+7 (343) 318-21-10

Кабельный обогрев в промышленности базируется не только на самих греющих кабелях, но и на корректно спроектированных и оптимально собранных шкафах электрообогрева (контроль и управление системой греющих кабелей).Комплексные системы молниезащиты, поставляемые нами, базируются на высококлассным немецком оборудовании Дэн + Зоне. Устройства заземления, молниеприемники, УЗИПы и все прочие компоненты давно зарекомендовали себя во многих западных странах. В России уже более 15 лет.Изготовление электричесикх шкафов в нашем цехе. На фото - сборка ВРУ (многосекционного).Промышленный кабельный электрообогревНаш цех по производству электрощитового оборудованияВРУ, ГРЩ, АВР - все виды электрошкафов производятся в нашем цехе.Собранные электрощиты

 

Молниезащита промышленных зданий и сооружений

СПРАВОЧНИК ПО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЮ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ

ПРОМЫШЛЕННЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СЕТИ

Под общей редакцией А.А.Федорова и Г.В. Сербиновского
Второе издание, переработанное и дополненное МОСКВА «ЭНЕРГИЯ» 1980

В. МОЛНИЕЗАЩИТАПРОМЫШЛЕННЫХЗДАНИЙИСООРУЖЕНИЙ

8-10. МОЛНИЕЗАЩИТА ПОДСТАНЦИЙ

а) Защита разрядниками. 1) Трубчатые разрядники предназначаются для защиты изоляции линий и подстанций. Типы разрядников, применяющихся для защиты, приведены в разд. 23. 2. Вентильные разрядники предназначены для защиты изоляции подстанций и электрических машин. Типы разрядников для защиты изоляции подстанций приведены в разд. 23.
Трубчатые разрядники выбирают по номинальному напряжению сети и пределам токов отключения. Вентильные разрядники выбирают по номинальному напряжению и их назначению. По пределам отключаемых токов трубчатые разрядники выбирают по соотношениям


где I р,т,min и Iр,т,mах - верхний и нижний пределы токов, отключаемых разрядником данного типа; Iк, mах - действующее значение симметричного тока трехфазного к. з. в первый полупериод, умноженное на коэффициент К, учитывающий апериодическую слагающую тока (для понизительных подстанций К = 1,3, для генерирующих станций К =1,5; Iк, min - действующее значение тока симметричного двухфазного к. з. в первый полупериод без учета апериодической слагающей в минимальном режиме работы системы электроснабжения (при частичном отключении генераторов, трансформаторов и линий).
Внешние искровые промежутки трубчатых разрядников на линиях и подстанциях устанавливают согласно данным табл. 8-9.
Таблица 8-9
Установка внешнего искрового промежутка трубчатых разрядников

Место установки разрядников

Внешний искровой промежуток, мм, при напряжении

3-6 кВ

10 кВ

35 кВ

Деревянные опоры в местах пересечений

-

-

150

Анкерные металлические опоры (линии со смешанными опорами)

10

15

100

Подходы к подстанциям

10

15

80

Вводы в подстанцию

10

15

80

Кабельные муфты линейных разъединителей

10

15

-

б) Защита молниеотводами. Открытые распределительные устройства подстанций 20-35 кВ должны защищаться от прямых ударов молнии отдельно стоящими стержневыми молниеотводами (рис. 8-15), устанавливаемыми по углам подстанции. Высота молниеотвода выбирается исходя из условия
Для установки молниеотводов целесообразно использовать также все высокие сооружения, расположенные вблизи подстанции.
Спуски к заземлителям от молниеотводов, устанавливаемых на зданиях распределительных устройств электростанций предприятия, следует прокладывать по крыше и стенам здания по возможности дальше от токоведущих частей электроустановок. Часто бывает достаточно установить один молниеотвод, например, на заводской трубе.

 

Рис. 8-15. Схема расположения отдельно стоящих молниеотводов открытого распределительного устройства
1-молниеотвод; H-высота молниеотвода; h-высота опорных конструкций подстанций; D-расстояние между молниеотводами.

Рис. 8-16. Зона  одиночного стержневого молниеотвода

 Проверка защищаемого пространства при высоте молниеприемника Н < 30 м осуществляется по формуле

(8-23)
При этом строится кривая защищаемой зоны (рис. 8-16).

Если здание подстанции и ее конструкции накрываются защитной зоной, то дополнительных молниеотводов устанавливать не следует. Схемы молниеотводов подстанций приведены в табл. 8-10.

Таблица 8-10

Рекомендуемые схемы молниезащиты

Схема

Защищаемый объект

Характеристика молниезащиты

Напряжение 3-20 кВ

 

Цеховые трансформаторы подстанции и РП с питающими воздушными линиями

Устанавливаются РТВ на вводе каждой воздушной линии. Если точки к. з., отключаемых трубчатыми разрядниками, на шинах подстанции устанавливаются РВС или РВП

 

Цеховые трансформаторные подстанции и РП с питающими воздушными линиями через кабельные перемычки

Устанавливаются РТФ или РТВ на кабельных муфтах и РВС или РВП на шинах подстанции

 

Главные понизительные подстанции с отходящими воздушными линиями на стороне низшего напряжения

Устанавливаются РВС на шинах подстанции, РТФ или РТВ - на вводах в подстанцию и дополнительно на расстоянии трех-четырех пролетов от вводов

 

Главные понизительные подстанции с отходящими воздушными линиями, имеющими кабельные вставки на подходах к подстанции

Устанавливаются РВС на шинах подстанции, РПВ - за реакторами, РТФ или РТВ - на кабельных муфтах и на расстоянии трех-четырех пролетов от них; при длине кабельной вставки свыше 100 м второй комплект разрядников РТ не устанавливается

 

Генераторы до 12 тыс. кВт электростанций промышленных предприятий. Воздушные линии подключаются к шинам через кабельные вставки без реакторов. Воздушные линии к шинам генераторов мощностью более 12000 кВт присоединять не разрешается

Устанавливаются РВМ на шинах электростанций примерно 1 мкФ, РТ - на кабельных муфтах и в конце защищенного молниеотводами подхода; длина кабельной вставки должна быть не менее 100 м. Подход воздушных линий на расстоянии 300 м защищается стержневыми молниеотводами. Если подходы воздушных линий к электростанции или подстанции экранизированы окружающими строениями, защита подходов воздушных линий молниеотводами не обязательна

 

Генераторы до 12000 кВт электростанций промышленных предприятий. Линии реактированы. Воздушные линии присоединены к шинам генераторного напряжения через кабельные вставки

Устанавливаются РВМ на шинах генераторного напряжения, РВС или РВП - за реакторами, на линиях: РТ2 - на расстоянии 300 м от РТ1. На шинах электростанции кроме разрядника устанавливаются емкости около 1 мкФ. Длина кабельной вставки должна быть не менее 50 м

Напряжение 35-110 кВ

 

Главные понизительные подстанции 35 - 110 кВ

Устанавливаются РВС на шинах подстанции, РТФ или РТВ - на вводах и в конце тросовых участков. Подходы воздушных линий защищаются тросами. Если подходы экранированы окружающими строениями, защита молниеотводами не обязательна. Вилитовые разрядники присоединяются под один разъединитель вместе с трансформаторами напряжения

 

Главные понизительные подстанции 35-110 кВ по упрощенной схеме с короткозамыкателями вместо выключателей

Устанавливаются РВС без разъединителей

 

Цеховые понизительные подстанции глубокого ввода 35 кВ с трансформаторами до 630 кВА

Устанавливаются РВС на шинах подстанции РТ или РТВ - на вводах в подстанцию и на расстоянии 200 м

 

Подстанции насосных установок промышленных предприятий с электродвигателями 3 - 10 кВ, питающиеся через воздушные линии без установки понизительных трансформаторов (не имеющие ГПП на подстанции насосной, например, 35/6 кВ)

Устанавливаются РВМ на шинах подстанции емкостью примерно 1 мкФ; на воздушных питающих линиях устанавливают РТ

 

Для всех подстанций, имеющих установленные и присоединенные к шинам батареи конденсаторов, при наличии ввода воздушных линий на те же шины

Устанавливаются РТ на воздушных линиях на расстоянии 150-200 м от шин подстанции и РВС или РВМ - на шинах

8-11 МОЛНИЕЗАЩИТА ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ

 

Рис. 8-17. Прокладка заземляющих спусков на опорах напряжением 6-20 кВ

На линиях с деревянными опорами должны быть защищены все места с ослабленной изоляцией. Подвеска тросовых молниеотводов по всей длине необходима только на линиях 110 кВ и выше с металлическими опорами. К местам с ослабленной изоляцией относятся отдельные металлические опоры и воздушные промежутки между пересекающимися линиями. Расстояние по вертикали между проводами пересекающихся линий, исходя из условия защиты от перенапряжений, в период грозового сезона должно быть не менее:
2м - при пересечениях линий до 10 кВ между собой и с линиями более низкого напряжения;
3 м - при пересечениях линий 20-110 кВ между собой и с линиями более низкого напряжения;
4м - при пересечениях линий 154 - 220 кВ с линиями более низкого напряжения.

На линиях 3 - 10 кВ для защиты пересечений на близлежащей опоре прокладываются заземляющие спуски (рис. 8-17). На линиях 35 - 110 кВ на деревянных опорах (без троса), на опорах, ограничивающих пролет пересечения, устанавливаются трубчатые разрядники.
Молниезащита линий осуществляется в зависимости от напряжения и конструктивного исполнения линий. Условия молниезащиты приведены в табл. 8-11; сопротивления заземлителей для линий - в табл. 8-12.

Таблица 8-11

Характеристика молниезащиты линий

Напряжение линий, кВ

Характеристика молниезащиты

3-10 кВ на деревянных опорах

Отдельные металлические опоры защищаются трубчатыми разрядниками. В местах пересечения линий на опоре, ближайшей к пересечению, прокладываются заземляющие спуски 1

35 кВ на деревянных опорах

Отдельные металлические опоры защищаются трубчатыми разрядниками. В местах пересечения линий на опорах, ограничивающих пролет пересечения, устанавливаются трубчатые разрядники

35 кВ на металлических опорах
(с тросом и без троса)

Снижение импульсных сопротивлений заземлений опор до 10 Ом

110 кВ на деревянных опорах

Отдельные металлические опоры защищаются трубчатыми разрядниками. В местах пересечения линий на опорах, ограничивающий пролет пересечения, устанавливаются трубчатые разрядники 2

110 кВ на металлических опорах

Подвеска тросовых молниеотводов. Снижение импульсных сопротивлений заземлений опор до 10 Ом

1Не требуется специальных мер защиты пересечений, если расстояние между проводами пересекающихся линий не менее:
4м-при пересечении между собой линий 3-20 кВ;
5м-при пересечении линий 35-110 кВ с линиями 20 кВ и ниже;
6м-при пересечении линий 154-220 кВ с линиями 20 кВ и ниже.
2При расположении места пересечений линий вблизи опоры (до 30 м) трубчатые разрядники могут устанавливаться только на ближайшей опоре.

 

8-12. ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К УСТРОЙСТВАМ МОЛНИЕЗАЩИТЫ ДЛЯ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК

Вентильные разрядники присоединяются к шинам подстанции или электростанции через разъединитель. При установке разрядников у трансформаторов или на линиях возможно присоединение разрядников без разъединителей. На столбовых подстанциях, как правило, вентильные разрядники присоединяются без разъединителей. В закрытых РУ вентильные разрядники устанавливаются в отдельных камерах. Разрядники и трансформаторы напряжения могут устанавливаться в одной камере и присоединяться через общий разъединитель. Место установки разрядников на подстанции или электростанции выбирается из условия максимального приближения разрядника (по длине ошиновки) к трансформаторам или генераторам.

Таблица 8-12

Сопротивления заземлений

Тип устройства защиты от перенапряжений

Наибольшее сопротивление заземления

Тип устройства защиты от перенапряжений

Наибольшее сопротивление заземления

Вентильные разрядники на подстанции

5

То же на подходе к электростанции или подстанции с вращающимися машинами

10

Вентильный разрядник на электростанции или подстанции с вращающимися машинами

1

Опора с тросами

15

Трубчатый разрядник на линии

15

Стержневой молниеотвод

1 и ниже

Примечание. Заземление молниеотводов может присоединяться к заземляющему контуру электростанций, если сопротивление контура не превышает 1 Ом.

8-13. МОЛНИЕЗАЩИТА ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

Производственные, жилые и общественные здания и сооружения промышленных предприятий в зависимости от их назначения, конструктивного исполнения, географического местоположения, связанного с интенсивностью грозовой деятельности и ожидаемого количества поражения их молнией, должны быть обеспечены молниезащитой. Молниезащита указанных объектов должна быть выполнена в соответствии с указаниями и данными, приведенными в табл. 8-13.
Молниезащитой здания и сооружения оборудуются в зависимости от ожидаемого числа поражений N в год. Величина N определяется в общем случае по выражению (8-24) где b - ширина защищаемого здания (сооружения), м; l - длина защищаемого здания, сооружения, м; h - высота здания (сооружения) по его боковым сторонам, м; n - среднее число поражений 1 км2 земной поверхности в год.
Когда здание или сооружение имеет сложную конфигурацию, определение защитной зоны производят в соответствии с рис. 8-18.
Первый случай. Наиболее высокая часть здания не экранирует полностью все здание.
На рис. 8-18 незащищенная часть здания обозначена заштрихованной зоной а.В этом случае число поражений молнии определяется по выражению (8-25)
при этом на рис. 8-18 h 1 - высота здания, не обеспечивающая молниезащиты зоны а; h2 - высота здания, обеспечивающая молниезащиту всего здания; h3 - высота здания, создающая незащищенную зону а при высоте наиболее высокой части здания, равной h1; l1 - полная длина здания; l2 - длина наиболее высокой части здания; l3 - длина здания, на которой не обеспечивается молниезащита здания в зоне а; b - ширина здания.
Для отвода молний от незащищенной зоны следует устанавливать дополнительные молниеприемники.

Рис. 8-18. Вероятность поражения молнией зданий или сооружений сложнойконфигурации.

 

При h = h1 остается незащищенной зона a; при h = h 2 здание защищается полностью

Второй случай. Если наиболее высокая часть здания (рис. 8-18) имеет высоту, равную h 2, то все здание экранируется, дополнительные молниеприемники устанавливать не требуется и число поражений здания определяется по выражению (8-24), где принимается h = h2.
Среднее число поражений молниями 1 км2 земной поверхности зависит от грозовой деятельности. Число часов грозовой деятельности в год берется из официальных данных метеостанций данной местности.
Связь между грозовой деятельностью и средним числом поражений молнией на 1 км2 (n) составляет:


При грозовой деятельности, ч/год

20-40

40-80

60-80

70-100

Более 100

Среднее число поражений на 1 км2

2,5

3,8

5,0

6,3

7,5

В соответствии с данными [3] определение степени пожарной опасности производится по табл. 8-14. Степень огнестойкости зданий и сооружений определяется по табл. 8-15-8-18.
Определение необходимости молниезащиты производственных зданий и сооружений, не вошедших в указанные в табл. 8-13, может производиться по причинам, дающим основание для применения молниезащитных устройств.
Причинами для необходимости устройств молниезащиты может служить число поражений молнией в год более 0,05 для зданий и сооружений I и II степени огнестойкости; 0,01 - для III, IV и V степени огнестойкости (независимо от активности грозовой деятельности в рассматриваемом районе).
В зданиях большой площади (при ширине 100 м и более) необходимо согласно § 2-15 и 2-27 СН305-69 предусматривать меры для выравнивания потенциала внутри здания во избежание повреждения электроустановок и поражения людей при прямых ударах молний в здание.
Таблица 8-13

Классификация зданий и сооружений по устройству молниезащиты и необходимости ее выполнения

Здания и сооружения

Местность, в которой здания и сооружения подлежат обязательной молниезащите

Категория молниезащиты

Производственные здания и сооружения с производствами, относимыми к классам В-І и В-ІІ ПУЭ

На всей территории СССР

І

Производственные здания и сооружения с помещениями, относимыми к классам В-Іа, В-Іб и В-ІІа по Правилам устройства электроустановок

В местностях со средней грозовой деятельностью 10 ч и более в год

ІІ

Наружные технические установки и наружные склады, содержащие взрывоопасные газы, пары, горючие и легковоспламеняющиеся жидкости (например, газгольдеры, емкости, сливо-наливные эстакады и т. п.),относимые к классу В-ІІа по ПУЭ

На всей территории СССР

ІІ

Производственные здания и сооружения с производствами, относимыми к классам П-І, П-ІІ или П-ІІа по ПУЭ

В местностях со средней грозовой деятельностью 20 грозовых часов и более в год при ожидаемом количестве поражений молнией здания или сооружения в год не менее 0,05 для зданий или сооружений І степени огнестойкости и 0,01 - для III, IV и V степени стойкости

ІІІ

Производственные здания и сооружения III, IV и V степени огнестойкости, относимые по ступеням пожарной опасности к категориям Г и Д по СНиП ІІ-М, 2-62, а также открытые склады твердых горючих веществ, относимые к классу П-ІІІ по ПУЭ

В местностях со средней грозовой деятельностью 20 грозовых часов и более в год при ожидаемом количестве поражений молнией здания или сооружения в год не менее 0,05

ІІІ

Наружные установки, в которых применяются или хранятся горючие жидкости с температурой вспышки паров выше 45 оС, относимые к классу П-ІІІ по ПУЭ

