Что не допускается использовать в качестве заземлителей молниезащиты

Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений

Требования к выполнению молниезащиты зданий и сооружений

Молниезащита I категории

2.1. Защита от прямых ударов молнии зданий и сооружений, относимых по устройству молниезащиты к I категории, должна выполняться отдельно стоящими стержневыми (рис. 1) или тросовыми (рис. 2) молниеотводами.

Рис. 1. Отдельно стоящий стержневой молниеотвод: 1 — защищаемый объект; 2 — металлические коммуникации

Рис. 2. Отдельно стоящий тросовый молниеотвод. Обозначения те же, что и на рис. 1

Указанные молниеотводы должны обеспечивать зону защиты типа А в соответствии с требованиями приложения 3. При этом обеспечивается удаление элементов молниеотводов от защищаемого объекта и подземных металлических коммуникаций в соответствии с пп. 2.3, 2.4, 2.5.

2.2. Выбор заземлителя защиты от прямых ударов молнии (естественного или искусственного) определяется требованиями п. 1.8.

При этом для отдельно стоящих молниеотводов приемлемыми являются следующие конструкции заземлителей (табл. 2) :

а) один (и более) железобетонный подножник длиной не менее 2 м или одна (и более) железобетонная свая длиной не менее 5 м;

б) одна (и более) заглубленная в землю не менее чем на 5 м стойка железобетонной опоры диаметром не менее 0,25 м;

в) железобетонный фундамент произвольной формы с площадью поверхности контакта с землей не менее 10 м 2 ;

г) искусственный заземлитель, состоящий из трех и более вертикальных электродов длиной не менее 3 м, объединенных горизонтальным электродом, при расстоянии между вертикальными электродами не менее 5 м. Минимальные сечения (диаметры) электродов определяются по табл. 3.

Таблица 2.

Стальной двухстержневой:
– полоса размером 40х4 мм
– стержни диаметром d=10-20 мм

Таблица 3.

Форма токоотвода и заземлителя

Сечение (диаметр) токоотвода и заземлителя, проложенных

снаружи здания на воздухе

Круглые токоотводы и перемычки диаметром, мм

Круглые вертикальные электроды диаметром, мм

Круглые горизонтальные* электроды диаметром, мм

* Только для выравнивания потенциалов внутри зданий и для прокладки наружных контуров на дне котлована по периметру здания.

2.3. Наименьшее допустимое расстояние Sв по воздуху от защищаемого объекта до опоры (токоотвода) стержневого или тросового молниеотвода (см. рис. 1 и 2) определяется в зависимости от высоты здания, конструкции заземлителя и эквивалентного удельного электрического сопротивления грунта r, Ом•м.

Для зданий и сооружений высотой не более 30 м наименьшее допустимое расстояние Sв, м, равно:

  • при ρ < 100 Ом•м для заземлителя любой конструкции, приведенной в п. 2.2, Sв= 3 м;
  • при 100 < ρ ≤1000 Ом•м:
    • для заземлителей, состоящих из одной железобетонной сваи, одного железобетонного подножника или заглубленной стойки железобетонной опоры, длина которых указана в п. 2.2а, б, Sв= 3+ l0 -2 (ρ-100);
    • для заземлителей, состоящих из четырех железобетонных свай либо, подножников, расположенных в углах прямоугольника на расстоянии 3-8 м один от другого, или железобетонного фундамента произвольной формы с площадью поверхности контакта с землей не менее 70 м 2 или искусственных заземлителей, указанных в п. 2.2г, Sв= 4 м.

    Для зданий и сооружений большей высоты определенное выше значение Sв должно быть увеличено на 1 м в расчете на каждые 10 м высоты объекта сверх 30 м.

    2.4. Наименьшее допустимое расстояние Sв от защищаемого объекта до троса в середине пролета (рис. 2) определяется в зависимости от конструкции заземлителя, эквивалентного удельного сопротивления грунта ρ, Ом•м, и суммарной длины l молниеприемников и токоотводов.

