COMPOZIȚII: Ph.D. E.M. Bazelyan - ENIN-le. GM Krzhizhanovski, VI Polovanov, VV Shatrov, AV Tsapenko
1. INTRODUCERE
Instrucțiunea pentru instalarea de protecție împotriva trăsnetelor pentru clădiri, structuri și comunicații industriale (în continuare - Instrucțiunea) se aplică tuturor tipurilor de clădiri, structuri și comunicații industriale, indiferent de proprietatea departamentală și de proprietate.
Această instrucțiune este destinată utilizării în dezvoltarea de proiecte, construcții, operațiuni, precum și în reconstrucția clădirilor, structurilor și comunicațiilor industriale.
În cazul în care cerințele documentelor standard din industrie sunt mai stricte decât cele din prezenta Instrucțiune, se recomandă să se îndeplinească cerințele industriei atunci când se dezvoltă protecția împotriva trăsnetelor. De asemenea, se recomandă să procedați atunci când instrucțiunile din această instrucțiune nu pot fi combinate cu caracteristicile tehnologice ale obiectului protejat. În acest caz, mijloacele și metodele utilizate pentru protecția împotriva trăsnetelor trebuie să asigure fiabilitatea necesară.
În dezvoltarea proiectelor de clădiri, structuri și comunicații industriale, în plus față de cerințele prezentei instrucțiuni, sunt luate în considerare cerințe suplimentare pentru protecția împotriva trăsnetului în conformitate cu alte norme, reguli, instrucțiuni, standarde de stat aplicabile.
În normalizarea protecției împotriva trăsnetului, inițial a fost acceptată poziția că vreun dispozitiv nu poate împiedica dezvoltarea fulgerului.
Aplicarea standardului în alegerea protecției împotriva trăsnetului reduce în mod semnificativ riscul de deteriorare a unui fulger.
Tipul și amplasarea dispozitivelor de protecție împotriva trăsnetelor ar trebui să fie selectate în stadiul de proiectare al noii instalații pentru a putea profita la maximum de elementele conductive ale acesteia din urmă. Acest lucru va facilita dezvoltarea și implementarea dispozitivelor de protecție împotriva trăsnetelor, combinat cu clădirea în sine, va îmbunătăți aspectul estetic, va spori eficiența protecției împotriva trăsnetului, va reduce la minimum costurile și costurile forței de muncă.
2. DISPOZIȚII GENERALE
2.1. Termeni și definiții
Fulgerul lovește pământul - o descărcare electrică de origine atmosferică între un tunet și pământ, constând dintr-unul sau mai multe impulsuri curente.
Punctul de distrugere este momentul în care fulgerul intră în contact cu dispozitivul de împământare, de construcție sau de trăsnet. Un fulger poate avea mai multe puncte de distrugere.
Obiectul care trebuie protejat este o clădire sau o structură, o parte sau un spațiu pentru care este prevăzută o protecție împotriva trăsnetelor care îndeplinește cerințele prezentului standard.
Dispozitiv de protecție împotriva trăsnetului - un sistem care permite protejarea unei clădiri sau a unei structuri de efectele fulgerului. Acesta include dispozitive externe și interne. În cazuri speciale, protecția împotriva trăsnetului poate conține numai dispozitive externe sau numai interne.
Dispozitive de protecție împotriva fulgerelor directe (trăsnete) - un complex format din descărcătoare de trăsnet, conductori de curent și comutatoare de legare la pământ.
Dispozitive de protecție împotriva efectelor secundare ale trăsnetului - dispozitive care limitează efectele câmpurilor electrice și magnetice ale fulgerelor.
Dispozitivele de îmbinare a potențialului sunt elemente ale dispozitivelor de protecție care limitează diferența de potențial datorată răspândirii curentului de trăsnet.
Receptor de lumină - parte a fulgerului, proiectat să intercepteze fulgerul.
Un colector (coborâre) face parte dintr-un conductor de trăsnet conceput pentru a devia un curent de trăsnet dintr-un recipient de trăsnet la un terminal de împământare.
Dispozitiv de legare la pământ - un set de conductori de împământare și de împământare.
Un dispozitiv de împământare este o parte conductivă sau un set de părți conductive conectate care sunt în contact electric cu solul direct sau printr-un mediu conductor intermediar.
O buclă de împământare este un conductor de împământare în formă de buclă închisă în jurul clădirii, în sol sau pe suprafața sa.
Rezistența dispozitivului de împământare este raportul dintre tensiunea pe dispozitivul de împământare și curentul care curge de la întrerupătorul de împământare la pământ.
Tensiunea pe dispozitivul de împământare este tensiunea care apare atunci când curentul curge de la electrodul pământului la sol între punctul de intrare a curentului în comutatorul de împământare și zona cu potențial zero.
Armătură metalică conectată - armarea structurilor din beton armat ale unei clădiri (structură), care asigură continuitate electrică.
Pericolul arc periculos este o descărcare electrică inacceptabilă în interiorul obiectului protejat, provocată de un fulger.
Distanța de siguranță este distanța minimă dintre două elemente conductive din exteriorul sau în interiorul obiectului protejat, în care nu pot apărea scântei periculoase între ele.
Dispozitivul de protecție împotriva supratensiunii este un dispozitiv destinat să limiteze supratensiunile între elementele obiectului protejat (de exemplu, descărcător, limitator de supratensiune neliniară sau alt dispozitiv de protecție).
Un trăsnet separat este un conductor de trăsnet, receptoarele de lumină și colectorii de curent sunt localizați în așa fel încât calea curentului de trăsnet să nu aibă contact cu obiectul protejat.
Dispozitivul de oprire a trăsnetului instalat pe obiectul protejat este un conductor de trăsnet al cărui receptoare de lumină și colectoare de curent sunt amplasate astfel încât o parte din curentul de trăsnet să poată curge prin obiectul protejat sau prin electrodul de împământare.
Zona de protecție împotriva trăsnetelor este un spațiu în vecinătatea unui trăsnet cu o anumită geometrie, caracterizat prin aceea că probabilitatea unei lovituri de fulger într-un obiect aflat în întregime în volumul său nu depășește o valoare predeterminată.
Probabilitatea permisă de rupere de trăsnet este probabilitatea maximă admisibilă de lovitură de fulger într-un obiect protejat de descărcătoarele de trăsnet.
Fiabilitatea protecției este definită ca 1 -.
Comunicatii industriale - cabluri de putere si informatie, conducte conductoare, conducte neconductoare cu mediu conductiv interior.
2.2. Clasificarea clădirilor și structurilor pentru dispozitivul de protecție împotriva trăsnetelor
Clasificarea obiectelor este determinată de pericolul de lovituri de trăsnet pentru obiectul însuși și împrejurimile sale.
Efectele imediate ale fulgerului sunt incendii, daune mecanice, răniri ale oamenilor și animalelor, precum și deteriorarea echipamentelor electrice și electronice. Consecințele unui fulger pot fi explozii și eliberarea de produse periculoase - chimicale radioactive și otrăvitoare, precum și bacterii și viruși.
Slăbiciunile cu fulgere pot fi deosebit de periculoase pentru sistemele informatice, sistemele de control, controlul și alimentarea cu energie electrică. Pentru dispozitive electronice instalate în obiecte de diferite scopuri, este necesară o protecție specială.
Obiectele avute în vedere pot fi subdivizate în obișnuite și speciale.
Obiecte obișnuite - clădiri rezidențiale și administrative, precum și clădiri și structuri, cu o înălțime de cel mult 60 m, destinate comerțului, producției industriale, agriculturii.
obiecte care prezintă un pericol pentru mediul imediat;
Alte obiecte pentru care poate fi prevăzută o protecție specială împotriva trăsnetelor, de exemplu clădirile cu o înălțime mai mare de 60 m, locurile de joacă, structurile temporare, obiectele aflate în construcție.
În Tabelul 2.1 există exemple de împărțire a obiectelor în patru clase.
Exemple de clasificare a obiectului
Pentru obiectele speciale, nivelul minim de protecție împotriva PIP este stabilit în intervalul 0,9-0,999, în funcție de gradul de semnificație public și de severitatea consecințelor așteptate din PIP.
La cererea clientului, nivelul de fiabilitate care depășește nivelul maxim admis poate fi inclus în proiect.
2.3. Parametrii curenților de trăsnet
Parametrii curenților de trăsnet sunt necesari pentru calcularea efectelor mecanice și termice, precum și pentru normalizarea mijloacelor de protecție împotriva influențelor electromagnetice.
2.3.1. Clasificarea efectelor curenților de trăsnet
Pentru fiecare nivel de protecție împotriva trăsnetelor, sunt determinați parametrii maximi admisi ai curentului de trăsnet. Datele din acest manual se referă la fulgerul descendent și ascendent.
Raportul de polaritate al descărcărilor de trăsnet depinde de localizarea geografică a terenului. În absența datelor locale, acest raport este egal cu 10% pentru descărcările cu curenți pozitivi și 90% pentru descărcările cu curenți negativi.
Efectele mecanice și termice ale fulgerului se datorează valorii de vârf a curentului, încărcăturii totale, încărcăturii în impuls și energiei specifice. Cele mai mari valori ale acestor parametri sunt observate pentru evacuările pozitive.
Deteriorările cauzate de supratensiunile induse sunt datorate înălțimii frontului curentului de trăsnet. Abruptul este estimat la 30% și 90% din valoarea maximă curentă. Valoarea cea mai mare a acestui parametru este observată în impulsurile ulterioare ale descărcărilor negative.
2.3.2. Parametrii curenților de trăsnet furnizați pentru raționalizarea mijloacelor de protecție împotriva loviturilor directe cu trăsnet
Valorile parametrilor calculați pentru nivelurile de protecție adoptate în Tabelul 2.2 (la un raport de 10% la 90% între acțiunile deversărilor pozitive și negative) sunt prezentate în tabelul 2.3.
Parametrii de potrivire a curentului de trăsnet și a nivelurilor de protecție
2.3.3. Densitatea fulgerului la sol
Densitatea fulgerilor în sol, exprimată în număr de leziuni de 1 km de suprafață a pământului pe an, este determinată de observațiile meteorologice de la amplasamentul instalației.
Dacă densitatea fulgerilor în sol, 1 / (km pe an) este necunoscută, se poate calcula după următoarea formulă:
unde - durata medie anuală a furtunilor în ore, determinată de hărțile regionale ale intensității activității de furtună.
2.3.4. Parametrii curenților de trăsnet, oferite pentru raționalizarea mijloacelor de protecție împotriva influențelor electromagnetice ale unui fulger
Pe lângă efectele mecanice și termice, curentul de trăsnet generează impulsuri puternice ale radiațiilor electromagnetice, care pot provoca daune sistemelor care includ echipamente de comunicații, comenzi, automatizare, dispozitive informatice și de calcul și așa mai departe. Aceste sisteme complexe și costisitoare sunt utilizate în multe industrii și întreprinderi. Daunele acestora ca urmare a unei lovituri de trăsnet sunt extrem de nedorite din motive de securitate, precum și din motive economice.
O lovitură de trăsnet poate conține fie un singur impuls de curent, fie constă dintr-o secvență de impulsuri separate prin intervale de timp în care curge un curent slab însoțitor. Parametrii impulsului curent al primei componente diferă substanțial de caracteristicile impulsurilor componentelor ulterioare. Mai jos sunt datele care caracterizează parametrii calculați ai impulsurilor curente ale primelor impulsuri și ale următoarelor (tabelele 2.4 și 2.5), precum și curentul lung (tabelul 2.6) în pauzele între impulsuri pentru obiecte obișnuite la diferite niveluri de protecție.
Parametrii primului impuls de curent de trăsnet
Un impuls lung poate fi considerat drept dreptunghiular cu un curent mediu și o durată corespunzătoare datelor din tabelul 2.6.
3. PROTECȚIA DIN LUMINILE DIRECTE DE LUMINĂ
3.1. Complex de mijloace de protecție împotriva trăsnetelor
Complexul de dispozitive de protecție împotriva trăsnetelor pentru clădiri sau structuri include dispozitive de protecție împotriva loviturilor directe cu fulgere [sistemul de protecție împotriva trăsnetelor externe (MZS)] și dispozitivele de protecție împotriva efectelor secundare de trăsnet (MZS intern). În cazuri speciale, protecția împotriva trăsnetului poate conține numai dispozitive externe sau numai interne. În general, o parte din curenții de trăsnet curg prin elementele de protecție internă a trăsnetului.
MZS externe pot fi izolate de structură (tije separate de trăsnet - tija sau frânghia, precum și structurile vecine care îndeplinesc funcțiile de descărcătoare de trăsnet) sau pot fi instalate pe o structură protejată și pot fi chiar parte din ea.
Dispozitivele interne de protecție împotriva trăsnetelor sunt proiectate pentru a limita efectele electromagnetice ale curentului de trăsnet și a împiedica aprinderea scântei în interiorul obiectului protejat.
Curenții de trăsnet care intră în receptoarele de iluminare sunt redirecționați către electrodul de împământare prin sistemul de conductori curenți (coborâri) și împrăștiați în sol.
3.2. Sistemul extern de protecție împotriva trăsnetelor
MZS externă constă în general din receptoare de trăsnet, conductori de curent și întrerupătoare de împământare. Materialul lor și secțiunile transversale sunt selectate conform tabelului 3.1.
Material și secțiuni transversale minime ale elementelor MZS externe
Notă. Aceste valori pot fi crescute în funcție de creșterea coroziunii sau a influențelor mecanice.
3.2.1.1. Considerații generale
Detectoarele de lumină pot fi instalate în mod special, inclusiv pe amplasament, sau funcțiile lor sunt realizate de elementele structurale ale obiectului protejat; în ultimul caz se numesc receptoare de trăsnet naturale.
Receptoarele de lumină pot consta dintr-o combinație arbitrară a următoarelor elemente: tije, fire tensionate (frânghii), conductori de plasă (plase).
3.2.1.2. Receptoare de iluminat natural
Următoarele elemente structurale ale clădirilor și structurilor pot fi considerate drept receptoare de trăsnete naturale:
a) acoperișurile metalice ale obiectelor protejate, cu condiția ca:
continuitatea electrică între diferitele părți este asigurată pentru o lungă perioadă de timp;
grosimea metalului acoperișului nu este mai mică decât cea indicată în tabelul 3.2, dacă este necesar să se protejeze acoperișul de deteriorări sau arsuri;
grosimea metalului acoperișului nu este mai mică de 0,5 mm dacă nu este neapărat protejată de deteriorare și nu există pericol de aprindere a materialelor combustibile sub acoperiș;
acoperișul nu are un strat de izolație. Astfel, un strat mic de vopsea anticorozivă sau un strat de 0,5 mm a stratului de acoperire de asfalt de 1 mm sau acoperire cu izolație din material plastic nu este considerat;
Acoperirile nemetalice pe sau sub acoperișul metalic nu se extind dincolo de obiectul protejat;
b) structuri metalice de acoperiș (ferme, armături din oțel interconectate);
c) elemente metalice, cum ar fi puțuri, ornamente, garduri de-a lungul marginii acoperișului etc. dacă secțiunea lor transversală nu este mai mică decât valorile prescrise pentru detectoarele convenționale de trăsnet;
d) conductele și rezervoarele tehnologice din metal, dacă sunt fabricate din metal cu o grosime de cel puțin 2,5 mm și topirea sau arderea acestui metal nu va conduce la consecințe periculoase sau inacceptabile;
e) țevile și rezervoarele metalice, dacă sunt realizate din metal cu o grosime nu mai mică decât cea indicată în tabelul 3.2 și dacă creșterea temperaturii din interiorul obiectului în punctul de lovit fulgere nu este periculoasă.
Grosimea acoperișului, a țevii sau a corpului rezervorului, care îndeplinește funcțiile unui detector natural de trăsnet
Trimiteți-le prietenilor: