Нормы сопротивления заземления молниезащиты

Содержание

Сопротивление заземления молниезщиты

Нормы сопротивления заземления молниезащиты

Принцип действия громоотвода — перехват молнии и перенаправление разряда в землю для нейтрализации. Но эффективность всей системы зависит от величины сопротивления заземления молниезащиты, то есть от способности грунта поглощать электрический ток. Параметр измеряется в Ом, должен стремиться к нулю, однако, структура почв не позволяет достичь идеального значения.

Нормы для сопротивления заземления молниезащиты

В Инструкции по устройству молниезащиты РД 34.21.122-87 регламентированы максимальные значения противодействия растеканию тока для различных категорий зданий и сооружений, с учетом удельного сопротивления грунта:

  • I и II категория — 10 Ом;
  • III категория — 20 Ом;
  • Если электропроводность превышает 500 Ом*м — 40 Ом;
  • Наружные установки — 50 Ом.

Сопротивление падает в 2-5 раз при увеличении силы тока молнии.

Качество заземления молниезащиты

Ключевой параметр — сопротивление заземления — зависит от конфигурации заземлителя и удельного сопротивления почвы. Для вычисления значения существует специальная формула. Но для готовых заземлителей задача значительно упрощается: производитель предоставляет заранее подсчитанный коэффициент, который достаточно умножить на удельное сопротивление грунта, чтобы получить искомое значение.

Удельное сопротивление для различных грунтов

Значение прежде всего зависит от влажности и состава почвы, плотности прилегания пластов, наличия кислот, солей и щелочей. Вычисляется путем проведения геологических изысканий. Это комплекс сложных мероприятий, поэтому при расчетах принято использовать справочные величины:

  • Песчаный грунт, увлажненный поземными водами — 10-60 Ом*м;
  • Песок сухой — 1500-4200 Ом*м;
  • Бетон — 40-1000 Ом*м;
  • Чернозем — 60 Ом*м;
  • Глина — 20-60 Ом*м;
  • Илистая почва — 30 Ом*м;
  • Садовая земля — 40 Ом*м;
  • Супесь — 150 Ом*м;
  • Суглинок полутвердый — 100 Ом*м;
  • Солончак — 20 Ом*м.

На практике сопротивление молниезащиты всегда будет ниже расчетного значения: при погружении электрода в землю значительно снижается удельное сопротивление из-за уплотнения и увлажнения почвы грунтовыми водами.

Требования к заземлителю

Согласно РД 34.21.122-87 для заземления необходимо не менее трех электродов вертикального типа. Расстояние между ними — как минимум в два раза больше, чем глубина погружения. Кроме того, СО 153-34.21.122-2003 требует, чтобы расстояние от стен здания до электродов было не менее 1 метра.

Уменьшение сопротивления заземления

Поскольку удельное сопротивление почвы — величина относительно постоянная, для увеличения электропроводности необходимо изменять конфигурацию заземлителя: увеличивать площадь соприкосновения электродов с грунтом. Можно удлинить проводник или создать контур заземления: несколько отдельно стоящих электродов соединяются в единую сеть. В расчет берется сумма площадей.

Современные заземлители — эффективны и просты в установке. Электроды заглубляются до 30 метров. Благодаря этому удается значительно уменьшить общую площадь, компактно разместить заземлитель молниезащиты в условиях ограниченного пространства. Для монтажа не нужны специальные инструменты, штыри стыкуются между собой муфтой с резьбовым соединением. Медное покрытие электродов обеспечивает защиту от коррозии, увеличивая срок службы до 100 лет!

Измерение сопротивления заземления и периодичность проверок

Производятся с помощью специальных приборов (измерительных комплексов) по заданной схеме измерений в нескольким точках смонтированного контура молниезащиты. Данные показаний заносятся в специальную форму — протокол проверки сопротивлений заземлителей и  заземляющих устройств.

Замеры производят всегда по окончании монтажа системы молниезащиты и заземления, а также после выполнения ремонтных работ как на устройствах молниезащиты, так и на самих защищаемых объектах и вблизи них. Полученные данные заносят в акты (протоколы проверок), паспорта заземляющих устройств и журналы учета.

Примеры протоколов и паспортов можно посмотреть по этой ссылке.

Кроме внеочередных мероприятий существует регламент проведения измерения значений сопротивления, которые осуществляют для разных категорий зданий и сооружений с следующей периодичностью: для категории I II — 1 раз в год перед сезоном гроз, для III категории — не реже 1 раза в 3 года, для взрывоопасных объектов и производств — не реже 1 раза в год.

Важно использовать при этом приборы, поверенные должным образом, а также правильно выбрать точки измерений. Вот почему необходимо обращаться при этом в специализированные организации, которые имеют в своем распоряжении квалифицированный персонал и необходимые приборы, а также могут гарантировать вам качество работ на определенное время.

Компания «МЗК-Электро» предлагает квалифицированный монтаж заземления. Опытные специалисты проведут необходимые расчеты, подберут оптимальное по стоимости и эффективности решение для конкретного объекта. В работе используем сертифицированное оборудование от ведущих производителей. Доверьте проектирование громоотвода профессионалам — вы гарантированно получите надежную молниезащиту!

