A külső MZS rögzítő és összekötő elemei.
AZ OROSZ FEDERÁCIÓ ENERGIA MINISZTÉRIUMA
ÁLTAL JÓVÁHAGYOTT
Rendelésre
Energiaügyi Minisztérium
Oroszországról
UTASÍTÁS
KÉSZÜLÉKEN keresztül
ÉPÜLETEK, SZERKEZETEK VILÁGÍTÁSI VÉDELME
ÉS IPARI KOMMUNIKÁCIÓK
SO 153-34.21.122-2003
1. BEMUTATKOZÁS
Az épületek, építmények és ipari kommunikációk villámvédelmi eszközére (SO 153-34.21.122-2003) vonatkozó utasítások (SO 153-34.21.122-2003) (a továbbiakban: utasítás) minden típusú épületre, építményre és ipari kommunikációra vonatkoznak, osztályok hovatartozásától és formájától függetlenül a tulajdonjogról.
Az utasítás célja a projektek fejlesztése, építése, üzemeltetése, valamint az épületek, építmények és ipari kommunikációk rekonstrukciója.
Abban az esetben, ha az iparági szabályozási dokumentumok követelményei szigorúbbak, mint ebben az utasításban, a villámvédelem kidolgozásakor ajánlott teljesíteni az ipari követelményeket. Akkor is ajánlott, ha az Utasítás utasításait nem lehet kombinálni a védett objektum technológiai jellemzőivel. Ebben az esetben a villámvédelem eszközeit és módszereit az előírt megbízhatóság biztosításának feltételei alapján választják ki.
Az épületekre, építményekre és ipari kommunikációra vonatkozó projektek kidolgozásakor az Utasítás követelményein kívül a villámvédelem megvalósítására vonatkozó további követelményeket is figyelembe vesznek, az egyéb vonatkozó normák, szabályok, utasítások, állami szabványok szerint.
A villámvédelem szabványosításakor azt a kiinduló álláspontot képviseltük, hogy egyik készüléke sem tudja megakadályozni a villámok kialakulását.
A szabvány alkalmazása a villámvédelem kiválasztásakor jelentősen csökkenti a villámcsapás okozta károk kockázatát.
A villámvédelmi eszközök típusát és helyét egy új létesítmény tervezési szakaszában választják ki annak érdekében, hogy az utóbbi vezető elemeinek maximális kihasználását lehetővé tegyék. Ez megkönnyíti a villámvédelmi eszközök kifejlesztését és megvalósítását magával az épülettel kombinálva, javítja annak esztétikai megjelenését, növeli a villámvédelem hatékonyságát, és minimalizálja annak költségeit és munkaerőköltségeit.
2. ÁLTALÁNOS RENDELKEZÉSEK
2.1. KIFEJEZÉSEK ÉS MEGHATÁROZÁSOK
Villám csap a földbe- légköri eredetű elektromos kisülés a felhő és a föld között, amely egy vagy több áramimpulzusból áll.
A vereség pontja- az a pont, amikor a villám a földet, az épületet vagy a villámvédelmi eszközt érinti. Egy villámcsapásnak több ütési pontja is lehet.
Védett objektum- olyan épület vagy szerkezet, annak része vagy tere, amelyre villámvédelem történik, és amely megfelel ennek a szabványnak.
Villámvédelmi eszköz- olyan rendszer, amely lehetővé teszi az épület vagy szerkezet védelmét a villámcsapás hatásaitól. Ez magában foglalja a külső és belső eszközöket. Különleges esetekben a villámvédelem csak külső vagy csak belső eszközöket tartalmazhat.
Védőeszközök közvetlen villámcsapások ellen (villámhárítók)- villámhárítókból, levezetőből és földelő elektródákból álló komplexum.
Védőeszközök a villámlás másodlagos hatásai ellen - olyan eszközök, amelyek korlátozzák az elektromos és mágneses villámcsapások hatását.
Potenciális kiegyenlítő eszközök - védőeszközök elemei, amelyek korlátozzák a villámáram terjedése okozta potenciális különbséget.
Villámhárító- egy villámhárító része, amelyet villámcsapásra terveztek.
Lefelé vezető (leereszkedés)- a villámhárítónak az a része, amelyet a villámáramnak a villámhárítóról a földelő elektródára való elterelésére terveztek.
Földelő eszköz- egy sor földelő és földelő vezeték.
Földelő kapcsoló- egy vezetőképes rész vagy egymással összekapcsolt vezető alkatrészek halmaza, amelyek közvetlenül vagy vezető közegen keresztül érintkeznek a talajjal.
Földelő hurok- földelő vezeték zárt hurok formájában egy épület körül a földben vagy annak felületén.
A földelő készülék ellenállása- a földelőeszközön lévő feszültség és a földelőelektródából a földbe áramló áram aránya.
Feszültség a földelő eszközön- feszültség, amely akkor keletkezik, amikor az áram a földelőelektródából a földbe áramlik a földelő elektródába történő árambevitel pontja és a nulla potenciál zóna között.
Összekapcsolt fém szerelvények -épület (szerkezet) vasbeton szerkezeteinek megerősítése, amely biztosítja az elektromos folyamatosságot.
Veszélyes szikrázás- villámcsapás okozta elfogadhatatlan elektromos kisülés a védett tárgy belsejében.
Biztonságos távolság- a minimális távolság két vezető elem között a védett objektumon kívül vagy belül, amelynél veszélyes szikrázás nem fordulhat elő közöttük.
Túlfeszültség elleni védelem - a védett tárgy elemei közötti túlfeszültség korlátozására tervezett eszköz (például levezető, nemlineáris túlfeszültség-levezető vagy más védőberendezés).
Szabadon álló villámhárító- villámhárító, amelynek villámhárítói és lefelé vezetői úgy vannak elhelyezve, hogy a villámáram útja ne érintkezzen a védett objektummal.
A villámhárító a védett objektumra van felszerelve - villámhárító, villámhárító és levezető, amelyek úgy vannak elhelyezve, hogy a villámáram egy része átterjedhet a védett tárgyon vagy annak földelő elektródáján.
Villámvédelmi zóna- tér egy adott geometriájú villámhárító közelében, azzal jellemezve, hogy annak valószínűsége, hogy a villámcsapás teljesen a térfogatában található tárgyba esik, nem haladja meg az adott értéket.
A villámtörés megengedett valószínűsége a megengedett legnagyobb valószínűség R villámcsapás a villámhárítókkal védett tárgyba.
A védelem megbízhatósága 1 -ként van definiálva R.
Ipari kommunikáció- táp- és adatkábelek, vezetőképes csővezetékek, nem vezető csővezetékek belső vezetőképes közeggel.
2.2. AZ ÉPÜLETEK ÉS SZERKEZETEK OSZTÁLYOZÁSA VILÁGÍTÓVÉDŐ BERENDEZÉSSEL
A tárgyak osztályozását a villámcsapás veszélye határozza meg magára a tárgyra és környezetére nézve.
A villámok közvetlen veszélyes hatásai a tüzek, mechanikai sérülések, emberek és állatok sérülései, valamint az elektromos és elektronikus berendezések károsodása. A villámcsapás következményei lehetnek robbanások és veszélyes termékek - radioaktív és mérgező vegyi anyagok, valamint baktériumok és vírusok - felszabadulása.
A villámcsapás különösen veszélyes lehet az információs rendszerek, vezérlőrendszerek, felügyelet és áramellátás szempontjából. Különféle célú objektumokba szerelt elektronikus eszközök esetében különleges védelem szükséges.
A vizsgált tárgyak hétköznapi és speciális tárgyakra oszthatók.
Hétköznapi tárgyak- kereskedelmi és ipari termelésre, mezőgazdaságra szánt lakó- és közigazgatási épületek, valamint épületek és építmények, legfeljebb 60 m magasak.
Különleges tárgyak:
tárgyak, amelyek veszélyt jelentenek a közvetlen környezetre;
a társadalmi és fizikai környezetet veszélyeztető tárgyak (olyan tárgyak, amelyek villámcsapás esetén káros biológiai, kémiai és radioaktív kibocsátásokat okozhatnak);
egyéb objektumok, amelyekre különleges villámvédelem biztosítható, például 60 m -nél magasabb épületek, játszóterek, ideiglenes építmények, építés alatt álló létesítmények.
asztal A 2.1 példákat ad az objektumok négy osztályra osztására.
2.1. Táblázat - Példák az objektumok osztályozására
| Objektum típusa | A villámcsapás következményei |
|
| Hétköznapi tárgyak | Ház | Villamos berendezések meghibásodása, tűz és anyagi károk. Általában kisebb sérüléseket okoznak a villámcsapás helyén elhelyezkedő vagy csatornája által érintett tárgyak |
| Kezdetben - tűz és veszélyes feszültség sodródása, majd - áramellátás elvesztése, amely állatok halálának kockázatával jár az elektronikus szellőztető rendszer, a tápellátás stb. Meghibásodása miatt. |
||
| Hétköznapi tárgyak | Színház; iskola; bolt; sportlétesítmény | Áramkimaradás (például világítás), amely pánikot okozhat. A tűzjelző rendszer meghibásodása késleltetett tűzvédelmi intézkedéseket okoz |
| Bank; Biztosítótársaság; kereskedelmi iroda | Áramkimaradás (például világítás), amely pánikot okozhat. A tűzjelző rendszer meghibásodása késleltetett tűzvédelmi intézkedéseket okoz. Kommunikáció megszakadása, számítógéphibák adatvesztéssel |
|
| Kórház; óvoda; idősek otthona | Áramkimaradás (például világítás), amely pánikot okozhat. A tűzjelző rendszer meghibásodása késleltetett tűzvédelmi intézkedéseket okoz. Kommunikáció megszakadása, számítógéphibák adatvesztéssel. Súlyosan beteg emberek jelenléte és a mozdulatlan emberek segítésének szükségessége |
|
| Ipari vállalkozások | További következmények a gyártási körülményektől függően - a kisebb károktól a termékveszteségek miatti nagy károkig |
|
| Múzeumok és régészeti lelőhelyek | A kulturális javak helyrehozhatatlan elvesztése |
|
| Különleges létesítmények korlátozott veszélyekkel | A kommunikáció eszközei; erőművek; tűzveszélyes termelés | A közszolgáltatások (távközlés) megengedhetetlen megsértése. Közvetlen tűzveszély a szomszédos létesítményekre |
| Különleges tárgyak, amelyek veszélyt jelentenek a közvetlen környezetre | Olaj finomítók; benzinkút; petárdák és tűzijátékok gyártása | Tűz és robbanás a létesítményben és annak közvetlen közelében |
| A környezetre veszélyes speciális létesítmények | Vegyi gyár; atomerőmű; biokémiai gyárak és laboratóriumok | A tűz és a berendezések meghibásodása káros következményekkel jár a környezetre |
Az építés és a rekonstrukció során minden egyes tárgyosztály esetében meg kell határozni a közvetlen villámcsapás (DSP) elleni védelem megbízhatóságának szükséges szintjét. Például a hétköznapi tárgyak esetében a védelem megbízhatóságának négy szintjét lehet javasolni, amelyeket a táblázat tartalmaz. 2.2.
2.2. Táblázat - A PIP elleni védelem szintjei közönséges tárgyaknál
| Védelmi szint | A PUM elleni védelem megbízhatósága |
Különleges tárgyakhoz a PUM elleni védelem minimális megengedett megbízhatósági szintjét 0,9-0,999 tartományban határozzák meg, annak társadalmi jelentőségének mértékétől és a közvetlen villámcsapás várható következményeinek súlyosságától függően, az állami ellenőrző hatóságokkal egyetértésben.
Az ügyfél kérésére a projekt olyan megbízhatósági szintet tartalmazhat, amely meghaladja a megengedett maximális értéket.
2.3. VILÁGÍTÓ FOLYAMATOS PARAMÉTEREK
A villámáram paraméterei szükségesek a mechanikai és termikus hatások kiszámításához, valamint az elektromágneses hatások elleni védelem szabványosításához.
2.3.1. A villámáramok hatásainak osztályozása
A villámvédelem minden szintjén meg kell határozni a villámáram megengedett legnagyobb paramétereit. A szabványban megadott adatok lefelé és felfelé irányuló villámokra vonatkoznak.
A villámcsapások polaritásának aránya a terület földrajzi elhelyezkedésétől függ. Helyi adatok hiányában ezt az arányt feltételezzük 10% -os pozitív áramú és 90% -os negatív áramú kisüléseknél.
A villám mechanikai és termikus hatásai a csúcsáramnak ( én), teljes töltés Q teljes, impulzus töltés Q imp és fajlagos energia W/R... Ezen paraméterek legnagyobb értékei pozitív kisüléseknél figyelhetők meg.
Az indukált túlfeszültség okozta károkat a villámáram homlokzatának meredeksége okozza. A meredekség a legmagasabb áramértékhez képest 30% és 90% -os szinteken van besorolva. Ennek a paraméternek a legmagasabb értéke a negatív kisülések későbbi impulzusaiban figyelhető meg.
2.3.2. A villámáram paraméterei a közvetlen villámcsapás elleni védekezési eszközök szabványosítására javasoltak
A táblázatban megadott paraméterek értékei. 2.2. Táblázat a biztonsági szintet (10–90% -os arányban a pozitív és negatív kibocsátások aránya között) tartalmazza. 2.3.
2.3. Táblázat - A villámáram paramétereinek és a védelmi szinteknek való megfelelés
2.3.3. A villám sűrűsége a földbe csap
A földbe érkező villámcsapások sűrűségét, amelyet a földfelszín 1 km 2 -es ütéseinek számával fejeznek ki évente, a létesítmény helyén végzett meteorológiai megfigyelések adatai határozzák meg.
Ha a villám sűrűsége a földbe csap N g ismeretlen, kiszámítható a következő képlet segítségével, 1 / (km 2 × év):
ahol Td - a zivatarok átlagos időtartama órákban, a zivatar tevékenységének intenzitásának regionális térképeiből meghatározva.
2.3.4. A villámáram paraméterei a villám elektromágneses hatása elleni védekezési eszközök szabványosítására javasoltak
A mechanikai és termikus hatások mellett a villámáram erőteljes elektromágneses sugárzást hoz létre, ami károsíthatja a rendszereket, beleértve a kommunikációs, vezérlő, automatizáló berendezéseket, számítástechnikai és információs eszközöket stb. Ezeket az összetett és drága rendszereket számos iparágban és vállalkozásban használják. A villámcsapás következtében káruk biztonsági és gazdasági okokból nagyon nem kívánatos.
A villámcsapás akár egyetlen áramimpulzust is tartalmazhat, vagy impulzusok sorozatából állhat, amelyeket időintervallumok választanak el, amelyek során a gyenge követő áram folyik. Az első komponens áramimpulzusának paraméterei jelentősen eltérnek a következő komponensek impulzusainak jellemzőitől. Az alábbiakban az első és a következő impulzusok áramimpulzusainak számított paramétereit jellemző adatok (2.4. És 2.5. Táblázat), valamint a hosszú távú áram (2.6. Táblázat) látható az impulzusok közötti szünetekben a különböző védelmi szinteken .
2.4. Táblázat - Az első villámáram impulzus paraméterei
| Aktuális paraméter | Védelmi szint |
||
| Maximális áram én, kA | |||
| Elülső időtartam T 1, μs | |||
| Félidő T 2, μs | |||
| Impulzus töltés Qösszeg *, Cl | |||
| Sajátos impulzusenergia W/R**, MJ / Ohm | |||
| * Mivel a teljes díj jelentős része Q Az összeg az első impulzusra esik, feltételezzük, hogy az összes rövid impulzus teljes töltése megegyezik a csökkentett értékkel. ** Mivel a teljes fajlagos energia jelentős része W/R az első impulzusra esik, feltételezzük, hogy az összes rövid impulzus teljes töltése megegyezik a csökkentett értékkel. |
|||
2.5. Táblázat - Az ezt követő villámáram impulzus paraméterei
2.6. Táblázat - A hosszú távú villámáram paraméterei az impulzusok közötti intervallumban
Az átlagos áram kb Q L/T.
Az áramimpulzusok alakját a következő kifejezés határozza meg
ahol én- maximális áram;
t - idő;
t 1 - időállandó a fronton;
t 2 - időállandó az eséshez;
h- a maximális áram értékét korrigáló együttható.
A (2.2) képletben szereplő, a villámáram időbeli változását leíró paraméterek értékeit a táblázat tartalmazza. 2.7.
2.7. Táblázat - A villámáram impulzus alakjának kiszámításához használt paraméterek értékei
| Paraméter | Első impulzus | Követési impulzus |
||||
| Védelmi szint | Védelmi szint |
|||||
A hosszú impulzus téglalap alakú, átlagos árammal vehető énés időtartama T táblázat adatainak megfelel. 2.6.
3. VÉDELEM A KÜLÖNLEGES VILÁGÍTÁS ELLEN
3.1. VILÁGÍTÁSVÉDELMI KOMPLEX
Az épületek vagy építmények villámvédelmi eszközeinek komplexuma magában foglalja a közvetlen villámcsapás elleni védőeszközöket [külső villámvédelmi rendszer (MZS)] és a villámlás másodlagos hatásai elleni védelmi eszközöket (belső MZS). Különleges esetekben a villámvédelem csak külső vagy csak belső eszközöket tartalmazhat. Általános esetben a villámáramok egy része átfolyik a belső villámvédelem elemein.
A külső MLP elkülöníthető a szerkezettől (szabadon álló villámhárítók - rúd vagy felsővezeték, valamint a szomszédos szerkezetek, amelyek a természetes villámhárítók funkcióit látják el), vagy felszerelhető a védett szerkezetre, és akár rész is lehet arról.
A belső villámvédelmi eszközöket úgy tervezték, hogy korlátozzák a villámáram elektromágneses hatásait, és megakadályozzák a szikrákat a védett tárgyon belül.
A villámhárítókba belépő villámáramokat a földelővezetékek (ereszkedések) rendszeren keresztül a földelektródára terelik, és elterjednek a talajban.
3.2. KÜLSŐ VILÁGÍTÁSVÉDELMI RENDSZER
A külső MZS általában villámhárítókból, levezetőből és földelő elektródákból áll. Különleges gyártás esetén anyaguknak és szakaszaiknak meg kell felelniük a táblázat követelményeinek. 3.1.
3.1. Táblázat - A külső MZS elemeinek anyaga és minimális keresztmetszete
3.2.1. Villámhárítók
3.2.1.1. Általános szempontok
A villámhárítók speciálisan felszerelhetők, beleértve a létesítményt is, vagy funkcióikat a védett létesítmény szerkezeti elemei látják el; az utóbbi esetben természetes villámhárítóknak nevezik őket.
A villámhárítók tetszőleges kombinációjából állhatnak a következő elemeknek: rudak, feszített vezetékek (kábelek), hálóvezetők (háló).
3.2.1.2. Természetes villámhárítók
Az épületek és szerkezetek alábbi szerkezeti elemei tekinthetők természetes villámhárítóknak:
a) védett tárgyak fémteteje, feltéve, hogy:
a különböző részek közötti elektromos folytonosság hosszú ideig biztosított;
a tető fémének vastagsága nem kevesebb, mint t táblázatban megadott. 3.2., Ha meg kell védeni a tetőt a sérülésektől vagy átégéstől;
a tető fémének vastagsága legalább 0,5 mm, ha nem szükséges megvédeni a sérülésektől, és nincs veszély az éghető anyagok meggyulladására a tető alatt;
a tető nem rendelkezik szigetelő bevonattal. Azonban egy kis korróziógátló festékréteg vagy 0,5 mm -es aszfaltburkolat, vagy 1 mm -es műanyag burkolat nem tekinthető szigetelésnek;
a fém tetőn vagy alatta lévő nemfém bevonatok nem lépik túl a védett tárgyat;
b) fém tetőszerkezetek (rácsok, acél megerősítés egymással összekapcsolva);
c) fém elemek, például lefolyócsövek, dekorációk, kerítések a tető szélén stb., ha keresztmetszetük nem kisebb, mint a hagyományos villámhárítókra előírt értékek;
d) technológiai fémcsövek és tartályok, ha legalább 2,5 mm vastagságú fémből készülnek, és e fém behatolása vagy átégése nem vezet veszélyes vagy elfogadhatatlan következményekhez;
e) fémcsövek és tartályok, ha legalább fémvastagságúak t, táblázatban megadva. 3.2, és ha a hőmérséklet emelkedése a tárgy belső oldaláról a villámcsapás helyén nem jelent veszélyt.
3.2. Táblázat - A tető, a cső vagy a tartályhéj vastagsága, amely egy természetes villámhárító funkcióját látja el
3.2.2. Levezető vezetők
3.2.2.1. Általános szempontok
A veszélyes szikrázás valószínűségének csökkentése érdekében a levezetőket úgy kell elhelyezni, hogy az ütközési pont és a talaj között:
a) az áram több párhuzamos pályán terjed;
b) ezen utak hossza minimálisra korlátozódott.
3.2.2.2. Levezető vezetékek elrendezése a védett objektumtól elkülönített villámvédelmi eszközökben
Ha a légterminál szabadon álló tartókra (vagy egy támaszra) szerelt rudakból áll, minden támaszhoz legalább egy levezető vezetéket kell biztosítani.
Ha a légcsatlakozó szabadon álló vízszintes vezetékekből (kábelek) vagy egy vezetékből (kábel) áll, akkor a vezeték mindkét végéhez legalább egy levezetőre van szükség.
Ha a villámhárító a védett tárgy fölé függesztett hálószerkezet, akkor minden támaszához legalább egy levezető szükséges. A leeresztő vezetékek teljes számának legalább kettőnek kell lennie.
3.2.2.3. Le nem vezetett villámvédelmi eszközök levezetőinek elrendezése
A levezető vezetők a védett objektum kerülete mentén helyezkednek el oly módon, hogy a köztük lévő átlagos távolság nem kisebb, mint a táblázatban megadott értékek. 3.3.
A levezetőket vízszintes övek kötik össze a talajfelszín közelében, és 20 méterenként az épület magassága mentén.
3.3. Táblázat - Átlagos távolságok a lefelé vezető vezetékek között a védelem szintjétől függően
| Védelmi szint | Átlagos távolság, m |
3.2.2.4. Irányelvek a lefelé vezető vezetékek elhelyezéséhez
Kívánatos, hogy a levezető vezetők egyenletesen helyezkedjenek el a védett objektum kerülete mentén. Ha lehetséges, az épületek sarkaihoz közel kell elhelyezni.
A védett objektumtól nem elkülönített levezetőket az alábbiak szerint kell elhelyezni:
ha a fal nem éghető anyagból készült, lefelé vezető vezetékek rögzíthetők a falfelületre, vagy áthaladhatnak a falon;
ha a fal éghető anyagból készült, akkor a levezető vezetékeket közvetlenül a falfelületre lehet rögzíteni, így a villámáram áramlása közbeni hőmérséklet -emelkedés nem jelent veszélyt a falanyagra;
ha a fal éghető anyagból készült, és a lefelé vezető vezetékek hőmérsékletének emelkedése veszélyes számára, akkor a levezetőket úgy kell elhelyezni, hogy a köztük lévő és a védett tárgy közötti távolság mindig meghaladja a 0,1 m -t. vezetők érintkezhetnek a fallal.
A levezetőket nem szabad lefolyócsövekbe fektetni. Javasoljuk, hogy a vezetékeket a lehető legnagyobb távolságra helyezze el az ajtóktól és ablakoktól.
A levezetőket egyenes és függőleges vonalak mentén kell lefektetni, hogy a talajhoz vezető út a lehető legrövidebb legyen. Nem ajánlott a vezetékeket hurkok formájában lefektetni.
3.2.2.5. A lefelé vezető vezetők természetes elemei
Az épületek alábbi szerkezeti elemei tekinthetők természetes levezetőnek:
a) fémszerkezetek, feltéve, hogy:
a különböző elemek közötti elektromos folytonosság tartós és megfelel a 3.2.4.2. bekezdés követelményeinek;
nem kisebbek, mint a speciálisan biztosított levezetőhöz szükségesek;
a fémszerkezetek szigetelő bevonattal rendelkezhetnek;
b) épület vagy szerkezet fémváza;
c) épület vagy szerkezet egymással összekapcsolt acél megerősítése;
d) a homlokzat részei, a homlokzat profilozott elemei és tartószerkezetei, feltéve, hogy:
méreteik megfelelnek a lefelé vezető vezetékekre vonatkozó utasításoknak, és vastagságuk legalább 0,5 mm;
a vasbeton szerkezetek fém megerősítése akkor tekinthető elektromos folytonosságnak, ha megfelel a következő feltételeknek:
A függőleges és vízszintes rúdcsatlakozások körülbelül 50% -a hegesztett vagy mereven rögzített (csavarozott, huzalozott);
Az elektromos folytonosság biztosított a különböző előregyártott betontömbök acél megerősítése és a helyben előkészített betontömbök megerősítése között.
Nem szükséges vízszintes övek elhelyezése, ha az épület fémkereteit vagy vasbeton acél megerősítését használják levezetőként.
3.2.3. Földelő kapcsolók
3.2.3.1. Általános szempontok
Minden esetben, kivéve az önálló villámhárító használatát, a villámvédelmi földelő elektródát kombinálni kell az elektromos berendezések és kommunikációs létesítmények földelő elektródáival. Ha ezeket a földelőkapcsolókat bármilyen technológiai okból el kell választani, akkor ezeket egy közös rendszerbe kell egyesíteni egy potenciálkiegyenlítő rendszer segítségével.
3.2.3.2. Speciálisan lefektetett földelő elektródák
Célszerű a következő típusú földelővezetékeket használni: egy vagy több áramkör, függőleges (vagy ferde) elektródák, sugárirányban eltérő elektródák vagy a földelés alján lefektetett földelő áramkör, földelő rácsok.
A mélyen eltemetett talajelektródák akkor hatékonyak, ha a talaj ellenállása a mélységgel csökken, és nagy mélységekben lényegesen kisebbnek bizonyul, mint a szokásos helyen.
Előnyös, ha a földelő kapcsolót külső kontúr formájában helyezzük el legalább 0,5 m mélységben a föld felszínétől és legalább 1 m távolságban a falaktól. A földelő elektródákat a védett tárgyon kívül legalább 0,5 m mélyen kell elhelyezni, és a lehető legegyenletesebben kell elosztani; ebben az esetben törekedni kell a kölcsönös szűrés minimalizálására.
A fektetés mélységét és a földelő elektródák típusát úgy választják ki, hogy minimális korróziót biztosítsanak, valamint a földelés ellenállásának lehető legalacsonyabb szezonális változását a talaj kiszáradása és fagyása miatt.
3.2.3.3. Természetes földelő elektródák
Földelő elektródaként vasbeton megerősítés vagy más földalatti fémszerkezet használható, amely megfelel a 3.2.2.5. Pont követelményeinek. Ha vasbeton vasalást használnak földelő elektródaként, fokozott követelményeket támasztanak az illesztési helyeivel szemben, hogy kizárják a beton mechanikai megsemmisülését. Feszített beton használata esetén figyelembe kell venni a villámáramok lehetséges következményeit, amelyek elfogadhatatlan mechanikai feszültségeket okozhatnak.
3.2.4. A külső MZS rögzítő és összekötő elemei
3.2.4.1. Rögzítés
A villámhárítókat és a levezetőket mereven rögzítik, hogy kizárják a vezeték rögzítésének szakadását vagy meglazulását elektrodinamikai erők vagy véletlen mechanikai hatások hatására (például széllökés vagy hóréteg leesése miatt).
3.2.4.2. Kapcsolatok
A vezetőcsatlakozások száma minimálisra csökken. A csatlakozások hegesztéssel, forrasztással, a szorítófülbe való behelyezéssel vagy csavarozással is megengedettek.
3.3. VILÁGÍTÓVEZETŐK VÁLASZTÁSA
3.3.1. Általános szempontok
A villámhárítók típusának és magasságának megválasztása a szükséges megbízhatóság értékei alapján történik R s. Egy objektum akkor tekinthető védettnek, ha annak villámhárítóinak kombinációja legalább biztosítja a védelem megbízhatóságát R s.
A közvetlen villámcsapás elleni védelmi rendszert minden esetben úgy választják ki, hogy a természetes villámhárítókat maximálisan kihasználják, és ha az általuk nyújtott védelem nem elegendő - speciálisan beépített villámhárítókkal kombinálva.
Általában a villámhárítót megfelelő számítógépes programok segítségével kell megválasztani, amelyek képesek kiszámítani a védőzónákat, vagy a villámtörés valószínűségét bármilyen konfigurációjú objektumba (objektumcsoportba), amely tetszőleges számú helyet foglal el különböző típusú villámhárítók.
Ha minden más dolog megegyezik, a villámhárítók magassága csökkenthető, ha rúdszerkezetek helyett felsővezetékeket használnak, különösen akkor, ha a tárgy külső kerületén vannak felfüggesztve.
Ha az objektumot a legegyszerűbb villámhárítók védik (egyetlen rúd, egyvezetékes vezeték, kettős rúd, kettős felsővezeték, zárt felsővezeték), akkor a villámhárítók méretei az ebben a szabványban meghatározott védőzónák segítségével határozhatók meg.
Villámvédelem tervezése esetén egy közönséges tárgyhoz, a Nemzetközi Elektrotechnikai Bizottság (IEC 1024) szabványának megfelelően védőszöggel vagy gördülő gömb módszerrel lehet meghatározni a védőzónákat, feltéve, hogy a Nemzetközi Elektrotechnikai Bizottság tervezési követelményei szigorúbbak, mint a jelen Elírás követelményei Utasítás.
3.3.2. Tipikus védőzónák a rúd és a felsővezeték -villámhárítók számára
3.3.2.1. Egyrúd villámhárító védőzónái
Az egyrúd villámhárító magasságának szabványos védőzónája h kör alakú kúp magassága h 0 < h, amelynek teteje egybeesik a villámhárító függőleges tengelyével (3.1. ábra). A zóna méreteit két paraméter határozza meg: a kúp magassága h 0 és a kúp sugara a talaj szintjén r 0 .
Az alábbiakban megadott számítási képletek (3.4. Táblázat) alkalmasak akár 150 m magas villámhárítókra, magasabb villámhárítók esetén speciális számítási módszert kell alkalmazni.
3.4. Táblázat - Egyszálas villámhárító védőzónájának kiszámítása
| A védelem megbízhatósága P | Villámhárító magasság h, m | Kúp magassága h 0, m | Kúp sugara r 0, m |
| 100 -tól 150 -ig | h |
||
| 30 -tól 100 -ig | h |
||
| 100 -tól 150 -ig | h | ||
| 30 -tól 100 -ig | h | h |
|
| 100 -tól 150 -ig | h | h |
3.1. Ábra - Egyrúdú villámhárító védőzóna
A szükséges megbízhatóságú védőzónához (3.1. Ábra) a vízszintes szakasz sugara r x magasan h x a következő képlettel határozható meg:
. (3.1)
3.3.2.2. Egyetlen vezetékes villámhárító védőzónái
Egyetlen felsővezetékes villámhárító szabványos védőzónái, magassággal h szimmetrikus oromzatú felületekkel határolva függőleges metszetben egyenlő szárú háromszöget képeznek, amelynek csúcsa magasságban van h 0 < hés bázis a talaj szintjén 2 r 0 (3.2. ábra).
Az alábbi számítási képletek (3.5. Táblázat) alkalmasak akár 150 m magas villámhárítókra, nagyobb magasságok esetén speciális szoftvert használjon. Itt és alatta h a kábel minimális magasságát jelenti a talajszint felett (figyelembe véve a megereszkedést).
Fél szélesség r x a szükséges megbízhatóságú védőzónákat (3.2. ábra) magasságban h x a föld felszínéről a következő kifejezés határozza meg:
. (3.2)
3.2. Ábra - Egyvezetékes villámhárító védőzóna
Ha szükség van a védett térfogat bővítésére, akkor a felsővezeték -villámhárító védőzónái hozzáadhatók a felsővezeték -villámhárító védőzónájának végéhez, amelyeket az egyszálas villámhárítók táblázatban megadott képletei szerint számítanak ki. . 3.4. Nagy kábelek elakadása esetén, például a felsővezetékek közelében, ajánlott a villámtörés biztosított valószínűségének kiszámítása szoftveres módszerekkel, mivel a védőzónákat a kábel minimális magasságának megfelelően kell kialakítani. ésszerű költségekhez vezethet.
3.5. Táblázat - Egyvezetékes villámhárító védőzónájának kiszámítása
| A védelem megbízhatósága P | Villámhárító magasság h, m | Kúp magassága h 0, m | Kúp sugara r 0, m |
| 30 -tól 100 -ig | h |
||
| 100 -tól 150 -ig | h |
||
| 30 -tól 100 -ig | h | h |
|
| 100 -tól 150 -ig | h | h |
3.3.2.3. Kettős rúd villámhárító védőzónái
A villámhárító akkor tekinthető kettősnek, ha a villámhárítók közötti távolság L L
A kettős villámhárító szabványos védőzónáinak függőleges és vízszintes szakaszainak konfigurálása (magasság hés a távolság L villámhárítók között) ábrán látható. 3.3. Dupla villámhárító zónák (félkúpok méretekkel) külső területeinek építése h 0 , r 0) a 3.6. Táblázat képletei szerint állítják elő a villámhárítókra.
3.3. Ábra - Kettős rúd villámhárító védőzóna
h 0 és hс, amelyből az első közvetlenül a villámhárítóknál állítja be a maximális zóna magasságát, a második pedig a minimális zóna magasságot a villámhárítók között középen. A villámhárítók közötti távolsággal L £ L c a zóna határa nem süllyed el ( h c = h 0). A távolságokra L£ -val L³ L maximum magasság h val vel kifejezés határozza meg
. (3.3)
L m ah és L c a táblázat empirikus képletei szerint kerülnek kiszámításra. 3.6, legfeljebb 150 m magas villámhárítókhoz alkalmas, magasabb villámhárítókhoz speciális szoftvert kell használni.
A zóna vízszintes szakaszainak méreteit a következő, a védelem megbízhatósági szintjeire vonatkozó általános képletek szerint kell kiszámítani:
a zóna maximális félszélessége r x vízszintes szakaszon a magasságban h x:
; (3.4)
vízszintes szakasz hossza l x be magasság h x ³ h val vel:
és vele h x < h val vel l x = L / 2;
vízszintes szakaszszélesség középen a villámhárítók között 2 r cx magasan h x £ h val vel:
. (3.6)
3.6. Táblázat - Kettős rúd villámhárító védőzóna paramétereinek kiszámítása
| A védelem megbízhatósága P | Villámhárító magasság h, m | L max, m | L c, m |
| 30 -tól 100 -ig | h | ||
| 100 -tól 150 -ig | |||
| 30 -tól 100 -ig | h | h |
|
| 100 -tól 150 -ig | |||
| 30 -tól 100 -ig | h | h |
|
| 100 -tól 150 -ig |
3.3.2.4. Kettős fővezetékes villámhárító védőzónái
A villámhárító dupla, ha a kábelek közötti távolság L nem lépi túl a határt L m ah. Ellenkező esetben mindkét villámhárítót egyetlennek tekintik.
A kettős felsővezetékes villámhárító szabványos védőzónáinak függőleges és vízszintes szakaszainak konfigurálása (magasság hés a kábelek közötti távolság L) ábrán látható. 3.4. Zónák külső területeinek létrehozása (két fészerfelület méretekkel h 0 , r kb) a 3.5. táblázat képletei szerint készül az egyvezetékes vezetékes villámhárítókra.
A belső régiók méreteit a paraméterek határozzák meg h 0 és h c, amelyek közül az első a zóna maximális magasságát határozza meg közvetlenül a kábeleknél, a második pedig a zóna minimális magasságát a kábelek közötti középen. A kábelek közötti távolsággal L £ L a zóna határával nincs megereszkedés ( h c = h 0). A távolságokra L£ -val L³ L maximum magasság h val vel kifejezés határozza meg
. (3.7)
3.4. Ábra - Védőzóna kettős felsővezetékes huzal villámhárító
Korlátozza a benne foglalt távolságokat L max és L c a táblázat empirikus képletei szerint kerülnek kiszámításra. 3.7, alkalmas akár 150 m -es felfüggesztési magasságú kábelekhez. A villámhárítók nagyobb magasságához használjon speciális szoftvert.
A védőzóna vízszintes szakaszának hossza a magasságban h x képletekkel határozzák meg:
Nál nél . (3.8)
A védett térfogat növelése érdekében a kábeleket hordozó támaszok védelmi zónáját a kettős felsővezetékes villámhárító zónájára lehet írni, amely a kettős rúd villámrúd zónájaként épül fel, ha a távolság L kevesebb a tartók között L m ah, táblázat képleteivel számolva. 3.6. Ellenkező esetben a támaszokat egyrúdú villámhárítóknak kell tekinteni.
Ha a kábelek nem párhuzamosak vagy egyenetlenek, vagy magasságuk változik a fesztávolság mentén, speciális szoftvert kell használni a védelem megbízhatóságának felmérésére. Javasoljuk, hogy ugyanezt tegye a kábelek nagy leeséseivel is, hogy elkerülje a szükségtelen margókat a védelem megbízhatósága érdekében.
3.7. Táblázat - Kettős felsővezetékes villámhárító védőzóna paramétereinek kiszámítása
| A védelem megbízhatósága P | Villámhárító magasság h, m | L max, m | L c, m |
| 30 -tól 100 -ig | h |
||
| 100 -tól 150 -ig | h | h |
|
| 30 -tól 100 -ig | h | h |
|
| 100 -tól 150 -ig | h | h |
3.3.2.5 Zárt fővezeték -villámhárító védőzónái
A 3.3.2.5. h 0 < 30 m, egy téglalap alakú területen található S 0 a zóna belső térfogatában, minimális vízszintes elmozdulással a villámhárító és a tárgy között D(3.5. ábra). A kábelrugózás magassága a kábeltől a talajig mért minimális távolságot jelenti, figyelembe véve a nyári szezonban bekövetkező esetleges leeséseket.
3.5. Ábra - Védőzóna zárt kábel villámhárító
A számításhoz h a kifejezést használják:
h = DE+ B × h 0, (3,9)
amelyben az állandók DEés BAN BEN a védelem megbízhatósági szintjétől függően határozzák meg a következő képletek szerint:
a) a védelem megbízhatósága P 3 = 0,99
b) a védelem megbízhatósága P 3 = 0,999
A számított arányok akkor érvényesek, amikor D> 5 m. A kábel kisebb vízszintes elmozdulásaival való munkavégzés nem tanácsos, mivel nagy a valószínűsége annak, hogy a kábel és a védett objektum között villámlás fordul át. Gazdasági okokból nem ajánlott zárt fővezetékű villámhárító, ha a szükséges védelmi megbízhatóság kisebb, mint 0,99.
Ha a tárgy magassága meghaladja a 30 m -t, akkor a szoftver segítségével határozzák meg a zárt felsővezeték -villámhárító magasságát. Ugyanezt kell tenni egy összetett alakú zárt kontúr esetében is.
Miután megválasztotta a villámhárítók védelmi zónái szerinti magasságát, ajánlott számítógépes eszközökkel ellenőrizni az áttörés tényleges valószínűségét, és nagy biztonsági tartalék esetén végezzen beállítást a villám alacsonyabb magasságának beállításával rudak.
Az alábbiakban az IEC szabványban (IEC 1024-1-1) meghatározott szabályok vonatkoznak a védőzónák meghatározására a legfeljebb 60 m magasságú objektumokhoz. A tervezés során bármilyen védelmi mód választható, azonban a gyakorlat azt mutatja, hogy az alábbi esetekben célszerű egyéni módszereket használni:
a védőszög módszerét egyszerű szerkezetű szerkezeteknél vagy nagy szerkezetek kis részein alkalmazzák;
bonyolult formájú szerkezetekhez alkalmas fiktív gömb módszer;
általában védőháló használata javasolt, különösen a felületek védelmére.
asztal 3.8. Az I - IV. Védelmi szinteknél a védőzóna tetején lévő szögek értékei, a fiktív gömb sugarai, valamint a megengedett legnagyobb rácscellák közötti távolságok vannak megadva.
3.8. Táblázat - A villámhárítók IEC ajánlásai szerinti számítási paraméterei
| Védelmi szint | Dummy gömb sugara R, m | Injekció a° , a villámhárító csúcsán különböző magasságú épületekhez h, m | Rács cellalépés, m |
|||
| * Ezekben az esetekben csak rácsok vagy próbabábu alkalmazható. |
||||||
A villámhárító rudakat, árbocokat és kábeleket úgy kell elhelyezni, hogy a szerkezet minden része a függőlegeshez képest a szögben kialakított védőzónában legyen. A védőszög a táblázat szerint van kiválasztva. 3.8, és h a villámhárító magassága a védendő felület felett.
A védőszög módszert nem alkalmazzák, ha h táblázatban meghatározott fiktív gömb sugaránál nagyobb. 3.8 a megfelelő szintű védelem érdekében.
A fiktív gömb módszerrel védelmi zónát határoznak meg a szerkezet egy részére vagy területeire, amikor a táblázat szerint. 3.4 a védőzóna védőszög általi meghatározása kizárt. Egy tárgy védettnek minősül, ha a fiktív gömbnek, amely hozzáér a villámhárító felületéhez és a síkhoz, amelyre fel van szerelve, nincs közös pontja a védett objektummal.
A háló védi a felületet, ha az alábbi feltételek teljesülnek:
a hálóvezetők a tető szélén futnak, a tető túlnyúlik az épület teljes méretén;
a hálóvezető a tető gerincén halad, ha a tető lejtése meghaladja az 1/10 -et;
a szerkezet oldalsó felületeit a fiktív gömb sugaránál magasabb szinteken (lásd 3.8. táblázat) villámhárító vagy háló védi;
a rács cella mérete nem nagyobb, mint a táblázatban megadott. 3,8;
a rács oly módon készült, hogy a villámáramnak mindig legalább két különböző útja volt a földelő elektródához; semmilyen fém alkatrész ne nyúljon túl a háló külső kontúrjain.
A hálóvezetőket a lehető legrövidebbre kell fektetni.
3.3.4. A gerinc és a zónán belüli kommunikációs hálózatok elektromos fémkábel-távvezetékeinek védelme
3.3.4.1. Az újonnan tervezett kábelvezetékek védelme
A törzs és a zónán belüli kommunikációs hálózatok *újonnan kialakított és rekonstruált kábelvezetékein mindenképpen meg kell tenni a védőintézkedéseket azokon a területeken, ahol a sérülés valószínűsűrűsége (a veszélyes villámcsapások valószínű száma) meghaladja a táblázatban megadott megengedett értéket. . 3.9.
* Gerinchálózatok - hálózatok az információ nagy távolságokra történő továbbítására;
intrazonális hálózatok - hálózatok információátvitelhez a regionális és kerületi központok között.
3.9. Táblázat - Veszélyes villámcsapások megengedett száma 100 útvonalon évente elektromos kommunikációs kábelek esetén
3.3.4.2. A meglévők közelében lefektetett új vezetékek védelme
Ha a tervezett kábelvezetéket a meglévő kábelvezeték közelében fektetik le, és az utóbbi tényleges sérüléseinek száma legalább 10 éves működés közben ismert, akkor a villámcsapás elleni védelem tervezésekor a megengedett sérülési sűrűség normája figyelembe kell venni a meglévő kábelvezeték tényleges és számított sérülékenysége közötti különbséget.
Ebben az esetben a megengedett sűrűség n 0 a tervezett kábelvezeték sérülése a megengedett sűrűség táblázatból való megszorzásával állapítható meg. 3,9 a számított arányról n oés tényleges n f a meglévő kábel villámcsapás okozta károsodási aránya az útvonal 100 km -enként évente:
.
3.3.4.3. A meglévő kábelvezetékek védelme
A meglévő kábelvezetékeken védintézkedéseket hajtanak végre azokon a területeken, ahol villámcsapás okozta károkat, és a védett terület hosszát a terepviszonyok határozzák meg (egy domb vagy egy megnövelt talajállóságú terület hossza stb.) , de a sérülés mindkét oldalán legalább 100 m -t kell venni. Ezekben az esetekben biztosítják a villámvédelmi kábelek talajba fektetését. Ha egy már védett kábelvezeték sérült, akkor a sérülés kijavítása után ellenőrzik a villámvédelmi eszközök állapotát, és csak ezt követően döntenek arról, hogy kiegészítő védelmet szerelnek fel kábelek fektetésével vagy a meglévő kábel cseréjével. jobban ellenáll a villámcsapásoknak. A védelmi munkákat a villámkár megszüntetése után azonnal el kell végezni.
3.3.5. A gerinc és a zónán belüli kommunikációs hálózatok optikai kábelátviteli vonalainak védelme
3.3.5.1. Megengedett számú veszélyes villámcsapás a gerinc és a zónán belüli kommunikációs hálózatok optikai vonalaiba
A gerinchálózat és a zónán belüli kommunikációs hálózatok tervezett optikai kábelátviteli vonalain a villámcsapás okozta károk elleni védekezést minden bizonnyal biztosítják azokon a területeken, ahol a veszélyes villámcsapások valószínű száma (a sérülések valószínű sűrűsége) meghaladja a megengedett értékeket táblázatban feltüntetett szám. 3.10.
3.10. Táblázat - Veszélyes villámcsapások megengedett száma 100 útvonalon évente optikai kommunikációs kábelek esetén
Az optikai kábel átviteli vonalak tervezésekor a táblázatban megadottnál nem alacsonyabb villámállóságú kábeleket terveznek használni. 3.11, a kábelek céljától és a fektetési körülményektől függően. Ebben az esetben a kábelek nyílt területeken történő lefektetésekor rendkívül ritkán lehet szükség védőintézkedésekre, csak olyan területeken, ahol nagy a talajállóság és fokozott a zivatar.
3.3.5.3. A meglévő optikai kábelvezetékek védelme
A meglévő optikai kábel távvezetékeken védintézkedéseket hajtanak végre azokon a területeken, ahol villámcsapás okozta károkat, és a védett terület hosszát a terepviszonyok határozzák meg (a domb vagy a megnövelt talajellenállással rendelkező terület hossza stb.). ), de minden irányban legalább 100 m távolságra kell lennie a sérülés helyétől. Ezekben az esetekben gondoskodni kell a védővezetékek lefektetéséről.
A védőintézkedések berendezésén végzett munkákat a villámkár megszüntetése után azonnal el kell végezni.
3.3.6. Védelem a faluban lefektetett elektromos és optikai kommunikációs kábelek villámcsapásai ellen
Kábelek telepítésekor egy településen, kivéve a kereszteződést és a 110 kV feletti feszültségű légvezetékek megközelítését, a villámcsapás elleni védelem nem biztosított.
3.3.7. Kábelek védelme az erdő szélén, szabadon álló fák, oszlopok, árbocok közelében
Az erdő szélén lefektetett kommunikációs kábelek, valamint a 6 m -nél magasabb magasságú tárgyak (leválasztott fák, kommunikációs vezetéktartók, elektromos vezetékek, villámhárítók stb.) Védelme biztosított, ha a kábel közötti távolság és a tárgy (vagy annak föld alatti része) kisebb, mint a táblázatban megadott távolságok. 3.12 a földi ellenállás különböző értékeihez.
3.12. Táblázat - Megengedett távolságok a kábel és a földhurok (támasz) között
4. VÉDELEM A VILÁGÍTÁS MÁSODIK HATÁSAI ELLEN
4.1. ÁLTALÁNOS RENDELKEZÉSEK
A 4. szakasz meghatározza az elektromos és elektronikus rendszerek villámlás másodlagos hatásai elleni védelem alapelveit, figyelembe véve az IEC ajánlását (IEC 61312 szabványok). Ezeket a rendszereket számos iparágban használják, amelyek meglehetősen összetett és drága berendezéseket használnak. Érzékenyebbek a villámlás hatásaira, mint a korábbi generációk eszközei, ezért különleges intézkedéseket kell hozni, hogy megvédjék őket a villámlás veszélyes hatásaitól.
4.2. VILÁGÍTÁS VÉDETT ZÓNÁK
Az elektromos és elektronikus rendszerek helyét különböző védelmi fokozatú zónákra kell osztani. A zónákat az elektromágneses paraméterek jelentős változása jellemzi a határokon. Általánosságban elmondható, hogy minél nagyobb a zónaszám, annál alacsonyabbak az elektromágneses mezők paraméterei, feszültségáramok a zónatérben.
A 0. zóna olyan zóna, ahol minden objektum közvetlen villámcsapásnak van kitéve, és ezért a teljes villámáram átfolyhat rajta. Ezen a területen az elektromágneses mező maximális értéke van.
Zóna 0 E - olyan zóna, ahol a tárgyakat nem érinti közvetlen villámcsapás, de az elektromágneses mező nem gyengül, és maximális értéke is van.
1. zóna - olyan zóna, ahol a tárgyakat nem éri közvetlen villámcsapás, és a zónán belüli összes vezető elemben az áram kisebb, mint a 0 E zónában; ezen a területen az elektromágneses mező árnyékolással csillapítható.
Egyéb zónák - ezeket a zónákat akkor kell beállítani, ha az áram további csökkentésére és / vagy az elektromágneses tér gyengítésére van szükség; A zónák paramétereire vonatkozó követelményeket a létesítmény különböző övezeteinek védelmére vonatkozó követelményeknek megfelelően határozzák meg.
A védett tér villámvédelmi zónákra való felosztásának általános elveit az ábra mutatja. 4.1.
4.1. Ábra - Az expozíció elleni védelem zónái villám
Az övezetek határán intézkedéseket kell hozni a határon áthaladó összes fém elem és kommunikáció árnyékolására és csatlakoztatására.
Árnyékolt csatlakozást alkalmazó két térben elkülönített 1 zóna közös zónát képezhet (4.2. Ábra).
4.2. Ábra - Két zóna kombinálása
4.3. ÁRNYÉKOLÁS
Az árnyékolás a fő módszer az elektromágneses interferencia csökkentésére.
Az épületszerkezet fémszerkezete paravánként használható vagy használható. Az ilyen szitaszerkezetet például a tető, a falak, az épület padlózatának acélmegerősítése, valamint a tető fémrészei, homlokzatai, acélkeretei és rácsai képezik. Ez az árnyékoló szerkezet elektromágneses pajzsot képez nyílásokkal (ablakokon, ajtókon, szellőzőnyílásokon, hálós távolságon belül a szerelvényekben, repedések a fémhomlokzaton, nyílások az elektromos vezetékeken stb.). Az elektromágneses mezők hatásának csökkentése érdekében a tárgy összes fém elemét elektromosan kombinálják és csatlakoztatják a villámvédelmi rendszerhez (4.3. Ábra).
4.3. Ábra - Térpajzs acél megerősítésből
Ha a kábelek a szomszédos objektumok között futnak, akkor az utóbbiak földelő kapcsolóit csatlakoztatják, hogy növeljék a párhuzamos vezetők számát, és emiatt csökkentsék a kábelekben lévő áramokat. Ezt a követelményt egy rácsföldelő rendszer jól teljesíti. Az okozott interferencia csökkentése érdekében használhatja:
külső árnyékolás;
a kábelvezetékek racionális lefektetése;
áram- és kommunikációs vezetékek árnyékolása.
Mindezeket a tevékenységeket egyszerre lehet végrehajtani.
Ha árnyékolt kábelek vannak a védett térben, akkor azok árnyékolása mindkét végén és a zónahatáron a villámvédelmi rendszerhez van csatlakoztatva.
Az egyik tárgyról a másikra futó kábeleket teljes hosszukban fémcsövekbe, hálódobozokba vagy hálós megerősítésű vasbeton dobozokba fektetik. A csövek, csatornák és kábelpajzsok fém elemei a tárgyak meghatározott közös buszaihoz vannak csatlakoztatva. Fémdobozok vagy tálcák nem használhatók, ha a kábelpajzsok képesek elviselni a várt villámáramot.
4.4. CSATLAKOZÁSOK
Fém elemek csatlakoztatására van szükség a védett tárgyon belüli potenciálkülönbség csökkentése érdekében. A védett tér belsejében elhelyezkedő és a fém elemek és rendszerek villámvédelmi zónáinak határait átlépő kapcsolatok a zónák határán készülnek. A csatlakozásokat speciális vezetékek vagy bilincsek segítségével kell elvégezni, és szükség esetén túlfeszültség -védelmi eszközökkel.
4.4.1. Zóna határkapcsolatok
Az objektumhoz kívülről belépő összes vezető csatlakozik a villámvédelmi rendszerhez.
Ha külső vezetők, tápkábelek vagy kommunikációs kábelek különböző helyeken lépnek be az objektumba, és ezért több közös busz van, akkor ez utóbbiakat a legrövidebb út köti össze egy zárt földhurokkal vagy szerkezeti megerősítéssel és fém külső burkolattal (ha van). Ha nincs zárt földelő hurok, akkor ezek a közös gyűjtősínek külön földelő elektródákhoz vannak csatlakoztatva, és külső gyűrűvezetővel vagy törött gyűrűvel vannak összekötve. Ha a külső vezetők belépnek a föld feletti tárgyba, akkor a sínek a falakon belül vagy kívül a vízszintes gyűrűs vezetékhez vannak csatlakoztatva. Ez a vezeték viszont csatlakozik az alsó vezetékekhez és szerelvényekhez.
A létesítménybe talajszinten belépő vezetékeket és kábeleket ajánlott azonos szinten csatlakoztatni a villámvédelmi rendszerhez. A közös busz a kábelek épületbe való belépési pontján a lehető legközelebb helyezkedik el a földelő kapcsolóhoz és a szerkezeti szerelvényekhez, amelyekhez csatlakoztatva van.
A gyűrűs vezeték 5 méterenként szerelvényekhez vagy egyéb árnyékoló elemekhez, például fém burkolathoz van csatlakoztatva. A réz vagy acél horganyzott elektródák minimális keresztmetszete 50 mm 2.
Az információs rendszerekkel rendelkező objektumok közös buszait, ahol a villámáramok hatását minimálisra kell csökkenteni, fémlemezekből kell készíteni, amelyek nagy számú csatlakozást tartalmaznak a szerelvényekhez vagy más árnyékoló elemekhez.
A 0 és 1 zóna határain található érintkezőcsatlakozások és túlfeszültség -védelmi eszközök esetében a táblázatban megadott áramparaméterek. 2.3. Ha több vezető van, akkor figyelembe kell venni az áramok vezetők közötti eloszlását.
A földi szinten egy tárgyba belépő vezetők és kábelek esetében a villámáram általuk szállított részét megbecsülik.
A csatlakozóvezetékek keresztmetszetét a táblázat határozza meg. 4.1 és 4.2. A 4.1. Táblázatot kell alkalmazni, ha a villámáram több mint 25% -a áramlik át a vezető elemen, és a 4.2. Táblázat, ha kevesebb, mint 25%.
4.1. Táblázat - Vezetékek keresztmetszete, amelyen keresztül a legtöbb áram áramlik
4.2. Táblázat - Vezetők keresztmetszetei, amelyeken keresztül a vonali áram jelentéktelen része áramlik
A túlfeszültség -védelmi eszközt úgy választják ki, hogy ellenálljon a villámáram egy részének, korlátozza a túlfeszültségeket és megszakítsa a követő áramokat a fő impulzusok után.
Maximális túlfeszültség U m ah az objektum bejáratánál össze van hangolva a rendszer ellenálló feszültségével.
Tehát az érték U m ax minimálisra csökkentették, a vonalak a minimális hosszúságú vezetőkkel vannak összekötve a közös busszal.
Minden vezetőképes elem, például a villámvédelmi zónák határait átlépő kábelvezetékek ezen a határon vannak összekötve. A csatlakoztatás közös buszon történik, amelyhez árnyékolás és egyéb fém elemek (például berendezések házai) is csatlakoznak.
A terminálok és a túlfeszültség-levezető eszközök esetében az aktuális paramétereket eseti alapon értékelik. A maximális túlfeszültséget minden határon össze kell hangolni a rendszer ellenálló feszültségével. A különböző zónák határain lévő túlfeszültség -védelmi eszközöket az energiahatékonyság szempontjából is összehangolják.
4.4.2. Csatlakozások a védett köteten belül
Minden jelentős méretű vezető vezető elem, mint például a felvonó sínei, daruk, fémpadlók, fém ajtókeretek, csövek, kábeltálcák, a legrövidebb út mentén a legközelebbi közös buszhoz vagy más közös összekötő elemhez van csatlakoztatva. Kívánatos további vezető elemek csatlakoztatása is.
A csatlakozóvezetékek keresztmetszetét a táblázat mutatja. 4.2. Feltételezzük, hogy a villámáramnak csak kis töredéke folyik az összekötő vezetőkben.
Az információs rendszerek minden nyitott vezető része egyetlen hálózatba van kapcsolva. Különleges esetekben előfordulhat, hogy egy ilyen hálózatnak nincs kapcsolata a földelő elektródával.
Az információs rendszerek fém alkatrészeit, például házakat, burkolatokat vagy kereteket kétféleképpen lehet a földelő elektróda rendszerhez csatlakoztatni.
A csatlakozások első alapvető konfigurációja radiális rendszer vagy rács formájában.
Sugárirányú rendszer használatakor minden fémrésze szigetelt a földelő elektródától, kivéve az egyetlen csatlakozási pontot. Jellemzően egy ilyen rendszert viszonylag kis tárgyakhoz használnak, ahol minden elem és kábel egy ponton lép be az objektumba.
A radiális földelőrendszer csak egy ponton csatlakozik a közös földelőrendszerhez (4.4. Ábra). Ebben az esetben a berendezések közötti összes vezetéket és kábelt párhuzamosan kell vezetni a csillagképző földelő vezetékekkel, hogy csökkentse az induktivitási hurkot. Az egy ponton történő földelésnek köszönhetően a villámcsapás során megjelenő alacsony frekvenciájú áramok nem jutnak be az információs rendszerbe. Ezenkívül az információs rendszeren belüli alacsony frekvenciájú interferencia forrásai nem hoznak létre áramokat a földelőrendszerben. A vezetékeket kizárólag a potenciálkiegyenlítő rendszer középső pontján kell bevinni a védőzónába. A megadott közös pont egyben a legjobb csatlakozási pont a túlfeszültség -védelmi eszközök számára.
4.4. Ábra - A tápegység és a kommunikációs vezetékek csatlakozási rajza csillag alakú potenciálkiegyenlítő rendszerrel
Háló használatakor annak fémrészei nincsenek elkülönítve az általános földelőrendszertől (4.5. Ábra). A háló számos ponton kapcsolódik a rendszerhez. Általában a hálót kiterjesztett nyitott rendszerekhez használják, ahol a berendezéseket nagyszámú különböző vezeték és kábel köti össze, és ahol különböző helyeken lépnek be a létesítménybe. Ebben az esetben a teljes rendszer alacsony impedanciájú minden frekvencián. Ezenkívül nagyszámú rövidzárlatú háló kontúr gyengíti az információs rendszer közelében lévő mágneses mezőt. A védett területen lévő eszközöket a legrövidebb távolságon keresztül több vezető köti össze egymással, valamint a védett terület fém részeivel és a területképernyővel. Ugyanakkor a készülékben rendelkezésre álló fém alkatrészeket maximálisan kihasználják, mint például a padló, a falak és a tető szerelvényei, fémrácsok, nem elektromos célú fémberendezések, például csövek, szellőző- és kábelcsatornák .
4.5. Ábra - A potenciálkiegyenlítő rendszer hálószerű megvalósítása
Mind a sugárirányú, mind a hálókonfiguráció összetett rendszerré kombinálható, amint az az ábrán látható. 4.6. Általában, bár nem szükséges, a helyi földelő hálózat összekötése az általános rendszerrel a villámvédelmi zóna határán történik.
4.6. Ábra - A potenciálkiegyenlítő rendszer komplex megvalósítása
4.5. FÖLDELÉS
A villámvédelmi földelő eszköz fő feladata, hogy a villámáram lehető legnagyobb részét (50% -át vagy többet) a földbe terelje. Az áram többi része az épületnek megfelelő kommunikáción (kábelköpeny, vízvezeték stb.) Keresztül áramlik. Ebben az esetben magán a földelő elektródán nem keletkeznek veszélyes feszültségek. Ezt a feladatot az épület alatti és körüli hálórendszer végzi. A földelővezetékek hálóhurkot képeznek, amely összeköti a betonvasalást az alapzat alján. Ez egy általános módszer elektromágneses pajzs létrehozására az épület alján. Az épület körüli és / vagy az alapzat kerületén lévő betonban lévő gyűrűs vezeték földelő vezetékekkel van csatlakoztatva a földelő rendszerhez, általában 5 m -enként. Ezekhez a gyűrűs vezetékekhez külső földelővezeték csatlakoztatható.
Az alapzat alján található beton megerősítés csatlakozik a földelőrendszerhez. A megerősítésnek rácsot kell képeznie, általában 5 m -enként a földelőrendszerhez csatlakoztatva.
Általában 1 m -enként horganyzott acélháló használható, jellemzően 5 m széles, hegeszthető vagy mechanikusan rögzíthető a megerősítő rudakhoz. Ábrán. A 4.7. És 4.8. Példák szemhéjas földelőeszközöket mutatnak be.
A földelő kapcsoló és a csatlakozórendszer közötti kapcsolat létrehozza a földelőrendszert. A földelő rendszer fő feladata az épület és a berendezés bármely pontja közötti potenciális különbség csökkentése. Ezt a problémát úgy oldják meg, hogy nagyszámú párhuzamos utat hoznak létre a villámáramok és az indukált áramok számára, és alacsony frekvenciájú hálózatot képeznek. A többszörös és párhuzamos utak különböző rezonanciafrekvenciákkal rendelkeznek. Több frekvenciafüggő impedancia hurok egyetlen alacsony impedanciájú hálózatot hoz létre, amely zavarja a vizsgált spektrumot.
1 - kapcsolatok hálózata; 2 - földelő kapcsoló
4.7. Ábra - Hálós épület földelése
1 - épületek; 2 - torony; 3 - berendezések; 4 - kábeltálca
4.8. Ábra - Az ipari létesítmények hálózata
4.6. TÚLFESZÜLTSÉGVÉDŐ BERENDEZÉSEK
A túlfeszültség -védelmi eszközöket (SPD) két árnyékolózóna határának áramellátási, vezérlési, kommunikációs és távközlési vonalának metszéspontjában telepítik. Az SPD -ket összehangolják, hogy elérjék a terhelés elfogadható eloszlását közöttük a pusztulásnak való ellenállásuknak megfelelően, valamint csökkentsék a védett berendezés villámáram alatt történő megsemmisülésének valószínűségét (4.9. Ábra).
Javasoljuk, hogy az épületbe belépő áram- és kommunikációs vezetékeket egy busszal kösse össze, és az SPD -ket a lehető legközelebb kell elhelyezni. Ez különösen fontos a nem árnyékoló anyagból (fa, tégla stb.) Készült épületekben. Az SPD -ket úgy választják ki és telepítik, hogy a villámáramot elsősorban a 0 és 1 zóna határán lévő földelőrendszerre tereljék.
4.9. Ábra - Példa az SPD beépítésére az épületben
Mivel a villámáram energiája főleg a megadott határon oszlik el, a későbbi SPD -k csak a fennmaradó energiától és az elektromágneses mező hatásaitól védenek az 1. zónában. A legjobb túlfeszültség -védelem érdekében rövid csatlakozóvezetékeket, vezetékeket és kábeleket használnak, ha SPD telepítése.
Az erőművek szigetelésének összehangolására és a védett berendezések sérülésállóságára vonatkozó követelmények alapján ki kell választani a maximális érték alatti SPD feszültségszintet úgy, hogy a védett berendezésre gyakorolt hatás mindig a megengedett feszültség alatt legyen. Ha a sérülésekkel szembeni ellenállás szintje nem ismert, indikatív vagy vizsgálati szintet kell használni. Az SPD -k száma a védett rendszerben a védett berendezés sérülésekkel szembeni ellenállásától és az SPD -k jellemzőitől függ.
4.7. BERENDEZÉSEK VÉDELME MEGLÉVŐ ÉPÜLETEKBEN
A kifinomult elektronikus berendezések növekvő használata a meglévő épületekben jobb védelmet igényel a villámlás és más elektromágneses interferencia ellen. Figyelembe veszik, hogy a meglévő épületekben a szükséges villámvédelmi intézkedéseket az épület jellemzőinek figyelembevételével választják ki, például a szerkezeti elemeket, a meglévő áramellátó és információs berendezéseket.
A védőintézkedések szükségességét és azok megválasztását a tervezés előtti kutatás szakaszában összegyűjtött kezdeti adatok alapján határozzák meg. Az ilyen adatok hozzávetőleges listáját a táblázat tartalmazza. 4.3 - 4.6.
4.3. Táblázat - Alapadatok az épületről és a környezetről
| Jellegzetes |
|
| Építőanyag - falazat, tégla, fa, vasbeton, acélváz |
|
| Egy épület, vagy több különálló blokk nagy számú kapcsolattal |
|
| Alacsony és lapos vagy magas épület (épület méretei) |
|
| Össze vannak kötve a szerelvények az egész épületben? |
|
| A fém burkolat elektromosan csatlakozik? |
|
| Ablakméretek |
|
| Van külső villámvédelmi rendszer? |
|
| A külső villámvédelmi rendszer típusa és minősége |
|
| Talajtípus (kő, föld) |
|
| A szomszédos épületek földelt elemei (magasság, távolság) |
4.4. Táblázat - A berendezésre vonatkozó kezdeti adatok
4.5. Táblázat - A berendezés jellemzői
4.6. Táblázat - A védelmi koncepció megválasztásával kapcsolatos egyéb adatok
A kockázatelemzés és a fenti táblázat adatai alapján. 4.3 - 4.6 döntés születik a villámvédelmi rendszer kiépítésének vagy rekonstrukciójának szükségességéről.
4.7.1. Védelmi intézkedések külső villámvédelmi rendszer használatakor
A fő feladat az optimális megoldás megtalálása a külső villámvédelmi rendszer és egyéb intézkedések javítására.
A külső villámvédelmi rendszer továbbfejlesztése:
1) a külső fémburkolat és az épület tetőjének beépítése a villámvédelmi rendszerbe;
2) további vezetők használata, ha a szerelvények az épület teljes magasságában vannak összekötve - a tetőtől a falakon át az épület földeléséig;
3) a fém lejtők közötti rések csökkenése és a villámhármas cella dőlésszögének csökkenése;
4) összekötő szalagok (rugalmas lapos vezetők) felszerelése a szomszédos, de szerkezetileg elkülönített blokkok közötti illesztéseknél; a sávok közötti távolságnak a lejtők közötti távolság felének kell lennie;
5) hosszú vezeték csatlakoztatása egyedi építőelemekkel; általában csatlakozásra van szükség a kábeltálca minden sarkában, és az összekötő csíkokat a lehető legrövidebbre kell tartani;
6) közös villámvédelmi rendszerhez csatlakoztatott külön villámhárítókkal történő védelem, ha a tető fémrészei közvetlen villámcsapás elleni védelmet igényelnek; A légterminálnak biztonságos távolságban kell lennie a megadott elemtől.
4.7.2. Védőintézkedések kábelek használatakor
A túlfeszültség csökkentésére hatékony intézkedések a racionális kábelvezetés és árnyékolás. Ezek az intézkedések annál fontosabbak, annál kevésbé védik a külső villámvédelmi rendszert.
A nagy hurkok elkerülhetők, ha a tápkábeleket és az árnyékolt kommunikációs kábeleket együtt vezetik. A pajzs mindkét végén csatlakozik a berendezéshez.
Minden további árnyékolás, például a vezetékek és kábelek vezetése fémcsövekben vagy tálcákban a padlók között, csökkenti az összekötő rendszer impedanciáját. Ezek az intézkedések a legfontosabbak magas vagy hosszú épületek esetében, vagy amikor a berendezéseknek különösen megbízhatónak kell lenniük.
Az SPD telepítésének előnyben részesített helyei a 0/1 és 0/1/2 zónák határai, amelyek az épület bejáratánál találhatók.
Általános szabály, hogy az általános csatlakozóhálózatot üzemmódban nem használják áram- vagy információáramkör visszatérő vezetőjeként.
4.7.3. Óvintézkedések antennák és egyéb berendezések használatakor
Ilyen berendezések például a különböző külső eszközök, mint például antennák, meteorológiai érzékelők, kültéri kamerák, kültéri érzékelők ipari létesítményekben (nyomás, hőmérséklet, áramlási sebesség, szelep helyzete stb.) És minden más elektromos, elektronikus és rádióberendezés, amelyek kívülre vannak felszerelve épület, árboc vagy ipari tartály.
Ha lehetséges, a villámhárítót úgy kell felszerelni, hogy a berendezés védve legyen a közvetlen villámcsapásoktól. Technológiai okokból az egyes antennák teljesen ki vannak téve. Néhányuk beépített villámvédelmi rendszerrel rendelkezik, és sérülés nélkül ellenáll a villámcsapásnak. Más, kevésbé árnyékolt antennatípusok esetén szükség lehet egy SPD -re a tápkábelre, hogy megakadályozza a villámáram áramlását az antenna kábelén keresztül a vevőegységhez vagy az adóhoz. Ha van külső villámvédelmi rendszer, akkor az antennatartók hozzá vannak erősítve.
Az épületek közötti kábelek feszültsége megelőzhető, ha azokat csatlakoztatott fémtálcákba vagy csövekbe vezeti. Az antennához csatlakoztatott berendezéshez vezető összes kábelt egy ponton a csőből kivezetéssel kell levezetni. Fordítson maximális figyelmet a tárgy árnyékoló tulajdonságaira, és fektesse a kábeleket csőszerű elemeibe. Ha ez nem lehetséges, mint a technológiai tartályok esetében, akkor a kábeleket kívül, de a lehető legközelebb kell elhelyezni a tárgyhoz, a lehető legjobban kihasználva az olyan természetes szitákat, mint a fém létrák, csövek stb. L-Az alakú sarokelemek a kábeleket a sarokban belül helyezik el a maximális természetes védelem érdekében. Végső megoldásként legalább 6 mm 2 keresztmetszetű potenciálkiegyenlítő vezetőt kell elhelyezni az antenna kábel mellett. Mindezek az intézkedések csökkentik a kábelek és az épület által kialakított hurokban az indukált feszültséget, és ennek megfelelően csökkentik a köztük lévő meghibásodás valószínűségét, azaz az ív kialakulásának valószínűsége a berendezésen belül az elektromos hálózat és az épület között.
4.7.4. Az épületek közötti tápkábelek és kommunikációs kábelek védelmi intézkedései
Az épületek közötti kapcsolatokat két fő típusba sorolják: fémburkolatú tápkábelek, fém (csavart érpárú, hullámvezetők, koaxiális és többmagos kábelek) és száloptikai kábelek. A védelmi intézkedések a kábeltípusoktól, azok számától és a két épület villámvédelmi rendszereinek csatlakoztatásától függenek.
A teljesen szigetelt száloptikai kábel (fém megerősítés, nedvességvédő fólia vagy acél belső vezeték nélkül) további védőintézkedések nélkül alkalmazható. Az ilyen kábel használata a legjobb megoldás, mivel teljes védelmet nyújt az elektromágneses hatásokkal szemben. Ha azonban a kábel kiterjesztett fém elemet tartalmaz (a távoli tápegységhez tartozó vezetékek kivételével), akkor az utóbbinak az épület általános bekötési rendszerhez csatlakoztatott bejáratánál kell lennie, és nem léphet közvetlenül az optikai vevőbe vagy adóba. . Ha az épületek közel vannak egymáshoz, és villámvédelmi rendszereik nincsenek csatlakoztatva, akkor előnyös, ha fém elemek nélküli száloptikai kábelt használnak, hogy elkerüljék az ezekben az elemekben tapasztalható nagy áramokat és túlmelegedést. Ha van egy kábel csatlakoztatva a villámvédelmi rendszerhez, akkor egy fém elemekkel ellátott optikai kábel használható az áram egy részének elvezetésére az első kábelről.
Fémkábelek épületek között szigetelt villámvédelmi rendszerekkel. A védelmi rendszerek ezen csatlakoztatásával nagyon valószínű, hogy a kábel mindkét végén sérülések keletkeznek a villámáram áthaladása miatt. Ezért SPD -t kell felszerelni a kábel mindkét végére, és ahol lehetséges, két épület villámvédelmi rendszereit kell csatlakoztatni, és a kábelt csatlakoztatott fémtálcákba kell fektetni.
Fémkábelek épületek között, összekapcsolt villámvédelmi rendszerekkel. Az épületek közötti kábelek számától függően a védőintézkedések magukban foglalhatják a kábeltálcák összekötését több kábellel (új kábelek esetén) vagy nagy számú kábellel, mint például a vegyi előállítás esetén, árnyékolást vagy rugalmas fémtömlőket a többmagos vezérlőkábelekhez. A kábel mindkét végét a kapcsolódó villámvédelmi rendszerekhez gyakran megfelelő árnyékolással látja el, különösen akkor, ha sok kábel van, és az áram eloszlik közöttük.
1. Működési és műszaki dokumentáció kidolgozása
Minden szervezetben és vállalkozásban, a tulajdonjog formájától függetlenül, ajánlott üzemeltetési és műszaki dokumentáció -készlettel rendelkezni azoknak az objektumoknak a villámvédeleméhez, amelyekhez villámvédelmi eszköz szükséges.
A villámvédelem működési és műszaki dokumentációja a következőket tartalmazza:
Magyarázó jegyzet;
Villámvédelmi zóna diagramok;
Munkavázlatok a villámhárító szerkezetekről (építési rész), a villámlás másodlagos megnyilvánulásai elleni védelem szerkezeti elemei, a nagy potenciálú sodródásoktól a földi és a föld alatti fémkommunikáción keresztül, a csúszó szikracsatornáktól és a talajba történő kisülésektől;
Elfogadási dokumentáció (a villámvédelmi eszközök üzembe helyezésének aktái az alkalmazásokkal együtt: rejtett munkákra vonatkozó cselekmények, valamint a villámvédelmi eszközök tesztelése, valamint a villámlás és a nagy potenciális sodródás másodlagos megnyilvánulásai elleni védelem).
A magyarázó megjegyzés a következőket tartalmazza:
Kezdeti adatok a műszaki dokumentáció kidolgozásához;
A tárgyak villámvédelemének elfogadott módszerei;
Védelmi zónák, földelő elektródák, levezető és védőelemek számítása a villámlás másodlagos megnyilvánulásai ellen.
A magyarázó megjegyzés jelzi a vállalkozást - az üzemeltetési és műszaki dokumentáció készletének kidolgozóját, annak fejlesztésének alapját, a vonatkozó szabályozási dokumentumok és műszaki dokumentációk listáját, amelyek irányították a projekten végzett munkát, a tervezett eszközre vonatkozó speciális követelményeket.
A villámvédelem tervezéséhez szükséges kezdeti adatok a következők:
A létesítmények általános terve, amely jelzi a villámvédelemnek kitett összes létesítmény, az utak és vasutak, a földi és a föld alatti kommunikáció helyét (fűtővezetékek, technológiai és vízvezeték -vezetékek, elektromos kábelek és vezetékek bármilyen célra stb.);
A védelmi adatok és szerkezetek területén lévő éghajlati viszonyokra vonatkozó adatok (zivatar aktivitásának intenzitása, nagy sebességű szélnyomás, jégfalvastagság stb.), A talaj jellemzői, feltüntetve a talaj szerkezetét, agresszivitását és típusát, a talajvíz szintje;
A talaj fajlagos elektromos ellenállása (Ohm × m) a tárgyak helyén.
A "Tárgyak villámvédelemének elfogadott módszerei" szakasz ismerteti az épületek és szerkezetek védelmének kiválasztott módszereit a villámcsatornával való közvetlen érintkezéstől, a villámlás másodlagos megnyilvánulásait és a nagy potenciálú sodródásokat a földi és a föld alatti fémkommunikáción keresztül.
Az ugyanazon szabvány vagy újrafelhasználható projekt szerint épített (tervezett) objektumok, amelyek azonos építési jellemzőkkel és geometriai méretekkel és ugyanazzal a villámvédelmi eszközzel rendelkeznek, egy általános sémával és villámvédelmi zónák számításával rendelkezhetnek. Ezeknek a védett objektumoknak a listája az egyik szerkezet védőzónájának diagramján látható.
Amikor a védelem megbízhatóságát szoftver segítségével ellenőrzik, a számítógépes számítások adatait a tervezési lehetőségek összefoglalója formájában mutatják be, és következtetést vonnak le azok hatékonyságáról.
A műszaki dokumentáció kidolgozása során javasolt a villámhárítók és a földelőelektródák szabványos kialakításainak és a villámvédelem szabványos munkarajzainak maximális kihasználása, ha a villámvédelmi eszközök szabványos kivitelének használata lehetetlen, akkor az egyes elemek munkarajzai kidolgozhatók. : alapok, támaszok, villámhárítók, levezetők, földelő elektródák.
A műszaki dokumentáció mennyiségének csökkentése és az építési költségek csökkentése érdekében ajánlatos a villámvédelmi projekteket ötvözni az általános építési munkákhoz és a vízvezeték- és elektromos berendezések beszereléséhez szükséges munkarajzokkal annak érdekében, hogy a vízvezeték -kommunikációt és a földelő elektródákat villamos készülékekhez használják. védelem.
2. A villámvédelmi eszközök üzembe helyezésének eljárása
Az építéssel (rekonstrukcióval) befejezett objektumok villámvédelmi eszközeit a munkabizottság elfogadja üzemeltetésre, és azokat a technológiai berendezések beszerelése, a berendezések és értékes ingatlanok épületekbe és építményekbe történő beszállítása és átadása előtt átadja a megrendelőnek.
A villámvédelmi eszközök átvételét az üzemeltetési létesítményekben egy munkabizottság végzi.
A munkabizottság összetételét a megrendelő határozza meg, a munkabizottság általában a következők képviselőit foglalja magában:
Az elektromos berendezésekért felelős személy;
Szerződő szervezet;
Tűzvédelmi ellenőrzések.
A munkabizottság a következő dokumentumokkal rendelkezik:
Villámvédelmi eszközök jóváhagyott projektjei;
Rejtett munkákra vonatkozó tanúsítványok (a földelővezetékek és a levezetővezetékek eszközén és beszerelésén, ellenőrzésre nem hozzáférhetők);
A villámvédelmi eszközök tesztelése, valamint a villámlás másodlagos megnyilvánulásai és a nagy potenciálok sodródása elleni védekezés a földi és földalatti fémkommunikáción keresztül (adatok az összes földelő elektróda ellenállásáról, a villámhárítók beszerelésének vizsgálata és ellenőrzése, vezetők, földelő elektródák, azok rögzítőelemei, az áramvezető elemek közötti elektromos kapcsolatok megbízhatósága stb.).
A munkavédelmi bizottság elvégzi a villámvédelmi eszközök telepítésével kapcsolatos befejezett építési és szerelési munkák teljes körű ellenőrzését és ellenőrzését.
Az újonnan épített létesítmények villámvédelmi eszközeinek elfogadását a villámvédelmi berendezések berendezéseinek átvételével formalizálják. A villámvédelmi berendezések üzembe helyezését rendszerint az illetékes állami ellenőrzési és felügyeleti szervek törvényei-engedélyei formálják.
A villámvédelmi berendezések üzembe helyezése után a villámvédelmi eszközök útlevelét és a villámvédelmi eszközök földelő elektródjainak útlevelét állítják ki, amelyeket az elektromos rendszerért felelős személy őriz meg.
A szervezet vezetője által jóváhagyott aktusokat, valamint a rejtett munkára és a mérési protokollokra vonatkozó benyújtott aktusokat a villámvédelmi eszközök útlevele tartalmazza.
3. Villámvédelmi eszközök működése
Az épületek, építmények és tárgyak külső berendezéseinek villámvédelmi eszközeit a fogyasztók elektromos berendezéseinek műszaki üzemeltetésére vonatkozó szabályoknak és ezen utasítás utasításainak megfelelően kell üzemeltetni. A tárgyak villámvédelmi eszközeinek működtetése a szükséges szervizelhetőség és megbízhatóság állapotának fenntartása.
A villámvédelmi eszközök működésének folyamatos megbízhatósága érdekében minden évben a zivatar szezon kezdete előtt minden villámvédelmi eszközt ellenőriznek és ellenőriznek.
Az ellenőrzéseket a villámvédelmi rendszer telepítése után is elvégzik, a villámvédelmi rendszer bármilyen módosítása után, a védett tárgy sérülése után. Minden ellenőrzést a munkaprogramnak megfelelően hajtanak végre.
Az MZU állapotának ellenőrzéséhez meg kell adni az ellenőrzés okát, és a következőket kell megszervezni:
Bizottság az MZU ellenőrzéséért, a villámvédelem ellenőrzésére szolgáló bizottság tagjainak funkcionális feladatainak megjelölésével;
Munkacsoport a szükséges mérésekkel kapcsolatban;
Az ellenőrzés időzítése.
A villámvédelmi eszközök ellenőrzése és tesztelése során ajánlott:
Ellenőrizze szemrevételezéssel (távcső segítségével) a villámhárítók és a levezető vezeték épségét, csatlakozásuk és az árbocokhoz való rögzítés megbízhatóságát;
Azonosítsa a villámvédelmi eszközök elemeit, amelyek cseréjét vagy javítását igénylik mechanikai szilárdságuk megsértése miatt;
Határozza meg a villámvédelmi eszközök egyes elemeinek korróziós pusztulásának mértékét, tegyen intézkedéseket a korrózióvédelem és a korrózió által károsodott elemek megerősítése érdekében;
Ellenőrizze a villámvédelmi eszközök minden eleme feszültség alatt álló részei közötti elektromos kapcsolatok megbízhatóságát;
Ellenőrizze a villámvédelmi eszközök megfelelőségét a létesítmények rendeltetésének, és ha az előző időszakban építési vagy technológiai változások történtek, vázolja fel a villámvédelem korszerűsítésére és rekonstrukciójára vonatkozó intézkedéseket ezen utasítás előírásainak megfelelően;
Finomítsa a villámvédelmi eszközök végrehajtó áramkörét, és határozza meg a villámáram útjait, amelyek az elemein keresztül terjednek a villámcsapás során a villámcsapás villámhárítóba történő szimulálásával, a villámhárító és a távoli áramelektródák között összekapcsolt speciális mérőkomplexum segítségével;
Mérje meg az impulzusáram terjedésének ellenállási értékét az "ampermérő-voltmérő" módszerrel egy speciális mérési komplexum segítségével;
Villámcsapás esetén mérje meg az áramellátó hálózatok impulzus -túlfeszültségeinek értékeit, a potenciálok eloszlását a fémszerkezetek és az épület földelési rendszere között úgy, hogy villámcsapást villámhárítóvá szimulál egy speciális mérőkomplexum segítségével;
Mérje meg az elektromágneses mezők értékét a villámvédelmi eszköz helyének közelében, villámcsapást villámhárítóba szimulálva speciális antennákkal;
Ellenőrizze a villámvédelmi eszközök szükséges dokumentációjának elérhetőségét.
Valamennyi mesterséges földelővezetéket, lefelé vezető vezetéket és csatlakozóhelyeiket hat éven keresztül időszakos ellenőrzésnek vetik alá (az I. kategóriájú objektumok esetében), miközben évente a teljes számuk legfeljebb 20% -át ellenőrzik. A korrodált földelőelektródákat és levezetőket újakra kell cserélni, ha azok keresztmetszeti területe több mint 25%-kal csökken.
A villámvédelmi eszközök rendkívüli ellenőrzését természeti katasztrófák (hurrikán szél, árvíz, földrengés, tűz) és rendkívüli intenzitású zivatarok után kell elvégezni.
A villámvédelmi eszközök földelési ellenállásának rendkívüli méréseit a javítási munkák befejezése után kell elvégezni mind a villámvédelmi eszközökön, mind a védett tárgyakon és azok közelében.
Az ellenőrzések eredményeit törvények alkotják, útlevelekbe és a villámvédelmi eszközök állapotának rögzítésére szolgáló naplóba írják be.
A kapott adatok alapján tervet készítenek az ellenőrzések és vizsgálatok során feltárt villámvédelmi eszközök hibáinak kijavítására és kiküszöbölésére.
A védett épületek és objektumok, villámvédelmi eszközök közelében, valamint azok közelében végzett földmunkákat általában az üzemeltető szervezet engedélyével végzik, amely kijelöli a villámvédelmi eszközök biztonságát felügyelő felelős személyeket.
Zivatar idején a villámvédelmi eszközökön és azok közelében nem végeznek munkát.
| 1. Bemutatkozás. egy 2. Általános rendelkezések. 2 2.1. Kifejezések és meghatározások. 2 2.2. Az épületek és építmények villámvédelmi eszköz szerinti besorolása .. 3 2.3. Villámáram paraméterek. 4 2.3.1. A villámáramok hatásainak osztályozása. öt 2.3.2. A villámáram paraméterei, a közvetlen villámcsapás elleni védekezési eszközök szabványosítására javasolt. öt 2.3.3. A villám sűrűsége a földbe csap 2.3.4. A villámáram paraméterei, amelyeket a villám elektromágneses hatásai elleni védekezési eszközök szabványosítására javasoltak. öt 3. Védelem a közvetlen villámcsapás ellen. 7 3.1. A villámvédelmi eszközök komplexuma .. 7 3.2. Külső villámvédelmi rendszer. 7 3.2.1. Villámhárítók. 7 3.2.2. Levezető vezetők .. 8 3.2.3. Földelő kapcsolók. 10 3.2.4. A külső mzs elemeinek rögzítése és összekapcsolása .. 10 3.3. A villámhárítók kiválasztása. 10 3.3.1. Általános szempontok. 10 3.3.2. Tipikus védőzónák a rúd és a felsővezeték -villámhárítók számára. tizenegy 3.3.4. A gerinc és a zónán belüli kommunikációs hálózatok elektromos fémkábel-távvezetékeinek védelme. 18 3.3.5. A gerinc és a zónán belüli kommunikációs hálózatok optikai kábelátviteli vonalainak védelme. tizenkilenc 3.3.6. Védelem a faluban lefektetett elektromos és optikai kommunikációs kábelek villámcsapásai ellen. húsz 3.3.7. Kábelek védelme az erdő szélén, szabadon álló fák, oszlopok, árbocok közelében. húsz 4. Védelem a villámlás másodlagos hatásai ellen. 21 4.1. Általános rendelkezések. 21 4.2. Villámvédelmi zónák. 21 4.3. Árnyékolás. 22 4.4. Kapcsolatok. 23 4.4.1. Kapcsolatok a zónák határain. 23 4.4.2. Csatlakozások a védett köteten belül. 24 4.5. Földelés. 26 4.6. Túlfeszültség -védelmi eszközök. 28 4.7. Berendezésvédelem a meglévő épületekben. 29 4.7.1. védelmi intézkedések külső villámvédelmi rendszer használatakor .. 30 4.7.2. Védőintézkedések kábelek használatakor. 31 4.7.3. Védőintézkedések antennák és egyéb berendezések használatakor. 31 4.7.4. Az épületek közötti tápkábelek és kommunikációs kábelek védelmi intézkedései. 32 |
3.1. Villámvédelmi komplexum
Az épületek vagy építmények villámvédelmi eszközeinek komplexuma magában foglalja a közvetlen villámcsapás elleni védelmi eszközöket (külső villámvédelmi rendszer - MZS) és a villámlás másodlagos hatásai elleni védőeszközöket (belső MZS). Különleges esetekben a villámvédelem csak külső vagy csak belső eszközöket tartalmazhat. Általános esetben a villámáramok egy része átfolyik a belső villámvédelem elemein.
A külső MZS elkülöníthető a szerkezettől (szabadon álló villámhárítók - rúd vagy felsővezeték, valamint a szomszédos szerkezetek, amelyek a természetes villámhárítók funkcióit látják el), vagy felszerelhetők a védett szerkezetre, és akár annak részei is lehetnek .
A belső villámvédelmi eszközöket úgy tervezték, hogy korlátozzák a villámáram elektromágneses hatásait, és megakadályozzák a szikrákat a védett tárgyon belül
A villámhárítókba belépő villámáramokat a földelővezetékek (ereszkedések) rendszeren keresztül a földelektródára terelik, és elterjednek a talajban
3.2. Külső villámvédelmi rendszer
A külső MZS általában villámhárítókból, levezetőből és földelő elektródákból áll. Különleges gyártás esetén anyaguknak és szakaszaiknak meg kell felelniük a táblázat követelményeinek. 3.1.
3.1. Táblázat
A külső MZS elemeinek anyaga és minimális keresztmetszete
Jegyzet. A megadott értékek a fokozott korróziótól vagy mechanikai igénybevételtől függően növelhetők.
3.2.1. Villámhárítók
3.2.1.1. Általános szempontok
A villámhárítók speciálisan felszerelhetők, beleértve a létesítményt is, vagy funkcióikat a védett létesítmény szerkezeti elemei látják el; az utóbbi esetben természetes villámhárítóknak nevezik őket.
A villámhárítók tetszőleges kombinációjából állhatnak a következő elemeknek: rudak, feszített vezetékek (kábelek), hálóvezetők (háló).
3.2.1.2. Természetes villámhárítók
Az épületek és szerkezetek alábbi szerkezeti elemei tekinthetők természetes villámhárítóknak:
a) védett tárgyak fémteteje, feltéve, hogy:
a különböző részek közötti elektromos folytonosság hosszú ideig biztosított;
a tető fémének vastagsága nem kevesebb, mint t táblázatban megadott. 3.2, ha szükséges a tető védelme a sérülésektől vagy átégéstől
a tető fémvastagsága legalább 0,5 mm ha nem szükséges megvédeni a sérülésektől, és nincs veszély az éghető anyagok meggyulladására a tető alatt;
a tető nem rendelkezik szigetelő bevonattal. Ebben az esetben egy kis réteg korróziógátló festéket vagy egy 0,5 réteget mm aszfaltburkolat, vagy 1. réteg mm a műanyag fóliát nem tekintik szigetelésnek;
a nem fém bevonatok a fémtetőn vagy alatta nem nyúlnak túl a védett tárgyon;
b) fém tetőszerkezetek (rácsok, acél megerősítés egymással összekapcsolva);
c) fém elemek, például lefolyócsövek, dekorációk, kerítések a tető szélén stb., ha keresztmetszetük nem kisebb, mint a hagyományos villámhárítókra előírt értékek;
d) technológiai fémcsövek és tartályok, ha legalább 2,5 mm vastag fémből készültek mmés ennek a fémnek a behatolása vagy átégése nem vezet veszélyes vagy elfogadhatatlan következményekhez;
e) fémcsövek és tartályok, ha legalább fémvastagságúak t táblázatban megadott. 3.2, és ha a hőmérséklet emelkedése a tárgy belső oldaláról a villámcsapás helyén nem jelent veszélyt.
3.2. Táblázat
A tető, cső vagy tartálytest vastagsága, amely természetes villámhárítóként működik
3.2.2. Levezető vezetők
3.2.2.1. Általános szempontok
A veszélyes szikrázás valószínűségének csökkentése érdekében a levezetőket úgy kell elhelyezni, hogy az ütközési pont és a talaj között:
a) az áram több párhuzamos pályán terjed;
b) ezen utak hossza minimálisra korlátozódott.
3.2.2.2. Levezető vezetékek elrendezése a védett objektumtól elkülönített villámvédelmi eszközökben
Ha a légterminál szabadon álló tartókra (vagy egy támaszra) szerelt rudakból áll, minden támaszhoz legalább egy levezető vezetéket kell biztosítani.
Ha a légcsatlakozó szabadon álló vízszintes vezetékekből (kábelek) vagy egy vezetékből (kábel) áll, akkor a vezeték mindkét végéhez legalább egy levezetőre van szükség.
Ha a villámhárító a védett tárgy fölé függesztett hálószerkezet, akkor minden támaszához legalább egy levezető szükséges. A leeresztő vezetékek teljes számának legalább kettőnek kell lennie.
3.2.2.3. Le nem vezetett villámvédelmi eszközök levezetőinek elrendezése
A levezető vezetők a védett objektum kerülete mentén helyezkednek el oly módon, hogy a köztük lévő átlagos távolság nem kisebb, mint a táblázatban megadott értékek. 3.3.
A levezetőket vízszintes övek kötik össze a földfelszín közelében, és minden 20 m az épület magassága.
3.3. Táblázat
Átlagos távolságok a lefelé vezető vezetékek között a védelem szintjétől függően
| Védelmi szint | Átlagos távolság, m |
| én | 10 |
| II | 15 |
| III | 20 |
| IV | 25 |
3.2.2.4. Irányelvek a lefelé vezető vezetékek elhelyezéséhez
Kívánatos, hogy a levezető vezetők egyenletesen helyezkedjenek el a védett objektum kerülete mentén. Ha lehetséges, az épületek sarkaihoz közel kell elhelyezni.
A védett objektumtól nem elkülönített levezetőket az alábbiak szerint kell elhelyezni:
ha a fal nem éghető anyagból készült, lefelé vezető vezetékek rögzíthetők a falfelületre, vagy áthaladhatnak a falon;
ha a fal éghető anyagból készült, akkor a levezető vezetékeket közvetlenül a falfelületre lehet rögzíteni, így a villámáram áramlása közbeni hőmérséklet -emelkedés nem jelent veszélyt a falanyagra;
ha a fal éghető anyagból készült, és a lefelé vezető vezetékek hőmérsékletének emelkedése veszélyes számára, akkor a levezetőket úgy kell elhelyezni, hogy a köztük lévő és a védett tárgy közötti távolság mindig meghaladja a 0,1 -et m... A lefelé vezető vezetékek rögzítésére szolgáló fém konzolok érintkezhetnek a fallal.
A levezetőket nem szabad lefolyócsövekbe fektetni. Javasoljuk, hogy a vezetékeket a lehető legnagyobb távolságra helyezze el az ajtóktól és ablakoktól.
A levezetőket egyenes és függőleges vonalak mentén kell lefektetni, hogy a talajhoz vezető út a lehető legrövidebb legyen. Nem ajánlott a vezetékeket hurkok formájában lefektetni.
3.2.2.5. A lefelé vezető vezetők természetes elemei
Az épületek alábbi szerkezeti elemei tekinthetők természetes levezetőnek:
a) fémszerkezetek, feltéve, hogy:
a különböző elemek közötti elektromos folytonosság tartós és megfelel a 3.2.4.2. bekezdés követelményeinek;
nem kisebbek, mint a speciálisan biztosított levezetőhöz szükségesek. A fémszerkezetek szigetelő bevonattal rendelkezhetnek;
b) épület vagy szerkezet fémváza;
c) épület vagy szerkezet egymással összekapcsolt acél megerősítése;
d) a homlokzat egyes részei, profilozott elemei és a homlokzat tartó fémszerkezetei, feltéve, hogy méreteik megfelelnek a levezető vezetékekre vonatkozó utasításoknak, és vastagságuk legalább 0,5 mm.
A vasbeton szerkezetek acélmegerősítése akkor tekinthető elektromos folytonosságnak, ha megfelel az alábbi feltételeknek:
a függőleges és vízszintes rudak kötéseinek körülbelül 50% -a hegesztett vagy mereven össze van kötve (csavarozva, dróttal kötve);
az elektromos folytonosság biztosított a különböző előregyártott betontömbök acélmegerősítése és a helyben előkészített betontömbök megerősítése között.
Nem szükséges vízszintes övek elhelyezése, ha az épület fémkereteit vagy vasbeton acél megerősítését használják levezetőként.
3.2.3. Földelő kapcsolók
3.2.3.1. Általános szempontok
Minden esetben, kivéve az önálló villámhárító használatát, a villámvédelmi földelő elektródát kombinálni kell az elektromos berendezések és kommunikációs létesítmények földelő elektródáival. Ha ezeket a földelőkapcsolókat bármilyen technológiai okból el kell választani, akkor ezeket egy közös rendszerbe kell egyesíteni egy potenciálkiegyenlítő rendszer segítségével.
3.2.3.2. Speciálisan lefektetett földelő elektródák
Célszerű a következő típusú földelővezetékeket használni: egy vagy több áramkör, függőleges (vagy ferde) elektródák, sugárirányban eltérő elektródák vagy a földelés alján lefektetett földelő áramkör, földelő rácsok.
A mélyen eltemetett talajelektródák akkor hatékonyak, ha a talaj ellenállása a mélységgel csökken, és nagy mélységekben lényegesen kisebbnek bizonyul, mint a szokásos helyen.
Célszerű egy földelő kapcsolót külső kontúr formájában legalább 0,5 mélységben elhelyezni m a föld felszínétől és legalább 1 távolságra m a falaktól. A földelő elektródákat legalább 0,5 mélységben kell elhelyezni m a védett objektumon kívül legyen, és a lehető legegyenletesebben legyen elosztva; ebben az esetben törekedni kell a kölcsönös szűrés minimalizálására.
A fektetés mélységét és a földelő elektródák típusát úgy választják ki, hogy minimális korróziót biztosítsanak, valamint a földelés ellenállásának lehető legalacsonyabb szezonális változását a talaj kiszáradása és fagyása miatt.
3.2.3.3. Természetes földelő elektródák
Földelő elektródaként vasbeton megerősítés vagy más földalatti fémszerkezet használható, amely megfelel a 3.2.2.5. Pont követelményeinek. Ha vasbeton vasalást használnak földelő elektródaként, fokozott követelményeket támasztanak az illesztési helyeivel szemben, hogy kizárják a beton mechanikai megsemmisülését. Feszített beton használata esetén figyelembe kell venni a villámáramok lehetséges következményeit, amelyek elfogadhatatlan mechanikai feszültségeket okozhatnak.
3.2.4. A külső MZS rögzítő és összekötő elemei
3.2.4.1. Rögzítés
A villámhárítókat és a levezetőket mereven rögzítik, hogy kizárják a vezeték rögzítésének szakadását vagy meglazulását elektrodinamikai erők vagy véletlen mechanikai hatások hatására (például széllökés vagy hóréteg leesése miatt).
3.2.4.2. Kapcsolatok
A vezetőcsatlakozások száma minimálisra csökken. A csatlakoztatás hegesztéssel, forrasztással, a szorítófülbe való behelyezéssel vagy csavarozással is lehetséges
3.3. Villámhárítók kiválasztása
3.3.1. Általános szempontok
A villámhárítók típusának és magasságának megválasztása a szükséges megbízhatóság értékei alapján történik R s... Egy objektum akkor tekinthető védettnek, ha annak villámhárítóinak kombinációja legalább biztosítja a védelem megbízhatóságát R s.
A közvetlen villámcsapás elleni védelmi rendszert minden esetben úgy választják ki, hogy a természetes villámhárítókat maximálisan kihasználják, és ha az általuk nyújtott védelem nem elegendő - speciálisan beépített villámhárítókkal kombinálva.
Általában a villámhárítót megfelelő számítógépes programok segítségével kell megválasztani, amelyek képesek kiszámítani a védőzónákat, vagy a villámtörés valószínűségét bármilyen konfigurációjú objektumba (objektumcsoportba), amely tetszőleges számú helyet foglal el különböző típusú villámhárítók.
Ha minden más dolog megegyezik, a villámhárítók magassága csökkenthető, ha rúdszerkezetek helyett felsővezetékeket használnak, különösen akkor, ha a tárgy külső kerületén vannak felfüggesztve.
Ha az objektumot a legegyszerűbb villámhárítók védik (egyetlen rúd, egyvezetékes vezeték, kettős rúd, kettős felsővezeték, zárt felsővezeték), akkor a villámhárítók méretei az ebben a szabványban meghatározott védőzónák segítségével határozhatók meg.
A közönséges tárgyra vonatkozó villámvédelem tervezése esetén lehetőség van a védőzónák meghatározására a védőszög vagy a gördülő gömb módszerével, a Nemzetközi Elektrotechnikai Bizottság szabványa (IEC 1024) szerint, feltéve, hogy a nemzetközi tervezési követelmények Az Elektrotechnikai Bizottság szigorúbb, mint az utasítás előírásai
3.3.2. Tipikus védőzónák a rúd és a felsővezeték -villámhárítók számára
3.3.2.1. Egyrúd villámhárító védőzónái
Az egyrúd villámhárító magasságának szabványos védőzónája h kör alakú kúp magassága h 0 h 0 és a kúp sugara a talaj szintjén r 0.
Az alábbi számítási képletek (3.4. Táblázat) 150 -ig terjedő villámhárítókhoz alkalmasak m... Magasabb villámhárítók esetén speciális számítási módszert kell alkalmazni.
Rizs. 3.1. Egyrúd villámhárító védőzónája
A szükséges megbízhatóságú védőzónához (3.1. Ábra) a vízszintes szakasz sugara r x magasan h x a következő képlettel határozható meg:
(3.1)
3.4. Táblázat
Egyszálas villámhárító védőzónájának kiszámítása
| A védelem megbízhatósága R s | Villámhárító magasság h, m | Kúp magassága h 0, m | Kúp sugara r 0, m |
| 0,9 | 0 és 100 között | 0,85h | 1,2h |
| 100-150 | 0,85h | h | |
| 0,99 | 0 és 30 között | 0,8h | 0,8h |
| 30-100 | 0,8h | h | |
| 100-150 | h | 0,7h | |
| 0,999 | 0 és 30 között | 0,7h | 0,6h |
| 30-100 | h | h | |
| 100-150 | h | h |
3.3.2.2. Egyetlen vezetékes villámhárító védőzónái
Egyetlen, h magasságú felsővezeték -villámhárító szabványos védőzónáit szimmetrikus oromzatú felületek korlátozzák, amelyek egyenlő szárú háromszöget képeznek függőleges szakaszban, csúcsuk magasságban h 0 r 0 (3.2. ábra).
Az alábbi számítási képletek (3.5. Táblázat) 150 -ig terjedő villámhárítókhoz alkalmasak m... Nagyobb magasságok esetén speciális szoftvert kell használni. Itt és alatta h a kábel minimális magasságát jelenti a talajszint felett (figyelembe véve a megereszkedést).
Rizs. 3.2. Egyetlen felsővezetékes villámhárító védőzóna: L- a kábelek felfüggesztési pontjai közötti távolság
Fél szélesség r x a szükséges megbízhatóságú védőzónákat (3.2. ábra) magasságban h x a föld felszínéről a következő kifejezés határozza meg:
(3.2)
Ha szükség van a védett térfogat bővítésére, akkor a felsővezeték -villámhárító védőzónái hozzáadhatók a felsővezeték -villámhárító védőzónájának végéhez, amelyeket az egyszálas villámhárítók táblázatban megadott képletei szerint számítanak ki. . 3.4. Nagy kábelek elakadása esetén, például a felsővezetékek közelében, ajánlott a villámtörés biztosított valószínűségének kiszámítása szoftveres módszerekkel, mivel a védőzónákat a kábel minimális magasságának megfelelően kell kialakítani. ésszerű költségekhez vezethet.
3.5. Táblázat
Egyetlen vezetékes villámhárító védőzónájának kiszámítása
| A védelem megbízhatósága R s | Villámhárító magasság h, m | Kúp magassága h 0, m | Kúp sugara r 0, m |
| 0,9 | 0 és 150 között | 0,87h | 1,5h |
| 0,99 | 0 és 30 között | 0,8h | 0,95h |
| 30-100 | 0,8h | h | |
| 100-150 | 0,8h | h | |
| 0,999 | 0 és 30 között | 0,75h | 0,7h |
| 30-100 | h | h | |
| 100-150 | h | h |
3.3.2.3. Kettős rúd villámhárító védőzónái
A villámhárító akkor tekinthető kettősnek, ha a villámhárítók közötti távolság L nem lépi túl a határt L max. Ellenkező esetben mindkét villámhárítót egyetlennek tekintik.
A kettős villámhárító szabványos védőzónáinak függőleges és vízszintes szakaszainak konfigurálása (magasság hés a távolság L villámhárítók között) ábrán látható. 3.3. Dupla villámhárító zónák (félkúpok méretekkel) külső területeinek építése h 0, r 0) táblázat képletei szerint készül. 3.4 egyszálas villámhárítók esetén. A belső régiók méreteit a paraméterek határozzák meg h 0és h c, amelyből az első közvetlenül a villámhárítóknál állítja be a maximális zóna magasságot, a második pedig a minimális zóna magasságot középen a villámhárítók között. A villámhárítók közötti távolsággal L ≤ L c h c = h 0). A távolságokra L c ≤ L ≥ L max magasság h c kifejezés határozza meg
(3.3)
L maxés L c táblázat empirikus képleteivel számítjuk ki. 3.6, 150 -ig terjedő villámhárítókhoz alkalmas m
A zóna vízszintes szakaszainak méreteit a következő, a védelem megbízhatósági szintjeire vonatkozó általános képletek szerint kell kiszámítani:
a zóna maximális félszélessége r x vízszintes szakaszon a magasságban h x:
(3.4)
Rizs. 3.3. Kettős rúd villámhárító védőzónája
vízszintes szakasz hossza L x magasan h x ≥ h c:
(3.5)
és vele h x h c L x = L / 2;
vízszintes szakaszszélesség középen a villámhárítók között 2r cx magasan h x ≤ h c:
(3.6)
3.6. Táblázat
Kettős rúd villámhárító védőzóna paramétereinek kiszámítása
3.3.2.4. Kettős fővezetékes villámhárító védőzónái
A villámhárító akkor tekinthető kettősnek, ha az L kábelek közötti távolság nem haladja meg a határértéket L max... Ellenkező esetben mindkét villámhárítót egyetlennek tekintik.
A kettős felsővezetékes villámhárító szabványos védőzónáinak függőleges és vízszintes szakaszainak konfigurálása (magasság hés a kábelek közötti távolság L) ábrán látható. 3.4. Zónák külső területeinek létrehozása (két fészerfelület méretekkel h 0, r 0) táblázat képletei szerint készül. 3.5 egyvezetékes villámhárítók esetén.
Rizs. 3.4. Kettős fővezetékes villámhárító védőzóna
A belső régiók méreteit a paraméterek határozzák meg h 0és h c, amelyek közül az első a zónák maximális magasságát határozza meg közvetlenül a kábelek mellett, a második pedig a zóna minimális magasságát a kábelek közötti középen. A kábelek közötti távolság L ≤ h c a zóna határa nem süllyed ( h c = h 0). A távolságokra h c L ≤ L max magasság h c kifejezés határozza meg
(3.7)
Korlátozza a benne foglalt távolságokat L maxés L c táblázat empirikus képleteivel számítjuk ki. 3.7, legfeljebb 150 felfüggesztési magasságú kötelekhez alkalmas m... Ha a villámhárítók magassága magasabb, akkor speciális szoftvert kell használni.
A védőzóna vízszintes szakaszának hossza a magasságban h x képletekkel határozzák meg:
(3.8)
A védett térfogat növelése érdekében a kábeleket hordozó támaszok védelmi zónáját a kettős felsővezetékes villámhárító zónájára lehet írni, amely a kettős rúd villámrúd zónájaként épül fel, ha a távolság L kevesebb a tartók között L max táblázat képleteivel számolva. 3.6. Ellenkező esetben a támaszokat egyrúdú villámhárítóknak kell tekinteni.
Ha a kábelek nem párhuzamosak vagy egyenetlenek, vagy magasságuk változik a fesztávolság mentén, speciális szoftvert kell használni a védelem megbízhatóságának felmérésére. Azt is javasoljuk, hogy a fesztávolságú kábelek nagy leesésével járjon el, hogy elkerülje a szükségtelen margókat a védelem megbízhatósága érdekében.
3.7. Táblázat
Kettős fővezetékes villámhárító védőzóna paramétereinek kiszámítása
3.3.2.5 Zárt fővezeték -villámhárító védőzónái
A 3.3.2.5. h 0 m, téglalap alakú területen található S 0 a zóna belső térfogatában, minimális vízszintes elmozdulással a villámhárító és a tárgy között D(3.5. ábra). A kábelrugózás magassága a kábeltől a talajig mért minimális távolságot jelenti, figyelembe véve a nyári szezonban bekövetkező esetleges leeséseket.
Rizs. 3.5. Zárt fővezeték -villámhárító védőzóna
A számításhoz h a kifejezést használják:
(3.9)
amelyben az állandók DEés BAN BEN a védelem megbízhatósági szintjétől függően határozzák meg a következő képletek szerint:
a) a védelem megbízhatósága R s = 0,99
b) a védelem megbízhatósága R s = 0,999
A számított arányok akkor érvényesek, amikor D > 5 m... A kábel kisebb vízszintes elmozdulásaival való munka nem praktikus, mivel nagy valószínűsége van annak, hogy a kábel és a védett objektum közötti villámok átfedésben vannak. Gazdasági okokból nem ajánlott zárt fővezetékű villámhárító, ha a szükséges védelmi megbízhatóság kisebb, mint 0,99.
Ha a tárgy magassága meghaladja a 30 -at m, a zárt fővezeték -vezeték villámhárító magasságát szoftver segítségével határozzák meg. Azt is meg kell tennie egy összetett alakú zárt kontúrhoz.
Miután megválasztotta a villámhárítók védelmi zónái szerinti magasságát, ajánlott számítógépes eszközökkel ellenőrizni az áttörés tényleges valószínűségét, és nagy biztonsági tartalék esetén végezzen beállítást a villám alacsonyabb magasságának beállításával rudak.
Az alábbiakban a 60 -ig terjedő objektumok védelmi zónáinak meghatározására vonatkozó szabályok találhatók m az IEC szabványban (IEC 1024-1-1) meghatározott. A tervezés során bármilyen védelmi mód választható, azonban a gyakorlat azt mutatja, hogy az alábbi esetekben célszerű egyéni módszereket használni:
a védőszög módszerét egyszerű szerkezetű szerkezeteknél vagy nagy szerkezetek kis részein alkalmazzák;
a fiktív gömb módszer alkalmas bonyolult formájú szerkezetekre;
általában védőháló használata javasolt, különösen a felületek védelmére.
asztal 3.8. Az I - IV. Védelmi szinteknél a védőzóna tetején lévő szögek értékei, a fiktív gömb sugarai, valamint a megengedett legnagyobb rácscellák közötti távolságok vannak megadva.
3.8. Táblázat
A villámhárítók kiszámításának paraméterei az IEC ajánlásai szerint
* Ezekben az esetekben csak rácsok vagy próbabábu alkalmazható.
A villámhárító rudakat, árbocokat és kábeleket úgy kell elhelyezni, hogy a szerkezet minden része a függőlegeshez képest α szögben kialakított védőzónában legyen. A védőszög a táblázat szerint van kiválasztva. 3.8, és h a villámhárító magassága a védendő felület felett
A védőszög módszert nem alkalmazzák, ha h táblázatban meghatározott fiktív gömb sugaránál nagyobb. 3.8 a megfelelő szintű védelem érdekében.
A fiktív gömb módszerrel védelmi zónát határoznak meg a szerkezet egy részére vagy területeire, amikor a táblázat szerint. 3.4 a védőzóna védőszög általi meghatározása kizárt. Egy tárgy védettnek minősül, ha a fiktív gömbnek, amely hozzáér a villámhárító felületéhez és a síkhoz, amelyre fel van szerelve, nincs közös pontja a védett objektummal.
A háló védi a felületet, ha az alábbi feltételek teljesülnek:
a hálóvezetők a tető szélén futnak, ha a tető túlnyúlik az épület teljes méretén;
a hálóvezető a tető gerincén halad, ha a tető lejtése meghaladja az 1/10 -et;
a szerkezet oldalfelületeit a fiktív gömb sugaránál magasabb szinteken (lásd a 3.8. táblázatot) villámhárító vagy háló védi
a rács cella mérete nem nagyobb, mint a táblázatban megadott. 3,8;
a rács úgy van kialakítva, hogy a villámáramnak mindig legalább két különböző útja van a földelő elektródához; semmilyen fém alkatrész ne nyúljon túl a háló külső kontúrjain.
A hálóvezetőket a lehető legrövidebbre kell fektetni.
3.3.4. A gerinc és a zónán belüli kommunikációs hálózatok elektromos fémkábel-távvezetékeinek védelme
3.3.4.1. Az újonnan tervezett kábelvezetékek védelme
A fő- és zónán belüli kommunikációs hálózatok újonnan tervezett és rekonstruált kábelvonalain 1 védelmi intézkedéseket kell biztosítani azokon a területeken, ahol a sérülés valószínűsűrűsége (a veszélyes villámcsapások valószínű száma) meghaladja a táblázatban megadott megengedett értéket . 3.9.
1 Gerinchálózatok - hálózatok az információ nagy távolságokra történő továbbítására; intrazonális hálózatok - hálózatok információátvitelhez a regionális és kerületi központok között.
3.9. Táblázat
kmútvonalak évente az elektromos kommunikációs kábelek számára
3.3.4.2. A meglévők közelében lefektetett új vezetékek védelme
Ha a tervezett kábelvezetéket a meglévő kábelvezeték közelében fektetik le, és az utóbbi tényleges sérüléseinek száma legalább 10 éves működés közben ismert, akkor a villámcsapás elleni védelem tervezésekor a megengedett sérülési sűrűség normája figyelembe kell venni a meglévő kábelvezeték tényleges és számított sérülékenysége közötti különbséget.
Ebben az esetben a megengedett sűrűség n 0 a tervezett kábelvezeték sérülését a táblázatból megengedett sűrűség megszorozásával állapítják meg. 3,9 a számított arányról n oés tényleges n f a meglévő kábel sérülése villámcsapás miatt 100 -onként km szám évente:
n 0 = n 0 (n o / n f).
3.3.4.3. A meglévő kábelvezetékek védelme
A meglévő kábelvezetékeken védintézkedéseket hajtanak végre azokon a területeken, ahol villámcsapás okozta károkat, és a védett terület hosszát a terepviszonyok határozzák meg (a domb hossza vagy a megnövelt talajellenállással rendelkező terület stb.) , de legalább 100 m minden irányban a sérülés helyétől. Ezekben az esetekben biztosítják a villámvédelmi kábelek talajba fektetését. Ha egy már védett kábelvezeték sérült, akkor a sérülés kijavítása után ellenőrzik a villámvédelmi eszközök állapotát, és csak ezt követően döntenek arról, hogy kiegészítő védelmet szerelnek fel kábelek fektetésével vagy a meglévő kábel cseréjével. jobban ellenáll a villámcsapásoknak. A védelmi munkákat a villámkár megszüntetése után azonnal el kell végezni.
3.3.5. A gerinc és a zónán belüli kommunikációs hálózatok optikai kábelátviteli vonalainak védelme
3.3.5.1. Megengedett számú veszélyes villámcsapás a gerinc és a zónán belüli kommunikációs hálózatok optikai vonalaiba
A gerinchálózat és a zónán belüli kommunikációs hálózatok tervezett optikai kábelátviteli vonalain a villámcsapás okozta károk elleni védekezést minden bizonnyal biztosítják azokon a területeken, ahol a veszélyes villámcsapások valószínű száma (a sérülések valószínű sűrűsége) meghaladja a megengedett értékeket táblázatban feltüntetett szám. 3.10.
3.10. Táblázat
Veszélyes villámcsapások megengedett száma 100 -onként kmútvonalak évente az optikai kommunikációs kábelek számára
Az optikai kábel átviteli vonalak tervezésekor a táblázatban megadottnál nem alacsonyabb villámállóságú kábeleket terveznek használni. 3.11, a kábelek céljától és a fektetési körülményektől függően. Ebben az esetben a kábelek nyílt területeken történő lefektetésekor rendkívül ritkán lehet szükség védőintézkedésekre, csak olyan területeken, ahol nagy a talajállóság és fokozott a zivatar.
3.11. Táblázat
3.3.5.3. A meglévő optikai kábelvezetékek védelme
A meglévő optikai kábel távvezetékeken védintézkedéseket hajtanak végre azokon a területeken, ahol villámcsapás okozta károkat, és a védett terület hosszát a terepviszonyok határozzák meg (a domb vagy a megnövelt talajellenállással rendelkező terület hossza stb.). ), de legalább 100 -nak kell lennie m minden irányban a sérülés helyétől. Ezekben az esetekben gondoskodni kell a védővezetékek lefektetéséről.
A védőintézkedések berendezésén végzett munkákat a villámkár megszüntetése után azonnal el kell végezni.
3.3.6. Védelem a faluban lefektetett elektromos és optikai kommunikációs kábelek villámcsapásai ellen
Faluban vezetékek fektetésekor, kivéve a 110 -es feszültségű felsővezeték keresztezését és megközelítését kVés fent, a villámcsapás elleni védelem nem biztosított.
3.3.7. Kábelek védelme az erdő szélén, szabadon álló fák, oszlopok, árbocok közelében
Kommunikációs kábelek védelme az erdő szélén, valamint a 6 -nál magasabb magasságú tárgyak közelében m(önálló fák, kommunikációs vezetéktartók, elektromos vezetékek, villámhárító oszlopok stb.) akkor kapható, ha a kábel és a tárgy (vagy annak föld alatti része) közötti távolság kisebb, mint a táblázatban megadott távolságok. 3.12 a földi ellenállás különböző értékeihez.
3.12. Táblázat
Megengedett távolságok a kábel és a földhurok között (tartó)
AZ OROSZ FEDERÁCIÓ ENERGIA MINISZTÉRIUMA
ÁLTAL JÓVÁHAGYOTT
az orosz energiaügyi minisztérium utasítására
kelt 2003. 06. 30. 280
UTASÍTÁSOK AZ ÉPÜLETEK, SZERKEZETEK ÉS IPARI KOMMUNIKÁCIÓK VILÁGÍTÓVÉDŐ BERENDEZÉSÉHEZ
SO 153-34.21.122-2003
UDC 621.316 (083.13)
Az utasítás minden típusú épületre, szerkezetre és ipari kommunikációra vonatkozik, függetlenül az osztályok hovatartozásától és a tulajdonosi formától.
Tervező és üzemeltető szervezetek vezetőinek és szakembereinek.
1. BEMUTATKOZÁS
Az épületek, építmények és ipari kommunikációk villámvédelmi eszközére vonatkozó utasítás (a továbbiakban: Utasítás) minden típusú épületre, szerkezetre és ipari kommunikációra vonatkozik, függetlenül az osztályok hovatartozásától és a tulajdonjog formájától.
Az utasítás célja a projektek fejlesztése, építése, üzemeltetése, valamint az épületek, építmények és ipari kommunikációk rekonstrukciója.
Abban az esetben, ha az iparági szabályozási dokumentumok követelményei szigorúbbak, mint ebben az utasításban, a villámvédelem kidolgozásakor ajánlott teljesíteni az ipari követelményeket. Javasolt akkor is eljárni, ha az Utasítás utasításai nem kombinálhatók a védett objektum technológiai jellemzőivel. Ebben az esetben a villámvédelem eszközeit és módszereit az előírt megbízhatóság biztosításának feltételei alapján választják ki.
Az épületekre, építményekre és ipari kommunikációra vonatkozó projektek kidolgozásakor az Utasítás követelményein kívül további alkalmazandó normák, szabályok, utasítások és állami szabványok villámvédelemmel kapcsolatos további követelményeit is figyelembe veszik.
A villámvédelem szabványosításakor azt a kiinduló álláspontot képviseltük, hogy egyik készüléke sem tudja megakadályozni a villámok kialakulását.
A szabvány alkalmazása a villámvédelem kiválasztásakor jelentősen csökkenti a villámcsapás okozta károk kockázatát.
A villámvédelmi eszközök típusát és helyét egy új létesítmény tervezési szakaszában választják ki annak érdekében, hogy az utóbbi vezető elemeinek maximális kihasználását lehetővé tegyék. Ez megkönnyíti a villámvédelmi eszközök kifejlesztését és megvalósítását magával az épülettel kombinálva, javítja annak esztétikai megjelenését, növeli a villámvédelem hatékonyságát, és minimalizálja annak költségeit és munkaerőköltségeit.
2. ÁLTALÁNOS RENDELKEZÉSEK
2.1. Kifejezések és meghatározások
A villámcsapás a földre légköri eredetű elektromos kisülés a viharfelhő és a föld között, amely egy vagy több áramimpulzusból áll.
Ütési pont - az a pont, ahol a villám a földet, az épületet vagy a villámvédelmi eszközt érinti. Egy villámcsapásnak több ütési pontja is lehet.
Védett objektum - olyan épület vagy szerkezet, annak része vagy tere, amelyre villámvédelem történik, és amely megfelel ennek a szabványnak.
Villámvédelmi eszköz - olyan rendszer, amely lehetővé teszi az épület vagy szerkezet védelmét a villámlás hatásaitól. Ez magában foglalja a külső és belső eszközöket. Különleges esetekben a villámvédelem csak külső vagy csak belső eszközöket tartalmazhat.
Védőeszközök a közvetlen villámcsapások ellen (villámhárítók) - villámhárítókból, lefelé vezető vezetékekből és földelő elektródákból álló komplexum.
A villámlás másodlagos hatásai elleni védőeszközök olyan eszközök, amelyek korlátozzák az elektromos és mágneses villámcsapások hatását.
A potenciálkiegyenlítő eszközök a védelmi eszközök elemei, amelyek korlátozzák a villámáram terjedése okozta potenciális különbséget.
A villámhárító a villámhárító része, amelyet villámcsapásra terveztek.
Levezető (süllyedés) - a villámhárító része, amely a villámáramot a villámhárítóról a földelő elektródára irányítja.
Földelő eszköz - földelővezetékek és földelővezetékek halmaza.
Földelő kapcsoló - vezetőképes rész vagy egymással összekapcsolt vezető alkatrészek halmaza, amelyek közvetlenül vagy vezetőképes közegben érintkeznek a földdel.
Földelő hurok - Földelő vezeték zárt hurok formájában egy épület körül a földben vagy annak felületén.
A földelő készülék ellenállása - a földelőeszközön lévő feszültség és a földelőeszközből a földbe áramló áram aránya.
A földelőeszközön lévő feszültség az a feszültség, amely akkor fordul elő, amikor az áram a földelőelektródából a földbe áramlik a jelenlegi bemeneti pont és a földelőelektróda között.
Összekapcsolt fém megerősítés - az épület (szerkezet) vasbeton szerkezeteinek megerősítése, amely biztosítja az elektromos folyamatosságot.
A veszélyes szikrázás a védett tárgy belsejében elfogadhatatlan elektromos kisülés, amelyet villámcsapás okoz.
Biztonságos távolság - az a legkisebb távolság két vezető elem között a védett tárgyon kívül vagy belül, amelynél veszélyes szikrázás nem fordulhat elő közöttük.
Túlfeszültség -védelmi eszköz - olyan eszköz, amelyet a védett tárgy elemei közötti túlfeszültség korlátozására terveztek (például levezető, nemlineáris túlfeszültség -levezető vagy más védőberendezés).
Szabadon álló villámhárító - villámhárító, amelynek villámhárítói és lefelé vezetői úgy vannak elhelyezve, hogy a villámáram útja ne érintkezzen a védett objektummal.
A védett objektumra telepített villámhárító villámhárító, amelynek villámhárítói és lefelé vezetői úgy vannak elhelyezve, hogy a villámáram egy része átterjedhet a védett tárgyon vagy annak földelő elektródáján.
Villámhárító védőzóna - egy adott geometriájú villámhárító közelében lévő tér, azzal jellemezve, hogy a teljes térfogatában elhelyezkedő objektumba való villámcsapás valószínűsége nem haladja meg az adott értéket.
A villámtörés megengedett valószínűsége a villámhárítóval védett tárgyba eső villámcsapás legnagyobb megengedett P valószínűsége.
A védelem megbízhatóságát 1 - P.
Ipari kommunikáció - táp- és adatkábelek, vezető csővezetékek, nem vezető csővezetékek belső vezetőképes közeggel.
2.2. Az épületek és építmények villámvédelmi eszköz szerinti osztályozása
A tárgyak osztályozását a villámcsapás veszélye határozza meg magára a tárgyra és környezetére nézve.
A villámok közvetlen veszélyes hatásai a tüzek, mechanikai sérülések, emberek és állatok sérülései, valamint az elektromos és elektronikus berendezések károsodása. A villámcsapás következményei lehetnek robbanások és veszélyes termékek - radioaktív és mérgező vegyi anyagok, valamint baktériumok és vírusok - felszabadulása.
A villámcsapás különösen veszélyes lehet az információs rendszerek, vezérlőrendszerek, felügyelet és áramellátás szempontjából. Különféle célú objektumokba szerelt elektronikus eszközök esetében különleges védelem szükséges.
A vizsgált tárgyak hétköznapi és speciális tárgyakra oszthatók.
Közös objektumok - lakó- és közigazgatási épületek, valamint épületek és építmények, legfeljebb 60 m magasak, amelyeket kereskedelemre, ipari termelésre, mezőgazdaságra szánnak.
Különleges tárgyak:
tárgyak, amelyek veszélyt jelentenek a közvetlen környezetre;
a társadalmi és fizikai környezetet veszélyeztető tárgyak (olyan tárgyak, amelyek villámcsapás esetén káros biológiai, kémiai és radioaktív kibocsátásokat okozhatnak);
egyéb objektumok, amelyekre különleges villámvédelem biztosítható, például 60 m -nél magasabb épületek, játszóterek, ideiglenes építmények, építés alatt álló létesítmények.
asztal A 2.1 példákat ad az objektumok négy osztályra osztására.
2.1. Táblázat
Példák az objektumok osztályozására
| Egy tárgy | Objektum típusa | A villámcsapás következményei |
|---|---|---|
| Szokásos | Ház | Villamos berendezések meghibásodása, tűz és anyagi károk. Általában kisebb sérüléseket okoznak a villámcsapás helyén elhelyezkedő vagy csatornája által érintett tárgyak |
| Tanya | Kezdetben - tűz és veszélyes feszültség sodródása, majd - áramellátás elvesztése, amely állatok halálának kockázatával jár az elektronikus szellőztető rendszer, a tápellátás stb. Meghibásodása miatt. | |
| Színház; iskola; bolt; sportlétesítmény | Áramkimaradás (például világítás), amely pánikot okozhat. A tűzjelző rendszer meghibásodása késleltetett tűzvédelmi intézkedéseket okoz | |
| Bank; Biztosítótársaság; kereskedelmi iroda | Áramkimaradás (például világítás), amely pánikot okozhat. A tűzjelző rendszer meghibásodása késleltetett tűzvédelmi intézkedéseket okoz. Kommunikáció megszakadása, számítógéphibák adatvesztéssel | |
| Kórház; óvoda; idősek otthona | Áramkimaradás (például világítás), amely pánikot okozhat. A tűzjelző rendszer meghibásodása késleltetett tűzvédelmi intézkedéseket okoz. Kommunikáció megszakadása, számítógéphibák adatvesztéssel. A súlyosan beteg és mozdulatlan emberek segítésének szükségessége | |
| Ipari vállalkozások | További következmények a gyártási körülményektől függően - a kisebb károktól a termékveszteségek miatti nagy károkig | |
| Múzeumok és régészeti lelőhelyek | A kulturális javak helyrehozhatatlan elvesztése | |
| Különleges korlátozott veszély | A kommunikáció eszközei; erőművek; tűzveszélyes termelés | A közszolgáltatások (távközlés) megengedhetetlen megsértése. Közvetlen tűzveszély a szomszédos létesítményekre |
| Különleges, veszélyes a közvetlen környezetre | Olaj finomítók; benzinkút; petárdák és tűzijátékok gyártása | Tűz és robbanás a létesítményben és annak közvetlen közelében |
| Különleges, környezetre veszélyes | Vegyi gyár; atomerőmű; biokémiai gyárak és laboratóriumok | A tűz és a berendezések meghibásodása káros következményekkel jár a környezetre |
Az építés és a rekonstrukció során minden egyes tárgyosztály esetében meg kell határozni a közvetlen villámcsapás (DSP) elleni védelem megbízhatóságának szükséges szintjét. Például a hétköznapi tárgyak esetében a védelem megbízhatóságának négy szintjét lehet javasolni, amelyeket a táblázat tartalmaz. 2.2.
2.2. Táblázat
A PIP elleni védelem szintjei a közönséges tárgyaknál
| Védelmi szint | A PUM elleni védelem megbízhatósága |
|---|---|
| én | 0,98 |
| II | 0,95 |
| III | 0,90 |
| IV | 0,80 |
Speciális objektumok esetében a PUM elleni védelem minimális megengedett megbízhatósági szintjét 0,9-0,999 tartományban határozzák meg, annak társadalmi jelentőségének mértékétől és a PUM-tól várható következmények súlyosságától függően, az állami ellenőrző hatóságokkal egyetértésben.
Az ügyfél kérésére a projekt olyan megbízhatósági szintet tartalmazhat, amely meghaladja a megengedett maximális értéket.
2.3. Villámáram paraméterek
A villámáram paraméterei szükségesek a mechanikai és termikus hatások kiszámításához, valamint az elektromágneses hatások elleni védelem szabványosításához.
2.3.1. A villámáramok hatásainak osztályozása
A villámvédelem minden szintjén meg kell határozni a villámáram megengedett legnagyobb paramétereit. A szabványban megadott adatok lefelé és felfelé irányuló villámokra vonatkoznak.
A villámcsapások polaritásának aránya a terület földrajzi elhelyezkedésétől függ. Helyi adatok hiányában ezt az arányt feltételezzük 10% -os pozitív áramú és 90% -os negatív áramú kisüléseknél.
A villám mechanikai és termikus hatásai az I áram csúcsértékének, a teljes Q töltésnek, a Q imp impulzusban lévő töltésnek és a W / R fajlagos energiának köszönhetők. Ezen paraméterek legnagyobb értékei pozitív kisüléseknél figyelhetők meg.
Az indukált túlfeszültség okozta károkat a villámáram homlokzatának meredeksége okozza. A meredekség a legmagasabb áramértékhez képest 30% és 90% -os szinteken van besorolva. Ennek a paraméternek a legmagasabb értéke a negatív kisülések későbbi impulzusaiban figyelhető meg.
2.3.2. A villámáram paraméterei a közvetlen villámcsapás elleni védekezési eszközök szabványosítására javasoltak
A táblázatban megadott paraméterek értékei. 2.2. Táblázat a biztonsági szintet (10–90% -os arányban a pozitív és negatív kibocsátások aránya között) tartalmazza. 2.3.
2.3. Táblázat
A villámáram paramétereinek és a védelmi szinteknek való megfelelés
2.3.3. A villám sűrűsége a földbe csap
A földbe érkező villámcsapások sűrűségét, amelyet a földfelszín 1 km 2 -es ütéseinek számával fejeznek ki évente, a létesítmény helyén végzett meteorológiai megfigyelések adatai határozzák meg.
Ha a villámcsapás sűrűsége a földbe N g ismeretlen, akkor a következő képlet segítségével számítható ki: 1 / (km 2 év):
, (2.1)
ahol T d a zivatarok átlagos időtartama órában, a zivatar tevékenységének intenzitásának regionális térképei alapján meghatározva.
2.3.4. A villámáram paraméterei a villám elektromágneses hatása elleni védekezési eszközök szabványosítására javasoltak
A mechanikai és termikus hatások mellett a villámáram erőteljes elektromágneses sugárzást hoz létre, ami károsíthatja a rendszereket, beleértve a kommunikációs berendezéseket, a vezérlő-, automatizálási, számítási és információs eszközöket stb. Ezeket az összetett és drága rendszereket számos iparágban és vállalkozások. A villámcsapás következtében káruk biztonsági és gazdasági okokból nagyon nem kívánatos.
A villámcsapás akár egyetlen áramimpulzust is tartalmazhat, vagy impulzusok sorozatából állhat, amelyeket időintervallumok választanak el, amelyek során a gyenge követő áram folyik. Az első komponens áramimpulzusának paraméterei jelentősen eltérnek a következő komponensek impulzusainak jellemzőitől. Az alábbiakban az első és a következő impulzusok áramimpulzusainak számított paramétereit jellemző adatok (2.4. És 2.5. Táblázat), valamint a hosszú távú áram (2.6. Táblázat) látható az impulzusok közötti szünetekben a különböző védelmi szinteken .
2.4. Táblázat
Az első villámáram impulzus paraméterei
| Aktuális paraméter | Védelmi szint | ||
|---|---|---|---|
| én | II | III., IV | |
| Maximális áram I, kA | 200 | 150 | 100 |
| Elülső időtartam T 1, μs | 10 | 10 | 10 |
| Félidő T 2, μs | 350 | 350 | 350 |
| Impulzus töltés Q összeg *, C | 100 | 75 | 50 |
| Fajlagos impulzusenergia W / R **, MJ / Ohm | 10 | 5,6 | 2,5 |
________________
* Mivel a teljes Q töltés jelentős része az első impulzusra esik, feltételezzük, hogy az összes rövid impulzus teljes töltése megegyezik a csökkentett értékkel.
** Mivel a teljes fajlagos energia W / R jelentős része az első impulzusra esik, feltételezzük, hogy az összes rövid impulzus teljes töltése megegyezik a csökkentett értékkel.
2.5. Táblázat
Az ezt követő villámáram impulzus paraméterei
2.6. Táblázat
A hosszú távú villámáram paraméterei az impulzusok közötti intervallumban
______________
* Q dl - a töltés az áram hosszú távú áramlása miatt a két villámáram -impulzus közötti időszakban.
Az átlagos áram kb. Q dl / T.
Az áramimpulzusok alakját a következő kifejezés határozza meg:
ahol I a maximális áram;
h - a maximális áram értékét korrigáló együttható;
t az idő;
τ 1 - időállandó a fronton;
τ 2 a bomlás időállandója.
A (2.2) képletben szereplő, a villámáram időbeli változását leíró paraméterek értékeit a táblázat tartalmazza. 2.7.
2.7. Táblázat
Paraméterértékek a villámáram impulzus alakjának kiszámításához
| Paraméter | Első impulzus | Követési impulzus | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Védelmi szint | Védelmi szint | |||||
| én | II | III., IV | én | II | III., IV | |
| Én, kA | 200 | 150 | 100 | 50 | 37,5 | 25 |
| h | 0,93 | 0,93 | 0,93 | 0,993 | 0,993 | 0,993 |
| τ 1, μs | 19,0 | 19,0 | 19,0 | 0,454 | 0,454 | 0,454 |
| τ 2, μs | 485 | 485 | 485 | 143 | 143 | 143 |
Hosszú impulzust lehet venni téglalap alakú, átlagos I árammal és T időtartammal, ami megfelel a táblázat adatainak. 2.6.
3. VÉDELEM A KÜLÖNLEGES VILÁGÍTÁS ELLEN
3.1. Villámvédelmi komplexum
Az épületek vagy építmények villámvédelmi eszközeinek komplexuma magában foglalja a közvetlen villámcsapás elleni védelmi eszközöket (külső villámvédelmi rendszer - MZS) és a villámlás másodlagos hatásai elleni védőeszközöket (belső MZS). Különleges esetekben a villámvédelem csak külső vagy csak belső eszközöket tartalmazhat. Általános esetben a villámáramok egy része átfolyik a belső villámvédelem elemein.
A külső MZS elkülöníthető a szerkezettől (szabadon álló villámhárítók - rúd vagy felsővezeték, valamint a szomszédos szerkezetek, amelyek a természetes villámhárítók funkcióit látják el), vagy felszerelhetők a védett szerkezetre, és akár annak részei is lehetnek .
A belső villámvédelmi eszközöket úgy tervezték, hogy korlátozzák a villámáram elektromágneses hatásait, és megakadályozzák a szikrákat a védett tárgyon belül.
A villámhárítókba belépő villámáramokat a földelővezetékek (ereszkedések) rendszeren keresztül a földelektródára terelik, és elterjednek a talajban.
3.2. Külső villámvédelmi rendszer
A külső MZS általában villámhárítókból, levezetőből és földelő elektródákból áll. Különleges gyártás esetén anyaguknak és szakaszaiknak meg kell felelniük a táblázat követelményeinek. 3.1.
3.1. Táblázat
A külső MZS elemeinek anyaga és minimális keresztmetszete
Jegyzet. A megadott értékek a fokozott korróziótól vagy mechanikai igénybevételtől függően növelhetők.
3.2.1. Villámhárítók
3.2.1.1. Általános szempontok
A villámhárítók speciálisan felszerelhetők, beleértve a létesítményt is, vagy funkcióikat a védett létesítmény szerkezeti elemei látják el; az utóbbi esetben természetes villámhárítóknak nevezik őket.
A villámhárítók tetszőleges kombinációjából állhatnak a következő elemeknek: rudak, feszített vezetékek (kábelek), hálóvezetők (háló).
3.2.1.2. Természetes villámhárítók
Az épületek és szerkezetek alábbi szerkezeti elemei tekinthetők természetes villámhárítóknak:
- a) védett tárgyak fémteteje, feltéve, hogy:
- a különböző részek közötti elektromos folytonosság hosszú ideig biztosított;
a tető fémvastagsága nem kisebb, mint a táblázatban megadott t érték. 3.2., Ha meg kell védeni a tetőt a sérülésektől vagy átégéstől;
a tető fémének vastagsága legalább 0,5 mm, ha nem szükséges megvédeni a sérülésektől, és nincs veszély az éghető anyagok meggyulladására a tető alatt;
a tető nem rendelkezik szigetelő bevonattal. Azonban egy kis korróziógátló festékréteg vagy 0,5 mm -es aszfaltburkolat, vagy 1 mm -es műanyag burkolat nem tekinthető szigetelésnek;
a nem fém bevonatok a fémtetőn vagy alatta nem nyúlnak túl a védett tárgyon;
c) fém elemek, például lefolyócsövek, dekorációk, kerítések a tető szélén stb., ha keresztmetszetük nem kisebb, mint a hagyományos villámhárítókra előírt értékek;
d) technológiai fémcsövek és tartályok, ha legalább 2,5 mm vastagságú fémből készülnek, és e fém behatolása vagy átégése nem vezet veszélyes vagy elfogadhatatlan következményekhez;
e) fémcsövek és tartályok, ha fémből készülnek, amelynek vastagsága legalább a táblázatban megadott t érték. 3.2, és ha a hőmérséklet emelkedése a tárgy belső oldaláról a villámcsapás helyén nem jelent veszélyt.
3.2. Táblázat
A tető, cső vagy tartálytest vastagsága, amely természetes villámhárítóként működik
3.2.2. Levezető vezetők
3.2.2.1. Általános szempontok
A veszélyes szikrázás valószínűségének csökkentése érdekében a levezetőket úgy kell elhelyezni, hogy az ütközési pont és a talaj között:
- a) az áram több párhuzamos pályán terjed;
b) ezen utak hossza minimálisra korlátozódott.
3.2.2.2. Levezető vezetékek elrendezése a védett objektumtól elkülönített villámvédelmi eszközökben
Ha a légterminál szabadon álló tartókra (vagy egy támaszra) szerelt rudakból áll, minden támaszhoz legalább egy levezető vezetéket kell biztosítani.
Ha a légcsatlakozó szabadon álló vízszintes vezetékekből (kábelek) vagy egy vezetékből (kábel) áll, akkor a vezeték mindkét végéhez legalább egy levezetőre van szükség.
Ha a villámhárító a védett tárgy fölé függesztett hálószerkezet, akkor minden támaszához legalább egy levezető szükséges. A leeresztő vezetékek teljes számának legalább kettőnek kell lennie.
3.2.2.3. Le nem vezetett villámvédelmi eszközök levezetőinek elrendezése
A levezető vezetők a védett objektum kerülete mentén helyezkednek el oly módon, hogy a köztük lévő átlagos távolság nem kisebb, mint a táblázatban megadott értékek. 3.3.
A levezetőket vízszintes övek kötik össze a talajfelszín közelében, és 20 méterenként az épület magassága mentén.
3.3. Táblázat
Átlagos távolságok a lefelé vezető vezetékek között a védelem szintjétől függően
| Védelmi szint | Átlagos távolság, m |
|---|---|
| én | 10 |
| II | 15 |
| III | 20 |
| IV | 25 |
3.2.2.4. Irányelvek a lefelé vezető vezetékek elhelyezéséhez
Kívánatos, hogy a levezető vezetők egyenletesen helyezkedjenek el a védett objektum kerülete mentén. Ha lehetséges, az épületek sarkaihoz közel kell elhelyezni.
A védett objektumtól nem elkülönített levezetőket az alábbiak szerint kell elhelyezni:
- ha a fal nem éghető anyagból készült, lefelé vezető vezetékek rögzíthetők a falfelületre, vagy áthaladhatnak a falon;
ha a fal éghető anyagból készült, akkor a levezető vezetékeket közvetlenül a falfelületre lehet rögzíteni, így a villámáram áramlása közbeni hőmérséklet -emelkedés nem jelent veszélyt a falanyagra;
ha a fal éghető anyagból készült, és a lefelé vezető vezetékek hőmérsékletének emelkedése veszélyes számára, akkor a levezetőket úgy kell elhelyezni, hogy a köztük lévő és a védett tárgy közötti távolság mindig meghaladja a 0,1 m -t. vezetők érintkezhetnek a fallal.
A levezetőket nem szabad lefolyócsövekbe fektetni. Javasoljuk, hogy a vezetékeket a lehető legnagyobb távolságra helyezze el az ajtóktól és ablakoktól.
A levezetőket egyenes és függőleges vonalak mentén kell lefektetni, hogy a talajhoz vezető út a lehető legrövidebb legyen. Nem ajánlott a vezetékeket hurkok formájában lefektetni.
3.2.2.5. A lefelé vezető vezetők természetes elemei
Az épületek alábbi szerkezeti elemei tekinthetők természetes levezetőnek:
- a) fémszerkezetek, feltéve, hogy:
- a különböző elemek közötti elektromos folytonosság tartós és megfelel a 3.2.4.2. bekezdés követelményeinek;
nem kisebbek, mint a speciálisan biztosított levezetőhöz szükségesek. A fémszerkezetek szigetelő bevonattal rendelkezhetnek;
c) épület vagy szerkezet egymással összekapcsolt acél megerősítése;
d) a homlokzat egyes részei, profilozott elemei és a homlokzat tartó fémszerkezetei, feltéve, hogy méreteik megfelelnek a levezető vezetékekre vonatkozó utasításoknak, és vastagságuk legalább 0,5 mm.
A vasbeton szerkezetek acélmegerősítése akkor tekinthető elektromos folytonosságnak, ha megfelel az alábbi feltételeknek:
- a függőleges és vízszintes rudak kötéseinek körülbelül 50% -a hegesztett vagy mereven össze van kötve (csavarozva, dróttal kötve);
az elektromos folytonosság biztosított a különböző előregyártott betontömbök acélmegerősítése és a helyben előkészített betontömbök megerősítése között.
Nem szükséges vízszintes övek elhelyezése, ha az épület fémkereteit vagy vasbeton acél megerősítését használják levezetőként.
3.2.3. Földelő kapcsolók
3.2.3.1. Általános szempontok
Minden esetben, kivéve az önálló villámhárító használatát, a villámvédelmi földelő elektródát kombinálni kell az elektromos berendezések és kommunikációs létesítmények földelő elektródáival. Ha ezeket a földelőkapcsolókat bármilyen technológiai okból el kell választani, akkor ezeket egy közös rendszerbe kell egyesíteni egy potenciálkiegyenlítő rendszer segítségével.
3.2.3.2. Speciálisan lefektetett földelő elektródák
Célszerű a következő típusú földelővezetékeket használni: egy vagy több áramkör, függőleges (vagy ferde) elektródák, sugárirányban eltérő elektródák vagy a földelés alján lefektetett földelő áramkör, földelő rácsok.
A mélyen eltemetett talajelektródák akkor hatékonyak, ha a talaj ellenállása a mélységgel csökken, és nagy mélységekben lényegesen kisebbnek bizonyul, mint a szokásos helyen.
Előnyös, ha a földelő kapcsolót külső kontúr formájában helyezzük el legalább 0,5 m mélységben a föld felszínétől és legalább 1 m távolságban a falaktól. A földelő elektródákat a védett tárgyon kívül legalább 0,5 m mélyen kell elhelyezni, és a lehető legegyenletesebben kell elosztani; ebben az esetben törekedni kell a kölcsönös szűrés minimalizálására.
A fektetés mélységét és a földelő elektródák típusát úgy választják ki, hogy minimális korróziót biztosítsanak, valamint a földelés ellenállásának lehető legalacsonyabb szezonális változását a talaj kiszáradása és fagyása miatt.
3.2.3.3. Természetes földelő elektródák
Földelő elektródaként vasbeton megerősítés vagy más földalatti fémszerkezet használható, amely megfelel a 3.2.2.5. Pont követelményeinek. Ha vasbeton vasalást használnak földelő elektródaként, fokozott követelményeket támasztanak az illesztési helyeivel szemben, hogy kizárják a beton mechanikai megsemmisülését. Feszített beton használata esetén figyelembe kell venni a villámáramok lehetséges következményeit, amelyek elfogadhatatlan mechanikai feszültségeket okozhatnak.
3.2.4. A külső MZS rögzítő és összekötő elemei
3.2.4.1. Rögzítés
A villámhárítókat és a levezetőket mereven rögzítik, hogy kizárják a vezeték rögzítésének szakadását vagy meglazulását elektrodinamikai erők vagy véletlen mechanikai hatások hatására (például széllökés vagy hóréteg leesése miatt).
3.2.4.2. Kapcsolatok
A vezetőcsatlakozások száma minimálisra csökken. A csatlakozások hegesztéssel, forrasztással, a szorítófülbe való behelyezéssel vagy csavarozással is megengedettek.
3.3. Villámhárítók kiválasztása
3.3.1. Általános szempontok
A villámhárítók típusának és magasságának megválasztása az előírt megbízhatóság R z értékei alapján történik. Egy objektum akkor tekinthető védettnek, ha annak villámhárítóinak kombinációja legalább R z védelmi megbízhatóságot biztosít.
A közvetlen villámcsapás elleni védelmi rendszert minden esetben úgy választják ki, hogy a természetes villámhárítókat maximálisan kihasználják, és ha az általuk nyújtott védelem nem elegendő - speciálisan beépített villámhárítókkal kombinálva.
Általában a villámhárítót megfelelő számítógépes programok segítségével kell megválasztani, amelyek képesek kiszámítani a védőzónákat, vagy a villámtörés valószínűségét bármilyen konfigurációjú objektumba (objektumcsoportba), amely tetszőleges számú helyet foglal el különböző típusú villámhárítók.
Ha minden más dolog megegyezik, a villámhárítók magassága csökkenthető, ha rúdszerkezetek helyett felsővezetékeket használnak, különösen akkor, ha a tárgy külső kerületén vannak felfüggesztve.
Ha az objektumot a legegyszerűbb villámhárítók védik (egyetlen rúd, egyvezetékes vezeték, kettős rúd, kettős felsővezeték, zárt felsővezeték), akkor a villámhárítók méretei az ebben a szabványban meghatározott védőzónák segítségével határozhatók meg.
A közönséges tárgyra vonatkozó villámvédelem tervezése esetén lehetőség van a védőzónák meghatározására a védőszög vagy a gördülő gömb módszerével a Nemzetközi Elektrotechnikai Bizottság szabványa (IEC 1024) szerint, feltéve, hogy a Az Elektrotechnikai Bizottság szigorúbb, mint az utasítás előírásai.
3.3.2. Tipikus védőzónák a rúd és a felsővezeték -villámhárítók számára
3.3.2.1. Egyrúd villámhárító védőzónái
Egy h r magasságú villámhárító szabványos védőzónája egy h 0 magasságú kör alakú kúp
Az alábbiakban megadott számítási képletek (3.4. Táblázat) alkalmasak akár 150 m magas villámhárítókra, magasabb villámhárítók esetén speciális számítási módszert kell alkalmazni.
Rizs. 3.1. Egyrúd villámhárító védőzónája
A szükséges megbízhatóságú védőzónához (3.1. Ábra) az r x vízszintes szakasz sugarát a h x magasságban a következő képlettel határozzuk meg:
(3.1)
3.4. Táblázat
Egyszálas villámhárító védőzónájának kiszámítása
| A védelem megbízhatósága R z | Villámhárító magassága h, m | A kúp magassága h 0, m | Kúp sugara r 0, m |
|---|---|---|---|
| 0,9 | 0 és 100 között | 0.85 óra | 1,2 óra |
| 100-150 | 0.85 óra | h | |
| 0,99 | 0 és 30 között | 0.8h | 0.8h |
| 30-100 | 0.8h | h | |
| 100-150 | h | 0.7h | |
| 0,999 | 0 és 30 között | 0.7h | 0.6h |
| 30-100 | h | h | |
| 100-150 | h | h |
3.3.2.2. Egyetlen vezetékes villámhárító védőzónái
A h magas magasságú, egyetlen felsővezetékű villámhárító szabványos védőzónáit szimmetrikus oromzatú felületek korlátozzák, egyenlő szárú háromszöget képezve egy függőleges szakaszban, csúcsával h 0 magasságban
Az alábbi számítási képletek (3.5. Táblázat) alkalmasak akár 150 m magas villámhárítókra, nagyobb magasságok esetén speciális szoftvert használjon. A továbbiakban h alatt a kábel talajszint feletti minimális magasságát értjük (figyelembe véve a megereszkedést).
Rizs. 3.2. Egyetlen felsővezetékes villámhárító védőzóna:
L a kábelek felfüggesztési pontjai közötti távolság
Az előírt megbízhatóságú védőzóna r x félszélességét (3.2. Ábra) a föld felszínétől h x magasságban a következő kifejezés határozza meg:
Ha szükség van a védett térfogat bővítésére, akkor a felsővezeték -villámhárító védőzónái hozzáadhatók a felsővezeték -villámhárító védőzónájának végéhez, amelyeket az egyszálas villámhárítók táblázatban megadott képletei szerint számítanak ki. . 3.4. Nagy kábelek elakadása esetén, például a felsővezetékek közelében, ajánlott a villámtörés biztosított valószínűségének kiszámítása szoftveres módszerekkel, mivel a védőzónákat a kábel minimális magasságának megfelelően kell kialakítani. ésszerű költségekhez vezethet.
3.5. Táblázat
Egyetlen vezetékes villámhárító védőzónájának kiszámítása
| A védelem megbízhatósága R z | Villámhárító magassága h, m | A kúp magassága h 0, m | Kúp sugara r 0, m |
|---|---|---|---|
| 0,9 | 0 és 150 között | 0.87h | 1,5 óra |
| 0,99 | 0 és 30 között | 0.8h | 0.95 óra |
| 30-100 | 0.8h | h | |
| 100-150 | 0.8h | h | |
| 0,999 | 0 és 30 között | 0,75 óra | 0.7h |
| 30-100 | h | h | |
| 100-150 | h | h |
3.3.2.3. Kettős rúd villámhárító védőzónái
A villámhárító akkor tekinthető kettősnek, ha az L villámhárítók közötti távolság nem haladja meg az L max határértéket. Ellenkező esetben mindkét villámhárítót egyetlennek tekintik.
A kettős rúd villámhárító szabványos védőzónáinak függőleges és vízszintes szakaszainak konfigurációja (h magasság és L távolság a villámhárítók között) az ábrán látható. 3.3. A kettős villámhárító zónák (h 0, r 0 méretű félkúpok) külső régióinak felépítését a táblázatban szereplő képletek szerint végezzük. 3.4 egyszálas villámhárítók esetén. A belső területek méreteit a h 0 és h c paraméterek határozzák meg, amelyek közül az első közvetlenül a villámhárítóknál határozza meg a maximális zóna magasságát, a második pedig a minimális zóna magasságot a villámhárítók között középen. Az L ≤ L c villámhárítók közötti távolság esetén a zónahatárnak nincs megereszkedése (h c = h 0). L c ≤ L ≥ L max távolság esetén a h c magasságot a kifejezés határozza meg
(3.3)
A benne foglalt L max és L c távolságokat a táblázat empirikus képletei szerint számítják ki. 3.6, legfeljebb 150 m magas villámhárítókhoz alkalmas, magasabb villámhárítókhoz speciális szoftvert kell használni.
A zóna vízszintes szakaszainak méreteit a következő, a védelem megbízhatósági szintjeire vonatkozó általános képletek szerint kell kiszámítani:
Rizs. 3.3. Kettős rúd villámhárító védőzónája
3.6. Táblázat
Kettős rúd villámhárító védőzóna paramétereinek kiszámítása
| A védelem megbízhatósága R z | Villámhárító magassága h, m | L max, m | L 0, m |
|---|---|---|---|
| 0,9 | 0 és 30 között | 5,75 óra | 2,5 óra |
| 30-100 | h | 2,5 óra | |
| 100-150 | 5.5h | 2,5 óra | |
| 0,99 | 0 és 30 között | 4,75 óra | 2,25 óra |
| 30-100 | h | h | |
| 100-150 | 4,5 óra | 1,5 óra | |
| 0,999 | 0 és 30 között | 4,25 óra | 2,25 óra |
| 30-100 | h | h | |
| 100-150 | 4.0 óra | 1,5 óra |
3.3.2.4. Kettős fővezetékes villámhárító védőzónái
A villámhárító akkor tekinthető kettősnek, ha az L kábelek közötti távolság nem haladja meg az L max határértéket. Ellenkező esetben mindkét villámhárítót egyetlennek tekintik.
A kettős felsővezetékes villámhárító szabványos védőzónáinak függőleges és vízszintes szakaszainak konfigurációja (h magasság és távolság az L zsinórok között) az ábrán látható. 3.4. A zónák külső területeinek (két h 0, r 0 méretű fészerfelület) kialakítását a táblázatban szereplő képletek szerint végezzük. 3.5 egyvezetékes villámhárítók esetén.
Rizs. 3.4. Kettős fővezetékes villámhárító védőzóna
A belső régiók méreteit a h 0 és h c paraméterek határozzák meg, amelyek közül az első a zóna maximális magasságát határozza meg közvetlenül a kábeleknél, a második pedig a zóna minimális magasságát a kábelek között középen. Az L≤L c kábelek közötti távolság esetén a zóna határának nincs megereszkedése (h c = h 0). L c L≤ L max távolság esetén a h c magasságot a kifejezés határozza meg
(3.7)
A benne foglalt Lmax és Lc távolságokat a táblázat empirikus képletei alapján számítják ki. 3.7, alkalmas akár 150 m -es felfüggesztési magasságú kábelekhez. A villámhárítók nagyobb magasságához használjon speciális szoftvert.
A védőzóna vízszintes szakaszának h x magasságú hosszát a következő képletek határozzák meg:
l x = L / 2 h c ≥ h x esetén;
(3.8)
A védett térfogat növelése érdekében a kábeleket hordozó támaszok védelmi zónáját a kettős felsővezetékes villámhárító zónájára lehet írni, amely a kettős rúd villámhárító zónájaként van kialakítva, ha az L távolság a tartók között táblázatban szereplő képletek szerint számítva kisebb, mint L max. 3.6. Ellenkező esetben a támaszokat egyrúdú villámhárítóknak kell tekinteni.
Ha a kábelek nem párhuzamosak vagy egyenetlenek, vagy magasságuk változik a fesztávolság mentén, speciális szoftvert kell használni a védelem megbízhatóságának felmérésére. Azt is javasoljuk, hogy a fesztávolságú kábelek nagy leesésével járjon el, hogy elkerülje a szükségtelen margókat a védelem megbízhatósága érdekében.
3.7. Táblázat
Kettős fővezetékes villámhárító védőzóna paramétereinek kiszámítása
| A védelem megbízhatósága R z | Villámhárító magassága h, m | L max, m | L c, m |
|---|---|---|---|
| 0,9 | 0 és 150 között | 6.0h | 3.0 óra |
| 0,99 | 0 -tól 30 -ig | 5,0 óra | 2,5 óra |
| 30 -tól 100 -ig | 5,0 óra | h | |
| 100 -tól 150 -ig | h | h | |
| 0,999 | 0 -tól 30 -ig | 4,75 óra | 2,25 óra |
| 30 -tól 100 -ig | h | h | |
| 100 -tól 150 -ig | h | h |
3.3.2.5 Zárt fővezeték -villámhárító védőzónái
A 3.3.2.5.
Rizs. 3.5. Zárt fővezeték -villámhárító védőzóna
A h kiszámításához a következő kifejezést kell használni:
h = A + Bh 0, (3.9)
amelyben az A és B állandókat a védelem megbízhatósági szintjétől függően határozzák meg a következő képletek szerint:
a) védelem megbízhatósága R z = 0,99
b) a védelem megbízhatósága R z = 0,999
A számított arányok akkor érvényesek, ha D> 5 m. A kábel kisebb vízszintes elmozdulásaival végzett munka nem praktikus, mivel nagy a valószínűsége annak, hogy a villám a kábelről a védett objektumra fordítva átfedésben van. Gazdasági okokból nem ajánlott zárt fővezetékű villámhárító, ha a szükséges védelmi megbízhatóság kisebb, mint 0,99.
Ha a tárgy magassága meghaladja a 30 m -t, akkor a szoftver segítségével határozzák meg a zárt felsővezeték -villámhárító magasságát. Azt is meg kell tennie egy összetett alakú zárt kontúrhoz.
Miután megválasztotta a villámhárítók védelmi zónái szerinti magasságát, ajánlott számítógépes eszközökkel ellenőrizni az áttörés tényleges valószínűségét, és nagy biztonsági tartalék esetén végezzen beállítást a villám alacsonyabb magasságának beállításával rudak.
Az alábbiakban az IEC szabványban (IEC 1024-1-1) meghatározott szabályok vonatkoznak a 60 m magasságig terjedő objektumok védőzónáinak meghatározására. A tervezés során bármilyen védelmi mód választható, azonban a gyakorlat azt mutatja, hogy az alábbi esetekben célszerű egyéni módszereket használni:
- a védőszög módszerét egyszerű szerkezetű szerkezeteknél vagy nagy szerkezetek kis részein alkalmazzák;
a fiktív gömb módszer alkalmas bonyolult formájú szerkezetekre;
általában védőháló használata javasolt, különösen a felületek védelmére.
asztal 3.8. Az I - IV. Védelmi szinteknél a védőzóna tetején lévő szögek értékei, a fiktív gömb sugarai, valamint a megengedett legnagyobb rácscellák közötti távolságok vannak megadva.
3.8. Táblázat
A villámhárítók kiszámításának paraméterei az IEC ajánlásai szerint
| Védelmi szint | Fiktív gömb sugara R, m | Injekció a, °, a villámhárító tetején különböző magasságú épületekhez h, m | Rács cellalépés, m | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 20 | 30 | 45 | 60 | |||
| én | 20 | 25 | * | * | * | 5 |
| II | 30 | 35 | 25 | * | * | 10 |
| III | 45 | 45 | 35 | 25 | * | 10 |
| IV | 60 | 55 | 45 | 35 | 25 | 20 |
_______________
* Ezekben az esetekben csak rácsok vagy próbabábu alkalmazható.
A villámhárító rudakat, árbocokat és kábeleket úgy kell elhelyezni, hogy a szerkezet minden része a szögben kialakított védőzónában legyen a a függőlegeshez. A védőszög a táblázat szerint van kiválasztva. 3.8, ahol h a villámhárító magassága a védendő felület felett.
A védőszög módszert nem alkalmazzák, ha h nagyobb, mint a fiktív gömb sugara, a táblázatban meghatározottak szerint. 3.8 a megfelelő szintű védelem érdekében.
A fiktív gömb módszerrel védelmi zónát határoznak meg a szerkezet egy részére vagy területeire, amikor a táblázat szerint. 3.4 a védőzóna védőszög általi meghatározása kizárt. Egy tárgy védettnek minősül, ha a fiktív gömbnek, amely hozzáér a villámhárító felületéhez és a síkhoz, amelyre fel van szerelve, nincs közös pontja a védett objektummal.
A háló védi a felületet, ha az alábbi feltételek teljesülnek:
- a hálóvezetők a tető szélén futnak, ha a tető túlnyúlik az épület teljes méretén;
a hálóvezető a tető gerincén halad, ha a tető lejtése meghaladja az 1/10 -et;
a szerkezet oldalsó felületeit a fiktív gömb sugaránál magasabb szinteken (lásd 3.8. táblázat) villámhárító vagy háló védi;
a rács cella mérete nem nagyobb, mint a táblázatban megadott. 3,8;
a rács úgy van kialakítva, hogy a villámáramnak mindig legalább két különböző útja van a földelő elektródához;
semmilyen fém alkatrész ne nyúljon túl a háló külső kontúrjain.
A hálóvezetőket a lehető legrövidebbre kell fektetni.
3.3.4. A gerinc és a zónán belüli kommunikációs hálózatok elektromos fémkábel-távvezetékeinek védelme
3.3.4.1. Az újonnan tervezett kábelvezetékek védelme
A fő- és zónán belüli kommunikációs hálózatok újonnan tervezett és rekonstruált kábelvonalain 1 védelmi intézkedéseket kell biztosítani azokon a területeken, ahol a sérülés valószínűsűrűsége (a veszélyes villámcsapások valószínű száma) meghaladja a táblázatban megadott megengedett értéket . 3.9.
___________________
1 Gerinchálózatok - hálózatok az információ nagy távolságokra történő továbbítására; intrazonális hálózatok - hálózatok információátvitelhez a regionális és kerületi központok között.
3.9. Táblázat
Megengedett számú veszélyes villámcsapás 100 km útvonalon évente az elektromos kommunikációs kábeleknél
| Kábel típusa | Veszélyes villámcsapások megengedett számított száma 100 km útvonalon évente n 0 | |
|---|---|---|
| hegyvidéki területeken és sziklás talajú területeken, amelyek ellenállása meghaladja az 500 Ohm -ot, és a permafrost régiókban | más területeken | |
| Szimmetrikus egy- és négytengelyes | 0,2 | 0,3 |
| Szimmetrikus 4 és 7 | 0,1 | 0,2 |
| Többpáros koaxiális | 0,1 | 0,2 |
| Zóna kommunikációs kábelek | 0,3 | 0,5 |
3.3.4.2. A meglévők közelében lefektetett új vezetékek védelme
Ha a tervezett kábelvezetéket a meglévő kábelvezeték közelében fektetik le, és az utóbbi tényleges sérüléseinek száma legalább 10 éves működés közben ismert, akkor a villámcsapás elleni védelem tervezésekor a megengedett sérülési sűrűség normája figyelembe kell venni a meglévő kábelvezeték tényleges és számított sérülékenysége közötti különbséget.
Ebben az esetben a tervezett kábelvezeték sérülésének megengedett n 0 sűrűségét úgy találjuk meg, hogy megszorozzuk a megengedett sűrűséget a táblázatból. 3.9. A meglévő kábel villámcsapás miatti kábel számított n p és tényleges n f károsodási arányáról az útvonal 100 km -enként évente:
.
3.3.4.3. A meglévő kábelvezetékek védelme
A meglévő kábelvezetékeken védintézkedéseket hajtanak végre azokon a területeken, ahol villámcsapás okozta károkat, és a védett terület hosszát a terepviszonyok határozzák meg (a domb vagy a megnövelt talajellenállással rendelkező terület hossza stb.), de legalább 100 m -t vesznek a sérülés mindkét oldalán. Ezekben az esetekben biztosítják a villámvédelmi kábelek talajba fektetését. Ha egy már védett kábelvezeték sérült, akkor a sérülés kijavítása után ellenőrzik a villámvédelmi eszközök állapotát, és csak ezt követően döntenek arról, hogy kiegészítő védelmet szerelnek fel kábelek fektetésével vagy a meglévő kábel cseréjével. jobban ellenáll a villámcsapásoknak. A védelmi munkákat a villámkár megszüntetése után azonnal el kell végezni.
3.3.5. A gerinc és a zónán belüli kommunikációs hálózatok optikai kábelátviteli vonalainak védelme
3.3.5.1. Megengedett számú veszélyes villámcsapás a gerinc és a zónán belüli kommunikációs hálózatok optikai vonalaiba
A gerinchálózat és a zónán belüli kommunikációs hálózatok tervezett optikai kábelátviteli vonalain a villámcsapás okozta károk elleni védekezést minden bizonnyal biztosítják azokon a területeken, ahol a veszélyes villámcsapások valószínű száma (a sérülések valószínű sűrűsége) meghaladja a megengedett értékeket táblázatban feltüntetett szám. 3.10.
3.10. Táblázat
Megengedett számú veszélyes villámcsapás 100 km útvonalon évente optikai kommunikációs kábelek esetén
Az optikai kábel átviteli vonalak tervezésekor a táblázatban megadottnál nem alacsonyabb villámállóságú kábeleket terveznek használni. 3.11, a kábelek céljától és a fektetési körülményektől függően. Ebben az esetben a kábelek nyílt területeken történő lefektetésekor rendkívül ritkán lehet szükség védőintézkedésekre, csak olyan területeken, ahol nagy a talajállóság és fokozott a zivatar.
3.11. Táblázat
3.3.5.3. A meglévő optikai kábelvezetékek védelme
A meglévő optikai kábel távvezetékeken védintézkedéseket hajtanak végre azokon a területeken, ahol villámcsapás okozta károkat, és a védett terület hosszát a terepviszonyok határozzák meg (egy domb vagy egy megnövelt talajállóságú terület hossza stb.) .), de a sérülés helyétől minden irányban legalább 100 m -re kell lennie. Ezekben az esetekben gondoskodni kell a védővezetékek lefektetéséről.
A védőintézkedések berendezésén végzett munkákat a villámkár megszüntetése után azonnal el kell végezni.
3.3.6. Védelem a faluban lefektetett elektromos és optikai kommunikációs kábelek villámcsapásai ellen
Kábelek telepítésekor egy településen, kivéve a kereszteződést és a 110 kV feletti feszültségű légvezetékek megközelítését, a villámcsapás elleni védelem nem biztosított.
3.3.7. Kábelek védelme az erdő szélén, szabadon álló fák, oszlopok, árbocok közelében
Az erdő szélén, valamint a 6 m -nél magasabb magasságú tárgyak (leválasztott fák, kommunikációs vonalak, tápvezetékek, villámhárító oszlopok stb.) Közelében elhelyezett kommunikációs kábelek védelme biztosított, ha a a kábel és a tárgy (vagy annak föld alatti része) kisebb, mint a táblázatban megadott távolságok. 3.12 a földi ellenállás különböző értékeihez.
3.12. Táblázat
Megengedett távolságok a kábel és a földhurok között (tartó)
4. VÉDELEM A VILÁGÍTÁS MÁSODIK HATÁSAI ELLEN
4.1. Általános rendelkezések
A 4. szakasz meghatározza az elektromos és elektronikus rendszerek villámlás másodlagos hatásai elleni védelem alapelveit, figyelembe véve az IEC (61312 szabvány) ajánlásait. Ezeket a rendszereket számos iparágban használják, amelyek meglehetősen összetett és drága berendezéseket használnak. Érzékenyebbek a villámlás hatásaira, mint a korábbi generációk eszközei, ezért különleges intézkedéseket kell hozni, hogy megvédjék őket a villámlás veszélyes hatásaitól.
Az elektromos és elektronikus rendszerek helyét különböző védelmi fokozatú zónákra kell osztani. A zónákat az elektromágneses paraméterek jelentős változása jellemzi a határokon. Általánosságban elmondható, hogy minél nagyobb a zónaszám, annál alacsonyabbak az elektromágneses mezők, áramok és feszültségek paraméterei a zónatérben.
A 0. zóna olyan zóna, ahol minden objektum közvetlen villámcsapásnak van kitéve, és ezért a teljes villámáram átfolyhat rajta. Ezen a területen az elektromágneses mező maximális értéke van.
Zóna 0 E - olyan zóna, ahol a tárgyakat nem érinti közvetlen villámcsapás, de az elektromágneses mező nem gyengül, és maximális értéke is van.
1. zóna - olyan zóna, ahol a tárgyakat nem éri közvetlen villámcsapás, és a zónán belüli összes vezető elemben az áram kisebb, mint a 0 E zónában; ezen a területen az elektromágneses mező árnyékolással csillapítható.
Más zónák vannak beállítva, ha további áramcsökkentésre és / vagy az elektromágneses tér gyengítésére van szükség; A zónák paramétereire vonatkozó követelményeket a létesítmény különböző övezeteinek védelmére vonatkozó követelményeknek megfelelően határozzák meg.
A védett tér villámvédelmi zónákra való felosztásának általános elveit az ábra mutatja. 4.1.
Az övezetek határán intézkedéseket kell hozni a határon áthaladó összes fém elem és kommunikáció árnyékolására és csatlakoztatására.
Árnyékolt csatlakozást alkalmazó két térben elkülönített 1 zóna közös zónát képezhet (4.2. Ábra).
Rizs. 4.1. Villámvédelmi zónák:
1 - ZÓNA 0 (külső környezet); 2 - 1. ZÓNA (belső elektromágneses környezet); 3 - 2. ZÓNA; 4 - 2. ZÓNA (a szekrényen belüli helyzet); 5 - 3. ZÓNA
Rizs. 4.2. Két zóna kombinálása
4.3. Árnyékolás
Az árnyékolás a fő módszer az elektromágneses interferencia csökkentésére.
Az épületszerkezet fémszerkezete paravánként használható vagy használható. Az ilyen szitaszerkezetet például a tető, a falak, az épület padlózatának acélmegerősítése, valamint a tető fémrészei, homlokzatai, acélkeretei és rácsai képezik. Ez az árnyékoló szerkezet elektromágneses pajzsot képez nyílásokkal (ablakok, ajtók, szellőzőnyílások, hálótávolság a szerelvényekben, repedések a fémhomlokzatban, nyílások az elektromos vezetékekhez stb.). Az elektromágneses mezők hatásának csökkentése érdekében a tárgy összes fém elemét elektromosan kombinálják és csatlakoztatják a villámvédelmi rendszerhez (4.3. Ábra).
Ha a kábelek a szomszédos objektumok között futnak, akkor az utóbbiak földelő kapcsolóit csatlakoztatják, hogy növeljék a párhuzamos vezetők számát, és emiatt csökkentsék a kábelekben lévő áramokat. Ezt a követelményt egy rácsföldelő rendszer jól teljesíti. Az okozott interferencia csökkentése érdekében használhatja:
- külső árnyékolás;
a kábelvezetékek racionális lefektetése;
áram- és kommunikációs vezetékek árnyékolása.
Mindezeket a tevékenységeket egyszerre lehet végrehajtani.
Ha árnyékolt kábelek vannak a védett térben, akkor azok árnyékolása mindkét végén és a zónahatáron a villámvédelmi rendszerhez van csatlakoztatva.
Az egyik tárgyról a másikra futó kábeleket teljes hosszukban fémcsövekbe, hálódobozokba vagy hálós megerősítésű vasbeton dobozokba fektetik. A csövek, csatornák és kábelpajzsok fém elemei a tárgyak meghatározott közös buszaihoz vannak csatlakoztatva. Fémdobozok vagy tálcák nem használhatók, ha a kábelpajzsok képesek elviselni a várt villámáramot.
Rizs. 4.3. Egy tárgy fém elemeinek kombinálása az elektromágneses mezők hatásának csökkentése érdekében:
1 - hegesztés a vezetékek metszéspontjain; 2 - masszív folyamatos ajtókeret; 3 - hegesztés minden rúdon
4.4. Kapcsolatok
Fém elemek csatlakoztatására van szükség a védett tárgyon belüli potenciálkülönbség csökkentése érdekében. A védett térben elhelyezkedő és a villámvédelmi zónák határait átlépő fém elemek és rendszerek csatlakoztatását a zónák határain végezzük. A bekötéseket speciális vezetékek vagy bilincsek segítségével kell elvégezni, és szükség esetén túlfeszültség -védelemmel.
4.4.1. Zóna határkapcsolatok
Az objektumhoz kívülről belépő összes vezető csatlakozik a villámvédelmi rendszerhez.
Ha külső vezetők, tápkábelek vagy kommunikációs kábelek különböző helyeken lépnek be az objektumba, és ezért több közös busz van, akkor ez utóbbiakat a legrövidebb út köti össze egy zárt földelő hurokkal vagy szerkezeti megerősítéssel és fém külső burkolattal (ha van). Ha nincs zárt földhurok, ezek a közös gyűjtősínek külön földelő elektródákhoz vannak csatlakoztatva, és külső gyűrűvezetővel vagy törött gyűrűvel vannak összekötve. Ha a külső vezetők belépnek a föld feletti tárgyba, akkor a sínek a falakon belül vagy kívül a vízszintes gyűrűs vezetékhez vannak csatlakoztatva. Ez a vezeték viszont csatlakozik az alsó vezetékekhez és szerelvényekhez.
A létesítménybe talajszinten belépő vezetékeket és kábeleket ajánlott azonos szinten csatlakoztatni a villámvédelmi rendszerhez. A közös busz a kábelek épületbe való belépési pontján a lehető legközelebb helyezkedik el a földelő kapcsolóhoz és a szerkezeti szerelvényekhez, amelyekhez csatlakoztatva van.
A gyűrűs vezeték 5 méterenként szerelvényekhez vagy egyéb árnyékoló elemekhez, például fém burkolathoz van csatlakoztatva. A réz vagy acél horganyzott elektródák minimális keresztmetszete 50 mm 2.
Az információs rendszerekkel rendelkező objektumok közös buszait, ahol a villámáramok hatását minimálisra kell csökkenteni, fémlemezekből kell készíteni, amelyek nagy számú csatlakozást tartalmaznak a szerelvényekhez vagy más árnyékoló elemekhez.
A 0 és 1 zóna határain található érintkezőcsatlakozások és túlfeszültség -védelmi eszközök esetében a táblázatban megadott áramparaméterek. 2.3. Ha több vezető van, akkor figyelembe kell venni az áramok eloszlását a vezetők között.
A földi szinten egy tárgyba belépő vezetők és kábelek esetében a villámáram általuk szállított részét megbecsülik.
A csatlakozóvezetékek keresztmetszetét a táblázat határozza meg. 4.1 és 4.2. Tab. A 4.1 pontot akkor kell használni, ha a villámáram több mint 25% -a áramlik át a vezető elemen, és táblázat. 4.2 - ha kevesebb, mint 25%.
4.1. Táblázat
Vezetők keresztmetszete, amelyen keresztül a villámáram nagy része áramlik
4.2. Táblázat
Vezetők keresztmetszete, amelyen keresztül a villámáram jelentéktelen része folyik
A túlfeszültség -védelmi eszközt úgy választják ki, hogy ellenálljon a villámáram egy részének, korlátozza a túlfeszültségeket és megszakítsa a követő áramokat a fő impulzusok után.
Az Umax maximális túlfeszültség a létesítmény bejáratánál a rendszer ellenálló feszültségével van összehangolva.
Az U max érték minimálisra csökkentése érdekében a vezetékeket minimális hosszúságú vezetőkkel kötik össze a közös busszal.
Minden vezetőképes elem, például a villámvédelmi zónák határait átlépő kábelvezetékek ezen a határon vannak összekötve. A csatlakoztatás közös buszon történik, amelyhez árnyékolás és egyéb fém elemek (például berendezések házai) is csatlakoznak.
A terminálok és a túlfeszültség-levezető eszközök esetében az aktuális paramétereket eseti alapon értékelik. A maximális túlfeszültséget minden határon össze kell hangolni a rendszer ellenálló feszültségével. A különböző zónák határain lévő túlfeszültség -védelmi eszközöket az energiahatékonyság szempontjából is összehangolják.
4.4.2. Csatlakozások a védett köteten belül
Minden jelentős méretű vezető vezető elem, mint például a felvonó sínei, daruk, fémpadlók, fém ajtókeretek, csövek, kábeltálcák, a legrövidebb út mentén a legközelebbi közös buszhoz vagy más közös összekötő elemhez van csatlakoztatva. Kívánatos további vezető elemek csatlakoztatása is.
A csatlakozóvezetékek keresztmetszetét a táblázat mutatja. 4.2. Feltételezzük, hogy a villámáramnak csak kis töredéke folyik az összekötő vezetőkben.
Az információs rendszerek minden nyitott vezető része egyetlen hálózatba van kapcsolva. Különleges esetekben előfordulhat, hogy egy ilyen hálózatnak nincs kapcsolata a földelő elektródával.
Az információs rendszerek fém alkatrészeinek, például házaknak, burkolatoknak vagy kereteknek a földelő elektróda rendszerhez történő csatlakoztatására kétféle módon van lehetőség: a csatlakozásokat radiális rendszer vagy rács formájában kell elvégezni.
Sugárirányú rendszer használatakor minden fémrésze szigetelt a földelő elektródától, kivéve az egyetlen csatlakozási pontot. Jellemzően egy ilyen rendszert viszonylag kis tárgyakhoz használnak, ahol minden elem és kábel egy ponton lép be az objektumba.
A radiális földelőrendszer csak egy ponton csatlakozik a közös földelőrendszerhez (4.4. Ábra). Ebben az esetben a berendezések közötti összes vezetéket és kábelt párhuzamosan kell vezetni a csillagképző földelő vezetékekkel, hogy csökkentse az induktivitási hurkot. Az egy ponton történő földelésnek köszönhetően a villámcsapás során megjelenő alacsony frekvenciájú áramok nem jutnak be az információs rendszerbe. Ezenkívül az információs rendszeren belüli alacsony frekvenciájú interferencia forrásai nem hoznak létre áramokat a földelőrendszerben. A vezetékeket kizárólag a potenciálkiegyenlítő rendszer középső pontján kell bevinni a védőzónába. A megadott közös pont egyben a legjobb csatlakozási pont a túlfeszültség -védelmi eszközök számára.
Háló használatakor annak fémrészei nincsenek elkülönítve az általános földelőrendszertől (4.5. Ábra). A háló számos ponton kapcsolódik a rendszerhez. Általában a hálót kiterjesztett nyitott rendszerekhez használják, ahol a berendezéseket nagyszámú különböző vezeték és kábel köti össze, és ahol különböző helyeken lépnek be a létesítménybe. Ebben az esetben a teljes rendszer alacsony impedanciájú minden frekvencián. Ezenkívül nagyszámú rövidzárlatú háló kontúr gyengíti az információs rendszer közelében lévő mágneses mezőt. A védett területen lévő eszközöket a legrövidebb távolságon keresztül több vezető köti össze egymással, valamint a védett terület fém részeivel és a területképernyővel. Ugyanakkor a készülékben rendelkezésre álló fém alkatrészeket maximálisan kihasználják, mint például a padló, a falak és a tető szerelvényei, fémrácsok, nem elektromos célú fémberendezések, például csövek, szellőző- és kábelcsatornák .
Rizs. 4.4. A tápegység és a kommunikációs vezetékek csatlakozási rajza csillag alakú potenciálkiegyenlítő rendszerrel:
1 - a védőzóna pajzsa; 2 - elektromos szigetelés; 3 - potenciálkiegyenlítő rendszer huzalja; 4 - a potenciálkiegyenlítő rendszer központi pontja; 5 - kommunikációs vezetékek, tápegység
Rizs. 4.5. A potenciálkiegyenlítő rendszer hálós végrehajtása:
1 - a védőzóna pajzsa; 2 - potenciálkiegyenlítő vezeték
Rizs. 4.6. A potenciálkiegyenlítő rendszer komplex megvalósítása:
1 - a védőzóna pajzsa; 2 - elektromos szigetelés; 3 - a potenciálkiegyenlítő rendszer középpontja
Mind a sugárirányú, mind a hálókonfiguráció összetett rendszerré kombinálható, amint az az 1. ábrán látható. 4.6. Általában, bár nem szükséges, a helyi földelő hálózatnak az általános rendszerhez való csatlakoztatását a villámvédelmi övezet határán végzik.
4.5. Földelés
A villámvédelmi földelő eszköz fő feladata, hogy a villámáram lehető legnagyobb részét (50% -át vagy többet) a földbe terelje. Az áram többi része az épületnek megfelelő kommunikáción (kábelköpenyek, vízvezetékek stb.) Keresztül áramlik. Veszélyes feszültség nem keletkezik magán a földelő elektródán. Ezt a feladatot az épület alatti és körüli hálórendszer végzi. A földelővezetékek hálóhurkot képeznek, amely összeköti a betonvasalást az alapzat alján. Ez egy általános módszer elektromágneses pajzs létrehozására az épület alján. Az épület körüli és / vagy az alapzat kerületén lévő betonban lévő gyűrűs vezeték földelő vezetékekkel van csatlakoztatva a földelő rendszerhez, általában 5 m -enként. Ezekhez a gyűrűs vezetékekhez külső földelővezeték csatlakoztatható.
Az alapzat alján található beton megerősítés csatlakozik a földelőrendszerhez. A megerősítésnek rácsot kell képeznie, általában 5 m -enként a földelőrendszerhez csatlakoztatva.
Általában 1 m -enként horganyzott acélháló használható, jellemzően 5 m széles, hegeszthető vagy mechanikusan rögzíthető a megerősítő rudakhoz. Ábrán. A 4.7. És 4.8. Példák szemhéjas földelőeszközöket mutatnak be.
A földelő kapcsoló és a csatlakozórendszer közötti kapcsolat létrehozza a földelőrendszert. A földelő rendszer fő feladata az épület és a berendezés bármely pontja közötti potenciális különbség csökkentése. Ezt a problémát úgy oldják meg, hogy nagyszámú párhuzamos utat hoznak létre a villámáramok és az indukált áramok számára, és alacsony frekvenciájú hálózatot képeznek. A többszörös és párhuzamos utak különböző rezonanciafrekvenciákkal rendelkeznek. Több frekvenciafüggő impedancia hurok egyetlen alacsony impedanciájú hálózatot hoz létre, amely zavarja a vizsgált spektrumot.
4.6. Túlfeszültség -védelmi eszközök
A túlfeszültség -védelmi eszközöket (SPD) két árnyékolózóna határának áramellátási, vezérlési, kommunikációs és távközlési vonalának metszéspontjában telepítik. Az SPD -ket összehangolják, hogy elérjék a terhelés elfogadható eloszlását közöttük a pusztulásnak való ellenállásuknak megfelelően, valamint csökkentsék a védett berendezés villámáram alatt történő megsemmisülésének valószínűségét (4.9. Ábra).
Rizs. 4.9. Példa az SPD beépítésére egy épületben
Javasoljuk, hogy az épületbe belépő áram- és kommunikációs vezetékeket egy busszal kösse össze, és az SPD -ket a lehető legközelebb kell elhelyezni. Ez különösen fontos a nem árnyékoló anyagból (fa, tégla stb.) Készült épületekben. Az SPD -ket úgy választják ki és telepítik, hogy a villámáramot elsősorban a 0 és 1 zóna határán lévő földelőrendszerre tereljék.
Mivel a villámáram energiája főként a megadott határon oszlik el, a későbbi SPD -k csak a fennmaradó energiától és az elektromágneses mező hatásaitól védenek az 1. zónában. használt.
Az erőművek szigetelésének összehangolására és a védett berendezések sérülésállóságára vonatkozó követelmények alapján ki kell választani a maximális érték alatti SPD feszültségszintet úgy, hogy a védett berendezésre gyakorolt hatás mindig a megengedett feszültség alatt legyen. Ha a sérülésekkel szembeni ellenállás szintje nem ismert, az indikatív vagy vizsgálati szintet kell használni. Az SPD -k száma a védett rendszerben a védett berendezés sérülésekkel szembeni ellenállásától és az SPD -k jellemzőitől függ.
4.7. Berendezésvédelem a meglévő épületekben
A kifinomult elektronikus berendezések növekvő használata a meglévő épületekben jobb védelmet igényel a villámlás és más elektromágneses interferencia ellen. Figyelembe veszik, hogy a meglévő épületekben a szükséges villámvédelmi intézkedéseket az épület jellemzőinek figyelembevételével választják ki, például a szerkezeti elemeket, a meglévő áramellátó és információs berendezéseket.
A védőintézkedések szükségességét és azok megválasztását a tervezés előtti kutatás szakaszában összegyűjtött kezdeti adatok alapján határozzák meg. Az ilyen adatok hozzávetőleges listáját a táblázat tartalmazza. 4,3-4,6.
4.3. Táblázat
Építési és környezeti alapadatok
| P / p No. | Jellegzetes |
|---|---|
| 1 | Építőanyag - falazat, tégla, fa, vasbeton, acélváz |
| 2 | Egy épület vagy több különálló blokk, sok csatlakozással |
| 3 | Alacsony és lapos vagy magas épület (épület méretei) |
| 4 | Össze vannak kötve a szerelvények az egész épületben? |
| 5 | A fém burkolat elektromosan csatlakozik? |
| 6 | Ablakméretek |
| 7 | Van külső villámvédelmi rendszer? |
| 8 | A külső villámvédelmi rendszer típusa és minősége |
| 9 | Talajtípus (kő, föld) |
| 10 | A szomszédos épületek földelt elemei (magasság, távolság) |
4.4. Táblázat
A berendezésre vonatkozó kezdeti adatok
| P / p No. | Jellegzetes |
|---|---|
| 1 | Bejövő vonalak (föld alatti vagy felső) |
| 2 | Antennák vagy más külső eszközök |
| 3 | Tápellátási rendszer típusa (nagyfeszültségű vagy alacsony feszültségű, föld alatti vagy feletti) |
| 4 | Kábelvezetés (függőleges szakaszok száma és helye, kábelvezetési módszer) |
| 5 | Fém kábeltálcák használata |
| 6 | Vannak elektronikus berendezések az épületen belül? |
| 7 | Vannak útmutatók más épületekhez? |
4.5. Táblázat
A berendezés jellemzői
Táblázat
További információk a védelmi koncepció megválasztásával kapcsolatban
A kockázatelemzés és a táblázatban megadott adatok alapján. 4.3–4.6., Döntés születik a villámvédelmi rendszer kiépítésének vagy rekonstrukciójának szükségességéről.
4.7.1 Védelmi intézkedések külső villámvédelmi rendszer használatakor
A fő feladat az optimális megoldás megtalálása a külső villámvédelmi rendszer és egyéb intézkedések javítására.
A külső villámvédelmi rendszer továbbfejlesztése:
- 1) a külső fémburkolat és az épület tetőjének beépítése a villámvédelmi rendszerbe;
2) további vezetők használata, ha a szerelvények az épület teljes magasságában vannak összekötve - a tetőtől a falakon át az épület földeléséig;
3) a fém lejtők közötti rések csökkenése és a villámhármas cella dőlésszögének csökkenése;
4) összekötő szalagok (rugalmas lapos vezetők) felszerelése a szomszédos, de szerkezetileg elkülönített blokkok közötti illesztéseknél. A sávok közötti távolságnak a lejtők közötti távolság felének kell lennie;
5) hosszú vezeték csatlakoztatása egyedi építőelemekkel. Jellemzően a kábeltálca minden sarkában csatlakozásra van szükség, és az összekötő csíkokat a lehető legrövidebb ideig tartják;
6) közös villámvédelmi rendszerhez csatlakoztatott külön villámhárítókkal történő védelem, ha a tető fémrészei közvetlen villámcsapás ellen védelmet igényelnek. A légterminálnak biztonságos távolságban kell lennie a megadott elemtől.
4.7.2. Védőintézkedések kábelek használatakor
A túlfeszültség csökkentésére hatékony intézkedések a racionális kábelvezetés és árnyékolás. Ezek az intézkedések annál fontosabbak, annál kevésbé védik a külső villámvédelmi rendszert.
A nagy hurkok elkerülhetők, ha a tápkábeleket és az árnyékolt kommunikációs kábeleket együtt vezetik. A pajzs mindkét végén csatlakozik a berendezéshez.
Minden további árnyékolás, például a vezetékek és kábelek vezetése fémcsövekben vagy tálcákban a padlók között, csökkenti az összekötő rendszer impedanciáját. Ezek az intézkedések a legfontosabbak magas vagy hosszú épületek esetében, vagy amikor a berendezéseknek különösen megbízhatónak kell lenniük.
Az SPD telepítésének előnyben részesített helyei a 0/1 és 0/1/2 zónák határai, amelyek az épület bejáratánál találhatók.
Általános szabály, hogy az általános csatlakozóhálózatot üzemmódban nem használják áram- vagy információáramkör visszatérő vezetőjeként.
4.7.3. Óvintézkedések antennák és egyéb berendezések használatakor
Ilyen berendezések például a különböző külső eszközök, mint például antennák, meteorológiai érzékelők, kültéri kamerák, kültéri érzékelők ipari létesítményekben (nyomás, hőmérséklet, áramlási sebesség, szelep helyzete stb.) És minden más elektromos, elektronikus és rádióberendezés, amelyek kívülre vannak felszerelve épület, árboc vagy ipari tartály.
Ha lehetséges, a villámhárítót úgy kell felszerelni, hogy a berendezés védve legyen a közvetlen villámcsapásoktól. Technológiai okokból az egyes antennák teljesen nyitva maradnak. Néhányuk beépített villámvédelmi rendszerrel rendelkezik, és sérülés nélkül ellenáll a villámcsapásnak. Más, kevésbé árnyékolt antennatípusok esetén szükség lehet egy SPD -re a tápkábelre, hogy megakadályozza a villámáram áramlását az antenna kábelén keresztül a vevőegységhez vagy az adóhoz. Ha van külső villámvédelmi rendszer, akkor az antennatartók hozzá vannak erősítve.
Az épületek közötti kábelek feszültsége megelőzhető, ha azokat csatlakoztatott fémtálcákba vagy csövekbe vezeti. Az antennához csatlakoztatott berendezéshez vezető összes kábelt egyetlen csővezetékkel kell levezetni. Fordítson maximális figyelmet a tárgy árnyékoló tulajdonságaira, és fektesse a kábeleket csőszerű elemeibe. Ha ez nem lehetséges, mint például a technológiai tartályok esetében, a kábeleket kívül kell vezetni, de a lehető legközelebb a tárgyhoz, miközben a lehető legtöbbet kell kihozni az ilyen természetes pajzsokból, például fém létrákból, csövekből stb. alakú sarkok, a kábelek a belső sarokban vannak elhelyezve a maximális természetes védelem érdekében. Végső megoldásként legalább 6 mm 2 keresztmetszetű potenciálkiegyenlítő vezetőt kell elhelyezni az antenna kábel mellett. Mindezek az intézkedések csökkentik a kábelek és az épület által kialakított hurokban az indukált feszültséget, és ennek megfelelően csökkentik a köztük lévő meghibásodás valószínűségét, vagyis annak valószínűségét, hogy a berendezés belsejében ív keletkezik a hálózat és az épület között.
4.7.4. Az épületek közötti tápkábelek és kommunikációs kábelek védelmi intézkedései
Az épületek közötti kapcsolatokat két fő típusba sorolják: fémburkolatú tápkábelek, fém (csavart érpárú, hullámvezetők, koaxiális és többmagos kábelek) és száloptikai kábelek. A védelmi intézkedések a kábeltípusoktól, azok számától és a két épület villámvédelmi rendszereinek csatlakoztatásától függenek.
A teljesen szigetelt száloptikai kábel (fém megerősítés, nedvességvédő fólia vagy acél belső vezeték nélkül) további védőintézkedések nélkül alkalmazható. Az ilyen kábel használata a legjobb megoldás, mivel teljes védelmet nyújt az elektromágneses hatásokkal szemben. Ha azonban a kábel kiterjesztett fém elemet tartalmaz (a távoli áramellátás vezetékeinek kivételével), akkor az utóbbit egy közös csatlakozórendszerhez kell csatlakoztatni az épület bejáratánál, és nem szabad közvetlenül belépnie az optikai vevőbe vagy adóba. Ha az épületek közel vannak egymáshoz, és villámvédelmi rendszereik nincsenek csatlakoztatva, akkor előnyös, ha fém elemek nélküli száloptikai kábelt használnak, hogy elkerüljék az ezekben az elemekben tapasztalható nagy áramokat és túlmelegedést. Ha van egy kábel csatlakoztatva a villámvédelmi rendszerhez, akkor egy fém elemekkel ellátott optikai kábel használható az áram egy részének elvezetésére az első kábelről.
Fémkábelek épületek között szigetelt villámvédelmi rendszerekkel. A védelmi rendszerek ezen csatlakoztatásával nagyon valószínű, hogy a kábel mindkét végén sérülések keletkeznek a villámáram áthaladása miatt. Ezért SPD -t kell felszerelni a kábel mindkét végére, és ahol lehetséges, két épület villámvédelmi rendszereit kell csatlakoztatni, és a kábelt csatlakoztatott fémtálcákba kell fektetni.
Fémkábelek épületek között, összekapcsolt villámvédelmi rendszerekkel. Az épületek közötti kábelek számától függően a védőintézkedések magukban foglalhatják a kábeltálcák összekötését több kábellel (új kábelek esetén) vagy nagy számú kábellel, mint például a vegyi előállítás esetén, árnyékolást vagy rugalmas fémtömlőket a többmagos vezérlőkábelekhez. A kábel mindkét végét a kapcsolódó villámvédelmi rendszerekhez gyakran megfelelő árnyékolással látja el, különösen akkor, ha sok kábel van, és az áram megosztott közöttük.
1. Működési és műszaki dokumentáció kidolgozása
Minden szervezetben és vállalkozásban, a tulajdonjog formájától függetlenül, ajánlott üzemeltetési és műszaki dokumentáció -készlettel rendelkezni azoknak az objektumoknak a villámvédeleméhez, amelyekhez villámvédelmi eszköz szükséges.
A villámvédelem működési és műszaki dokumentációja a következőket tartalmazza:
- magyarázó jegyzet;
villámvédelmi zónák diagramjai;
a villámhárító szerkezetek (építési rész) munkarajzai, a villámlás másodlagos megnyilvánulásai elleni védelem szerkezeti elemei, a nagy potenciálú sodródásoktól a földi és a föld alatti fémkommunikáción keresztül, a csúszó szikracsatornáktól és a talajba történő kisülésektől;
elfogadási dokumentáció (a villámvédelmi eszközök üzembe helyezésének aktái az alkalmazásokkal együtt: rejtett munkákra vonatkozó cselekmények, valamint a villámvédelmi eszközök tesztelése és a villámlás másodlagos megnyilvánulásai és a nagy potenciális sodródás elleni védelem).
A magyarázó megjegyzés a következőket tartalmazza:
- kezdeti adatok a műszaki dokumentáció kidolgozásához;
a tárgyak villámvédelemének elfogadott módszerei;
a védőzónák, a földelő elektródák, a levezető és a villámlás másodlagos megnyilvánulásai elleni védőelemek számítása.
A magyarázó megjegyzés megjelöli azt a vállalatot, amely kidolgozta az üzemeltetési és műszaki dokumentáció készletet, annak kidolgozásának alapját, a jelenlegi szabályozási dokumentumok és műszaki dokumentációk listáját, amelyek a projekten végzett munkát irányították, a tervezett eszközre vonatkozó speciális követelményeket.
A villámvédelem tervezéséhez szükséges kezdeti adatok a következők:
- a létesítmények főterve, amely jelzi a villámvédelemnek kitett összes létesítmény, az utak és vasutak, a földi és a föld alatti kommunikáció helyét (fűtővezetékek, technológiai és vízvezeték -vezetékek, elektromos kábelek és vezetékek bármilyen célra stb.);
az egyes objektumok villámvédelmi kategóriái;
a védett épületek és építmények területén tapasztalható éghajlati viszonyokra vonatkozó adatok (zivatar aktivitásának intenzitása, nagysebességű szélnyomás, jégfalvastagság stb.), a talaj jellemzői, amely jelzi a talaj szerkezetét, agresszivitását és típusát, a talajvíz szintje;
a talaj fajlagos elektromos ellenállása (Ohm · m) a tárgyak helyén.
A "Tárgyak villámvédelemének elfogadott módszerei" szakasz ismerteti az épületek és szerkezetek védelmének kiválasztott módszereit a villámcsatornával való közvetlen érintkezéstől, a villámlás másodlagos megnyilvánulásait és a nagy potenciálú sodródásokat a földi és a föld alatti fémkommunikáción keresztül.
Az ugyanazon szabvány vagy újrafelhasználható projekt szerint épített (tervezett) objektumok, amelyek azonos építési jellemzőkkel és geometriai méretekkel és ugyanazzal a villámvédelmi eszközzel rendelkeznek, egy általános sémával és villámvédelmi zónák számításával rendelkezhetnek. Ezeknek a védett objektumoknak a listája az egyik szerkezet védőzónájának diagramján látható.
Amikor a védelem megbízhatóságát szoftver segítségével ellenőrzik, a számítógépes számítások adatait a tervezési lehetőségek összefoglalója formájában mutatják be, és következtetést vonnak le azok hatékonyságáról.
A műszaki dokumentáció kidolgozása során javasolt a villámhárítók és a földelőelektródák szabványos kialakításainak és a villámvédelem szabványos munkarajzainak maximális kihasználása. Ha lehetetlen szabványos villámvédelmi berendezéseket használni, akkor kidolgozhatók az egyes elemek munkarajzai: alapok, támaszok, villámhárítók, levezetők, földelő elektródák.
A műszaki dokumentáció mennyiségének csökkentése és az építési költségek csökkentése érdekében ajánlatos a villámvédelmi projekteket ötvözni az általános építési munkákhoz és a vízvezeték- és elektromos berendezések beszereléséhez szükséges munkarajzokkal annak érdekében, hogy a vízvezeték -kommunikációt és a földelő elektródákat villamos készülékekhez használják. védelem.
2. A villámvédelmi eszközök üzembe helyezésének eljárása
Az építéssel (rekonstrukcióval) befejezett objektumok villámvédelmi eszközeit a munkabizottság elfogadja üzemeltetésre, és azokat a technológiai berendezések beszerelése, a berendezések és értékes ingatlanok épületekbe és építményekbe történő beszállítása és átadása előtt átadja a megrendelőnek.
A villámvédelmi eszközök átvételét az üzemeltetési létesítményekben egy munkabizottság végzi.
A munkabizottság összetételét a megrendelő határozza meg. A munkabizottság általában a következők képviselőiből áll:
- felelős az elektromos berendezésekért;
vállalkozói szervezet;
tűzvédelmi ellenőrzések.
A munkabizottság a következő dokumentumokkal rendelkezik:
- a villámvédelmi eszközök jóváhagyott projektjei;
a rejtett munkákra vonatkozó tanúsítványok (a földelővezetékek és a levezetővezetékek eszközén és telepítésén, hozzáférhetetlenek az ellenőrzéshez);
a villámvédelmi eszközök tesztelése, valamint a villámlás másodlagos megnyilvánulásai és a nagy potenciál sodródása elleni védekezés a földi és földalatti fémkommunikáción keresztül (adatok az összes földelő elektróda ellenállásáról, a villámhárítók beszerelésének vizsgálata és ellenőrzése, vezetők, földelő elektródák, azok rögzítőelemei, az áramvezető elemek közötti elektromos kapcsolatok megbízhatósága stb.).
A munkavédelmi bizottság elvégzi a villámvédelmi eszközök telepítésével kapcsolatos befejezett építési és szerelési munkák teljes körű ellenőrzését és ellenőrzését.
Az újonnan épített létesítmények villámvédelmi eszközeinek elfogadását a villámvédelmi berendezések berendezéseinek átvételével formalizálják. A villámvédelmi berendezések üzembe helyezését rendszerint az illetékes állami ellenőrzési és felügyeleti szervek törvényei-engedélyei formálják.
A villámvédelmi berendezések üzembe helyezése után a villámvédelmi eszközök útlevelét és a villámvédelmi eszközök földelő elektródjainak útlevelét állítják ki, amelyeket az elektromos rendszerért felelős személy őriz meg.
A szervezet vezetője által jóváhagyott aktusokat, valamint a rejtett munkára és a mérési protokollokra vonatkozó benyújtott aktusokat a villámvédelmi eszközök útlevele tartalmazza.
3. Villámvédelmi eszközök működése
Az épületek, építmények és tárgyak külső berendezéseinek villámvédelmi eszközeit a fogyasztók elektromos berendezéseinek műszaki üzemeltetésére vonatkozó szabályoknak és ezen utasítás utasításainak megfelelően kell üzemeltetni. A tárgyak villámvédelmi eszközeinek működtetése a szükséges szervizelhetőség és megbízhatóság állapotának fenntartása.
A villámvédelmi eszközök működésének folyamatos megbízhatósága érdekében minden évben a zivatar szezon kezdete előtt minden villámvédelmi eszközt ellenőriznek és ellenőriznek.
Az ellenőrzéseket a villámvédelmi rendszer telepítése után is elvégzik, a villámvédelmi rendszer bármilyen módosítása után, a védett tárgy sérülése után. Minden ellenőrzést a munkaprogramnak megfelelően hajtanak végre.
Az MZS állapotának ellenőrzéséhez meg kell adni az ellenőrzés okát, és a következőket kell megszervezni:
- bizottság az MZS ellenőrzésére a villámvédelem ellenőrzésére szolgáló bizottság tagjainak funkcionális feladatainak megjelölésével;
a szükséges mérésekkel foglalkozó munkacsoport;
az ellenőrzés időzítése.
A villámvédelmi eszközök ellenőrzése és tesztelése során ajánlott:
- szemrevételezéssel (távcső segítségével) ellenőrizze a villámhárítók és a levezető vezetők épségét, azok csatlakoztatásának és az árbocokhoz való rögzítésének megbízhatóságát;
- azonosítani a villámvédelmi eszközök elemeit, amelyek mechanikai szilárdságuk megsértése miatt cserét vagy javítást igényelnek;
- határozza meg a villámvédelmi eszközök egyes elemeinek korróziópusztulásának mértékét, tegyen intézkedéseket a korrózióvédelem és a korrózió által károsodott elemek megerősítése érdekében;
- ellenőrizze a villámvédelmi eszközök minden eleme feszültség alatt álló részei közötti elektromos kapcsolatok megbízhatóságát;
- ellenőrzi a villámvédelmi eszközök megfelelőségét a létesítmények rendeltetésének, és az előző időszak építési vagy technológiai változásai esetén felvázolja a villámvédelem korszerűsítésére és rekonstrukciójára vonatkozó intézkedéseket ezen utasítás előírásainak megfelelően;
- tisztázza a villámvédelmi eszközök végrehajtó áramkörét, és meghatározza a villámáram útjait, amelyek elemein keresztül terjednek villámcsapás közben a villámcsapás villámrúdba történő szimulálásának módszerével, a villámhárító és a távvezérlő között összekapcsolt speciális mérőkomplexum segítségével áramelektród;
- az impulzusáram terjedésével szembeni ellenállás értékének mérése "ampermérő-voltmérő" módszerrel egy speciális mérőkomplexum segítségével;
- villámcsapás során mérni az áramellátó hálózatokban az impulzus túlfeszültségek értékeit, a potenciális eloszlást a fémszerkezetek és az épület földelő rendszere között úgy, hogy villámcsapást villámrúdba szimulálnak egy speciális mérőkomplexum segítségével;
|
- a villámcsapás helyének közelében lévő elektromágneses mezők értékének mérése a villámcsapás villámrúdba történő szimulálásával speciális antennák segítségével;
- ellenőrizze a villámvédelmi eszközökhöz szükséges dokumentáció rendelkezésre állását.
Valamennyi mesterséges földelővezetéket, levezetővezetéket és csatlakozóhelyeiket időszakos ellenőrzésnek kell alávetni, hat éven belül fel kell nyitni (az I. kategóriájú objektumok esetében); ugyanakkor évente a teljes számuk legfeljebb 20% -át ellenőrzik. A korrodált földelőelektródákat és levezetőket újakra kell cserélni, ha azok keresztmetszeti területe több mint 25%-kal csökken.
A villámvédelmi eszközök rendkívüli ellenőrzését természeti katasztrófák (hurrikán szél, árvíz, földrengés, tűz) és rendkívüli intenzitású zivatarok után kell elvégezni.
A villámvédelmi eszközök földelési ellenállásának rendkívüli méréseit a javítási munkák befejezése után kell elvégezni mind a villámvédelmi eszközökön, mind a védett tárgyakon és azok közelében.
Az ellenőrzések eredményeit törvények alkotják, útlevelekbe és a villámvédelmi eszközök állapotának rögzítésére szolgáló naplóba írják be.
A kapott adatok alapján tervet készítenek az ellenőrzések és vizsgálatok során feltárt villámvédelmi eszközök hibáinak kijavítására és kiküszöbölésére.
A védett épületek és objektumok, villámvédelmi eszközök közelében, valamint azok közelében végzett földmunkákat általában az üzemeltető szervezet engedélyével végzik, amely kijelöli a villámvédelmi eszközök biztonságát felügyelő felelős személyeket.
Zivatar idején a villámvédelmi eszközökön és azok közelében nem végeznek munkát.
Leírás:
Állapot: aktuális (A Rostechnadzor Villamosenergia-ipari Felügyeleti Osztályának 2004. december 1-i levele 10-03-04 / 182 "Az RD 34.21.122-87 és a SO 153-34.21.122-2003 együttes alkalmazásáról" magyarázata: A tervező szervezeteknek jogukban áll használni az alapvonal meghatározását és a védőintézkedések kidolgozásakor az említett utasítások bármelyikének helyzetét vagy azok kombinációját.)
Kijelölés: SO 153-34.21.122-2003
Orosz név: Utasítások az épületek, építmények és ipari kommunikációk villámvédelmi eszközéhez
Bevezetés dátuma: 2003-06-30
Fejlesztve: TISC ORGRES
Jóváhagyva: Oroszország Energiaügyi Minisztériuma (2003.06.30.)
Alkalmazási kör és feltételek: Az épületek, építmények és ipari kommunikációk villámvédelmére szolgáló eszközre vonatkozó utasítások minden típusú épületre, szerkezetre és ipari kommunikációra vonatkoznak, függetlenül az osztályok hovatartozásától és a tulajdonjog formájától.
Az utasítás célja a projektek fejlesztése, építése, üzemeltetése, valamint az épületek, építmények és ipari kommunikációk rekonstrukciója.
Abban az esetben, ha az iparági szabályozási dokumentumok követelményei szigorúbbak, mint ebben az utasításban, a villámvédelem kidolgozásakor ajánlott teljesíteni az ipari követelményeket. Akkor is ajánlott, ha az Utasítás utasításait nem lehet kombinálni a védett objektum technológiai jellemzőivel. Ebben az esetben a villámvédelem eszközeit és módszereit az előírt megbízhatóság biztosításának feltételei alapján választják ki.
Helyettesíti: RD 34.21.122-87 "Utasítások az épületek és építmények villámvédelemének elrendezésére"
Kézikönyv az RD 34.21.122-87 "Kézikönyv" Útmutató az épületek és építmények villámvédelemének elrendezéséhez ""
Tartalomjegyzék: 1. Bemutatkozás
2 Általános
2.1 Feltételek és meghatározások
2.2 Az épületek és építmények villámvédelmi eszköz szerinti osztályozása
2.3 A villámáram paraméterei
1 A villámáramok hatásainak osztályozása
2.3.2 A villámáram paraméterei a közvetlen villámcsapás elleni védekezési eszközök szabványosítására javasoltak
2.3.3 A villám sűrűsége a földbe csap
2.3.4 A villámáram paraméterei, amelyeket a villám elektromágneses hatása elleni védekezési eszközök szabványosítására javasoltak
3 Védelem a közvetlen villámcsapás ellen
3.1 Villámvédelmi eszközök komplexuma
3.2 Külső villámvédelmi rendszer
3.2.1 Villámhárítók
3.2.2 Buszok
3.2.3 Földelő kapcsolók
3.2.4 A külső MZS elemeinek rögzítése és csatlakoztatása
3.3 Villámhárítók kiválasztása
3.3.1 Általános szempontok
3.3.2 Tipikus védőzónák a rúd és a vezetékes villámhárítók számára
3.3.3 A védőzónák meghatározása az IEC ajánlásai szerint
3.3.4 A gerinchálózat és a zónán belüli kommunikációs hálózatok elektromos fémkábel-távvezetékeinek védelme
3.3.5 A gerinchálózat és a zónán belüli kommunikációs hálózatok optikai kábelátviteli vonalainak védelme
3.3.6 Védelem a faluban lefektetett elektromos és optikai kommunikációs kábelek villámcsapásai ellen
3.3.7 Az erdő szélén, szabadon álló fák, oszlopok, árbocok közelében lefektetett kábelek védelme
4 Védelem a villámlás másodlagos hatásai ellen
4.1 Általános
4.2 Villámvédelmi zónák
4.3 Árnyékolás
4.4 Csatlakozások
4.4.1 Csatlakozások a zónahatáron
4.4.2 Csatlakozások a védett területen belül
4.5 Földelés
4.6 Túlfeszültség -védelem
4.7 A meglévő épületek berendezéseinek védelme
4.7.1 Védelmi intézkedések külső villámvédelmi rendszer használatakor
4.7.2 Védőintézkedések kábelek használatakor
4.7.3 Óvintézkedések antennák és egyéb berendezések használatakor
4.7.4 Az épületek közötti táp- és kommunikációs kábelek védelmi intézkedései
5 Ajánlások az üzemeltetési és műszaki dokumentációhoz, a villámvédelmi eszközök üzembe helyezésének és üzemeltetésének eljárása
A dokumentum szövege SO 153-34.21.122-2003
UTASÍTÁSOK A VILÁGÍTÁSVÉDELMI BERENDEZÉSEKHEZ
problémákat okozott a tervezőknek
Az utóbbi időben a villámvédelem problémája egyre sürgetőbbé válik. A fontos tárgyak közvetlen villámcsapás elleni védelme (külső villámvédelmi eszközök) mellett megnövekedtek a másodlagos villámhatások elleni védelmet biztosító belső villámvédelmi eszközök követelményei.
2003-ban lépett hatályba az "Utasítások az épületek, építmények és ipari kommunikációk villámvédeleméről" SO 153-34.21.122-2003. Moszkvai szerzőink úgy vélik, hogy az új dokumentum nem oldotta meg a tervezők előtt álló összetett problémákat.
Mihail Kuznyecov, Ph.D.
Mihail Matvejev, Ph.D.
Szergej Noskov LLC "EZOP", Moszkva
Jelenleg nagyszámú, villámvédelemmel szemben támasztott követelményeket kielégítő létesítményt építenek és rekonstruálnak: erőműveket (ES), különösen atomerőműveket (atomerőműveket), alállomásokat (SS), az olaj- és gázipar objektumait, szállítást, kommunikációt stb.
Sok objektum működését ma mikroprocesszoros (MP) berendezések biztosítják, amelyek érzékenyek az impulzusos elektromágneses interferenciára (többek között villámkisülés során keletkeznek). Az MP berendezések egyre fontosabb funkciókat látnak el. Például már telepítik, mint a nukleáris reaktorok vezérlőrendszereinek és biztonsági rendszereinek fő elemeit. Ezért a "villámvédelem" fogalma a jelenlegi helyzethez képest kibővült. A villámvédelem két, egymással összefüggő komponensre osztható: a villámlás elsődleges és másodlagos megnyilvánulásai elleni védelemre.
Az elsődleges megnyilvánulások elleni védelem csak egy külső villámvédelmi és földelő rendszert tartalmaz, amely ténylegesen védi az objektumot a közvetlen kisüléstől (ami emberek halálához, a fő berendezés károsodásához, tűzhöz, robbanáshoz stb.) Vezethet, és leeresztheti a a villámáram fő része a földelő elektródába. A villámlás másodlagos megnyilvánulásai elleni védelem magában foglalja azokat az eszközöket, amelyek megvédik az érzékeny berendezéseket és áramköreiket a közeli villámkisülésből eredő „földek” közötti impulzuspotenciál -különbségektől. A villámlás másodlagos megnyilvánulásai elleni védelem magában foglalja a berendezéseket és azok áramköreit érintő elektromágneses mezők árnyékolásának eszközeit is.
Meglévő NTD a villámvédelemről
A villámvédelem megszervezésére vonatkozó fokozott követelmények megfelelő mérlegelést igényelnek a műszaki dokumentáció szintjén. A villámvédelmi rendszerek tervezésére vonatkozó hagyományosan használt dokumentumok, például az RD 34.21.122-87 "Útmutató az épületek és építmények villámvédelem elrendezéséhez" (a továbbiakban Utasítások - 1) lehetővé tették a villámvédelmi rendszer tervezését. oly módon, hogy kellően megvédje a tárgyat a villámlás elsődleges megnyilvánulásaitól: közvetlen villámcsapások, átfedések stb.
Ugyanakkor az MP -berendezések és a kábelvezetékek villámcsapás másodlagos megnyilvánulásaitól való védelmének kérdései rosszul voltak megfontolva. Ezért régóta esedékes olyan dokumentum létrehozása, amely szabályozza az MP berendezések és áramköreik túlfeszültségekkel és mezőkkel szembeni védelmét, amelyek akkor keletkeznek, amikor villámáram áramlik át a villámvédelmi rendszerek elemein és egy földelő eszközön. Feltételezték, hogy az új dokumentum - "Utasítások az épületek, építmények és ipari kommunikációk villámvédeleméről" SO 153-34.21.122-2003 (a továbbiakban - 2. utasítás) megoldja a felhalmozott problémákat. Ezenkívül megjelenésekor már léteztek a villámvédelemre vonatkozó külföldi szabványok (IEC 61312 és IEC 61024). A hazai dokumentumnak ideális esetben az IEC anyagait kellett volna felhasználnia és konkretizálnia, mivel először is a villámvédelem és általában az EMC problémáit külföldön részletesebben dolgozták fel, mint Oroszországban, másodsorban pedig a 2. utasítás közzétételekor , elegendő tapasztalatot kellett volna felhalmozni. ezen IEC szabványok használata. Azonban aligha lenne túlzás azt állítani, hogy a 2. utasítás nem váltotta be ezeket az elvárásokat.
Még a 2. utasítás áttekintése során is feltűnő a villámlás másodlagos megnyilvánulásai elleni védelemről szóló szakasz sokkal kisebb térfogata az IEC -hez képest. Az egyetlen dolog, amit megtettek, az volt, hogy az IEC 61312 -ből külön záradékokat rögzítettek, például alapvető információkat adtak a védelmi zóna fogalmáról, az árnyékolásról és a földelésről. Az előadás minimális részletességgel zajlik, ami megnehezíti a 2. utasítás rendelkezéseinek alkalmazását a tervezési gyakorlatban. Nemcsak nem hozta az IEC 61312 ajánlásait olyan specifikusságra, amely lehetővé tenné a dokumentum hatékony használatát a tervezési gyakorlatban, de elvesztette az 1. utasítás számos pozitív tulajdonságát is.
Így például a 2. utasítás nem tartalmaz módszert a villámhárító szerkezetektől a védett objektumokig a minimális távolság meghatározására az átfedés hiánya (másodlagos villámkisülés) körülményei között.
Ennek eredményeként a tervezők által várt dokumentum, bármennyire is sértően hangzik, először nyugaton jelent meg (IEC-62305). Ebben a terjedelmes (5 kötet!) Szabványban a villámlás elsődleges és másodlagos megnyilvánulásai elleni védelem számos aspektusát figyelembe veszik, és részletes ajánlásokat adnak, amelyek további kutatások nélkül használhatók. Természetesen az IEC-62305 nem nélkülözi hátrányait. Tehát az objektumba történő villámcsapások átlagos éves számának felmérésére szolgáló módszertanban az objektumok elhelyezkedésének empirikus együtthatóit javasolják, amelyek használata nem mindig ad megfelelő eredményeket. De általában ez a dokumentum sokkal részletesebb és logikusabb, mint a 2. utasítás.
JELLEMZŐK A 153-34.21.122-2003
Dokumentum állapota
Annak érdekében, hogy ne legyen alaptalan, ebben a cikkben megvizsgáljuk a 2. utasítással kapcsolatos néhány problémát. Valójában a kérdés már a dokumentum állapota. A 2. utasítás 2003 -as kiadása után kétértelmű helyzet alakult ki. A korábban használt 1. utasítást (és az ezen alapuló iparági dokumentumokat) hivatalosan nem törölték.
A 2. utasítás legelső mondata: „Az utasítás minden típusú épületre, építményre és ipari kommunikációra vonatkozik, függetlenül az osztályok hovatartozásától és a tulajdonjog formájától” több, mint egy merész kijelentés, tekintettel arra, hogy a dokumentumot végzéssel hagyták jóvá az Energiaügyi Minisztérium és pontosan az ipari szabvány.
Amint a gyakorlat azt mutatta, más iparágakban ezt a dokumentumot rosszul használják. De még a 2. utasítás alkalmazása a villamosenergia -iparban sem mindig lehetséges.
Vegyünk egy példát egy rekonstruált objektumra (ES vagy alállomás), amelyen a kültéri kapcsolóberendezés egy részét befejezik. Íme egy idézet: "Az utasítás célja a projektek fejlesztése, építése, üzemeltetése, valamint az épületek, szerkezetek és ipari kommunikációk rekonstrukciója." Ezután rekonstruálni kell az objektum formálisan meglévő részét (amelyet korábbi dokumentumok szerint terveztek, és nem felel meg a 2. utasítás követelményeinek), ami nem mindig reális.
De még akkor is, ha a létesítmény meglévő része változatlan marad, az új cellák villámvédelmét a 2. utasítás követelményeinek megfelelően kell megtervezni. Ugyanakkor nem világos, hogyan kell kiszámítani a villámhárítók kölcsönhatását a meglévőkön. és a létesítmény új részei.
Ezen a zűrzavaron kívül kiderült, hogy a 2. utasítás nemcsak hogy nem felel meg a modern követelményeknek (a villámcsapások másodlagos megnyilvánulásai elleni védelem kérdései, a robbanás- és tűzveszélyes tárgyak villámvédelemének sajátosságait szinte nem veszik figyelembe), hanem pontatlanságok, amelyek megnehezítik a villámvédelmi rendszerek tervezését. Ezért sok iparágban továbbra is használják az 1. utasítást (például az OJSC Gazprom létesítményeihez), vagy saját ipari szabványokat dolgoztak ki (például az OJSC AK Transneft létesítményeire).
Tárgyvédelmi szint és kockázatértékelés
Nézzük először a legfontosabb kérdést, amely meghatározza az adott létesítmény villámvédelemmel kapcsolatos specifikus műszaki megoldások megválasztását. A kockázatok felmérésére és annak eredményei alapján a létesítmény sajátosságainak megfelelő védelmi szint és villámáram paraméterek megválasztásáról szóló eljárásról beszélünk.
Valójában a legtöbb esetben alapvetően lehetetlen 100% -os villámvédelmet biztosítani a földi tárgyak számára. Lehetséges azonban a létesítmény egészének és alrendszereinek működésében bekövetkező balesetek, károk vagy meghibásodások valószínűségét egy bizonyos elfogadható minimumra csökkenteni. Ugyanakkor természetesen a villámvédelem biztosításának költségeit az esetleges kockázathoz kell kötni.
Tehát nincs értelme viszonylag drága túlfeszültség -védelmi eszközöket (SPD) telepíteni, és speciális árnyékolást biztosítani a berendezésekhez, amelyek költsége alacsony, és a meghibásodás nem vezet súlyos következményekhez. Sokkal könnyebb kicserélni az ilyen berendezéseket meghibásodás esetén, mondjuk 40-50 évente egyszer. De ha az ilyen berendezés biztosítja az atomerőművek biztonsági rendszereinek zavartalan működését, akkor védőintézkedések indokoltak lesznek, amelyek sokkal drágábbak, mint maga a berendezés.
A védelem megbízhatóságára és a villámáram -impulzusok paramétereire vonatkozó követelmények meghatározásának alapjául szolgáló tényezők a következők: az objektum fontossága, a működésének meghibásodásának gazdasági és társadalmi következményei, a geometria és az élettartam, a vihar helyének régiójában stb. A 2. utasítás csak általános jelzést ad arra vonatkozóan, hogy kockázatértékelést kell végezni.
Ugyanakkor felkérik a tervezőket, hogy önállóan válasszák ki a védelmi szintet. Az objektumok javasolt típusokra való felosztása túl felületes: az objektumokat hétköznapi és különlegesekre osztják.
Minden erőmű különlegesnek minősül, míg az alállomások nyilvánvalóan rendes létesítményeknek minősülnek. Pontosabban nehéz megmondani, tk. a dokumentumban szereplő táblázat nem teljes. Vegyünk egy példát: egy kis vízerőmű vagy hőerőmű, amelyet egy vállalatnál építettek, hogy csökkentsék a villamos energiáért fizetett külső kifizetéseket, és egyrészt a moszkvai 500 kV -os Chagino alállomás. Ha egy ilyen vízerőmű (TPP) működésének zavara rövid távú és eltávolítható kellemetlenségeket okoz a vállalat külső áramellátására való átállás során, akkor a gyakorlat szerint baleset következhet be egy 500 kV-os alállomáson. látható, sokkal súlyosabb következményekkel jár.
Ezenkívül nem világos az 2. utasítás szövegéből, hogy milyen szintű védelmet kell kialakítani az erőművek villámvédelmi rendszerének; minden speciális objektum esetében csak a 0,9–0,999 tartomány van megadva. De a 0,999 -es védelmi szinttel tervezett villámvédelmi rendszer költsége nagyságrenddel magasabb lehet, mint a 0,9 -es szintű villámvédelmi rendszer költsége.
Valamilyen oknál fogva még a villámáram paraméterei sem, a megbízhatóság szintjétől függően, nincsenek megadva a speciális tárgyakhoz. A hétköznapi objektumokra vonatkozó megbízhatósági szintek táblázata szintén nem ad választ arra a kérdésre, hogy melyik megbízhatósági szintet és milyen villámáramot kell használni a számítások során egy adott létesítményre, és elsősorban az alállomásokra. Hogy megértsük a kérdés megválaszolásának fontosságát, íme két példa.
1. Egy 500 kV -os, több száz méteres lineáris mérettel rendelkező alállomás esetében, amely 80-100 órás zivatartevékenységű területen található, az évente várható villámcsapások száma 2-3 lesz. Ha egy ilyen alállomáshoz 0,9 megbízhatóságú villámvédelmi rendszert terveznek, akkor átlagosan 5 évente egyszer villámtörés következik be a villámvédelmi rendszeren keresztül, azaz fújja közvetlenül az elsődleges berendezésbe. Nyilvánvaló, hogy egy ilyen alállomáshoz a villámvédelmi rendszert legalább 0,99 -es megbízhatósággal kell megépíteni. Ezenkívül nem elegendő a 100 kA -os villámáram használata a számítások során, mivel az alállomás teljes élettartama alatt a teljes rekonstrukció előtt az alállomás területére legalább egy 130 kA áramú kisülés valószínű. A meghatározott értékelést az adott aktuális értékű villámcsapás valószínűségére vonatkozó adatok alapján végezték el.
2. 110 kV -os alállomáshoz, például a 15. épület GIS alapján készült. 20 méterre, a városközpontban, 20-40 órás zivatarral rendelkező területen, a villámcsapások várható száma 35 év múlva megközelítőleg egy kisülés lesz. Természetesen egy ilyen alállomásnál (figyelembe véve az élettartamot) a 0,8 -as védelmi szint több mint elegendő lesz, és a 2. utasítás szerint vett 100 kA -os villámáram nyilvánvaló "visszaállítás" lesz. Így például az 50 kA -nál nagyobb áramú kisülés átlagosan 150–300 évente egyszer következik be (a becslés az itt megadott adatokon alapul). Természetesen egy ilyen alállomás számára gazdaságilag célszerű alacsonyabb villámáramokra (például 25-30 kA) épülő villámvédelmi rendszert építeni.
Tehát a villámvédelmi rendszer helyes megtervezéséhez (kellő megbízhatósággal, de "újbóli lerakás" nélkül) fel kell mérni a kockázatokat, ki kell választani a villámvédelem szintjét és meg kell határozni a villámáram amplitúdóját a védett objektum rendeltetésétől, az objektumon lévő felszerelés időtartamától, a villámcsapások várható számától és egyéb tényezőktől függően. A 2. utasításban azonban ilyen technika teljesen hiányzik.
Ezenkívül ez a dokumentum nem tartalmaz módszertant az objektumba történő villámcsapások számának meghatározására, annak geometriai paramétereitől (szélesség, hossz, épületek és szerkezetek magassága) és elhelyezkedésétől függően. Nincs is módszer a villámáram elfogadott értékének meghatározására. Meg kell jegyezni, hogy a villámvédelemről szóló IEC-62305 szabványban ezeket a kérdéseket sokkal részletesebben vizsgálják, még az 1. utasításban is figyelmet fordítanak erre a kérdésre.
A védőzónák kiszámításának módszertana
A 2. utasítás legkritikusabb hátránya a tényleges módszertan a rúd és a felsővezetékes villámhárítók tipikus védelmi zónáinak kiszámítására. A javasolt technika csak az azonos magasságú villámhárítók jelenlétét feltételezi. Nincs módszertan a különböző magasságú villámhárítók (rúd, felsővezeték) védőzónáinak kiszámítására. Tekintettel arra, hogy a valóságban a villámvédelmet gyakran pontosan különböző magasságú villámhárítók szervezik (az alállomásokon, akár ugyanazon kültéri kapcsolóberendezésen belül, különböző magasságú villámhárítók is elhelyezhetők - például portálokon és fényszóróoszlopokon), arra a következtetésre jut, hogy a 2. utasítás alkalmatlan sok objektum villámvédelmi zónájának kiszámítására. Meg kell jegyezni, hogy az 1. utasítás és még inkább az IEC-62305 mentes ettől a hátránytól.
A 2. utasításból származó mondat: "Villámvédelem tervezése esetén közönséges tárgyra, a védőzónákat a védőszög vagy az IEC szabvány (IEC 1024) szerinti gördülő gömb módszerrel lehet meghatározni, feltéve, hogy a Az IEC tervezési követelményei szigorúbbak, mint az utasítás követelményei "nem oldja meg a problémát ... Valóban, mivel a 2. utasítás eltérő magasságú tárgyakra vonatkozó követelményei hiányoznak, továbbra sem működik az IEC szabvány használata.
Még az azonos magasságú villámhárítók esetében is a tervezőnek az IEC használatának igazolása érdekében mindkét módszer szerint számításokat kell végeznie a követelmények összehasonlítása és a szigorúbbak biztosítása érdekében. De a legkevésbé szerencsések különleges tárgyak voltak, amelyek villámvédelmét csak a 2. utasítás szerint lehet kiszámítani, mivel ilyen objektumoknál a villámhárítók általában különböző magasságúak. Például az atomerőművi egységek épületeinek csövei és az atomerőművek kapcsolóberendezésének villámhárítói többszörösen különböznek. Kiderül, hogy egy atomerőműnél a villámvédelem helyes számítását általában lehetetlen elvégezni!
A 2. utasítás másik jelentős hátránya, hogy nincs mód a villámvédelmi zóna számítására több mint két villámhárító jelenlétében. A javasolt módszer szerint csak egy pár villámhárító által kialakított védelmi zóna határozható meg.
Nyilvánvaló, hogy ha három villámhárító védőzónáját csak az egyes párok által kialakított villámvédelmi zónák átfedése alapján építi fel, akkor a legtöbb esetben a háromszög közepén található zóna (amelyet a villámhárítók alkotnak) nem kell lefedni.
A megadott zóna teljes átfedése csak akkor lesz, ha a védelem magasságában az összes párosan kialakított zóna metszi egymást. Ez lehetséges például abban az esetben, amikor a szabályos háromszöget alkotó árbocok legfeljebb 2r x távolságban vannak (két átfedési zóna két sugara adott magasságban, 1. ábra) egymástól.
Például tegyük fel a következő esetet: ha 30 méter magas árbocok 15 méter magas területet akarnak lefedni, akkor az oszlopoknak (például egy szabályos háromszög tetején) kell elhelyezniük egymástól 18 méterre. védelmi szint 0,99 és legfeljebb 10 méter távolságban 0,999 védelmi szinten. Ebben az esetben szó szerint ragasztania kell a tárgyat árbocokkal, hogy megvédje azt a fenti módszer szerint. De ekkor a villámhárítók elkerülhetetlenül a másodlagos áramkörök, az elektronikus berendezések helyei stb. Közvetlen közelében találják magukat, ami önmagában is komoly problémákhoz vezet.
Megjegyzendő, hogy az 1. utasításban megoldották a több (kettőnél több) villámhárító zónák kialakításának kérdését. Emlékezzünk vissza, hogy az alábbiakat mondta: "A fő feltétele egy vagy több h x magasságú objektum védelmének, az A és B zónának megfelelő megbízhatósággal, az r cx> 0 egyenlőtlenség teljesülése minden páronként vett villámhárító esetén." Ez azt jelenti, hogy ha mindegyik villámhárítópár adott magasságban lép kölcsönhatásba (azaz közös zónát képez, és nem két külön védőzónát), akkor a párosított zónák közötti zóna blokkolva lesz a közvetlen villámcsapástól ugyanabban a meghatározott magasságban.
Inkonzisztenciák a CRM és az IEC között
Mivel a 2. utasítás elemzésekor folyamatosan hivatkoznunk kell az IEC-62305 szabványra, helyénvalónak tűnik más következetlenségeikre hivatkozni annak érdekében, hogy elkerüljük az ilyen hibákat és következetlenségeket, amikor felülvizsgálják a 2. utasítást és új dokumentumot készítenek a villámvédelemről. Erre különösen a módszerek egységesítése érdekében van szükség annak érdekében, hogy elkerülhető legyen a félreértések, amelyek a külföldi létesítmények tervezése és építése, illetve a tipikus oroszországi fejlesztések alkalmazása során merülhetnek fel.
Ilyen következetlenségek például a következők: A 2.2. Táblázat (2. szakasz) a következő villámcsapás elleni védelmi szinteket mutatja: I. szint - 0,98; II. Szint - 0,95; III szint - 0,9; IV szint - 0,8.
Az IEC 62305 szerint a védelmi szintek a következők: I szint - 0,99; II. Szint - 0,97; III. Szint - 0,91; IV szint - 0,84.
Egyébként könnyen belátható, hogy az IEC szerinti védelem szintje minden esetben magasabb, mint a 2. utasításban.
Figyelemre méltó a rendes (0,98; 0,95; 0,9; 0,8) és a speciális tárgyak (0,9; 0,99 és 0,999) védelmi szintjei közötti eltérés. Tekintettel arra, hogy a villámvédelmi zónák kiszámításának módszertana csak a 0,9 védelmi szintekre vonatkozik; 0,99 és 0,999, rejtély marad, hogyan kell elvégezni a 0,98 -as szintek számítását; 0,95 és 0,8. Bár a 2. utasítás azt mondja, hogy közönséges tárgyak esetében is alkalmazható az IEC 1024 -ben javasolt számítási módszer, de azzal a feltétellel, hogy "a Nemzetközi Elektrotechnikai Bizottság számítási követelményei szigorúbbak, mint ennek az utasításnak az előírásai". Ebben az esetben lehetetlennek bizonyul meghatározni, hogy mely követelmények a szigorúbbak, mivel egyszerűen nincsenek előírások az Utasításban a meghatározott védelmi szintekre vonatkozóan!
Az IEC -nek való meg nem felelés a 2. utasítás 2.3. Táblázatában megadott villámáram néhány paraméterének értékét is tartalmazza. Például az első villámáram impulzus átlagos meredeksége %, kA / μs) helytelenül vannak megadva: 200, 150 és 100. A helyes értékek tízszer kevesebbek: 20, 15 és 10 kA / µs. Ez az ellentmondás nagy valószínűséggel csak hiba.
PONTOSSÁGOK ÉS TÉREK
Általánosságban elmondható, hogy a kérdéses dokumentum tele van ténybeli hibákkal, ami lehetetlenné teszi a dokumentumban szereplő számítási módszerek használatát is. Az alábbiakban felsoroljuk az ilyen hibákat, amelyek nem állítják, hogy teljesek:
1. A 3.6. Táblázat "Kettős rúd villámhárító védőzóna paramétereinek kiszámítása" táblázat mutatja az Lc meghatározásának képletét 0,999 megbízhatósággal, amelyben a 10-3 tényező nem szükséges. Ezenkívül ugyanaz a táblázat más formulát is tartalmaz (0,99 megbízhatóság érdekében):
h, amelyben a zárójel előtti tényező is megkérdőjelezhető. Talán a 0,01007 helyett 0,0107 -nek kell lennie, vagy az előző képletben 0,0107 helyett 0,01007 -nek.
2. Az „L c L L max távolságoknál a hc magasságot határozzák meg…” kifejezéssel folyamatosan találkozunk, amelyben az L összefüggése is téves. Ilyenkor helyes a következőt írni: L c L L max. A következők a dokumentum jelentős hátrányaira vezethetők vissza. A villámvédelmi zónákra vonatkozó javasolt számítási módszerben a villámhárítók maximális magassága nem haladhatja meg a 150 m -t.
Felmerül a kérdés: miért pont 150 m, és mit kell tenni, ha magasabb objektumot kell védenie? A dokumentum azt mondja, hogy ehhez speciális technikát kell használnia, de nincs utalás rá. Eközben egyre több a 150 m -nél magasabb magasságú objektum (TV -torony, felhőkarcoló stb.). És itt nemcsak a már megépített épületek villámcsapás elleni védelmét kell biztosítani, hanem magának az építési folyamatnak a villámvédelmi intézkedéseiről is gondoskodni kell. Sajnos ezt a szempontot a 2. utasítás sem veszi figyelembe.
NINCS VÁLASZ KÉRDÉS
Végezetül nézzük részletesebben azt, ami sajnos gyakorlatilag hiányzik a 2. utasításból: az érzékeny berendezések és áramköreik védelméről a villámcsapás másodlagos megnyilvánulásaitól, olyan részletességgel, amely lehetővé tenné egy nem EMC szakember számára, hogy villámvédelmi projekteket hajt végre. Amint a gyakorlat azt mutatta, az EMC -követelmények figyelembe vétele komplex villámvédelmi rendszerek (beleértve a földelőrendszereket, túlfeszültség -védelmi rendszereket és elektromágneses mezőket) építésekor jelenleg létfontosságú.
Tehát hazánk egyik legnagyobb olajipari vállalkozásában a közvetlen villámcsapás elleni védelmi rendszert helyesen (pontosabban a jelenlegi normatív és műszaki dokumentáció szerint) tervezték, de a villám másodlagos megnyilvánulásai ellen nem végeztek védelmet ( 2a. Ábra). A másodlagos áramkörök és az MF berendezések telepítési helyei a nagy impulzuspotenciálú zónába estek a villámhárítók bázisán. Ez ahhoz vezetett, hogy egy zivatar szezonban, több villámcsapás következtében, a létesítmény elektronikus berendezéseinek jelentős része le volt tiltva. Ábrán. A 2b. Ábra egy másik példát mutat a villámvédelem hibás megvalósítására.
Ma nyilvánvaló, hogy a villámvédelmi utasításnak nem csak általános szavakat kell tartalmaznia (mint a 2. utasítás), hanem konkrét ajánlásokat, technikai megoldásokat is, amelyek végrehajtása megvédi az érzékeny mikroprocesszoros berendezéseket és azok áramköreit.
Például a 2. utasítás felületesen foglalkozik azzal a problémával, hogy a berendezéseket megvédjék a villámáramok által kiváltott mágneses mezőktől. Tájékoztatásul szolgál, hogy az épület fémszerkezetei képernyőként használhatók. Semmit nem mondanak arról, hogy mit kell tenni, ha az épület tégla, vagy ha a fémszerkezetek árnyékoló tényezője nem elegendő ahhoz, hogy a mezőt a berendezés számára biztonságos szintre gyengítse. Nincsenek konkrét ajánlások a szűrési tényező meghatározására.
Ugyanakkor, amikor új érzékeny berendezéseket telepítenek a meglévő épületekbe, a kiegészítő árnyékolás használata az egyetlen rendelkezésre álló módszer az impulzusos mágneses mezők leküzdésére.
A villámvédelmi utasításoknak részletes leírást kell tartalmazniuk, hogyan kell ezt megtenni, hogy a tervező a helyzettől függően kiválaszthassa a megfelelő védelmi lehetőséget: elegendő -e az épület fémszerkezete, vagy szükséges -e az épület vagy helyiség további árnyékolása? ; hogyan kell megfelelően megszervezni a helyiségek árnyékolását; hogy a hálószita elegendő -e, vagy szükséges -e fémlemezek használata. Ha nem lehetséges a szoba átvilágítása, vagy gazdasági okokból előnyösebb a berendezést árnyékoló szekrényekbe helyezni, hogyan válasszuk ki az árnyékoló szekrényeket. A kérdés komoly, mivel a jelenleg gyártott fémszekrények közül sok nem rendelkezik árnyékoló tulajdonságokkal, mivel a falak és a keret közötti hosszú rések jelenléte szinte nullára csökkenti az árnyékoló hatást. Mindezekre a kérdésekre egyértelmű választ kell adni a villámvédelmi utasításokban. Hasonló helyzet alakult ki a védett objektumok földelőberendezésére vonatkozó ajánlásokkal, túlfeszültség -védelmi rendszer létrehozásával az 1 kV -os áramkörökben. A 2. utasítás csak általános útmutatást nyújt ezekben a kérdésekben. Kevés figyelmet fordítanak az impulzusos túlfeszültség elleni védelem módszereire speciális eszközökkel (SPD), galvanikus leválasztással, érzékeny berendezések áramköreinek árnyékolásával. De például az SPD típusának megválasztása nagyon fontos kérdés. Tehát lehetetlen levezetőket felszerelni az alállomásokon lévő feszültségváltók mérőkörébe, mivel azok bekapcsolásakor a hasznos jel alakja torzulhat, de az ilyen áramkörökben a varisztorokon alapuló SPD -k telepítése lehetséges. bemutatott. Érdemes megjegyezni, hogy azoknál az objektumoknál, amelyeknek nincs egyetlen földelő eszköze rács formájában (például sok objektum a gáziparban), az SPD használata gyakran az egyik kevés hatékony módszer a túlfeszültség kezelésére . Például az IEC-62305-ben csaknem 20 oldalt szentelnek csak az SPD-k alkalmazásának.
Ugyanez vonatkozik az árnyékolt kábelek használatára is, kétoldalas árnyékoló földeléssel a túlfeszültség elleni védelem érdekében. A 2. utasításban ez csak ajánlott, de nincsenek mennyiségi jellemzők. Azt sem mondja meg, hogy mely esetekben lehet ezt megtenni, és mely esetekben lehet elégtelen, vagy akár negatív következményekhez vezethet. Az EZOP LLC által végzett kutatások kimutatták, hogy egy ilyen esemény (feltéve, hogy helyesen hajtják végre) lehetővé teszi az MP berendezés bemeneteire alkalmazott túlfeszültség többszörös csökkentését (4-20 -szor, lásd).
A 2. utasítás gyakorlatilag nem érinti a villámhárítók földelő rendszerének más tárgyak földelésével való összekapcsolásának kérdéseit. Ez a kérdés különösen a nagy terület elosztott objektumaira vonatkozik, például az elektromos alállomásokra (amelyek egyébként a villamosenergia -ipar legtöbb objektuma, amelyekhez a meghatározott dokumentumot kiadták). De a villámvédelmi elemek földelési sémáinak helyes megválasztása teszi lehetővé, hogy gyakran további költséges intézkedések nélkül is megvédjék a villámcsapások másodlagos megnyilvánulásaitól, beleértve az SPD -ket is.
JAVASLATOK
Így el kell kezdeni a munkát a villámvédelmi rendszerek tervezését szabályozó új dokumentum megalkotásán, figyelembe véve a modern követelményeket.
Ez a feladat messze túlmutat e cikk keretein. Nyilvánvaló azonban, hogy az új dokumentumnak a lehető legtöbb objektumtípust kell lefednie, és a lehető legtisztább megoldásokat kell adnia, nem pedig homályos általános rendelkezéseket. A felsorolt ellentmondásokat, pontatlanságokat és hiányosságokat fel kell számolni.
A dokumentumnak nem szabad ellentmondania az IEC -nek, és egyértelműen meg kell különböztetnie azokat az eseteket, amikor új követelményeknek kell megfelelni, és amikor elegendő a korábban kiadott dokumentumok követelményeinek teljesítéséhez. És természetesen teljes mértékben figyelembe kell venni a villámkisülés másodlagos megnyilvánulásai elleni védelem kérdéseit.
Felmerül azonban a kérdés: lehet -e garantálni, hogy az új dokumentum alapvetően jobb lesz, mint az előző, vagy ismét megismétlődik az RD 87 és SO 2003 helyzet, ami arra kényszeríti a tervezőt, hogy használja a különböző dokumentumok követelményeit?
Itt aligha lehet kimerítő választ adni. De az alábbiakra szeretném emlékeztetni. 2003 -ban az Instruction 2 megjelenése meglepte a mérnöki közösség nagy részét.
Amennyire ismert, a dokumentumtervezet közzététele és széles körű vitája nem történt meg. Ezért feltétlenül szükségesnek tűnik, hogy egy új dokumentum kidolgozása esetén jóval az elfogadása előtt tegye közzé tervezetét a megjegyzések és javaslatok átfogó megvitatása érdekében. És valószínűleg sok lesz belőlük.
IRODALOM
1. Sen P.K. Az alállomások közvetlen villámcsapás-védelmének megértése / PSERC Seminar Golden, Colorado, 2001. november 6.- Colorado School of Mines, 2002.
2. Kuznyecov MB, Matvejev MV Az MP berendezések és áramköreik védelme az alállomásokon és az ES -ben a villámcsapás másodlagos megnyilvánulásaitól. - 2007. - 6. sz.
3. IEC 62305. - Villámvédelem.
4. Kuznyecov MB, Matveev MV Integrált megközelítés a villamosenergia-létesítmények MP-berendezéseinek a villámcsapás másodlagos megnyilvánulásaival szembeni védelmével kapcsolatos problémák megoldásához / Az Első Össz-Orosz Villámvédelmi Konferencia előadásai. - Novoszibirszk, 2007.
5. Kuznyecov M.B., Kungurov D.A., Matveev M.V., Tarasov V.N. A relévédő és automatizáló berendezések bemeneti áramköreinek erős impulzus -túlfeszültséggel szembeni védelmével kapcsolatos problémák // News of ElectroTechnics. - 2006. - 6. szám (42).
6. Bazelyan EM, jelentések / Előadások az első egész oroszországi konferenciáról a villámvédelemről. - Novoszibirszk, 2007.
