Ние знаем какво е светкавица от нашите ученически чинове. Електрическият разряд с мощност 100-200 хиляди ампера унищожава всички предмети, където попадне. Най-вероятно мълнията се привлича от високи сгради и дървета.

Мълниезащитата на частен дом днес е по-актуална от всякога. Нашите домове са буквално пълни с електроника, домакински уреди, мобилни телефони, което увеличава риска от излагане на мълния. Опасността от мълния за частни домове,тези, които не са оборудвани с гръмоотводи са страхотни - пожар, унищожаване при директно попадение от разряд. Последствията от разряд в непосредствена близост до сграда могат да бъдат повреда на електрическата мрежа или отделно устройство - телевизор, компютър и др.

• Вътрешен, предпазващ от разряд, който не попада директно в къщата, а например в електропровода, захранващ вътрешното окабеляване. В този случай в електрическата мрежа възниква пренапрежение, последствията от което могат да бъдат катастрофални. Вътрешната защита не се вижда, това е малко устройство - ограничител, разрядник, SPD, инсталиран в разпределителното табло.
• Външната защита е познатият гръмоотвод (както често неправилно се нарича мълниезащитата), монтиран на покрива.

Външна защита на частна къща от мълния

Системата може да бъде пасивна или активна. Принципът на действие на първия е прост, като всичко гениално. Метален гръмоотвод на покрива улавя (привлича, прихваща) мълния и чрез токопровод го насочва към земята, към земния електрод.

Активна мълниезащита

Такава мълниезащита е по-ефективна, тя работи в радиус от 100 метра от „хитър“ гръмоотвод, който чрез йонизиране на околния въздух прехваща мълния. След това работи като пасивна защита. Основното предимство на устройството е мълниезащитното покритие на съседни жилищни сгради и стопански постройки на доста голяма площ.

Видове външна мълниезащита за дом

В зависимост от вида на конструкцията има модулна щифтова, кабелна и мрежеста мълниезащита.

ПИН

Щифтовата система се нарича заради гръмоотвода, който се монтира в най-високата част на покрива и представлява метален прът (щифт). Този дизайн е подходящ за мълниезащита на частна къща с покрив от метални керемиди или друг материал.

Росовая

Този тип инсталация защитно устройстворазрешено, ако покривът е от шисти, керемиди, но не и метал.

Гръмоотводът е кабел (дебела тел, прът), опънат на височина 0,3-0,5 м по билото на къщата.

Мрежа

Системата се счита за най-сложната по отношение на инсталацията. Изработена е от валцдрат с диаметър 6-8 mm, който под формата на решетка с клетки 6x6 метра се полага върху цялата площ на покрива. В пресечната точка на хоризонтални и вертикални пръти се заварява. Закрепва се към покрива със скоби.

Мрежестата мълниезащита за къща се монтира, подобно на кабелната мълниезащита, върху покрив от шисти или керемиди.

Проводник надолу

За този елемент на системата се използва кръгла стомана (мед, алуминий) с диаметър най-малко 6 mm. Спускащият проводник е закрепен със скоби по протежение на покрива и стените. Обикновено по време на инсталацията те се опитват да положат „маршрута“ далеч от прозореца и врати, както се изисква от нормативните документи и за да не се разваля екстериора на сградата.

Когато полагате проводник, трябва да следвате някои прости правила:

• На дървени повърхности токопроводникът трябва да се монтира на разстояние 15-20 см от стената;
• Ако кабелен приемник с голяма дължина, мрежест приемник с голяма площ или щифтов приемник се състои от няколко елемента, тогава трябва да има няколко надолу проводника (CO 153-34.21. 122-2003)

При изграждането на нова конструкция мълниезащитата на вила или къща вече е включена в проектната документация. Но ако селска къща или ВилаАко току-що сте го закупили и върху него няма „гръмоотвод“, тогава най-разумното решение би било да защитите себе си и близките си от мълнии сами или с помощта на наети специалисти.

Ако имате умения за извършване на строителни работи, мълниезащитата на частна къща със собствените си ръце няма да бъде проблемен въпрос, но ще спести пари.

Заземителен контур

Принципът на устройството на заземяващия електрод е изключително прост. Три стоманени модулни щифта с дължина 1,5-2 метра, диаметър 16-20 mm с цинково покритие се забиват в земята и се свързват последователно.

Този дизайн има редица предимства:

• Възможност за монтаж на всяка дълбочина без използване на специално оборудване;
• Ниска интензивност на труда. Работата може да се извърши от един човек;
• По-голямата дълбочина на потапяне на електродния щифт повишава ефективността на заземяването;
• Свързването на елементи не изисква заваряване (с помощта на специални скоби);
• Цялата система е скрита под земята.

Веригата се забива в земята не по-близо от 1 m до основата на къщата и не по-близо от 5 m до входната врата.

Принципът на действие на вътрешната мълниезащита на къща

Трудно е да си представим живота днес без електроника и домакинство електрически устройстваи инструменти. Цялото това оборудване е свързано към електрическата мрежа, а кабелите също минават от компютъра и телевизора към локалната мрежа и сателитната чиния.

Линии за предаване на данни през приемници, сървъри, разпределителни устройства, електропроводите са податливи на удари от мълнии и въздействието на електромагнитни полета. При определени обстоятелства високо напрежение и висок ток преминават през кабелите към нисък потенциал, т.е. Телевизор, хладилник, компютър. Резултатът може да бъде повреда на електрически уреди, пожар или заплаха за човешкия живот.

За да защитите себе си и дома си, трябва вътрешна организациямълниезащита на частен дом или защита от пренапрежение.

Такава защита работи просто - моментално изравнява потенциалите между електрическите проводници. Тази задача се изпълнява от SPD - специално устройство за защита от пренапрежение.

Инсталирането на това устройство е възможно само след инсталиране на надеждна външна защита. За внедряване на система за мълниезащита за частен дом се разработва проект, който отчита всички начини за влизане в сграда с високо напрежение.

След инсталирането на SPD елементите, които не носят ток, се свързват към заземяващата шина, а линиите, които не могат да бъдат заземени, се свързват към шината през SPD.

За да изберете SPD устройство, има правила, които могат да бъдат разделени на групи в зависимост от:

• Показатели на защитаваната мрежа - ток, напрежение, честота, сечение на проводника;
• Вид на мрежата - захранване, кабелна телевизия, телефонна линия, СОТ и др.;
• Значението на защитения обект - компютър, телевизия или банков сървър.

Имате ли нужда от мълниезащита за частен дом?

Отговорът може да бъде недвусмислен - необходимо е! В света все още има много неизвестни, особено мистериите на природата. Ако в града има телевизионна кула или висока сграда„защитава“ много околни къщи от мълния, тогава в зоната за частно развитие, като правило, няма такива структури. Но недалеч от къщата има висок бор, който служи като естествен „гръмоотвод“. Но това е теория, все пак е по-добре и по-спокойно да се чувстваш в безопасност в „твоята крепост“.

Имате ли нужда от мълниезащита?

Мълниите и атмосферните разряди са постоянен и почти повсеместен спътник на хората. Тяхната ужасяваща сила изглеждаше на нашите предци като проява на волята на боговете. Световната наука и практика са разработили ефективни методи за защита срещу последствията от атмосферните разряди. Мълниезащитата е набор от мерки за защита на живота и здравето на човек и неговото имущество. В момента мълниезащитата, като набор от стандарти, техники и средства, е динамично развиваща се част от световната технология.

Мълнията и нейните увреждащи фактори.

Атмосферните изхвърляния имат опустошителна сила и различните им последствия представляват сериозна заплаха за живота и имуществото на хората.

Има няколко теории за мълнията, но основната е, че потенциална разлика до 1000 kV в облаците спрямо повърхността на земята предизвиква изхвърляне с чудовищна мощност до 200 kA, което е придружено от светкавици и гръмотевици. Нагряването на канала за атмосферно изхвърляне достига 30 000 градуса. Средната продължителност на разряда на най-често срещания удар на мълния облак-земя е приблизително 60-100 µs. По-удобно е да се анализира разнообразието от увреждащи фактори и последствия, като се използва примерът на таблица.

Проява на заплаха	Увреждащи фактори	Възможни последствия
Директен удар на мълния в сграда	Разряд до 200 kA, до 1000 kV, 30 хиляди o C	Човешки наранявания, унищожаване на части от сгради, пожари
Дистанционно разреждане при удар на мълния в комуникации (до 5 или повече км.)	Въведен потенциал на мълния по протежение на захранващи проводници и метални тръбопроводи (възможен импулс на пренапрежение - стотици kV)
Близък (до 0,5 км от сградата) разряд на мълния	Индуциран потенциал на мълния в проводящи части на сграда и електрическа инсталация (възможен импулс на пренапрежение - десетки kV)	Човешко нараняване, нарушение на изолацията на електрическите кабели, пожар, повреда на оборудването, загуба на бази данни, повреди в автоматизирани системи
Превключване и късо съединение в мрежи ниско напрежение	Импулс на пренапрежение (до 4kV)	Повреда на оборудването, загуба на бази данни, повреди в автоматизирани системи

От горното можем да направим изводи:

• Потенциалът за мълнии и гръмотевични бури представлява реална и разнообразна заплаха за човешкия живот и имущество.
• Човешката среда, тъй като се насища с чувствително съвременно електронно оборудване, става изключително уязвима към въздействието на атмосферните и превключвателните пренапрежения.

Като пример може да се посочи следната статистика: повече от 25% от застрахователните плащания в Германия покриват щети от мълнии и пренапрежения.

Необходимостта от мълниезащита и защита от пренапрежение е извън съмнение за всеки, който е бил свидетел на последствията от атмосферните разряди.

Кратък списък от проблеми, свързани със сигурността на съществуващите конструкции, проектирането и изпълнението на мълниезащита на сгради на територията на Руската федерация.

В основата си проблемите на руската мълниезащита са от регулаторен характер. Действащите стандарти в областта на мълниезащитата в Руската федерация не отразяват напълно постиженията на съвременната наука и технологии. Ефективните методи и средства за мълниезащита са най-пълно представени в стандартите на IEC (Международната електротехническа комисия) и са потвърдени от широкото практическо приложение в индустриализираните страни.

За лесно възприемане на текста на статията е необходимо да се предоставят функционалните наименования на основните раздели на системата за мълниезащита, приети в международната практика.

При много общо сравнение на световните и руските стандарти могат да се направят редица фундаментални изводи.

Относно секцията външна мълниезащита:

• За разлика от нормите на Руската федерация, стандартите на IEC са разработили подробно метод за защита чрез прилагане на мълниезащитни вериги (решетки) към сложни покриви на сгради в комбинация със защита на изпъкнали части.
• Руският ръководен документ "Инструкции за инсталиране на мълниезащита на сгради и конструкции" (RD 34.21.122-87) не предвижда световната практика за използване на антикорозионни материали и фабрично готови елементи, включително заземителни проводници и болтови съединители, направени от поцинкована стомана в заземителни устройства.
• Същите инструкции предвиждат недвусмислената практика за приемане на мълния с метално покривно покритие. В същото време в нормативните документи на IEC този метод се използва само в случаите, когато не е необходимо да се гарантира безопасността на това покритие.

Относно частта вътрешна мълниезащита:

В момента международната концепция за зонална защита от пренапрежение за електрически инсталации на сгради, информационни и телекомуникационни системи, електронно оборудване и крайни устройства е практически извън сферата на дейност на руските специалисти.

• Стандартите на IEC внимателно разработват правилата и препоръките за използване на ограничители на пренапрежение в съответствие със зоновата концепция за вътрешна мълниезащита, както и изискванията към тях. В същото време новото издание на PUE съдържа само фрагментарни инструкции относно необходимостта от инсталиране на отводители на входящите електрически шкафове за подаване на въздух на захранващата линия.
• Руските стандарти не са разработили набор от методи и средства за защита на съвременни слаботокови мрежи, оборудване и устройства от мълнии и комутационни пренапрежения.

В резултат на това това не е изчерпателен списък на реалните проблеми, пред които са изправени разработчиците, изпълнителите и собствениците на имоти.

При липса на практика за използване на фабрично готови елементи е възможно да се реализира ефективна външна мълниезащита на вили, имоти и подобни сгради само с използването на свободно стоящи високи прътови гръмоотводи. По правило разработчиците и собствениците не са доволни от това решение, т.к нарушена е архитектурната индивидуалност на сградата, а изпълнението й е свързано със значителни разходи.

Използване на метал покривни(особено метални керемиди) като гръмоотвод може да доведе до деформация и разрушаване на листовия материал, както и до запалване на горими материали на покривни конструкции, разположени отдолу.

Трудности възникват при инсталиране на външна мълниезащита на реконструирани промишлени, обществени и административни сгради. При такива съоръжения е по-евтино да се извърши външна мълниезащита и заземяване, независимо от тоководещите строителни конструкции, отколкото да се определи тяхната годност и да се реконструира. Предвид практическата липса на фабрично готови елементи на пазара е трудно ефективното и икономично изпълнение на мълниезащитата на тези обекти.

Мълниезащитните части и заземяващите устройства, изработени от импровизирани материали в строителни условия, като правило имат ниска издръжливост, недостатъчна степен на защита от директни удари и липса на средства за защита срещу пренесен и индуциран потенциал на мълния.

Обществените и промишлени градски сгради, които са защитени от директни удари на мълния с помощта на проводими строителни конструкции, обикновено са оборудвани с електрически инсталации без вътрешни мълниезащитни устройства. Собствениците и експлоатационните организации могат да понесат значителни разходи за отстраняване на последствията и покриване на щети от мълнии и комутационни пренапрежения в мрежите.

Всяка година скъпото и чувствително към импулсно напрежение оборудване за информационни технологии, телекомуникации и системи за автоматизация се използват все повече в ежедневието, управлението, индустрията и комуникациите. Тяхната непрекъсната работа и безопасност изисква комплексно и висококачествено оборудване за ограничаване на мълнии и комутационни пренапрежения с разбираеми за специалистите правила за приложение, монтаж и експлоатация.

В тези условия темата за възможното намаляване на рисковете на застрахователните компании и съответно размера на тарифите за застрахователите на недвижими имоти и имущество е от голям интерес.

Специалистите ви предлагат да създадете ново ниво на сигурност за къщите, в които живеете, които строите, оборудвате и проектирате. Комплексно оборудване със системно оборудване на водещия немски производител OBO Bettermann - изпитано във времето ефективно решениеза защита от мълнии и пренапрежения.

МИНИСТЕРСТВО НА ЕНЕРГЕТИКАТА И ЕЛЕКТРИФИКАЦИЯТА НА СССР

Разработчик Държавен научноизследователски енергиен институт на името на. Г.М. Кржижановски

Инструкции за монтаж на мълниезащита на сгради и съоръжения. РД 34.21.122-87

Инструкцията установява набор от мерки и устройства за осигуряване на безопасността на хората (селскостопански животни), за защита на сгради, конструкции, оборудване и материали от експлозии, пожари и разрушения от мълния. Инструкцията е задължителна за всички министерства и ведомства.

Предназначен за специалисти по проектиране на сгради и съоръжения.

ПРЕДГОВОР

Изискванията на тази инструкция са задължителни за всички министерства и ведомства.

Инструкцията установява необходимия набор от мерки и устройства, предназначени да гарантират безопасността на хората (селскостопански животни), да предпазват сгради, конструкции, оборудване и материали от експлозии, пожари и унищожаване, възможно поради мълния.

Инструкциите трябва да се спазват при разработването на проекти за сгради и конструкции.

Инструкциите не се отнасят за проектиране и монтаж на мълниезащита на електропроводи, електрически части на електроцентрали и подстанции, контактни мрежи, радио- и телевизионни антени, телеграфни, телефонни и радиопредавателни линии, както и сгради и съоръжения, чиято експлоатация е свързани с използването, производството или съхранението на барут и експлозиви.

Тази инструкция регламентира мерките за мълниезащита, извършвани по време на строителството, и не изключва използването на допълнителни средства за мълниезащита вътре в сграда или конструкция по време на реконструкция или инсталиране на допълнително технологично или електрическо оборудване.

При разработването на проекти за сгради и конструкции, в допълнение към изискванията на Инструкциите, трябва да се вземат предвид изискванията за мълниезащита на други приложими норми, правила, инструкции и държавни стандарти.

С влизането в сила на тази инструкция „Инструкциите за проектиране и монтаж на мълниезащита на сгради и конструкции“ SN 305-77 стават невалидни.

1. ОБЩИ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. В съответствие с предназначението на сградите и конструкциите, необходимостта от мълниезащита и нейната категория, а при използване на прътови и кабелни мълниеотводи видът на защитната зона се определя съгласно табл. 1 в зависимост от средната годишна продължителност на гръмотевичните бури в местоположението на сградата или постройката, както и от очаквания брой на мълнии за година. Мълниезащитното устройство е задължително, ако са изпълнени едновременно условията, записани в колони 3 и 4 на таблицата. 1.

Оценката на средната годишна продължителност на гръмотевичните бури и очаквания брой щети от мълнии на сгради или конструкции се извършва в съответствие с Приложение 2; изграждане на различни видове охранителни зони - съгласно Приложение 3.

маса 1

Артикул №	Сгради и конструкции	Местоположение	Вид защитна зона при използване на прътови и кабелни мълниеотводи	Категория на мълниезащита
1	2	3	4	5
1	Сгради и конструкции или части от тях, чиито помещения, съгласно PUE, принадлежат към зони от класове B-I и B-II	В целия СССР	Зона А	аз
2	Същите класове B-Ia, B-Ib, B-IIa		При очакван брой мълнии за година на сграда или съоръжение N>1 - зона А; при N≤1 - зона B	II
3	Външни инсталации, които създават, според PUE, зона от клас B-Ig	В целия СССР	Зона Б	II
4	Сгради и конструкции или части от тях, чиито помещения, съгласно PUE, принадлежат към зони от класове P-I, P-II, P-IIa		За сгради и конструкции от I и II степен на огнеустойчивост при 0,1 2-зона А	III
5	Малки сгради, разположени в селски райони с III - V степен на огнеустойчивост, чиито помещения, според PUE, принадлежат към зони от класове P-I, P-II, P-IIa	В райони с средна продължителностгръмотевични бури 20 часа годишно или повече в N	-	III (клауза 2.30)
6	Външни инсталации и открити складове, създаващи, съгласно PUE, зона от класове P-III	В райони със средна продължителност на гръмотевичните бури от 20 часа годишно или повече	При 0,1 2 - зона А	III
7	Сгради и конструкции от III, IIIa, IIIb, IV, V степени на огнеустойчивост, в които няма помещения, класифицирани според PUE като зони с клас на опасност от експлозия и пожар	Един и същ	При 0,1 2 - зона А	III
8	Сгради и конструкции, изработени от леки метални конструкции с горима изолация (IVa степен на огнеустойчивост), в които няма помещения, класифицирани съгласно PUE като зони с клас на опасност от експлозия и пожар	В райони със средна продължителност на гръмотевичните бури от 10 часа годишно или повече	При 0,1 2 - зона А	III
9	Малки сгради от III-V степен на пожароустойчивост, разположени в селски райони, в които няма помещения, класифицирани според PUE като зони на експлозивни и пожароопасни класове	В райони със средна продължителност на гръмотевични бури от 20 часа годишно или повече за III, IIIa, IIIb, IV, V степени на огнеустойчивост при N	-	III (клауза 2.30)
10	Сгради на компютърни центрове, включително разположени в градски условия	В райони със средна продължителност на гръмотевичните бури от 20 часа годишно или повече	Зона Б	II
11	Животновъдни и птицевъдни сгради и конструкции от III-V степен на огнеустойчивост: за говеда и свине за 100 глави или повече, за овце за 500 глави или повече, за птици за 1000 глави или повече, за коне за 40 глави или повече	В райони със средна продължителност на гръмотевичните бури от 40 часа годишно или повече	Зона Б	III
12	Димни и други тръби на предприятия и котелни, кули и стени за всякакви цели с височина 15 m или повече	В райони със средна продължителност на гръмотевичните бури от 10 часа годишно или повече	-	III (клауза 2.31)
13	Жилищни и обществени сгради, чиято височина е повече от 25 m над средната височина на околните сгради в радиус от 400 m, както и свободно стоящи сгради с височина над 30 m, отдалечени от други сгради с повече от 400м	В райони със средна продължителност на гръмотевичните бури от 20 часа годишно или повече	Зона Б.	III
14	Самостоятелни жилищни и обществени сгради в селските райони с височина над 30 м	Един и същ	Зона Б	III
15	Обществени сгради с III-V степен на пожароустойчивост за следните цели: предучилищни институции, училища и интернати, стационари, общежития и столове на здравни и почивни институции, културни, образователни и развлекателни институции, административни сгради, гари, хотели, мотели и къмпинги	Един и същ	Зона Б	III
16	Открити развлекателни институции (аудитории на открити кина, трибуни на открити стадиони и др.)	Един и същ	Зона Б	III
17	Сгради и съоръжения, които са паметници на историята, архитектурата и културата (скулптури, обелиски и др.)	Един и същ	Зона Б	III

1.2. Сградите и съоръженията, класифицирани като мълниезащитна категория I и II, трябва да бъдат защитени от директни удари на мълния, нейните вторични прояви и въвеждане на висок потенциал чрез наземни (надземни) и подземни метални комуникации.

Сградите и конструкциите, класифицирани като категория III според мълниезащитата, трябва да бъдат защитени от директни удари на мълния и въвеждане на висок потенциал чрез наземни (надземни) метални комуникации. Външните инсталации, класифицирани като II категория по мълниезащита, трябва да бъдат защитени от директни удари и вторични прояви на мълния.

Външните инсталации, класифицирани като категория III според мълниезащитата, трябва да бъдат защитени от директни удари на мълния.

Вътре в големи сгради (широки над 100 m) е необходимо да се извършат потенциални мерки за изравняване.

1.3. За сгради и конструкции с помещения, изискващи мълниезащитни устройства от категории I и II или категории I и III, мълниезащитата на цялата сграда или конструкция трябва да се извърши съгласно категория I.

Ако площта на помещенията от категория I на мълниезащита е по-малка от 30% от площта на всички помещения на сградата (на всички етажи), мълниезащитата на цялата сграда е разрешена да се извърши съгласно категория II , независимо от категорията на останалите помещения. В същото време на входа на помещения от категория I трябва да се осигури защита срещу въвеждането на висок потенциал чрез подземни и наземни (надземни) комуникации, извършени в съответствие с параграфи. 2.8 и 2.9.

1.4. За сгради и конструкции с помещения, изискващи мълниезащитни устройства от категории II и III, мълниезащитата на цялата сграда или конструкция трябва да се извърши съгласно категория II

Ако площта на помещенията от категория II на мълниезащита е по-малка от 30% от площта на всички помещения на сградата (на всички етажи), мълниезащитата на цялата сграда е разрешена да се извърши съгласно категория III . В същото време на входа на помещения от категория II трябва да се осигури защита срещу въвеждането на висок потенциал чрез подземни и наземни (надземни) комуникации, извършени в съответствие с параграфи. 2.22 и 2.23.

1.5. За сгради и конструкции, най-малко 30% от общата площ на които е в помещения, изискващи мълниезащитни устройства от категория I, II или III, мълниезащитата на тази част от сградите и конструкциите трябва да се извършва в съответствие с клауза 1.2.

За сгради и конструкции, повече от 70% от общата площ на които са помещения, които не подлежат на мълниезащита съгласно табл. 1, а останалата част от сградата се състои от помещения от I, II или III категория на мълниезащита, трябва да се предвиди само защита срещу внасяне на високи потенциали чрез комуникации, въведени в помещения, подлежащи на мълниезащита: за I категория - в съответствие с параграфи. 2.8, 2.9; за категории II и III - чрез свързване на комуникации към заземяващото устройство на електрически инсталации, съответстващо на инструкциите в точка 1.7, или към стоманобетонната фундаментна армировка на сградата (като се вземат предвид изискванията на точка 1.8). Същата връзка трябва да бъде осигурена за вътрешни комуникации (не въведени отвън)

1.6. За да се защитят сгради и конструкции от всяка категория от директни удари на мълния, съществуващите високи конструкции (комини, водни кули, мачти на прожектори, въздушни електропроводи и др.), Както и гръмоотводи на други близки конструкции, трябва да се използват възможно най-много възможно като естествени гръмоотводи.

Ако сграда или конструкция частично се вписва в защитната зона на естествени мълниеотводи или съседни обекти, трябва да се осигури защита от директни удари на мълния само за останалата, незащитена част. Ако по време на експлоатацията на сграда или конструкция реконструкция или демонтаж на съседни съоръжения ще доведе до увеличаване на тази незащитена част, трябва да се направят съответните промени в защитата срещу директни удари на мълнии преди началото на следващия сезон на гръмотевични бури; ако през сезона на гръмотевични бури се извършва демонтаж или реконструкция на съседни съоръжения, през това време трябва да се осигурят временни мерки за осигуряване на защита от преки удари на мълния върху незащитената част на сградата или конструкцията.

1.7. Всички заземителни проводници, препоръчани от PUE за електрически инсталации, могат да се използват като мълниезащитни заземителни проводници, с изключение на нулевите проводници на въздушни електропроводи с напрежение до 1 kV.

1.8. Стоманобетонните основи на сгради, конструкции, външни инсталации, гръмоотводни опори по правило трябва да се използват като мълниезащитни заземителни проводници, при условие че непрекъснатата електрическа връзка е осигурена чрез тяхната армировка и свързана към вградените части чрез заваряване.

Битумните и битумно-латексните покрития не са пречка за такова използване на основи. При умерено и силно агресивни почви, където защитата на стоманобетон от корозия се извършва с епоксидни и др. полимерни покрития, а също и при влажност на почвата под 3%, не се допуска използването на стоманобетонни основи като заземителни проводници.

Електродите за изкуствено заземяване трябва да бъдат разположени под асфалтова настилка или на рядко посещавани места (на тревни площи, на разстояние 5 m или повече от черни пътища и пешеходни пътища и др.).

1.9. Изравняване на потенциала вътре в сгради и конструкции с ширина над 100 мтрябва да възникне поради непрекъсната електрическа връзка между носещи вътрешноцехови конструкции и стоманобетонни основи, ако последните могат да се използват като заземителни проводници в съответствие с точка 1.8.

В противен случай трябва да се осигури монтаж вътре в сградата в земята на дълбочина най-малко 0,5 мудължени хоризонтални електроди с напречно сечение най-малко 100 мм. Електродите трябва да се полагат поне на всеки 60 мпо ширината на сградата и я свържете по краищата й от двете страни към външния заземен контур.

1.10. На често посещавани открити места с повишен риск от удари на мълнии (в близост до паметници, телевизионни кули и подобни съоръжения с височина над 100 метра). м) изравняването на потенциала се извършва чрез свързване на проводници или армировка на конструкцията към нейната стоманобетонна основа най-малко след 25 мпо периметъра на основата на конструкцията.

Ако е невъзможно да се използват стоманобетонни основи като заземителни проводници под асфалтовата повърхност на обекта на дълбочина най-малко 0,5 мвсеки 25 мтрябва да се положат радиално разминаващи се хоризонтални електроди с напречно сечение най-малко 100 мми дължина 2-3 м, свързани към заземителите за защита на конструкцията от директни удари на мълния.

1.11. При издигане на високи сгради и конструкции върху тях по време на гръмотевични бури по време на строителството, като се започне от височина 20 м, е необходимо да се предвидят следните временни мълниезащитни мерки. Гръмоотводите трябва да бъдат фиксирани на най-горното ниво на строящото се съоръжение, което през метални конструкцииили надолу, свободно спускащи се по стените, трябва да бъдат свързани към заземяващите проводници, посочени в параграфи. 3.7 и 3.8. Защитната зона на мълниеприемници тип В трябва да включва всички открити площи, където могат да присъстват хора по време на строителството. Връзките на мълниезащитните елементи могат да бъдат заварени или болтови. С увеличаване на височината на строящото се съоръжение гръмоотводите трябва да се преместват по-високо.

При издигане на високи метални конструкции техните основи в началото на строителството трябва да бъдат свързани към заземяващите проводници, посочени в параграфи. 3.7 и 3.8.

1.12. Мълниезащитните устройства и мерките, които отговарят на изискванията на тези стандарти, трябва да бъдат включени в проекта и графика на строителството или реконструкцията на сграда или конструкция по такъв начин, че мълниезащитата да се извършва едновременно с основните строителни и монтажни работи.

1.13. Мълниезащитните устройства за сгради и конструкции трябва да бъдат приети и пуснати в експлоатация до началото на довършителните работи, а при наличие на експлозивни зони - преди началото на цялостното изпитване на технологичното оборудване.

В същото време информацията, коригирана по време на строителството и монтажа, се изготвя и предава на клиента. проектна документациявърху устройството за мълниезащита (чертежи и обяснителна бележка) и сертификати за приемане на устройства за мълниезащита, включително актове за скрита работа по свързване на заземителни проводници към токоотводи и токоотводи към гръмоотводи, с изключение на случаите на използване на стоманена рамка на сграда като токопроводи и гръмоотводи, както и резултатите от измерванията на съпротивлението на индустриалната честота на заземителни проводници на свободно стоящи гръмоотводи.

1.14. Състоянието на мълниезащитните устройства трябва да се проверява за сгради и конструкции от категории I и II веднъж годишно преди началото на сезона на гръмотевичните бури, за сгради и конструкции от категория III - най-малко веднъж на всеки 3 години.

Трябва да се провери целостта и защитата от корозия на разположение за прегледчасти от мълниеотводи и токоотводи и контакти между тях, както и стойността на съпротивлението на ток с индустриална честота на заземители на свободностоящи гръмоотводи. Тази стойност не трябва да надвишава резултатите от съответните измервания на етапа на приемане повече от 5 пъти (точка 1.13). В противен случай трябва да се провери заземителният електрод.

2. ИЗИСКВАНИЯ ЗА МЪЛНИЕЗАЩИТА НА СГРАДИ И КОНСТРУКЦИИ. МЪЛНИЕЗАЩИТА I КАТЕГОРИЯ

2.1. Защитата срещу преки попадения на мълнии на сгради и съоръжения, класифицирани в I категория по проект на мълниезащита, трябва да се осъществява със свободностоящи прътови (фиг. 1) или кабелни (фиг. 2) мълниеотводи.

Ориз. 1. Свободностоящ гръмоотвод:
1 - защитен обект; 2 - метални комуникации

Ориз. 2. Свободностоящ кабелен гръмоотвод. Обозначенията са същите като на фиг. 1

Посочените гръмоотводи трябва да осигуряват защитна зона от тип А в съответствие с изискванията на Приложение 3. В същото време се осигурява премахването на елементите на мълниеотвода от защитения обект и подземните метални комуникации в съответствие с параграфи. 2.3, 2.4, 2.5.

2.2. Изборът на заземителен електрод за защита срещу директни удари на мълния (естествени или изкуствени) се определя от изискванията на точка 1.8.

В същото време следните конструкции на заземителни проводници са приемливи за свободно стоящи гръмоотводи (Таблица 2):

а) една (или повече) стоманобетонна опора за крака с дължина най-малко 2 мили една (или повече) стоманобетонна купчина с дължина най-малко 5 м;

б) един (или повече) заровени в земята най-малко 5 мстоманобетонен опорен стълб с диаметър най-малко 0,25 м;

в) стоманобетонна основа с произволна форма с площ на контакт със земята най-малко 10 м 2;

г) система за изкуствено заземяване, състояща се от три или повече вертикални електрода с дължина най-малко 3 м, обединени от хоризонтален електрод, с разстояние между вертикалните електроди най-малко 5 м. Минималните напречни сечения (диаметри) на електродите се определят съгласно табл. 3.

таблица 2

Земен електрод	Скица	Размери м
Подложка за крака от стоманобетон		a ≥ 1,8 b ≥ 0,4 l ≥ 2,2
Стоманобетонна купчина		d = 0,25-0,4 l ≥ 5
Стоманен двоен прът: 40×4 лента ммпръти с диаметър d=10-20 мм		t ≥ 0,5 l = 3-5 с = 3-5
Стоманена тришина: лента 40×4 ммпръти с диаметър d=10-20 мм		t ≥ 0,5 l = 3-5 c = 5-6

Таблица 3

Форма на отвеждащия проводник и заземителния проводник	Напречно сечение (диаметър) на положен проводник надолу и заземителен проводник
	извън сградата във въздуха	на земята
Заоблени надолу проводници и джъмпери с диаметър от мм	6	-
Кръгли вертикални електроди с диаметър от мм	-	10
Кръгли хоризонтални* електроди с диаметър от мм	-	10
Правоъгълни електроди:
раздел, мм	48	160
дебел, мм	4	4
* Само за изравняване на потенциалите вътре в сградите и за полагане на външни контури на дъното на шахтата около периметъра на сградата.

2.3. Най-малкото допустимо разстояние S във въздуха от защитения обект до опората (долния проводник) на прът или кабелен гръмоотвод (виж фиг. 1 и 2) се определя в зависимост от височината на сградата, конструкцията на заземителния електрод и еквивалентното електрическо съпротивление на почвата ρ, Ом м.

За сгради и съоръжения с височина не повече от 30 мнай-малкото допустимо разстояние S in, м, равно на:

при ρ Ohm m. за заземяващ електрод от всякакъв дизайн, даден в точка 2.2, S in = 3 м;

при 100 Ohm m.

за заземителни електроди, състоящи се от една стоманобетонна купчина, една стоманобетонна основа или вдлъбната стойка на стоманобетонна опора, дължината на която е посочена в точка 2.2a, b, S c = 3+ l0 -2 (ρ—100) ;

за заземителни електроди, състоящи се от четири стоманобетонни купчини или опори за крака, разположени в ъглите на правоъгълник на разстояние 3-8 медна от друга или стоманобетонна основа с произволна форма с повърхност на контакт със земята най-малко 70 м 2или изкуствени заземителни проводници, посочени в точка 2.2d, S in = 4 м.

За сгради и конструкции с по-голяма височина, стойността S в определената по-горе трябва да бъде увеличена с 1 мна всеки 10 мвисочина на обекта над 30 м.

2.4. Най-малкото допустимо разстояние S в от защитения обект до кабела в средата на обхвата (фиг. 2) се определя в зависимост от конструкцията на заземяващия електрод, еквивалентното съпротивление на почвата ρ, Ом м., и общата дължина l на мълниеприемниците и токопроводите.

На дължина л m най-малкото допустимо разстояние S in1, м, равно на:

при ρ Ohm m. за заземяващ електрод от всякакъв дизайн, даден в точка 2.2, S in1 = 3,5 м;

при 100 Ohm m.

за земни електроди, състоящи се от една стоманобетонна купчина, една стоманобетонна основа или вкопана стойка на стоманобетонна опора, дължината на която е посочена в точка 2.2a, b, S c = 3,5+3·10 -3 (ρ- 100);

за земни електроди, състоящи се от четири стоманобетонни купчини или опори, разположени на разстояние 3-8 медин от друг или изкуствени заземителни проводници, посочени в точка 2.2d, S in1 = 4 м.

С общата дължина на гръмоотводите и токопроводите л = 200-300 мнай-малкото допустимо разстояние S in1 трябва да се увеличи с 2 мв сравнение със стойностите, дефинирани по-горе.

2.5. За да се предотврати въвеждането на висок потенциал в защитената сграда или конструкция чрез подземни метални комуникации (включително чрез електрически кабели за всякакви цели), заземяващите проводници за защита срещу директни удари на мълния трябва да бъдат, ако е възможно, отстранени от тези комуникации на максимално допустимите разстояния по технологични изисквания. Най-малките допустими разстояния S z, (вижте фиг. 1 и 2) в земята между заземяващите електроди за защита срещу директни удари на мълнии и комуникациите, въведени в сгради и конструкции от категория 1, трябва да бъдат S z = S в + 2 ( м), със S в съгласно точка 2.3.

2.6. При наличие на директен газоотвод и дихателни тръби на сгради и конструкции за свободно отстраняване на газове, пари и суспензии от експлозивни концентрации в атмосферата, защитната зона на мълниеотводите трябва да включва пространството над ръба на тръбите, ограничено от полукълбо с радиус 5 м.

За изпускателни и дихателни тръби за газ, оборудвани с капачки или "гъши вратове", защитната зона на мълниеотвода трябва да включва пространството над ръба на тръбите, ограничено от цилиндър с височина H и радиус R:

за газове по-тежки от въздуха при излишно наляганевътре в инсталацията по-малко от 5.05 kPa (0,05 при) Н = 1 м, R = 2 м; 5,05-25,25 kPa (0,05 — 0,25 при) Н = 2,5 м, R = 5 м,

за газове, по-леки от въздуха при свръхналягане вътре в инсталацията:

до 25.25ч kPaН=2,5 м, R = 5 м;

над 25.25 kPa H=5 м, R = 5 м

Не е необходимо да се включва пространството над ръба на тръбите в зоната за защита на мълниеотвода: когато се отделят газове с неексплозивна концентрация; наличие на азотно дишане; с постоянно горящи факли и факли, запалени в момента на отделяне на газ; за изпускателни вентилационни шахти, предпазни и аварийни клапани, освобождаването на газове с експлозивни концентрации, от които се извършва само в спешни случаи.

2.7. За защита срещу вторични прояви на мълния трябва да се вземат следните мерки:

а) метални конструкции и корпуси на цялото оборудване и апаратура, разположени в защитената сграда, трябва да бъдат свързани към заземяващото устройство на електрическите инсталации, посочени в точка 1.7, или към стоманобетонната основа на сградата (като се вземат предвид изискванията на точка 1.8) . Минималните допустими разстояния в земята между този заземителен проводник и заземителните проводници за защита срещу директни удари на мълния трябва да бъдат в съответствие с точка 2.5;

б) вътре в сгради и конструкции между тръбопроводи и други разширени метални конструкции в местата на взаимното им приближаване на разстояние по-малко от 10 смвсеки 20 мджъмперите трябва да бъдат заварени или запоени от стоманена тел с диаметър най-малко 5 mm или стоманена лента с напречно сечение най-малко 24 mm 2, за кабели с метални обвивки или броня, джъмперите трябва да бъдат направени от гъвкав меден проводник в съответствие с инструкциите на SNiP 3.05.06-85;

в) при връзки на тръбопроводни елементи или други удължени метални обекти трябва да се осигурят преходни съпротивления не повече от 0,03 Омза всеки контакт. Ако е невъзможно да се осигури контакт с определеното преходно съпротивление с помощта на болтови връзки, е необходимо да се монтират стоманени джъмпери, чиито размери са посочени в буква "b".

2.8. Защитата срещу въвеждането на висок потенциал чрез подземни метални комуникации (тръбопроводи, кабели във външни метални обвивки или тръби) трябва да се извърши чрез свързването им на входа на сградата или конструкцията към армировката на нейната стоманобетонна основа и ако е невъзможност за използване на последния като заземителен проводник към изкуствен заземителен проводник, посочен в точка 2.2.

2.9. Защитата срещу въвеждането на висок потенциал чрез външни наземни (надземни) метални комуникации трябва да се извърши чрез заземяването им на входа на сградата или конструкцията и на двете комуникационни опори, които са най-близо до този вход. Като заземителни проводници трябва да се използват стоманобетонни основи на сградата или конструкцията и всяка от опорите, а ако такова използване не е възможно (вижте точка 1.8), трябва да се използват изкуствени заземителни проводници, в съответствие с точка 2.2d.

2.10. Влизане в сградата на въздушни електропроводи с напрежение до 1 kV, телефонни, радио, алармени мрежи трябва да се изпълняват само с кабели най-малко 50 мс метална броня или обвивка или кабели, положени в метални тръби.

На входа на сградата металните тръби, бронята и кабелните обвивки, включително тези с изолационно покритие на металната обвивка (например ААШв, ААШп), трябва да бъдат свързани към стоманобетонната основа на сградата или (вижте точка 1.8 ) към изкуствен заземен електрод, посочен в параграф .2.2g.

В точката, където въздушната електропроводна линия преминава в кабела, металната броня и обвивката на кабела, както и щифтовете или куките на изолаторите на въздушната линия трябва да бъдат свързани към заземителния електрод, посочен в точка 2.2d. Щифтовете или куките на изолаторите на опората на въздушния електропровод, най-близо до точката на преход към кабела, трябва да бъдат свързани към същия заземяващ проводник.

Освен това в точката на прехода на въздушния електропровод към кабела трябва да се осигурят затворени въздушни искрови междини с 2-3 дължини между всяка жила на кабела и заземените елементи. ммМонтиран е предпазител за ниско напрежение, например RVN-0.5.

Защита срещу въвеждане на високи потенциали по въздушни електропроводи с напрежение над 1 kV, въведени в подстанции, разположени в защитената сграда (вътрешна или прикрепена), трябва да се извършват в съответствие с PUE.

МЪЛНИОЗАЩИТА II КАТЕГОРИЯ

2.11. Защитата срещу директни удари на мълнии на сгради и конструкции от категория II с неметален покрив трябва да се извършва чрез свободно стоящи или монтирани върху защитения обект чрез прътови или кабелни мълниеотводи, осигуряващи защитна зона в съответствие с изискванията на табл. . 1, т. 2.6 и приложение 3. При монтиране на гръмоотводи в съоръжение трябва да се предвидят най-малко два токопровода от всеки прътов гръмоотвод или всяка стойка на кабелен гръмоотвод. Ако наклонът на покрива е не повече от 1:8, може да се използва и мълниезащитна мрежа при задължително спазване на изискванията на точка 2.6.

Мълниезащитната мрежа трябва да бъде изработена от стоманена тел с диаметър най-малко 6 мми положени върху покрива отгоре или под огнеупорна или огнеупорна изолация или хидроизолация. Стъпката на клетката на мрежата не трябва да бъде повече от 6×6 м. Възлите на мрежата трябва да бъдат свързани чрез заваряване. Металните елементи, стърчащи над покрива (тръби, шахти, вентилационни устройства), трябва да бъдат свързани към мълниезащитната мрежа, а стърчащите неметални елементи трябва да бъдат оборудвани с допълнителни гръмоотводи, също свързани към мълниезащитната мрежа.

Монтирането на гръмоотводи или поставянето на мълниезащитна мрежа не се изисква за сгради и конструкции с метални ферми, при условие че покривите им са с огнеупорна или пожароустойчива изолация и хидроизолация.

При сгради и конструкции с метален покрив самият покрив трябва да се използва като гръмоотвод. В този случай всички изпъкнали неметални елементи трябва да бъдат оборудвани с гръмоотводи, свързани към метала на покрива, c. изпълнени са и изискванията на точка 2.6.

Проводници от метален покрив или мълниезащитна мрежа трябва да се полагат към заземяващите проводници поне на всеки 25 мпо периметъра на сградата.

2.12. При полагане на мълниезащитна мрежа и монтиране на гръмоотводи върху защитения обект, когато е възможно, металните конструкции на сгради и конструкции (колони, ферми, рамки, пожарни стълби и др., както и армировка на стоманобетонни конструкции) трябва да се използват като пух. проводници, при условие че непрекъснатата електрическа връзка във връзките на конструкции и арматура с гръмоотводи и заземителни проводници, обикновено се извършва чрез заваряване.

Проводниците, положени по външните стени на сградите, трябва да бъдат разположени не по-близо от 3 мот входове или на места, недостъпни за човешки допир.

2.13. Във всички възможни случаи (вижте точка 1.8) стоманобетонните основи на сградите и конструкциите трябва да се използват като заземителни проводници за защита срещу директни удари на мълния.

Ако е невъзможно да се използват основи, се осигуряват системи за изкуствено заземяване:

при наличие на прътови и кабелни мълниеотводи, всеки отвеждащ проводник е свързан към заземителен проводник, който отговаря на изискванията на точка 2.2d;

ако има мълниезащитна мрежа или метален покрив, тя се полага по периметъра на сградата или конструкцията външен контурследната конструкция:

в почви с еквивалентно съпротивление ρ ≤ 500 Ом мсъс застроена площ над 250 м 2верига е направена от хоризонтални електроди, положени в земята на дълбочина най-малко 0,5 м, и със застроена площ под 250 м 2един вертикален или хоризонтален лъчев електрод с дължина 2-3 е заварен към тази верига в точките, където са свързани проводниците надолу м;

в почви със съпротивление 500 Ohm m със застроена площ над 900 м 2достатъчно е да направите верига само от хоризонтални електроди и ако площта на сградата е по-малка от 900 м 2най-малко два вертикални или хоризонтални лъчеви електрода с дължина 2-3 са заварени към тази верига в точките, където са свързани проводниците надолу мна разстояние 3-5 медин от друг.

В големи сгради може да се използва и външна земна верига за изравняване на потенциала вътре в сградата в съответствие с изискванията на точка 1.9.

Във всички възможни случаи заземителният електрод за защита срещу директни удари на мълния трябва да се комбинира със заземителния електрод за електрически инсталации в съответствие с инструкциите в точка 1.7

2.14. При инсталиране на свободно стоящи гръмоотводи разстоянието от тях във въздуха и в земята до защитения обект и подземните съоръжения, въведени в него, не е стандартизирано.

2.15. Външни инсталации, съдържащи запалими и втечнени газовеи запалими течности трябва да бъдат защитени от директни удари на мълния, както следва:

а) стоманобетонни инсталационни корпуси, метални корпуси на инсталации и индивидуални резервоари с дебелина на покривния метал по-малка от 4 ммтрябва да бъдат оборудвани с гръмоотводи, монтирани на защитения обект или отделно стоящи;

б) метални обвивки на инсталации и индивидуални резервоари с дебелина на покривния метал 4 ммили повече, както и отделни резервоари с капацитет по-малък от 200 м 3Независимо от дебелината на покривния метал, както и металните обвивки на топлоизолираните инсталации, достатъчно е да се свържете към заземителния електрод.

2.16. За резервоарни паркове, съдържащи втечнени газове с общ капацитет над 8000 м 3, както и за резервоарни паркове със сгради от метал и стоманобетон, съдържащи запалими газове и запалими течности, с общ капацитет на група резервоари над 100 хиляди. м 3Защитата срещу директни удари на мълния по правило трябва да се извършва с отделни гръмоотводи.

2.17. Пречиствателните съоръжения подлежат на защита от директни удари на мълнии, ако пламната точка на съдържащия се в отпадъчните води продукт надвишава работната им температура с по-малко от 10 °C. Защитната зона на гръмоотводите трябва да включва пространство, чиято основа се простира отвъд пречиствателна станцияот 5 мот всяка страна на стените му, а височината е равна на височината на конструкцията плюс 3 м.

2.18. Ако има изпускателни или дихателни тръби за газ във външни инсталации или в резервоари (надземни или подземни), съдържащи запалими газове или запалими течности, тогава те и пространството над тях (вижте точка 2.6) трябва да бъдат защитени от директни удари на мълния. Същото пространство е защитено над разреза на гърлото на резервоарите, в които продуктът се излива открито на стелажа за разтоварване. Дихателните клапани и пространството над тях, ограничено от цилиндър с височина 2,5, също са обект на защита от директни удари на мълния. мс радиус 5 м.

За резервоари с плаващи покриви или понтони и защитната зона на гръмоотводите трябва да включва пространство, ограничено от повърхност, всяка точка от която е 5 мот запалима течност в пръстеновидната междина.

2.19. За външни инсталации, изброени в параграфи. 2.15 - 2.18, при тъкането на заземителни проводници за защита срещу директни удари на мълния, когато е възможно, трябва да се използват стоманобетонни основи на тези инсталации или (опори на свободно стоящи гръмоотводи или да се направят изкуствени заземителни проводници, състоящи се от един вертикален или хоризонтален електрод с дължина най-малко 5 м.

Към тези заземителни проводници, поставени поне на всеки 50 мпо периметъра на инсталационната основа трябва да бъдат свързани корпусите на външните инсталации или монтираните върху тях токопроводи на гръмоотводи, като броят на връзките е най-малко два.

2.20. За защита на сгради и конструкции от вторични прояви на мълния трябва да се вземат следните мерки:

а) металните корпуси на цялото оборудване и устройства, монтирани в защитената сграда (конструкция), трябва да бъдат свързани към заземяващото устройство на електрическите инсталации, което отговаря на инструкциите на точка 1.7, или към стоманобетонната основа на сградата (като се вземе предвид изискванията на точка 1.8);

б) вътре в сградата между тръбопроводи и други удължени метални конструкции на места, където те се събират на разстояние по-малко от 10 смвсеки 30 мджъмперите трябва да бъдат направени в съответствие с инструкциите в точка 2.76;

в) при фланцови връзки на тръбопроводи вътре в сградата трябва да се осигури нормално затягане на най-малко четири болта на фланец.

2.21. За защита на външните инсталации от вторични прояви на мълния металните корпуси на устройствата, монтирани върху тях, трябва да бъдат свързани към заземяващото устройство на електрическото оборудване или към заземяващия електрод за защита срещу директни удари на мълния.

При резервоари с плаващи покриви или понтони е необходимо да се монтират най-малко два гъвкави стоманени джъмпера между плаващите покриви или понтони и металното тяло на резервоара или монтираните на резервоара гръмоотводи.

2.22. Защитата срещу въвеждането на висок потенциал чрез подземни комуникации се осъществява чрез свързването им на входа на сградата или конструкцията към заземителния проводник на електрически инсталации или защита от директни удари на мълния.

2.23. Защитата срещу въвеждането на висок потенциал чрез външни наземни (надземни) комуникации се осъществява чрез свързването им на входа на сградата или конструкцията към заземяващия електрод на електрическите инсталации или защита от директни удари на мълния и на комуникационната опора, която е най-близо до вход - към стоманобетонната му основа. Ако е невъзможно да се използва фундамент (вижте точка 1.8), трябва да се инсталира система за изкуствено заземяване, състояща се от изоден вертикален или хоризонтален електрод с дължина най-малко 5 м.

2.24. Защитата срещу въвеждане на висок потенциал чрез въздушни електропроводи, телефонни, радио и алармени мрежи трябва да се извършва в съответствие с точка 2.10.

МЪЛНИЕЗАЩИТА III КАТЕГОРИЯ

2.25. Защитата срещу директни удари на мълния на сгради и конструкции, класифицирани като категория III според устройството за мълниезащита, трябва да се извърши по един от методите, посочени в точка 2.11, в съответствие с изискванията на точка. 2.12 и 2.14.

Освен това, в случай на използване на мрежа за затваряне на въздуха, стъпката на нейните клетки трябва да бъде не повече от 12 × 12 m.

2.26. Във всички възможни случаи (вижте точка 1.7) стоманобетонните основи на сградите и конструкциите трябва да се използват като заземителни проводници за защита срещу директни удари на мълния

Ако е невъзможно да се използват, се използват изкуствени заземителни проводници:

всеки низходящ проводник от прътови и кабелни мълниеотводи трябва да бъде свързан към заземителен проводник, състоящ се от поне два вертикални електрода с дължина най-малко 3 м, обединени от хоризонтален електрод с дължина най-малко 5 м;

при използване на мрежест или метален покрив като гръмоотводи по периметъра на сграда в земята на дълбочина най-малко 0,5 мтрябва да се постави външна верига, състояща се от хоризонтални електроди. В почви с еквивалентно съпротивление от 500 Ohm m и застроена площ по-малка от 900 м 2Към тази верига трябва да се заварява един вертикален или хоризонтален лъчев електрод с дължина 2-3 на местата, където се свързват долните проводници. м.

Минималните допустими напречни сечения (диаметри) на изкуствените заземителни електроди се определят съгласно табл. 3.

В големи сгради (повече от 100 м) външен заземяващ контур може също да се използва за изравняване на потенциалите вътре в сградата в съответствие с изискванията на точка 1.9

Във всички възможни случаи заземителният електрод за защита срещу директни удари на мълния трябва да се комбинира със заземителния електрод на електрическата инсталация, посочена в гл. 1.7 PUE.

2.27. При защита на сгради за добитък и конюшни със свободно стоящи гръмоотводи, техните опори и заземителни проводници трябва да бъдат разположени не по-близо от 5 мот входа на сградите.

При монтиране на гръмоотводи или полагане на мрежа върху защитена конструкция трябва да се използва стоманобетонна основа като заземителни проводници (вижте точка 1.8) или външен контур, положен по периметъра на сградата под асфалт или бетонна щорав съответствие с инструкциите на точка 2.26.

Металните конструкции, оборудването и тръбопроводите, разположени вътре в сградата, както и устройствата за изравняване на електрическия потенциал трябва да бъдат свързани към заземяващите проводници за защита срещу преки удари на мълния.

2.28. Защита от директни удари на мълния на метални скулптури и обелиски, посочени в точка 17 от табл. 1 се осигурява чрез свързването им към заземяващ електрод от произволна конструкция, дадена в точка 2.26.

Ако в близост до такива високи конструкции има често посещавани обекти, трябва да се извърши изравняване на потенциала в съответствие с точка 1.10.

2.29. Мълниезащита на външни инсталации, съдържащи запалими течности с точка на възпламеняване на парите над 61 °C и съответстваща на точка 6 от табл. 1 трябва да се направи, както следва:

а) стоманобетонни инсталационни корпуси, както и метални корпуси на инсталации и резервоари с дебелина на покрива по-малка от 4 ммтрябва да бъдат оборудвани с гръмоотводи, монтирани на защитаваната конструкция или свободно стоящи;

б) метални корпуси на инсталации и резервоари с дебелина на покрива 4 мми повече трябва да бъдат свързани към заземяващия електрод. Конструкциите на заземяващите проводници трябва да отговарят на изискванията на точка 2.19.

2.30. Малки сгради, разположени в селските райони с неметални покриви, съответстващи на посочените в ал. 5 и 9 маси. 1, подлежат на защита от преки попадения на мълния по един от опростените методи:

а) ако има дървета на разстояние 3-10 m от сградата, които са 2 или повече пъти по-големи от нейната височина, като се вземат предвид всички предмети, стърчащи на покрива (комини, антени и др.), трябва да има токопровод да се положи по ствола на най-близкото дърво, чийто горен край да излиза над короната на дървото най-малко на 0,2 м. В основата на дървото долният проводник трябва да бъде свързан към заземяващия електрод;

б) ако билото на покрива съответства на най-високата височина на сградата, над него трябва да бъде окачен кабелен гръмоотвод, издигащ се над билото най-малко с 0,25 м. Дървени дъски, фиксирани към стените на сградата, могат да служат като опори за гръмоотвода. Проводниците надолу са положени от двете страни по крайните стени на сградата и са свързани към заземителни проводници. С дължина на сградата под 10 мзаземяващите проводници могат да бъдат направени само от едната страна;

в) ако има комин, издигащ се над всички елементи на покрива, над него трябва да се монтира прекъсвач на въздуха с височина най-малко 0,2 м, поставете надолу проводник по протежение на покрива и стената на сградата и го свържете към заземителния електрод;

г) ако има метален покрив, той трябва да бъде свързан към заземителния електрод поне в една точка; в този случай могат да служат външни проводници метални стълби, улуци и др. Всички метални предмети, стърчащи от него, трябва да бъдат прикрепени към покрива.

Във всички случаи трябва да се използват гръмоотводи и токопроводи с минимален диаметър 6 мм, а като заземителен електрод - един вертикален или хоризонтален електрод 2-3 бр мминимален диаметър 10 мм, положени на дълбочина минимум 0,5 м.

Връзките на гръмоотводните елементи се допускат заварени или болтови.

2.31. Защита срещу директни удари на мълния на неметални тръби, кули, кули с височина над 15 мтрябва да се извърши чрез инсталиране на тези конструкции на тяхната височина:

до 5 Ом— един прътов гръмоотвод с височина най-малко 1 м;

от 50 до 150 м— два прътови гръмоотвода с височина най-малко 1 м, свързан в горния край на тръбата;

повече от 150 м- най-малко три прътови гръмоотвода с височина 0,2 - 0,5 мили по горния край на тръбата трябва да се постави стоманен пръстен с напречно сечение най-малко 160 mm 2 .

Като гръмоотвод може да се използва и защитна капачка, монтирана на комин или метални конструкции като антени, монтирани на телевизионни кули.

С височина на сградата до 50 медин проводник трябва да бъде положен от гръмоотводи; с височина на сградата над 50 мПроводниците надолу трябва да се полагат поне на всеки 25 мпо периметъра на основата на конструкцията има минимум две.

Напречните сечения (диаметрите) на токопроводите трябва да отговарят на изискванията на табл. 3, а в райони с високо газово замърсяване или агресивни емисии в атмосферата диаметрите на токопроводите трябва да бъдат най-малко 12 мм.

Подвижните метални стълби, включително тези с болтови връзки, и други вертикални метални конструкции могат да се използват като проводници надолу.

На стоманобетонни тръби трябва да се използват армировъчни пръти като надолу, свързани по височината на тръбата чрез заваряване, усукване или припокриване; В този случай не се изисква полагане на външни проводници. Свързването на гръмоотвода към арматурата трябва да се извърши най-малко в две точки.

Всички връзки на гръмоотводи към токоотводи трябва да се извършват чрез заваряване.

За метални тръби, кули, кули не се изисква инсталиране на гръмоотводи и полагане на проводници.

Като заземителни проводници за защита на метални и неметални тръби, кули и дерики от директни удари на мълния, техните стоманобетонни основи трябва да се използват в съответствие с точка 1.8. Ако е невъзможно да се използват фундаменти, трябва да се осигури изкуствен заземителен проводник, състоящ се от два пръта, свързани с хоризонтален електрод, за всеки низходящ проводник (виж таблица 2); с периметър на основата на конструкцията не повече от 25 мизкуствен заземен електрод може да бъде направен под формата на хоризонтална верига, положена на дълбочина най-малко 0,5 ми направени от електрод кръгло сечение(виж таблица 3). Когато се използват армировъчни пръти като проводници надолу в конструкцията, техните връзки с изкуствени заземителни проводници трябва да се правят най-малко на всеки 25 мс минимален брой връзки, равен на две.

При изграждането на неметални тръби, кули, дерики, метални конструкции на инсталационно оборудване (товарно-пътнически и минни подемници, стрелови кранове и др.) Трябва да бъдат свързани към заземителни проводници. В този случай не могат да се извършват временни мълниезащитни мерки по време на строителния период. 22

2.32. За да се предпазят от въвеждането на висок потенциал чрез външни наземни (надземни) метални комуникации, те трябва да бъдат свързани към заземителния електрод на електрическите инсталации или защита от директни удари на мълния на входа на сградата или конструкцията.

2.33. Защита срещу висок потенциален дрейф през въздушни електропроводи с напрежение до 1 kVи линиите за комуникация и сигнализация трябва да се извършват в съответствие с PUE и ведомствените нормативни документи.

3. КОНСТРУКЦИИ НА МЪЛНИЯ DRIVE

3.1. Опорите на прътовите гръмоотводи трябва да бъдат проектирани за механична силакато свободностоящи конструкции и опорите на кабелните мълниеотводи - като се вземе предвид напрежението на кабела и ефекта от натоварването от вятър и лед върху него.

3.2. Опорите на свободностоящите гръмоотводи могат да бъдат направени от всякакъв вид стомана, стоманобетон или дърво.

3.3. Пръчковите гръмоотводи трябва да бъдат направени от стомана от всякакъв клас с напречно сечение най-малко 100 mm 2и дължина най-малко 200 мми са защитени от корозия чрез поцинковане, калайдисване или боядисване.

Кабелните мълниеотводи трябва да бъдат изработени от многожични стоманени въжета с напречно сечение най-малко 35 mm 2 .

3.4. Свързването на мълниеотводи към токоотводи и токоотводи към заземителни проводници по правило трябва да се извършва чрез заваряване и ако е забранена гореща работа, се допускат болтови връзки с преходно съпротивление не повече от 0,05 Омсъс задължителен годишен мониторинг на последните преди началото на сезона на гръмотевичните бури.

3.5. Токоотводите, свързващи мълниеотводи от всички видове със заземителни проводници, трябва да бъдат направени от стомана с размери не по-малки от посочените в таблицата. 3.

3.6. При монтиране на гръмоотводи върху защитен обект и е невъзможно да се използват метални конструкции на сградата като надолу проводници (вижте точка 2.12), надолу проводниците трябва да бъдат положени към заземителни проводници по външните стени на сградата по най-кратките маршрути.

3.7. Разрешено е да се използват всякакви конструкции от стоманобетонни основи на сгради и конструкции (пилоти, ивици и др.) Като заземителни проводници за естествена мълниезащита (като се вземат предвид изискванията на точка 1.8).

Допустимите размери на единични конструкции от стоманобетонни основи, използвани като заземителни проводници, са дадени в таблица. 2.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

ОСНОВНИ ПОНЯТИЯ

1. Пряко попадение на мълния (мълния) - директен контакт на канала на мълнията със сграда или конструкция, придружен от протичане на ток на мълния през него.

2. Вторичното проявление на мълнията е индуцирането на потенциали върху метални конструктивни елементи, оборудване, в отворени метални вериги, причинени от близки мълниеносни разряди и създаващи опасност от искри вътре в защитения обект.

3. Въвеждането на висок потенциал е пренасяне в защитената сграда или конструкция чрез дълги метални комуникации (подземни, надземни и надземни тръбопроводи, кабели и др.) на електрически потенциали, които възникват при преки и близки удари на мълния и създават опасността от искри вътре в защитения обект.

4. Гръмоотвод - устройство, което приема удар от мълния и отклонява тока му в земята.

Като цяло гръмоотводът се състои от опора; гръмоотвод, който директно възприема удар от мълния; токов проводник, през който токът на мълния се предава към земята; заземителен проводник, който осигурява разпространението на тока на мълния в земята.

В някои случаи функциите на опора, гръмоотвод и токопровод се комбинират, например при използване на метални тръби или ферми като гръмоотвод.

5. Мълниезащитна зона - пространството, вътре в което сграда или конструкция е защитена от преки попадения на мълния с надеждност не по-ниска от определена стойност. Повърхността на защитната зона има най-малка и постоянна надеждност; в дълбините на защитната зона надеждността е по-висока, отколкото на нейната повърхност.

Защитната зона тип A има надеждност от 99,5% или по-висока, а тип B има надеждност от 95% или по-висока.

6. Структурно гръмоотводите са разделени на следните видове:

прът - с вертикален гръмоотвод;

кабел (удължен) - с хоризонтален гръмоотвод, монтиран на две заземени опори;

мрежите са множество хоризонтални гръмоотводи, пресичащи се под прав ъгъл и поставени върху защитения обект.

7. Свободностоящи гръмоотводи са тези, чиито опори са монтирани на земята на известно разстояние от защитения обект.

8. Единичен гръмоотвод е единична конструкция на прътов или кабелен гръмоотвод.

9. Двоен (множествен) гръмоотвод са два (или повече) прътови или въжени мълниеотвода, образуващи обща защитна зона.

10. Мълниезащитен заземителен проводник - един или повече проводници, вкопани в земята, предназначени да отвеждат мълниеносните токове в земята или да ограничават пренапреженията, възникващи върху метални сгради, оборудване и комуникации при близки удари на мълния. Заземителните електроди се делят на естествени и изкуствени.

11. Естествени заземители - вкопани в земята метални и стоманобетонни конструкции на сгради и съоръжения.

12. Изкуствени заземители - специално положени в земята контури от ленти или кръгла стомана; концентрирани структури, състоящи се от вертикални и хоризонтални проводници.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

ХАРАКТЕРИСТИКИ НА ИНТЕНЗИТЕТА НА МЪЛНИЕВАТА АКТИВНОСТ И ВЪЗМОЖНОСТТА НА МЪЛНИЯ НА СГРАДИ И КОНСТРУКЦИИ

Средната годишна продължителност на гръмотевичните бури в часове в произволна точка на територията на СССР се определя от карта (фиг. 3) или от регионални карти на продължителността на гръмотевичните бури, одобрени за някои региони на СССР, или от средно дълги -срочни (около 10 години) данни от най-близката метеорологична станция до местоположението на сградата или конструкциите.

Очакваният брой N на мълнии на година се изчислява по формулите:

за концентрирани сгради и съоръжения (комини, дерики, кули)

N = 9π h 2 n 10 -6;

N = [(S + 6h) (L + 6h) - 7.7h 2 ] n 10 -6,

където h е най-голямата височина на сградата или структурата, м; S, L - съответно ширината и дължината на сградата или конструкцията, м; n - среден годишен брой на мълнии в 1 кмземната повърхност (специфична плътност, удари на мълния в земята) на мястото на сградата или конструкцията.

За сгради и конструкции със сложна конфигурация ширината и дължината на най-малкия правоъгълник, в който сградата или конструкцията може да бъде вписана в плана, се считат за S и L.

За произволна точка на територията на СССР специфичната плътност на мълнии в земята n се определя въз основа на средната годишна продължителност на гръмотевичните бури в часове, както следва:

Ориз. 3. Карта на средногодишната продължителност на гръмотевичните бури в часове за територията на СССР

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

МЪЛНИЕЗАЩИТНИ ЗОНИ

1. Единичен гръмоотвод.

Единична защитна зона прътов гръмоотводвисочина h е кръгъл конус (фиг. A3.1), чийто връх е на височина h 0

1.1. Защитни зони на единични гръмоотводи с височина h ≤ 150 мимат следните габаритни размери.

Зона А:	h 0 = 0,85 h,
	r 0 = (1,1 - 0,002 h) h,
	r x = (1,1 - 0,002 h) (h - h x / 0,85).
Зона B:	h0 = 0.92h
	r 0 = 1.5 h;
	r x =1,5 (h - h x / 0,92)

За зона B, височината на единичен прътов гръмоотвод с известни стойности на h и може да се определи по формулата

h = (r x + 1,63 h x) / 1,5.

Ориз. P3.1. Защитна зона на единичен гръмоотвод:
I - граница на защитната зона на ниво hx, 2 - същото на ниво терен

1.2. Защитните зони на единични гръмоотводи на 150 m високи сгради са със следните габаритни размери.

2. Гръмоотвод с двоен прът.

2.1. Защитна зона на двоен гръмоотвод с височина h ≤ 150 мпоказано на фиг. P3.2. Крайните зони на защитната зона се определят като зони на еднопръстови мълниеотводи, чиито габаритни размери h 0 , r 0 , r x1 , r x2 се определят съгласно формулите на точка 1.1 от това приложение за двата вида защита зони.

Ориз. P3.2. Защитна зона на двоен прътов гръмоотвод:
1 - граница на защитната зона на ниво h x1; 2 - същото на ниво h x2,
3 - същото на нивото на земята

Вътрешните зони на защитните зони на двойния гръмоотвод имат следните габаритни размери.

С разстояние между гръмоотводите L >

Когато разстоянието между гръмоотводите е L > 6h, за изграждане на зона B, гръмоотводите трябва да се считат за единични.

При известни стойности на h c и L (при r cx = 0), височината на гръмоотвода за зона B се определя по формулата

h = (h c + 0,14 L) / 1,06.

2.2. Защитна зона на два гръмоотвода с различна височина h 1 и h 2 ≤ 150 мпоказано на фиг. ПЗ.З. Габаритните размери на крайните зони на защитните зони h 01, h 02, r 01, r 02, r x1, r x2 се определят съгласно формулите на точка 1.1, както за защитните зони на двата вида единична мълния прът. Общите размери на вътрешната площ на защитната зона се определят по формулите:

където стойностите на h c1 и h c2 се изчисляват с помощта на формулите за h c в точка 2.1 от това допълнение.

За два гръмоотвода с различна височина изграждането на зона А на двоен прътов мълниеотвод се извършва при L ≤ 4h min, а зона B - при L ≤ 6h min. При съответно големи разстояния между гръмоотводите, те се считат за единични.

Ориз. PZ.Z Зона защитена с два гръмоотвода с различна височина. Обозначенията са същите като на фиг. P3.1

3. Многократен гръмоотвод.

Защитната зона на множество мълниеотводи (фиг. A3.4) се определя като защитната зона на сдвоени съседни мълниеприемници с височина h ≤ 150 м(вижте точки 2.1, 2.2 от това приложение).

Ориз. P3.4. Защитна зона (в план) на многократен мълниеотвод. Обозначенията са същите като на фиг. P3.1

Основното условие за защита на един или няколко обекта с височина h x с надеждност, съответстваща на надеждността на зона A и зона B, е изпълнението на неравенството r cx > 0 за всички гръмоотводи, взети по двойки. В противен случай изграждането на защитни зони трябва да се извърши за единични или двойни мълниеотводи в зависимост от изпълнението на условията на точка 2 от това приложение.

4. Едножичен гръмоотвод.

Защитна зона на единичен кабелен гръмоотвод с височина h≤150 мпоказано на фиг. A3.5, където h е височината на кабела в средата на участъка. Като се вземе предвид провисването на кабел с напречно сечение 35–50 mm 2с известна височина на опорите h op и дължина на обхвата a се определя височината на кабела (в метри):

h = h op - 2 при a m;

h = h op - 3 на 120 m.

Ориз. P3.5. Защитна зона на единичен контактен гръмоотвод. Обозначенията са същите като на фиг. P3.1

Защитните зони на единичен кабелен гръмоотвод имат следните габаритни размери.

Когато разстоянието между кабелните гръмоотводи е L > 4h, за изграждане на зона А, гръмоотводите трябва да се считат за единични.

Когато разстоянието между кабелните гръмоотводи е L > 6h, за изграждане на зона B, гръмоотводите трябва да се считат за единични. При известни стойности на h c и L (при r cx = 0), височината на кабелния гръмоотвод за зона B се определя по формулата

h = (h c + 0,12 L) / 1,06.

Ориз. P3.7. Защитна зона от два кабелни гръмоотвода с различна височина

5.2. Защитната зона на два кабела с различна височина h 1 и h 2 е показана на фиг. P3.7. Стойностите на r 01 , r 02 , h 01 , h 02 , r x1 , r x1 се определят съгласно формулите на параграф 4 от това допълнение като за единичен кабелен мълниеотвод. За определяне на размерите r c и h c се използват следните формули:

където h c1 и h c1 се изчисляват с помощта на формулите за hc A.5.1 от това допълнение.

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

РЪКОВОДСТВО ЗА "ИНСТРУКЦИИ ЗА МЪЛНИЕЗАЩИТА НА СГРАДИ И КОНСТРУКЦИИ" (РД34.21.122-87)

Това ръководство има за цел да обясни и уточни основните разпоредби на RD 3421.122-87, както и да запознае специалистите, участващи в разработването и проектирането на мълниезащита за различни обекти, със съществуващите идеи за развитието на мълнията и нейните параметри, които определят опасните ефекти върху хората и материални ценности. Дадени са примери за изпълнение на мълниезащита на сгради и конструкции от различни категории в съответствие с изискванията на RD 34.21.122-87.

1. КРАТКА ИНФОРМАЦИЯ ЗА МЪЛНИЕВИТЕ РАЗРЯДИ И ТЕХНИТЕ ПАРАМЕТРИ

Светкавицата е електрически разряд с дължина няколко километра, който се развива между гръмотевичен облак и земята или някаква земна структура.

Мълниеносният разряд започва с развитието на лидер - слабо светещ канал с ток от няколкостотин ампера. Според посоката на движение на водача - от облака надолу или от земната конструкция нагоре - мълнията се разделя на низходяща и възходяща. Данни за мълнии надолу са натрупани дълго време в няколко региона на земното кълбо. Информация за възходяща мълния се появи едва през последните десетилетия, когато започнаха систематични наблюдения на чувствителността на мълнии на много високи конструкции, например телевизионната кула Останкино.

Лидерът на низходящата мълния се появява под въздействието на процеси в гръмотевичен облак и появата му не зависи от наличието на каквито и да било структури на повърхността на земята. Докато лидерът се движи към земята, контра лидерите, насочени към облака, могат да бъдат възбудени от наземни обекти. Контактът на един от тях с водещия надолу (или последният докосва повърхността на земята) определя мястото на удара на мълнията в земята или в някакъв обект.

Изгряващите лидери се вълнуват от високо заземени структури, на върха на които електрическо полепри гръмотевична буря рязко се засилва. Самият факт на появата и устойчивото развитие на изгряващ лидер определя мястото на поражението. На равен терен възходящата мълния удря обекти с височина над 150 м, а в планинските райони се възбуждат от заострени релефни елементи и структури с по-малка височина и затова се наблюдават по-често.

Нека първо разгледаме процеса на развитие и параметрите на низходящата мълния. След установяването на проходен лидерен канал следва основният етап на разряда - бързо неутрализиране на зарядите на лидера, придружено от ярко сияние и увеличаване на тока до пикови стойности, вариращи от няколко до стотици килоампера. В този случай се получава интензивно нагряване на канала (до десетки хиляди келвини) и ударното му разширяване, което се възприема от ухото като гръм. Токът на главния етап се състои от един или повече последователни импулси, насложени върху непрекъснат компонент. Повечето токови импулси имат отрицателна полярност. Първият импулс с обща продължителност няколкостотин микросекунди има дължина на фронта от 3 до 20 mks; стойността на пиковия ток (амплитудата) варира в широки граници: в 50% от случаите (среден ток) надвишава 30, а в 1-2% от случаите 100 kA. При приблизително 70% от низходящата отрицателна мълния, първият импулс е последван от последващи с по-малки амплитуди и дължина на предната част: средните стойности са 12 kAи 0,6 mks. В този случай наклонът (скоростта на нарастване) на тока в началото на следващите импулси е по-висок, отколкото за първия импулс.

Токът на непрекъснатия компонент на низходящата мълния варира от няколко до стотици ампера и съществува през цялата светкавица, като продължава средно 0,2 с, а в редки случаи 1-1,5 с.

Зарядът, пренесен по време на цялата светкавица, варира от единици до стотици кулони, от които отделните импулси са 5-15, а непрекъснатият компонент е 10-20 кл.

Низходяща мълния с положителни токови импулси се наблюдава в приблизително 10% от случаите. Някои от тях имат форма, подобна на тази на отрицателните импулси. В допълнение, положителни импулси със значително големи параметри: с продължителност около 1000 mks, предна дължина около 100 mksи прехвърляема такса средно 35 кл. Те се характеризират с вариации в амплитудите на тока в много широк диапазон: със среден ток от 35 kAв 1-2% от случаите може да се появят амплитуди над 500 kA.

Натрупаните действителни данни за параметрите на низходящата мълния не ни позволяват да преценим разликите им в различните географски региони. Следователно за цялата територия на СССР техните вероятностни характеристики се приемат еднакви

Издигащата се мълния се развива по следния начин. След като възходящият лидер достигне гръмотевичния облак, започва процесът на разреждане, придружен в приблизително 80% от случаите от токове с отрицателна полярност. Наблюдават се токове от два вида: първият е непрекъснат, без импулс до няколкостотин ампера и с продължителност десети от секундата, носещ заряд 2-20 кл; вторият се характеризира със суперпозиция на къси импулси върху дългосрочния безимпулсен компонент, чиято амплитуда е средно 10-12 kAи само в 5% от случаите надвишава 30 kA, а прехвърленият заряд достига 40 кл. Тези импулси са подобни на последващите импулси на основния етап на низходяща отрицателна мълния.

В планинските райони насочените нагоре мълнии се характеризират с по-дълги непрекъснати токове и по-големи прехвърлени заряди, отколкото в равнината. В същото време вариациите на импулсните компоненти на тока в планините и в равнината се различават малко. Към днешна дата не е установена връзка между възходящите токове на мълния и височината на структурите, от които те се възбуждат. Следователно параметрите на възходящата мълния и техните вариации се оценяват като еднакви за всички географски региони и височини на обекти.

В RD 34.21.122-87 данните за параметрите на токовете на мълния са взети предвид в изискванията за дизайна и размерите на мълниезащитните средства. Например, минимално допустимите разстояния от мълниеотводи и техните заземителни проводници до обекти от категория I (клаузи 2.3—2.5 *) се определят от условието, че мълниеприемниците са повредени от мълния надолу с амплитудата и наклона на токовия фронт в рамките на граници съответно от 100. kAи 50 kA/μs. Това условие е изпълнено в поне 99% от случаите на повреда от насочена надолу мълния.

2. ХАРАКТЕРИСТИКИ НА МЪЛНИЙНАТА АКТИВНОСТ

Интензивността на гръмотевичната буря в различни географски местоположения може да се прецени от данни от широка мрежа от метеорологични станции за честотата и продължителността на гръмотевичните бури, записани в дни и часове годишно чрез звуковия гръм в началото и в края на гръмотевична буря. Но по-важна и информативна характеристика за оценка на възможния брой удари на мълнии върху обекти е плътността на ударите на мълнии надолу за единица земна повърхност.

Плътността на мълниите, падащи върху земята, варира значително в различните региони на земното кълбо и зависи от геоложки, климатични и други фактори. При обща тенденция тази стойност да нараства от полюсите към екватора, тя например рязко намалява в пустините и се увеличава в райони с интензивни процеси на изпарение. Влиянието на релефа е особено голямо в планинските райони, където фронтовете на гръмотевичните бури се разпространяват предимно по тесни коридори, така че в рамките на малка площ са възможни резки колебания в плътността на заустванията в земята.

Като цяло, в целия свят, плътността на мълнии варира от почти нула в полярните региони до 20-30 удара на 1 кмземя годишно във влажните тропически зони. За един и същи регион са възможни вариации от година на година, следователно за надеждна оценка на плътността на изхвърлянията в земята е необходимо дългосрочно осредняване.

Понастоящем ограничен брой места по света са оборудвани с броячи на мълнии, а за малки области са възможни директни оценки на плътността на изхвърлянията в земята. В масов мащаб (например за цялата територия на СССР) записването на броя на ударите на мълнии в земята все още не е осъществимо поради интензивността на труда и липсата на надеждно оборудване.

Въпреки това, за географски местоположения, където са инсталирани броячи на мълнии и се извършват метеорологични наблюдения на гръмотевични бури, е открита връзка между плътността на изхвърлянията в земята и честотата или продължителността на гръмотевичните бури, въпреки че всеки от тези параметри е обект на вариации от година на година или от гръмотевична буря на гръмотевична буря. В RD 34.21.122-87 тази корелационна зависимост, представена в Приложение 2, е разширена за цялата територия на СССР и свързва чисто низходящите мълнии с 1 км 2земната повърхност с определена продължителност на гръмотевичните бури в часове. Данните от метеорологичните станции за продължителността на гръмотевичните бури са осреднени за периода от 1936 до 1978 г. и са нанесени под формата на линии, характеризиращи се с постоянен брой гръмотевични часове годишно. географска картаСССР (фиг. 3 РД 34.21.122-87); в този случай продължителността на гръмотевична буря за всяка точка се задава в интервала между двете най-близки до нея линии. За някои региони на СССР, въз основа на инструментални изследвания, са съставени регионални карти на продължителността на гръмотевичните бури, тези карти също се препоръчват за използване (вижте Приложение 2 RD34.21.122-87)

По този индиректен начин (чрез данни за продължителността на гръмотевичните бури) е възможно да се въведе зониране на територията на СССР според плътността на падане на мълнии в земята

3. БРОЙ ПОВРЕДИ ОТ МЪЛНИЯ ПО НАЗЕМНИ КОНСТРУКЦИИ

Съгласно изискванията на табл. 1 RD 34.21.122-87 за редица обекти очакваният брой удари на мълнии е показател, който определя необходимостта от мълниезащита и нейната надеждност. Следователно е необходимо да има начин тази стойност да се оцени на етапа на проектиране на съоръжението. Желателно е този метод да вземе предвид известните характеристики на гръмотевичната буря и друга информация за мълнията.

Когато се изчислява броят на ударите от насочена надолу мълния, се използва следната концепция: извисяващ се обект получава разряди, които в негово отсъствие биха ударили повърхността на земята на определена област (така наречената повърхност на свиване). Тази зона има формата на кръг за концентриран обект (вертикална тръба или кула) и формата на правоъгълник за разширен обект, като например въздушен електропровод. Броят на ударите върху даден обект е равен на произведението от площта на свиване и плътността на мълниевите разряди плюс неговото местоположение. Например за концентриран обект

където R 0 е радиусът на свиване; n - среден годишен брой на мълнии в 1 км 2земната повърхност. За удължен обект с дълж л

Наличната статистика за щети на обекти с различна височина в райони с различна продължителност на гръмотевични бури позволи грубо да се определи връзката между радиуса на свиване R0 и височината на обекта h. Въпреки значителното разсейване, средно можем да приемем R 0 = 3h.

Дадените съотношения са в основата на формулите за изчисляване на очаквания брой мълнии върху концентрирани обекти и обекти с дадени размери в Приложение 2 на РД 34.21.122-87. Увреждането на обекти от мълния е в пряка зависимост от плътността на изхвърлянето на мълния в земята и съответно от регионалната продължителност на гръмотевичните бури в съответствие с данните в Приложение 2. Може да се приеме, че вероятността от повреда на обект се увеличава, например с увеличаване на амплитудата на тока на мълнията и зависи от други параметри на разряда. Наличната статистика за щетите обаче е получена по начини (чрез фотографиране на удари от мълния, запис със специални измервателни уреди), които не ни позволяват да изолираме влиянието на фактори, различни от интензивността на гръмотевичната активност.

Нека сега оценим, използвайки формулите в Приложение 2, колко често предмети с различни размери и форми могат да бъдат ударени от мълния. Например със средна продължителност на гръмотевичните бури 40–60 чгодишно в концентриран обект с височина 50 м(например комин) не може да се очаква повече от една лезия за 3-4 години, а в сграда 20 ми размери по отношение на 100x100 m (типичен размер за много видове производство) - не повече от една лезия за 5 години. По този начин, с умерени размери на сгради и конструкции (височина в рамките на 20-50 м, дължина и ширина приблизително 100 м) да бъдеш ударен от мълния е рядко събитие. За малки сгради (с размери приблизително 10 м) очакваният брой мълнии рядко надвишава 0,02 на година, което означава, че не може да се случи повече от една мълния през целия им експлоатационен живот. Поради тази причина, съгласно RD 34.21.122-87, за някои малки сгради (дори с ниска огнеустойчивост) мълниезащитата изобщо не се осигурява или е значително опростена.

За концентрирани обекти броят на щетите от насочени надолу мълнии се увеличава квадратично с височината и в райони с умерена продължителност на гръмотевични бури при височини на обекти от около 150 мвъзлиза на един или два удара годишно. От концентрирани обекти с по-голяма височина се възбуждат възходящи мълнии, чийто брой също е пропорционален на квадрата на височината. Тази идея за чувствителността на високи обекти се потвърждава от наблюдения, извършени на телевизионната кула Останкино с височина 540 м: всяка година има около 30 удара от мълния и повече от 90% от тях са от удари нагоре, броят на ударите от мълнии надолу остава един или два на година. По този начин за концентрирани обекти с височина над 150 мброят на ударите от насочена надолу мълния зависи малко от височината.

4. ОПАСНИ ЕФЕКТИ ОТ МЪЛНИЯ

Списъкът с основни термини (Приложение 1 RD 34.21.122-87) изброява възможните видове светкавични ефекти върху различни земни обекти. В този параграф е представена по-подробна информация за опасните ефекти от мълнията.

Ефектите от мълнията обикновено се разделят на две основни групи:

първичен, причинен от директен удар на мълния, и вторичен, предизвикан от близки мълниеносни разряди или пренесен в обекта от разширени метални комуникации. Опасността от пряко попадение и вторично въздействие на мълнията за сградите и съоръженията и намиращите се в тях хора или животни се определя, от една страна, от параметрите на мълниеносния разряд, а от друга страна, от технологичните и конструктивните характеристики на обекта (наличие на пожар или пожароопасни зони, огнеустойчивост на строителни конструкции, тип входни комуникации, тяхното местоположение вътре в обекта и др.). Директният удар на мълния причинява следните въздействия върху обект: електрически, свързани с увреждане на хора или животни токов удари появата на пренапрежение върху засегнатите елементи. Пренапрежението е пропорционално на амплитудата и наклона на тока на мълнията, индуктивността на конструкциите и съпротивлението на заземяващите проводници, през които токът на мълния се отвежда в земята. Дори и с мълниезащита, директните удари на мълния с големи токове и стръмност могат да доведат до пренапрежения от няколко мегаволта. При липса на мълниезащита пътищата на разпространение на тока на мълнията са неконтролируеми и ударът й може да създаде опасност от токов удар, опасни стъпални и допирни напрежения и припокриване с други обекти;

термична, свързана с рязко отделяне на топлина по време на директен контакт на канала на мълния със съдържанието на обекта и когато ток на мълния протича през обекта. Освободената енергия в канала на мълнията се определя от пренесения заряд, продължителността на светкавицата и амплитудата на тока на мълнията; и 95% от случаите на мълнии разреждат тази енергия (изчислено при съпротивление 1 Ом) надвишава 5,5 Дж, тя е с два до три порядъка по-висока от минималната енергия на запалване на повечето смеси газ, пара и прах-въздух, използвани в промишлеността. Следователно в такива среди контактът с канала за мълния винаги създава опасност от възпламеняване (а в някои случаи и експлозия), същото важи и за случаите на проникване на канал за мълния в корпусите на експлозивни външни инсталации. Когато токът на мълния протича през тънки проводници, има опасност те да се стопят и скъсат;

механични, причинени от ударна вълна, разпространяваща се от канала на мълнията, и електродинамични сили, действащи върху проводници с токове на мълния. Този ефект може да причини например сплескване на тънък метални тръби. Контактът с канал за мълния може да причини внезапно образуване на пари или газ в някои материали, последвано от механично разрушаване, като разцепване на дърво или напукване на бетон.

Вторичните прояви на мълнията са свързани с ефекта на близки разряди върху обекта на електромагнитното поле. Това поле обикновено се разглежда под формата на два компонента: първият се дължи на движението на зарядите в лидера и канала на мълнията, вторият се дължи на промяната в тока на мълнията с течение на времето. Тези компоненти понякога се наричат ​​електростатична и електромагнитна индукция.

Електростатичната индукция се проявява под формата на пренапрежение, което възниква върху металните конструкции на обект и зависи от тока на мълнията, разстоянието до мястото на удара и съпротивлението на заземителния електрод. При липса на подходяща система за заземяване пренапрежението може да достигне стотици киловолта и да създаде опасност от нараняване на хора и припокриване между в различни частиобект.

Електромагнитната индукция е свързана с образуването на ЕМП в метални вериги, пропорционална на стръмността на тока на мълния и площта, покрита от веригата. Разширените комуникации в съвременните промишлени сгради могат да образуват вериги, покриващи голяма площ, в които е възможно да се предизвика ЕМП от няколко десетки киловолта. На места, където разширени метални конструкции се събират, в пролуки в отворени вериги, има опасност от припокриване и искри с възможно разсейване на енергия от около десети от джаула.

Друг вид опасно въздействие на мълнията е внасянето на висок потенциал чрез комуникациите, въведени в съоръжението (въздушни електропроводи, кабели, тръбопроводи). Това е пренапрежение, което възниква върху комуникациите при директни и близки удари на мълния и се разпространява под формата на вълна, която се удря върху обекта. Опасността се създава поради възможни препокривания от комуникации към заземени части на съоръжението. Опасност представляват и подземните комуникации, тъй като те могат да поемат част от мълниеносните токове, разпространяващи се в земята, и да ги пренесат в съоръжението.

5. КЛАСИФИКАЦИЯ НА ЗАЩИТЕНИТЕ ОБЕКТИ

Тежестта на последствията от удар на мълния зависи преди всичко от опасността от експлозия или пожар на сграда или конструкция поради топлинните ефекти на мълния, както и от искри и светкавици, причинени от други видове удари. Например в отрасли, които постоянно са свързани с открит огън, горивни процеси и използване на огнеупорни материали и конструкции, потокът от ток на мълния не представлява голяма опасност. Напротив, наличието на експлозивна атмосфера вътре в обекта ще създаде заплаха от унищожаване, човешки жертви и големи материални щети.

При такова разнообразие от технологични условия, представянето на еднакви изисквания за мълниезащита на всички обекти би означавало или инвестиране на прекомерни резерви в нея, или примиряване с неизбежността на значителни щети, причинени от мълния. Следователно RD 34.21.122-87 възприе диференциран подход към мълниезащитата на различни обекти и следователно в табл. 1 от тази инструкция сградите и конструкциите са разделени на три категории, които се различават по тежестта на възможните последици от поражение от мълния.

В категория I се включват производствени помещения, в които при нормални технологични условия могат да се намират и образуват взривоопасни концентрации на газове, пари, прахове и влакна. Всеки удар на мълния, предизвикващ експлозия, създава повишена опасност от унищожаване и жертви не само за този обект, но и за близките

Втора категория включва промишлени сгради и конструкции, в които възниква експлозивна концентрация в резултат на нарушение на нормалния технологичен режим, както и външни съоръжения, съдържащи експлозивни течности и газове. За тези обекти удар от мълния създава опасност от експлозия само когато съвпада с технологична авария или задействане на дихателни или аварийни клапани при външни инсталации. Поради умерената продължителност на гръмотевичните бури на територията на СССР, вероятността тези събития да съвпаднат е доста ниска.

Категория III включва обекти, чиито последствия са свързани с по-малко материални щети, отколкото във взривоопасна среда. Това включва сгради и конструкции с пожароопасни помещения или строителни конструкции с ниска огнеустойчивост и за тях изискванията за мълниезащита се затягат с увеличаване на вероятността от повреда на обекта (очаквания брой удари на мълнии). Освен това категория III включва обекти, чиито щети представляват опасност от излагане на електричество на хора и животни: големи обществени сгради, сгради за добитък, високи конструкции като тръби, кули, паметници. И накрая, категория III включва малки сгради в селските райони, където най-често се използват горими конструкции. Според статистиката тези обекти представляват значителна част от пожарите, причинени от гръмотевични бури. Поради ниската цена на тези сгради, тяхната мълниезащита се извършва с помощта на опростени методи, които не изискват значителни материални разходи (клауза 2.30).

6. СРЕДСТВА И МЕТОДИ ЗА МЪЛНИЕЗАЩИТА

Изискванията за прилагане на целия набор от мерки за мълниезащита на обекти от категории I, II и III и проектите на мълниеотводи са посочени в § 2 и 3 от RD 34.21.122-87. Този раздел от ръководството обяснява основните разпоредби на тези изисквания.

Мълниезащитата е набор от мерки, насочени към предотвратяване на пряк удар на мълния върху обект или отстраняване на опасните последици, свързани с пряк удар; Този комплекс включва и защитно оборудване, което предпазва обекта от вторичните ефекти на мълнията и въвеждането на висок потенциал.

Средство за защита срещу преки попадения на мълния е гръмоотвод - устройство, предназначено за директен контакт с канала на мълнията и отвеждане на тока му в земята.

Гръмоотводите са разделени на свободно стоящи, които осигуряват разпространението на ток на мълния, заобикаляйки обекта, и инсталирани на самия обект. В този случай токът се разпространява по контролирани пътища, така че има малка вероятност от нараняване на хора (животни), експлозия или пожар.

Монтирането на свободно стоящи гръмоотводи елиминира възможността за термично въздействие върху обекта при попадение на гръмоотвода; За обекти с постоянен риск от експлозия, класифицирани като категория I, е възприет този метод на защита, осигуряващ минимален брой опасни удари по време на гръмотевична буря. За обекти от категории II и III, характеризиращи се с по-нисък риск от експлозия или пожар, е еднакво допустимо използването на свободно стоящи гръмоотводи и такива, монтирани на защитения обект.

Гръмоотводът се състои от следните елементи: гръмоотвод, опора, токопровод и заземител. Въпреки това, на практика те могат да образуват една структура, например метална мачта или ферма на сграда е въздушен терминал, опора и съединителен проводник едновременно.

Въз основа на вида на гръмоотвода, гръмоотводите се разделят на прътови (вертикални), кабелни (хоризонтално удължени) и мрежи, състоящи се от надлъжни и напречни хоризонтални електроди, свързани в пресечни точки. Прътовите и кабелните мълниеотводи могат да бъдат свободностоящи или инсталирани на място; Мълниезащитните решетки се полагат върху неметалния покрив на защитени сгради и съоръжения. Полагането на мрежи обаче е рационално само при сгради с хоризонтални покриви, където всяка част от тях е еднакво вероятно да бъде ударена от мълния. При големи наклони на покрива най-вероятно ударите на мълния са близо до билото и в тези случаи полагането на мрежа върху цялата повърхност на покрива ще доведе до неоправдани разходи за метал; По-икономично е да се монтират прътови или кабелни мълниеотводи, чиято защитна зона включва цялото съоръжение. Поради тази причина в точка 2.11 е разрешено поставянето на мълниезащитна мрежа върху неметални покриви с наклон не повече от 1:8. Понякога поставянето на мрежата върху покрива е неудобно поради структурните елементи (например вълнообразната повърхност на покритието). В тези случаи е разрешено да се постави мрежата под изолацията или хидроизолацията, при условие че те са изработени от огнеупорни или огнеупорни материали и разрушаването им по време на разряд на мълния няма да доведе до запалване на покрива (клауза 2.11).

При избора на средства за защита срещу директни удари на мълния и видове гръмоотводи е необходимо да се вземат предвид икономическите съображения, технологичните и конструктивните характеристики на обектите. Във всички възможни случаи близките високи конструкции трябва да се използват като свободностоящи гръмоотводи и структурни елементисгради и конструкции, като метални покриви, ферми, метални и стоманобетонни колони и фундаменти, като гръмоотводи, токопроводи и заземителни проводници. Тези разпоредби са взети предвид в ал. 1.6, 1.8, 2.11, 2.12, 2.25. Защитата от топлинните ефекти на директен удар на мълния се осъществява чрез правилен избор на напречните сечения на мълниеотводите и токопроводите (Таблица 3), дебелината на корпусите на външните инсталации (клауза 2.15), чието топене и проникване не може да се случи с горните параметри на ток на мълния, пренесен заряд и температура в канала.

Извършва се защита срещу механично разрушаване на различни строителни конструкции поради директни удари на мълния: бетон - чрез армиране и осигуряване на надеждни контакти в точките на свързване с армировката (клауза 2.12); неметални изпъкнали части и покрития на сгради - с материали, които не съдържат влага или газообразуващи вещества.

Защитата срещу прекъсвания на защитавания обект в случай на повреда на свободно стоящи гръмоотводи се постига чрез правилен избор на конструкции на заземителния проводник и изолационни разстояния между гръмоотвода и обекта (т. 2.2 - 2.5). Защитата срещу припокриване вътре в сградата, когато през нея протича ток на мълния, се осигурява чрез подходящ избор на броя надолу, положени към заземяващите проводници по най-късите пътища (клауза 2.11).

Защитата срещу допир и стъпкови напрежения (т. 2.12, 2.13) се осигурява чрез полагане на проводници на места, недостъпни за хора, и равномерно разполагане на заземителни проводници в цялото съоръжение.

Защитата срещу вторични ефекти на мълния се осигурява чрез следните мерки. От електростатична индукция и въвеждане на висок потенциал - чрез ограничаване на пренапреженията, индуцирани върху оборудване, метални конструкции и входни комуникации, чрез свързването им към заземителни електроди с определени конструкции; от електромагнитна индукция - чрез ограничаване на зоната на отворени вериги вътре в сградите чрез поставяне на джъмпери на места, където се събират метални комуникации. За да се избегне искрене в кръстовищата на разширени метални комуникации, се осигуряват ниски преходни съпротивления - не повече от 0,03 Ohm, например при фланцови тръбопроводни връзки, това изискване се изпълнява чрез затягане на шест болта на всеки фланец (клауза 2.7).

7. ЗАЩИТНО ДЕЙСТВИЕ И ЗОНИ ЗА ЗАЩИТА НА МЪЛНИЕВИ ЗАВОДИ

По-долу обясняваме подхода за определяне на защитни зони на мълниеотвод, чието изграждане се извършва съгласно формулите на Приложение 3 на RD 34.21.122-87.

Защитният ефект на гръмоотвода се основава на "свойството на мълнията, че е по-вероятно да удари по-високи и добре заземени обекти в сравнение с близки обекти с по-ниска височина. Следователно, на гръмоотвода, издигащ се над защитения обект, се определя функция за прихващане на мълния, която при липса на гръмоотвод би ударила обекта Количествено защитният ефект на гръмоотвода се определя чрез вероятността за пробив - съотношението на броя на попадналите мълнии в защитен обект (броят на пробиви) към общия брой удари на гръмоотвода и обекта.

Има няколко начина за оценка на вероятността от пробив, базирани на различни физически концепции за процесите на увреждане от мълния. RD 34.21.122-87 използва резултатите от изчисленията с помощта на вероятностна техника, която свързва вероятността от повреда на гръмоотвод и обект с разсейването на траектории на мълния надолу, без да се вземат предвид промените в неговите токове.

Съгласно възприетия изчислителен модел е невъзможно да се създаде идеална защита срещу директни удари на мълнии, напълно изключвайки пробивите към защитения обект. На практика обаче относителната позиция на обекта и гръмоотвода е осъществима, осигурявайки ниска вероятност за пробив, например 0,1 и 0,01, което съответства на намаляване на броя на щетите на обекта с приблизително 10 и 100 пъти в сравнение с незащитен обект. За повечето съвременни съоръжения такива нива на защита осигуряват малък брой пробиви през целия им експлоатационен живот.

По-горе разгледахме промишлена сграда с височина 20 и размери в план 100 х 100 m, разположена в зона с продължителност на гръмотевична буря 40-60 часа годишно; Ако тази сграда е защитена с гръмоотводи с вероятност за пробив 0,1, не може да се очаква повече от един пробив в нея за 50 години. В същото време не всички пробиви са еднакво опасни за защитения обект; например запалването е възможно при високи токове или прехвърлени заряди, които не се срещат във всеки разряд на мълния. Следователно може да се очаква дадено съоръжение да претърпи едно опасно въздействие за период, очевидно надхвърлящ 50 години, или за повечето промишлени съоръжения от категории II и III, не повече от едно опасно въздействие през целия период на тяхното съществуване. С вероятност за пробив от 0,01, една и съща сграда може да очаква не повече от един пробив за 500 години - период, много по-дълъг от живота на което и да е индустриално съоръжение. Такова високо ниво на защита е оправдано само за обекти от категория I, които представляват постоянна заплаха от експлозия.

Чрез извършване на серия от изчисления на вероятността за пробив в близост до гръмоотвод е възможно да се изгради повърхност, която е геометричното местоположение на върховете на защитените обекти, за които вероятността за пробив е постоянна стойност. Тази повърхност е външната граница на пространството, наречено мълниезащитна зона; за единичен прътов гръмоотвод това ограничение е странична повърхносткръгъл конус, за единичен кабел - плоска повърхност на фронтон.

Обикновено защитната зона се обозначава с максималната вероятност за пробив, съответстваща на нейната външна граница, въпреки че в дълбините на зоната вероятността за пробив значително намалява.

Изчислителният метод дава възможност да се изгради защитна зона за прътови и кабелни мълниеотводи с произволна стойност на вероятността за пробив, т.е. за всеки гръмоотвод (единичен или двоен), можете да изградите произволен брой защитни зони. За повечето търговски сгради обаче може да се осигури достатъчно ниво на защита чрез използване на две зони с вероятност за пробив от 0,1 и 0,01.

От гледна точка на теорията за надеждността, вероятността за пробив е параметър, характеризиращ повредата на гръмоотвода като защитно устройство. При този подход двете приети защитни зони отговарят на степен на надеждност от 0,9 и 0,99. Тази оценка на надеждността е валидна, когато обектът е разположен близо до границата на защитната зона, например обект под формата на пръстен, коаксиален с гръмоотвод. За реални обекти (обикновени сгради) на границата на защитната зона по правило се намират само горните елементи, а по-голямата част от обекта се намира в дълбините на зоната. Оценката на надеждността на защитната зона по външната й граница води до прекомерно занижени стойности. Следователно, за да се вземе предвид относителното положение на гръмоотводите и обектите, което съществува на практика, зоните за защита A и B са определени в RD 34.21.122-87 с приблизителна степен на надеждност съответно 0,995 и 0,95.

Линейните зависимости между изчислените параметри на защитни зони тип B позволяват да се оценят височините на гръмоотводите с достатъчна за практиката точност с помощта на номограми, които намаляват количеството на изчисленията. Такива номограми, конструирани в съответствие с формулите и обозначенията на Приложение 3 към RD 34.21.122-87, са показани на фиг. P4.1 за определяне на височините на прът С и кабел Т на единични и двойни мълниеотводи (разработка на Гипропром).

Ориз. P4.1. Номограми за определяне на височината на единични (а) и двойни еднакви по височина (б) гръмоотводи в зона B

Методът за изчисляване на вероятността за пробив е разработен само за насочени надолу мълнии, предимно поразяващи обекти с височина до 150 m. м. Следователно, в RD 34.21.122 - 87, формулите за изграждане на защитни зони за единични и множество прътови и кабелни мълниеотводи са ограничени до височина 150 м. Към днешна дата обемът на действителните данни за чувствителността на обекти с по-голяма височина към низходяща мълния е много малък и се отнася най-вече до телевизионната кула Останкино. Въз основа на фотографски записи може да се твърди, че насочената надолу мълния се разбива на повече от 200 m под върха и удря земята на разстояние около 200 мот основата на кулата. Ако разгледаме телевизионната кула Останкино като гръмоотвод, можем да заключим, че относителните размери на защитните зони на гръмоотводи с височина над 150 мрязко намаляват с увеличаване на височината на гръмоотводите. Като се вземат предвид ограничените действителни данни за чувствителността на свръхвисоки обекти, RD 34.21.122 - 87 включва формули за изграждане на защитни зони само за прътови мълниеотводи с височина над 150 м.

Все още не е разработен метод за изчисляване на защитни зони срещу издигаща се мълния. От данните от наблюдения обаче е известно, че възходящите изхвърляния се възбуждат от заострени обекти близо до върха на високи структури и възпрепятстват развитието на други изхвърляния от по-ниски нива. Следователно за такива високи обекти като стоманобетонни комини или кули се осигурява защита преди всичко от механично разрушаване на бетона при възбуждане от насочена нагоре мълния, което се осъществява чрез инсталиране на прътови или пръстеновидни мълниеотводи, които осигуряват максимално възможното по конструктивни причини , излишък над горната част на обекта (точка 2.31) .

8. ПОДХОД КЪМ СТАНДАРТНИТЕ УСЛОВИЯ ЗА ЗАЗЕМЯВАНЕ НА МЪЛНИЕЗАЩИТА

Подходът за избор на заземителни проводници за мълниезащита на сгради и конструкции, приет в RD 34.21.122-87, е обяснен по-долу.

Един от ефективни начиниограничаване на пренапреженията на мълнии в гръмоотводната верига, както и на металните конструкции и оборудването на съоръжението, е да се осигурят ниски съпротивления на заземяване. Следователно, при избора на мълниезащита, съпротивлението на заземителния електрод или други негови характеристики, свързани със съпротивлението, подлежат на стандартизация.

Доскоро импулсната устойчивост на разпространение на токове на мълния беше стандартизирана за заземителни проводници за мълниезащита: максималната му допустима стойност беше приета равна на 10 Омза сгради и постройки от I и II категория и 20 Омза сгради и постройки от III категория. В този случай беше позволено да се увеличи импулсното съпротивление до 40 Омв почви със съпротивление над 500 Ом мпри едновременно премахване на гръмоотводи от обекти от категория I на разстояние, което гарантира срещу повреда във въздуха и в земята. За външни инсталации максимално допустимото импулсно съпротивление на заземяващите проводници се приема за 50 Ом.

Импулсното съпротивление на земния електрод е количествена характеристика на сложни физични процеси по време на разпространението на токове на мълния в земята. Стойността му се различава от съпротивлението на заземителния проводник по време на разпространението на токове с индустриална честота и зависи от няколко параметъра на тока на мълния (амплитуда, наклон, дължина на челото), вариращи в широки граници. С увеличаване на тока на мълния импулсното съпротивление на заземителния електрод пада и във възможния диапазон на разпространение на токовете на мълния (от единици до стотици килоампери) стойността му може да намалее 2-5 пъти.

При проектирането на заземен електрод е невъзможно да се предскажат стойностите на токовете на мълния, които ще протичат през него, и следователно е невъзможно да се оценят предварително съответните стойности на импулсните съпротивления. При тези условия стандартизирането на заземяващите проводници чрез тяхното импулсно съпротивление има очевидни неудобства. По-разумно е да изберете конкретни конструкции на заземителни проводници според следното условие. Импулсното съпротивление на заземителите в целия възможен диапазон на токове на мълния не трябва да надвишава посочените максимално допустими стойности.

Тази стандартизация е приета в параграфи. 2.2, 2.13, 2.26, таблица. 2: за редица стандартни дизайни импулсните съпротивления са изчислени, когато токовете на мълния варират от 5 до 100 kAи въз основа на резултатите от изчислението е извършен избор на заземителни проводници, които отговарят на приетото условие.

Понастоящем стоманобетонните основи са обичайни и препоръчителни (RD 34.21.122-87, точка 1.8) заземяващи конструкции. Те са обект на допълнително изискване - изключването на механично разрушаване на бетона при разпространение на токове на мълния през основата. Стоманобетонните конструкции могат да издържат на висока плътност на мълниеносни токове, разпространяващи се върху армировката, което е свързано с кратката продължителност на това разпространение. Единични стоманобетонни фундаменти (пилоти с дължина най-малко 5 или фундаменти с дължина най-малко 2 м) са в състояние да издържат на токове на мълния до 100 без разрушаване kA, съгласно това условие в табл. 2 RD 34.21.122-87 определя допустимите размери на отделните стоманобетонни заземителни проводници. За големи основи със съответно по-голяма армировъчна повърхност е малко вероятно да възникне плътност на тока, опасна за разрушаване на бетона, при всякакви възможни токове на мълния.

Стандартизиране на параметрите на заземяването според техните стандартни дизайниима редица предимства: съответства на стандартизацията на стоманобетонните основи, приета в строителната практика, като се вземе предвид широкото им използване като естествени заземители; при избора на мълниезащита не е необходимо да се извършват изчисления на импулсното съпротивление на заземителите , което намалява обема на проектантската работа.

9. ПРИМЕРИ ЗА МЪЛНИЕЗАЩИТА ЗА РАЗЛИЧНИ ОБЕКТИ* (ФИГ. P4.2-P4.E)

* Разработено от VNIPI Tyazhpromepsktroproekt, Giprotruboprovod Institute и GIAP,

Ориз. P4.2. Мълниезащита на сграда от I категория със свободно стоящ двоен прътов гръмоотвод (ρ = 300 Ом м, S в ≤ 4 м, S z ≤ 6 м):

1 — граница на защитната зона; 2 - фундаментни заземителни проводници; 3 - защитна зона при 8.0 м

Ориз. P4.3. Мълниезащита на сграда от I категория с отделен контактен гръмоотвод (ρ = 300 Ом м, S â ≤ 4 м, S z ≤ 6 м, S in1 ≥ 3,5 м):

1 - кабел; 2 — граница на защитната зона; 3 - вход на подземен тръбопровод; 4—граница на разпространение на експлозивна концентрация; 5 - армировъчни връзки, направени чрез заваряване; 6 - стоманобетонна основа; 7 — вградени елементи за свързване на оборудването; 8 - заземителен проводник от стомана 4×40 мм; 9 - заземителни проводници - стоманобетонни опори за крака; 10 — граница на защитната зона на 10,5

Фигура P4.4. Мълниезащита на сграда II категория с положена покривна мрежа под хидроизолация:

1 - мълниезащитна мрежа; 2 - хидроизолация на сградата; 3 - опора на сградата; 4 — стоманен джъмпер; 5 - колонна армировка; 6 - заземителни проводници, стоманобетонни основи; 7 - вградена част; 8 — опора на надлез; 9 - технологичен надлез

Ориз. P4.5. Мълниезащита на сграда от категория II с метални ферми (използва се армировка като токопроводи и заземители) стоманобетонни колонии основи):

1 - колонна армировка; 2 - фундаментна армировка; 3 - заземен електрод; 4 - стоманена ферма; 5 - стоманобетонна колона; 6 - анкерни болтове, заварени към армировката; 7 - вградена част

Ориз. P4.6. Разположение на цеха за компресия на азотно-водородната смес (класифициран като взривоопасен с клас B-1a зона):

Легенда: — прътов гръмоотвод (№ 1-6); —.—.—.- тоководеща метална лента; — газоотводни тръби за изпускане на газове с неексплозивни концентрации в атмосферата; - същата експлозивна концентрация

Фиг., P4.7. Мълниезащита на метален резервоар с вместимост 20хил. м 3със сферичен покрив:

1 - дихателен клапан; 2 - зона на изпускане на газове с експлозивна концентрация; 3 — граница на защитната зона; 4 - защитна зона на височина h x = 23,7 м; 5 - същото на височина h x =22,76 м

Ориз. P4.8. Мълниезащита на метален резервоар с вместимост 20 хил. м3 със сферичен покрив и понтон:

1 — клапан за аварийно освобождаване на газ; 2, 3 - същото като на фиг. 4.7; 4 - понтон; 5 — защитна зона на височина hх = 23 м; 6 - гъвкав кабел

Ориз. P4.9. Мълниезащита на селска къща с кабелен гръмоотвод, монтиран на покрива:

1 — кабелен гръмоотвод; 2 — вход на въздушен електропровод (ВЛ) и заземяване на куките на ВЛ на стената; 3 — токов проводник; 4 - заземен електрод

Мълниезащитата на сгради и конструкции е рядка система на покривите на нови и модерни къщи. Това се дължи на увереността на човек, че мълния ще удари навсякъде, но не и наблизо.

Когато мълния удари покрив, тръби или други повдигнати конструкции прилежащи площивъзникват пренапрежения от мълния и електромагнитни импулси, които представляват заплаха за всеки електрически уредивключен в електрическа мрежапроменлив ток.

Характеристики на мълниезащитната система

Мълниезащитата на обект е набор от мерки и устройства, които могат да защитят отделни сгради и конструкции от удари на мълния.

Има три основни фактора, влияещи върху мълнията:

• директен удар на мълния върху покрива на сграда;
• въздействие върху близки комуникационни и технически съоръжения;
• удар в земята близо до къща или в близък обект с по-нататъшно изхвърляне в земята.

В първия случай директният удар може да доведе до сериозни щети - рязко повишаване на температурата и изпичане на покривни материали, а в редки случаи дори пожар дървени конструкциии покривни плочи. Основният разрушителен фактор се крие в ударната вълна, генерирана от мълнията.

При удар върху комуникационни обекти или електропроводи се създава импулсен ток на мълния, който навлиза в дома през електрически проводниции тръби. Това може да доведе до токов удар, повреда на кабелните обвивки и жила, повреда на оборудването и повреда на вътрешната система.

При третия вариант изхвърлянето удря земята. Ако съпротивлението на земята е високо или се дължи на други фактори, напрежението може да премине през заземяващия електрод в неутралния проводник обратно в къщата. В частните къщи нулата е заземена в селските трансформаторни подстанции. Може да възникне случай, когато напрежението е във фаза и нула, което също ще доведе до повреда на устройства и оборудване. Но това е рядък случай: като правило токът, влизащ в земята, се разпространява равномерно.

важно! Повечето тежки последствия- разрушаване или пожар на покрива в резултат на директни удари на мълния.

Видове мълниезащита

Според дизайна на защитната система има:

• външен;
• вътрешни.

Всяка система има своя собствена цел и те трябва да се използват в комбинация, за да се елиминират и трите фактора за увреждане от мълния.

Външно мълниезащитно устройство за сгради и конструкции е монтирано на покриви, близки разширения, конструкции и се състои от въздушна клема, токопровод и заземителен проводник. Основната им функция е да отклоняват текущия разряд в земята, предотвратявайки достигането му до повърхността на покрива. Разрядът навлиза в заземяващия електрод през проводника надолу и след това се разпространява в земята.

Вътрешният тип мълниезащитна система се състои от инсталиране на устройство вътре в сграда и служи за защита от пренапрежения.

Има следните видове вътрешни устройства:

1. Реле за контрол на напрежението с възможност за ръчно регулиране на минимално и максимално ниво на напрежение в мрежата. Ако критичните точки са нарушени, устройството изключва напрежението. Може да се монтира в цялата къща или отделно за всяко устройство. Най-простият и евтин вариант.
2. Волтажен регулатор.
3. Реле за контрол на фазите (за трифазно напрежение). Отнася се за микропроцесорни устройства.

Видове гръмоотводи

Според конструкцията и материала гръмоотводите са:

• прът - отделно разположен и на покрива;
• кабел;
• мрежа - на покрива.

Най-често срещаните и често срещани са прътът и кабелът, които се използват на прости и сложни двускатни покриви. Ако покривната конструкция е многоетажна, препоръчително е да се използва комбинирана системаизползвайки два различни типа приемници.

Родовидни гръмоотводи

Основната характеристика е дълъг вертикален щифт, чиято основна функция е да получи удар от мълния. Устройството трябва да бъде много издръжливо, устойчиво на валежи и агресивни среди, но да е леко и лесно за инсталиране.

В зависимост от площта на покрива могат да се монтират няколко такива мачти. Такива конструкции трябва да бъдат монтирани на най-високата точка на покрива или стената. Необходимо е щифтът да се издигне на поне 1,5 m.

Можете да инсталирате такава система отделно от дома си. Във втория случай мачтата може да достигне няколко десетки метра. Пръчковата структура образува въображаем конус около корпуса - зона на защитено пространство.Размерът на мачтата може да се определи от диаметъра на конуса и неговата височина.

Кабелни гръмоотводи

Хоризонталната инсталационна система се състои от опънат стоманен кабел по цялата дължина на билото. Ударът от мълния се абсорбира от кабела. Можете да инсталирате щифтове в различни краища на покрива и да опънете кабел между тях, което води до комбиниран тип защита. Това е подходящо за покриви, където дължината е многократно по-голяма от ширината. Диаметърът на кабела трябва да бъде най-малко 12 mm. Дебелината на кабела се определя от дължината на монтажния участък.

Системата има специални изисквания към якостта на елемента на опън, което е свързано с натоварвания от вятър и заледяване. За да се избегне повреда на системата, се препоръчва да се монтират няколко междинни крепежни елементи по цялата дължина на покрива.

Икономичен и прост вариант се получава, като вместо кабел се използва стоманена тел, която е лесна за монтаж (може да се заварява към конструкции и една към друга) и е доста издръжлива. За да закрепите жицата, можете да използвате специални болтови скоби - клеми.

Мрежести гръмоотводи

Системата е хоризонтална, монтирана на плоски покриви. Мрежата е изработена от валцована тел с диаметър 10 mm или стоманена лента с произволен диаметър. Такива приемници се монтират чрез заваряване и изискват голям разход на материал, така че системата се счита за много трудоемка за инсталиране.

Може да се монтира и на скатни покриви. В този случай мрежата е монтирана около периметъра на равнината. Това е основната причина, поради която по-евтини, по-прости и по-безопасни системи се монтират на скатни покриви. Този вид защита е подходяща за монтаж върху покриви на училища и детски градини, институти и държавни учреждения. Смятан за най-надежден.

Надолу проводници

Този елемент свързва гръмоотвода със заземителния електрод. Използва се за производство метална жицас диаметър 6 - 10 mm, стоманена лента или половин инчова водопроводна тръба ще направи.

Много е важно да се направи здрава и надеждна връзка между токопроводи и гръмоотводи със заземителни проводници.Най-здравата връзка се счита за заварена или болтова връзка. За да направите спускащия проводник невидим на фасадата, той може да бъде боядисан в цвета на облицовката или завършването на къщата. По цялата дължина на спускането е необходимо да се направят междинни закрепвания на разстояние 1,5 - 2 метра.

Заземяване

Устройството представлява метална конструкция, вкопана или забита в земята и осигуряваща добър контакт на системата със земята. Във влажни почви няма смисъл да се оборудва заземяващ електрод с дълбочина повече от 80 см. Като правило се използва стоманен прът 18–20 mm или ъгъл 40–50 mm, или стоманена лента с ширина 40 mm. Дължината на заземяващия електрод трябва да бъде най-малко 3 метра.

Дизайнът може да има формата на триъгълник или да прилича на обърната буква "W". Свързването на заземяващите елементи се извършва чрез заваряване или болтове. Дизайнът трябва да бъде надежден в продължение на много години, да не отслабва и да няма луфт.

важно! Ако в близост до къщата има готов заземителен контур, към него може да се свърже мълниезащита за сгради.

Монтаж на мълниезащита

Монтажът трябва да започне с инсталирането на гръмоотводи. При работа на височина спазвайте правилата за безопасност. Ако планирате сами да направите инсталацията, започнете с примитивен проект. Когато ще се свържете към завършен заземяващ контур, планирайте инсталацията, като вземете предвид това местоположение на връзката.

Винаги спазвайте правилото: проводниците трябва да са възможно най-къси и прави. Изберете най-късото разстояние от гръмоотвода до заземителния електрод.

Забележка! Ако не сте уверени в способностите си, поверете инсталирането на мълниезащита на професионалисти. Специалисти ще изпълнят проекта и ще проведат предоперативни тестове.

Тест и проверка

Преди да използвате мълниезащита, трябва да проверите следните елементи на системата:

1. Заваряване на фуги за здравина. Това става визуално или чрез почукване с чук.
2. Болтови връзки и връзки. Необходимо е да затегнете всички връзки, особено тези, които ще бъдат в земята или на покрива.
3. Съпротивление на земята. Измерва се със специален уред - измервател на изолационното съпротивление.
4. Преходното съпротивление на контактите и съединенията се измерва с уред за съпротивление на изолацията или омметър.
5. Измерване на съпротивление на токов поток с измервател на изолационното съпротивление.
6. Проверка за съответствие с проектната документация.
7. Надеждност на закрепването на гръмоотвода и междинните скоби.

Не си струва да пестите пари за защита на хората от токов удар и безопасността на жилищата и електрическите уреди. Най-добрият вариант е набор от мерки за предотвратяване на последствията и разрушенията от удари на мълния.

Директен удар на мълния в сграда или постройка и разряди от електростатичната индукция на облаци и от електромагнитната индукция на ток на мълния вътре в сграда могат да наранят хората в нея, да причинят пожари и експлозии, разрушаване на каменни и бетонни конструкции, разцепване на дървени подпори на въздушни линии и повреди изолацията. Защитата от атмосферно електричество трябва да се организира в съответствие с Инструкциите за монтаж на мълниезащита на сгради и конструкции.
В зависимост от наличието и класа на взривоопасните зони в дадена сграда се изисква една от трите категории мълниезащита или изобщо не се изисква мълниезащита.
Мълниезащита категория I се използва за промишлени сградис експлозивни зони от класове B-Ia и B-II. Това са всички неселски имоти.
Използва се за мълниезащита II категория промишлени сградисъс зони от клас B-Ga, B-Ib и B-IIa (при условие, че заемат най-малко 30% от обема на цялата сграда, а ако са по-малко, тогава или цялата сграда е защитена по категория III, или част от то в категория II), и също отворени инсталациисъс зони клас B-Ig. Мълниезащитата за тези открити инсталации е задължителна в цялата област, докато мълниезащитата от категория II за сгради се изисква само в райони, в които има поне десет часа гръмотевични бури годишно. Разделянето на територията на зони с различен брой гръмотевични бури (часове на гръмотевична буря) е дадено в PUE и в Инструкциите за инсталиране на мълниезащита на сгради и конструкции. Мълниезащита от категория II се изпълнява за амонячни хладилници, мелници, фабрики или цехове за производство на храни за животни, сенно брашно, складове за горива и материали с бензин, някои торове и пестициди.
За други промишлени, жилищни и обществени сгради е необходимо да се изгради мълниезащита от категория III или изобщо да не се изгражда, в зависимост от предназначението и естеството на сградата, а понякога и от очаквания брой директни удари на мълнии в тази сграда годишно.
Този брой се определя чрез изчисление в зависимост от размера на сградата и броя на часовете с гръмотевична буря.
Независимо от броя на очакваните директни попадения на мълнии с 20 и повече гръмотевични часа годишно, мълниезащита от категория III се изгражда в следните случаи: за външни инсталации от класове II...III; за сгради със степен на огнеустойчивост III...IV - детски градини, детски ясли, училища и интернати, общежития и столове, детски оздравителни лагери и почивни домове; за болници, клубове, кина; за вертикални изпускателни тръби на котелни или промишлени предприятия, водни и силозни кули на височина над 15 m от земята. В райони с брой часове на гръмотевична буря най-малко 40 часа годишно се изисква категория мълниезащита III за животновъдни и птицевъдни сгради със степен на пожароустойчивост III...V: краварници, обори за телета и свинарници за най-малко 100 глави от всички възрасти и групи животни, обори за 40, кошари за 500 и птичарници за 1000 животни (всички възрасти); за жилищни сгради - само на височина над 30 m (повече от пет етажа), ако са разположени на повече от 400 m от общата площ.
Категория на мълниезащита III предпазва от директни удари на мълния и от въвеждане на високи потенциали в сградата чрез въздушни електрически линии, както и чрез други надземни метални комуникации (надлезни тръбопроводи, надземни железопътни линии).
При влизане в сградата и при най-близката опора тези комуникации са свързани към заземителни проводници със съпротивление не повече от 30 ома. На входа можете да използвате заземителен превключвател за защита срещу директни удари на мълния.
На въздушни електрически линии с напрежение до 1000 V, преминаващи през открита площ или по улица с едно- или двуетажни сгради (ако линията не е екранирана от високи дървета или къщи), изолационните куки или щифтове са заземени фазови проводници(включително линии за улично осветление) и нулевия проводник поне на всеки 200 m по време на гръмотевични бури 10... 40 часа годишно и най-малко на всеки 100 m по време на Повече ▼гръмотевични бури (има повече от тях, например на запад от Москва). Съпротивлението на заземяване трябва да бъде не повече от 30 ома; прави се на опори с разклонения до входа на сграда, където може да има много хора (училище, детска градина, болница, клуб), или към животновъдни помещения, складове, както и на крайните опори на линиите, ако от тях се прави вход в някоя сграда. В този случай предишното заземяване не трябва да бъде по-далеч от 100 m от заземената крайна опора по време на гръмотевични бури от 10...40 часа годишно и не по-далеч от 50 m, ако има повече от тях.
Когато се появят пренапрежения от мълния върху линейните проводници, изолаторите се припокриват по повърхността чрез електрически разряд върху заземените куки и само относително малки пренапрежения проникват в къщите. Само приближаването на няколко сантиметра до окабеляването по време на гръмотевична буря може да представлява опасност, например, когато се опитвате да включите или изключите светлината или радиото. И при липса или неправилно изпълнение на мълниезащита са наблюдавани случаи на нараняване на хора на разстояние 2 м от окабеляването или повече.
Всичко по-горе се отнася както за дървени, така и за стоманобетонни опори. За тези стоманобетонни опори, където не се изисква мълниезащитно заземяване, армировката, изолационните куки или щифтовете и лампите са заземени. Като заземител се използва стоманен прът с диаметър най-малко 6 mm, който се свързва към куките с телена превръзка и към нулевия проводник със скоба. На стоманобетонни опори се използва опорна армировка, към която са заварени горните и долните заземителни изходи за закрепване на заземителни куки и за свързване към заземяващия електрод. Мълниезащитното заземяване на линията се извършва по-често от повтарящи се заземяваниянеутрален проводник.
За защита от директни удари на мълния се използват прътови или кабелни мълниеотводи. Гръмоотводът е вертикален стоманен прът от произволен профил, монтиран върху опора, разположена близо до защитения обект, или върху дърво. Разстоянието от опората до сградата не е стандартизирано, но е желателно то да бъде най-малко 5 м. Площта на напречното сечение на пръта, наречена гръмоотвод, обикновено е най-малко 100 mm2, а дължината е най-малко 200 mm. Той е свързан към заземителния проводник чрез токоотвод, изработен от стоманена тел с диаметър най-малко 6 mm, но може да се използва като токопроводи за метални конструкции на защитени сгради и съоръжения чрез заваряване на техните съединения. Това са метални ферми, колони, асансьорни водачи, пожарни стълби.
За мълниезащита е необходимо максимално да се използват гръмоотводи от естествен прът: изпускателни тръби, водни кули и други високи конструкции, разположени в близост до защитения обект. Дървета, растящи на по-малко от 5 m от сгради от III...V степени на огнеустойчивост, могат да се използват като опора за гръмоотвод, ако на стената на сградата се постави токопровод към дървото до цялата височина на стената , като го заварявате към заземителя на гръмоотвода. Въпреки това, за всяка категория мълниезащита е разрешено поставянето на гръмоотводи директно върху защитената сграда без никакви допълнителни мерки. Като гръмоотвод можете да използвате метален покрив, заземен в ъглите и по периметъра поне на всеки 25 m, или мрежа от стоманена тел с диаметър 6... 8 mm с размер на окото до 12x12 мм и възли, свързани чрез заваряване, приложени към неметален покрив, заземен по същия начин като метален покрив. Към мрежата или металния покрив се закрепват железни капачки над комините или специално поставен върху тръбата телеен пръстен, ако няма капачка.
Не са необходими специални гръмоотводи, ако покривното покритие се състои от метални ферми или стоманобетон, а хидроизолацията и изолацията са незапалими (от шлакова вата и др.). Фермите са заземени.
Възможно е да има един общ заземяващ проводник за защита срещу директни удари на мълнии, срещу пренапрежения на мълнии, пренасяни по въздушни линии или други комуникации на дълги разстояния, и срещу електрически удар. Комините на електроцентрали и котелни или силози и водонапорни кули трябва да имат височина на гръмоотвод над тръбата най-малко 1 м. Препоръчва се вместо инсталиране на специален изкуствен заземител да се използва стоманобетонна основа на тръбата или кулата . За стоманобетонни тръби и кули токовият проводник е стоманена армировка, а за металните гръмоотводи и токопроводи изобщо не са необходими.
На фиг. Фигура 38 показва защитната зона на единичен гръмоотвод с височина h. Това е кръгъл конус с връх на височина h 0 1 и с граница на зоната на нивото на земята под формата на кръг с радиус r 0 . Хоризонталното сечение на защитната зона на височина h x е кръг с радиус r x . Има по-тясна зона, в която обектът е защитен от удар на мълния с вероятност 99,5%, и по-широка зона, където вероятността за защита е 95%. Селските имоти обикновено изискват по-широка защитна зона. За него са в сила следните съотношения: h 0 = 0,92h; r 0 = 1.5h; r x = 1,5 (h-h x /0,92); h = 0,67r x + h x /0,92.

Ориз. 38. Схема на единичен гръмоотвод и неговата защитна зона

Като заземителни проводници за гръмоотвод, разположен на покрива на защитена сграда, можете да използвате заземителни проводници, конструирани от съображения за електрическа безопасност (повтарящо се заземяване на нулевия проводник), и ако те са далеч от мълниеотвода или отсъстват изобщо ( при захранване на сградата чрез кабели с пластмасови обвивки), тогава може да се използва стоманобетонна основа на сградата, свързваща токоотвода от гръмоотвода към фундаментната армировка чрез заваряване. От всеки гръмоотвод на билото на покрива трябва да се простират два надолу проводника по двата покривни наклона до техните заземителни проводници. При липса на стоманобетонна основа се изгражда специална под формата на две вертикални пръти с диаметър 10...20 mm и дължина 3 m, разположени на разстояние 5 m една от друга и свързани под земята. на дълбочина най-малко 0,5 m със стоманена лента с напречно сечение най-малко 40x4 mm.
Когато гръмоотводът е във вид на заземен метален покрив или мрежа на неметален покрив, заземителният електрод се изпълнява под формата на заземителна стоманена лента 25x4 mm, положена на ръб по дължината на сградата на дълбочина от 0,5 ... 0,8 м и на разстояние от основата 0,8 м. K тези ленти трябва да бъдат свързани към всички метални конструкции, оборудване и тръбопроводи, разположени вътре в сградата.
За да се предотвратят удари на хора и животни от стъпково напрежение, концентрираните мълниезащитни заземителни проводници от всички категории се препоръчват да бъдат разположени на не по-малко от 5 m от пътища и пешеходни пътеки, от входове на сгради, на рядко посещавани места (тревни площи, храсти). Токопроводите не трябва да се разполагат близо до врати или порти на животновъдни сгради. Ако заземителните проводници са принудени да бъдат поставени на често посещавани места, тези места трябва да бъдат асфалтирани. Например, при поставяне на заземителен електрод по протежение на стената на хамбар, ширината на асфалтовото покритие трябва да бъде най-малко 5 m от стените.
Външни инсталации от клас P-III, в които се използват или съхраняват запалими течности с точка на възпламеняване на парите над 61 ° C, са защитени от директни удари на мълния, както следва: корпусите на тези инсталации или отделни контейнери с дебелина на покрива под 4 mm са защитени с гръмоотвод (свободно стоящ или монтиран върху защитаваната конструкция), като пространството над газоотвеждащите тръби не може да бъде включено в зоната на гръмоотвода. Ако дебелината на покривния метал е най-малко 4 mm или, независимо от дебелината на покрива, обемът на отделните контейнери е по-малък от 200 m3, тогава е достатъчно да ги свържете към заземителни електроди на разстояние най-малко 50 m около периметър на основата.
Удължени гръмоотводи (заземени кабели, изработени от многожилни стоманени въжета с напречно сечение най-малко 35 mm2) се използват за защита на дълги сгради от директни удари на мълния. Тогава за височина на кабелния гръмоотвод се приема височината на кабела над земята на мястото, където е най-близо до земята в резултат на провисване Nt, а провисването се приема равно на 2 m за дължина на сградата до 120 m, т.е. Nopor = Nt + 2. На нивото на земята Ro = = 1,7 Nt. На височина Нх (височина на стената) Rx = 1,7(Нт + Нх/0,92), а ако са дадени Нх и Rx (например половината ширина на сградата), то се получава Нт = 0,6 RxHx/0,92.
Малки сгради със степен на пожароустойчивост III...IV, разположени в селски райони със средна продължителност на гръмотевични бури годишно от 20 часа или повече, е разрешено да бъдат защитени от директен удар на мълния по опростен начин в сравнение с категория на мълниезащита III чрез един от следните методи.
1. Като опора за гръмоотвод се използва дърво, растящо на разстояние 3...10 m от сградата, ако височината му е най-малко 2 пъти височината на сградата, като се вземат предвид тръбите и антените, стърчащи над нея покрив. По дължината на ствола на дървото се полага заземителен проводник, който трябва да стърчи над върха му най-малко на 0,2 м. В корените на дървото се прави опростен заземителен проводник под формата на единичен вертикален прът с диаметър най-малко 10 mm и дължина 2...3 m или същата хоризонтална дълбочина най-малко 0,5 m (те също са заземени в три други варианта на опростена мълниезащита. Всички връзки могат да бъдат болтови, а не заварени). Основното опростяване при този вариант е липсата на проверка дали цялата конструкция е включена в зоната за мълниеотвод.
2. Ако билото на покрива съответства на максималната височина на сградата, над него се окачва кабелен гръмоотвод, издигащ се над билото най-малко на 0,25 м. Кабелните опори могат да бъдат дървени дъски, закрепени в краищата на покрива. Ако дължината на сградата е повече от 10 m, токовите проводници от двата края на кабела се полагат по крайните стени или по един наклон на покрива във всеки край, а ако дължината на сградата е по-малка от 10 m, тогава само един краят на кабела е заземен.
3. Ако се издига над билото и други елементи комин, върху него е монтиран прътов гръмоотвод, издигащ се най-малко на 0,2 m над тръбата. От него е достатъчен един спускащ проводник по един покривен наклон.
4. Металният покрив е заземен в една точка и всички метални предмети, стърчащи над него, са свързани към покрива, а водосточните тръби и металните стълби могат да служат като токоотвод, ако в тях е осигурена непрекъснатост на електрическата верига.