заземлениями, соединёнными электрически, обеспечивает выполнение разных, подчас противоречивых, требований к заземляющим устройствам. Согласно ПУЭ, заземления, как и многие другие металлические элементы здания, а также аппаратуры, установленной в нем, должны быть соединены системой уравнивания потенциалов. Под уравниванием потенциалов подразумевается электрическое соединение проводящих частей для достижения равенства потенциалов. Различают основную и дополнительную системы уравнивания потенциалов. Заземления подключаются к основной системе уравнивания потенциалов, то есть соединяются между собой через главную заземляющую шину. Провода, соединяющие заземления с этой шиной, должны подключаться по радиальному принципу, то есть одно ответвление от указанной шины идет только к одному заземлению.

Для того, чтобы обеспечивалась безопасная работа всей системы, очень важно использовать максимально надежное соединение между заземлениями и главной заземляющей шиной, которое не разрушится под действием молнии. Для этого нужно соблюдать нормы ПУЭ и ГОСТ Р 50571.5.54-2013 “Электроустановки низковольтные. Часть 5-54. Заземляющие устройства, защитные проводники и защитные проводники уравнивания потенциалов” относительно сечения проводов системы уравнивания потенциалов и их соединения между собой.

Тем не менее, даже очень качественная система уравнивания потенциалов не может гарантировать отсутствие всплесков напряжения в сети при ударе молнии в здание. Поэтому, наряду с грамотно спроектированными контурами заземлений, от проблем спасут устройства защиты от импульсных помех (УЗИП). Такая защита является многоступенчатой и носит селективный характер. То есть на объект должен быть установлен комплект УЗИП, подборка элементов которого — непростая задача даже для опытного специалиста. К счастью, выпускаются готовые комплекты УЗИП для типовых случаев применения. 

Выводы

Рекомендация ПУЭ об электрическом соединении всех контуров заземлений в здании является обоснованной и при правильной реализации не только не создает опасность для сложной электронной аппаратуры, а, наоборот, защищает её. В том случае, если аппаратура чувствительна к помехам от молний и требует собственного отдельного заземлителя, можно установить отдельное технологическое заземление в соответствии с прилагаемому к аппаратуре руководству. Система уравнивания потенциалов, объединяющая разрозненные контура заземлений, должна обеспечить надёжное электрическое соединение и во многом определяет общий уровень электробезопасности на объекте, поэтому ей должно быть уделено особое внимание.

Смотрите также:

Руководство по молниезащите | EEP

Система молниезащиты

Функция системы молниезащиты заключается в защите конструкций от пожара или механического разрушения, а людей в зданиях от травм или даже смерти.

Руководство по молниезащите 2015 от DEHN + SÖHNE

Система молниезащиты состоит из внешней и внутренней молниезащиты (представлена ​​на рисунке 1).
Функции внешней молниезащиты:

1. Для перехвата прямых ударов молнии через молниеприемник
2. Для безопасного отвода тока молнии к земле через токоотвод
3. для распределения тока молнии в земле через систему заземления

Рисунок 1 — Компоненты системы молниезащиты

Функция внутренней системы молниезащиты — предотвратить опасное искрение внутри конструкции.

Это достигается установкой уравнивания потенциалов или поддержанием разделительного расстояния между компонентами системы молниезащиты и другими электропроводящими элементами внутри конструкции.

Уравнивание потенциалов молнии уменьшает разность потенциалов, вызванную токами молнии. Это достигается путем прямого соединения всех изолированных проводящих частей установки с помощью проводов или устройств защиты от перенапряжения (SPD) (Рисунок 2).

Рисунок 2 — Система молниезащиты (LPS)

Четыре класса LPS I, II, III и IV определены с использованием набора строительных правил, включая требования к размерам, которые основаны на соответствующем уровне молниезащиты. Каждый набор содержит требования, зависящие от класса (например, радиус катящейся сферы, размер ячейки) и не зависящие от класса (например, поперечные сечения, материалы).

Чтобы обеспечить постоянную доступность сложных информационных систем даже в случае прямого удара молнии, требуются дополнительных мер, которые дополняют меры молниезащиты для защиты электронных систем от скачков напряжения.

Эти комплексные меры описаны в главе 7 (концепция зоны молниезащиты).

Руководство по молниезащите 2015 от DEHN + SÖHNE ,

Услуги и консультации по молниезащите

Молниезащита

Все мы знаем, что молния опасна, поэтому имеет смысл только разобраться в различных способах защиты.

Когда вы на улице:
• Держитесь подальше от бетонных стен и полов. Металлические провода и прутья внутри них — хорошие проводники электричества.
• Деревья тоже небезопасны. Влага внутри него или между корой и древесиной — легкий доступный путь, по которому удар молнии может заземиться.
• Не прислоняйтесь к транспортным средствам. Хотя вы можете укрыться внутри автомобиля; просто закатите окна и не касайтесь металлической рамы или руля.
• Держитесь подальше от береговой линии, железнодорожных путей, металлических ограждений, флагштоков или столбов.

УСЛУГИ ПО ЗАЩИТЕ ОТ МОЛНИИ

Что лучше всего делать?
Лучшее, что можно сделать, если вас застали на улице во время грозы, — это присесть на корточки на подушечках ног, стараясь как можно меньше соприкасаться с землей.Прежде чем двигаться, дождитесь, пока пройдет гроза.
Однако всегда лучше следить за предупреждающими знаками и принимать соответствующие меры, чем попасть в шторм. Прежде чем выходить на улицу, посмотрите на зловещее темнеющее небо, потрескивающий звук AM-радио или узнайте прогноз погоды.

УСЛУГИ МОЛНИИ

Когда вы находитесь внутри:
Самым безопасным местом во время грозы является помещение. Большинство домов и зданий теперь защищены громоотводами, которые безопасно направляют ток на землю.Еще для обеспечения максимальной молниезащиты:

• Избегайте использования любых электроприборов или устройств
• Не принимайте ванну и держитесь подальше от любых водоемов
• Электропроводка также опасна
• Держите все окна и двери закрытыми

УСЛУГИ ЗАЩИТЫ ОТ МОЛНИИ

Однако эти стержни не обеспечивают максимальной молниезащиты. Теперь, с развитием технологий, новый «предохранительный» стержень молнии может полностью предотвратить «удары» облаков.

Эта технология — система решетки рассеивания (DAS) снижает электрические поля во время шторма, предотвращая попадание молнии в защищенную зону.Этот проверенный с 1971 года метод сейчас используется для защиты жилых, коммерческих и промышленных объектов. Запатентованный LEC, он поставляется с гарантией «No-Strike».

УСЛУГИ ПО ЗАЩИТЕ ОТ МОЛНИИ

Собираем все вместе:
• Когда укрытия нет, спускайтесь на землю, не лежа ровно
• Избегайте водоемов, таких как бассейн и озеро
• Закрывайте двери, окна и электронику в помещении
• Находясь в автомобиле, закатайте окна и не касайтесь металлической рамы
И последнее, но не менее важное: установите систему молниезащиты с технологией DAS и обезопасьте свой дом и душевное спокойствие.

,

Теория молниезащиты | SCHIRTEC Lightning Protection

• Дом
• Продукты
  • E.Фондовая биржа Громоотводы
    • S-AM
    • S-AS
    • S-A
    • S-DA
    • S-DAS
  • Принадлежности
    • Счетчик ударов молний SLSC-10
    • Счетчик ударов молний SLSC-20
    • Солнечный тестер SRC-1T
    • Тестер СА-1Т
    • Экзотермическая сварка
    • Светодиодный маяк SLB
    • Шарнирный адаптер
    • Зажим
    • Другие изделия SCHIRTEC
  • Устройства защиты от перенапряжения
    • SPD Класс 1
    • SPD Класс 1 + 2
    • SPD Класс 2
    • SPD Класс 3
    • SPD для систем ITC
    • Газоразрядная трубка
  • Техническая информация
    • Теория защитного радиуса
    • E.Теория S.E
    • Теория защиты от перенапряжения
    • Теория молниезащиты
    • Анимация
    • Схема установки
    • Калькулятор уровня защиты
• Дистрибьюторы
• Загрузить
• Список литературы
  • Выставки
• Связаться

• Дом
• Продукты
  • E.Фондовая биржа Громоотводы
    • S-AM
    • S-AS
    • S-A
    • S-DA
    • S-DAS
  • Принадлежности
    • Счетчик ударов молний SLSC-10
    • Счетчик ударов молнии SLSC-20
    • Солнечный тестер SRC-1T
    • Тестер СА-1Т
    • Экзотермическая сварка
    • Светодиодный маяк SLB
    • Шарнирный адаптер
    • Зажим
    • Другие изделия SCHIRTEC
  • Устройства защиты от перенапряжения
    • SPD Класс 1
    • SPD Класс 1 + 2
    • SPD, класс 2
    • SPD, класс 3
    • SPD для систем ITC
    • Газоразрядная трубка
  • Техническая информация
    • Теория радиуса защиты

.

5 важнейших аспектов внешней защиты от воздействия молнии

Анализ грозового риска

Анализ риска молнии принимает во внимание множество факторов. Эта статья прольет свет на один из факторов — защиту конструкций и пять ее наиболее важных аспектов: молниеотводы, электрогеометрическую модель, площади поверхности захвата, токоотводы и, конечно же, систему заземления.

5 важнейших аспектов внешней защиты от воздействия молнии

Защита установок и электрического или электронного оборудования здесь не рассматривается, только наиболее важные аспекты внешней защиты конструкций:

В комплекте:

1. Системы защиты (молниеотводы)
   1. Громоотводы одностержневые (стержни Франклина)
   2. Громоотводы с искровым устройством
   3. Громоотводы с сетчатым каркасом
   4. Молниеотводы с заземляющими проводами
2. Электрогеометрическая модель
3. Площадь захвата
4. Токоотводы
5. Система заземления

1.Системы защиты (молниеотводы)

Они предназначены для защиты конструкций от прямых ударов молнии. Улавливая молнию и проводя разрядный ток на землю, они избегают
повреждений, связанных с самим ударом молнии и циркуляцией связанного с ним тока.

Громоотводы делятся на четыре категории:

Громоотводы одностержневые (стержни Франклина)

Вернуться к содержанию ↑

1.1. Одностержневые молниеотводы (стержни Франклина)

Они состоят из одного или нескольких наконечников, в зависимости от размера конструкции и токоотводов.

Они подключаются либо непосредственно к заземляющему электроду установки (фундаменту), либо, в зависимости от типа защиты и национальных методов работы, к специальному заземляющему электроду (заземляющий электрод молниеотвода), который сам соединяется с землей монтаж.

Рисунок 2 — Штанга Франклина

Вернуться к содержанию ↑

1.2. Громоотводы с искровым устройством

Это развитие одинарного стержня. Они оснащены искровым устройством, которое создает электрическое поле на наконечнике, помогая ловить молнию и повышая их эффективность.

На одной конструкции можно установить несколько молниеотводов. Они должны быть соединены между собой, как и их заземляющие электроды.

Рисунок 3 — Громоотводы с искровым устройством

Для зданий высотой более 60 м, которые защищены одностержневыми молниеотводами или молниеотводами с искровыми устройствами, система защиты дополняется металлическим кольцом наверху, чтобы избежать риска боковых ударов молнии .

Рисунок 4 — Другой молниеотвод с искровым устройством наверху

Вернуться к содержанию ↑

1,3. Громоотводы с сетчатым каркасом

Ячеистая клетка состоит из сети проводников, расположенных вокруг здания снаружи так, что весь его объем ограничен . Улавливающие стержни (от 0,3 до 0,5 м высотой) добавляются к этой сети через равные промежутки времени в точках выступа (крыши, водостоки и т. Д.).

Все проводники соединены с системой заземления (фундаментом) посредством токоотводов .

Рисунок 5 — Молниеотводы с сетчатым каркасом завершают сетчатую систему для защиты зданий от излучаемых электромагнитных полей, к которым они должны быть подключены

Вернуться к содержанию ↑

1,4. Громоотводы с заземляющими проводами

Эта система используется над некоторыми зданиями, открытыми складскими площадками, электрическими линиями (воздушным проводом заземления) и т. Д. К ним применяется электрогеометрическая модель сферы.

Рисунок 6 — Передающая башня с заземляющим проводом

Поскольку установка молниеотводов значительно увеличивает риск перенапряжений, необходимо также использовать устройства защиты от перенапряжений.В соответствии со стандартом IEC 60364, устройство защиты от перенапряжения класса I (мин. 12,5 кА — форма волны 10/350) требуется в исходной точке установки.

При необходимости это значение может быть определено с помощью анализа риска (IEC 62305 или аналогичный).

Вернуться к содержанию ↑

2. Электрогеометрическая модель

.

Выбор и размещение устройств захвата молнии требует особого изучения каждого объекта, цель которого состоит в том, чтобы убедиться, что освещение предпочтительно «падает» в одну из заранее определенных точек (молниеотводы), а не в какую-либо другую часть здания.

Существуют различные методы для этого, в зависимости от типа устройства захвата (молниеотвод) и национальных методов работы (см. IEC 62305).

Один из них, называемый методом «электрогеометрической модели» (или моделью воображаемой сферы) , определяет сферический объем, который теоретически защищен молниеотводом, в соответствии с интенсивностью разрядного тока первой дуги.

Рисунок 7 — Общий принцип электрогеометрической модели

Чем выше этот ток, тем выше вероятность захвата и тем шире защищаемая зона.

Считается, что вершина линии выноски (или предшествующей) представляет центр воображаемой сферы с радиусом D . Эта сфера следует случайному пути следа выноски.

Первый элемент, который войдет в контакт с этой сферой, определит точку, в которой молния поразит : дерево, крышу, землю или молниеотвод, если он есть. За пределами точек касания этой сферы молниеотвод больше не обеспечивает защиту.

Теоретический радиус (D) сферы определяется соотношением: D = 10 × I ^2/3 , где D — в метрах, а I — в кА.

Таблица 1 — Теоретический радиус (D) сферы и значения тока молнии

D (м)	15	29	46	96	135	215
I (кА)	2	5	10	30	50	100

Для оптимальной защиты с учетом наиболее низких значений тока молнии (уровень защиты I), 20 м (I = 2.8 кА) необходимо учитывать сферу.

Уровни защиты (IEC 62305)

Модель должна быть адаптирована в соответствии с типом защитного устройства (одностержневой молниеотвод, сетчатый каркас, заземляющие провода) и конструкцией, которую необходимо защитить.

Стандарт IEC 62305 определяет объемы защиты в соответствии с четырьмя уровнями защиты на основе вероятности захвата:

Таблица 2 — Объемы защиты по четырем уровням защиты

уровень	I	II	II	IV
Вероятность поимки (%)	99	97	91	84
Мин.ток захвата (кА)	3	5	10	16
Макс. расстояние пробоя (м)	20	30	45	60

Вернуться к содержанию ↑

3. Площадь захвата

Если защищаемый объект состоит из нескольких зданий или выходит за пределы зоны действия одного улавливающего устройства (молниеотвода), должен быть составлен план защиты для данной зоны, сопоставляя различные теоретические площади поверхности захвата.

Всегда сложно достичь полного покрытия участка , когда он состоит из структур разной высоты.

Наложение плана защиты на план территории позволяет увидеть незащищенные участки, , но, прежде всего, это должно способствовать более глубокому рассмотрению с учетом :

1. Вероятность удара молнии путем определения основных точек поражения (башни, дымоходы, антенны, фонарные столбы, мачты и т. Д.))
2. Чувствительность оборудования, размещенного в зданиях (коммуникационное и компьютерное оборудование, ПЛК и т. Д.)
3. Потенциальный риск, связанный с бизнесом или типами хранимых материалов (пожар, взрыв и т. Д.)

Следует также помнить, что многочисленные связи между зданиями (компьютерные сети, удаленный мониторинг, связь, сигнализация и питание) могут создавать помехи в результате воздействия электромагнитного поля молнии или градиента напряжения, генерируемого в земля.

Эти ссылки можно защитить двумя способами:

СПОСОБ №1 — Экранирование или использование клеток Фарадея, которые будут, помимо защиты от этих полей, в первую очередь поддерживать эквипотенциальность линии (соседний заземляющий провод, скручивание, экран проводника и т. Д.)

WAY # 2 — Гальваническая развязка, которая разделяет здания электрически (оптопары, оптоволокно, разделительные трансформаторы и т. Д.).

План защиты должен учитывать здания и сооружения , которые должны быть защищены от прямых ударов молнии , но он также должен учитывать элементы или незастроенные участки, для которых удары молнии могут вызывать разрушительные эффекты.

Рисунок 8 — Пример плана защиты

На этом (воображаемом) участке мы видим, что чувствительные области: производство, хранение, обработка и т. Д. были эффективно защищены молниеотводами или сетчатой ​​клеткой, но что две области не защищены, как они считаются быть с низким уровнем риска: приемная и автостоянка.

Дальнейшее рассмотрение показывает, что фонарные столбы, освещающие автостоянку, могут быть поражены молнией и передавать удар молнии на установку, и что зона приема, в которой находится телефонный коммутатор и антенна оповещения (звуковой сигнал), представляет собой уязвимую зону. и чувствительный.

Насосная станция теоретически защищена силосными молниеотводами, которые намного выше. Ситуация, которая, однако, не должна позволить нам забыть, что в этом случае возможен боковой удар молнии.

Вернуться к содержанию ↑

4. Токоотводы

Они обеспечивают связь между самим молниеотводом (стержнем, клеткой, проводом) и заземляющим электродом. Они подвергаются воздействию сильных токов и поэтому должны иметь соответствующее поперечное сечение (мин.50 мм ² медь), плоский (высокочастотный ток), прочно закрепленный и по кратчайшему пути.

Они не должны иметь возвышений или острых углов. Проводники могут быть оснащены счетчиками ударов молнии.

Рекомендуется увеличить количество токоотводов , чтобы уменьшить токи в каждом из них и связанные с ними тепловые, электродинамические и индуктивные эффекты. Токоотводы должны заканчиваться ячеистой эквипотенциальной цепью заземления.

Последствия при установке эффектов, вызванных циркуляцией тока молнии в токоотводах, можно минимизировать с помощью:

• Увеличение количества токоотводов для разделения тока и ограничения вызываемых эффектов.
• Обеспечение того, чтобы токоотводы были соединены с системами заземления на всех этажах здания.
• Создание систем уравнивания потенциалов, включающих в себя все проводящие элементы, в том числе недоступные:
  • трубки жидкости,
  • цепей защиты,
  • арматура в бетоне,
  • металлические рамы и др.
• Избегайте размещения токоотводов вблизи чувствительных зон или оборудования (компьютеров, телекоммуникаций и т. Д.)).

Рисунок 9 — Подключение токоотводов к системам заземления в зданиях

В многоэтажных зданиях рекомендуется подключать молниеотводы к заземляющим системам на каждом этаже.

Если этого не сделать, разница напряжений, возникающая между токоотводами и внутренними открытыми проводящими частями, может вызвать искрообразование через стены здания.

Циркуляция ВЧ тока молнии может фактически вызвать значительное повышение напряжения в токоотводе (несколько сотен кВ) из-за увеличения его высокочастотного импеданса .

Вернуться к содержанию ↑

5. Система заземления

Это важный элемент защиты от молнии: все открытые проводящие части, которые сами по себе связаны между собой, должны быть соединены, и система должна быть способна отводить ток молнии, избегая повышения напряжения в самой системе заземления и в окружающей среде. земля.

Хотя оно должно быть достаточно низким (<10 Ом), низкочастотное сопротивление заземляющего электрода менее важно, чем его форма и размер, для разряда высокочастотного тока молнии.

Как правило, каждый токоотвод должен заканчиваться заземляющим электродом, который может состоять из проводников (не менее трех) в схеме «гусиная лапка», заглубленной не менее чем на 0,5 м глубиной , или заземляющих стержней, предпочтительно в треугольной схеме.

Кроме того, IEC 62305 подразумевает, что молниеотводы должны быть соединены с системой заземления с помощью основного эквипотенциального звена.

По возможности всегда рекомендуется увеличивать количество токоотводов и точек соединения (каждый этаж) и, таким образом, увеличивать общий масштаб системы уравнивания потенциалов.В то же время, система заземления, конечно, должна быть способна разряжать токи молнии, чтобы максимально ограничить повышение напряжения системы заземления.

Должна быть только одна система заземления .

Отдельные независимые цепи (силовые, компьютеры, электроника, связь) должны быть запрещены, но это не исключает наличие нескольких заземляющих электродов (электродов), если все они соединены между собой.

Вернуться к содержанию ↑

Источник: Защита от молний Legrand

,

No related posts.