Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay
  Все выпуски  

Электротехническая энциклопедия #93. Молниезащита


Электротехническая энциклопедия

Электронная электротехническая библиотека Магазин электротехнической литературы

Здравствуйте, уважаемые подписчики!

Cегодня в выпуске:

1. Современные системы молниезащиты зданий и сооружений

2. Молниезащита кабелей при проектировании информационных сетей

3. Новые статьи с проекта "Школа для электрика"

4. Новые книги

Современные системы молниезащиты зданий и сооружений

Под молниезащитой понимается целый комплекс технических решений и специальных приспособлений. В первую очередь, на доме должна быть установлена система внешней молниезащиты, основным элементом которой является один или несколько молниеприемников. Эти устройства могут иметь различный внешний вид, но все они должны выполнить очень важную задачу - не пропустить молнию к поверхности крыши и ее элементам, а также к фасадам здания и прилегающей к нему территории.

Традиционная система внешней молниезащиты состоит, как правило, из следующих составляющих: молниеприемная часть, токоотводы и заземлитель.

По конструкции молниеприемники подразделяются на классы, каждый из которых характеризует способ организации защиты объекта:

  • одиночный стержневой молниеприемник;

  • двойной стержневой молниеприемник;

  • одиночный тросовый молниеприемник;

  • двойной тросовый молниеприемник;

  • замкнутый тросовый молниеприемник;

  • молниеприемная сетка.

Исходя из перечисленного, можно сделать вывод, что молниеприемная часть - это организованная по определенным правилам система молниеприемных элементов. Данная система может состоять из произвольной комбинации следующих элементов: стержней, натянутых проводников (тросов), сетчатых проводников (молниеприемных ячеек). Для достижения оптимального технико-экономического решения при проектировании можно комбинировать между собой различные формы исполнения молниеприемников.

Кроме того, молниеприемники могут быть:

  • изолированными, т.е. молниеприемник устанавливается отдельно от защищаемого объекта в тех случаях, когда здание имеет взрывопожароопасные участки, возгораемое кровельное покрытие и ограждающие конструкции и т.п.;

  • неизолированными, т.е. когда молниеприемник устанавливается непосредственно на защищаемый объект, при этом долж­но учитываться термическое воздействие в месте удара молнии и молниеотводах, что может повредить защищаемый объект.

Наибольшее распространение получили неизолированные системы молниезащиты, поскольку с их помощью можно обеспечить наиболее оптимальную защиту здания от ударов молнии.

Молниеприемное устройство должно защищать части объекта, которые подвержены опасности удара молнии. Это, в первую очередь, касается коньков, углов, краев и ребер кровли зданий и элементов, выступающих над кровлей (каминные трубы, антенны, вентиляционные трубы и т.д.)

При организации в качестве меры защиты молниеприемной сетки молниеприемные проводники прокладываются по конькам, ребрам и скатам кровли. Ячейки молниеприемной сетки формируются исходя из максимально допустимых размеров для каждого класса защищенности. Максимальный размер ячейки для III класса защищенности составляет 12х12 м, для II класса - 6х6 м.

Выступающие элементы на кровле должны оборудоваться стержневыми молниеприемниками или включаться в молниеприемную систему. В узлах соединений применяются специальные клеммы и соединители, которые исключают необходимость использования сварки.

Роль связующего звена между молниеприемниками и заземлением выполняют токоотводы. В целях снижения вероятности возникновения опасного искрения токоотводы располагаются таким образом, чтобы между точкой поражения и землей ток растекался по нескольким параллельным путям, и длина этих путей была огра­ничена до минимума.

Минимальное количество токоотводов от одного молниеприемника должно быть равно двум. Токоотводы выполняются из различных металлических проводников (медь, оцинкованная сталь, алюминий) и прокладываются по наружным стенам здания в местах, недоступных для прикосновения. Их рекомендуется прокладывать открыто вблизи наружных углов здания, в случае прокладки токоотводов скрыто внутри ограждающих конструкций при прохождении тока молнии по нему возможно повреждение облицовки стены из-за температурного расширения проводника. В этом случае при проектировании и монтаже необходимо учитывать возможность беспрепятственного расширения проводника.

Необходимым третьим звеном системы является заземлитель. Основное его назначение - защита людей от высоких контактных напряжений и канализация тока молнии в земле. Под системой заземления понимается сочетание заземлителей и заземляющих проводов, соединенных между собой в единую замкнутую цепь. Оно может быть различного типа и исполнения (контурное заземление вокруг здания, очаговое заземление, глубинное заземление, совмещенные контурное и глубинное заземления с выпусками под токоотводы молниеприемной части).

Заземляющие устройства различного типа и исполнения комплектуются, как правило, элементами заводской готовности из антикоррозионных материалов (круглые и плоские заземляющие проводники, стержни, болтовые соединители и клеммы, антикоррозионный бандаж).

Исполнение заземляющего устройства должно быть таким, чтобы обеспечивалась меньшая вариация сопротивления заземления в результате высыхания и промерзания грунта, а также условие минимальной коррозии материала заземляющего устройства. Заземляющее устройство должно проходить периодичные проверки для контроля работоспособности и значения сопротивления, так как от этого напрямую зависит жизнь людей при возникновении внештатных ситуаций.

Работоспособность всей системы внешней молниезащиты напрямую зависит от целостности и качества исполнения отдельных частей. Например, если на кровле установлена молниеприемная сетка из медного проводника, отвечающая требованиям для II класса, и проложены токоотводы из медного проводника в количестве 10-16 штук, а система заземления сформирована лет пять тому назад и не разу не проверялась, то работоспособность системы сомнительна.

Варианты для разных кровельных систем

В качестве внешней молниезащиты металлической кровли специалисты рекомендуют стержневую схему. Для шиферных и деревянных крыш - иная система. Вдоль конька кровли по всей длине протягивается металлический трос на двух подпорках, к нему припаивается токоотвод, спускается вдоль крыши, проходит по стене (можно провод пропустить в водосток) и уходит в землю. Токоотвод припаян к заземлителю из стального листа. Система должна располагаться также на расстоянии 3-5 м от входа.

Для защиты черепичных крыш специалисты советуют накинуть на кровлю сетку из стальной проволоки с шагом ячейки не более чем 6х6 мм, но и не особенно частой. Диаметр проволоки или троса для такой сетки должен быть приблизительно 6 мм. Все стыки проволоки пропаиваются. Затем к этой сетке присоединяется токоотвод, который заканчивается закопанной в землю стальной пластиной заземлителя.

Альтернатива с использованием ионов

Основным элементом систем, которые распространены на Западе, является так называемый активный молниеприемник. Принцип действия такой системы молниезащиты заключается в том, что вокруг молниеприемника во время грозы создается область ионизации. И в тот момент времени, когда напряженность электрического поля между грозовым облаком и поверхностью земли достигнет критического значения (т.е. разряд молнии становится неизбежным), от молние­приемника происходит старт встречного лидера (искрового разряда) в сторону уже развивающейся от облака молнии.

В том случае, если молния будет продолжать свой путь к защищаемому объекту, то она обязательно будет «притянута» к молниеприемнику (в пределах его расчетной зоны защиты). Если же она уйдет в сторону от зоны защиты, активный молниеприемник не окажет на нее никакого воздействия.

Достоинство такой системы молниезащиты - относительная прос­тота монтажа и минимальное влия­ние на внешний вид дома. Недостаток - отсутствие какой-либо отечественной нормативной базы на ее применение. Тем не менее, различные конструкции такого типа широко применяются в США, Франции, странах Балтии, Польше и многих других государствах.

Источник: http://cnb.by/

Молниезащита кабелей при проектировании информационных сетей

Из книги в "Интернет через Ethernet. От соединения двух компьютеров до сети микрорайона"

Можно сформулировать основную задачу. Это, во-первых, защитить сеть от грозы (в основном атмосферных электрических разрядов), во-вторых, сделать это, не принеся вреда существующей электрической разводке (и подключенным к ней потребителям). При этом часто приходится решать "сопутствующую" задачу приведения в нормальное состояние заземления и устройства выравнивания потенциалов в реальной распределительной сети.

Основные понятия

Если говорить о документах, то молниезащита должна соответствовать РД 34.21.122-87 "Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений" и ГОСТ Р 50571.18-2000, ГОСТ Р 50571.19-2000, ГОСТ Р 50571.20-2000.

Вот термины:

 

  1. Прямой удар молнии - непосредственный контакт канала молнии с зданием или сооружением, сопровождающийся протеканием через него тока молнии.

  2. Вторичное проявление молнии - наведение потенциалов на металлических элементах конструкции, оборудования, в незамкнутых металлических контурах, вызванное близкими разрядами молнии и создающее опасность искрения внутри защищаемого объекта.

  3. Занос высокого потенциала - перенесение в защищаемое здание или сооружение по протяженным металлическим коммуникациям (подземным и наземным трубопроводам, кабелям и т.п.) электрических потенциалов, возникающих при прямых и близких ударах молнии и создающих опасность искрения внутри защищаемого объекта.

От прямого удара молнии защититься сложно и дорого. Над каждым кабелем громоотвод не поставить (хотя можно полностью перейти на оптоволокно с неметаллическим несущим тросом). Остается надеяться на ничтожную вероятность такого неприятного события. И мириться с шансом испарения кабеля и полного выгорания оконечного оборудования (вместе с защитами).

С другой стороны, занос высокого потенциала не слишком опасен, конечно, для жилого дома, а не порохового склада. Действительно, длительность наведенного молнией импульса - много менее секунды (в качестве тестового обычно принимают 60 миллисекунд, или 0,06 секунды). Сечение проводников витой пары - 0,4 мм. соответственно, для заноса большой энергий потребуется напряжение очень большой величины. Такое, к сожалению, бывает - так же как вполне реально прямое попадание молнии в крышу дома.

Повредить типичный силовой источник питания коротким высоковольтным всплеском малореально. Трансформатор его просто не пропустит дальше первичной обмотки. Да и у импульсного преобразователя есть достаточная защита.

В качестве примера можно привести силовую проводку в сельской местности - где кабеля подходят к зданию по воздуху, и конечно, подвергаются значительным наводкам во время гроз. Никакой особой защиты при этом обычно не предусматривается (кроме плавких предохранителей или искровых промежутков). Но случаи выхода из строя электроприборов не слишком распространены (хотя бывают чаще, чем в городе).

Система выравнивания потенциалов.

Таким образом наибольшую практическую опасность представляет вторичные проявления молнии (иначе говоря наводки). При этом поражающими факторами будут:

 

  • возникновение высокой разности потенциалов между токопроводящими частями сети;

  • наведение высоких напряжений в длинных проводниках (кабелях)

 

Защитой от этих факторов служат, соответственно:

 

  • выравнивание потенциалов всех токопроводящих частей (в простейшем случае - соединение в одной точке), и малое сопротивление заземляющего контура;

  • экранирование защищаемых кабелей.

Начнем с описания системы уравнивания потенциалов - как с того фундамента, без которого применение любых защитных устройств не даст положительного результата.

7.1.87. На вводе в здание должна быть выполнена система уравнивания потенциалов путем объединения следующих проводящих частей:

  • основной (магистральный) защитный проводник;

  • основной (магистральный) заземляющий проводник или основной заземляющий зажим;

  • стальные трубы коммуникаций зданий и между зданиями;

  • металлические части строительных конструкций, молниезащиты, системы центрального отопления, вентиляции и кондиционирования. Такие проводящие части должны быть соединены между собой на вводе в здание.

  • Рекомендуется по ходу передачи электроэнергии повторно выполнять дополнительные системы уравнивания потенциалов.

7.1.88. К дополнительной системе уравнивания потенциалов должны быть подключены все доступные прикосновению открытые проводящие части стационарных электроустановок, сторонние проводящие части и нулевые защитные проводники всего электрооборудования (в том числе штепсельных розеток)...

Схематически заземление экрана кабеля, грозозащит и активного оборудования по новой редакции ПУЭ должно производиться следующим образом...

Целиком эту статью смотрите здесь:

http://electricalschool.info/main/elsnabg/209-molniezashhita-kabelejj.html  

Полезные ссылки:

Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений

Инструкция содержит основные положения по молниезащите от прямых ударов молнии и защите от вторичных проявлений молнии.

Как защититься от перенапряжений

Грозозащита оборудования сети Ethernet

ПУЭ в вопросах и ответах. Заземление и защитные меры электробезопасности

Все номера бесплатного электронного журнала "Я электрик!"

Новые статьи с проекта "Школа для электрика"

Правила и схемы подключения защитных проводников РЕ и уравнивание потенциалов

Во всех зданиях линии групповой сети, прокладываемые от групповых, этажных и квартирных щитков до светильников общего освещения, штепсельных розеток и стационарных электроприемников, должны выполняться трехпроводными (фазный — L, нулевой рабочий — N и нулевой защитный — РЕ проводники). Не допускается объединение нулевых рабочих и нулевых защитных проводников различных групповых линий. Нулевой рабочий и нулевой защитный проводники не допускается подключать под общий контактный зажим...

Требования к электрооборудованию и электропроводке в ванных комнатах, душевых и подсобных помещениях

Помещения, насыщенные сантехническим оборудованием (ванные, душевые, туалетные, кухонные), с точки зрения электробезопасности чаще всего относятся к местам с повышенной опасностью или даже особо опасным. В связи с этим очень важно неукоснительно соблюдать правила устройства электроустановок...

Как провести проводку вне помещения

Есть достаточно серьезные причины для выведения электропроводки и использования электроприборов и оборудования вне помещения. Первое — и наиболее важное — гораздо безопаснее работать садовым электроинструментом, включенным в удобную и должным образом защищенную розетку, чем с помощью длинных, а то и составных, удлинительных проводов, идущих от розетки где-то в доме — такая практика довольно часто становится причиной несчастных случаев...

Типовые схемы пуска синхронных электродвигателей

Синхронные двигатели получили широкое распространение в промышленности для электроприводов, работающих с постоянной скоростью (компрессоров, насосов и т.д.). В последнее время, вследствие появления преобразовательной полупроводниковой техники, разрабатываются регулируемые синхронные электроприводы. Достоинства синхронных электродвигателей. Синхронный двигатель несколько сложнее, чем асинхронный, но обладает рядом преимуществ, что позволяет применять его в ряде случаев вместо асинхронного...

Способы контроля нагрева электрооборудования в процессе эксплуатации

Для контроля нагрева электрооборудования применяют четыре метода измерений: метод термометра, метод сопротивления, метод термопары и метод инфракрасного излучения. Метод термометра применяют для измерения температуры доступных поверхностей. Используют ртутные, спиртовые и толуоловые стеклянные термометры, погружаемые в специальные гильзы, герметически встроенные в крышки и кожухи оборудования...

Порядок проведения измерений при испытании изоляции мегаомметром

При проведении измерений мегаомметрами рекомендуется следующий порядок операций:

1. Измерить сопротивление изоляции соединительных проводов, значение которого должно быть не меньше верхнего предела измерения мегаомметра.

2. Установить предел измерения; если значение сопротивления изоляции неизвестно, то во избежание «зашкаливания» указателя измерителя необходимо начинать с наибольшего предела измерения; при выборе предела измерения следует руководствоваться тем, что точность будет наибольшей при отсчете показаний в рабочей части шкалы...

Новые книги

Электрооборудование промышленности. Гриф УМО МО РФ

Авторы: Кудрин Б.И., Минеев А.Р. В книге рассмотрено электрооборудование различных отраслей промышленности, включая машиностроение и металлообработку, металлургию, химию, общепромышленное электрооборудование, электрооборудование для повышения качества жизни населения и др. Освещены проблемы диагностики, ремонта и повышения эффективности использования электрооборудования и электроэнергии.

Кабельные изделия: справочник

втор: Алиев И.И. В справочнике представлены технические данные об электрических неизолированных и изолированных проводах, шинах, кабелях с металлическими жилами на низкое и высокое напряжения общего применения и специального назначения, а также технические данные об оптических кабелях отечественного производства. Приведены допустимые токовые нагрузки проводов, шнуров, кабелей, шин.

Сборник задач по теории цепей. Гриф МО РФ

Автор: Попов В.П. Книга предназначена для использования совместно с широко известным учебником В.П. Попова «Основы теории цепей» (6-е изд. - Высш. шк., 2007). Задачник состоит из 10 глав, включающих задачи по всем основным разделам теории цепей. В конце каждого параграфа для большинства задач помещены решения и методические указания.

Практикум по электротехнике. Гриф МО РФ

Автор: Жарова Т.А. По каждой теме в пособии приведены теоретические сведения и примеры решения типовых задач с помощью основных методов расчета электрических цепей. В конце каждой темы даны вопросы для закрепления материала. Для самоконтроля приведены тесты и задачи для самостоятельного решения. В приложении рассмотрен пример расчета электрической цепи переменного тока при смешанном соединении символическим методом с использованием математического пакета Mathcad.

Наиболее популярные книги

Подробная информация об этих и других книгах

До скорой встречи!

С уважением, Повный Андрей electroby@mail.ru

Мои проекты:

Бесплатные книги для электриков в электронном виде 

Школа для электрика. Обзоры, статьи, уроки. практические советы

Поборка статей светотехнической тематики

Здесь можно бесплатно скачать электронный журнал "Я электрик!" 

Блог "Интернет для электрика" - путеводитель по электротехническому Интернету

Различные новые книги электротехнической тематики с доставкой по почте

Copyright © 2006-2008 by Повный Андрей . Все права защищены.
Разрешается републикация материалов рассылки 
с обязательным указанием ссылки 
на сайт: "Электронная электротехническая библиотека" - http://electrolibrary.info/ 



В избранное