Источник: http://www.mzke.ru/soprotivlenie_zazemleniya_molniezshhity.html

Измерение сопротивления заземляющих устройств и элементов молниезащиты

Заземляющие устройства служат для отведения накопившегося заряда электроустановки в землю, чтобы этот заряд не был передан случайным образом любому другому объекту, коснувшегося аппарата электрооборудования. Неверно подключенная или вовсе не подключенная электроустановка не может быть введено в эксплуатацию как потенциальный источник смертельной опасности. Избежать нарушений поможет плановые проверки и измерение сопротивления заземляющих устройств.

Правила устройства электроустановок

В последнем, седьмом издании ПУЭ в разделе 1 гл.1.8 п. 1.8.37, указаны нормируеиые значения сопротивлений заземляющих устройств в зависимости от их вида и характеристик.

Так, подстанции и распределительные пункты напряжением выше 1 кВ, представляют собой электроустановки электрических сетей с глухозаземленной и эффективно заземленной нейтралью, либо электроустановки электрических сетей с изолированной нейтралью, с нейтралью, заземленной через дугогасящий реактор или резистор. Первые должны иметь сопротивление не более 0,5 Ом, вторые — 250/Iр.

Воздушные линии электропередач должны иметь сопротивление заземляющих устройств опор ВЛ в зависимости от удельного сопротивления грунта: до 100 – 10 Ом, более 100 до 500 – 15 Ом, более 500 до 1000 – 20 Ом, более 1000 до 5000 – 30 Ом, более 5000 — ρ•6•103. Заземляющие устройства опор ВЛ с разрядниками на подходах к распределительным устройствам с вращающимися машинами рассчитываются отдельно.

Электроустановки напряжением до 1 кВ делятся на три вида:

  • Электроустановки с источниками питания в электрических сетях с глухозаземленной нейтралью (или средней точкой) источника питания (система TN): в непосредственной близости от нейтрали – сопротивление 15/30/60 Ом;
  • Электроустановки с учетом естественных заземлителей и повторных заземлителей отходящих линий – сопротивление 2/4/8 Ом;
  • Электроустановки в электрических сетях с изолированной нейтралью (или средней точкой) источника питания (система ГГ) — сопротивление 50/I, более 4 Ом не требуется.

В данном случае измерение сопротивления заземляющих устройств должно соответствовать не только групповым, но и частным характеристикам, поскольку в некоторых электроустановках предусмотрено различное сопротивление (кратное минимальному), согласно линейному напряжению в 660, 280 и 220 В соответственно.

Воздушные линии электропередачи напряжением до 1 кВ, имеющие заземляющие устройства опор ВЛ с повторными заземлителями PEN (РЕ) – проводника, рассчитаны на сопротивление в 30 Ом. В формулах использованы обозначения: Iр– расчетный ток замыкания на землю, I – полный ток замыкания на землю.

Характеристики заземляющего устройства

Характеристики ЗУ должны отвечать требованиям ГОСТ и ПУЭ и, обеспечивая основные функции электроустановки, выполнять следующие действия:

  • стабилизация потенциалов относительно земли;
  • защита от статического электричества;
  • отвод рабочих токов;
  • отвод в грунт молнии;
  • защита изоляции низвокольтных цепей и электрооборудования;
  • защита от перенапряжений;
  • релейная защита от замыкания в землю;
  • защита подземного оборудования от токовых перегрузок;
  • обеспечение взрыво- и пожаробезопасности.

Измерение сопротивления заземляющих устройств гарантирует выполнение всех этих функций, если замеры показывают норму.

Замеры заземляющих устройств проводятся по следующим параметрам:

  • сопротивление заземляющего устройства для электростанций, высоковольтных линий электропередач, установок подстанций;
  • напряжение заземляющего устройства при стекании с него тока замыкания на землю;
  • для установок выше 1 кВ с эффективно заземленной нейтралью, за исключением высоковольтных линий электропередач, замеряется напряжение прикосновения.

Измерение сопротивления растеканию заземлителя (З) – Rраст, производится с помощью вспомогательного электрода ( токовый электрод – Т) и зонда (потенциальный электрод – П) – см. рисунок 1. Посредством источника прибора и вспомогательного электрода через проверяемый электрод (заземлитель), сопротивление растеканию которого определяется, пропускается ток Iраст. Сопротивление составляет :

Rраст = Uраст / Iраст

Измеряя с помощью зонда Uраст и пропуская ток растекания через заземлитель, измеряем прибором R раст , шкала которого проградуирована в омах.

рисунок 1

Проверка правильности заземления

Электролаборатория нашей организации в первую очередь проводит визуальный осмотр заземляющих устройств, чтобы определить, правильно ли они смонтированы, и каким способом осуществлено заземление. Заземление производится либо выносным способом, либо контурным расположением заземляющих проводников.

Контурное расположение заземлителей обеспечивает выравнивание потенциалов при однофазном замыкании на землю. Еще одним положительным эффектом является уменьшение значений напряжения прикосновения и шагового напряжения вблизи ЛЭП, благодаря взаимному влиянию заземляющих устройств.

Измерения сопротивления заземляющих устройств в этом случае надо производить с учетом этого взаимовлияния.

Элементы заземляющих устройств в помещениях должны быть размещены в соответствии с проектом, и при осмотре не должно быть затруднений в доступе к ним. Однако, они также должны быть надежно защищены от механических повреждений. При укладке по полу проводники ЗУ размещают в специальных заглубленных канавках. Если возможно осаждение едких паров, воздействие газов и т.

Читайте также  Нормы физподготовки для военнослужащих

д., то рекомендуется крепить проводники скобами так, чтобы между ними и стеной был зазор не менее 10 мм. Это же относится и к помещениям с повышенной влажностью.

Для того, чтобы сопротивление заземляющих устройств соответствовало требованиям объекта, необходимо подводить проводники к каждому корпусу электрооборудования, делая ответвления от главной заземляющей шины (ГЗШ).

Таким образом, мы получаем параллельное подключение, которое является единственно правильным: последовательное подключение объектов один к другому, а потом к ЗУ – запрещено, поскольку является источником повышенной опасности: сопротивление заземляющего устройства представляет собой сумму сопротивлений заземлителя относительно земли и заземляющих проводников.

Измерение сопротивления заземляющих устройств должно производиться с учетом времени года: поскольку сопротивление заземлителя относительно земли есть отношение напряжения на заземлителе к току, проходящему через заземлитель в землю, то величина сопротивления заземлителя зависит от удельного сопротивления грунта.

Наиболее высокое сопротивление фиксируется зимой, когда грунт промерзает, либо летом, в засушливый период – расхождение с весеннее-осенними показателями может составлять несколько раз. Раньше применялись коэффициенты сезонности, которые рассчитывались и с помощью них проводилась корректировка значений сопротивлений ЗУ.

В установках с суммарной мощностью генераторов и трансформаторов 100 кВА допускается значение сопротивления ЗУ, равное 10 Ом, в установках с меньшей мощностью – 4 Ом. Допустимая величина напряжения прикосновения в сетях до 1000 В не должна превышать 40 В. В установках свыше 1000 В допускается сопротивление заземления R3 меньше или = 125/I3 Ом, но не более 4 Ом или 10 Ом.

В случае необходимости возможности экстренного отключения участка сети без помощи оператора, в установках свыше 1000 В с большими токами замыкания на землю сопротивление заземляющего устройства не должно быть более 0,5 Ом. Эти показатели указаны в ГОСТ, ПУЭ, проекте.

Обязательно при измерении сопротивления заземляющих устройств сравнивать полученное значение с нормируемым или расчетным проектным.

Методика проведения измерения сопротивления заземляющих устройств в Санкт-Петербурге

Проведение измерения сопротивления заземляющих устройств осуществляется в соответствии с нормами по пункту 1.7.101 ПУЭ (7 изд.) и пункту 26.4 ПТЭЭП. Методика подходит для измерения сопротивления устройств молниезащиты и удельного сопротивления грунта.

Для измерений используются приборы М416 или Ф4103-М1, тестеры заземления MRU-100, MRU-101, MRU-105, MRU-120, C.A 6460, Fluke, Megger, ИС-10/1, TV 440N и другие.

Мы используем надежное и опробованное современное испытательное оборудование и средства измерений ведущих отечественных и зарубежных производителей.

К работе допускаются лица из электротехнического персонала не моложе 18 лет, обученные и аттестованные на знание требований НД: ПОТ, ППБ, инстукций и методики измерения сопротивления заземляющих устройств.

Сотрудники должны быть обеспеченны инструментом, индивидуальными защитными средствами, спецодеждой и средствами измерений, исправными и прошедшими периодическую поверку. Состав бригады должен быть не менее двух человек. Особое внимание должно быть уделено безопасности при подаче напряжения от постороннего источника питания.

Требуется проверить соединительные провода и питающий кабель на наличие двойной изоляции, так же, как и понижающий трансформатор. Приборы в схемах измерений должны быть установлены на изолированном основании. Измерения надо проводить в сухой период, а в загазованных помещениях, либо в помещениях со взрывоопасными средами, следует сначала устранить источник опасности.

По результатам измерений сопротивления заземляющих устройств составляется протокол установленной формы. Лица, допустившие нарушения ПТБ или ПТЭЭП, несут ответственность в соответствии с действующим Законодательством.

  • ПУЭ (Правила устройства электроустановок)

Источник: http://www.gorod812.com/ispytaniya-izmereniya-i-naladka/izmerenie-soprotivleniya-zazemlyayushchikh-ustrojstva

Молниезащита — теория

Риск атмосферных разрядов

Уже сотни лет по всему миру человек пытается защитить себя и свое жилье от атмосферных явлений. Правда не везде и не всегда эти явления постоянны, но потенциальный риск всегда существует. Одним из самых опасных такого типа явлений является молниеразряд. Они происходят во всём мире каждые три секунды. Атмосферный разряд является эффектом накопления электрического заряда в грозовых тучах.

В момент наступления порога напряжения начинает образоваться молниеразряд между двумя грозовыми тучами различных потенциалов или между грозовой тучей и поверхностью земли. В последнем случае речь идёт о разряде к земледлина которого может достигать до нескольких десятков километров. Возможные типы разрядов указаны на рисунке №1, в т.ч.

: прямой удар в любое сооружение или систему защиты (a), удар около здания в присоединённые к нему линии или в землю (б), около здания в ближайший к нему объект или в землю (в).

Рис. №1. Возможные удары молнии: а) прямой удар, б) удар в ЛЭП подсоединенные к зданию, в) около здания в ближайший к нему объект или в землю * в этом случае применяются только методы катящегося шара и принцип защитной сетки

Таб. №1. Взаимозависимость применяемой молниезащиты от степени защиты здания

Рис. №2. Защищаемые зоны в зависимости от применяемого метода расчётов

Положения по проектированию эффективной молниезащиты

Для начала проектировки молниезащитной системы надо определить уровень защиты. Как только мы его определим мы можем приступить к обозначению зон защиты защищаемого объекта согласно определённым стандартам BS 6651, IEC 62305, СО 153-34.21.122-2003. По стандартам расчётов применяются три метода определения зон защиты с учётом значений указанных в таблице №1 и №2, мы можем применять: принцип защитной сетки, принцип защитного угла и принцип катящегося шара.

Во избежание риска опасного удара, токоотводные проводники должны обеспечивать надежное соединение с заземлением, с учётом того что: могут выступать несколько параллельных отводов рядом друг с другом (таблица №2 и рис. №3), длина токоотводов должна быть максимально короткой.

Требуемое расстояние между токоотводами зависит от определённой заранее степени защиты и его ни в коем случае нельзя увеличивать. Нижние токоотводы должны обеспечить беспрерывный контакт молниеприёмника вдоль и поперёк по периметру всего защищаемого здания.

Среднее расстояние между установленными на здании проводниками не должно быть меньше чем значение указанное в таблице №2 и на рисунке №3.

Таб. №2. Минимальное расстояние между нижними токоотводами в зависимости от степени защиты в соответствие с IEC Рис. №3. Минимальное расстояние между нижними токоотводами для соответствующих степеней защиты

Во всех случаях необходимо использовать два токоотвода. Вертикальные токоотводы должны быть соединены друг с другом горизонтальным проводником вблизи поверхности земли и далее горизонтально каждые 20 метров (рисунок №4).

Рис. №4. Проектирование токоотводов для высокого жилого здания Рис. №5. Минимальное расстояние от фасада здания в согласовании с IEC

В соответствии с международными стандартами IEC установка системы молниезащиты должна обеспечить определённое расстояние между креплениями токоотводов к фасаду здания. Оно не должно превышать 1 м. Однако, расстояние это зависит от типа материала из которого изготовлен данный фасад.

Если он построен из негорючего материала или из горючего, но которому не угрожает повышение температуры токоотводов при протекании тока, тогда разрешается крепить проводник к фасаду или непосредственно в нём. В других случаях, т.е.

если появляется угроза для горючего материала необходимо крепить проводники на расстояние 10 см (рисунок №5).

Рис. №6. Требуемое расстояние для расположения токоотводов, в соответствии с IEC

Для обеспечения безопасности необходимо выдержать расстояние между токоотводом и ближайшим возможным местом нахождения людей. Расстояния: вход в здание, проход между металлической оградой и токоотводом должно быть более 2 метров. Если это невозможно сделать должна быть применена защитная труба.

Система заземления должна рассеивать ток молнии в земле без появления опасных напряжений. Наиболее важна форма и размеры заземляющего устройства, чем значение сопротивления заземляющих электродов. Однако, низкое сопротивление, необходимо и рекомендовано в соответствии с национальными нормами и стандартами.

В соответствии со стандартом IEC заземляющее устройство разделяются на два основных типа:

тип А – минимум два круглых горизонтальных заземляющих электрода, длинной каждый l1 1,

тип Б – взаимосвязанный стальной каркас в бетонном основании (присоединение к каркасу должно быть всегда доступным) или внешнее замкнутое кольцо заземления радиусом r не менее l1, (r >= l1). Если r < l1 необходимы дополнительные заземляющие электроды длинной lr = l1 – r или вертикальные электроды длинной lv = 0.5 (l1 – r). Минимальные требования длин заземляющих электродов указани на рис. 7.

Рис. №7. Минимальные длины l1 заземлителей в соответствии с уровнем защиты

Электроэнергетика

Заземляющее устройство электрических подстанций

Требования к заземлению:

  • рабочее заземление – соблюдение требуемых значений сопротивления заземляющего устройства не превышающее действующих норм,
  • заземление мониезащитной системы – сопротивление заземляющего устройства не должно быть выше 10 Ом,
  • защитное заземление – защита людей находящихся на территории подстанции и поблизости, ограничение напряжения заземления, гарантирующее корректную работу ограничителей перенапряжения и защиту устройств подсоединенных в общий контур заземления,
  • стойкость к высокой температуре, механическим и коррозионным воздействиям,
  • обеспечение уравнения потенциалов, ограничение перенапряжения, и его вредного влияния на вторичные цепи и электронный устройства.

Для проектирования молниезащиты электроустановки первым должно быть измерено удельное сопротивление грунта. Метод Венера с использованием 4-х электродов (рис. 8). Сопротивление вычисляется на основании расстояния между электродами и сопротивлением между ними по формуле 1.

Рис. №8. Проектирование токоотводов для высокого жилого здания Формула. №1.

Заземляющее устройство основанное на медной сетке (рис. 9) размер ячейки сетки зависит от тока коротких замыканий. Сопротивление сетки вычисляется по формуле 2.

Для предотвращения возможных влияний климатических условий (изменение влажности и температуры в разные сезоны года) вертикальные заземлители должны быть выполнены (как показано на рис.

Читайте также  Где устанавливаются противопожарные двери нормы

10 обозначено как «g») по периметру сетки и добавочно соединены с заземляющими устройствами ЛЭП (громоотводному тросу или контуру заземления), а также с ограничителями перенапряжения.

Рис. №9. Схема искусственного заземляющего устройства электрической подстанции Формула. №2.

Рис. №10. Заземляющая сетка подстанции 15 кВ

Система заземления для ЛЭП

Конструкция системы заземления:

  • заземление молниезащитной системы состоит из заземляющего контура, выполненного из полосы подсоединенной к вертикальным заземлителям обозначенные как «g» или с дополнительным горизонтальным, радиальным проводником,
  • защитное заземление состоит из заземляющих контуров, где каждый следующий контур находится внутри предыдущего. Данный заземляющий контур так же необходимо подсоединять к вертикальным заземлителям (рис. 11).

Рис. №11. Система заземления ЛЭП

Аналогично как в случае с электрической подстанцией, вертикальные заземлители должны быть не менее 3 метров в длину.

Рис. №12. Схема искусственного заземления ЛЭП

Телекоммуникация

В последние годы мы стали свидетелями широкого распространения объектов управляемых на основе электронных устройств характерных высокой чувствительностью к любым скачкам напряжения. Хороший пример для этого телекоммуникационная индустрия с жесткими требованиями и высочайшей степенью защиты от воздействий разрядов молний. Все принципы проектирования имеющие отношения к молниезащите могут быть также применимы и на телекоммуникационных объектах. В начале проектирования молниезащитной системы мы должны в первую очередь определить уровень риска попадания молнии в данный объект.Ограничения, связанные с уровнем защиты должны гарантировать безопасность чувствительных приборов, а также безопасность людей. Для определения уровня защиты может быть использован любой из трех раньше представленных методов: метод защитной сетки, метод защитного угла и метод катящегося шара. Токоотвод и проводник системы заземления должны гарантировать отвод тока молнии в землю кратчайшим путем. При монтаже молниезащитной системы допустимо использовать металлические конструкции в качестве проводника. Монтаж молниезащитной системы должен быть продуман еще на стадии проектирования, а на стадии строительства, когда закладывается фундамент, необходимо помнить о горизонтальном контуре заземления, в соответствии с заявленным стандартам. Пример подобной системы заземления представлен на рис. 13. В связи с широким ассортиментом продукции Galmar возможна реализация любых, даже самых сложных, молниезащитных систем. Рис. №13. Молниезащитная система металлических GSM башен

Источник: http://zandz.su/lightning_theory.html

Устройство молниезащиты и ее заземления

Жителей городов мало волнует молниезащита и заземление, государство уже о них позаботилось, обязав проектировщиков и строителей предусмотреть соответствующие технические решения. Вопрос защиты от молний особо актуален для владельцев дач и загородных домов. Делать молниезащиту или не делать – домовладелец решает сам. Однако сооружение заземления и надежного молниеотвода уменьшает опасность пожара в разы, позволяет защитить проводку, электроприборы и жизни обитателей дома.

Опасность разряда молнии

Облака представляют собой водяной пар или мелкие кристаллы льда. Они постоянно движутся, трутся о теплые струи воздуха и электризуются. Когда разность зарядов между ними достигает критического значения, происходит разряд. Это и есть молния. Когда между облаком и землей проводимость наименьшая, то молния ударяет в землю, весь накопленный заряд стекает в нее. Затем и нужно заземление, чтобы забрать на себя энергию разряда.

Молния ударяет в самую высокую точку сооружения, проходя минимальное расстояние от облака до объекта. По сути, получается короткое замыкание, протекают гигантские токи, выделяется огромная энергия. Если молниезащита отсутствует, то вся энергия молнии воспринимается зданием и растекается по токопроводящим конструкциям. Последствия такого удара – пожары, поражения людей, выход из строя электротехники.

Молниезащита забирает на себя энергию разряда и по токопроводу переправляет ее через заземлитель в землю, которая ее полностью поглощает. Поэтому молниеприемники (громоотводы) и прочие элементы молниезащиты выполняются из токопроводящих материалов с высокой проводимостью.

Типы защиты

По месту расположения молниезащита делится на внешнюю и внутреннюю. Внешняя защита по принципу действия подразделяется на пассивную и активную. Устройство молниезащиты пассивного типа включает три обязательных части:

  • молниеприемник;
  • токоотвод (токовод);
  • заземлитель.

В зависимости от строения крыши устанавливаются различные молниеотводы. В активной молниезащите на вершине стрежня или мачты находится ионизатор воздуха, который создает дополнительный заряд и привлекает, таким образом, молнию. Радиус действия такой защиты значительно больше пассивной, бывает достаточно одной мачты для защиты дома и участка.

Внутренняя защита от молний

Особенно нужна молниезащита внутри зданий с большим количеством компьютерного оборудованием. Внутренняя молниезащита представляет собой комплекс устройств защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП). При попадании разряда молнии на линии электрической сети в ней возникают огромные кратковременные перенапряжения. Чтобы погасить их параллельно с проводниками фаза и ноль, фаза и земля, ноль и земля устанавливаются УЗИП. Это очень быстродействующие приборы со временем срабатывания от 100 нс до 5 нс.

Схема установки и характеристики УЗИП зависят от того, имеется внешняя молниезащита или нет. Они различаются конструкцией, представляют собой воздушные или газовые разрядники, варисторы, но суть одна. При возникновении кратковременного перенапряжения шунтируют защищаемую цепь и всю энергию разряда принимают на себя. Но есть приборы и с последовательным соединением. Принцип действия тот же, при возникновении перенапряжений все падение напряжения происходит на устройстве.

УЗИП делятся на три класса. Устройства первого класса устанавливаются в главном распределительном щите. УЗИП снижает напряжение до 4 кВ. Приборы второго класса устанавливают перед вводным автоматом квартирного или домового электрического щита и снижают напряжение до 2,5 кВ.

Устройства третьего класса устанавливают в непосредственной близости от защищаемых приборов (компьютеры, серверы и подобные им устройства). Они обеспечивают снижение до 1,5 кВ. Этого снижения напряжения достаточно для большинства оборудования, особенно если продолжительность перенапряжения краткая.

Расчет молниезащиты рекомендуется поручить специалистам.

Естественные молниеотводы

Кроме этого имеется естественные молниеотводы. Наши предки вольно или невольно тоже имели хорошую молниезащиту. Традиция высаживать около дома березу спасла не одну жизнь и не один дом.

Береза, несмотря на то что она не очень хорошо проводит электрический ток, является замечательным молниеотводом и одновременно обеспечивает заземление. А все из-за мощной корневой системы, которая расползается почти на поверхности почвы.

За счет этого энергия молнии при попадании в дерево растекается по большой площади и благополучно уходит в землю. Сосна и ель в качестве молниезащиты даже лучше, но не сравнятся с березой из-за хрупкости древесины.

Конструкция молниеотводов

В общем случае, молниезащита зданий и сооружений представляет собой комплекс из молниеприемника, токопровода и заземлителя. Молниеприемники применяются в виде стержня, сети и натянутого троса.

Стержневой молниеприемник

Конструкция стержневой системы проста. Штырь молниезащиты соединяется с помощью токоотвода с металлическими штырями в грунте, обеспечивающими заземление.

Стержни (штыри) изготавливают из оцинкованной или омедненной стали высотой от полуметра до 5-7 метров. Диаметр зависит от высоты стержня и климатического района расположения. Омедненный стержень имеет лучшую электрическую проводимость по сравнению с оцинкованной сталью. В зависимости от конфигурации здания и его кровли на крыше устанавливаются несколько стержней. Они крепятся к коньку, фронтону, вентиляционным колодцам и прочим капитальным конструкциям.

Зона влияния молниезащиты представляет собой конус с вершиной на острие молниеотвода. Стержни располагают таким образом, чтобы зоны их действия перекрывали все здание. Для стержневых молниеприемников правило защитного конуса с 90 градусной вершиной справедливо для стержня высотой до 15 м. Чем выше молниеприемник, тем меньше угол вершины защитного конуса.

Сетевой молниеприемник

Молниеприемная сеть представляет собой оцинкованный или омедненный провод диаметром 8-10 мм, покрывающий в виде сети всю крышу здания. Обычно молниезащиту в виде сетки устанавливают на плоские кровли. Сеть формируется за счет перпендикулярно расположенных относительно друг друга проводов с определенным шагом. При помощи держателей провода соединяются между собой и крепятся к кровле. Иногда, вместо провода используют стальную полосу.

Провод или полоса обязательно должны быть соединены с заземлением. Для соединения применяют сварку, но можно его делать специальными зажимами. Зажимы для соединения электродов заземления с проводниками часто идут в комплекте, если приобретать все детали в специализированном магазине.

Тросовый молниеприемник

Тросовые молниеприемники представляют собой стальной или алюминиевый трос, натянутый между двумя мачтами. Мачты соединены с токоотводов, а тот в свою очередь с заземлением. Представьте, что трос является коньком двускатной крыши. Тогда область под этой виртуальной крышей будет находиться под защитой от ударов молний. Таким образом, натянув над крышей дома и прилегающей территорией несколько тросов можно обеспечить надежную молниезащиту.

Токопроводы представляют собой оцинкованные или омедненные стальные провода диаметром 10 мм, часто применяют и стальные полосы сечением 40х4 мм покрытые цинком или медью. Они соединяют молниеприемники с заземлителем.

В комплект молниезащиты входят и держатели молниеприемников и токопроводов. Они выполняются из стальных и пластиковых материалов, имеют многообразные конструкции.

Расположение заземлителей

Заземление молниеотводов, в самом простом случае, представляет собой три трехметровых металлических стержня вбитых в землю на расстоянии 5 метров друг от друга. Между собой заземляющие штыри соединяются стальной полосой расположенной на глубине 50-70 см под землей. Соединение производится методом сварки, которые затем покрываются антикоррозионным покрытием. В местах расположения штырей на поверхность должны выходить стержни для того, чтобы можно было присоединить токопроводы.

Заземление должно располагаться на расстоянии не менее 1 метра от сооружения и более 5 метров от крыльца, дорожек и других мест постоянного хождения людей. Это необходимо для того, чтобы человек не попал под шаговое напряжение, образующееся при растекании заряда молнии от заземлителя по земле.

Если здание имеет массивный железобетонный фундамент, то заземление молниезащиты рекомендуется располагать подальше от него и монтировать внутреннюю молниезащиту в виде грозоразрядников для защиты аппаратуры.

Читайте также  Вентиляция электрощитовой нормы

Это необходимо из-за заброса части заряда на фундамент и все элементы, имеющие с ним хороший контакт, в первую очередь корпуса оборудования, инженерные коммуникации.

Требования к сопротивлению

Контур заземления дома должен быть соединен с заземлением молниезащиты через стальные проводники, которые сваривают между собой. Сопротивление заземления должно быть как можно меньше. Нормативное значение составляет 10 Ом для грунтов с удельным сопротивлением до 500 Ом, но при больших его значениях допускается иное сопротивление, которое вычисляется по формуле:

Rз – сопротивление заземлителя, а ρ – удельное сопротивление грунта.

Для достижения нормативного значения иногда заменяется грунт. Выкапывается траншея, закладывается новый грунт с соответствующими характеристиками, и после этого монтируется заземление. Другой вариант заключается в добавлении химических реагентов.

После установки заземления молниезащиты необходимо регулярно замерять его сопротивление. Если оно выходит за пределы нормативного значения, то придется добавить штырь или заменить на новый. При этом нужно уделять пристальное внимание соединениям между элементами устройства.

Использование нержавеющих материалов значительно увеличит срок службы заземлителя.

Источник: https://EvoSnab.ru/ustanovka/molnija/molniezashhita-i-zazemlenie

Проверка молниезащиты зданий и сооружений: периодичность и методика

Системы защиты от молнии время от времени следует проверять на работоспособность. Необходимость таких испытаний диктуется обеспечением безопасности как здания, так и находящихся в нем людей. Кроме того, громоотводы находятся под постоянным негативным воздействием факторов окружающей среды, что может приводить к ухудшению их функциональных возможностей.

Проверка молниезащиты — важное мероприятие, которое проводится в плановом порядке или внепланово, если возникли сомнения в работоспособности системы.

Виды и частота проверок

Проверочные мероприятия принято разделять на виды:

  1. Плановая проверка (другое название — сезонная). Проводится согласно заранее определенному графику.
  2. Внеочередная проверка. Осуществляется в случае наступления непредвиденных событий (например, выход системы из строя).
  3. Пусковое и вводное испытание защиты.

Плановые испытания

Порядок проведения планового тестирования регулируется нормами, установленными в инструкции РД-34.22.121-87. Проверки регламентируются положениями ПУЭ (правила устройства электроустановок) и ПТЭЭП (правила технической эксплуатации электроустановок потребителей). Для защитных устройств наружной установки правила указаны в пункте 1.14 РД-34.22.121-87.

В соответствии с указанными нормативами все охраняемые объекты делятся на категории. Исходя из установленной для здания или сооружения категории устанавливается периодичность обследования системы защиты от молнии. К примеру, для зданий первой и второй категории испытания следует проводить каждый год до наступления сезона гроз. Третья категория касается объектов, подвергающихся незначительной опасности. В данном случае проверки следует проводить каждые три года.

Внеочередные испытания

Проверки вне запланированного графика осуществляют в следующих случаях:

  1. Внесение в конструкционные элементы любых изменений, изначально не заложенных в проектную документацию.
  2. По завершению ремонтных работ, реконструкции здания.
  3. В случае возникновения крупных аварий, катастроф или стихийных бедствий.

Пусковые и вводные испытания

Проводятся при сдаче защищаемого здания заказчику. Пусковое тестирование осуществляется сразу после окончания основных работ по строительству или по ранее согласованному графику реконструкции объекта.

Результаты проверки фиксируются документально. На основании заключения начинается эксплуатация системы.

Этапы проведения проверок

Задача плановых, вводных и внеочередных замеров сопротивления и проверок устройств молниезащиты по другим параметрам — оценка соответствия имеющихся параметров регламенту и проектным документам. С этой целью исследуют качество монтажных работ, определяют состояние локальных участков системы, контактов. Цели тестирования, содержание и объем задач зависят от параметров объекта и особенностей конструкции системы защиты.

Испытания осуществляют по определенному алгоритму:

  1. Сравнивают данные, имеющиеся в проектной документации, с реальными показателями.
  2. Проверяют соответствие защитных зон и конструкции требованиям нормативных документов.
  3. Осуществляют осмотр защитных устройств, токоотводов, соединительных контактов с целью проверки их целостности, отсутствия следов ржавления и качества монтажных соединений.
  4. Проверяют сварные швы на целостность и прочность путем применения механических усилий (простукивание молотком).
  5. Замеряют показатели сопротивления соединений, скрепленных болтами.

Измерения коэффициента сопротивления заземления молниеприемников проводится по отдельности для каждого устройства. Итоговый показатель должен отличаться не более чем в пять раз от данных, полученных при вводных испытаниях. Если заземлитель осуществляет смежную задачу (рабочий заземлитель здания и системы защиты от молнии), в замерах сопротивления нет необходимости.

Для получения максимально точных результатов плановые и пусковые проверочные работы проводят во время наименьшего уровня влажности прилегающего к зданию грунта. В регионах, относящихся к зонам вечной мерзлоты, замеры осуществляют в период максимального промерзания земли.

Обратите внимание! При тестировании системы принимается во внимание уровень атмосферного давления. Данный параметр второстепенен, однако вносится в итоговый протокол.

Измерительное оборудование

Для проведения тестирования применяется высокоточное оборудование типа М-416. Устройство используют в совокупности с измерителем данных электробезопасности оборудования и электрических установок (MPI-511). В то же время существующие нормативы допускают использование и других, похожих по возможностям измерительных приборов.

Сопротивление функциональных элементов защитной системы измеряют прибором MRU-101. Устройство способно в автоматическом режиме останавливать проверку при возникновении внештатных ситуаций и показывает на мониторе такие показатели:

  1. Преодоление уровня шума 24В (LIMIT и UN).
  2. Превышения напряжения шума показателя 40B (LIMIT и OFL).
  3. Отсутствие текущего тока (-r- и значок измерительного гнезда).
  4. Слишком высокий уровень сопротивления измерительных щупов — свыше 50 кОм (LIMIT и показатель на щупе).
  5. Превышение измерителями штатного диапазона (OFL).

Показатель напряжения шума устанавливается путем нажатия на кнопку R или в результате избрания функции измерения поворотом переключателя устройства.

Полученные данные не признаются корректными, если оборудование выявило следующие ситуации:

  1. Отклонение уровня сопротивления щупов на 30 % (LIMIT).
  2. Батарея находится в разряженном состоянии (BAT).

В случае отсутствия оснований для блокирования или небольших отклонений вводных данных от нормативов MTU-101 проводит замеры и выдает на дисплей такие данные:

  1. Величина сопротивления на заданном участке.
  2. Сопротивление щупов.
  3. Удельное сопротивление грунта.
  4. Другие показатели (для получения дополнительной информации нужно нажать на кнопку SEL).

Обратите внимание! Диапазон замеров для каждого параметра определяется оборудованием в автоматическом порядке.

Трехполюсная система измерений

Для замеров сопротивления системы защиты от ударов молнии метод считается базовым. Работы проводятся следующим образом:

  1. Заземлитель присоединяют к измерительному гнезду оборудования.
  2. Токовый щуп направляют в грунт. Измерение проводят на расстоянии свыше 40 метров от защитной системы. Щуп специальным проводником присоединяют к гнезду прибора под названием «H».
  3. Потенциальный щуп устанавливают в грунт на расстоянии более 20 метров от исследуемой защитной системы. Далее щуп соединяют с измерительным гнездом, обозначенным буквой S.
  4. Щупы и заземлитель выстраивают в единую линию.

Поворотный переключатель ставят в позицию RE 3p. Далее начинают замеры после нажатия на клавишу START.

После окончания процедуры на мониторе появляется показатель сопротивления заземлителя (RE) и данные, полученные со щупов. Дистанцию между потенциальным щупом и защитной системой сокращают до одного метра. После делают еще один замер. Если результаты разнятся более чем на 3 %, токовый щуп отдаляют на большее расстояние. Измерение осуществляют повторно — вплоть до получения приемлемого соотношения полученных данных.

Измерения по трехполюсной схеме предполагают учет нескольких нюансов. Например, при повышенном сопротивлении щупов данный показатель для заземления устанавливается с определенной погрешностью. То же следует сказать и о замерах сопротивления заземлительного контура, находящегося в свободном контакте с грунтом. Причина имеющихся погрешностей заключается в чрезмерно высоком соотношении сопротивлений щупов и заземлителя.

Чтобы улучшить точность полученных данных, необходимо добиться более качественного контакта щупов с землей. С этой целью щупы переставляют в другое, более влажное место. Альтернатива такому решению — искусственное увлажнение почвы перед выполнением проверки. Кроме того, нужно осмотреть измерительные проводники, чтобы убедиться в целостности изоляционного материала, отсутствии следов ржавчины, проверить контакты с клеммами щупов.

Обратите внимание! Результаты всех дополнительных процедур записываются в итоговый протокол.

Соблюдение всех рекомендованных условий позволяет получить достаточно точные результаты (с учетом общей погрешности измерений). Следует иметь в виду, что корректная оценка влияния сопротивления щупов требует дополнительных вычислений.

Измерения по четырехполюсной системе

При необходимости особо высокой точности результатов нужно исключить погрешности. В этом деле поможет использование четырехполюсной схемы.

Измерения осуществляют следующим образом:

  1. Приемник соединяют с гнездами оборудования под литерами E и ES.
  2. Оба щупа устанавливают так же, как в трехполюсной методике.
  3. Поворотный переключатель направляют в положение RE 4p.
  4. Нажимают кнопку START.
  5. Фиксируют полученные данные по сопротивлению заземления и щупов (Rs и RH). Данные выводятся на монитор.

Измерительный щуп переставляют на один метр от защитной системы. После этого измерения производятся снова. Полученные результаты интерпретируют в том же ключе, как и в случае применения трехполюсной системы. По окончании исследования данные заносят в итоговый протокол.

Обратите внимание! Вне зависимости от применяемой схемы нормой считается удаленность потенциального щупа на значение, равное 62 % расстояния между исследуемой системой и токовым щупом.

Документирование результатов

Главным документом, свидетельствующим о достоверности полученных данных, выступает протокол испытаний защитной системы. В данном документе отображаются все нужные эксплуатационные характеристики. Отдельными пунктами обозначаются результаты полученных измерений, указываются условия проведения испытаний.

При вводном тестировании оформляются рабочие паспорта. Когда испытания закончены, владельцу объекта или его доверенному лицу передаются документы, указывающие на итоги проверки.

Проверка системы молниезащиты — критически важное мероприятие. От того, насколько качественно проведена работа, зависит жизнь людей и безопасность материальных ценностей. Для проведения проверки рекомендуется обращаться к надежным поставщикам услуг, специализирующимся на подобного рода работах и имеющим хорошую репутацию.

Проверка молниезащиты зданий и сооружений: периодичность и методика

Источник: https://220.guru/electroprovodka/zazemlenie-molniezashhita/proverka-molniezashhity.html

Понравилась статья? Поделить с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: