Защита сооружений от природного электричества

Молниезащита, атмосферное и статическое электричество

Совокупность явлений, результатом которых является образование, сбережение и разрядка свободных электрозарядов на поверхности диэлектриков или изолированных проводниках, называют статическим электричеством. Образующийся заряд может сохраняться и накапливать достаточно продолжительное время. Процесс получения любой поверхностью или телом определенного заряда (положительного или отрицательного) называется электризацией. Статические электрозаряды чаще всего образуются из-за трения друг о друга или о металл твердых материалов, не проводящих ток. Относительно земли напряжение во время статической электризации часто может достигать 100 тыс. вольт.

Разряды статического электричества могут стать причиной возникновения сильных пожаров и взрывов, а также иметь негативное влияние на здоровье человека, как при непосредственном контакте, так и из-за опасного электрического поля образующегося вокруг заряженного тела. Выделяющейся энергии достаточно много для мгновенного для воспламенения пыле и газовоздушных смесей.

Специалисты рекомендуют применять заземления, нейтрализаторы (индукционные, радиоактивные и высоковольтные), увлажнители воздуха, специальные экраны и антиэлектростатические вещества для эффективной защиты от статических зарядов. Сотрудникам, в качестве профилактики, выдают антистатическую спецодежду и токопроводящую обувь имеющую сопротивление подошвы до 108 Ом.

Атмосферное электричество: молниезащита

Наиболее часто атмосферное электричество концентрируется в кучевых (грозовых) облаках и разряжается через молнии, которые имеют мощное поражающее действие. Прямое их попадание в дом может полностью разрушить здание, убить людей, находящихся внутри или привести к сильному пожару или техногенным авариям.

После того как Франклин объяснил всему миру природу молний человечество постоянно работает над усовершенствованием методов по молниезащите. В настоящее время на смену простым стальным или медным громоотводам с токоотводом и заземлением пришли инновационные активные молниеприемники. Они за счет ионизации воздуха вокруг себя самостоятельно притягивают к себе разряды молний. Современная система молниезащиты объекта включает защиту от прямых ударов молнии и вторичных ее проявлений.

Защита от статического электричества и молниезащита

Для предотвращения неприятных последствий от образования статических зарядов и молний необходимо при проектировании и эксплуатации объектов осуществлять комплекс мер, направленных на их защиту от статического электричества и молниезащиту.

Основные здания и сооружения не принимаются в эксплуатацию без защиты от статического электричества и молниезащиты. Промышленные здания и помещения, оборудование и приборы, различные коммуникации в соответствии с их классификацией по ПУЭ должны иметь молниезащиту І, ІІ или ІІІ категории, а также защиту от статических разрядов для взрыво- и пожароопасных помещений, зон открытых установок, имеющие класс B-I, B-I6, В-II и B-IIa.

Защита от статического электричества обеспечивается благодаря таким мероприятиям, как:

  • проверка исправности и безотказности работы и непосредственного наличия заземлений, систем отвода зарядов и нейтрализации;
  • очистка газвоздушных смесей от взвешенных примесей;
  • четкое выполнение технологических инструкций (недопущение разбрызгивания, дробления или распыления материалов, увеличения их скорости движения и т.п.)
  • металлическое и неметаллическое оборудование в одном помещении должны быть в одной электроцепи, которая соединяется с контуром заземления минимум в 2 точках;
  • подача трапа к самолету, открытие автоцистерн и т.п. мероприятия проводится только после присоединения к ним заземления;
  • используемые резиновые шланги для налива жидких веществ оснащаются проволокой и наконечниками из меди.

Элементы молниезащиты должны регулярно проверяться и по необходимости ремонтироваться. Специалисты рекомендуют проводить проверку:

  • надежности связи между токоведущими частями молниезащиты,
  • наличия механических, коррозионных повреждений частей системы защиты;
  • сопротивления всех заземлителей.

Молниеприемная сетка на кровле: устройство, принцип работы и этапы монтажа

Владелец должен позаботиться о защите частного дома от возгорания при грозовых разрядах еще на этапе строительства здания. В статье рассказывается, что такое молниеприемная сетка на кровле и как она позволяет уберечь дом от пожаров, вызванных небесным электричеством. Вы ознакомитесь с устройством, принципом действия и этапами монтажа молниеприемника – это позволит понимать, что и зачем делается при его расчетах и установке.

Монтаж молниеприемника на кровле обеспечит безопасность во время грозы Источник kaskad-izh.ru

Разновидности молниезащиты

Способность противостоять губительным для всего живого разрушительным стихиям природы позволяет сохранить жизнь, здоровье и имущество от негативных последствий климатических и физических явлений.

Молния сопровождается электрическим искровым разрядом в атмосфере обычно во время грозы и проявляется в виде яркой вспышки света, за которой следует раскат грома. Показатели силы тока, напряжения и температуры в канале молнии достигают катастрофических значений.

Удар может оказаться смертельным или причинить в большей или меньшей степени вред здоровью, а имущество сгореть. Люди научились предотвращать такие пожары установкой молниезащитной сетки, которая поглощает заряд электричества из атмосферы и отводит его в безопасном направлении.

Функциональные особенности и радиус действия явились основанием для деления рассматриваемых устройств на два вида. Существуют следующие типы молниезащиты:

Активная система, характеризующаяся повышенным радиусом действия. Такое устройство способно обеспечить защиту не только дома, но и подсобных помещений, расположенных во дворе.

Пассивная система, принцип работы которой заключается в заземлении электрического разряда. Конструктивно она идентична первому виду, отличаясь лишь ограниченностью действия.

Система молниезащиты на здании с заземлением электрического разряда молнии Источник kremlinrus.ru

Обычно такие системы устанавливаются на здании при завершении строительства. Отсутствие молниезащитного устройства является поводом требовать от подрядчика выполнения полного комплекса услуг, обеспечивающих безопасность сооружения.

Особенности конструкции

Привычный издавна громоотвод в виде металлического стержня не способен обеспечить достойную защиту здания с плоской крышей. Специальная сетка молниезащиты на кровле в этом случае является прекрасной альтернативой вертикального приемника.

По способу монтажа такие устройства разделяют на две группы:

Сетка крепится непосредственно на бетонное основание крыши на этапе строительства. Поверх молниезащиты устанавливаются слои утеплителя, гидроизоляции и кровельного покрытия. Обязательным условием считается негорючесть материалов.

В зданиях частного сектора наиболее распространенным вариантом является внешнее крепление молниеприемной сетки. Для надежной фиксации элементов конструкции применяются специальные держатели.

Крепление конструкции молниеприемной сетки должно быть надежно зафиксировано держателями, а все материалы абсолютно не горючими (по возможности) Источник elmashpromblog.com

Устройство сетчатой молниезащиты не отличается особой сложностью. Ее конструкция представлена следующими функциональными деталями:

Стальная проволока, распределенная с некоторым шагом по поверхности кровли, составляет систему проводников. Именно на нее приходится удар молнии.

Токоотводящий спуск, предназначенный для соединения сетки с заземлением. Выполняется из прутков арматуры. Допускается использовать в качестве токоотвода металлические водосточные трубы.

Заземляющее устройство, представленное контуром линейного или замкнутого типа. Соединенные прутком или полосой вертикальные штанги заглубляются в грунт на 0,5 м. Для определения длины штанг и расстояния между ними используется расчетный метод.

Все элементы молниеприемной сетки имеют равноценное значение, составляя единую конструкцию. Различие комплектующих фрагментов определяется типом кровельной системы и особенностями строения самого здания.

Тип кровли и здания определяют выбор соответствующую конструкцию устройства молниеприемной сетки Источник masterseti.ru

Основные этапы монтажа молниеприемной сетки

Рассмотрим второй вариант защиты сооружений от природного электричества, представленный внешним способом крепления элементов конструкции поверх кровельных материалов. В данном случае сетчатая система является наиболее эффективной, отличаясь повышенной надежностью.

Технология монтажа может быть представлена поэтапным выполнением следующих действий:

На кровельном покрытии равномерно распределяются стальные прутья, образующие сетку. Расстояние между элементами определяется категорией молниезащиты. Максимально допустимая величина шага характеризуется показателем 6х6 м.

Создание целостной сетчатой системы осуществляется болтовыми соединениями или сваркой. Преимущество использования болтов состоит в предотвращении повреждения цинковой оболочки стальных прутьев, способствующем защите материала от коррозии.

Обеспечение гальванической связи токопроводящих деталей с сеткой позволяет достичь максимальной эффективности молниезащитного устройства. Дополнительные приемники, оснащающие участки, не проводящие электричество, повышают функциональность громоотвода.

Установка дополнительных молниеприемников на участке увеличивает функциональность и эффективность громоотвода Источник skyline-electric.ru

Существует разница, отличающая устройство молниеприемной сетки на кровле для определенных типов оснований. Это зависит от горючести материала покрытия.

Молниезащита несгораемого основания

В частном строительстве наиболее распространены несгораемые основания из бетона или металлического профнастила. Способ крепления молниеприемной сетки на кровле определяется в зависимости от используемого материала:

На металлической крыше стальные прутья фиксируются методом сварки. Зачастую сетка крепится болтовыми соединениями.

Молниезащита бетонных кровельных систем монтируется с применением специальных держателей. Такие опоры предназначены для повышения надежности фиксации элементов. Обеспечению устойчивости держателей способствует их заполнение бетонной смесью весом до 17 кг.

Гравитационные опоры производят двух типов:

пустотелые, в процессе монтажа заполняемые бетоном вручную;

с грузом, представленные округлыми или прямоугольными элементами массой около 1 кг.

Фиксация конструкции молниеприемной сетки на плоской кровле должна быть устойчивой и надежной Источник vl-fasad.ru

Держатели молниеприемной сетки на плоской кровле фиксируются на расстоянии 1-2 м. устойчивость конструкции находится в обратно пропорциональной зависимости от величины шага между опорами.

Сетка на горючих покрытиях

Разумеется, в строительстве легко воспламеняющиеся материалы не используются. Сгораемыми основаниями принято называть покрытия слабогорючего типа из категории мягких кровель. К ним относятся битумно-полимерные материалы, применяемые для гидроизоляции крыши.

Молниеприемная сетка фиксируется на сгораемом основании специальным дистанционным держателем. Он предназначен для создания воздушного промежутка между кровельным покрытием и стальными прутьями защитной конструкции. Создаваемая дистанция позволяет погасить искру, вызываемую грозовым разрядом.

Изоляционные промежутки создаются при помощи вертикальных стержней, закрепленными пластиковыми подставками с бетонными утяжелителями. Для фиксации провода используют специальные втулки.

Молниеприемная сетка на сгораемой кровле (слабогорючего типа) монтируется с созданием воздушной прослойки для гашения искры от грозового разряда Источник petroenergocenter.ru

Токоотводы

Предназначены для соединения элементов сетчатой конструкции с заземлением. Государственные стандарты регламентируют определенные правила монтажа электропроводки.

Подключение молниеприемного устройства к заземляющему контуру требует соблюдения следующих условий:

для крепления к возгораемому покрытию необходимо применять дистанционные кронштейны;

участки соединения с приемником и заземлением должны иметь минимальное расстояние;

Читайте также  Электроника для муфельной печи

запрещается формирование петель на протяжении прокладки;

рекомендуется размещать токоотвод на участках с наименьшей вероятностью присутствия людей.

Защита от атмосферного и статического электричества

Защита от атмосферного и статического электричества.

Атмосферное электричество. Разряды атмосферного и статического электричества могут явиться причиной поражения людей током, возникновения пожаров и взрывов.

Особенно подвержены поражению молнией объекты, значительно возвышающиеся над земной поверхностью (мачты, надстройки судов, трубы заводов, высотные здания). В этих местах резко возрастает напряженность электрического поля, что и способствует возникновению благоприятных условий для разряда. Токи атмосферного электричества всегда избирают к земле кратчайшийпуть наименьшего сопротивления. Это обстоятельство используется для создания заранее запрограммированного пути разряда молнии в землю через металлические мачты, поднятые над защищаемым объектом. Такие устройства назвали молниеотводами.

Грозовые разряды могут поражать наземные объекты прямыми ударами молнии, разрушая их (первичное воздействие), а также влиять на них в виде электрической индукции (вторичное воздействие) без прямого контакта с каналом молнии. Электромагнитная индукция сопровождается возникновением в пространстве изменяющегося во времени магнитного поля. Это магнитное поле индуцирует в замкнутых контурах, образованных металлическими конструкциями (электропровода, трубопроводы и пр.), электрические токи, вызывающие их нагревание.

Особую опасность может представлять э.д. с, возникающая в незамкнутых и незаземленных контурах судов, перевозящих нефтепродукты и другие опасные грузы. Возможное искрение может стать причиной взрывов и пожаров на судах.

Для защиты от искрения при электрической индукции рекомендуют для конструктивных мер: соединение металлическими перемычками параллельно проложенных кабелей и труб, заземление оболочек кабелей и трубопроводов в местах ввода их в здания и т. д.

Для предохранения наземных объектов от разрушения и пожаров, вызываемых молнией, выполняется комплекс защитных мероприятий, называемых молниезащитой. Основной элемент молниезащиты — применение системы молниеотводов, которые в зависимости от вида молниеириемника подразделяются на стержневые, тро­совые и сетчатые.

Составные части молниеотвода: молниеприемник, собственно молниеотвод и заземлитель. Все эти части ме­таллические.

Наиболее простой и надежной системой молниезащиты является стержневая, представляющая собой металлические хорошо заземленные стержни, прикрепленные к мачтам или опорам.

Судовые молниезащитные устройства в принципе не отличаются от береговых. Каждая мачта на судне снабжается молниеотводом. Объект считается защищенным от прямых ударов молнии, если зона защиты, образуемая молниеотводом, охватывает все его конструктивные элементы.

Зоной защиты называют пространство, образуемое вокруг каждого молниеотвода, вероятность попадания молнии в которое практически равна нулю.

Судовые радиоантенны, как правило, находятся в зоне защиты стержневых молниеотводов, прикрепленных к мачтам. Однако несмотря на это, во время грозы необходимо принять все меры предосторожности для защиты радиоаппаратуры и обслуживающего ее персонала от грозовых разрядов. Дело в том, что при прямом попадании молнии в радиоантенну в ней может индуктироваться э. д. с. опасного для людей и оборудования уровня. Поэтому во время грозы начальник радиостанции обязан прекратить работу радиоузла и заземлить антенны.

Статическое электричество. Многие производственные процессы на флоте сопровождаются явлением статической электризации. Заряды статического электричества образуются при трении двух диэлектриков или диэлектрика о металл. В связи с широким применением в современном судостроении пластмасс и других полимерных материалов для изготовления арматуры и элементов отделки судовых помещений заряды статического электричества на судах стали достигать опасных значений.

Возникновение статического электричества обычно связано с движением газов, паров, пыли по вентиляци-путь наименьшего сопротивления. Это обстоятельство используется для создания заранее запрограммированного пути разряда молнии в землю через металлические мачты, поднятые над защищаемым объектом. Такие устройства назвали молниеотводами.

Грозовые разряды могут поражать наземные объекты прямыми ударами молнии, разрушая их (первичное воздействие), а также влиять на них в виде электричской индукции (вторичное воздействие) без прямого контакта с каналом молнии. Электромагнитная индук­ция сопровождается возникновением в пространстве изменяющегося во времени магнитного поля. Это магнитное поле индуцирует в замкнутых контурах, образованных металлическими конструкциями (электропроводка, трубопроводы и пр.), электрические токи, вызывающие их нагревание.

Особую опасность может представлять э.д. с, возникающая в незамкнутых и незаземленных контурах судов, перевозящих нефтепродукты и другие опасные грузы. Возможное искрение может стать причиной взрывов и пожаров на судах.

Для защиты от искрения при электрической индукции рекомендуют для конструктивных мер: соединение металлическими перемычками параллельно проложенных кабелей и труб, заземление оболочек кабелей и трубопроводов в местах ввода их в здания и т. д.

Для предохранения наземных объектов от разрушения и пожаров, вызываемых молнией, выполняется комп­екс защитных мероприятий, называемых молниезащи-той. Основной элемент молниезащиты — применение системы молниеотводов, которые в зависимости от вида молниеириемника подразделяются на стержневые, тросовые и сетчатые.

Составные части молниеотвода: молниеприемник, собственно молниеотвод и заземлитель. Все эти части металлические.

Наиболее простой и надежной системой молниеза­щиты является стержневая, представляющая собой металлические хорошо заземленные стержни, прикрепленные к мачтам или опорам.

Судовые молниезащитные устройства в принципе не отличаются от береговых. Каждая мачта на судне снабжается молниеотводом. Объект считается защищенным от прямых ударов молнии, если зона защиты, образуемая молниеотводом, охватывает все его конструктивные элементы.

Зоной защиты называют пространство, образуемое вокруг каждого молниеотвода, вероятность попадания молнии в которое практически равна нулю.

Судовые радиоантенны, как правило, находятся в зоне защиты стержневых молниеотводов, прикрепленных к мачтам. Однако несмотря на это, во время грозы необходимо принять все меры предосторожности для защиты радиоаппаратуры и обслуживающего ее персонала от грозовых разрядов. Дело в том, что при прямом попадании молнии в радиоантенну в ней может ин­дуктироваться э. д. с. опасного для людей и оборудования уровня. Поэтому во время грозы начальник радиостанции обязан прекратить работу радиоузла и заземлить антенны.

Статическое электричество. Многие производственные процессы на флоте сопровождаются явлением статической электризации. Заряды статического электричества образуются при трении двух диэлектриков или диэлектрика о металл. В связи с широким при­менением в современном судостроении пластмасс и других полимерных материалов для изготовления арматуры и элементов отделки судовых помещений заряды статического электричества на судах стали достигать опасных значений.

Возникновение статического электричества обычно связано с движением газов, паров, пыли по вентиляци-

онным каналам, огнеопасных жидкостей по трубопрово­дам, при трении твердых веществ. При этом разность потенциалов статического электричества может дости­гать 20—50 кВ. Опасность этого явления очевидна, если принять во внимание, что при разности потенциалов, равно 3 кВ, искровой электростатический разряд мо­жет воспламенить большинство горючих газов, а при 5 кВ — большую часть горючей пыли. Таким образом, при перевозке опасных грузов статическое электричест­во может стать причиной пожара или даже гибели судна.

Возможность электризации до высоких потенциалов зависит от электропроводимости веществ, их химиче­ского состава, состояния окружающей среды, скорости относительного перемещения частиц.

В некоторых случаях накопителем статического элек­тричества становится человек. Электрический потенци­ал может появиться при длительном хождении челове­ка в сухую погоду в резиновой обуви по бетону, асфаль­ту, по полу с синтетическим покрытием. Электризация тела человека происходит также в процессе ношения им одежды из синтетических материалов (капрон, ацетат­ный шелк, нейлон), прочно вошедших в быт современ­ных людей.

Биологическое воздействие статического электриче­ства на человека еще полностью не изучено. Определена приблизительная норма допустимой (безвредной) на­пряженности электрического поля, созданного электро­статическим зарядом. Согласно Санитарным правилам напряженность поля статического электричества, гене­рируемого на поверхности полимерного материала, с которым контактирует человек, не должна превышать 200 В/см.

На судах воздействие статического электричества на человека выражается в угнетенном состоянии его психики, снижении работоспособности, а также в неприятных, болевых ощущениях от электрических разрядов при касании поверхностей, отделанных пластиками. Известны случаи пожаров, возникших от искровых разрядов при прикосновении наэлектризованного тела человека к пожароопасному объекту.

Для борьбы со статическим электричеством разработан комплекс конструктивных и технологических мер, получивших отражение в Правилах по защите от статического электричества на морских судах, которые введены в действие с 1 октября 1973 г. Правилами, в частности, запрещено использование на судах, перевозящих опасные грузы (танкерах, газовозах), постельного белья, занавесей, ковриков и других предметов из синтетических тканей. Членам экипажей таких судов не рекомендуется носить в рейсах белье и одежду из искусствен­ного волокна. Перед швартовкой синтетические швартовные канаты рекомендуется смачивать забортной водой для снижения вероятности образования электростатических зарядов.

Одним из основных видов защиты от статического электричества является заземление. Необходимо заземлять все изолированные части оборудования, в том числе шланги и трубопроводы, предназначенные для приема и слива огнеопасных жидкостей, а также емкости для хранения и перевозки сжиженных газов и других опасных грузов. На танкерах должны быть предусмотрены устройства для присоединения металлических заземлителей, соединенных с наконечниками приемных шлангов.

Специальные шины, проложенные вдоль шлангов, должны быть надежно соединены между собой и с корпусом судна. Не допускается наличие каких-либо плавающих предметов на поверхности пожароопасных жидкостей. Поплавковые измерители уровней жидкости необходимо крепить таким образом, чтобы исключить возможность отрыва их и удара в стенки цистерны во

избежание искрового разряда. Подачу огнеопасных жид­костей необходимо осуществлять плавно, без разбрызгиваний и таким образом, чтобы исключить образова­ние свободно падающей струи. Поэтому сливная труба должна достигать дна приемного резервуара, а струя направляться вдоль его стенок. Не рекомендуется производить отбор проб жидкости на анализ во время налива и слива. Это можно делать только тогда, когда жидкость успокоится и ее поверхность будет ровной.

Установлено, что статическая электризация диэлектриков может быть уменьшена и устранена путем увеличения их поверхностной проводимости. Поверхностную проводимость можно увеличить повышением относительной влажности воздуха и применением антистатических присадок к пластмассам.

Повышенная влажность воздуха в помещении (70% и выше) способствует резкому увеличению проводимости предметов. В таких условиях электрические заряды по мере их образования стекают с поверхности полимерных материалов и нейтрализуются. При достижении относительной влажности воздуха 90% заряды Статического электричества практически исчезают.

Читайте также  Вертикальная многодиапазонная антенна

Снижение вероятности накопления электростатиче­ских зарядов достигается также созданием временной или постоянной поверхностной пленки из веществ (антистатиков), обладающих высокой электрической проводимостью. Применение полупроводниковых керамических покрытий, а также нанесение на поверхности деталей покрытий из окисла олова, хлорида олова и других веществ способствует повышению электрической проводимости материалов.

Кроме того, при уменьшении скорости движения жидкостей или газов, а также ионизации воздуха или среды предотвращается достижение электростатическим потенциалом опасного уровня. Воздух можно ионизировать с помощью радиоактивного излучения.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Правила молниезащиты зданий и сооружений

Высотные строения очень удобны для того, чтобы в них попала молния. Исходя из этой предпосылки, рассматривают вопрос о молниезащите городских зданий и промышленных сооружений. Случайный разряд на необорудованную грозозащитой кровлю способен вывести из строя действующие элементы коммуникаций, а также привести к ущербу, который с трудом поддаётся даже приблизительной оценке.

И только эффективная и грамотно обустроенная молниезащита зданий и сооружений способна свести к минимуму возможные потери от непредвиденного воздействия природного электричества.

Особенности защиты городских объектов

Система молниезащиты любых городских сооружений (включая жилые многоквартирные дома) может иметь самые различные исполнения. Выбор того или иного варианта защитной конструкции, как правило, определяется следующими факторами:

  • конструктивные особенности самого защищаемого строения;
  • наличие электрооборудования, размещённого на открытых и закрытых пространствах здания, а также его уязвимость с точки зрения грозового удара;
  • качество используемого в системе защиты заземления;
  • показатель грозовой активности, характерный для данной местности.

Помимо этого требования к молниезащите таких строений должны удовлетворять действующим стандартам, которые предполагают деление их с точки зрения защищённости на различные категории.

Эти категории учитывают наличие в этих строениях и характер хранения или переработки взрывоопасных и горючих веществ. При этом самой опасной с точки зрения поражения молнией считается 1-я категория, а наиболее безопасной – третья.

Немаловажным фактором, оказывающим существенное влияние на выбор молниезащиты для городского объекта, является его «окружение», которое может включать и высотные объекты (трубы котельных, местные телевизионные башни и тому подобное).

С учётом всех приведённых выше факторов и организуется грозозащита типовых городских объектов, включая многоквартирные дома и промышленные предприятия.

Виды и устройство

Известные способы противодействия разрушающей силе грозовых разрядов в зависимости от типа используемого молниеприёмника делятся на два типа. Это активные и пассивные методы.

Активная схема молниезащиты реализуется посредством применения специального устройства, ионизирующего воздух над кровлей здания и намеренно провоцирующего разряд молнии.

Второй подход к решению проблемы молниезащиты состоит в пассивном принятии на себя разряда специальным устройством. Тип устройства выбирается в зависимости от материала кровельного покрытия и категории здания.

Однако независимо от этих показателей система пассивной молниезащиты всегда состоит из молниеприёмника того или иного класса, а также включает в свой состав специальный молниеотвод и заземляющее устройство (ЗУ).

Последний элемент из конструкции молниезащиты (его иногда ещё называют заземлителем) обеспечивает создание благоприятных условий для стекания тока разряда в землю.

Каждая из указанных составляющих конструкции выполняет свою, характерную лишь для неё функцию и занимает вполне определённое место в системе молниезащиты. В соответствии с этим молниеприёмник должен размещаться на самой высокой точке строения, что обеспечивает оптимальные условия для улавливания грозового разряда.

Токоотвод, прокладываемый по кровле и вдоль стен строения, располагается между молниеприёмником и заземляющим устройством многоэтажного дома или промышленного строения, соединяя их в единую систему молниезащиты данного сооружения.

И, наконец, заземляющее устройство (или иначе – заземлитель) размещается в грунте неподалёку от защищаемого здания и обеспечивает эффективное стекание тока разряда в землю.

Виды молниеприёмников

Городские промышленные и многоэтажные жилые строения в основном различаются по материалу кровельного покрытия. Кровля здания оказывает определяющее влияние на выбор типа приёмника молний для молниезащиты.

В соответствии с требованиями к уровню защищённости различных кровель все известные молниеприёмники пассивного типа делятся на следующие классы:

  • штыревые или пиковые устройства, устанавливаемые на коньке или на отдельной мачте;
  • тросовые приёмники, изготавливаемые в виде толстой проволоки, натягиваемой вдоль конька и по периметру кровли;
  • и, наконец, так называемые «сеточные» молниеприёмники, представляющие собой крупноячеистую сетку, укладываемую по всей поверхности крыши с креплением на специальных изоляторах.

Штыревые приёмники молний чаще всего применяются на металлических кровлях с покрытиями из металлизированной черепицы, типового профнастила или профлиста. Они выполняются в виде стального прута определённой длины, крепящегося на самой высокой точке крыши и имеющего специальный контакт для подключения токоотвода.

Так называемые «тросовые» молниеприёмники выполняются в виде толстой и хорошо натянутой стальной проволоки, также имеющей выход для подсоединения к заземлителю (через токоотвод). Такие устройства чаще всего применяются на кровлях из традиционного шифера или керамической черепицы.

При монтаже сеточных молниеприёмников, устанавливаемых обычно на мягких и плоских кровлях зданий, вся защищаемая поверхность закрывается специальной сетью из тонких стальных проводников. Размер ячейки такой сетчатой молниезащиты выбирается в зависимости от категории здания и предполагаемой грозовой активности в данной местности.

Обустройство грозозащиты многоквартирного дома

Наружную или располагаемую открыто молниезащиту жилого дома организуют с учётом перечисленных выше факторов и обустраивают по общепринятым стандартам (при отсутствии поблизости высотного объекта с молниеприёмником).

Так, для типового городского сооружения, крыша которого изготовлена в виде закрытых рубероидом перекрытий, в качестве молниеприёмника может использоваться штырь, фиксируемый на пристройке к выходу лифта (рядом с антенной).

После его закрепления, к отводу штыря приваривается толстый стальной провод сечением не менее 6-8 миллиметров. Провод спускается вдоль стены и другим своим концом на ту же сварку подсоединяется к уже готовому заземлителю.

При спуске токоотвода молниезащиты следует побеспокоиться о том, чтобы провод надёжно закреплялся на стенах здания посредством фиксаторов особой конструкции.

В тех случаях, когда в качестве молниеприёмника используется система тросов или металлическая сетка – необходимо побеспокоиться о специальных креплениях, размещаемых в точках пересечения отдельных ветвей конструкции.

При оборудовании молниезащиты многоквартирного дома не следует упускать из виду и внутреннюю её составляющую, представленную специальным оборудованием (УЗИП, в частности).

Указанное устройство обеспечивает защиту установленного в границах дома коммуникационного оборудования от импульсных перенапряжений, возникающих во время грозы.

Кроме того, с его помощью удаётся предотвратить нежелательные последствия от вторичных воздействий молнии (наводок), угрожающих внутренним электросетям дома и подключённым к ним бытовым приборам.

Защита металлических зданий

Согласно принятой классификации металлическими называются здания, конструкция которых предполагает использование в качестве несущих элементов стальных колонн или балок. К этой же категории также относятся здания или предприятия, построенные по технологии с применением так называемых «сэндвич панелей».

Согласно действующим нормативам в качестве открытых элементов молниезащиты промышленных строений по возможности рекомендуется применять естественные токопроводящие конструкции. Это пожелание касается не только токоотводов и заземлителей, но также и молниеприёмников.

Единственное требование, предъявляемое к токопроводящим конструкциям – это чтобы они имели непрерывный и надёжный контакт между своими частями по всей площади сооружения вплоть до фундамента. В этом случае они будут надежной молниезащитой.

Следует заметить, что в качестве молниеприемника на промышленных зданиях и сооружениях достаточно часто используются металлические основания и стальные стойки антенн, а также закреплённые на ограждениях и парапетах прожекторные мачты. Этот перечень конструкций для молниезащиты следует дополнить стальными лестницами, возвышающимися над кровлей.

Функцию токоотводов в таких зданиях могут выполнять несущие металлические колонны или металлизированные покрытия используемых при монтаже сэндвич панелей (при условии их достаточного сечения). В качестве естественных заземлителей в подобных ситуациях обычно использую железобетонные или стальные сваи опорного фундамента, имеющие надёжный контакт с землёй.

Обустройство качественных и эффективных систем молниезащиты городских зданий и промышленных сооружений, конечно же, имеет свою специфику.

Однако общие принципы их организации, а также функциональный состав конструктивных элементов грозозащитных устройств практически не отличаются от типовых разработок и проектов.

Единственное, на что следует обратить внимание при их проектировании и практическом применении – это возможность использования естественных токопроводящих частей конструкции в качестве отдельных элементов самой молниезащиты.

Защита от импульсных перенапряжений в загородном доме

Понятие «Защита от импульсных перенапряжений» всё чаще появляется в нормативных документах, в статьях на просторах Интернета и в каталогах оборудования различных производителей. Вопрос защиты от импульсных перенапряжений весьма сложен и неоднозначен. Поэтому владельцы загородных домов для решения этой задачи часто привлекают сторонних специалистов. А чтобы помочь определиться с выбором оптимального варианта, в этой части курса Академии FORUMHOUSE специалист компании Legrand расскажет об основных правилах и положениях по защите от импульсных перенапряжений.

Содержание

  • Причины возникновения импульсных перенапряжений (ИПН)
  • Как защититься от ИПН в частном доме

Причины возникновения импульсных перенапряжений

Импульсное перенапряжение (ИПН) достаточно опасное явление, представляющее собой кратковременное, чрезвычайно высокое напряжение между фазами или фазой и землей, с длительностью, как правило, до 1 мс. Причинами возникновения ИПН являются:

  • Грозовые разряды, создающие мощные импульсные перенапряжения, возникающие в результате прямого попадания молнии в сеть электропитания, молниеотвод. Прямое попадание характеризуется мгновенными импульсными токами до 100 кА, напряжением до 1000 кВ. Последствиями прямого удара могут быть пожары, поражение людей и оборудования.
  • Электромагнитные импульсы от разряда молнии на удалении от объекта. Наведенный грозовой потенциал в сетях, может создавать импульсные перенапряжения в десятки кВ. Возможные последствия: выход из строя электронных приборов, потери баз данных.
  • Коммутационные процессы, связанные с переключениями трансформаторов, мощных электродвигателей, а также ступенчатыми изменениями нагрузки и отключениями устройств защиты при сверхтоках. Импульсные перенапряжения, возникающие в таких случаях, могут вывести из строя чувствительное электронное оборудование. Например, при отключении разделительного трансформатора мощностью 1000 ВА 230/230 В от сети вся запасенная трансформатором энергия «выбрасывается» в нагрузку в виде высоковольтного импульса напряжением до 2000 В.
Читайте также  Синтез цифровых схем

Самые большие неприятности импульсные перенапряжения приносят владельцам коттеджей и дачных домов. Это обусловлено особенностями инфраструктуры электроснабжения загородного жилья, в которой преобладают воздушные линии электропередачи и дома часто подключаются к сети с помощью воздушного ввода. Электроснабжение многоэтажных домов в городской черте организовано посредством подземных кабельных линий, поэтому даже при грозовых разрядах ИПН проявляются в гораздо меньшей степени.

Как защититься от ИПН в частном доме

Рассмотрим условия, при которых защита от ИПН в частном доме будет максимально эффективной.

Первое. Устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП) исправно функционируют только при наличии качественного заземления в доме.

Второе. При воздушном вводе в дом, владелец обязан устанавливать устройство защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП).

Третье. УЗИП, устанавливаемое при воздушном вводе, должно быть класса 1 или 1+2 и иметь соответствующую маркировку: Т1 или Т1+Т2. Это означает, что устройство протестировано токами, формой 10/350 мкс, имитирующими прямой удар молнии. Оно устанавливается в щите учета на опоре, перед электросчетчиком.

Если вы хотите защитить домашнюю электросеть только от пробоя изоляции и пожара (базовая защита), одного такого устройства, как правило, будет достаточно.

Четвертое.

Дом с воздушным вводом, и вы хотите кроме базовой защиты обеспечить защиту электронных потребителей (холодильник, стиральная машина, радиоаппаратура и т. п.). Тогда, кроме УЗИП Т1 или Т1+Т2 в щите учета, в распределительном щите в доме устанавливается УЗИП 2 класса, с маркировкой Т2. Такие устройства тестируются формой тока 8/20 мкс и предназначены для защиты от коммутационных помех или как вторая ступень защиты при ударе молнии.

Пятое. Дом с воздушным вводом, и кроме базовой защиты и защиты электронных потребителей, нужно обезопасить особо чувствительное или ценное электронное оборудование (компьютер с важными данными, Hi-End аппаратуру и т. п.). В этом случае, кроме УЗИП в щите учета и в распределительном щите, непосредственно рядом с защищаемым оборудованием устанавливаются УЗИП 3 класса.

Они обычно изготавливаются в виде сетевых фильтров или переходников, подключаемых к розетке.

Шестое. Требуемое количество полюсов УЗИП, устанавливаемых в щитах, определяется следующим образом: число полюсов должно быть на единицу меньше, чем число жил в питающем кабеле.

Седьмое. УЗИП, устанавливаемые в щитах, подключаются через отдельный аппарат защиты от сверхтоков.

Дело в том, что большинство УЗИП выполнены на базе варисторов, и, как любые другие элементы электрических цепей, могут повреждаться при работе в режимах, не предусмотренных техническими характеристиками. Это сопровождается протеканием через УЗИП сверхтока и если его своевременно не отключить, то может возникнуть пожар. Большинство производителей рекомендует для защиты УЗИП использовать модульные автоматические выключатели, однако многолетняя практика показала, что для этих целей лучше подходят более эффективные и надежные предохранители.

Предохранители устанавливаются в модульные держатели-разъединители. Для удобства контроля исправности предохранителей следует выбирать модели с индикатором (бойком) срабатывания, который выдвигается из корпуса при перегорании плавкого элемента.

Параметры предохранителя зависят от типа и характеристик УЗИП. Пример рекомендации производителя по выбору защиты УЗИП приведен в таблице. Номинал аппарата защиты УЗИП не должен превышать номинал вводного аппарата защиты.

Восьмое. Даже правильно выбранное УЗИП будет бесполезно, если не выполнить основные правила монтажа (правило полуметра).

Соблюдение рекомендаций специалистов по организации защиты своего дома от ИПН – спокойствие и безопасность домочадцев.

Защита сооружений от природного электричества

Молниезащита — это система защитных устройств и мероприятий, предназначенных для обеспечения безопасности людей, сохранности зданий и сооружений, оборудования и материалов от возможных взрывов, возгораний и разрушения йнувань, вызванных заземления.

Молния — особый вид прохождения электрического тока через огромные воздушные прослойки, источником которого является атмосферное заряд, накопленный грозовым облаком. Условия образования таких облаков — большая влажные ость и быстрая смена температуры воздуха. При таких условиях в атмосфере. Земли происходят сложные физические процессы, приводящие к образованию и накоплению электрических зарядов. При повышении напряженности и электрического поля до критических значений возникает разряд, который сопровождается ярким свечением (молнией) и звуком (громом). Длина канала молнии может достигать нескольких километров, сила тока — 200 000. А, напряжение — 150 000 кВ, а температура — 10 000 °. С и более. Продолжительность молнии 0,1-1,0 с каждой секундой земной шар поражают в среднем более 100 сверкалскавок.

Различают первичные (прямой удар) и вторичные проявления молнии

Прямой удар молнии (поражение молнией) — непосредственный контакт канала молнии с зданием или сооружением, сопровождающийся протеканием через нее тока молнии. Прямой удар молнии оказывает на у поражен объект следующие действия: электрическую, связанная с поражением людей и животных электрическим током и возникновением перенапряжений на элементах, по которым ток отводится в землю; тепловую, обусловленная значительным выделением теплоты на пути прохождения тока молнии через объект; механическую, вызванной ударной волной, которая распространяется от канала молнии, а также электродинамическими силами, что вины возникающих в конструкциях, через которые проходит ток молниии.

Вторичные проявления молнии связаны с приведением потенциалов на металлических элементах конструкций, оборудовании, незамкнутых металлических контурах, что вызвано близкими разрядами молнии. Пожарная опасности эка вторичных проявлений молнии объясняется возникновением искрения внутри объекта, что может привести к пожару или взрыву.

К вторичных проявлений молнии относятся:

— электростатическая индукция, которая заключается в наведении потенциалов на наземных предметах в результате изменений электрического поля грозовых объектов. Даже на расстоянии до 100 м от места попадания молнии в здания разность потенциалов между конструкциями (металлические кровли, фермы, подкрановые пути и т.п.) и землей может достигать десятков киловольт и способна вызвать искровой разряд;

— электромагнитная индукция сопровождается появлением в пространстве переменного магнитного поля, которое индуцирует в металлических контурах, образованных из различных протяженных коммуникаций (трубопроводов, электропроводов и т др.) электродвижущую силу (ЭДС). Если в контурах контакты недостаточно надежны в местах соединения, то приведенный. ЭДС ток может вызывать искрение или сильный нагревння;

— заноса высоких потенциалов в здание происходит по металлоконструкциям, что подведены в это здание (трубопроводах, рельсовых путях, эстакадах, проводах линий электропередачи и т др.). Они сопро оводжуються электрическими разрядами, которые могут стать источником взрыва или пожара. Такое внесения происходит не только во время прямого попадания молнии в металлоконструкции, но и в случаях, когда они находятся рядом с пораженными ею местамцями.

Защита объектов от прямых ударов молнии обеспечивается путем обустройства молниеотводов. Конструкцию молниеотвода, не претерпел принципиальных изменений и используется до сих пор, изобрел. Бенджи амин. Франклин в 1749 г и. Михаил. Ломоносов в 1758 р.

Защита от электростатической индукции (вторичный проявление молнии) осуществляется присоединением оборудования к заземлителю для отвода электростатических зарядов, индуцированных молнией, в землю. Защита е ид электромагнитной индукции заключается в установлении методом сварки перемычек между протяженными металлоконструкция мы в местах их сближения менее чем на 10 см. Интервал между перемычками должен не п еревищуваты 20 м. Это позволяет приведенном тока молнии переходить из одного контура в другой без образования электрических разрядов. Защита от заноса высоких потенциалов в здание осуществляется путем присоединения к заземлителю металлоконструкций до их в зданиеівлю.

Здания и сооружения подразделяются по уровню молниезащиты на три категории. Принадлежность объекта, подлежащего молниезащиты, к той или иной категории определяется, главным образом, его назначени нием и классом взрывопожароопасных зон по. Правилам устройства электроустановок (ПУЭ).

Здания и сооружения или их части с взрывоопасными зонами классов 0, 1, 20, 21 (в соответствии с. ДНАОП 000-132-01). В них хранятся, находятся постоянно, или используются во время производственного в процесса легковоспламеняющиеся и горючие вещества, способные образовывать газо-, пыле-, паровоздушные смеси, для взрыва которых достаточно небольшого электрического разряда (искрыри).

Здания и сооружения или их части, в которых имеются взрывоопасные зоны классов 2, 22. Взрывоопасные газо-, пыле-, паровоздушные смеси в них могут появиться только в случае аварии или нарушения установле еного технологического процесса. К этой же категории относятся внешние установки и склады, в которых хранятся взрывоопасные материалы, легковоспламеняющиеся и горючие жидкостини.

Целый ряд зданий и сооружений, в частности: здания и сооружения с пожароопасными зонами классов. П-I,. П-II и. П-IIа; внешние технологические установки, открытые склады горючих веществ, принадлежащих к зонам к классов II-III; дымовые и другие трубы предприятий и котельных, башни и вышки различного назначения высотой 15 м и более.

Объекты I и II категорий необходимо защищать как от прямых ударов молнии, так и от вторичных ее проявлений. Здания и сооружения III категории должны иметь защиту от прямых ударов молнии и заноса ния высоких потенциалов, а наружные установки — только от прямых ударев.

При выборе устройств молниезащиты по категориям учитывают важность объекта, его высоту, местоположение среди соседних объектов, рельеф местности, интенсивность грозовой деятельности последних ней параметр характеризуется среднегодовой продолжительности гроз в часах для данной местности (табл. 39.9).

. Таблица 39. Средняя интенсивность грозовой деятельности в различных регионах (областях) Украины

№ п / п

Регионы (области) Украины

Интенсивность денежной деятельности, ч / год