    При длине l < 200 м наименьшее допустимое расстояние Sв1, м, равно:

    • при ρ < 100 Ом•м для заземлителя любой конструкции, приведенной в п. 2.2, Sв1=3,5 м;
    • при 100 < ρ ≤ 1000 Ом•м:
      • для заземлителей, состоящих из одной железобетонной сваи, одного железобетонного подножника или заглубленной стойки железобетонной опоры, длина которых указана в п. 2.2a, б, Sв= 3,5+3×10 -3 (ρ-100);
      • для заземлителей, состоящих из четырех железобетонных свай или подножников, расположенных на расстоянии 3-8 м один от другого, или искусственных заземлителей, указанных в п. 2.2г, Sв1= 4м.

      При суммарной длине молниеприемников и токоотводов l = 200- 300 м наименьшее допустимое расстояние Sв1 должно быть увеличено на 2 м по сравнению с определенными выше значениями.

      2.5. Для исключения заноса высокого потенциала в защищаемое здание или сооружение но подземным металлическим коммуникациям (в том числе по электрическим кабелям любого назначения) заземлители защиты от прямых ударов молнии должны быть по возможности удалены от этих коммуникаций на максимальные расстояния, допустимые по технологическим требованиям. Наименьшие допустимые расстояния Sз, (см. рис. 1 и 2) в земле между заземлителями защиты от прямых ударов молнии и коммуникациями, вводимыми в здания и сооружения 1 категории, должны составлять Sз = Sв + 2 (м), при Sв по п. 2.3.

      2.6. При наличии на зданиях и сооружениях прямых газоотводных и дыхательных труб для свободного отвода в атмосферу газов, паров и взвесей взрывоопасной концентрации в зону защиты молниеотводов должно входить пространство над обрезом труб, ограниченное полушарием радиусом 5 м.

      Для газоотводных и дыхательных труб, оборудованных колпаками или «гусаками», в зону защиты молниеотводов должно входить пространство над обрезом труб, ограниченное цилиндром высотой Н и радиусом R:

      • для газов тяжелее воздуха при избыточном давлении внутри установки менее 5,05 кПа (0,05 ат) Н = 1 м, R= 2 м; 5,05-25,25 кПа (0,05-0,25 ат) H = 2,5 м, R= 5 м,
      • для газов легче воздуха при избыточном давлении внутри установки:
        • до 25,25 кПа H= 2,5 м, R = 5 м;
        • свыше 25,25 кПа H= 5 м, R = 5 м.

        Не требуется включать в зону защиты молниеотводов пространство над обрезом труб: при выбросе газов невзрывоопасной концентрации; наличии азотного дыхания; при постоянно горящих факелах и факелах, поджигаемых в момент выброса газов; для вытяжных вентиляционных шахт, предохранительных и аварийных клапанов, выброс газов взрывоопасной концентрации из которых осуществляется только в аварийных случаях.

        2.7. Для защиты от вторичных проявлений молнии должны быть предусмотрены следующие мероприятия:

        а) металлические конструкции и корпуса всего оборудования и аппаратов, находящиеся в защищаемом здании, должны быть присоединены к заземляющему устройству электроустановок, указанному в п. 1.7, или к железобетонному фундаменту здания (с учетом требований п. 1.8). Наименьшие допустимые расстояния в земле между этим заземлителем и заземлителями защиты от прямых ударов молнии должны быть в соответствии с п. 2.5;

        б) внутри зданий и сооружений между трубопроводами и другими протяженными металлическими конструкциями в местах их взаимного сближения на расстояние менее 10 см через каждые 20 м следует приваривать или припаивать перемычки из стальной проволоки диаметром не менее 5 мм или стальной ленты сечением не менее 24 мм 2 , для кабелей с металлическими оболочками или броней перемычки должны выполняться из гибкого медного проводника в соответствии с указаниями СНиП 3.05.06-85;

        в) в соединениях элементов трубопроводов или других протяженных металлических предметов должны быть обеспечены переходные сопротивления не более 0,03 Ом на каждый контакт. При невозможности обеспечения контакта с указанным переходным сопротивлением с помощью болтовых соединений необходимо устройство стальных перемычек, размеры которых указаны в подпункте «б».

        2.8. Защита от заноса высокого потенциала по подземным металлическим коммуникациям (трубопроводам, кабелям в наружных металлических оболочках или трубах) должна осуществляться путем их присоединения на вводе в здание или сооружение к арматуре его железобетонного фундамента, а при невозможности использования последнего в качестве заземлителя — к искусственному заземлителю, указанному в п. 2.2 г.