В местностях со средней грозовой деятельностью 20 грозовых часов и более в год

ІІІ

Животноводческие и птицеводческие здания и сооружения сельскохозяйственных предприятий III, IV и V степени огнестойкости следующего назначения: коровники и телятники на 100 голов и более, свинарники для животных всех возрастов и групп на 100 голов и более; конюшни на 40 голов и более; птичники для всех видов возрастов птицы на 1000 голов и более

В местностях со средней грозовой деятельностью 40 грозовых часов и более в год

ІІІ

Вертикальные вытяжные трубы промышленных предприятий и котельных, водонапорные и силосные башни, пожарные вышки высотой 15-30 м от поверхности земли

В местностях со средней грозовой деятельностью 20 грозовых часов и более в год

ІІІ

Вертикальные вытяжные трубы промышленных предприятий и котельных высотой более 30 м от поверхности земли

На всей территории СССР

ІІІ

Жилые и общественные здания, возвышающиеся на уровне общего массива застройки более, чем на 25 м, а также отдельно стоящие здания высотой более 30 м, удаленные от массива застройки не менее, чем на 100 м

В местностях со средней грозовой деятельностью 20 грозовых часов и более в год

ІІІ

Общественные здания IV и V степени огнестойкости следующего назначения: детские сады и ясли; учебные и спальные корпуса, столовые санаториев, учреждений отдыха и пионерских лагерей, спальные корпуса больниц; клубы и кинотеатры

В местностях со средней грозовой деятельностью 20 грозовых часов и более в год

ІІІ

Здания и сооружения, имеющие историческое и художественное значение, находящиеся в ведении управления изобразительных искусств и охраны памятников Министерства культуры СССР

На всей территории СССР

ІІІ

Таблица 8-14

Пожарная опасность промышленных зданий и сооружений в зависимости от технологической характеристики

Категории
производства
по пожарной
опасности

Характеристика пожарной опасности технологического процесса

Производство

А

Производства, связанные с применением: веществ, воспламенение или взрыв которых может последовать в результате воздействия воды или кислорода воздуха; жидкостей с температурой вспышки паров 28оС и ниже; горючих газов, нижний предел взрываемости которых 10% и менее к объему воздуха; газов и жидкостей в количествах, которые могут образовывать с воздухом взрывоопасные смеси

Цехи обработки и применения металлического натрия и калия; баратные и ксатантные цехи фабрик искусственного волокна; цехи стержневой полимеризации синтетического каучука; водородные станции; химические цехи фабрик ацетатного шелка; бензино-экстракционные цехи; цехи гидрирования дистилляции и газофракционирования производства искусственного жидкого топлива, рекуперации и ректификации органических растворителей с температурой вспышки паров 28оС и ниже; склады баллонов для горючих газов; склады бензина, стационарные кислотные и щелочные аккумуляторные помещения электростанций, насосные станции по перекачке жидкости с температурой вспышки паров 28 оС и ниже и т. п.

Б

Производства, связанные с применением: жидкости с температурой вспышки паров 28-120 оС; горючих газов, нижний предел взрываемости которых более 10% к объему воздуха (при применении этих газов и жидкостей в количествах, которые могут образовывать с воздухом взрывоопасные смеси); производства, в которых выделяются переходящие во взвешенное состояние горючие волокна или пыль в таком количестве, что они могут образовывать опасные смеси

Цехи приготовления и транспортировки угольной пыли и древесной муки; промывочно-пропарочные станции цистерн и другой тары от мазута и других жидкостей, имеющих температуру вспышки паров 28- 120 оС; выбойные и размольные отделения мельниц; цехи обработки синтетического каучука; цехи изготовления сахарной пудры; дробильные установки для фрезерного торфа; мазутное хозяйство электростанций; насосные станции по перекачке жидкостей с температурой вспышки паров 28 - 120 оС и т. п.

В

Производства, связанные с обработкой или применением твердых сгораемых веществ и материалов, а также жидкостей с температурой вспышки паров выше 120 оС

Лесопильные, деревообделочные, столярные, модельные, бондарные и лесотарные цехи; трикотажные и швейные фабрики; цехи текстильной и бумажной промышленности с сухими процессами производства; предприятия первичной обработки хлопка; заводы сухой первичной обработки льна, конопли и лубяных волокон; зерноочистительные предприятия мельниц и зерновые элеваторы; цехи регенерации смазочных масел, смолоперегонные и пековарки; склады горючих и смазочных материалов; открытые склады масла и масляное хозяйство электростанций; трансформаторные мастерские; распределительные устройства с выключателями и аппаратурой, содержащей более 60 кг масла в единице оборудования; транспортные галереи и эстакады для угля и торфа; закрытые склады угля; пакгаузы смешанных грузов; насосные станции по перекачке жидкостей с температурой вспышки паров выше 120 оС и т.п.

Г

Производства, связанные с обработкой несгораемых веществ и материалов в горючем, раскаленном или расплавленном состоянии и сопровождающиеся выделением лучистого тепла, систематическим выделением искр и пламени, а также производства, связанные с сжиганием твердого, жидкого и газообразного топлива

Литейные и плавильные цехи металлов, печные газогенераторные станции кузницы, сварочные цехи, депо мотовозные, цехи горячей прокатки металлов, мотороиспытательные станции, помещения двигателей внутреннего сгорания, цехи термической обработки металлов, главные корпуса электростанций, распределительные устройства с выключателями и аппаратурой, содержащей масло менее 60 кг в единице оборудования; высоковольтные лаборатории, котельные и т. п.

Д

Производства, связанные с обработкой несгораемых веществ и материалов в холодном состоянии

Механические цехи холодной обработки металлов (кроме магниевых сплавов), шихтовые (скрепные) дворы, содовое производство (кроме печных отделений), воздухонадувные и компрессорные станции воздуха и других негорючих газов. Цехи регенерации кислот, депо электрокаров и аккумуляторных электровозов; цехи инструментальные, холодной штамповки и холодного проката металлов; добыча и холодная обработка минералов, руд, асбеста, солей и других негорючих материалов; цехи текстильной и бумажной промышленности с мокрыми процессами производства, цехи переработки мясных, рыбных и молочных продуктов; щиты управления, водоочистка, багерная насосная, золошлакоотстойник, насосные и водоприемные устройства электростанций; углекислотные и хлораторные установки, градирни; насосные станции для перекачки негорючих жидкостей и т. п.

