СТИЛЕТ ГРУПП

Для организации комплексной защиты объекта необходимо:

 

- создать систему внешней молниезащиты здания от прямого удара молнии в зависимости от его назначения, степени огнестойкости и взрывоопасности;

- создать систему внутренней молниезащиты от вторичного воздействия разрядов молнии и заноса высоких потенциалов по подземным и воздушным коммуникациям;

- создать надёжную систему заземления с низким сопротивлением растеканию тока;

- выполнить комплекс мероприятий по выравниванию потенциалов между системами молниезащиты и заземления.

 

Молниезащита представляет собой комплекс мероприятий, направленных на предотвращение прямого удара молнии в объект или на устранение опасных последствий, связанных с прямым ударом и средства защиты, предохраняющие объект от вторичных воздействий молнии и заноса высокого потенциала. Молниезащита включает в себя три основные составляющие:

 

- внешняя молниезащита;

- внутренняя молниезащита;

- система заземления.

 

Внешняя молниезащита

 

Внешняя молниезащита предназначена для улавливания, отвода и равномерного растекания тока молнии в земле.

Средством защиты от прямых ударов молнии служит молниеотвод — устройство, рассчитанное на непосредственный контакт с каналом молнии и отводящее ее ток в землю. Молниеотводы разделяются на отдельно стоящие, обеспечивающие растекание тока молнии, минуя объект, и установленные на самом объекте. При этом растекание тока происходит по контролируемым путям так, что обеспечивается низкая вероятность поражения людей (животных), взрыва или пожара. Молниеотвод состоит из следующих элементов: молниеприемника, опоры, токоотвода и заземлителя. Однако на практике они могут образовывать единую конструкцию, например металлическая мачта или ферма здания представляет собой молниеприемник, опору и токоотвод одновременно.

По типу молниеприемника молниеотводы разделяются на стержневые (вертикальные), тросовые (горизонтальные протяженные) и сетки, состоящие из продольных и поперечных горизонтальных электродов, соединенных в местах пересечений. Стержневые и тросовые молниеотводы могут быть как отдельно стоящие, так и установленные на объекте; молниеприемные сетки укладываются на неметаллическую кровлю защищаемых зданий и сооружений. Однако укладка сеток рациональна лишь на зданиях с горизонтальными крышами, где равновероятно поражение молнией любого их участка. При больших уклонах крыши наиболее вероятны удары молнии вблизи ее конька, и в этих случаях укладка сетки по всей поверхности кровли приведет к неоправданным затратам металла; более экономична установка стержневых или тросовых молниеприемников, в зону защиты которых входит весь объект.

На сегодняшний день существует два подхода к организации внешней молниезащиты – это активная и пассивная молниезащита.

В активной молниезащите используются активные молниеприёмники искусственно ионизирующие воздух вокруг себя, тем самым вынуждая ударить молнию именно в активный молниеприёмник. Как правило, такая система состоит из активного молниеприёмника, одного или двух токоотводов и заземлителей.

Основными преимуществами данной системы является большой радиус зоны защиты при малых габаритах и малой высоте установки над уровнем защищаемого объекта (от 2м), не портится внешний эстетичный вид защищаемого объекта, простота и лёгкость монтажа, простота в обслуживании. Несмотря на то, что система называется активной, никакого источника электропитания она не требует. Основными недостатками данной системы является её высокая стоимость, необходимость регулярного обслуживания (необходимо следить за чистотой активного молниеприёмника), ограниченность по высоте защищаемого объекта (при очень большой высоте объекта возможен боковой удар молнии) и отсутствие нормативной базы на Украине, регламентирующей её применение в зависимости от типа защищаемого объекта. Активную молниезащиту не рекомендуется использовать на объектах с повышенной взрыво- и  пожароопасностью.

В пассивной (классической) молниезащите используются молниеприёмники в виде вертикально установленных стержней, горизонтально натянутых тросов или металлической сетки с определённым шагом ячейки. Как правило, пассивная молниезащита включает в себя молниеприёмник, систему токоотводов и систему заземления. Тип и количество применяемых молниеприёмников зависит от габаритов и категории по взрыво- пожаробезопасноти защищаемого объекта согласно принятой в нормативах классификации. Количество токоотводов определяется исходя из количества молниеприёмников, габаритов и категории по взрыво- пожаробезопасноти защищаемого объекта.

Основными преимуществами данной системы являются надёжность и простота изготовления компонентов данной системы, нет необходимости постоянного её обслуживания кроме периодических измерений характеристик системы, возможность максимальной защиты объектов любой сложности и большой высоты. Основными недостатками являются: громоздкость системы, нарушение внешнего эстетичного вида защищаемого объекта, сложность монтажа при больших высотах защищаемого объекта.

 

Внутренняя молниезащита

 

Внутренняя молниезащита представляет собой комплекс мероприятий и устройств по защите от вторичных проявлений молнии.  Основные мероприятия – защита оборудования и коммуникаций от импульсного перенапряжения, защита от заноса высоких потенциалов токов молнии по внешним подземным и воздушным коммуникациям (трубопроводам, кабельным линиям связи и т.п.) внутрь защищаемого объекта, защита от искрения металлических частей строительных конструкций и оборудования.

