Tu opäť musíme vynechať Pokyn SO-153-34.21.122-2003, ktorý neobsahuje žiadne špecifické požiadavky na uzemnenie bleskozvodu. V pokyne RD 34.21.122-87 sú požiadavky formálne formulované, netýkajú sa však hodnoty zemného odporu, ale konštrukcie uzemňovacích zariadení. Pri samostatných bleskozvodoch hovoríme o základoch podpery bleskozvodu alebo špeciálnej uzemňovacej elektróde, ktorej minimálne rozmery sú na obr. 7.

Obrázok 7. Minimálne rozmery uzemňovacej elektródy vyrobenej z vodorovného pásu a troch zvislých tyčových elektród podľa RD 34.21.122-87

Norma neobsahuje žiadne pokyny na zmenu veľkosti elektród v závislosti od merného odporu pôdy. To znamená, že podľa zostavovateľov je štandardný dizajn uznaný ako vhodný pre akúkoľvek pôdu. Ako veľmi sa v tomto prípade zmení jeho uzemňovací odpor R gr, možno posúdiť z vypočítaných údajov na obr. osem.

Obrázok 8. Vypočítaná hodnota odporu uzemnenia typickej uzemňovacej elektródy z inštrukcie RD 34.21.122-87

Zmenu hodnoty R gr v rámci takmer 2 rádov možno len ťažko považovať za normalizáciu. V skutočnosti norma neobsahuje žiadne špecifické požiadavky na hodnotu zemného odporu a táto problematika si určite zaslúži osobitnú pozornosť.

Norma JSC Transneft ma prekvapila tabuľkou normalizovaných hodnôt uzemňovacieho odporu bleskozvodov (obr. 9), ktorú zostavovatelia kompletne skopírovali z posledného vydania PUE, kde ide o uzemňovacie elektródy stožiarov. nadzemných vedení 110 kV a vyšších. Prísne požiadavky PUE sú celkom pochopiteľné, pretože uzemňovací odpor podpery nadzemného vedenia do značnej miery určuje veľkosť bleskového prepätia na lineárnej izolácii. Nie je možné zistiť motívy prenesenia týchto požiadaviek na uzemnenie bleskozvodov, najmä preto, že vo vysokoodolných pôdach ich nemožno realizovať pomocou akýchkoľvek rozumných štruktúr. Aby sme to demonštrovali, na obr. 10 sú uvedené výsledky výpočtu systému uzemňovacej elektródy bleskozvodu úplne fantastickej konštrukcie. Ide o celokovovú konštrukciu so štvorcovým prierezom, ktorej dĺžka strany je naznačená na osi x. Počítajú sa dve možnosti - s hĺbkou uloženia v zemi 3 a 10 m. Je ľahké sa uistiť, že v pôde so špecifickým odporom ρ = 5000 Ohm m je normalizovaná hodnota 30 Ohm (R З /ρ = 0,006 m -1) si vyžiada vyplnenie kovom v okolí základu bleskozvodu ako 50x50 m. O nič lepšia nie je situácia s vysunutou zemniacou elektródou. Za rovnakých podmienok je na zabezpečenie požadovaného odporu uzemnenia potrebná horizontálna zbernica s dĺžkou viac ako 450 m.

Tabuľka 9

Obrázok 10. Posúdenie možnosti splnenia požiadaviek štandardu JSC Transneft pomocou sústredeného uzemňovacieho zariadenia

Požiadavky normy OAO "Gazprom" sú mimoriadne špecifické. Odpor uzemnenia samostatného bleskozvodu pre úrovne ochrany I a II by sa mal rovnať 10 Ohm v pôdach s ρ ≤ 500 Ohm m. V pôdach s vyšším odporom je povolené použiť uzemňovacie elektródy, ktorých odpor je definovaný ako

Vzhľadom na náročnosť výroby takého relatívne nízkeho zemného odporu norma odporúča chemické ošetrenie alebo čiastočnú náhradu pôdy. Pozoruhodné je hodnotenie množstva odporúčanej práce v konkrétnych podmienkach. Je ľahké vykonať pre najjednoduchšiu situáciu so zameraním na pologuľovú uzemňovaciu elektródu, ktorej potenciál v dvojvrstvovej pôde (bez ohľadu na to, čo sa urobilo - chémia alebo mechanická výmena pôdy) podľa obr. 11 sa rovná

Obrázok 11. Hodnotenie zemného odporu v dvojvrstvovej zemine

Odkiaľ sa určí presná hodnota zemného odporu ako

V extrémnom prípade, keď bola chemická úprava alebo výmena pôdy taká účinná, že jej odpor klesol takmer na nulu,

Výraz nám umožňuje odhadnúť polomer spracovania r 1 zdola. V uvažovanom príklade je to približne 40 m, čo zodpovedá objemu pôdy asi 134 000 m 3 . Výsledná hodnota vás núti veľmi vážne sa zamyslieť nad reálnosťou plánovanej operácie.

Obrázok 12. Odpor uzemnenia dvojlúčovej horizontálnej uzemňovacej elektródy v závislosti od hrúbky vrchnej upravenej vrstvy pôdy

Odhad pre akúkoľvek inú prakticky významnú konfiguráciu uzemňovacích elektród vedie k podobnému výsledku napríklad pre dvojlúčovú uzemňovaciu elektródu z vodorovných pneumatík s dĺžkou 20 m. Vypočítaná závislosť na obr. 12 je možné vyhodnotiť, ako sa mení zemný odpor takejto konštrukcie so zmenou hrúbky hornej nízkoodporovej vrstvy nahradenej zeminy. Požadovaný uzemňovací odpor 20 ohmov sa tu získa s upravenou (alebo vymenenou) hrúbkou vrstvy 2,5 m. Je dôležité pochopiť, v akej vzdialenosti od uzemňovacieho vodiča môžete zastaviť spracovanie. Indikátorom je potenciál na povrchu zeme U(r). Zmena odporu prestane ovplyvňovať výsledok, keď sa potenciál U(r) stane oveľa menším ako potenciál uzemňovacej elektródy U З = U(r 0).

2.2. Aký je účel uzemnenia bleskozvodu

Prosím, nepovažujte názov sekcie za banálny. Bleskozvody boli od svojho vynálezu vždy uzemnené, inak ako by mohli odviesť bleskový prúd do zeme. Moderné príručky hovoria, že musí poskytnúť uzemňovací odpor bezpečný výboj bleskového prúdu. O akom nebezpečenstve a bezpečnosti hovoríme? Tu nebude možné odradiť frázy. Pravdepodobne stojí za to pripomenúť si ešte raz nadzemné elektrické vedenie. Tam uzemňovací odpor určuje odporovú zložku bleskových prepätí, ktoré pôsobia na reťazec izolátorov.

Pre bleskozvody nič podobné neexistuje. Ich bleskozvod „žiadny problém“ akceptuje potenciál uzemňovacích elektród. Prítomnosť konečného zemného odporu neovplyvňuje schopnosť bleskozvodu priťahovať blesk k sebe. V laboratóriu sa opakovane pokúšali vysledovať vplyv odporu uzemnenia na tento proces a zakaždým bezvýsledne. Vysvetlenie je tu celkom jednoduché a zrejmé. Blesk nikdy neudrie do hromozvodu. Stretáva sa s ním a priťahuje ho plazmový kanál protivýboja, ktorý začína od vrcholu bleskozvodu v elektrickom poli búrkového mraku a náboja už vznikajúceho blesku. Tento kanál (nazýva sa to counter leader) sa vyvíja pri prúde nie väčšom ako desiatky ampérov. Úbytok napätia z takéhoto slabého prúdu na uzemňovacom odpore bleskozvodu nie je významný v porovnaní s potenciálom rádovo 10 7 -10 8 V, ktorý prenáša blesk z búrkového mraku. Pri uzemňovacom odpore 10, 20, 100 alebo 200 Ohm totiž napätie na uzemňovacej elektróde z prúdu ~ 10 A stále nepresiahne ani 10 4 V – hodnota zanedbateľná v porovnaní s tým, čo má blesk.

Samostatný bleskozvod, ako viete, slúži výhradne na elimináciu šírenia bleskového prúdu cez kovové konštrukcie chráneného objektu. Práve na tento účel sa vo vzduchu a na zemi volia celkom špecifické vzdialenosti od bleskozvodu k objektu. Predpokladajme, že sú správne zvolené a skutočne vylučujú presahy iskier. Napriek tomu prúd vstupuje do uzemňovacieho vodiča objektu a vstupuje doň vo významnej miere, najmä keď funkciu jeho uzemnenia plní plošne dosť veľký základ chránenej stavby. Vypočítané údaje na obr. 14 znázorňujú tento podiel v závislosti od vzdialenosti medzi uzemňovacími elektródami. Na bleskozvode je vyhotovený v súlade s pokynmi pokynu RD 34.21.122-87 vo forme vodorovného pásu dĺžky 10 m s 3 zvislými tyčami po 3 m; základ objektu má rozmery 50x50 m a je zakopaný 3 m. Počítačové výpočty sú robené pre homogénnu zeminu a pre prípad, keď sa povrchová vrstva hlavnej zeminy do hĺbky 2,5 m nahradí vysoko vodivou s merný odpor 50-krát nižší. Je dobre vidieť, že izolačná vzdialenosť 5 m, predpísaná normou OAO Transneft, málo bráni prenikaniu bleskového prúdu k objektu cez zem, najmä ak je jeho vrchná vrstva vymenená alebo chemicky ošetrená. Dokonca aj vo vzdialenosti 15 m, normalizovanej podľa normy Gazprom, prúd v systéme zemných elektród zariadenia presahuje 50%.

Obrázok 14. Podiel bleskového prúdu, ktorý prenikol do uzemňovacieho vodiča objektu vodivým spojením s uzemňovacím vodičom bleskozvodu, v závislosti od vzdialenosti medzi nimi

Tu treba ešte raz zdôrazniť, že akákoľvek úprava vrchnej vrstvy pôdy, ktorá znižuje zemný odpor, nielenže nezníži vodivé spojenie medzi bleskozvodom a objektom, ale výrazne ho spevní, čím sa zvýši podiel bleskozvodu. prúd rozvetvený do objektu.

Je čas opäť nastoliť otázku cieľa zníženia odporu zeme. Existujú dva nedotknuté aspekty problému - tvorba iskrových kanálov a skokové napätie. O prvej otázke sa bude diskutovať nižšie v osobitnej časti. Čo sa týka krokového napätia, určite závisí od konštrukcie uzemňovacieho vodiča bleskozvodu a od jeho uzemňovacieho odporu. Vypočítané krivky na obr. 15 demonštrujú dynamiku skokového poklesu napätia pri odstraňovaní bleskozvodu z typickej uzemňovacej elektródy, predpísanej inštrukciou RD 34.21.122-87 (pozri vysvetlivky k obr. 14).

2.3. Ako navrhovať

Sekcia si opäť kladie za úlohu splniť požiadavky regulačných dokumentov bez neoprávnených nákladov na materiál. Je to o to dôležitejšie, že hodnota uzemňovacieho odporu bleskozvodu má malý vplyv na kvalitu vonkajšej ochrany pred bleskom. V každom prípade tie nebezpečné účinky blesku s tým priamo nesúvisia, čo môže viesť ku katastrofálnej situácii na tankovisku alebo inom zariadení na spracovanie uhľovodíkových palív. Hlavne by som sa veľmi rád vyhol drahým chemickým úpravám alebo výmenám veľkých objemov zeminy a bez nich splnil požiadavky priemyselných noriem na ochranu pred bleskom.

Je vhodné vytvoriť uzemňovaciu elektródu pre každý bleskozvod samostatne iba v pôdach s nízkym odporom, kde je celkom schopný aj typický dizajn z RD 34.21.122-87. Napríklad pri odporúčanej dĺžke horizontálnej zbernice 12 m a 3 zvislých tyčiach po 5 m sa odpor uzemnenia v pôde so špecifickým odporom ρ rovná

To znamená, že pri ρ ≤ 300 Ohm m vypočítaná hodnota nepresiahne 20 Ohm. Pri vyššom mernom odpore pôdy poskytujú dobrý výsledok 4 vzájomne kolmé nosníky. Pri dĺžke 20 m je každý uzemňovací odpor rovný

a inštalácia 5-metrových zvislých tyčí na koncoch každého z nosníkov znižuje túto hodnotu na

Problém sa stáva vážnym, keď odpor pôdy výrazne prekročí 1000 Ohm*m. Tu sa upozorňuje na organizáciu jednej uzemňovacej slučky pre všetky samostatné bleskozvody. Opäť stojí za to odkázať na obr. 4, ktorý demonštruje ochranu tankovne 3 káblami dlhými 100 m, so vzdialenosťou medzi paralelnými káblami 50 m.Spojenie ich podpier s vodorovnými pneumatikami tvorí zemnú slučku s dvoma článkami 100x50 m.Jeho uzemňovací odpor pri ukladaní pneumatík do hĺbky 0,7 m poskytuje

čo umožňuje vyriešiť problém v zemi s odporom až 3000 Ohm*m, aj keď sa riadi štandardom Gazprom. Je vhodné poznamenať, že dodatočné usporiadanie lokálneho uzemňovacieho zariadenia pre každý z bleskozvodov nemá takmer žiadny vplyv na uzemňovací odpor vytvorenej slučky ako celku. Takže použitie ako lokálnej uzemňovacej elektródy každého bleskozvodu jeho základového stĺpa s kovovou výstužou dlhou 5 m a ekvivalentným polomerom 0,2 m (R gr ≈ 0,1ρ [Ohm]) v systéme 6 stĺpikov znížilo celkový odpor. pozemnej slučky len o 6 %. Príčina takého slabého účinku spočíva v efektívnom tienení prútov predĺženými horizontálnymi pneumatikami. Predĺžením vodorovných prípojníc spájajúcich podpery bleskozvodov je možné dosiahnuť uzemňovací odpor cca 20 ohmov a v pôde s merným odporom 5000 ohmov.

Čitateľ má právo prerušiť opis takýchto ružových vyhliadok, pripomínajúc, že ​​do procesu šírenia pulzného prúdu pomaly vstupuje dlhá zbernica pre svoju indukčnosť. Proti tomu niet čo namietať. V prospech navrhovaného riešenia však stále fungujú minimálne dve okolnosti. Po prvé, žiadna z uvedených noriem nevyžaduje žiadne špecifické hodnoty impulzného zemného odporu a po druhé, vo vysokoodporových pôdach je rýchlosť prenikania impulzného prúdu do uzemňovacej zbernice pomerne vysoká, a preto je aktuálna hodnota zemného odporu R gr (t) = U gr (t)/i M (t) rýchlo nadobudne stabilnú hodnotu riadenú regulačnými požiadavkami. Ako príklad na obr. 16 je znázornená vypočítaná dynamika zmien odporu uzemnenia prípojnice dĺžky 200 m medzi podperami bleskozvodov. Predpokladá sa, že odpor pôdy je 5000 Ohm*m a jej relatívna dielektrická konštanta je 5 (je dôležité vziať do úvahy tento parameter, keď je kapacitný únik do pôdy porovnateľný s vodivým).

E. M. Bazelyan, doktor technických vied, profesor
Energetický inštitút pomenovaný po G.M. Kržižanovskij, Moskva

Užitočné materiály:

MINISTERSTVO ENERGIE RUSKEJ FEDERÁCIE

SCHVÁLENÉ
nariadenie Ministerstva energetiky Ruska
zo dňa 30.06.2003 číslo 280

NÁVOD NA ZARIADENIE BLESKOVEJ OCHRANY BUDOV, STAVIEB A PRIEMYSELNEJ KOMUNIKÁCIE

SO 153-34.21.122-2003

MDT 621.316 (083.13)

Pokyn sa vzťahuje na všetky typy budov, stavieb a priemyselných komunikácií bez ohľadu na rezortnú príslušnosť a formu vlastníctva.

Pre manažérov a špecialistov projekčných a prevádzkových organizácií.

1. ÚVOD

Pokyny na montáž ochrany pred bleskom budov, stavieb a priemyselných komunikácií (ďalej len Pokyn) sa vzťahujú na všetky druhy budov, stavieb a priemyselných komunikácií bez ohľadu na rezortnú príslušnosť a formu vlastníctva.

Návod je určený na použitie pri vývoji projektov, výstavbe, prevádzke, ako aj pri rekonštrukciách budov, stavieb a priemyselných komunikácií.

V prípade, že požiadavky priemyselných predpisov sú prísnejšie ako v tomto návode, pri vývoji ochrany pred bleskom sa odporúča dodržiavať priemyselné požiadavky. Odporúča sa konať aj vtedy, keď pokyny Pokynu nemožno kombinovať s technologickými vlastnosťami chráneného objektu. V tomto prípade sa použité prostriedky a spôsoby ochrany pred bleskom vyberajú na základe podmienky zabezpečenia požadovanej spoľahlivosti.

Pri vývoji projektov budov, stavieb a priemyselných komunikácií sa okrem požiadaviek Pokynu zohľadňujú aj ďalšie požiadavky na implementáciu ochrany pred bleskom iných platných noriem, pravidiel, pokynov, štátnych noriem.

Pri normalizácii ochrany pred bleskom sa predpokladá, že žiadne z jej zariadení nemôže zabrániť rozvoju blesku.

Aplikácia normy pri výbere ochrany pred bleskom výrazne znižuje riziko poškodenia úderom blesku.

Typ a umiestnenie zariadení na ochranu pred bleskom sa vyberá v štádiu projektovania nového zariadenia, aby bolo možné maximálne využiť jeho vodivé prvky. To uľahčí vývoj a implementáciu zariadení na ochranu pred bleskom v kombinácii so samotnou budovou, zlepší jej estetický vzhľad, zvýši účinnosť ochrany pred bleskom, minimalizuje jej cenu a mzdové náklady.

2. VŠEOBECNÉ USTANOVENIA

2.1. Pojmy a definície

Úder blesku do zeme je elektrický výboj atmosférického pôvodu medzi búrkovým mrakom a zemou, ktorý pozostáva z jedného alebo viacerých prúdových impulzov.

Bod úderu - bod, v ktorom sa blesk dotkne zeme, budovy alebo zariadenia na ochranu pred bleskom. Úder blesku môže mať viacero životných bodov.

Chránený objekt - budova alebo stavba, ich časť alebo priestor, pre ktorý bola vykonaná ochrana pred bleskom, ktorá spĺňa požiadavky tejto normy.

Zariadenie na ochranu pred bleskom - systém, ktorý umožňuje chrániť budovu alebo stavbu pred účinkami blesku. Zahŕňa externé a interné zariadenia. V osobitných prípadoch môže ochrana pred bleskom obsahovať iba vonkajšie alebo iba vnútorné zariadenia.

Ochranné zariadenia proti priamemu úderu blesku (bleskozvody) - komplex pozostávajúci z bleskozvodov, zvodov a zemných elektród.

Sekundárne zariadenia na ochranu pred bleskom sú zariadenia, ktoré obmedzujú účinky elektrických a magnetických polí blesku.

Zariadenia na vyrovnávanie potenciálov - prvky ochranných zariadení, ktoré obmedzujú potenciálny rozdiel v dôsledku šírenia bleskového prúdu.

Bleskozvod - časť bleskozvodu, určená na zachytávanie bleskov.

Zvod (zostup) - časť bleskozvodu, určená na odvedenie bleskového prúdu z bleskozvodu do uzemňovacej elektródy.

Uzemňovacie zariadenie - kombinácia uzemňovacích a uzemňovacích vodičov.

Uzemňovací vodič - vodivá časť alebo súbor vzájomne prepojených vodivých častí, ktoré sú v elektrickom kontakte so zemou priamo alebo prostredníctvom vodivého média.

Uzemňovacia slučka - uzemňovací vodič vo forme uzavretej slučky okolo budovy v zemi alebo na jej povrchu.

Odpor uzemňovacieho zariadenia je pomer napätia na uzemňovacom zariadení k prúdu tečúceho z uzemňovacieho vodiča do zeme.

Napätie na uzemňovacom zariadení je napätie, ktoré nastane, keď prúd odtečie z uzemňovacej elektródy do zeme medzi bodom vstupu prúdu do uzemňovacej elektródy a zónou nulového potenciálu.

Prepojená kovová výstuž - výstuž železobetónových konštrukcií budovy (konštrukcie), ktorá zabezpečuje elektrickú kontinuitu.

Nebezpečné iskrenie - neprípustný elektrický výboj vo vnútri chráneného objektu, spôsobený úderom blesku.

Bezpečná vzdialenosť - minimálna vzdialenosť medzi dvoma vodivými prvkami mimo alebo vnútri chráneného objektu, pri ktorej medzi nimi nemôže dôjsť k nebezpečnému iskreniu.

Prepäťová ochrana - zariadenie určené na obmedzenie prepätia medzi prvkami chráneného objektu (napríklad zvodič prepätia, nelineárny zvodič prepätia alebo iné ochranné zariadenie).

Samostatný bleskozvod - bleskozvod, ktorého bleskozvody a zvody sú umiestnené tak, že cesta bleskového prúdu nemá kontakt s chráneným objektom.

Bleskozvod inštalovaný na chránenom objekte - bleskozvod, ktorého bleskozvody a zvody sú umiestnené tak, aby sa časť bleskového prúdu mohla šíriť cez chránený objekt alebo jeho uzemňovaciu elektródu.

Ochranné pásmo bleskozvodu je priestor v blízkosti bleskozvodu danej geometrie, vyznačujúci sa tým, že pravdepodobnosť úderu blesku do objektu, ktorý sa nachádza úplne v jeho objeme, nepresahuje danú hodnotu.

Prípustná pravdepodobnosť prieniku blesku - maximálna prípustná pravdepodobnosť P zásahu blesku do objektu chráneného bleskozvodmi.

Spoľahlivosť ochrany je definovaná ako 1 - R.

Priemyselné komunikácie - silové a informačné káble, vodivé potrubia, nevodivé potrubia s vnútorným vodivým médiom.

2.2. Klasifikácia budov a stavieb podľa zariadenia na ochranu pred bleskom

Klasifikácia objektov je určená nebezpečenstvom úderu blesku pre samotný objekt a jeho prostredie.

Priamymi nebezpečnými účinkami blesku sú požiare, mechanické poškodenia, zranenia osôb a zvierat, ako aj poškodenie elektrických a elektronických zariadení. Následkami úderu blesku môžu byť výbuchy a únik nebezpečných produktov – rádioaktívnych a toxických chemikálií, ale aj baktérií a vírusov.

Úder blesku môže byť nebezpečný najmä pre informačné systémy, riadiace systémy, riadenie a napájanie. Pre elektronické zariadenia inštalované v objektoch na rôzne účely je potrebná špeciálna ochrana.

Uvažované objekty možno rozdeliť na bežné a špeciálne.

Bežné objekty - obytné a administratívne budovy, ako aj budovy a stavby vysoké maximálne 60 m, určené na obchod, priemyselnú výrobu, poľnohospodárstvo.

Špeciálne predmety:
predmety, ktoré predstavujú nebezpečenstvo pre bezprostredné okolie;
predmety, ktoré predstavujú nebezpečenstvo pre sociálne a fyzické prostredie (predmety, ktoré pri zásahu bleskom môžu spôsobiť škodlivé biologické, chemické a rádioaktívne emisie);
iné objekty, pre ktoré možno zabezpečiť osobitnú ochranu pred bleskom, napríklad budovy s výškou nad 60 m, ihriská, dočasné stavby, rozostavané objekty.

V tabuľke. 2.1 uvádza príklady rozdelenia predmetov do štyroch tried.

Tabuľka 2.1

Príklady klasifikácie objektov

Pri výstavbe a rekonštrukcii pre každú triedu zariadení je potrebné určiť potrebné úrovne spoľahlivosti ochrany pred priamym úderom blesku (DSL). Napríklad pre bežné objekty možno navrhnúť štyri úrovne spoľahlivosti ochrany uvedené v tabuľke. 2.2.

Tabuľka 2.2

Úrovne ochrany proti PIP pre bežné objekty

Pre špeciálne objekty je po dohode s orgánmi štátnej kontroly stanovená minimálna akceptovateľná miera spoľahlivosti ochrany pred PIP v rozmedzí 0,9-0,999 v závislosti od miery jeho spoločenskej významnosti a závažnosti očakávaných následkov od PIP.

Na žiadosť zákazníka môže projekt zahŕňať úroveň spoľahlivosti, ktorá presahuje maximálnu povolenú hodnotu.

2.3. Parametre bleskového prúdu

Parametre bleskových prúdov sú potrebné na výpočet mechanických a tepelných účinkov, ako aj na štandardizáciu prostriedkov ochrany pred elektromagnetickými účinkami.

2.3.1. Klasifikácia účinkov bleskových prúdov

Pre každý stupeň ochrany pred bleskom sa musia určiť maximálne prípustné parametre bleskového prúdu. Údaje uvedené v norme sa vzťahujú na blesky po prúde a proti prúdu.

Pomer polarity výbojov blesku závisí od geografickej polohy oblasti. Pri absencii miestnych údajov sa predpokladá, že tento pomer je 10 % pre výboje s kladnými prúdmi a 90 % pre výboje so zápornými prúdmi.

Mechanické a tepelné účinky blesku sú spôsobené špičkovou hodnotou prúdu I, celkovým nábojom Q total, nábojom v impulze Q imp a špecifickou energiou W/R. Najvyššie hodnoty týchto parametrov sa pozorujú pri kladných výbojoch.

Škody spôsobené indukovanými prepätiami sú spôsobené strmosťou čela bleskového prúdu. Sklon je hodnotený v rámci úrovní 30 % a 90 % najvyššej aktuálnej hodnoty. Najvyššia hodnota tohto parametra sa pozoruje v nasledujúcich impulzoch negatívnych výbojov.

2.3.2. Parametre bleskových prúdov navrhnuté pre štandardizáciu prostriedkov ochrany pred priamym úderom blesku

Hodnoty vypočítaných parametrov pre parametre uvedené v tabuľke. 2.2 bezpečnostné úrovne (s pomerom 10% až 90% medzi podielmi pozitívnych a negatívnych výbojov) sú uvedené v tabuľke. 2.3.

Tabuľka 2.3

Zhoda parametrov bleskového prúdu a úrovní ochrany

2.3.3. Hustota úderov blesku do zeme

Hustota úderov blesku do zeme vyjadrená počtom úderov na 1 km 2 zemského povrchu za rok sa zisťuje podľa meteorologických pozorovaní v mieste zariadenia.

Ak nie je známa hustota úderu blesku do zeme N g, možno ju vypočítať pomocou tohto vzorca 1/(km 2 rok):

, (2.1)

kde T d je priemerné trvanie búrok v hodinách, určené z regionálnych máp intenzity búrkovej činnosti.

2.3.4. Parametre bleskových prúdov navrhnuté pre štandardizáciu prostriedkov ochrany pred elektromagnetickými účinkami blesku

Okrem mechanických a tepelných účinkov bleskový prúd vytvára silné impulzy elektromagnetického žiarenia, ktoré môže spôsobiť poškodenie systémov vrátane komunikačných, riadiacich, automatizačných zariadení, výpočtových a informačných zariadení atď. Tieto zložité a drahé systémy sa používajú v mnohých priemyselných odvetviach a napr. podniky. Ich poškodenie v dôsledku úderu blesku je vysoko nežiaduce z bezpečnostných, ako aj ekonomických dôvodov.

Úder blesku môže obsahovať buď jeden prúdový impulz, alebo pozostávať zo sekvencie impulzov oddelených časovými intervalmi, počas ktorých tečie slabý následný prúd. Parametre prúdového impulzu prvej zložky sa výrazne líšia od charakteristík impulzov nasledujúcich zložiek. Nižšie sú uvedené údaje charakterizujúce vypočítané parametre prúdových impulzov prvého a nasledujúcich impulzov (tabuľky 2.4 a 2.5), ako aj dlhodobého prúdu (tabuľka 2.6) v pauzách medzi impulzmi pre bežné objekty na rôznych úrovniach ochrany.

Tabuľka 2.4

Parametre prvého impulzu bleskového prúdu

________________
* Keďže významná časť celkového náboja Qsum pripadá na prvý impulz, predpokladá sa, že celkový náboj všetkých krátkych impulzov sa rovná danej hodnote.
** Keďže významná časť celkovej mernej energie W/R sa vyskytuje v prvom impulze, predpokladá sa, že celkový náboj všetkých krátkych impulzov sa rovná danej hodnote.

Tabuľka 2.5

Parametre následného impulzu bleskového prúdu

Tabuľka 2.6

Parametre dlhodobého bleskového prúdu v intervale medzi impulzmi

______________
* Q dl - náboj v dôsledku dlhodobého toku prúdu v období medzi dvoma impulzmi bleskového prúdu.

Priemerný prúd je približne rovný Q dl /T.

Tvar prúdových impulzov je určený nasledujúcim výrazom:

kde I je maximálny prúd;
h - koeficient korigujúci hodnotu maximálneho prúdu;
t - čas;
τ 1 - časová konštanta pre prednú stranu;
τ 2 je časová konštanta rozpadu.

Hodnoty parametrov zahrnutých vo vzorci (2.2), ktorý popisuje zmenu bleskového prúdu v čase, sú uvedené v tabuľke. 2.7.

Tabuľka 2.7

Hodnoty parametrov na výpočet tvaru impulzu bleskového prúdu

Dlhý impulz možno považovať za obdĺžnikový s priemerným prúdom I a trvaním T zodpovedajúcim údajom v tabuľke. 2.6.

3. OCHRANA PRED PRIAMYM BLESKOM

3.1. Komplex prostriedkov ochrany pred bleskom

Súčasťou komplexu zariadení na ochranu pred bleskom budov alebo stavieb sú ochranné zariadenia proti priamemu úderu blesku (externý systém ochrany pred bleskom - MZS) a zariadenia na ochranu pred sekundárnymi účinkami blesku (interné LZS). V osobitných prípadoch môže ochrana pred bleskom obsahovať iba vonkajšie alebo iba vnútorné zariadenia. Vo všeobecnosti časť bleskových prúdov preteká cez prvky vnútornej ochrany pred bleskom.

Vonkajšie LLM môžu byť izolované od konštrukcie (samostatne stojace bleskozvody alebo káble, ako aj susedné konštrukcie, ktoré fungujú ako prirodzené bleskozvody) alebo môžu byť inštalované na chránenú konštrukciu a dokonca byť jej súčasťou.

Vnútorné zariadenia na ochranu pred bleskom sú určené na obmedzenie elektromagnetických účinkov bleskového prúdu a zabránenie vzniku iskier vo vnútri chráneného objektu.

Bleskové prúdy dopadajúce do bleskozvodov sa sústavou zvodov (zostupov) zvádzajú do uzemňovacieho vodiča a šíria sa v zemi.

3.2. Vonkajší systém ochrany pred bleskom

Vonkajšie MLT vo všeobecnosti pozostávajú z bleskozvodov, zvodov a uzemňovacích elektród. V prípade špeciálnej výroby ich materiál a prierezy musia spĺňať požiadavky tabuľky. 3.1.

Tabuľka 3.1

Materiál a minimálne prierezy prvkov vonkajšieho ISM

Poznámka. Uvedené hodnoty sa môžu zvýšiť v závislosti od zvýšenej korózie alebo mechanických vplyvov.

3.2.1. Bleskozvody

3.2.1.1. Všeobecné úvahy

Bleskozvody môžu byť špeciálne inštalované, a to aj na objekte, alebo ich funkcie plnia konštrukčné prvky chráneného objektu; v druhom prípade sa nazývajú prirodzené bleskozvody.

Bleskozvody môžu pozostávať z ľubovoľnej kombinácie nasledujúcich prvkov: tyče, natiahnuté drôty (káble), sieťové vodiče (mriežky).

3.2.1.2. Prirodzené bleskozvody

Nasledujúce konštrukčné prvky budov a stavieb možno považovať za prirodzené bleskozvody:

a) plechové strechy chránených objektov, ak:
elektrická kontinuita medzi rôznymi časťami je zabezpečená na dlhú dobu;
hrúbka strešného kovu nie je menšia ako hodnota t uvedená v tabuľke. 3.2 ak je potrebné chrániť strechu pred poškodením alebo spálením;
hrúbka strešného plechu je minimálne 0,5 mm, ak nie je potrebné chrániť ho pred poškodením a pod strechou nehrozí vznietenie horľavých materiálov;
strecha nie je izolovaná. Za izoláciu sa v tomto prípade nepovažuje malá vrstva antikorózneho náteru alebo vrstva 0,5mm asfaltového náteru, prípadne vrstva 1mm plastového náteru;
nekovové nátery na alebo pod kovovou strechou nepresahujú chránený predmet;
b) kovové strešné konštrukcie (krovy, prepojená oceľová výstuž);
c) kovové prvky, ako sú odtokové potrubia, dekorácie, ploty pozdĺž okraja strechy atď., ak ich prierez nie je menší ako hodnoty predpísané pre bežné bleskozvody;
d) technologické kovové rúry a nádrže, ak sú vyrobené z kovu s hrúbkou najmenej 2,5 mm a preniknutie alebo prepálenie tohto kovu nepovedie k nebezpečným alebo neprijateľným následkom;
e) kovové rúry a nádrže, ak sú vyrobené z kovu s hrúbkou najmenej t uvedenej v tabuľke. 3.2, a ak zvýšenie teploty na vnútornej strane objektu v mieste úderu blesku nepredstavuje nebezpečenstvo.

Tabuľka 3.2

Hrúbka strechy, potrubia alebo telesa nádrže, pôsobiace ako prirodzený bleskozvod

3.2.2. Dolné vodiče

3.2.2.1. Všeobecné úvahy

Aby sa znížila pravdepodobnosť nebezpečného iskrenia, zvodiče by mali byť umiestnené tak, aby medzi miestom zničenia a zemou:

a) prúd sa šíri pozdĺž niekoľkých paralelných dráh;
b) dĺžka týchto ciest bola obmedzená na minimum.

3.2.2.2. Umiestnenie zvodov v zariadeniach na ochranu pred bleskom izolovaných od chráneného objektu

Ak sa bleskozvod skladá z tyčí inštalovaných na samostatných podperách (alebo jednej podpere), musí byť pre každú podperu zabezpečený aspoň jeden zvod.

Ak sa bleskozvod skladá zo samostatných vodorovných drôtov (káblov) alebo jedného drôtu (kábla), je potrebný aspoň jeden zvod pre každý koniec kábla.

Ak je bleskozvod mrežová konštrukcia zavesená nad chráneným objektom, je potrebný aspoň jeden zvod pre každú jeho podperu. Celkový počet spodných vodičov musí byť aspoň dva.

3.2.2.3. Umiestnenie zvodov pre neizolované zariadenia na ochranu pred bleskom

Dolné vodiče sú umiestnené pozdĺž obvodu chráneného objektu tak, aby priemerná vzdialenosť medzi nimi nebola menšia ako hodnoty uvedené v tabuľke. 3.3.

Zvody sú spojené vodorovnými pásmi blízko povrchu zeme a každých 20 m pozdĺž výšky budovy.

Tabuľka 3.3

Priemerné vzdialenosti medzi spodnými vodičmi v závislosti od úrovne ochrany

3.2.2.4. Pokyny na umiestnenie spodných vodičov

Je žiaduce, aby spodné vodiče boli rovnomerne umiestnené pozdĺž obvodu chráneného objektu. Ak je to možné, kladú sa v blízkosti rohov budov.

Zvody neizolované od chráneného objektu sa ukladajú nasledovne:

ak je stena vyrobená z nehorľavého materiálu, zvody môžu byť pripevnené na povrch steny alebo prechádzať cez stenu;
ak je stena vyrobená z horľavého materiálu, môžu byť zvody pripevnené priamo na povrch steny, takže zvýšenie teploty pri toku bleskového prúdu nepredstavuje nebezpečenstvo pre materiál steny;
ak je stena z horľavého materiálu a je pre ňu nebezpečné zvýšenie teploty zvodov, musia byť zvody umiestnené tak, aby vzdialenosť medzi nimi a chráneným objektom bola vždy väčšia ako 0,1 m. na upevnenie spodných vodičov môžu byť v kontakte so stenou.

Zvodiče by nemali byť uložené v zvodoch. Odporúča sa umiestniť zvody v maximálnej možnej vzdialenosti od dverí a okien.

Dolné vodiče sú uložené v priamych a zvislých líniách tak, aby cesta k zemi bola čo najkratšia. Ukladanie vodičov vo forme slučiek sa neodporúča.

3.2.2.5. Prirodzené prvky spodných vodičov

Nasledujúce konštrukčné prvky budov možno považovať za prirodzené zvody:

a) kovové konštrukcie za predpokladu, že:
elektrická kontinuita medzi rôznymi prvkami je trvalá a spĺňa požiadavky ustanovenia 3.2.4.2;
nemajú menšie rozmery, ako sú požadované pre špeciálne upravené zvody. Kovové konštrukcie môžu mať izolačný povlak;
b) kovový rám budovy alebo stavby;
c) prepojená oceľová výstuž budovy alebo konštrukcie;
d) časti fasády, profilované prvky a nosné kovové konštrukcie fasády, ak ich rozmery zodpovedajú smerniciam pre zvody a ich hrúbka je minimálne 0,5 mm.

Kovová výstuž železobetónových konštrukcií sa považuje za elektrickú kontinuitu, ak spĺňa tieto podmienky:

približne 50% spojení vertikálnych a horizontálnych tyčí je vyrobených zváraním alebo má pevné spojenie (skrutkovanie, pletenie drôtom);
elektrická kontinuita je zabezpečená medzi oceľovou výstužou rôznych prefabrikovaných betónových blokov a výstužou betónových blokov pripravených na mieste.

Vodorovné pásy nie je potrebné klásť, ak sa ako zvody použijú kovové rámy budovy alebo oceľová výstuž zo železobetónu.

3.2.3. Uzemňovače

3.2.3.1. Všeobecné úvahy

Vo všetkých prípadoch, s výnimkou použitia samostatného bleskozvodu, by mala byť uzemňovacia elektróda ochrany pred bleskom kombinovaná s uzemňovacími elektródami elektrických inštalácií a komunikačných zariadení. Ak musia byť tieto uzemňovače z akýchkoľvek technologických dôvodov oddelené, mali by byť spojené do spoločného systému pomocou systému vyrovnávania potenciálu.

3.2.3.2. Špeciálne uložené uzemňovacie elektródy

Odporúča sa použiť nasledujúce typy uzemňovacích vodičov: jeden alebo viac okruhov, vertikálne (alebo šikmé) elektródy, radiálne sa rozbiehajúce elektródy alebo uzemňovacia slučka uložená na dne jamy, uzemňovacie mriežky.

Hlboko uložené zemné elektródy sa ukážu ako účinné, ak sa rezistivita pôdy s hĺbkou znižuje a vo veľkej hĺbke je výrazne menšia ako na úrovni obvyklého umiestnenia.

Uzemňovací vodič vo forme vonkajšieho obrysu je výhodne položený v hĺbke najmenej 0,5 m od povrchu zeme a vo vzdialenosti najmenej 1 m od stien. Uzemňovacie elektródy musia byť umiestnené v hĺbke najmenej 0,5 m mimo chráneného objektu a musia byť rozmiestnené čo najrovnomernejšie; v tomto prípade sa treba snažiť minimalizovať ich vzájomné tienenie.

Hĺbka uloženia a typ uzemňovacích elektród sa volí z podmienky zabezpečenia minimálnej korózie, ako aj čo najmenšej sezónnej odchýlky odporu uzemnenia v dôsledku vysychania a premŕzania pôdy.

3.2.3.3. Prírodné uzemňovacie elektródy

Ako uzemňovacie elektródy možno použiť prepojenú železobetónovú výstuž alebo iné podzemné kovové konštrukcie, ktoré spĺňajú požiadavky ustanovenia 3.2.2.5. Ak sa ako uzemňovacie elektródy používa železobetónová výstuž, sú na miesta jej spojov kladené zvýšené požiadavky, aby sa vylúčila mechanická deštrukcia betónu. Ak sa použije predpätý betón, treba zvážiť možné dôsledky prechodu bleskového prúdu, ktorý môže spôsobiť neprijateľné mechanické zaťaženie.

3.2.4. Upevnenie a spojenie prvkov vonkajšieho LSM

3.2.4.1. Zapínanie

Bleskozvody a zvody sú pevne upevnené tak, aby sa vylúčilo akékoľvek pretrhnutie alebo uvoľnenie upevnenia zvodov pôsobením elektrodynamických síl alebo náhodných mechanických vplyvov (napríklad nárazom vetra alebo padajúcou snehovou vrstvou).

3.2.4.2. Spojenia

Počet pripojení vodičov je znížený na minimum. Spoje sa vykonávajú zváraním, spájkovaním, zasunutím do upínacieho oka alebo skrutkovým upevnením.

3.3. Výber bleskozvodov

3.3.1. Všeobecné úvahy

Výber typu a výšky bleskozvodu sa vykonáva na základe hodnôt požadovanej spoľahlivosti R z. Objekt sa považuje za chránený, ak súhrn všetkých jeho bleskozvodov poskytuje spoľahlivosť ochrany najmenej R s.

Vo všetkých prípadoch je systém ochrany pred priamym úderom blesku zvolený tak, aby boli maximálne využité prirodzené bleskozvody a ak je nimi zabezpečená ochrana nedostatočná, v kombinácii so špeciálne inštalovanými bleskozvodmi.

Vo všeobecnosti by sa výber bleskozvodov mal vykonávať pomocou vhodných počítačových programov, ktoré dokážu vypočítať ochranné pásma alebo pravdepodobnosť prieniku blesku do objektu (skupiny objektov) akejkoľvek konfigurácie s ľubovoľným umiestnením takmer ľubovoľného počtu bleskozvodov. rôznych typov.

Pri zachovaní paribusu možno výšku bleskozvodov znížiť, ak sa namiesto tyčových konštrukcií použijú káblové konštrukcie, najmä ak sú zavesené po vonkajšom obvode objektu.

Ak je ochrana objektu zabezpečená najjednoduchšími bleskozvodmi (jednozvodový, jednoduchý kábel, dvojtyč, dvojitý kábel, uzavretý kábel), možno rozmery bleskozvodov určiť pomocou ochranných pásiem uvedených v tejto norme.

V prípade návrhu ochrany pred bleskom pre konvenčný objekt je možné určiť ochranné pásma ochranným uhlom alebo metódou rolovacej gule podľa normy Medzinárodnej elektrotechnickej komisie (IEC 1024), za predpokladu, že sú dodržané výpočtové požiadavky Medzinárodnej Elektrotechnická komisia sa ukazuje byť prísnejšia ako požiadavky tohto Pokynu.

3.3.2. Typické ochranné pásma tyčových a drôtových bleskozvodov

3.3.2.1. Ochranné zóny jednotyčového bleskozvodu

Štandardná ochranná zóna jednotyčového bleskozvodu s výškou h je kruhový kužeľ s výškou h 0

Nižšie uvedené výpočtové vzorce (tabuľka 3.4) sú vhodné pre bleskozvody s výškou do 150 m. Pre vyššie bleskozvody treba použiť špeciálnu metódu výpočtu.

Ryža. 3.1. Ochranná zóna jednotyčového bleskozvodu

Pre ochranné pásmo požadovanej spoľahlivosti (obr. 3.1) je polomer vodorovného rezu r x vo výške h x určený vzorcom:

(3.1)

Tabuľka 3.4

Výpočet ochranného pásma jednoprútového bleskozvodu

3.3.2.2. Ochranné pásma jednodrôtového bleskozvodu

Štandardné ochranné pásma jednodrôtového bleskozvodu s výškou h sú ohraničené symetrickými štítovými plochami, ktoré tvoria vo zvislom reze rovnoramenný trojuholník s vrcholom vo výške h 0

Výpočtové vzorce uvedené nižšie (tabuľka 3.5) sú vhodné pre bleskozvody s výškou do 150 m. Pre vyššie výšky je potrebné použiť špeciálny softvér. Tu a nižšie h je minimálna výška kábla nad úrovňou zeme (vrátane priehybu).

Ryža. 3.2. Ochranná zóna jednodrôtového bleskozvodu:
L - vzdialenosť medzi závesnými bodmi káblov

Polovičná šírka r x ochranného pásma požadovanej spoľahlivosti (obr. 3.2) vo výške h x od zemského povrchu je určená výrazom:

V prípade potreby rozšírenia chráneného objemu možno na konce ochranného pásma samotného drôteného bleskozvodu pridať ochranné pásma ložiskových podpier, ktoré sa vypočítajú podľa vzorcov jednotyčových bleskozvodov uvedených v tabuľke. 3.4. V prípade veľkých priehybov káblov, napríklad pri nadzemných elektrických vedeniach, sa odporúča vypočítať predpokladanú pravdepodobnosť prerazenia bleskom pomocou softvérových metód, pretože vybudovanie ochranných zón podľa minimálnej výšky kábla v rozpätí môže viesť k neopodstatneným náklady.

Tabuľka 3.5

Výpočet ochranného pásma jednodrôtového bleskozvodu

3.3.2.3. Ochranné zóny dvojitého bleskozvodu

Bleskozvod sa považuje za dvojitý, keď vzdialenosť medzi tyčovými bleskozvodmi L nepresahuje hraničnú hodnotu L max. V opačnom prípade sa oba bleskozvody považujú za samostatné.

Konfigurácia zvislých a vodorovných rezov štandardných ochranných pásiem dvojtyčového bleskozvodu (výška h a vzdialenosť L medzi bleskozvodmi) je znázornená na obr. 3.3. Konštrukcia vonkajších oblastí zón dvojitého bleskozvodu (polkužeľov s rozmermi h 0, r 0) sa vykonáva podľa vzorcov tabuľky. 3.4 pre jednotyčové bleskozvody. Rozmery vnútorných plôch sú určené parametrami h 0 a h c , z ktorých prvý nastavuje maximálnu výšku zóny priamo na bleskozvodoch a druhý - minimálna výška zóny v strede medzi bleskozvodmi. . Pri vzdialenosti medzi bleskozvodmi L ≤ L c nemá hranica zóny priehyb (h c = h 0). Pre vzdialenosti L c ≤ L ≥ L max je výška h c určená výrazom

(3.3)

Obmedzujúce vzdialenosti L max a L c v ňom zahrnuté sú vypočítané podľa empirických vzorcov v tabuľke. 3.6, vhodné pre bleskozvody vysoké do 150 m. Pre vyššie výšky bleskozvodu treba použiť špeciálny softvér.

Rozmery vodorovných úsekov zóny sa vypočítajú podľa nasledujúcich vzorcov, spoločných pre všetky úrovne spoľahlivosti ochrany:

Ryža. 3.3. Ochranná zóna dvojtyčového bleskozvodu

Tabuľka 3.6

Výpočet parametrov ochranného pásma dvojtyčového bleskozvodu

3.3.2.4. Ochranné pásma dvojdrôtového bleskozvodu

Bleskozvod sa považuje za dvojitý, keď vzdialenosť medzi káblami L nepresahuje hraničnú hodnotu L max. V opačnom prípade sa oba bleskozvody považujú za samostatné.

Konfigurácia zvislých a vodorovných rezov štandardných ochranných pásiem dvojdrôtového bleskozvodu (výška h a vzdialenosť medzi vodičmi L) je znázornená na obr. 3.4. Konštrukcia vonkajších oblastí zón (dve prepadové plochy s rozmermi h 0, r 0) sa vykonáva podľa vzorcov uvedených v tabuľke. 3,5 pre jednodrôtové bleskozvody.

Ryža. 3.4. Ochranná zóna dvojdrôtového bleskozvodu

Rozmery vnútorných oblastí sú určené parametrami h 0 a h c , z ktorých prvý nastavuje maximálnu výšku zóny priamo pri kábloch a druhý - minimálnu výšku zóny v strede medzi káblami. Pri vzdialenosti medzi káblami L≤L c nemá hranica zóny žiadny priehyb (h c = h 0). Pre vzdialenosti L c L≤L max výška h c je určená výrazom

(3.7)

Obmedzujúce vzdialenosti Lmax a Lc v ňom zahrnuté sú vypočítané podľa empirických vzorcov v tabuľke. 3.7, vhodné pre káble s výškou zavesenia do 150 m. Pri vyššej výške bleskozvodov treba použiť špeciálny softvér.

Dĺžka vodorovného úseku ochranného pásma vo výške h x je určená vzorcami:

l x \u003d L / 2 pre h c ≥ h x;

(3.8)

Na rozšírenie chráneného objemu možno na zónu dvojdrôtového bleskozvodu, ktorá je vybudovaná ako zóna dvojdrôtového bleskozvodu, vložiť zónu ochrany podpier nesúcich káble, ak je vzdialenosť L medzi podperami menej ako L max vypočítané podľa vzorcov v tabuľke. 3.6. V opačnom prípade by sa podpery mali považovať za samostatné bleskozvody.

Ak káble nie sú rovnobežné alebo majú rôznu výšku, prípadne sa ich výška mení pozdĺž dĺžky rozpätia, na posúdenie spoľahlivosti ich ochrany by sa mal použiť špeciálny softvér. Odporúča sa tiež postupovať s veľkými priehybmi kábla v rozpätí, aby sa predišlo nadmerným bezpečnostným rezervám.

Tabuľka 3.7

Výpočet parametrov ochranného pásma dvojdrôtového bleskozvodu

3.3.2.5 Ochranné pásma uzavretého drôtového bleskozvodu

Výpočtové vzorce bodu 3.3.2.5 možno použiť na určenie výšky zavesenia uzavretého drôtového bleskozvodu, určeného na ochranu objektov s požadovanou spoľahlivosťou s výškou h 0

Ryža. 3.5. Ochranné pásmo uzavretého drôteného bleskozvodu

Na výpočet h sa používa výraz:

h = A + Bho, (3.9)

v ktorom sú konštanty A a B určené v závislosti od úrovne spoľahlivosti ochrany podľa nasledujúcich vzorcov:

a) spoľahlivosť ochrany Р s = 0,99

b) spoľahlivosť ochrany Р s = 0,999

Vypočítané pomery sú platné, keď D > 5 m. Prevádzka s menšími horizontálnymi posunmi kábla sa neodporúča z dôvodu vysokej pravdepodobnosti spätných bleskov z kábla do chráneného objektu. Z ekonomických dôvodov sa neodporúčajú uzavreté drôtové bleskozvody, keď je požadovaná spoľahlivosť ochrany menšia ako 0,99.

Ak výška objektu presahuje 30 m, pomocou softvéru sa určí výška uzavretého drôtového bleskozvodu. To isté by sa malo urobiť pre uzavretý obrys zložitého tvaru.

Po výbere výšky bleskozvodov podľa ich ochranných pásiem sa odporúča skontrolovať skutočnú pravdepodobnosť prielomu počítačovými prostriedkami a v prípade veľkej bezpečnostnej rezervy vykonať úpravu nastavením nižšej výšky bleskozvodov. .

Nižšie sú uvedené pravidlá určovania ochranných pásiem pre objekty s výškou do 60 m stanovené v norme IEC (IEC 1024-1-1). Pri projektovaní je možné zvoliť akýkoľvek spôsob ochrany, prax však ukazuje uskutočniteľnosť použitia jednotlivých spôsobov v nasledujúcich prípadoch:

metóda ochranného uhla sa používa pre konštrukcie, ktoré sú jednoduchého tvaru alebo pre malé časti veľkých konštrukcií;
metóda fiktívnej gule je vhodná pre konštrukcie zložitého tvaru;
vo všeobecnom prípade a najmä na ochranu povrchov sa odporúča použiť ochrannú sieťku.

V tabuľke. 3.8 pre úrovne ochrany I - IV sú uvedené hodnoty uhlov v hornej časti ochrannej zóny, polomery fiktívnej gule, ako aj maximálny povolený krok buniek mriežky.

Tabuľka 3.8

Parametre pre výpočet bleskozvodu podľa odporúčaní IEC

_______________
* V týchto prípadoch sú použiteľné iba mriežky alebo fiktívne gule.

Tyčové bleskozvody, stožiare a káble sú umiestnené tak, aby všetky časti konštrukcie boli v ochrannej zóne vytvorenej pod uhlom a do vertikály. Ochranný uhol sa volí podľa tabuľky. 3.8, kde h je výška bleskozvodu nad povrchom, ktorý sa má chrániť.

Metóda ochranného rohu sa nepoužije, ak h je väčšie ako polomer fiktívnej gule definovanej v tabuľke 1. 3.8 pre príslušnú úroveň ochrany.

Metóda fiktívnej gule sa používa na určenie ochranného pásma pre časť alebo plochy stavby, ak podľa tab. 3.4 je vylúčené vymedzenie ochranného pásma ochranným uhlom. Predmet sa považuje za chránený, ak fiktívna guľa, ktorá sa dotýka povrchu bleskozvodu a roviny, na ktorej je inštalovaná, nemá s chráneným predmetom spoločné body.

Sieťka chráni povrch, ak sú splnené nasledujúce podmienky:

sieťové vodiče prebiehajú pozdĺž okraja strechy, ak strecha presahuje celkové rozmery budovy;
sieťový vodič vedie pozdĺž hrebeňa strechy, ak sklon strechy presahuje 1/10;
bočné plochy konštrukcie na úrovniach vyšších ako je polomer fiktívnej gule (pozri tabuľku 3.8) sú chránené bleskozvodmi alebo pletivom;
rozmery bunky mriežky nie sú väčšie ako rozmery uvedené v tabuľke. 3,8;
sieťka je vyrobená tak, že bleskový prúd má vždy aspoň dve rôzne cesty k uzemňovacej elektróde;
žiadne kovové časti by nemali vyčnievať za vonkajšie obrysy pletiva.

Sieťové vodiče by mali byť položené čo najkratšie.

3.3.4. Ochrana elektrických kovových káblových prenosových vedení diaľkových a intrazonálnych komunikačných sietí

3.3.4.1. Ochrana novo navrhnutých káblových vedení

Na novonavrhovaných a rekonštruovaných káblových vedeniach hlavných a vnútrozónových komunikačných sietí 1 by sa mali bezpodmienečne zabezpečiť ochranné opatrenia v tých úsekoch, kde pravdepodobná hustota poškodenia (pravdepodobný počet nebezpečných úderov blesku) presahuje prípustnú hodnotu uvedenú v tabuľke. 3.9.

___________________
1 Chrbticové siete - siete na prenos informácií na veľké vzdialenosti; intrazonálne siete - siete na prenos informácií medzi krajskými a okresnými centrami.

Tabuľka 3.9

Prípustný počet nebezpečných úderov blesku na 100 km trate za rok pre elektrické komunikačné káble

3.3.4.2. Ochrana nových vedení položených v blízkosti existujúcich

Ak je navrhované káblové vedenie uložené v blízkosti existujúceho káblového vedenia a je známy skutočný počet jeho poškodení počas jeho prevádzky po dobu najmenej 10 rokov, potom pri navrhovaní ochrany kábla proti úderu blesku sa použije norma pre prípustnú hustota poškodenia by mala zohľadňovať rozdiel medzi skutočným a vypočítaným poškodením existujúceho káblového vedenia.

V tomto prípade sa prípustná hustota poškodenia n 0 navrhnutého káblového vedenia zistí vynásobením prípustnej hustoty z tabuľky. 3.9 o pomere vypočítaného n p a skutočného n f poškodenia existujúceho kábla úderom blesku na 100 km trasy za rok:

.

3.3.4.3. Ochrana existujúcich káblových vedení

Na existujúcich káblových vedeniach sa vykonávajú ochranné opatrenia v oblastiach, kde došlo k zásahu bleskom, pričom dĺžka chráneného úseku je určená terénnymi podmienkami (dĺžka kopca alebo úsek so zvýšeným odporom pôdy a pod.), ale aspoň 100 m sa odoberie na každú stranu zranenia. V týchto prípadoch sa plánuje položenie káblov ochrany pred bleskom do zeme. Ak dôjde k poškodeniu káblového vedenia, ktoré už má ochranu, po odstránení poškodenia sa skontroluje stav zariadenia na ochranu pred bleskom a až potom sa rozhodne o dodatočnej ochrane vo forme položenia káblov alebo výmeny existujúceho kábla. s vyššou odolnosťou voči výbojom blesku. Ochranné práce by sa mali vykonať ihneď po odstránení poškodenia bleskom.

3.3.5. Ochrana optických káblových prenosových vedení diaľkových a intrazonálnych komunikačných sietí

3.3.5.1. Prípustný počet nebezpečných úderov bleskov do optických vedení chrbticových a intrazonálnych komunikačných sietí

Na projektovaných optických káblových prenosových vedeniach chrbticových a intrazonálnych komunikačných sietí sú povinné ochranné opatrenia proti poškodeniu úderom blesku v tých oblastiach, kde pravdepodobný počet nebezpečných úderov blesku (pravdepodobná hustota poškodenia) do káblov presahuje prípustný počet uvedený v tabuľke . 3.10.

Tabuľka 3.10

Prípustný počet nebezpečných úderov blesku na 100 km trate za rok pre optické komunikačné káble

Pri navrhovaní optických káblových prenosových vedení sa počíta s použitím káblov s kategóriou bleskovej odolnosti nie nižšou, ako sú uvedené v tabuľke. 3.11, v závislosti od účelu káblov a podmienok kladenia. V tomto prípade pri kladení káblov na otvorených priestranstvách môžu byť ochranné opatrenia potrebné extrémne zriedkavo, iba v oblastiach s vysokým odporom pôdy a zvýšenou aktivitou blesku.

Tabuľka 3.11

3.3.5.3. Ochrana existujúcich optických káblových vedení

Na existujúcich optických káblových prenosových vedeniach sa vykonávajú ochranné opatrenia v oblastiach, kde došlo k zásahu bleskom, pričom dĺžka chráneného úseku je určená terénnymi podmienkami (dĺžka kopca alebo úsek so zvýšeným odporom pôdy a pod.) , ale musí byť najmenej 100 m v každom smere od miesta poškodenia. V týchto prípadoch je potrebné zabezpečiť položenie ochranných vodičov.

Práce na vybavení ochranných opatrení by sa mali vykonávať ihneď po odstránení poškodenia bleskom.

3.3.6. Ochrana pred úderom blesku elektrických a optických komunikačných káblov uložených na sídlisku

Pri ukladaní káblov v obývanej oblasti okrem prípadu križovania a približovania sa nadzemných vedení s napätím 110 kV a vyšším nie je zabezpečená ochrana pred úderom blesku.

3.3.7. Ochrana káblov položených pozdĺž okraja lesa, v blízkosti samostatných stromov, podpier, stožiarov

Ochrana komunikačných káblov položených pozdĺž okraja lesa, ako aj v blízkosti objektov s výškou nad 6 m (samostatne stojace stromy, podpery komunikačného vedenia, elektrické vedenia, stožiare bleskozvodu atď.) je zabezpečená, ak je vzdialenosť medzi káblom a objektom (alebo jeho podzemnou časťou) menšie ako vzdialenosti uvedené v tabuľke. 3.12 pre rôzne hodnoty zemného odporu.

Tabuľka 3.12

Prípustné vzdialenosti medzi káblom a uzemňovacou slučkou (podperou)

4. OCHRANA PRED SEKUNDÁRNYMI NÁRAZMI BLESKU

4.1. Všeobecné ustanovenia

Časť 4 načrtáva základné princípy ochrany pred sekundárnymi účinkami blesku elektrických a elektronických systémov, berúc do úvahy odporúčania IEC (Norma 61312). Tieto systémy sa používajú v mnohých priemyselných odvetviach, ktoré používajú pomerne zložité a drahé zariadenia. Sú citlivejšie na blesk ako zariadenia predchádzajúcej generácie, preto je potrebné prijať špeciálne opatrenia na ich ochranu pred nebezpečnými účinkami blesku.

Priestor, v ktorom sa nachádzajú elektrické a elektronické systémy, musí byť rozdelený na zóny rôzneho stupňa ochrany. Zóny sa vyznačujú výraznou zmenou elektromagnetických parametrov na hraniciach. Vo všeobecnosti platí, že čím vyššie číslo zóny, tým nižšie hodnoty parametrov elektromagnetických polí, prúdov a napätí v priestore zóny.

Zóna 0 je zóna, v ktorej je každý objekt vystavený priamemu úderu blesku, a preto ním môže pretiecť plný bleskový prúd. V tejto oblasti má elektromagnetické pole maximálnu hodnotu.

Zóna 0 E - zóna, kde predmety nepodliehajú priamemu úderu blesku, ale elektromagnetické pole nie je oslabené a má tiež maximálnu hodnotu.

Zóna 1 - zóna, kde predmety nie sú vystavené priamemu úderu blesku a prúd vo všetkých vodivých prvkoch vo vnútri zóny je menší ako v zóne 0 E; v tejto oblasti môže byť elektromagnetické pole oslabené tienením.

Ostatné zóny sa nastavia, ak je potrebné ďalšie zníženie prúdu a/alebo zoslabenie elektromagnetického poľa; požiadavky na parametre zón sa určujú v súlade s požiadavkami na ochranu rôznych zón objektu.

Všeobecné zásady rozdelenia chráneného priestoru na zóny ochrany pred bleskom sú na obr. 4.1.

Na hraniciach zón treba prijať opatrenia na odtienenie a prepojenie všetkých kovových prvkov a komunikácií prekračujúcich hranicu.

Dve priestorovo oddelené zóny 1 môžu tvoriť spoločnú zónu pomocou tieneného spojenia (obr. 4.2).

Ryža. 4.1. Zóny ochrany pred bleskom:
1 - ZÓNA 0 (vonkajšie prostredie); 2 - ZÓNA 1 (vnútorné elektromagnetické prostredie); 3 - ZÓNA 2; 4 - ZÓNA 2 (situácia vo vnútri skrine); 5 - ZÓNA 3

Ryža. 4.2. Kombinácia dvoch zón

4.3. Tienenie

Tienenie je hlavným spôsobom zníženia elektromagnetického rušenia.

Kovová konštrukcia stavebnej konštrukcie je alebo môže byť použitá ako clona. Takúto konštrukciu zásteny tvorí napríklad oceľová výstuž strechy, stien, podláh budovy, ale aj kovové časti strechy, fasády, oceľové rámy, rošty. Táto tieniaca konštrukcia tvorí elektromagnetické tienenie s otvormi (kvôli oknám, dverám, vetracím otvorom, rozostupom ôk v armatúrach, štrbinám v kovovej fasáde, otvorom pre elektrické vedenie a pod.). Pre zníženie vplyvu elektromagnetických polí sú všetky kovové prvky objektu elektricky spojené a pripojené k systému ochrany pred bleskom (obr. 4.3).

Ak káble prechádzajú medzi susednými objektmi, uzemňovacie elektródy týchto objektov sú spojené, aby sa zvýšil počet paralelných vodičov a vďaka tomu sa znížili prúdy v kábloch. Túto požiadavku dobre spĺňa uzemňovací systém vo forme mriežky. Na zníženie indukovaného hluku môžete použiť:

vonkajšie tienenie;
racionálne kladenie káblových vedení;
tienenie silových a komunikačných vedení.

Všetky tieto činnosti je možné vykonávať súčasne.

Ak sú vo vnútri chráneného priestoru tienené káble, ich tienenia sú na oboch koncoch a na hraniciach zóny pripojené k systému ochrany pred bleskom.

Káble vedúce od jedného objektu k druhému sú po celej dĺžke uložené v kovových rúrach, sieťových boxoch alebo železobetónových boxoch so sieťovými armatúrami. Kovové prvky potrubí, potrubí a káblových tienenia sa pripájajú na určené spoločné objektové prípojnice. Kovové kanály alebo žľaby sa nesmú používať, ak sú tienenia káblov schopné odolať očakávanému bleskovému prúdu.

Ryža. 4.3. Kombinácia kovových prvkov objektu na zníženie vplyvu elektromagnetických polí:

1 - zváranie na priesečníkoch drôtov; 2 - masívna priebežná zárubňa; 3 - zváranie na každej tyči

4.4. Spojenia

Spojenia kovových prvkov sú potrebné na zníženie potenciálneho rozdielu medzi nimi vo vnútri chráneného objektu. Na hraniciach zón sa realizujú spojenia kovových prvkov a systémov umiestnených vo vnútri chráneného priestoru a prekračujúcich hranice zón ochrany pred bleskom. Pripojenie by sa malo vykonávať pomocou špeciálnych vodičov alebo svoriek av prípade potreby pomocou zariadení na ochranu proti prepätiu.

4.4.1. Spojenia na hraniciach zón

Všetky zvody vstupujúce do objektu zvonku sú napojené na systém ochrany pred bleskom.

Ak vonkajšie vodiče, napájacie káble alebo komunikačné káble vstupujú do objektu v rôznych bodoch, a teda existuje niekoľko spoločných prípojníc, tieto sú najkratšou cestou spojené s uzavretou zemnou slučkou alebo konštrukčnou výstužou a kovovým vonkajším plášťom (ak existuje). Ak neexistuje uzavretá uzemňovacia slučka, tieto spoločné zbernice sú pripojené k samostatným uzemňovacím elektródam a sú spojené vonkajším kruhovým vodičom alebo prerušeným krúžkom. Ak vonkajšie vodiče vstupujú do objektu nad zemou, spoločné prípojnice sú pripojené k vodorovnému kruhovému vodiču vo vnútri alebo mimo stien. Tento vodič je zase pripojený k spodným vodičom a armatúram.

Vodiče a káble vstupujúce do objektu na úrovni terénu sa odporúča pripojiť k systému ochrany pred bleskom na rovnakej úrovni. Spoločná zbernica v mieste vstupu káblov do budovy je umiestnená čo najbližšie k zemnej elektróde a armatúram konštrukcie, s ktorou je spojená.

Kruhový vodič sa pripája na armatúry alebo iné tieniace prvky, ako je kovový plášť, každých 5 m. Minimálny prierez medených alebo pozinkovaných oceľových elektród je 50 mm2.

Obecné autobusy pre objekty s informačnými systémami, kde sa predpokladá minimalizácia vplyvu bleskových prúdov, by mali byť vyrobené z kovových platní s veľkým počtom napojení na armatúry alebo iné tieniace prvky.

Pre kontaktné pripojenia a zariadenia prepäťovej ochrany umiestnené na hraniciach zón 0 a 1 sú parametre prúdu uvedené v tabuľke. 2.3. Ak je vodičov viacero, treba brať do úvahy rozloženie prúdov pozdĺž vodičov.

Pre vodiče a káble vstupujúce do objektu na úrovni terénu sa odhaduje časť bleskového prúdu, ktorý vedú.

Prierezy pripojovacích vodičov sú určené podľa tabuľky. 4.1 a 4.2. Tab. 4.1 sa použije, ak cez vodivý prvok preteká viac ako 25 % bleskového prúdu a tab. 4,2 - ak je menej ako 25 %.

Tabuľka 4.1

Úseky vodičov, ktorými preteká väčšina bleskového prúdu

Tabuľka 4.2

Úseky zvodov, ktorými preteká nepodstatná časť bleskového prúdu

Prepäťová ochrana je zvolená tak, aby odolala časti bleskového prúdu, obmedzila prepätia a prerušila následné prúdy po hlavných impulzoch.

Maximálne prepätie U max na vstupe do objektu je koordinované s výdržným napätím sústavy.

Pre minimalizáciu hodnoty U max sú vedenia napojené na spoločnú zbernicu s vodičmi minimálnej dĺžky.

Na týchto hraniciach sú spojené všetky vodivé prvky, ako napríklad káblové vedenia prekračujúce hranice zón ochrany pred bleskom. Pripojenie sa vykonáva na spoločnej zbernici, na ktorú sú pripojené aj tienenie a iné kovové prvky (napríklad skrinky zariadení).

V prípade svoriek a tlmičov prepätia sa hodnoty prúdu vyhodnocujú prípad od prípadu. Maximálne prepätie na každej hranici je koordinované s výdržným napätím systému. Prepäťové ochrany na hraniciach rôznych zón sú tiež koordinované z hľadiska energetických charakteristík.

4.4.2. Pripojenia vo vnútri chráneného zväzku

Všetky vnútorné vodivé prvky významných rozmerov, ako sú výťahové koľajnice, žeriavy, kovové podlahy, kovové zárubne dverí, potrubia, káblové žľaby, sú pripojené k najbližšej spoločnej prípojnici alebo inému spoločnému spojovaciemu prvku najkratšou cestou. Dodatočné spojenia vodivých prvkov sú tiež žiaduce.

Prierezy pripojovacích vodičov sú uvedené v tabuľke. 4.2. Predpokladá sa, že v spojovacích vodičoch prechádza len malá časť bleskového prúdu.

Všetky otvorené vodivé časti informačných systémov sú prepojené do jednej siete. V špeciálnych prípadoch takáto sieť nemusí mať spojenie so zemným vodičom.

Existujú dva spôsoby pripojenia kovových častí informačných systémov, ako sú kryty, škrupiny alebo rámy, k uzemňovacej elektróde: spojenia sú vytvorené vo forme radiálneho systému alebo vo forme mriežky.

Pri použití radiálneho systému sú všetky jeho kovové časti izolované od uzemňovacej elektródy, s výnimkou jediného spojovacieho bodu s ňou. Typicky sa takýto systém používa pre relatívne malé objekty, kde všetky prvky a káble vstupujú do objektu v jednom bode.

Radiálny uzemňovací systém je pripojený k spoločnému uzemňovaciemu systému iba v jednom bode (obr. 4.4). V tomto prípade by mali byť všetky vedenia a káble medzi zariadeniami v zariadení vedené paralelne s hviezdicovými uzemňovacími vodičmi, aby sa znížila indukčná slučka. V dôsledku uzemnenia v jednom bode sa do informačného systému nedostanú nízkofrekvenčné prúdy, ktoré sa objavia pri údere blesku. Navyše zdroje nízkofrekvenčného rušenia vnútri informačného systému nevytvárajú prúdy v uzemňovacej sústave. Vstup do ochranného pásma vodičov sa vykonáva výlučne v centrálnom bode systému vyrovnávania potenciálu. Uvedený spoločný bod je tiež najlepším bodom pripojenia pre zariadenia na ochranu proti prepätiu.

Pri použití mriežky nie sú jej kovové časti izolované od spoločného uzemňovacieho systému (obr. 4.5). Mriežka sa pripája k celkovému systému v mnohých bodoch. Sieťovina sa zvyčajne používa pre rozšírené otvorené systémy, kde sú zariadenia spojené veľkým počtom rôznych vedení a káblov a kde vstupujú do zariadenia na rôznych miestach. V tomto prípade má celý systém nízku impedanciu na všetkých frekvenciách. Navyše veľké množstvo skratovaných kontúr mriežky oslabuje magnetické pole v blízkosti informačného systému. Zariadenia v ochrannom pásme sú navzájom prepojené na najkratšie vzdialenosti viacerými vodičmi, ako aj s kovovými časťami chráneného pásma a clonou zóny. V tomto prípade sa maximálne využívajú kovové časti nachádzajúce sa v zariadení, ako sú armatúry v podlahe, stenách a streche, kovové mriežky, neelektrické kovové zariadenia, ako sú potrubia, vetracie a káblové kanály.

Ryža. 4.4. Schéma zapojenia napájacích a komunikačných vodičov so systémom vyrovnávania potenciálu v tvare hviezdy:
1 - štít ochrannej zóny; 2 - elektrická izolácia; 3 - vodič systému vyrovnávania potenciálu; 4 - centrálny bod systému vyrovnávania potenciálu; 5 - komunikačné vodiče, napájanie

Ryža. 4.5. Implementácia siete potenciálneho vyrovnávacieho systému:
1 - štít ochrannej zóny; 2 - vodič vyrovnania potenciálu

Ryža. 4.6. Integrovaná implementácia potenciálneho vyrovnávacieho systému:
1 - štít ochrannej zóny; 2 - elektrická izolácia; 3 - centrálny bod systému vyrovnávania potenciálov

Obe konfigurácie, radiálna a sieťová, môžu byť kombinované do komplexného systému, ako je znázornené na obr. 4.6. Zvyčajne, aj keď to nie je potrebné, sa prepojenie miestnej pozemnej siete so spoločným systémom vykonáva na hranici zóny ochrany pred bleskom.

4.5. uzemnenie

Hlavnou úlohou uzemňovacieho zariadenia na ochranu pred bleskom je odviesť čo najväčšiu časť bleskového prúdu (50 % alebo viac) do zeme. Zvyšok prúdu preteká komunikáciami vhodnými pre budovu (káblové plášte, vodovodné potrubia a pod.) V tomto prípade na samotnej uzemňovacej elektróde nevznikajú nebezpečné napätia. Túto úlohu vykonáva mriežkový systém pod a okolo budovy. Zemné vodiče tvoria sieťovú slučku, ktorá spája betónovú výstuž v spodnej časti základu. Ide o bežný spôsob vytvárania elektromagnetického štítu v spodnej časti budovy. Kruhový vodič okolo budovy a/alebo v betóne na okraji základu je pripojený k uzemňovacej sústave zemnými vodičmi, zvyčajne každých 5 m. K uvedeným prstencovým vodičom môže byť pripojený vonkajší uzemňovací vodič.

Betónová výstuž v spodnej časti základu je pripojená k uzemňovaciemu systému. Výstuž musí tvoriť mriežku spojenú so zemným systémom, zvyčajne každých 5 m.

Je možné použiť oceľové pozinkované pletivo so šírkou oka typicky 5 m, zvárané alebo mechanicky pripevnené k výstužným tyčiam, zvyčajne každý 1 m. Na obr. Obrázky 4.7 a 4.8 znázorňujú príklady sieťového uzemňovacieho zariadenia.

Spojením uzemňovacieho vodiča a spojovacieho systému vznikne uzemňovací systém. Hlavnou úlohou uzemňovacieho systému je znížiť potenciálny rozdiel medzi akýmikoľvek bodmi budovy a zariadenia. Tento problém je vyriešený vytvorením veľkého množstva paralelných ciest pre bleskové prúdy a indukované prúdy, čím sa vytvorí sieť s nízkym odporom v širokom frekvenčnom spektre. Viacnásobné a paralelné dráhy majú rôzne rezonančné frekvencie. Viaceré slučky s frekvenčne závislými impedanciami vytvárajú jedinú nízkoimpedančnú sieť pre rušenie v uvažovanom spektre.

4.6. Zariadenia na ochranu proti prepätiu

Prepäťové ochrany (SPD) sú inštalované na križovatke napájacej, riadiacej, komunikačnej, telekomunikačnej linky hranice dvoch tieniacich zón. SPD sú koordinované tak, aby sa medzi nimi dosiahlo prijateľné rozloženie zaťaženia v súlade s ich odolnosťou proti zničeniu, ako aj na zníženie pravdepodobnosti zničenia chráneného zariadenia pod vplyvom bleskového prúdu (obr. 4.9).

Ryža. 4.9. Príklad inštalácie SPD v budove

Odporúča sa prepojiť silové a komunikačné vedenia vstupujúce do budovy jednou zbernicou a umiestniť ich SPD čo najbližšie k sebe. To je dôležité najmä pri budovách z netieniaceho materiálu (drevo, tehla atď.). SPD sa vyberajú a inštalujú tak, aby bol bleskový prúd odvedený hlavne do uzemňovacej sústavy na hranici zón 0 a 1.

Keďže energia bleskového prúdu je prevažne rozptýlená na tejto hranici, následné SPD chránia iba pred zostávajúcou energiou a účinkami elektromagnetického poľa v zóne 1. Pre najlepšiu ochranu proti prepätiu pri inštalácii SPD použite krátke pripojovacie vodiče, zvody a používajú sa káble.

Na základe požiadaviek koordinácie izolácie v elektrárňach a odolnosti chránených zariadení proti poškodeniu je potrebné zvoliť úroveň napätia SPD pod maximálnou hodnotou tak, aby vplyv na chránené zariadenie bol vždy pod prípustným napätím. Ak nie je známa úroveň odolnosti voči poškodeniu, mala by sa použiť indikatívna alebo skúšobná úroveň. Počet SPD v chránenom systéme závisí od odolnosti chráneného zariadenia voči poškodeniu a od vlastností samotných SPD.

4.7. Ochrana zariadení v existujúcich budovách

Čoraz častejšie používanie sofistikovaných elektronických zariadení v existujúcich budovách si vyžaduje lepšiu ochranu pred bleskom a iným elektromagnetickým rušením. Berie sa do úvahy, že v existujúcich budovách sa potrebné opatrenia na ochranu pred bleskom vyberajú s prihliadnutím na vlastnosti budovy, ako sú konštrukčné prvky, existujúce energetické a informačné zariadenia.

Potreba ochranných opatrení a ich výber sa určuje na základe počiatočných údajov, ktoré sa zbierajú v štádiu predprojektových prieskumov. Približný zoznam takýchto údajov je uvedený v tabuľke. 4,3-4,6.

Tabuľka 4.3

Prvotné údaje o budove a prostredí

Tabuľka 4.4

Počiatočné údaje o zariadení

Tabuľka 4.5

Charakteristiky zariadenia

Tabuľka 4.6

Ďalšie údaje týkajúce sa výberu koncepcie ochrany

Na základe analýzy rizík a údajov uvedených v tabuľke. 4.3-4.6 sa rozhoduje o potrebe vybudovania alebo rekonštrukcie systému ochrany pred bleskom.

4.7.1 Ochranné opatrenia pri použití externého systému ochrany pred bleskom

Hlavnou úlohou je nájsť optimálne riešenie na zlepšenie systému vonkajšej ochrany pred bleskom a ďalších opatrení.

Zlepšenie vonkajšieho systému ochrany pred bleskom sa dosiahne:

1) zahrnutie vonkajšieho kovového plášťa a strechy budovy do systému ochrany pred bleskom;
2) použitie prídavných vodičov, ak sú armatúry zapojené po celej výške budovy - od strechy cez steny až po uzemnenie budovy;
3) zmenšenie medzier medzi kovovými zostupmi a zmenšenie kroku bunky bleskozvodu;
4) inštalácia spojovacích pásikov (flexibilné ploché vodiče) na spojoch medzi susednými, ale konštrukčne oddelenými blokmi. Vzdialenosť medzi pruhmi by mala byť polovica vzdialenosti medzi svahmi;
5) spojenie predĺženého drôtu s jednotlivými blokmi budovy. Zvyčajne sú spoje potrebné v každom rohu káblového žľabu a spojovacie pásy sú čo najkratšie;
6) ochrana samostatnými bleskozvodmi pripojenými k spoločnému systému ochrany pred bleskom, ak kovové časti strechy potrebujú ochranu pred priamym úderom blesku. Bleskozvod musí byť v bezpečnej vzdialenosti od určeného prvku.

4.7.2. Ochranné opatrenia pri používaní káblov

Efektívnymi opatreniami na zníženie prepätia je racionálne kladenie a tienenie káblov. Tieto opatrenia sú o to dôležitejšie, čím menej vonkajší systém ochrany pred bleskom tiení.

Veľkým slučkám je možné predísť spojením napájacích káblov a tienených komunikačných káblov. Štít je pripojený k zariadeniu na oboch koncoch.

Akékoľvek dodatočné tienenie, ako napríklad vedenie drôtov a káblov v kovových rúrach alebo podnosoch medzi podlahami, znižuje celkovú impedanciu celého spojovacieho systému. Tieto opatrenia sú najdôležitejšie pre vysoké alebo dlhé budovy, alebo keď musí zariadenie fungovať obzvlášť spoľahlivo.

Preferované miesta inštalácie pre SPD sú hranice zón 0/1 a zón 0/1/2, ktoré sa nachádzajú pri vchode do budovy.

Spoločná sieť prípojok sa spravidla v prevádzkovom režime nepoužíva ako spätný vodič silového alebo informačného okruhu.

4.7.3. Ochranné opatrenia pri používaní antén a iných zariadení

Príkladmi takýchto zariadení sú rôzne externé zariadenia, ako sú antény, meteorologické senzory, vonkajšie kamery, vonkajšie senzory v priemyselných zariadeniach (snímače tlaku, teploty, prietoku, polohy ventilu atď.) a akékoľvek iné elektrické, elektronické a rádiové zariadenia, namontované vonku na budove, stožiari alebo priemyselnej nádrži.

Ak je to možné, bleskozvod sa inštaluje tak, aby bolo zariadenie chránené pred priamym úderom blesku. Jednotlivé antény sú z technologických dôvodov ponechané úplne otvorené. Niektoré z nich majú zabudovaný systém ochrany pred bleskom a bez poškodenia vydržia aj zásah bleskom. Iné, menej chránené typy antén môžu vyžadovať inštaláciu SPD na prívodnom kábli, aby sa zabránilo pretekaniu bleskového prúdu cez anténny kábel do prijímača alebo vysielača. Ak existuje externý systém ochrany pred bleskom, sú k nemu pripevnené držiaky antény.

Indukcii napätia v kábloch medzi budovami možno zabrániť ich vedením v spojených kovových žľaboch alebo rúrach. Všetky káble vedúce k zariadeniam súvisiacim s anténou sú vyvedené z potrubia v jednom bode. Mali by ste venovať maximálnu pozornosť vlastnostiam tienenia samotného objektu a položiť káble do jeho rúrkových prvkov. Ak to nie je možné, ako v prípade technologických nádrží, káble by mali byť položené vonku, ale čo najbližšie k objektu, pričom by sa mali maximálne využiť prirodzené clony, ako sú kovové schody, potrubia atď. V stožiaroch s L -tvarované rohy, káble sú umiestnené vo vnútri rohu pre maximálnu prirodzenú ochranu. Ako posledná možnosť by mal byť vedľa anténneho kábla umiestnený vodič na vyrovnanie potenciálov s minimálnym prierezom 6 mm 2 . Všetky tieto opatrenia znižujú indukované napätie v slučke tvorenej káblami a budovou, a teda znižujú pravdepodobnosť preskoku medzi nimi, t. j. pravdepodobnosť vzniku oblúka vo vnútri zariadenia medzi sieťou a budovou.

4.7.4. Ochranné opatrenia pre silové káble a komunikačné káble medzi budovami

Pripojenie medzi budovou sa delí na dva hlavné typy: napájacie káble s kovovým plášťom, kovové káble (krútená dvojlinka, vlnovody, koaxiálne a viacžilové káble) a káble z optických vlákien. Ochranné opatrenia závisia od typu káblov, ich počtu a od toho, či sú systémy ochrany pred bleskom oboch budov prepojené.

Plne izolovaný kábel z optických vlákien (žiadne kovové pancierovanie, fólia na ochranu proti vlhkosti alebo oceľový vnútorný vodič) možno použiť bez dodatočných ochranných opatrení. Použitie takéhoto kábla je najlepšou možnosťou, pretože poskytuje úplnú ochranu pred elektromagnetickými vplyvmi. Ak však kábel obsahuje predĺžený kovový prvok (s výnimkou diaľkových napájacích vodičov), tieto musia byť pripojené k všeobecnému pripojovaciemu systému na vstupe do budovy a nesmú priamo vstúpiť do optického prijímača alebo vysielača. Ak sú budovy umiestnené blízko seba a ich systémy ochrany pred bleskom nie sú prepojené, je vhodnejšie použiť kábel z optických vlákien bez kovových prvkov, aby sa predišlo vysokým prúdom v týchto prvkoch a prehrievaniu. Ak je k systému ochrany pred bleskom pripojený kábel, potom možno použiť optický kábel s kovovými prvkami na odvedenie časti prúdu z prvého kábla.

Kovové káble medzi budovami s izolovanými systémami ochrany pred bleskom. Pri tomto spojení ochranných systémov je veľmi pravdepodobné poškodenie na oboch koncoch kábla v dôsledku prechodu bleskového prúdu. Preto by mal byť inštalovaný SPD na oboch koncoch kábla a ak je to možné, mali by byť prepojené systémy ochrany pred bleskom oboch budov a kábel by mal byť uložený v spojených kovových žľaboch.

Kovové káble medzi budovami s pripojenými systémami ochrany pred bleskom. V závislosti od počtu káblov medzi budovami môžu ochranné opatrenia zahŕňať spojenie káblových žľabov s malým počtom káblov (pri nových kábloch) alebo s veľkým počtom káblov, ako v prípade chemického závodu, tienenie alebo použitie flexibilných kovových rúrok pre viacnásobné káble. jadrových riadiacich káblov. Pripojenie oboch koncov kábla k pridruženým systémom ochrany pred bleskom často poskytuje dostatočné tienenie, najmä ak je káblov veľa a prúd bude medzi nimi rozdelený.

1. Vypracovanie prevádzkovo-technickej dokumentácie

Vo všetkých organizáciách a podnikoch bez ohľadu na formu vlastníctva sa odporúča mať k dispozícii súbor prevádzkovej a technickej dokumentácie na ochranu pred bleskom objektov, ktoré si vyžadujú zariadenie na ochranu pred bleskom.

Súbor prevádzkovo-technickej dokumentácie ochrany pred bleskom obsahuje:

vysvetľujúca poznámka;
schémy ochranných pásiem bleskozvodov;
pracovné výkresy konštrukcií bleskozvodov (stavebná časť), konštrukčných prvkov ochrany pred sekundárnymi prejavmi blesku, pred úletmi vysokých potenciálov pozemnými a podzemnými kovovými komunikáciami, pred zosuvnými iskrovými kanálmi a výbojmi v zemi;
preberacej dokumentácie (úkony prevzatia zariadení na ochranu pred bleskom spolu so žiadosťami: osvedčenia o skrytej práci a úkony preskúšania zariadení na ochranu pred bleskom a ochrany pred sekundárnymi prejavmi blesku a vysokým potenciálom unášania).

Vo vysvetlivke sa uvádza:

počiatočné údaje na vypracovanie technickej dokumentácie;
akceptované metódy ochrany objektov pred bleskom;
výpočty ochranných pásiem, uzemňovacích vodičov, zvodov a prvkov ochrany pred sekundárnymi prejavmi blesku.

Vysvetlivka označuje podnik, ktorý vyvinul súbor prevádzkovej a technickej dokumentácie, základ pre jej vývoj, zoznam aktuálnych regulačných dokumentov a technickej dokumentácie, ktorá viedla prácu na projekte, špeciálne požiadavky na navrhované zariadenie.

Počiatočné údaje pre návrh ochrany pred bleskom zahŕňajú:

hlavný plán zariadení s vyznačením umiestnenia všetkých zariadení podliehajúcich ochrane pred bleskom, ciest a železníc, pozemných a podzemných inžinierskych sietí (teplovod, technologické a hygienické potrubia, elektrické káble a rozvody na akýkoľvek účel atď.);
kategórie ochrany pred bleskom každého objektu;
údaje o klimatických podmienkach v oblasti, kde sa nachádzajú chránené budovy a stavby (intenzita búrkovej činnosti, tlak vysokorýchlostného vetra, hrúbka ľadovej steny a pod.), pôdne charakteristiky označujúce štruktúru, agresivitu a druh pôdy, hladinu podzemnej vody;
elektrický odpor pôdy (Ohm m) v miestach objektov.

V časti "Prijaté spôsoby ochrany objektov pred bleskom" sú popísané vybrané spôsoby ochrany budov a stavieb pred priamym kontaktom s bleskozvodom, sekundárnymi prejavmi blesku a zvodmi vysokých potenciálov pozemnými a podzemnými kovovými komunikáciami.

Objekty postavené (navrhnuté) podľa toho istého štandardného alebo opakovane použiteľného projektu, ktoré majú rovnaké konštrukčné vlastnosti a geometrické rozmery a rovnaké zariadenie na ochranu pred bleskom, môžu mať jednu spoločnú schému a výpočet ochranných pásiem bleskozvodu. Zoznam týchto chránených objektov je uvedený na schéme ochranného pásma jedného z objektov.

Pri kontrole spoľahlivosti ochrany pomocou softvéru sa údaje počítačových výpočtov uvádzajú vo forme súhrnu možností návrhu a vyvodzuje sa záver o ich účinnosti.

Pri vypracovaní technickej dokumentácie sa navrhuje v maximálnej možnej miere využívať štandardné vyhotovenia bleskozvodov a uzemňovacích vodičov a štandardné pracovné výkresy ochrany pred bleskom. Ak nie je možné použiť typické konštrukcie zariadení na ochranu pred bleskom, je možné vypracovať pracovné výkresy jednotlivých prvkov: základy, podpery, bleskozvody, zvody, uzemňovacie elektródy.

Na zníženie objemu technickej dokumentácie a zníženie nákladov na výstavbu sa odporúča kombinovať projekty ochrany pred bleskom s pracovnými výkresmi pre všeobecné stavebné práce a inštaláciu vodovodných a elektrických zariadení s cieľom použiť inštalatérske komunikácie a uzemňovacie spínače pre elektrické zariadenia na blesk ochranu.

2. Postup pri preberaní zariadení na ochranu pred bleskom do prevádzky

Zariadenia na ochranu pred bleskom objektov dokončených výstavbou (rekonštrukciou) prijíma do prevádzky pracovná komisia a odovzdáva ich do prevádzky objednávateľovi pred inštaláciou technologických zariadení, dodávkou a naložením zariadení a cenného majetku do budov a stavieb.

Preberanie zariadení na ochranu pred bleskom na prevádzkových objektoch vykonáva pracovná komisia.

Zloženie pracovnej komisie si určuje objednávateľ. Pracovná komisia zvyčajne pozostáva zo zástupcov:

zodpovedný za elektrické zariadenia;
zmluvná organizácia;
kontroly požiarnej bezpečnosti.

Pracovnému výboru sa predkladajú tieto dokumenty:

schválené projekty zariadení na ochranu pred bleskom;
pôsobí na skryté práce (na usporiadanie a inštaláciu uzemňovacích elektród a zvodov, ktoré nie sú prístupné na kontrolu);
osvedčenia o skúške zariadení na ochranu pred bleskom a ochrany pred sekundárnymi prejavmi blesku a vnesením vysokých potenciálov cez zemné a podzemné kovové komunikácie (údaje o odolnosti všetkých uzemňovacích vodičov, výsledky kontroly a overenia inštalácie bleskozvodov, zvodov , uzemňovacie vodiče, ich upevňovacie prvky, spoľahlivosť elektrických spojení medzi prvkami pod prúdom atď.).

Pracovná komisia vykonáva úplnú kontrolu a kontrolu dokončených stavebných a inštalačných prác na inštaláciu zariadení na ochranu pred bleskom.

Prevzatie zariadení na ochranu pred bleskom novovybudovaných zariadení sa dokumentuje prevzatím zariadení na ochranu pred bleskom. Uvedenie zariadení na ochranu pred bleskom do prevádzky je spravidla formalizované aktom-povolením príslušných orgánov štátnej kontroly a dozoru.

Po prevzatí zariadení na ochranu pred bleskom do prevádzky sa vyhotovujú pasporty zariadení na ochranu pred bleskom a pasy uzemňovacích zariadení zariadení na ochranu pred bleskom, ktoré vedie osoba zodpovedná za elektrické zariadenia.

Úkony schválené vedúcim organizácie spolu s predloženými úkonmi na skryté práce a protokoly o meraní sú zahrnuté v pasporte zariadení na ochranu pred bleskom.

3. Obsluha zariadení na ochranu pred bleskom

Zariadenia na ochranu pred bleskom budov, stavieb a vonkajších inštalácií objektov sa prevádzkujú v súlade s Pravidlami technickej prevádzky spotrebnej elektroinštalácie a pokynmi tohto Návodu. Úlohou prevádzky zariadení na ochranu pred bleskom objektov je udržiavať ich v stave potrebnej prevádzkyschopnosti a spoľahlivosti.

Aby sa zabezpečila stála spoľahlivosť činnosti zariadení na ochranu pred bleskom, každý rok pred začiatkom búrkovej sezóny sa všetky zariadenia na ochranu pred bleskom kontrolujú a kontrolujú.

Kontroly sa vykonávajú aj po montáži bleskozvodu, po vykonaní akýchkoľvek zmien na bleskozvode, po prípadnom poškodení chráneného objektu. Každá kontrola sa vykonáva v súlade s pracovným programom.

Na kontrolu stavu MLT je uvedený dôvod kontroly a sú usporiadané nasledovné:

komisia pre kontrolu MLT s uvedením funkčných povinností členov komisie pre skúšku ochrany pred bleskom;
pracovná skupina na vykonanie potrebných meraní;
načasovanie inšpekcie.

Pri kontrole a testovaní zariadení na ochranu pred bleskom sa odporúča:

• skontrolovať vizuálnou kontrolou (s ďalekohľadom) neporušenosť bleskozvodov a zvodov, spoľahlivosť ich pripojenia a upevnenia na stožiare;
• identifikovať prvky zariadení na ochranu pred bleskom, ktoré si vyžadujú výmenu alebo opravu z dôvodu porušenia ich mechanickej pevnosti;
• určiť stupeň deštrukcie koróziou jednotlivých prvkov zariadení na ochranu pred bleskom, vykonať opatrenia na protikoróznu ochranu a spevnenie prvkov poškodených koróziou;
• skontrolujte spoľahlivosť elektrických spojení medzi časťami, ktoré vedú prúd, všetkých prvkov zariadení na ochranu pred bleskom;
• kontrolovať súlad zariadení na ochranu pred bleskom s účelom objektov a v prípade stavebných alebo technologických zmien za predchádzajúce obdobie navrhnúť opatrenia na modernizáciu a rekonštrukciu ochrany pred bleskom v súlade s požiadavkami tohto pokynu;
• objasniť výkonný obvod zariadení na ochranu pred bleskom a určiť spôsoby šírenia bleskového prúdu jeho prvkami pri výboji blesku simuláciou výboja blesku do bleskozvodu pomocou špecializovaného meracieho komplexu pripojeného medzi bleskozvod a vzdialenú prúdovú elektródu;
• merať hodnotu odporu proti šíreniu impulzného prúdu metódou "ampérmeter-voltmeter" pomocou špecializovaného meracieho komplexu;
• merať hodnoty prepätia v napájacích sieťach pri údere blesku, rozloženie potenciálu na kovových konštrukciách a uzemňovacej sústave budovy simuláciou úderu blesku do bleskozvodu pomocou špecializovaného meracieho komplexu;

• merať hodnotu elektromagnetických polí v blízkosti miesta bleskozvodu simuláciou úderu blesku do bleskozvodu pomocou špeciálnych antén;
• skontrolujte dostupnosť potrebnej dokumentácie pre zariadenia na ochranu pred bleskom.

Periodickej kontrole s otvorením na šesť rokov (pre objekty kategórie I) podliehajú všetky umelé uzemňovacie vodiče, zvody a ich spojovacie body; zároveň sa ročne skontroluje až 20 % z ich celkového počtu. Skorodované uzemňovacie elektródy a zvody so zmenšením ich prierezu o viac ako 25 % je potrebné vymeniť za nové.

Mimoriadne kontroly zariadení na ochranu pred bleskom by sa mali vykonávať po živelných pohromách (hurikán, povodeň, zemetrasenie, požiar) a búrkach extrémnej intenzity.

Neplánované merania odporu uzemnenia zariadení na ochranu pred bleskom by sa mali vykonať po vykonaní opravných prác na zariadeniach na ochranu pred bleskom, ako aj na samotných chránených objektoch a v ich blízkosti.

Výsledky kontrol sa dokumentujú v zákonoch, zapisujú sa do pasov a do registra stavu zariadení na ochranu pred bleskom.

Na základe získaných údajov je vypracovaný plán opráv a odstraňovania porúch bleskozvodov zistených pri prehliadkach a prehliadkach.

Zemné práce na chránených budovách a stavbách objektov, zariadení na ochranu pred bleskom, ako aj v ich blízkosti, sa spravidla vykonávajú s povolením prevádzkovej organizácie, ktorá prideľuje zodpovedné osoby, ktoré sledujú bezpečnosť zariadení na ochranu pred bleskom.

Počas búrky sa práce na zariadeniach na ochranu pred bleskom a v ich blízkosti nevykonávajú.

Absolútne každý predmestský súkromný dom musí mať pozemnú slučku na ochranu osoby pred úrazom elektrickým prúdom. Najväčšie nebezpečenstvo predstavujú takéto zariadenia - kde sa kombinuje elektrina a voda. Na vašej chate je to kotol, z ktorého si vezmete sprchu, práčku, rýchlovarnú kanvicu, čerpadlo, septik, umývačku riadu: to všetko používate denne a dokonca nemyslite na to, aké je to nebezpečné bez uzemnenia. Ak sa do vášho domu privedie 380 voltov, potom je opätovné uzemnenie nutnosťou!

Uzemňovací obrys vidieckeho domu vykonávame nasledovne: najprv sa vykope priekopa široká jeden bajonet vo forme rovnostranného trojuholníka do hĺbky 0,5 m. Dĺžka strán trojuholníka je 1,5 metra. Po okrajoch trojuholníka sú do hĺbky viac ako dva metre zatlčené zvislé zemné elektródy z oceľového uholníka 50x50x5. Konštrukcia je oparená horizontálnymi uzemňovacími elektródami vo forme oceľového pásu 40x4, ktorý je odstránený z obrysu a pripevnený na fasádu budovy. Na okraji pásu je privarený svorník M8, cez ktorý je pomocou špeciálneho káblového spojovacieho oka zalisovaním prechod na medený drôt PV-1 (PV-3 alebo PUGV) s prierezom min. 10 štvorcových milimetrov. Všetky spoje sú vyrobené iba zváraním a ošetrené tmelom proti korózii. Takéto uzemnenie vám bude slúžiť desiatky rokov. Nakoniec je uzemňovací vodič pripojený k hlavnej uzemňovacej zbernici (GZSH). Potom prichádza ďalší zásadný moment - práca na pripojení uzemnenia v štíte. Pre elektroinštaláciu je potrebné zvoliť správny uzemňovací systém. V súčasnosti sa používajú tieto systémy: TN (so subsystémami TN-C, TN-S, TN-C-S) a TT. Kontaktujte nás a my vám odborne vyberieme najvhodnejší uzemňovací systém pre váš domov.

Ak hrozí, že váš dom zasiahne blesk, vieme ho ochrániť aj my. V súčasnosti sa používajú dva systémy ochrany pred bleskom – aktívny a pasívny. Najčastejšie sa používa druhý. Systémy ochrany pred bleskom inštalujeme na všetky typy striech: kovové škridly, ondulín, bridlicu, škridly, mäkké strechy a železo. Realizujeme aj montáž hotových zostáv ochrany pred bleskom od popredných svetových výrobcov.

V pasívnom systéme ochrany pred bleskom je na hrebeni strechy namontovaný špeciálny bleskozvod. Zostup zo strechy pozdĺž fasády sa vykonáva pozinkovaným oceľovým vodičom na špeciálnych diaľkových konzolách. Cez spodný vodič sa blesk dostane do zemnej slučky a nálož zhasne v zemi v hĺbke. V systéme aktívnej ochrany pred bleskom používajú rôzni výrobcovia rôzne princípy fungovania: napríklad sa používajú aktívne bleskozvody s elektronickými zariadeniami, ktoré vysielajú vysokonapäťový impulz určitej frekvencie a amplitúdy smerujúci k blesku. Po zachytení výboja blesku je tiež nasmerovaný do zeme cez zvod.

Dôrazne odporúčame aj inštaláciu prepäťovej ochrany (SPD), ktorá ochráni vaše elektrické vedenie a drahé zariadenia pred údermi blesku do elektrickej siete alebo rušením spôsobeným týmto prírodným javom.

Potreba elektrického spojenia uzemňovacej slučky ochrany pred bleskom inštalovanej priamo na budove so zemnou slučkou pre elektrické inštalácie je predpísaná v aktuálnych regulačných dokumentoch (PUE). Citujeme doslovne: "Uzemňovacie zariadenia na ochranné uzemnenie elektrických inštalácií budov a stavieb a ochranu pred bleskom 2. a 3. kategórie týchto budov a stavieb by mali byť spravidla spoločné." Najbežnejšie sú práve 2. a 3. kategória, do 1. kategórie patria výbušné predmety na ochranu pred bleskom, na ktoré sú kladené zvýšené požiadavky. Existencia slovného spojenia „spravidla“ však zahŕňa možnosť výnimiek.

Moderné kancelárske a teraz obytné budovy obsahujú mnoho inžinierskych systémov na podporu života. Je ťažké si predstaviť absenciu ventilačných systémov, hasenia požiaru, video sledovania, kontroly prístupu atď. Prirodzene, dizajnéri takýchto systémov majú obavy, že v dôsledku pôsobenia blesku zlyhá „jemná“ elektronika. Praktici majú zároveň určité pochybnosti o vhodnosti spojenia obrysov dvoch typov uzemnenia a existuje túžba „v rámci zákona“ navrhnúť elektricky nesúvisiace uzemnenia. Je takýto prístup možný a skutočne zvýši bezpečnosť elektronických zariadení?

Prečo je potrebné kombinovať zemné slučky?

Pri údere blesku do bleskozvodu v ňom dôjde ku krátkemu elektrickému impulzu s napätím až stovky kilovoltov. Pri takomto vysokom napätí môže dôjsť k prerazeniu medzery medzi bleskozvodom a kovovými konštrukciami domu vrátane elektrických káblov. Dôsledkom toho budú nekontrolované prúdy, ktoré môžu viesť k požiaru, poruche elektroniky a dokonca k zničeniu infraštruktúry (napríklad plastových vodovodných potrubí). Skúsení elektrikári hovoria: "Dajte blesku cestu, inak si ho nájde sám." Preto je elektrické pripojenie uzemnenia povinné.

Z rovnakého dôvodu PUE odporúča elektricky kombinovať nielen uzemnenia umiestnené v tej istej budove, ale aj uzemnenia geograficky susediacich objektov. Tento koncept sa týka objektov, ktorých uzemnenie je tak blízko, že medzi nimi nie je žiadna zóna s nulovým potenciálom. Kombinácia niekoľkých uzemnení do jedného sa vykonáva v súlade s normami PUE-7, odsek 1.7.55, spojením uzemňovacích elektród s elektrickými vodičmi v množstve najmenej dvoch kusov. Okrem toho môžu byť vodiče prirodzené (napríklad kovové prvky stavebnej konštrukcie) aj umelé (drôty, pevné pneumatiky atď.).

Jedno spoločné alebo samostatné uzemňovacie zariadenie?

Uzemňovače pre elektroinštaláciu a ochranu pred bleskom majú rôzne požiadavky a táto okolnosť môže byť zdrojom niektorých problémov. Uzemňovací vodič na ochranu pred bleskom musí v krátkom čase odviesť veľký elektrický náboj do zeme. Súčasne je podľa "Pokynov na ochranu pred bleskom RD 34.21.122-87" normalizovaná konštrukcia uzemňovacej elektródy. Pre bleskozvod sú podľa tohto návodu potrebné aspoň dve vertikálne alebo radiálne horizontálne uzemňovacie elektródy, s výnimkou ochrany pred bleskom kategórie 1, kedy sú potrebné tri takéto kolíky. Preto najbežnejšou možnosťou uzemnenia bleskozvodu sú dve alebo tri tyče, každá dlhá asi 3 m, spojené kovovým pásom zakopaným aspoň 50 cm do zeme. Pri použití dielov vyrábaných spoločnosťou ZANDZ sa takéto uzemňovacie zariadenie ukazuje ako odolné a ľahko sa inštaluje.

Úplne iná vec je uzemnenie pre elektrické inštalácie. V normálnom prípade by nemala prekročiť 30 ohmov a pre niektoré aplikácie opísané v pokynoch pre oddelenie, napríklad pre mobilné zariadenia, 4 ohmy alebo dokonca menej. Takéto uzemňovacie vodiče sú kolíky dlhé viac ako 10 m alebo aj kovové platne umiestnené vo veľkej hĺbke (až 40 m), kde ani v zime nedochádza k premŕzaniu pôdy. Vytvorenie takéhoto bleskozvodu s prehĺbením dvoch alebo viacerých prvkov o desiatky metrov je príliš drahé.

Ak parametre pôdy a požiadavky na odolnosť umožňujú vykonať jednorazové uzemnenie v budove pre bleskozvod a uzemnenie elektroinštalácie, neexistujú žiadne prekážky. V iných prípadoch sa vyrábajú rôzne zemné slučky pre bleskozvody a elektroinštalácie, ktoré však musia byť elektricky spojené, najlepšie v zemi. Výnimkou je použitie niektorých špeciálnych zariadení, ktoré sú obzvlášť citlivé na rušenie. Napríklad zariadenia na záznam zvuku. Takéto zariadenie vyžaduje samostatné, takzvané technologické uzemňovacie zariadenie, ktoré je priamo uvedené v návode. V tomto prípade je vyrobené samostatné uzemňovacie zariadenie, ktoré je pripojené k systému vyrovnávania potenciálu budovy cez hlavnú uzemňovaciu zbernicu. A ak takéto pripojenie nie je uvedené v návode na obsluhu zariadenia, prijmú sa osobitné opatrenia, aby sa zabránilo tomu, aby sa ľudia súčasne dotýkali špecifikovaného zariadenia a kovových častí budovy.

Elektrické pripojenie uzemnenia

Obvod s viacerými elektricky pripojenými uzemneniami poskytuje rôzne, niekedy protichodné, požiadavky na uzemňovacie zariadenia. Podľa PUE musí byť uzemnenie, podobne ako mnohé iné kovové prvky budovy, ako aj zariadenia v nej inštalované, spojené systémom vyrovnávania potenciálu. Vyrovnanie potenciálu sa týka elektrického spojenia vodivých častí na dosiahnutie rovnosti potenciálov. Rozlišujte medzi hlavnými a doplnkovými systémami vyrovnávania potenciálov. Uzemnenia sú pripojené k hlavnému systému vyrovnávania potenciálu, to znamená, že sú prepojené cez hlavnú uzemňovaciu zbernicu. Vodiče spájajúce uzemnenie s touto zbernicou musia byť zapojené podľa radiálneho princípu, to znamená, že jedna vetva zo špecifikovanej zbernice smeruje iba k jednej zemi.

Pre zaistenie bezpečnej prevádzky celého systému je veľmi dôležité použiť čo najspoľahlivejšie spojenie medzi zemou a hlavnou zemnou zbernicou, ktoré nezničí blesk. Aby ste to dosiahli, musíte dodržiavať pravidlá PUE a GOST R 50571.5.54-2013 „Nízkonapäťové elektrické inštalácie. Časť 5-54. Uzemňovacie zariadenia, ochranné vodiče a ochranné vodiče na vyrovnávanie potenciálov“ s ohľadom na prierez vodičov systému vyrovnávania potenciálov a ich vzájomné prepojenie.

Ani veľmi kvalitný systém vyrovnávania potenciálu však nedokáže zaručiť absenciu prepätia v sieti pri údere blesku do budovy. Spolu s dobre navrhnutými uzemňovacími slučkami vás preto od problémov ušetria zariadenia na ochranu proti prepätiu (SPD). Takáto ochrana je viacstupňová a selektívna. To znamená, že na objekte by mala byť inštalovaná súprava SPD, ktorej výber prvkov nie je jednoduchou úlohou ani pre skúseného odborníka. Našťastie sú k dispozícii hotové súpravy SPD pre typické aplikácie.

zistenia

Odporúčanie elektroinštalačného poriadku o elektrickom pripojení všetkých zemných slučiek v budove je rozumné a pri správnej implementácii nielenže neohrozuje zložité elektronické zariadenia, ale naopak ich chráni. V prípade, že je zariadenie citlivé na rušenie bleskom a vyžaduje si vlastné samostatné uzemnenie, môže byť inštalované samostatné procesné uzemnenie v súlade s návodom dodaným so zariadením. Systém vyrovnávania potenciálov, ktorý kombinuje rôzne zemné slučky, musí poskytovať spoľahlivé elektrické spojenie a do značnej miery určuje celkovú úroveň elektrickej bezpečnosti v zariadení, preto by sa mu mala venovať osobitná pozornosť.

uzemnenie- sú to prípojky časti elektrickej siete alebo zariadenia s uzemňovacím zariadením. Uzemňovacím zariadením je uzemňovacia elektróda - vodivá časť, ktorá je v kontakte so zemou. Uzemňovací vodič môže byť vo forme kovových prvkov zložitého tvaru.

Kvalita uzemnenia je určená hodnotou odporu uzemňovacieho zariadenia, ktorú je možné znížiť zväčšením plochy uzemňovacích elektród alebo vodivosti média. Elektrický odpor uzemňovacieho zariadenia je zabezpečený v projekte v súlade s požiadavkami Pravidiel elektroinštalácie.

Takáto pozemná slučka je inštalovaná v bezstavebnej zóne lokality. Uzemnenie podlieha:

• elektrické spotrebiče pre domácnosť s jednotkovým výkonom vyšším ako 1,3 kW;
• kovové puzdrá vaní a sprchových vaničiek (musia byť spojené kovovými vodičmi s vodovodným potrubím);
• kovové kryty sieťových zariadení zabudované alebo inštalované v zavesených stropoch vyrobených z kovu;
• kovové puzdrá na domáce klimatizácie.

Pred začatím elektrických prác sa inštalujú uzemňovacie spínače. Spojenie výstuže základov s výstužou stien musí vykonať stavebná organizácia. Uzemňovacie spínače sú pripojené k potrubiam zváraním alebo svorkou. Ak nie je možné použiť prirodzené uzemňovacie elektródy, použijú sa umelé uzemňovacie elektródy. Patrí medzi ne zemná slučka, ktorá je vytvorená ako na uzemnenie elektrických spotrebičov, tak aj na ochranu pred bleskom.

Ochrana pred bleskom je systém zariadení, ktoré zaisťujú bezpečnosť budovy pri elektrických výbojoch v atmosfére. Jeho hlavnou úlohou je meniť trajektóriu výbojov blesku a uhasiť jeho energiu. Ochrana pred bleskom zahŕňa:

• bleskozvod - zariadenie, ktoré prijíma výboj blesku;
• zberač prúdu - prvky distribúcie elektrického výboja;
• uzemňovač - zariadenie na uhasenie elektrického výboja.

Existuje niekoľko schém ochrany pred bleskom. Schéma na báze bleskozvodu zahŕňa kovovú tyč pripojenú káblami k uzemňovacej elektróde. Bleskozvod založené na "priestorovej sieti" inštalované na streche domu. Rozdeľuje a uhasí výboj v prípade priameho zásahu. Schéma založené na ťahových systémoch podobná schéme tyčového bleskozvodu, ale vodiče sú natiahnuté po obvode chránenej zóny.

Všetky vyššie uvedené konštrukcie sú vyrobené z oceľových tyčí, lán alebo oceľových sietí (priemer minimálne 6 mm). Prvky v uzloch sú spojené zváraním. Konštrukcia tyčových bleskozvodov je najbežnejšia, pretože sú najjednoduchšie na výrobu a zabezpečujú spoľahlivosť systému.

Pri konštrukcii striech zložitého tvaru sa používajú bleskozvody založené na napínacích systémoch. Priestorová sieť vyžaduje viac materiálu a je náročnejšia na inštaláciu. Tento typ bleskozvodu je vhodný, ak je strecha domu vyššia ako ostatné objekty nachádzajúce sa v okruhu 50 m.