        2.9. Защита от заноса высокого потенциала по внешним наземным (надземным) металлическим коммуникациям должна осуществляться путем их заземления на вводе в здание или сооружение и на двух ближайших к этому вводу опорах коммуникации. В качестве заземлителей следует использовать железобетонные фундаменты здания или сооружения и каждой из опор, а при невозможности такого использования (см. п. 1.8) — искусственные заземлители, согласно п. 2.2г.

        2.10. Ввода здания воздушных линий электропередачи напряжением до 1 кВ, сетей телефона, радио, сигнализации должен осуществляться только кабелями длиной не менее 50 м с металлической броней или оболочкой или кабелями, проложенными в металлических трубах.

        На вводе в здание металлические трубы, броня и оболочки кабелей, в том числе с изоляционным покрытием металлической оболочки (например, ААШв, ААШп) , должны быть присоединены к железобетонному фундаменту здания или (см. п. 1.8) к искусственному заземлителю, указанному в п. 2.2г.

        В месте перехода воздушной линии электропередачи в кабель металлические броня и оболочка кабеля, а также штыри или крючья изоляторов воздушной линии должны быть присоединены к заземлителю, указанному в п. 2.2г. К такому же заземлителю должны быть присоединены штыри или крючья изоляторов на опоре воздушной линии электропередачи, ближайшей к месту перехода в кабель.

        Кроме того, в месте перехода воздушной линии электропередачи в кабель между каждой жилой кабеля и заземленными элементами должны быть обеспечены закрытые воздушные искровые промежутки длиной 2-3 мм или установлен вентильный разрядник низкого напряжения, например РВН-0,5.

        Защита от заноса высоких потенциалов по воздушным линиям электропередачи напряжением выше 1 кВ, вводимым в подстанции, размещенные в защищаемом здании (внутрицеховые или пристроенные), должна выполняться в соответствии с ПУЭ.

        Молниезащита II категории

        2.11. Защита от прямых ударов молнии зданий и сооружений II категории с неметаллической кровлей должна быть выполнена отдельно стоящими или установленными на защищаемом объекте стержневыми или тросовыми молниеотводами, обеспечивающими зону защиты в соответствии с требованиями табл. 1, п. 2.6 и приложения 3. При установке молниеотводов на объекте от каждого стержневого молниеприемника или каждой стойки тросового молниеприемника должно быть обеспечено не менее двух токоотводов. При уклоне кровли не более 1:8 может быть использована также молниеприемная сетка при обязательном выполнении требований п. 2.6.

        Молниеприемная сетка должна быть выполнена из стальной проволоки диаметром не менее 6 мм и уложена на кровлю сверху или под несгораемые или трудносгораемые утеплитель или гидроизоляцию. Шаг ячеек сетки должен быть не более 6х6 м. Узлы сетки должны быть соединены сваркой. Выступающие над крышей металлические элементы (трубы, шахты, вентиляционные устройства) должны быть присоединены к молниеприемной сетке, а выступающие неметаллические элементы — оборудованы дополнительными молниеприемниками, также присоединенными к молниеприемной сетке.

        Установка молниеприемников или наложение молниеприемной сетки не требуется для зданий и сооружений с металлическими фермами при условии, что в их кровлях используются несгораемые или трудносгораемые утеплители и гидроизоляция.

        На зданиях и сооружениях с металлической кровлей в качестве молниеприемника должна использоваться сама кровля. При этом все выступающие неметаллические элементы должны быть оборудованы молниеприемниками, присоединенными к металлу кровли, в. также соблюдены требования п. 2.6.

        Токоотводы от металлической кровли или молниеприемной сетки должны быть проложены к заземлителям не реже чем через 25 м по периметру здания.

        2.12. При прокладке молниеприемной сетки и установке молниеотводов на защищаемом объекте всюду, где это возможно, в качестве токоотводов следует использовать металлические конструкции зданий и сооружений (колонны, фермы, рамы, пожарные лестницы и т.п., а также арматуру железобетонных конструкции) при условии обеспечения непрерывной электрической связи в соединениях конструкций и арматуры с молниеприемниками и заземлителями, выполняемых, как правило, сваркой.

        Токоотводы, прокладываемые по наружным стенам зданий, следует располагать не ближе чем в 3м от входов или в местах, не доступных для прикосновения людей.

        2.13. В качестве заземлителей защиты от прямых ударов молнии во всех возможных случаях (см. п. 1.8) следует использовать железобетонные фундаменты зданий и сооружений.

        При невозможности использования фундаментов предусматриваются искусственные заземлители:

        • при наличии стержневых и тросовых молниеотводов каждый токоотвод присоединяется к заземлителю, отвечающему требованиям п. 2.2г;
        • при наличии молниеприемной сетки или металлической кровли по периметру здания или сооружения прокладывается наружный контур следующей конструкции:
          • в грунтах с эквивалентным удельным сопротивлением ρ ≤ 500 Ом•м при площади здания более 250 м 2 выполняется контур из горизонтальных электродов, уложенных в земле на глубине не менее 0,5 м, а при площади здания менее 250 м 2 к этому контуру в местах присоединения токоотводов приваривается по одному вертикальному или горизонтальному лучевому электроду длиной 2-3 м;
          • в грунтах с удельным сопротивлением 500 < ρ ≤ 1000 Ом•м при площади здания более 900 м 2 достаточно выполнить контур только из горизонтальных электродов, а при площади здания менее 900 м 2 к этому контуру в местах присоединения токоотводов приваривается не менее двух вертикальных или горизонтальных лучевых электродов длиной 2-3 м на расстоянии 3-5 м один от другого.

          Минимально допустимые сечения (диаметры) электродов искусственных заземлителей определяются по табл. 3.

          В зданиях большой площади наружный контур заземления может также использоваться для выравнивания потенциала внутри здания в соответствии с требованиями п. 1.9.

          Во всех возможных случаях заземлитель защиты от прямых ударов молнии должен быть объединен с заземлителем электроустановок в соответствии с указаниями п. 1.7.

          2.14. При установке отдельно стоящих молниеотводов расстояние от них по воздуху и в земле до защищаемого объекта и вводимых в него подземных коммуникаций не нормируется.

          2.15. Наружные установки, содержащие горючие и сжиженные газы и легковоспламеняющиеся жидкости, следует защищать от прямых ударов молнии следующим образом:

          а) корпуса установок из железобетона, металлические корпуса установок и отдельных резервуаров при толщине металла крыши менее 4 мм должны быть оборудованы молниеотводами, установленными на защищаемом объекте или отдельно стоящими;

          б) металлические корпуса установок и отдельных резервуаров при толщине металла крыши 4 мм и более, а также отдельные резервуары вместимостью менее200 м 3 независимо от толщины металла крыши, а также металлические кожухи теплоизолированных установок достаточно присоединить к заземлителю.

          2.16. Для резервуарных парков, содержащих сжиженные газы, общей вместимостью более 8000 м 3 , а также для резервуарных парков с корпусами из металла и железобетона, содержащих горючие газы и легковоспламеняющиеся жидкости, при общей вместимости группы резервуаров более 100 тыс. м 3 защиту от прямых ударов молнии следует, как правило, выполнять отдельно стоящими молниеотводами.

          2.17. Очистные сооружения подлежат защите от прямых ударов молнии, если температура вспышки содержащегося в сточных водах продукта превышает его рабочую температуру менее чем на 10 °С. В зону защиты молниеотводов должно входить пространство, основание которого выходит за пределы очистного сооружения на 5 м в каждую сторону от его стенок, а высота равна высоте сооружения плюс 3 м.

          2.18. Если на наружных установках или в резервуарах (наземных или подземных), содержащих горючие газы или легковоспламеняющиеся жидкости, имеются газоотводные или дыхательные трубы, то они и пространство над ними (см. п. 2.6) должны быть защищены от прямых ударов молнии. Такое же пространство защищается над срезом горловины цистерн, в которые происходит открытый налив продукта на сливоналивной эстакаде. Защите от прямых ударов молнии подлежат также дыхательные клапаны и пространство над ними, ограниченное цилиндром высотой 2,5 м с радиусом 5 м.

          Для резервуаров с плавающими крышами или понтонами и зону защиты молниеотводов должно входить пространство, ограниченное поверхностью, любая точка которой отстоит на 5 м от легковоспламеняющейся жидкости в кольцевом зазоре.