При поражении здания или сооружения возникает переходный процесс, связанный с распространением волны по конструкциям пораженного здания или сооружения. Потенциал волны нарастает до прихода отраженной от заземляющего устройства волны обратного знака и равен, кВ: (8-26) 

где Vср - волновое сопротивление сооружения, Ом; aс - крутизна тока молнии в сооружении, кА/мкс; h - высота сооружения, м; Vс - скорость распространения волны на конструкции, м/мкс (принимается равной 0,5 скорости света).
При наличии в здании и сооружении конструктивных элементов, используемых для молниезащиты (металлические фермы, колонны, металлические или железобетонные связи и т. д.), кроме объединенного заземляющего устройства других мер не требуется.
Здания и сооружения, отнесенные по устройству молниезащиты к I и II категориям, должны быть защищены от прямых ударов молнии, от электростатической и электромагнитной индукции и от заноса высоких потенциалов через наземные и подземные металлические коммуникации.
Здания и сооружения, отнесенные по устройству молниезащиты к III категории, должны быть защищены от прямых ударов молнии и от заноса высоких потенциалов через наземные металлические коммуникации, а также от электростатической индукции в случае наличия железобетонной емкости с горючими жидкостями с температурой вспышки паров выше 45 оС.
Для зданий и сооружений, совмещающих в себе помещения, требующие устройства молниезащиты I и II или I и III категорий, молниезащиту всего здания или сооружения следует выполнять в соответствии с требованиями для I категории.

Однако если объем помещений, требуемых защиты по I категории, составляет в одноэтажных зданиях менее 30% всего объема здания, а в многоэтажных зданиях менее 30% объема помещений верхнего этажа, молниезащита всего здания в целом может быть выполнена по II категории. При этом все подземные и наземные внутрицеховые коммуникации при вводе в помещения, требующие защиты I категории, должны быть присоединены к специальному протяженному заземлителю, расположенному за пределами этих помещений и имеющему сопротивление растеканию тока промышленной частоты не более 10 Ом.
Для зданий и сооружений, совмещающих в себе помещения, требующие устройства молниезащиты II и III категорий, рекомендуется молниезащиту всего здания или сооружения выполнять в соответствии с требованиями для II категории. Если же объем помещений, требующих защиты II категории, составляет в одноэтажных зданиях менее 30% всего объема здания, а в многоэтажных зданиях менее 30% объема помещений  верхнего этажа, то молниезащита всего здания в целом может быть выполнена по III категории. При этом все подземные внутрицеховые коммуникации у вводов в помещения, требующих защиты II категории, должны быть присоединены к специальному внутрицеховому заземлителю, сопротивление растеканию тока промышленной частоты которого не превышает 10 Ом.
Требование присоединения подземных и наземных коммуникаций к специальному заземлителю должно быть выполнено для помещений защиты II категории также и в том случае, когда остальная часть зданий не подлежит молниезащите.
Таблица 8-15


Строительные характеристики конструктивных элементов в зависимости от степени огнестойкости зданий и сооружений

Конструк-
тивные элементы или сооружения

Степени огнестойкости зданий и сооружений

І

ІІ

ІІІ

IV

V

Несущие стены и стены лестничных клеток

Из естественных или искусственных материалов, бетона, бутобетона или железобетона с пределом огнестойкости не менее 4 ч

Из естественных или искусственных каменных материалов бетона или железобетона с пределом огнестойкости не менее 3 ч

Из естественных или искусственных каменных материалов, бетона, бутобетона с пределом огнестойкости не менее 3 ч

Деревянные брусчатые, каркасные или щитовые стены, защищенные с двух сторон штукатуркой, гипсовыми листами или асбестоцементными плитами с пределом огнестойкости не менее 0,4 ч

Деревянные брусчатые, каркасные или щитовые стены без защиты несгораемыми материалами

Заполнение фахверка каркасных стен

Кирпич, керамические и шлакобетонные камни, железобетонные и армопенобетонные или армопеносиликатные плиты с пределом огнестойкости не менее 1 ч

Кирпич, керамические или шлакобетонные камни, пеносиликатные блоки, железобетонные или армопеносиликатные плиты. Для одноэтажных зданий разрешаются также асбестоцементные и металлические волнистые листы с пределом огнестойкости не менее 0,25 ч

Кирпич, керамические или шлакобетонные камни, пеносиликатные блоки, железобетонные, армопенобетонные или армопеносиликатные плиты, асбестоцементные волнистые листы с пределом огнестойкости не менее 0,25 ч

Деревянные конструкция, оштукатуренные или защищенные с двух сторон гипсовыми или асбестоцементными листами с пределом огнестойкости не менее 0,25 ч

Деревянная обшивка или заполнение между стойками, не защищенные несгораемыми материалами

Колонны и столбы

Кирпичные, бетонные, железобетонные, а также металлические, защищенные от действия огня, с пределом огнестойкости не менее 3 ч

Кирпичные, бетонные, железобетонные, а также металлические, защищенные от действия огня, с пределом огнестойкости не менее 3 ч для одноэтажных зданий, а также для многоэтажных производственных зданий с производствами категорий Г и Д при условии отсутствия применения в них в качестве топлива горючих жидкостей разрешаются также открытые металлические конструкции с пределом огнестойкости не менее 0,25 ч

Кирпичные, бетонные и железобетонные, а также металлические, защищенные от действия огня, с пределом огнестойкости не менее 3 ч

Деревянные, защищенные от огня штукатуркой или гипсовыми листами, с пределом огнестойкости не менее 4 ч

Деревянные, без защиты несгораемыми материалами

Междуэтажные и чердачные перекрытия

Кирпичные своды, гипсовые, железобетонные и керамические сборные и монолитные конструкции с железобетонными балками, а также с металлическими балками, защищенными от огня, с пределом огнестойкости не менее 1,5 ч

Кирпичные своды, гипсовые, железобетонные и керамические сборные и монолитные конструкции с железо бетонными балками, а также с металлическими балками, защищенными от огня, с пределом огнестойкости не менее 1 ч. для одноэтажных зданий, а также для многоэтажных производственных категорий Г и Д при условии отсутствия применения в них в качестве топлива горючих жидкостей разрешаются также открытые металлические конструкции с пределом огнестойкости не менее 0,25 ч

Деревянные перекрытия, защищенные штукатуркой или гипсовыми листами с пределом огнестойкости не менее 0,75 ч, а также перекрытия с деревянными настилами по металлическим балкам, защищенные от огня штукатуркой или гипсовыми плитами, с пределом огнестойкости не менее 0,75 ч. Отдельные участки перекрытий несгораемые с пределами огнестойкости не менее 0,75 ч

Деревянные перекрытия, защищенные от огня штукатуркой или гипсовыми или асбестоцементными листами, с пределом огнестойкости не менее 0,25 ч

Деревянные перекрытия, не защищенные несгораемыми материалами

Бесчердачные покрытия

Железобетонные конструкции с пределом огнестойкости не менее 1,5 ч

Открытые металлические конструкции, а также струнобетонные балки и плиты с пределом огнестойкости не менее 0,25 ч

Открытые деревянные конструкции

Открытые деревянные конструкции

Открытые деревянные конструкции

Перегородки

Из несгораемых материалов с пределом огнестойкости не менее 1 ч

Из несгораемых материалов с пределом огнестойкости не менее 0,25ч

Гипсовые перегородки в сгораемом каркасе, а также деревянные, защищенные штукатуркой или гипсовыми листами, с пределом огнестойкости не менее 0,25 ч

Гипсовые перегородки в сгораемом каркасе, а также деревянные, защищенные штукатуркой или гипсовыми листами, с пределом огнестойкости не менее 0,25 ч

Деревянные перегородки, не защищенные несгораемыми материалами

Брандмауэры

Из естественных или искусственных материалов, бетона или железобетона
с пределом огнестойкости не менее 5 ч. 

 

Таблица 8-16

Характеристика материалов и конструкций по возгораемости


Группа возгораемости

Характеристика по возгораемости

материалов

конструкций

Несгораемые

Под воздействием огня или высокой температуры не воспламеняются, а тлеют и не обугливаются

Конструкции, выполненные из несгораемых материалов

Трудносгораемые

Под воздействием огня или высокой температуры с трудом воспламеняются, тлеют или обугливаются и продолжают гореть или тлеть при наличии источника огня (после удаления источника огня горение и тление прекращаются)

Конструкции, выполненные из трудносгораемых материалов, защищенные от огня штукатуркой или облицовкой из несгораемых материалов

Сгораемые

Под воздействием огня или высокой температуры воспламеняются или тлеют и продолжают гореть или тлеть после удаления источника огня

Конструкции, выполненные из сгораемых материалов и не защищенные от огня штукатуркой или облицовкой из несгораемых материалов

 

Таблица 8-17

Характеристика конструктивных элементов зданий по огнестойкости

Степень огнео-
пасности зданий или сооруже-
ний

Группа возгораемости частей зданий и минимальные пределы огнестойкости, ч

Несущие стены и стены лест-
ничных клеток

Заполне-
ние фахверка каркас-
ных стен

Колонны и столбы

Между-
этажные и чердач-
ные перекры-
тия

Бесчердач-
ные перекры-
тия

Перегородки

Бранд-
мауэры

І

Несгорае-
мые
4

Несгорае-
мые
1

Несгорае-
мые
3

Несгорае-
мые
1,5

Несгорае-
мые
1,5

Несгорае-
мые
1

Несгорае-
мые
5

ІІ

Несгорае-
мые
3

Несгорае-
мые
0,25

Несгорае-
мые
3

Несгорае-
мые
1

Несгорае-
мые
0,25

Несгорае-
мые
0,25

Несгорае-
мые
5

ІІІ

Несгорае-
мые
3

Несгорае-
мые
0,25

Несгорае-
мые
3

Трудно-
сгораемые
0,75

Сгорае-
мые
--

Трудно-
сгораемые
0,25

Несгорае-
мые
5

ІV

Трудно-
сгораемые
0,4

Трудно-
сгораемые
0,25

Трудно-
сгораемые
0,4

Трудно-
сгораемые
0,25

Сгорае-
мые
--

Трудно-
сгораемые
0,25

Несгорае-
мые
5

V

Сгорае-
мые
--

Сгорае-
мые
--

Сгорае-
мые
--

Сгорае-
мые
--

Сгорае-
мые
--

Сгорае-
мые
--

Несгорае-
мые
--

 

Таблица 8-18

Таблица пределов и групп возгораемости строительных конструкций

Конструкции

Толщина или
наименьшее
сечение
конструкции, мм

Предел
огнестойкости, ч

Группа
возгораемости

Сплошные стены и перегородки из обыкновенного и дырчатого глиняного обожженного, а также силикатного кирпича, бетона, бутобетона или железобетона

60
120
250
380
650

0,75
2,5
5,5
11,0
20,0

Несгораемые

Стены и перегородки из естественного камня, легкобетонных и гипсовых камней, облегченных кирпичных кладок с засыпкой или заполнением легким бетоном или термоизоляционными вкладышами

60
120
250
380

0,5
1,5
4,0
7,0

Несгораемые

Стены и перегородки из пеностеклянных блоков

120

1,5

Несгораемые

То же оштукатуренные с обеих сторон

160

3,3

Несгораемые

Стены из волнистых асбестоцементных листов или волнистой листовой стали по стальному каркасу

--

0,25

Несгораемые

Фахверковые стены из кирпича, бетонных и естественных камней со стальным каркасом:
незащищенные
защищенные штукатуркой по сетке при толщине штукатурки 25 мм
облицованные кирпичом при толщине облицовки:
65 мм
120 мм

--

0,3

0,7


2,0
4,0

Несгораемые

Сплошные деревянные стены и перегородки из бревен, брусьев, пластин или досок, оштукатуренные, с двух сторон слоем штукатурки толщиной 20 мм

100
150
200
250

0,6
0,75
1,0
1,25

Трудносгораемые

Деревянные каркасные стены и перегородки, оштукатуренные или обшитые с двух сторон гипсовой сухой штукатуркой или асбестоцементными листами:
пустотелые или заполненные сгораемыми материалами
с плотным заполнением несгораемыми материалами
с заполнением пустот несгораемыми рулонами или материалами из плит (минеральная вата, минеральный войлок, минеральная пробка и т. д.)

--

0,5

0,75

0,6

Трудносгораемые

Фибролитовые, оштукатуренные с двух сторон стены и перегородки с деревянным каркасом

--

0,75

Трудносгораемые

Стойки, колонны и столбы кирпичные, бетонные и железобетонные

200
300
400
500
650

2,0
3,5
5,0
6,5
8,5

Несгораемые

Стальные колонны, незащищенные, с площадью сечения металла, см2:
до 100
101-200
201-300
301-400

--

0,25
0,3
0,4
0,5

Несгораемые

Стальные колонны, защищенные штукатуркой по сетке, кирпичом, бетоном, с заполнением внутреннего пространства колонны несгораемыми материалами при толщине облицовки, мм:
25
50
100
120

--

0,5
2,0
4,0
5,0

Несгораемые

Деревянные сплошные оштукатуренные стойки с сечением не менее 200 х 200 мм, защищенные слоем штукатурки толщиной 20 мм

--

1,0

Трудносгораемые

 

Заземляющие устройства. Согласно рекомендациям ПУЭ и «Указаниям по проектированию и устройству молниезащиты зданий и сооружений СН 305-69» необходимо делать объединенные заземляющие устройства для защитного и молниезащитного заземления из условий безопасности людей и сооружений ввиду возможности появления разности потенциалов между раздельно выполненными контурами заземления.
Сопротивление растеканию заземлителя при протекании импульсного тока с большой амплитудой (тока молнии) называется импульсным сопротивлением и определяется по формуле

где Rр - сопротивление растеканию, измеренное при низкой частоте и малой плотности тока; Ки - импульсный коэффициент, зависящий от типа заземлителя, удельного сопротивления грунта, амплитуды стекающего через заземлитель импульсного тока (определяется по табл. 8-19, 8-20).
Контуры заземлений промышленных установок обычно уже имеют требуемое значение сопротивления растеканию для защитных целей: Rр = 1-4 Ом для молниезащиты; Rр = 20 Ом для пожароопасных зданий и сооружений и Rр = 10 Ом для взрывоопасных зданий категорий В-Іа,б; В-ІІа и В-Іг, причем указанные значения сопротивления растеканию молниезащитных контуров должны быть у каждого токоотводящего спуска.
Для защитного заземления практически безразлично, какой конструкции и каких геометрических размеров будет заземляющий контур. Важно, чтобы сопротивление контура было не более допустимого значения.
Для молниезащитных устройств необходимо иметь концентрированное заземляющее устройство.
Желательно концентрированный контур заполнять из вертикальных электродов, что вытекает из условия более эффективного процесса стекания импульсного тока с конструкции заземления в грунт. Использование протяженных заземлителей в виде полос, лучей или замкнутого контура для молниезащиты малоэффективно из-за наличия индуктивности, которая будет препятствовать распространению тока молнии по протяженному электроду.

 

Таблица 8-19

Импульсный коэффициент Ки единичного вертикального заземлителя длиной 2-3 м и диаметром до 6 см

Удельное сопротивление грунта, Ом*м

Амплитуда тока молнии lм, кА

10

20

100

0,75-0,85

0,6-0,75

500

0,5-0,6

0,35-0,45

1000

0,35-0,45

0,23-0,3

Таким образом, эффективность стекания тока молнии будет происходить на ограниченном участке, протяженность которого принимается равной 10 - 20 м от точки ввода тока на заземлитель. Из этих соображений объединенное заземляющее устройство при проектировании в первую очередь должно полностью использоваться и для молниезащитного заземления. Для этого у точки присоединения токоотвода берется участок контура размером 20 - 30 м и проверяется, создает ли этот участок контура требуемое для молниезащиты сопротивление.
Если этот участок не создает требуемого сопротивления растекания, к нему добавляют необходимое количество вертикальных электродов. Может оказаться, что в результате добавления электродов у токоотводов общее значение сопротивления растекания контура для защитного заземления будет значительно меньше требуемого Правилами устройства электроустановок. В этих случаях следует выяснить, нельзя ли облегчить контур, ранее предусмотренный для защитного заземления.
Таблица 8-20

Импульсный коэффициент Ки единичного горизонтального заземлителя из стальной ленты шириной 2-4 см или стали круглого сечения диаметром 1-2 см 

Удельное сопротивление грунта, Ом*м

Длина заземлителя, м

Амплитуда тока молнии lм, кА

10

20

100

5
10
20

0,75
1,00
1,15

0,65
0,9
1,05

500

5
10
20

0,55
0,75
0,9

0,45
0,6
0,75

1000

10
20
40

0,55
0,75
0,95

0,45
0,6
0,85

5000

20
40
60

0,6
0,75
0,9

0,5
0,65
0,8

 

Рис.8-19. Общий вид молниеприемника, устанавливаемого отдельно.
Н-высота молниеприемника, м.

Рис.8-20. Конструкция крепления молниеприемников
типа СМ на стенах зданий или сооружений

а- на кирпичной стене, б- на железобетонной стене, 1-стержневой молниеприемние типа СМ, 2-конструкция для крепления молниеприемника.

Рис.8-21. Общий вид стержневого молниеприемника типа СМ

а - молниеприемники СМ4 и СМ5,
б - молниеприемники СМ1, СМ2 и СМ3

Для зданий и сооружений, относящихся к категории В-І и В-ІІ по взрывоопасности, молниезащитные устройства от прямых ударов молнии выполняются конструктивно не связанными со зданием или сооружением, но для защиты от электростатической индукции необходимо создать замкнутый контур, сопротивление растекания которого не нормируется. Этот контур объединяется с защитным заземлением и может быть учтен в расчете сопротивления всего защитного контура.
Ниже приводятся основные чертежи конструкции молниеотводов и их крепления.
На рис. 8-19 приведены отдельно стоящие молниеотводы, которые должны быть рассчитаны при высоте 30 - 50 м на нагрузку от ветра 30 м/с, при высоте 10 - 25м - на нагрузку от ветра 35 м/с. Молниеотводы при высоте 50 м должны иметь светоограждение. На рис. 8-20 даны конструкции крепления молниеотводов на стенах зданий или сооружений.
На рис. 8-21 дана конструкция стержневого молниеприемника типа СМ. Эти молниеприемники не разрешается устанавливать в простенках между окнами.
Защита промышленных зданий или сооружений молниеотводами. Зона защиты промышленного здания двойным стержневым молниеотводом показана на рис. 8-22.
Радиусы rx зоны защиты на высоте hx определяются по формуле (8-23) как для одиночного молниеотвода. Наименьшая ширина зоны защиты 2bx двух молниеприемников одинаковой высоты определяется приближенно по формуле 

 (8-27)

Пример. Требуется построить зону защиты двойного стержневого молниеотвода на высоте hx = 6,4 м, равной высоте здания. Высота молниеприемника 18 м. Расстояние между молниеприемниками a = 40 м (рис. 8-22).
Решение. 1. Определяется разность, между высотой молниеприемника h и высотой hx :


2. Определяются радиусы rx зон защиты на высоте hx:

3. Определяется наименьшая ширина зоны защиты 2bx двух одинаковых молниеприемников на высоте hx :

По полученным данным строится сечение зоны защиты.
Для построения зоны защиты трех- и четырехстержневых молниеотводов строят зоны защиты всех соседних, взятых попарно единичных молниеотводов, рассчитываемые как двойные стержневые молниеотводы.

Рис. 8-22. Защита здания двойным стержневым молниеотводом.
1 - зона защиты на отметке 6,4 м.

Сооружение высотой hx защищено, если выполняется условие

где D: для трехстержневых молниеотводов - диаметр окружности, проходящей через точки их установки; для четырехстержневых молниеотводов - длина наибольшей диагонали четырехугольника.
Защита промышленных зданий и сооружений молниезащитными тросами. На рис. 8-23 дан пример выполнения молниезащиты тросами. Расстояние Sз = 0,3 Sв необходимо для исключения переноса высоких потенциалов на подземные коммуникации. Расстояние Sв определяется по кривым падения потенциала. Защита от прямых ударов молнии осуществляется антенными молниеотводами. Защита от электрической индукции выполняется наложением металлической сетки на кровле.

 

Рис. 8-23. Молниезащита электролизной станции антенными молниеотводами.
1 - заземлитель защиты от электростатической индукции, 2 - антенный металлический молниеотвод,
3 - молниезащитный трос, 4 - зона защиты на отметке h.

На рис. 8-24 изображены склад горючего и смазочного материала и его молниезащита. Это сооружение должно иметь защиту по II категории и обязательно защищаться от прямых ударов молнии, электростатической и электромагнитной индукции.
На рис. 8-25 приведены элементы защиты дымовых труб.
Пример выполнения групповой защиты зданий I категории при помощи молниеотвода, установленного на вытяжной трубе, и отдельно стоящими молниеотводами см. на рис. 8-26.
В ряде случаев молниезащита зданий осуществляется металлической сеткой, уложенной по кровле. Эта сетка соединяется с заземлителями защиты от прямых ударов молнии. Наличие металлической сетки, уложенной по крыше здания, обеспечивает молниезащиту практически в любой точке поверхности здания (рис. 8-27). Подробнее см. [3].
На рис. 8-28 приведен пример молниезащиты здания газогенераторной станции стержневыми молниеотводами, установленными специально для этой цели на здании, и молниеотводами, установленными на газоотводных трубах. 

Здание имеет заземлитель защиты от статического электричества.

Рис. 8-24. Молниезащита склада горючих и смазочных материалов.
1 - заземлитель емкостей, 2 - стержневой металлический молниеотвод, 3 - токоотвод (спуск к заземлителю),
4 - контур заземления. 

Рис. 8-26. Пример защиты зданий промышленного значения
1 - молниеотвод, 2 - молниеотвод, установленный на трубе, 3 - промышленные здания, 4 - зона защиты на отметке 15 м ,
5 - зона защиты на высоте 5 м. 

Рис. 8-25. Молниезащита дымовых труб
а - металлическая труба, б - кирпичная труба, в - деталь основания кирпичной трубы, г - деталь основания металлической трубы, д,е - верхняя часть дымовой трубы с молниеприемником, 1 - присоединение к контуру заземления,
2 - токоотвод, 3 - молниеприемник.

 

Рис. 8-27. Молниезащита производственного бескаркасного корпуса с мягкой кровлей (ІІ категории), осуществленная металлической сеткой, уложенной на кровле.
1 - молниеприемная сетка под слоем изоляции,
2 - заземлитель защиты от прямых ударов молнии, 3 - спуск токоотвода к заземлителю. 

Рис. 8-28. Молниезащита газогенераторной станции стержневыми молниеотводами, установленными на кровле и газоотводных трубах (пример исполнения).
1 - стержневой молниеотвод, 2 - заземлитель защиты от статического электричества, 3- токоотвод. 

 

 

Связаться с нами

Запрос на расчет

Многообразие наших возможностей.

Без электричества в XXI веке не обходится ни одно современное здание. Мы поможем Вам правильно и эффективно распорядиться электротехническим хозяйством. Нашему современному сборочному производству по плечу сложные, нестандартные задачи. Весь спектр выпускаемой продукции: маленькие ВРУ, больше ГРЩ и такие нужные АВР, а так же многое другое не только спроектируем, но и быстро доставим.