Проектирование устройств молниезащиты

ПРОЕКТИРОВАНИЕ УСТРОЙСТВ МОЛНИЕЗАЩИТЫ

Разряды молнии представляют большую опасность для людей, зданий, сооружений, инженерных коммуникаций. Опасными проявлениями молнии являются как прямой удар, так и вторичные воздействия - электромагнитная и электростатическая индукции, занос высоких потенциалов через наземные и подземные металлические коммуникации. Вторичные проявления молнии приводят к наведению потенциалов на металлических элементах конструкций, оборудовании, к опасности образования искрения внутри объекта.

Для защиты здании, сооружений, коммуникаций и людей от опасного воздействия ударов молнии выполняют устройства молниезащиты.

Защита от прямых ударов молнии осуществляется молниеотводами, воспринимающими удар молнии и отводящими его в землю. Для защиты от вторичных воздействий молнии выполняют соединение всех металлических конструкций и корпусов оборудования и аппаратов, находящихся в защищаемом здании, и присоединение их к заземляющему устройству электроустановок или к железобетонному фундаменту здания, а также ряд других мероприятий, о которых будет сказано ниже.

Молниезащита зданий и сооружений выполняется в соответствии с требованиями "Инструкции по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций", утвержденной Минэнерго России 30.06.2003 г. Приказ N 260 (далее "Инструкция"), ведомственными нормативными документами и утвержденного рабочего проекта.

Необходимость устройства молниезащиты определяется в зависимости от опасности ударов молнии для самого объекта и его окружения, с учетом среднегодовой продолжительности гроз. Значение среднегодовой продолжительности гроз на территории России приводятся на картах, представленных в ПУЭ, или по региональным картам интенсивности грозовой деятельности.

Комплекс средств молниезащиты зданий или сооружений включает в себя устройства защиты от прямых ударов молнии (внешняя молниезащитная система (МЗС)) и устройства защиты от вторичных воздействий молнии (внутренняя МЗС). Внутренние устройства молниезащиты предназначены, как было сказано выше, для ограничения вторичных воздействий молнии - электромагнитных воздействий тока молнии, заноса высоких потенциалов.

В частных случаях молниезащита может содержать только внешние или только внутренние устройства. В общем случае часть токов молнии внешней системы протекает по элементам внутренней молниезащиты. Токи молнии, попадающие в молниеприемники, отводятся в заземлитель через систему токоотводов (спусков) и растекаются в земле.

Выбор типа и размещение элементов устройств молниезащиты производят при проектировании. Выбор и размещение производят так, чтобы иметь возможность максимально использовать проводящие элементы защищаемого объекта при максимальной эффективности молниеэащиты.

Внешняя молниезащитная система, в общем случае, состоит из молниеприемников, токоотводов и заземлителей.

Молниеприемники могут быть выполнены из произвольной комбинации стержней; проводов (тросов) натянутых над сооружением; проводников выполненных в виде сеток. Такие молниеприемники называются искусственными. Если функции молниеприемника выполняют конструктивные элементы защищаемого объекта, то они называются естественными молниеприемниками.

Молниеприемники могут быть изолированы от сооружения (отдельно стоящие молниеприемники, стержневые или тросовые, а также соседние сооружения, выполняющие функции естественных молниеотводов), или могут быть установлены на защищаемом сооружении и даже быть его частью.

На рисунке 1 приведены возможные варианты устройств молниезащиты от прямых ударов молнии.

Рис.1. Устройства защиты от прямых ударов молнии:

а - отдельно стоящим молниеотводом; б - молниеотводом установленным на здании; в - молниеотводом с тросовым молниеприемником; г - молниеотводом с сетчатым молниеприемником, накладываемым на кровлю

Токоотводы это металлические проводники, которые служат для соединения молниеприемников с заземлителем.

Заземлители обеспечивают растекание токов молнии в земле. Заземлители устройств молниезащиты во всех случаях, за исключением использования отдельно стоящего молниеотвода, совмещается с заземлителями электроустановок или средств связи. Если эти заземлители разделяются по каким-либо технологическим соображениям, их следует объединить в общую систему с помощью системы уравнивания потенциалов.

Все объекты по требованиям к устройству их молниезащиты подразделяются на обычные и специальные.

Обычные объекты - это жилые и административные строения, а также здания и сооружения, высотой не более 60 м, предназначенные для торговли, промышленного производства, сельского хозяйства.

Специальные объекты - объекты, представляющие опасность для непосредственного окружения:

- для социальной и физической окружающей среды (объекты, которые при поражении молнией могут вызвать вредные биологические, химические и радиоактивные выбросы);

- прочие объекты, для которых может предусматриваться специальная молниезащита, например, строения высотой более 60 м, игровые площадки, временные сооружения, строящиеся объекты.

По уровню молниезащиты объекты подразделяются на четыре класса.

В табл.1 приводятся примеры разделения объектов на классы.

Таблица 1

Примеры классификации объектов (Табл.2.1 "Инструкции")