          2.19. Для наружных установок, перечисленных в пп. 2.15-2.18, в ткачестве заземлителей защиты от прямых ударов молнии следует по возможности использовать железобетонные фундаменты этих установок или (опор отдельно стоящих молниеотводов либо выполнять искусственные заземлители, состоящие из одного вертикального или горизонтального электрода длиной не менее 5 м.

          К этим заземлителям, размещенным не реже чем через 50 м по периметру основания установки, должны быть присоединены корпуса наружных установок или токоотводы установленных на них молниеотводов, число присоединений — не менее двух.

          2.20. Для защиты зданий и сооружений от вторичных проявлений молнии должны быть предусмотрены следующие мероприятия:

          а) металлические корпуса всего оборудования и аппаратов, установленных в защищаемом здании (сооружении), должны быть присоединены к заземляющему устройству электроустановок, соответствующему указаниям п. 1.7, или к железобетонному фундаменту здания (с учетом требований п. 1.8) ;

          б) внутри здания между трубопроводами и другими протяженными металлическими конструкциями в местах их сближения на расстояние менее 10 см через каждые 30 м должны быть выполнены перемычки в соответствии с указаниями п. 2.76;

          в) во фланцевых соединениях трубопроводов внутри здания следует обеспечить нормальную затяжку не менее четырех болтов на каждый фланец.

          2.21. Для защиты наружных установок от вторичных проявлений молнии металлические корпуса установленных на них аппаратов должны быть присоединены к заземляющему устройству электрооборудования или к заземлителю защиты от прямых ударов молнии.

          На резервуарах с плавающими крышами или понтонами необходимо устанавливать не менее двух гибких стальных перемычек между плавающими крышами или понтонами и металлическим корпусом резервуара или токоотводами установленных на резервуаре молниеотводов.

          2.22. Защита от заноса высокого потенциала по подземным коммуникациям осуществляется присоединением их на вводе в здание или сооружение к заземлителю электроустановок или защиты от прямых ударов молнии.

          2.23. Защита от заноса высокого потенциала по внешним наземным (надземным) коммуникациям выполняется путем их присоединения на вводе в здание или сооружение к заземлителю электроустановок или защиты от прямых ударов молнии, а на ближайшей к вводу опоре коммуникации — к ее железобетонному фундаменту. При невозможности использования фундамента (см. п. 1.8) должен быть установлен искусственный заземлитель, состоящий из одного вертикального или горизонтального электрода длиной не менее 5 м.

          2.24. Защита от заноса высокого потенциала по воздушным линиям электропередачи, сетям телефона, радио и сигнализации должна быть выполнена в соответствии с п. 2.10.

          Молниезащита III категории

          2.25. Защита от прямых ударов молнии зданий и сооружений, относимых по устройству молниезащиты к III категории, должна выполняться одним из способов, указанных в п. 2.11, с соблюдением требований пп. 2.12 и 2.14.

          При этом в случае использования молниеприемной сетки шаг ее ячеек должен быть не более 12х12м.

          2.26. Во всех возможных случаях (см. п. 1.7) в качестве заземлителей защиты от прямых ударов молнии следует использовать железобетонные фундаменты зданий и сооружений.

          При невозможности их использования выполняют искусственные заземлители:

          • каждый токоотвод от стержневых и тросовых молниеприемников должен быть присоединен к заземлителю, состоящему минимум из двух вертикальных электродов длиной не менее 3 м, объединенных горизонтальным электродом длиной не менее 5 м;
          • при использовании в качестве молниеприемников сетки или металлической кровли по периметру здания в земле на глубине не менее 0,5 м должен быть проложен наружный контур, состоящий из горизонтальных электродов.

          В грунтах с эквивалентным удельным сопротивлением 500 < ρ ≤ 1000 Ом•м и при площади здания менее 900 м 2 к этому контуру в местах присоединения токоотводов следует приваривать по одному вертикальному или горизонтальному лучевому электроду длиной 2-3 м.

          Минимально допустимые сечения (диаметры) электродов искусственных заземлителей определяются по табл. 3.

          В зданиях большой площади (шириной более 100 м) наружный контур заземления может также использоваться для выравнивания потенциалов внутри здания в соответствии с требованиями п. 1.9.

