Молниезащита и заземление

Молниезащита — это комплекс защитных устройств, предназначенных для обеспечения безопасности людей, сохранности оборудования и материалов от возможных взрывов, разрушениям и пожарам, которые возникают от прямого удара молнии, а в домах сельскохозяйственных предприятий — также для обеспечения безопасности животных и птиц.
Грозозащита зданий или сооружений включает защиту от прямого попадания молнии — внешняя молниезащитная система и защита от вторичных воздействий — внутренняя молниезащита. В отдельных случаях молниезащита может содержать только внешнюю или только внутреннюю часть.

Защита от прямого удара молнии

Защита от прямого воздействия молнии — внешняя система мер, которые применяются для сокращения материальных убытков, обусловленных попаданиями грозы в строительные конструкции.
Молниезащита по типу сложности разделяется на обычную и специальную.
Обычное назначение:
— Промышленные предприятия,
— Животноводческие и птицеводческие строения и сооружения,
— Жилые и административные, универмаги, банки, страховые компании, дошкольные учреждения, школы, больницы, дома престарелых, музеи и археологические памятники, спортивные сооружения.
Специальное назначение:
— объекты, представляющие опасность для непосредственного окружения (нефтеперерабатывающие предприятия, заправочные станции, предприятия по производству и хранением взрывчатых веществ);
— объекты, представляющие опасность для экологии (химические заводы, атомные электростанции, биохимические фабрики и лаборатории);
— объекты с ограниченной опасностью (пожароопасные предприятия, электростанции, подстанции и линии электропередачи, средства связи);
— другие объекты (строения высотой выше 60 м, строящиеся).
Уровень молниезащиты — число (I, II, III, IV), связанное с заранее установленными параметрами тока и вероятностью того, что эти взаимосвязанные максимальные и минимальные параметры не будут превышать природных параметров токов грозового импульса.

Защита от вторичных воздействий молнии

Защита от вторичных воздействий молнии — внутренняя система мероприятий, которые ограничивают действия электромагнитного поля на металлические элементы, электрические и электронные системы.
Зона защиты от вторичных действия (0А, 0В, 1, 2 и т.д.) — в которой электромагнетизм грозы ограничен внешней средой.
Зона 0А — внешняя среда, все точки которой могут подвергаться прямому воздействию и влияния возникающего при этом электромагнитного поля.
Зона 0В — внешняя среда, точки которой не подвергаются воздействию прямого удара грозы, так как находятся в пространстве, защищенном внешней молниезащитной системой. Однако в этой зоне действует полное электромагнитное поле.
Зона 1 — внутренняя часть строения, точки которой не подвергаются воздействию прямого удара. В ней токи во всех токопроводящих частях имеют значительно меньшее значение по сравнению с 0А и 0В. Электромагнитное поле также снижено по сравнению с 0А и 0В за счет экранирующих свойств строительных узлов.
Другие зоны (2 и т.д.)-устанавливаются, если требуется дальнейшее уменьшение тока и/или ослабление электромагнитного поля; требования к параметрам определяются в соответствии с требованиями по защите различных объектов.
На границах таких участвох должны осуществляться меры по экранированию и соединению всех пересекающих границу металлических элементов и коммуникаций.
Экранирование — блокирование внутренней системы или отдельных ее частей от воздействия электромагнитных полей (с помощью заземления листов, сеток, стальных кожухов).

Элементы защиты от прямого удара молнии

Молниеотвод — устройство, который воспринимает удар молнии и отводит ее ток в землю. Грозоотвод обеспечивает защиту от прямых ударов молнии. Защитное действие молниеотвода основано на свойстве молнии поражать наиболее высокие и заземленные металлические сооружения.

В общем случае молниеотвод состоит из следующих элементов:

• опора,
• молниеприемник,
• токоотвод,
• заземление.

В некоторых случаях функции опоры, молниеприемника и токоотвода совмещаются. Соединение в системе молниезащиты следует выполнять сваркой, пайкой, допускается также вставка в наконечник или болтовое крепление. Объем защиты молниеотвода — пространство, внутри которое защищено от удара молнии с надежностью не ниже определенного значения. Вид зон защиты зависит от вида заземления приемника. Размеры зоны защиты рассчитываются по математическим, формулам, приведенным в ДСТУ (зависят от надежности защиты от удара молнии, высоты молниеприемника).

Молниеприемник — часть грозоотвода, предназначенная для перехвата молний. Молниеприемники бывают естественные и специально установленные.

Природные молниеприемники — конструктивные элементы зданий и сооружений:

1. металлическая кровля;
2. металлические элементы крыши (фермы, соединенная между собой стальная арматура);
3. металлические элементы типа водосточных труб, украшений, ограждений по краю крыши и т.п.;
4. технологические трубы и резервуары, если они выполнены из металла толщиной не менее 2,5мм, и проплавление или пропал этого металла не приведет к опасным или недопустимым последствиям;
5. трубы и резервуары, если они выполнены из металла толщиной от 4мм для железа, 5 — для меди, 7 — для алюминия, и если повышение температуры с внутренней стороны защищаемого  в точке удара молнии не представляет опасности.

Специально установленные молниеприемники:

• — Стержневой (единичный, двойной, произвольной комбинации),
• — Тросовый (единичный, двойной, замкнутый, произвольной комбинации),
• — Защитная сетка.

Стержневой молниеприемник выполняется из стали сечением начиная от 50мм2, или алюминия сечением 70 или меди сечением 35. Опоры стержневых грозоотводов должны быть рассчитаны на механическую прочность. Опоры молниеотводов, стоящих отдельно, могут выполняться из стали любой марки, железобетона или дерева согласно проведенным расчетам.

Тросовый молниеприемник выполняется из стального троса сечением начиная с 50мм2 или медного троса сечением 35 (алюминиевые тросы не выпускаются). Опоры тросовых молниеотводов должны быть рассчитаны на механическую прочность с учетом натяжения троса и действия на него нагрузки ветра и гололеда.

Молниезащитная сетка выполняется из стали сечением 50мм2 (что соответствует стальном кругу диаметра 8мм) или алюминия сечением 70 (что соответствует алюминиевому кругу диаметра 9,5) или меди сечением 35 (что соответствует алюминиевому кругу диаметра 6,7).

Защитная сетка молниезащиты защищает поверхность если:

• шаг ячеек сетки для И РБЗ — минимально 5м, для II и III РБЗ —  10м, для IV РБЗ — 20м;
• проводники сетки проходят по краю крыши, который выходит за габаритные размеры периметра кровли;
• проводник сетки проходит по коньку крыши, если наклон крыши превышает 1/10;
• боковые поверхности сооружения на уровнях выше, чем радиус фиктивной сферы, защищены молниеотводами или сеткой;
• сетка выполнена таким методом, чтобы ток молнии имел всегда, по крайней мере, два различных пути к заземлителю;
• никакие металлические части не должны выступать за внешние контуры сетки проводники сетки должны быть проложены, насколько это возможно, кратчайшими путями.

Токоотвод — часть молниеотвода, предназначенная для отвода тока молнии от молниеприемника к заземлителю. Токоотводы бывают естественные и специально предусмотренные, изолированные и не изолированные. С целью снижения вероятности возникновения опасного искрения токоотводы должны располагаться таким образом, чтобы между точкой поражения и землей ток растекался по нескольким параллельным путям и длина этих путей была минимальной.

Естественными токоотводами считаются такие конструктивные элементы:

а) металлические конструкции;

б) металлический каркас;

в) соединенная между собой стальная арматура строения;

г) части фасада, профилированные элементы и опорные конструкции фасада.

Специально предусмотренные токоотводы выполняются из стали сечением  50мм2 (что соответствует стальном кругу диаметра 8) или алюминия сечением 25 (что соответствует алюминиевому кругу диаметра 5,6) или меди сечением 16 (что соответствует медном кругу диаметра 4,5). Если молниеприемник стержневой, установленный на отдельных опорах (или одной опоре), на каждую опору должен быть предусмотрен минимум один токоотвод. Если молниеприемник тросовый, на каждый конец троса требуется минимум один токоотвод. Если молниеприемник является сетчатой ​​конструкцией, подвешенной над защищаемым объектом, на каждую ее опору требуется как минимум один токоотвод. Общее количество токоотводов должно быть не менее двух. Токоотводы следует располагать равномерно по периметру. По возможности их прокладывают вблизи углов зданий. Токоотводы следует располагать по периметру, так, чтобы среднее расстояние между ними было не меньше следующих значений: для I РБЗ — 10м, для II РБЗ — 15м, для III РБЗ — 20м, для IV РБЗ — 25м. Токоотводы следует соединять горизонтальными поясами вблизи поверхности земли и через каждые 20м по высоте здания. Заземлитель — часть молниеотвода, проводящая часть или совокупность соединенных между собой проводящих частей, находящихся в электрическом контакте с землей непосредственно или через промежуточную проводящую среду, например, бетон.

Заземлители бывают естественными и искусственными. Во всех случаях рекомендуется применять естественные конструкции для заземления молниезащиты. Искусственные применяются, если невозможно применение естественных. При этом искусственный заземлитель не рассчитывается, а выполняется стандартной конструкции.

Естественные заземлители — металлические и железобетонные конструкции зданий, сооружений, наружных установок, опор молниеотводов, стоящих отдельно и т.д., которые находятся в контакте с землей, в том числе железобетонные фундаменты в неагрессивных, слабоагрессивных и среднеагрессивных средах при условии обеспечения непрерывного электрической связи по их арматуре и присоединения ее к закладным деталям с помощью сварки.

Искусственные заземлители молниеотводов, стоящих отдельно: для I и II РБЗ — конструкция, состоящая из трех и более вертикальных электродов длиной от 3м, объединенных горизонтальным электродом и расстоянием между ними 3м; для III РБЗ — конструкция, состоящая минимум из двух вертикальных электродов длиной  3 м, объединенных горизонтальным электродом и расстоянием между ними 3м; для IV РБЗ — конструкция, состоящая из одного вертикального или горизонтального электрода длиной 2-3м, проложенному на глубине 0,5м.

Искусственные заземлители молниеотводов для молниеотводов, которые имеют молниеприемники из сеток или кровли, по периметру здания или сооружения следует прокладывать в земле на глубине 0,5м внешний контур из искусственных горизонтальных заземлителей. Во всех случаях, за исключением использования молниеотвода, стоящая отдельно, заземлители молниезащиты следует совмещать с заземлителями электроустановок и средств связи. Если эти заземлители должны быть разделены по любым технологическим соображениям, их следует объединить в общую систему с помощью системы уравнивания потенциалов. Искусственный заземлитель выполняется из стали сечением 100мм2 (что соответствует стальном кругу диаметра 11,3мм) или меди сечением 50 (что соответствует алюминиевому кругу диаметра 8). Искусственный заземлитель проверяется ежегодно перед началом грозового сезона. Сопротивление заземлителей молниезащиты не должен превышать результаты соответствующих измерений при приемке молниезащиты в эксплуатацию более чем в 5 раз.

Компания ТОПСЕРВИС выполняет проектирование и монтаж систем молниезащиты в Одессе и Одесской области. По окончании работ выдается акт о сдаче системы в Управлении техногенной безопасности МЧС.