Проектування систем блискавкозахисту

Проектування систем блискавкозахисту та заземлення

Наша проектно-монтажна компанія пропонує комплексне рішення завдань з проектування систем блискавкозахисту будь-якого рівня складності, підбір оптимального обладнання, а також монтаж «під ключ» з подальшим обслуговуванням.

Блискавка – це електричний розряд, що виникає в негативно зарядженої області хмари, який переміщується до позитивних зарядам землі по найкоротшому шляху і може пройти через будинок, дерево, людини і так далі. Кінцевим пунктом блискавки є земля.

Удар блискавки може призвести до руйнувань внаслідок електродинамічних і термічних впливів. У результаті електромагнітної і світлового випромінювання можуть виникнути й інші негативні наслідки. При відсутності хороших струмопровідних шляхів між місцем удару і землею, удари блискавки можуть викликати руйнування наземних об'єктів. Від електричного пробою в матеріалі утворюються струмопровідні канали, в яких утворюється висока температура, що призводить до інтенсивного випаровування матеріалу та вибуху. При наявності горючих елементів, удар блискавки може призвести до займання. Такі прояви називають первинними.

Паралельно з цим може виникнути велика різниця електричних розрядів і потенціалів між окремими предметами всередині будівлі, які можуть стати причиною пожеж та ураження людей електричним струмом. Ці прояви є вторинними наслідками удару блискавки.

Для захисту від первинних наслідків ударів блискавки проектуються системи блискавкозахисту, що складаються з блискавкоприймачів, блискавковідводів і заземлення. Захистом від вторинних наслідків є з'єднання всіх металевих конструкцій і корпусів устаткування та апаратів, що знаходяться в закритому приміщенні, і приєднання їх до заземлювального пристрою електроустановок або до залізобетонному фундаменту будівлі. Додатково можуть бути використані спеціальні пристрої, що виключають перенесення напруги на захисний провідник.

Проектування пристроїв блискавкозахисту (далі – МЗС) будівель і споруд здійснюється згідно з ДСТУ Б Ст. 2.5-38:2008.

Проект системи блискавкозахисту для кожного об'єкта розробляється індивідуально на підставі даних, наданих замовником і проведених обстежень об'єкта.

Перелік необхідних даних:

• призначення об'єкта;

• кліматичні умови в районі розміщення (інтенсивність грозової діяльності, швидкість вітру і т. д.);

• план ділянки з нанесенням інженерних комунікацій;

• будівельні плани і креслення;

• поверховість: висота, ширина і довжина будови;

• матеріали, використані для будівництва та облицювання будівлі;

• план покрівлі;

• матеріал покрівлі, водостічних жолобів і труб;

• наявність вибухонебезпечних приміщень;

• наявність контуру заземлення;

• структура грунту;

• питомий опір ґрунту в місцях розміщення об'єкта.

На підставі отриманих даних визначаються прийняті рівні блискавкозахисту згідно з Додатком А ДСТУ Б Ст. 2.5-38:2008.

Щодо блискавкозахисту об'єкти поділяються на звичайні та спеціальні.

Звичайні: промислові підприємства, тваринницькі та птахівницькі будівлі і споруди, житлові та адміністративні будівлі, торгові будівлі, банки, страхові компанії, дошкільні установи, школи, лікарні, музеї та археологічні пам'ятки, спортивні споруди і т. п.

Спеціальні:

• об'єкти. Які становлять небезпеку (заправні станції, нафтопереробні підприємства, підприємства з виробництвом і зберіганням вибухонебезпечних речовин);

• об'єкти, які становлять небезпеку для екології (хімічні підприємства, атомні електростанції, біохімічні фабрики і лабораторії);

• об'єкти з обмеженою небезпекою (електростанції, підстанції та лінії електропередач, засоби зв'язку, пожежонебезпечні підприємства)

• об'єкти висотою понад 60 м.

Захист від прямих ударів блискавки

Блискавкоприймачі

Зовнішня МЗС може бути окремою (ізольованою) від споруди громовідводи, (розташовані окремо – стрижневі або тросові, а також сусідні споруди, які виконують функцію природних блискавковідводів) або може бути встановлена на об'єкті або навіть може бути його частиною.

Стандартом передбачено чотири рівня блискавкозахисту (далі – УМЗ). Надійність захисту від прямих ударів блискавки (далі – ПУМ) слід приймати:

• 0,99-0,999 – для об'єктів І УМЗ;

• 0,95-0,99 – для об'єктів ІІ УМЗ;

• 0,9-0,95 – для об'єктів ІІІ УМЗ;

• не нижче 0,85 95 – для об'єктів ІV УМЗ;

Для звичайних об'єктів у якості природних блискавкоприймачів можу розглядатися такі конструктивні елементи:

• металеві покрівлі об'єктів;

• металеві конструкції дахів (ферми, сполучна арматура);

• металеві елементи типу водостічних труб, огорож по краю даху;

• технологічні металеві труби і резервуари за умови, що при прямому попаданні блискавки не станеться плавлення цих конструкцій.

Примітка. Використання перерахованих вище елементів допустимо лише в тих випадках, якщо їх товщина і діаметр відповідає значень, приведених у нормативних вимогах.

Струмовідводи

Після попадання в блискавкоприймачі струм повинен пройти по струмовідводу. Щоб уникнути небезпечного іскріння струмовідводи повинні бути розміщені таким чином, щоб між точкою поразки і землею:

• струм розтікався кількома паралельними шляхами;

• довжина цих шляхів має бути обмежена до мінімуму.

Загалом, кількість струмовідводів повинно бути не менше двох. Струмовідводи повинні бути розміщені по периметру об'єкта і відстані між ними не повинні перевищувати нормативних. По можливості їх прокладають рівномірно поблизу кутів будівлі.

Для висотних будівель струмовідводи повинні бути з'єднані горизонтальними поясами з кроком 20 м по висоті. Якщо металеві каркаси або сталева арматура залізобетону використовується як струмовідвід, то прокладання горизонтальних поясів необов'язково.

Не прокладають струмовідводи по водостічних трубах. Струмовідводи, прокладені по зовнішніх стінах, слід розміщувати не ближче 3 м від входів або в місцях недоступних для дотику людей.

Як струмовідводів можуть бути використані конструктивні елементи будинків, якщо вони відповідають нормативним вимогам.

Заземлювачі

Для захисту від прямих ударів блискавки, як правило, використовуються природні заземлювачі: металеві та залізобетонні конструкції будівель, споруд, опори блискавковідводів, що стоять окремо і знаходяться в контакті з землею.

У разі неможливості використання природних заземлювачів, використовуються штучні заземлювачі, які складаються з вертикальних електродів, з'єднаних між собою горизонтальним електродом. Розміри штучних заземлювачів проектуються відповідно з рівнем блискавкозахисту, наведених у нормативних документах.

Штучні заземлювачі слід розміщувати під асфальтовим покриттям на відстані не менше 1 м від стін або в місцях, у яких перебувають люди на відстані до 5 м і більше від грунтових проїжджих і пішохідних доріг.

У всіх випадках заземлювачі слід поєднувати з заземлювачами електроустановок та засобами зв'язку. Якщо заземлювачі повинні бути розділені за технологічним вимогам, то їх слід об'єднати в загальну систему за допомогою системи вирівнювання потенціалів.

Громовідводи

Тип блискавковідводів проводитися відповідно до значень необхідної надійності УМЗ. Загалом, вибір місць установки і параметрів блискавковідводів повинен проводитися методом обчислення зони захисту або імовірність прориву блискавки в об'єкт (групу об'єктів) будь-якої конфігурації при довільному розміщенні будь-якого числа блискавковідводів різних типів.

Способи розрахунків блискавковідводів

Зона захисту одиничного стрижньового блискавковідводу являє собою круговий конус, вершина якого співпадає з вертикальною віссю блискавковідводу.

Зона захисту подвійного стрижневого блискавковідводу. Блискавковідвід вважається подвійним, якщо відстань між стрижнями не перевищує розрахункового максимальної відстані. Розміри внутрішніх областей визначаються параметрами, де перший вказує на висоту зони біля блискавковідводів, а другий – мінімальну висоту посередині між блискавковідводами.

Зона захисту одиничного тросового блискавковідводу обмежені симметрическими двонаклонними поверхнями, що утворюють у вертикальному розрізі рівнобедрений трикутник.

Зона захисту подвійного тросового блискавковідводу. Якщо відстань між тросами не перевищує граничної величини, то блискавковідвід вважається подвійним. Розміри внутрішніх областей визначаються параметрами, перший – задає максимальну висоту зон безпосередньо біля тросів, другий – мінімальну висоту посередині між тросами.

Зона захисту замкнутого тросового блискавковідводу використовується для визначення висоти підвісу троса, розміщеного на майданчику.

У разі проектування блискавкозахисту для звичайного об'єкта допускається визначення зон захисту методом захисного кута чи фіктивної сфери.

Як блискавкозахисту може бути використана сітка, розміри осередків якої залежать від рівня блискавкозахисту і повинні відповідати вимогам нормативних документів.

Останнім часом набирає популярність активний блискавкозахист. На відміну від традиційно використовуваного пасивного блискавкозахисту, в активній використовується блискавкоприймач, який реагує на зростання напруженості електромагнітного поля і формує короткий високовольтний імпульс "притягаючи" блискавку на себе. За твердженням розробників таких систем радіус захисту перевищує традиційні системи в 4-5 разів. Для захисту об'єктів достатнього одного блискавкоприймача.

У деяких країнах (Франція, Македонія, Аргентина, Португалія, Сербія, Румунія, Литва, Іспанія, Словаччина) за активної блискавки прийняті нормативні документи. В Україні системи активного блискавкозахисту на сьогоднішній день не унормовані та їх застосування більше підходить для захисту приватної власності. З іншого боку, немає і заборони на їх використання. 

Важливо пам'ятати, що термін служби активного блискавкоприймача залежить від кількості ударів блискавки. Для ведення обліку в системі використовується лічильник ударів блискавки. Цей показник вимагає контролю, так як після досягнення критичного кількості прийнятих ударів, система втрачає свою працездатність.

Проектна документація системи блискавкозахисту повинна містити:

• пояснювальну записку;
• схеми зон блискавковідводів;
• робочі креслення конструкцій блискавковідводів, конструктивних елементів захисту від вторинних проявів блискавки, від занесений високих потенціалів через наземні і підземні металеві комунікації.

• вихідні дані для розробки технічної документації;
• прийняті способи блискавкозахисту об'єктів;
• розрахунки зон захисту, заземлювачів, струмовідводів та елементів захисту від вторинних проявів блискавки.

Замовити проектні роботи систем блискавкозахисту за найвигіднішими цінами

Наша компанія виконає Вам проектні роботи системи блискавкозахисту в найкоротші терміни і за доступною ціною. При проектуванні будуть враховані всі "тонкощі" в побудові системи блискавкозахисту. Також наша компанія в найкоротші терміни і за доступною ціною виконає монтажні роботи системи блискавкозахисту.

Наші пріоритети — це надійність, якість та ефективність, тому співпрацюючи з нами, Ви маєте можливість оцінити всі переваги роботи з професіоналами!