Нормы устройства молниезащиты
Согласно действующих норм на устройство молниезащиты в жилые и нежилые помещения, существует определенный порядок установки и использования, который неукоснительно следует соблюдать.
Эквипотенциальность для электрических сетей
Чтобы защитить от опасного искрения, вызванного скачками напряжения, проводимыми в электрических сетях, и защитить электрические части установки от этих временных скачков напряжения, также необходимы средства равного напряжения.
Учитывая сами принципы работы этих систем, прямое подключение к Земле невозможно. Таким образом, устанавливается косвенное заземление: разрядники.
Это оборудование позволяет за время прохождения токов молнии обеспечить баланс потенциалов между проводниками, находящимися под напряжением, и массами установок.
Затем они ограничивают перегрузки по току в электрических и электронных сетях и снижают скачки напряжения на оборудовании до приемлемых значений.
Их определение размеров и размещение является сложным, но позволяет за счет оптимизированного применения правил проектирования обеспечить защиту:
- против риска возгорания в результате перенапряжения;
- от неисправностей или повреждений оборудования, связанных с скачками напряжения, вызванными молниеносным излучением.
Изоляция
Электрическая изоляция между молниезащитой, и металлическими частями конструкции может быть рассчитана таким образом, чтобы предотвратить опасное искрение, путем расчета разделительного расстояния.
Соблюдение этого расстояния позволяет избежать соединения металлических элементов, полностью расположенных снаружи или внутри установки, без риска заделки с помощью захватных и спусковых проводников.
Наземная сеть
Чтобы обеспечить прохождение токов молнии через землю, не подвергая опасности объекты и людей, необходимо иметь подходящий размер заземляющей сети.
Он может быть составлен из:
- местных заземляющих устройств, состоящих из радиальных или вертикальных заземляющих электродов, размеры которых соответствуют характеристикам грунта
- петель заземления, состоящих из заземляющего проводника, заглубленного не менее чем на 80%.
Заземляющие розетки на участке или конструкции должны быть соединены между собой, чтобы снизить риски, связанные с разницей потенциалов между металлическими элементами одной и той же установки.
Расположение этих проводников очень важно для снижения вероятности возникновения ступенчатых и контактных напряжений, связанных с ударом молнии.
Спусковое устройство
Должны быть предусмотрены проводники, позволяющие пропускать токи молнии между точками удара и землей.
Эти подводящие проводники должны быть большого размера и достаточного количества, чтобы снизить вероятность заедания металлическими массами установок и электромагнитного излучения, связанного с прохождением токов.
Их можно выбрать из следующих:
- Спуски, состоящие из специальных проводников молнии;
- Спуски, выполненные из естественной конструкции здания: металлические опоры, железобетонная арматура.
Виды молниезащиты
Молния — это явление, которое нельзя предотвратить, создавая разрушительное электромагнитное поле. Однако его последствия можно ограничить, соблюдая следующие основные принципы:
- Направить ток молнии на землю по самому прямому пути;
- Уменьшить площади заземления контура;
- Ограничьте волну перенапряжения с помощью разрядников.
Он включает в себя реализацию двух отдельных систем: защита наружными установками (в том числе возможными молниеотводами) от прямого воздействия; защита от косвенных воздействий: ограничение перенапряжения с помощью разрядников.
Эти две защиты могут быть взаимодополняющими, но для обеспечения реальной эффективности, это оборудование должно быть объединено с одной розеткой заземления. В этом контексте наземная сеть является фундаментальным элементом хорошей защиты.
С другой стороны, при необходимости, нужно дополнить защиту оборудования с помощью защитных устройств, против электромагнитных помех (экранирование или использование оптических волокон).
Защита объектов от прямого воздействия молнии заключается в установке устройств, состоящих из системы, предназначенной для улавливания тока молнии и подачи его на землю, не нанося ущерба конструкции или оборудованию.
Среди конструкций, требующих наружной молниезащиты, следует отметить, в частности, следующие:
- Здания, принимающие посетителей, такие как горные хижины, высотные рестораны
- Высокие конструкции, такие как шпили, башни, антенны
- Здания с чувствительным оборудованием
- Некоторые классифицированные объекты
Существует три основных типа защиты от прямого воздействия:
- Штанговый молниеотвод;
- Громоотвод с сетчатой клеткой (клетка Фарадея);
- Громоотвод с натянутыми проводами.
Штанговый молниеотвод
Принцип действия громоотвода основан на понятии расстояния срабатывания. Речь идет о сооружении в верхней части защищаемых конструкций обычно конического стержня, соединенного с землей самым прямым путем. Предлагаемая защита зависит от положения этого стебля на структуре (появление, место имплантации).
Во время грозы одиночный стержень (так называемый стержень Франклина) проявляет такое усиление поля, что на нем может возникнуть восходящий разряд. Улавливание нисходящего разряда обеспечивает прохождение потока через наконечник и спуск к заземлению от тока дуги в ответ.
Метод фиктивной сферы — это эмпирический закон, который предсказывает площадь, подверженную воздействию молнии. Он определяет для отрицательного удара «начальное расстояние». Это расстояние соответствует предполагаемой длине ответной дуги. Она зависит только от пикового тока первого удара.
Молниеотвод с сетчатой клеткой (клетка Фарадея)
Защита сетчатой клеткой заключается в установке на поверхности защищаемого здания клетки Фарадея с широкими сетками (со стороны 10-20 м), Соединенных с землей заземляющими отводами. Стержни небольшого размера (0,5 м) или ударные шипы располагаются в узлах петель, на отвесах спусков, и возможно, на опорах участков, таких как дымоходы, указы и т. д.
Спуски расположены снаружи зданий, особенно под выступающими углами, на расстоянии не более 20 м друг от друга. Они заканчиваются заземляющими розетками, соединенными между собой заглубленной проводящей конструкцией, образующей заземляющую сеть.
Лучше реализовать решение для подвесных сетей, которое заключается в прокладке кабелей над защищаемым участком. Высота и кабельная сеть определяются методом электро геометрической модели, который позволяет моделировать влияние молнии с помощью фиктивной сферы радиуса, зависящей от пикового тока первой дуги.
Громоотвод с натянутым проводом
Любой спуск должен быть соединен с заземляющим патрубком, значение которого в силу необходимости низкого значения должно быть относительным. В самом деле, предположим, что громоотвод подключен к земле с помощью подводящего проводника, прикрепленного к стене здания и изолированного от заземления. Заземляющий кабель расположен наверху рядом со стеной, поддерживающей проводник. Определим разность потенциалов между этим спусковым тросиком и тросом заземления при прямом ударе молнии (di/dt = 40 ка/МКС).
Заземляющая розетка громоотвода состоит из:
- Трех проводников длиной 2-3 м, расположенных в виде гусиных лапок и заглубленными горизонтально на глубину не менее 50 см;
- Либо набором из двух вертикальных колышков общей длиной 2 м на расстоянии не менее 2 м друг от друга и соединены проводником, проложенным в траншее на глубину не менее 50 см.
Внешняя система молниезащиты
Принцип состоит в том, чтобы создать одну или несколько точек преимущественного удара молнии, а затем направить, и рассеять ток молнии в землю. Этот согласованный узел позволяет улавливать и отводить молнии, гарантируя защиту конструкции. Существует пять типов молниеотводов, которые могут обеспечить молниезащиту конструкций:
- Молниеотвод с одним стержнем (PTS)
- Молниеотвод с сетчатой клеткой
- Громоотвод с натянутым проводом
- Молниеотвод с пусковым устройством (КПК)
- Защита натуральными компонентами.
Молниеотвод с одним стержнем
В 1753 году Бенджамин Франклин изобрел молниеотвод с одним стержнем. Этот громоотвод состоит из конического металлического стержня высотой от 2 до 8 метров, возвышающегося над защищаемой конструкцией, Соединенного как минимум с двумя подводящими проводниками и двумя заземляющими патрубками.
Поскольку радиус защиты, обеспечиваемый этим типом громоотвода, ограничен примерно 30 метрами (уровень защиты IV, высота = 60 метров), он, в частности, предназначен для защиты небольших сооружений или участков. Такие, как пилоны, дымоходы, резервуары, водонапорные башни, антенные мачты и т. д.
Громоотвод с сетчатой клеткой
Этот громоотвод, созданный на основе клетки Фарадея, состоит из кровельной и фасадной сетки, охватывающей защищаемую конструкцию.
В кровельных конструкциях захватные шипы располагаются по краям и на высоких точках. Сеть проводников проходит по внешнему периметру кровли. Эта сеть дополняется перекрестками. Размер ячеек составляет от 5 до 20 метров и варьируется в зависимости от желаемой эффективности защиты.
Громоотвод с натянутыми проводами
Этот молниеотвод, в принципе близкий к сетке сетчатого каркаса, состоит из сетки проводников, удаленной от защищаемой конструкции, с целью предотвращения контакта с ней тока молнии.
Над защищаемой конструкцией проложены натяжные токопроводящие провода, подключенные к специальным подводящим проводникам и заземляющим розеткам. Ширина ячеек и расстояние между проводниками регулируются теми же правилами, что и для молниеотвода с сетчатым каркасом (метод фиктивной сферы).
Защита натуральными компонентами
Компоненты, выполняющие функцию молниезащиты, но не установленные специально для этой цели.
Эти компоненты могут состоять из:
- Каркас металлических конструкций
- Металлические покрытия фасадов или металлические листы
- Неметаллическими материалами, при условии, что последние могут быть исключены из защищаемого объем.
Молниеотвод с пусковым устройством
Принцип молниеотвода с пусковым устройством состоит в том, чтобы искусственно генерировать с помощью ионизационного устройства более ранний восходящий индикатор, чем другие естественные восходящие индикаторы, и, таким образом, устанавливать предпочтительную точку удара на его кончике. В нашем каталоге представлены различные формы, зажимы и аксессуары.
Внутренняя система молниезащиты
Внутренняя система молниезащиты должна иметь соответствующую установку защиты от перенапряжения, а также другие меры по минимизации разрушительного воздействия молнии (эквипотенциальное соединение, экранирование и т.д.).
Хотя переходные перенапряжения могут иметь различное происхождение, наиболее разрушительные вызваны молнией. Эти очень кратковременные скачки напряжения передаются в оборудование по линиям питания, телефонной связи, телевидения или передачи данных. Защита от перенапряжения обеспечивает непрерывность обслуживания, снижая вероятность инцидентов с безопасностью до приемлемого уровня для людей и имущества. Устройства защиты от перенапряжений характеризуются тем, что они неактивны, когда электрический сигнал нормальный, то мгновенно реагируют на кратковременные пики перенапряжения, проводя ток молнии на землю и защищая оборудование. Как только перенапряжение поглощается, DPS возвращается в состояние ожидания.
Типы перенапряжений следующие:
- Тип 1: защищают от воздействия прямого удара молнии и поэтому устанавливаются в местах, где токи молнии и электромагнитные эффекты молнии не ослабевают (главные распределительные щиты).
- Тип 2: защита от вторичного воздействия молнии в местах, где токи молнии и электромагнитные эффекты уже ослаблены (вторичные рамы).
- Тип 3: защита от перенапряжений, которые уже сильно затухают, оставляя очень низкие остаточные напряжения. Они устанавливаются рядом с защищаемым оборудованием.
Защита от постоянных перенапряжений
Хотя постоянные перенапряжения не вызываются молнией, их воздействие столь же разрушительно, поэтому Казанский завод электротехнического оборудования предлагает специальные средства защиты от них, а также комбинированные средства защиты от временных и постоянных перенапряжений. Постоянные перенапряжения вызваны дефектами или поломкой нейтрали или неисправностями в трансформаторных подстанциях.
Средства и способы молниезащиты
Даже в помещении должны быть приняты определенные меры безопасности.
Выбирайте места, где между вами и внешним миром больше всего стен. Держитесь подальше от дверей, окон, каминов. Храните вдали от любых электропроводящих предметов, таких как радиаторы, плиты, раковины и металлические трубы. Используйте только устройства, работающие от батарей. Хорошо известно, что молния может ударить в дом или его окрестности и повлиять на его обитателей, особенно через телефонную линию. С этой целью избегайте использования стационарного телефона во время грозы (за исключением экстренных случаев). Если в линию попадает молния, возникающий в результате скачок напряжения может распространиться на несколько километров. С другой стороны, мобильный телефон здесь без риска.
В доме без ограничителя перенапряжения избегайте прикосновения к металлическим деталям, таким как водопроводные трубы и краны, а также к бытовой технике во время грозы, даже если в здании есть громоотвод. Также рекомендуется в случае грозы отсоединять сетевой штекер от кабеля телевизионной антенны и размещать его на расстоянии не менее одного метра от телевизора. Телевизор действительно может “взорваться” во время сильного скачка напряжения. Также рекомендуется отключать компьютеры и любые другие электрические устройства от сети.
Если во время вашего пребывания на улице разразится гроза:
- Держитесь подальше от любых металлических конструкций, пилонов, ограждений, чтобы избежать возможного натяжения при прикосновении;
- Укройтесь в автомобиле или доме.
- Не оставайтесь под деревом, пещерой, изолированной хижиной или телефонной будкой.
- Если вы не можете укрыться, расстелите на земле изоляционный материал. При отсутствии изоляционного материала положение лежа, со сложенными под себя ногами или на груди остается наименее рискованным.
- Во время грозы не рекомендуется стоять, расставив ноги, или ходить большими шагами. Существует риск сотрясения мозга или поражения электрическим током из-за “ступенчатого напряжения”.
На открытом пространстве не носите с собой никаких предметов, особенно металлических, которые поднимаются над вашей головой: вилы, косу, клюшку для гольфа. Кроме того, никогда не укрывайтесь под открытым зонтом. Напротив, любая проводящая деталь должна быть опущена или помещена на землю. Если вы находитесь в группе, отойдите друг от друга на расстояние не менее трех метров, чтобы избежать риска боковой вспышки.
Требования к заземлению объектов генерации и преобразования электроэнергии
Заземление объектов генерации, является наиболее важным методом защиты от поражения электрическим током преобразователей электроэнергии. Защита людей и объектов преобразования электроэнергии, от различных типов перенапряжений, требует новой эффективной сети заземления электроустановок. Сегодня рассматриваются проблемы защиты людей и оборудования в случае повреждения в городских электрических сетях, и электроустановках генерации тока. Эта статья посвящена проектированию и оценке заземления на объектах генерации и преобразования электроэнергии.
Технические детали электрических установок и сетей необходимы для использования различных типов сетей заземления.
Тип сети заземления — это параметр, который характеризует соотношение между заземлением и нейтралью открытых токопроводящих частей приемника электрической энергии и соотношение между заземлением и нейтралью электрических блоков напряжением до 1000 В. Российские правила обслуживания электрооборудования предусматривают применение трех режимов нейтрали и эксплуатации токопроводящей части.
При проектировании сети необходимо руководствоваться преимуществами и недостатками, технико-экономической оценкой и выбором режима заземления.
В общем случае все сетевые схемы защитного заземления можно разделить на три группы:
- Локальные (индивидуальные) ― заземляющие устройства не подключены к общей сети заземления. Выполняется заземлением, расположенным вблизи объектов, подлежащих заземлению.
- Сеть передачи ― ответвления подключены к заземляющему устройству или, в таких случаях, когда имеется несколько заземляющих устройств, к одному из них.
- Кольцевая сеть ― сети заземления подключаются к заземляющему устройству и заземляющему электроду. Это делается так же, как и в сети передачи, с использованием кабеля, который поднимается ниже фаз и крепится к опорам воздушной линии. Кольцевая сеть заземления включает в себя заземляющее устройство и две ответвленные линии электропередачи, которые соединены вместе на территории предприятия.
Требования к заземлению объектов передачи электроэнергии
В этом пункте мы рассмотрим требования, к защитному заземлению для линий передачи и распределения со стальной опорой, а также изолированных силовых кабелей. Защитные заземления должны быть установлены таким образом, чтобы все фазы линий или кабелей, были заметно и эффективно соединены друг с другом, и подключены к земле на рабочем месте.
Установка защитных заземлений на конструкциях линий электропередач, создает на конструкции безопасную зону. Однако без использования установленных заземляющих ковриков на земле, вблизи опор конструкций и объектов, подключенных к системе заземления рабочей площадки, во время случайного включения линии, могут возникать опасные потенциалы разряды.
Имейте в виду, что при протекании тока замыкания на землю при каждом подключении к земле будет происходить повышение напряжения. Никто не должен приближаться к любому другому токопроводящему предмету, который был подключен к системе заземления на рабочем месте, если не приняты защитные меры для снижения опасности ступенчатого и контактного напряжений.
Системы молниезащиты, должны быть у любого объекта, вводимого в эксплуатацию. Позаботьтесь о своей безопасности, и безопасности ваших близких. Получите бесплатную консультацию у нашего специалиста заполнив форму на сайте.