Для защиты от импульсного перенапряжения и заноса высоких потенциалов по кабельным линиям используются устройства защиты от импульсного перенапряжения (УЗИП) и грозоразрядники. Тип и характеристики УЗИП определяются исходя из требований по классу защищённости систем. Для предотвращения заноса высоких потенциалов по металлическим конструкциям (трубопроводы, металлические оболочки кабелей и т.п.) на вводе в здание все металлические части входящих коммуникаций и металлических элементов соединяются с системой заземления  здания. Для предотвращения возникновения искровых разрядов, на металлических конструкциях, внутри защищаемого здания необходимо выполнить надежное заземление всех металлических конструкций и предусмотреть мероприятия по уравниванию потенциалов между всеми металлически конструкциями здания и системами молниезащиты и заземления.

 

Система заземления

           

Для обеспечения надёжного функционирования системы молниезащиты, безопасной для здоровья людей эксплуатации электроустановок, обеспечения электромагнитной совместимости и защищенности от внешних электромагнитных помех информационного оборудования в здании, необходимо организовать надёжную и качественную систему заземления и уравнивания потенциалов.

           

Система заземления состоит из следующих подсистем:

- защитное заземление;

- заземление для молниезащиты;

- электронное (функциональное) заземление;

- уравнивание потенциалов.

           

Защитное заземление необходимо для заземления нулевых проводников (нейтрали трансформаторов) электроустановок, всех нетоковедущих металлических частей электрооборудования и конструкций на которых существует опасность утечки тока для предотвращения удара током людей. Система защитного заземления состоит из внешнего и внутреннего контура заземления и заземляющих проводников, соединяющих элементы в единую систему.

В качестве внешнего контура заземления обычно используют естественные заземлители, такие как железобетонный фундамент здания. Когда сопротивление растеканию тока фундамента не достаточно для обеспечения заданных характеристик системы заземления дополнительно или вместо него используются искусственные заземлители  в виде горизонтальных или вертикальных металлических проводников. Их длинна и глубина заложения определяется расчётом исходя из предъявляемых нормативными документами требований.

В качестве внутреннего контура заземления может использоваться главная шина заземления,  выполненная в виде стальной полосы протянутой вдоль стен всего здания, на которую посредством заземляющих проводников заземляется всё оборудование и металлические конструкции, либо система специальных клеммных колодок, соединённых между собой заземляющими проводниками большого сечения в единую сеть. Металлические конструкции и всё оборудование заземляется на эти клеммные колодки при помощи заземляющих проводников.

 

Заземление для молниезащиты необходимо для обеспечения равномерного растекания в земле тока молнии попавшей в молниеприёмник. Сопротивление растеканию тока такого заземления не должно превышать 10 Ом. Заземлители в данном случае используются те же, что и для внешнего контура защитного заземления.

 

Электронное (функциональное) заземление необходимо для заземления оборудования и кабелей информационных систем, чувствительных к внешним электромагнитным наводкам, для обеспечения их бесперебойной работы и электромагнитной совместимости. Данная подсистема не обеспечивает безопасность эксплуатации данного оборудования для обслуживающего персонала и является вспомогательной, но играет очень важную роль в построении сложных информационных и вычислительных систем защищаемого здания. Электронное заземление выполняется в виде отдельного контура заземления состоящего из вертикальных заземлителей объединённых одним горизонтальным. Контур электронного (функционального) заземления необходимо строить на удалении от главного контура заземления и контура заземления для молниезащиты, чтобы исключить возможность взаимных влияний.

На сегодняшний день одной из перспективных технологий в области заземления является технологи модульно-штырьевых систем глубинного заземления. Принципиальным их отличием от классического подхода с использованием стальных прутьев, максимальной длинной до 5м, является использование вертикальных заземлителей состоящих из стальных стержней с медным покрытием или из нержавеющей стали длинной по 1,5-2м. На стержнях с двух сторон имеется резьба. Стержни соединяются в один длинный заземлитель при помощи бронзовых муфт. При помощи вибромолота такие системы позволяют вбивать заземлители на глубину до 20-30м, что в итоге значительно уменьшает габариты контура заземления и скорость выполнения работ. Благодаря большой длине заземлителей такие системы имеют очень маленькое сопротивление растеканию тока и благодаря используемым материалам долговечны по сравнению с классическими стальными прутками.

 

Уравнивание потенциалов это мера безопасности основанная на том, что одновременное прикосновение человека к двум точкам, имеющим приблизительно равные потенциалы, не вызывает протекания через его тело электрического тока опасного значения.  Для уравнивания потенциалов необходимо все металлические части силового и информационного оборудования, металлоконструкции здания, экраны и металлическую броню силовых и информационных кабелей соединить при помощи уравнивающих проводников. С этой целью в здании может организовываться шина уравнивания потенциалов, которая также должна быть соединена с главным контуром заземления и контуром заземления для молниезащиты. На практике же часто защитное заземление, заземление для молниезащиты  и уравнивание потенциалов выполняет один контур заземления, отвечающий всем требованиям, предъявляемым к этим подсистемам согласно нормативной документации.

Очень часто при проектировании молниезащиты и заземления пренебрегают отдельными составляющими всего комплекса необходимых мер, что в итоге приводит к некорректной работе информационных систем или неспособности системы молниезащиты при ударе молнии даже на определённом удалении от защищаемого объекта в полной мере обеспечить безопасность оборудования и персонала внутри защищаемого объекта.