          Во всех возможных случаях заземлитель защиты от прямых ударов молнии должен быть объединен с заземлителем электроустановки, указанным в гл. 1.7 ПУЭ.

          2.27. При защите строений для крупного рогатого скота и конюшен отдельно стоящими молниеотводами их опоры и заземлители следует располагать не ближе чем в 5м от входа в строения.

          При установке молниеприемников или укладке сетки на защищаемом стрости в качестве заземлителей следует использовать железобетонный фундамент (см. п. 1.8) или наружный контур, проложенный по периметру строения под асфальтовой или бетонной отмосткой в соответствии с указаниями п. 2.26.

          К заземлителям защиты от прямых ударов молнии должны быть присоединены находящиеся внутри строения металлические конструкции, оборудование и трубопроводы, а также устройства выравнивания электрических потенциалов.

          2.28. Защита от прямых ударов молнии металлических скульптур и обелисков, указанных в п. 17 табл. 1, обеспечивается присоединением их к заземлителю любой конструкции, приведенной в п. 2.26.

          При наличии часто посещаемых площадок вблизи таких сооружений большой высоты должно быть выполнено выравнивание потенциала в соответствии с п. 1.10.

          2.29. Молниезащита наружных установок, содержащих горючие жидкости с температурой вспышки паров выше 61 °С и соответствующих п. 6 табл. 1, должна быть выполнена следующим образом:

          а) корпуса установок из железобетона, а также металлические корпуса установок и резервуаров при толщине крыши менее 4 мм должны быть оборудованы молниеотводами, установленными на защищаемом сооружении или отдельно стоящими;

          б) металлические корпуса установок и резервуаров при толщине крыши 4 мм и более следует присоединять к заземлителю. Конструкции заземлителей должны отвечать требованиям п. 2.19.

          2.30. Расположенные в сельской местности небольшие строения с неметаллической кровлей, соответствующие указанным в пп. 5 и 9 табл. 1, подлежат защите от прямых ударов молнии одним из упрощенных способов:

          а) при наличии на расстоянии 3-10 м от строения деревьев, в 2 раза и более превышающих его высоту с учетом всех выступающих на кровле предметов (дымовые трубы, антенны и т.д.), по стволу ближайшего из деревьев должен быть проложен токоотвод, верхний конец которого выступает над кроной дерева не менее чем на 0,2 м. У основания дерева токоотвод должен быть присоединен к заземлителю;

          б) если конек кровли соответствует наибольшей высоте строения, над ним должен быть подвешен тросовый молниеприемник, возвышающийся над коньком не менее чем на 0,25 м. Опорами для молниеприемника могут служить закрепленные на стенах строения деревянные планки. Токоотводы прокладывают с двух сторон по торцевым стенам строения и присоединяют к заземлителям. При длине строения менее 10 м токоотвод и заземлитель могут быть выполнены только с одной стороны;

          в) при наличии возвышающейся над всеми элементами кровли дымовой трубы над ней следует установить стержневой молниеприемник высотой не менее 0,2 м, проложить по кровле и стене строения токоотвод и присоединить его к заземлителю;

          г) при наличии металлической кровли ее следует хотя бы в одной точке присоединить к заземлителю; при этом токоотводами могут служить наружные металлические лестницы, водостоки и т.д. К кровле должны быть присоединены все выступающие на ней металлические предметы.

          Во всех случаях следует применять молниеприемники и токоотводы минимальным диаметром 6 мм, а в качестве заземлителя — один вертикальный или горизонтальный электрод длиной 2-3 м минимальным диаметром 10 мм, уложенный на глубине не менее 0,5 м.

          Соединения элементов молниеотводов допускаются сварные и болтовые.

          2.31. Защита от прямых ударов молнии неметаллических труб, башен, вышек высотой более 15 м должна быть выполнена путем установки на этих сооружениях при их высоте:

          • до 50 м — одного стержневого молниеприемника высотой не менее 1 м;
          • от 50 до 150 м — двух стержневых молниеприемников высотой не менее 1 м, соединенных на верхнем торце трубы;
          • более 150 м — не менее трех стержневых молниеприемников высотой 0,2-0,5 м или по верхнему торцу трубы должно быть уложено стальное кольцо сечением не менее 160 мм 2 .

          В качестве молниеприемника может также использоваться защитный колпак, устанавливаемый на дымовой трубе, или металлические конструкции типа антенн, устанавливаемые на телебашнях.

          При высоте сооружения до 50 м от молниеприемников должна быть предусмотрена прокладка одного токоотвода; при высоте сооружения более 50 м токоотводы должны быть проложены не реже чем через 25 м по периметру основания сооружения, их минимальное количество два.

          Сечения (диаметры) токоотводов должны удовлетворять требованиям табл. 3, а в зонах с высокой загазованностью или агрессивными выбросами в атмосферу диаметры токоотводов должны быть не менее 12 мм.

          В качестве токоотводов могут использоваться ходовые металлические лестницы, в том числе с болтовыми соединениями звеньев, и прочие вертикальные металлические конструкции.

          На железобетонных трубах в качестве токоотводов следует использовать арматурные стержни, соединенные по высоте трубы сваркой, скруткой или внахлест; при этом прокладка наружных токоотводов не требуется. Соединение молниеприемника с арматурой должно выполняться минимум в двух точках.

          Все соединения молниеприемников с токоотводами должны быть выполнены сваркой.

          Для металлических труб, башен, вышек установка молниеприемников и прокладка токоотводов не требуется.

          В качестве заземлителей защиты от прямых ударов молнии металлических и неметаллических труб, башен, вышек следует использовать их железобетонные фундаменты согласно п. 1.8. При невозможности использования фундаментов на каждый токоотвод должен быть предусмотрен искусственный заземлитель из двух стержней, соединенных горизонтальным электродом (см. табл. 2); при периметре основания сооружения не более 25 м искусственный заземлитель может быть выполнен в виде горизонтального контура, проложенного на глубине не менее 0,5 м и выполненного из электрода круглого сечения (см. табл. 3). При использовании в качестве токоотводов арматурных стержней сооружения их соединения с искусственными заземлителями должны выполняться не реже чем через 25 м при минимальном количестве присоединений, равном двум.

          При возведении неметаллических труб, башен, вышек металлоконструкции монтажного оборудования (грузопассажирские и шахтные подъемники, кран-укосина и др.) должны быть присоединены к заземлителям. В этом случае временные мероприятия по молниезащите на период строительства могут не выполняться. 22

          2.32. Для защиты от заноса высокого потенциала по внешним наземным (надземным) металлическим коммуникациям их необходимо на вводе в здание или сооружение присоединить к заземлителю электроустановок или защиты от прямых ударов молний.

          2.33. Защита от заноса высокого потенциала по воздушным линиям электропередачи напряжением до 1 кВ и линиям связи и сигнализации должна выполняться в соответствии с ПУЭ и ведомственными нормативными документами.

          ИНСТРУКЦИЯ ПО УСТРОЙСТВУ МОЛНИЕЗАЩИТЫ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ РД 34.21.122-87

          Утверждена Главтехуправлением Минэнерго СССР 12 октября 1987г.

          Согласована Госстроем СССР Письмо № АЧ-3945-8 от 30 июля 1987г.

          Разработчик Государственный научно-исследовательский энергетический институт им. Г.М. Кржижановского

          Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений. РД 34.21.122-87

          Инструкция устанавливает комплекс мероприятий и устройств для обеспечения безопасности людей (сельскохозяйственных животных), предохранения зданий, сооружений, оборудования и материалов от взрывов, пожаров, разрушений при воздействии молнии. Инструкция обязательна для всех министерств и ведомств.

          Предназначена для специалистов, проектирующих здания и сооружения.

          СОДЕРЖАНИЕ

          ПРЕДИСЛОВИЕ

          Требования настоящей Инструкции обязательны для выполнения всеми министерствами и ведомствами.

          Инструкция устанавливает необходимый комплекс мероприятий и устройств, предназначенных для обеспечения безопасности людей (сельскохозяйственных животных), предохранения зданий, сооружений, оборудования и материалов от взрывов, пожаров и разрушений, возможных при воздействиях молнии.

          Инструкция должна соблюдаться при разработке проектов зданий и сооружений.

          Инструкция не распространяется на проектирование и устройство молниезащиты линий электропередачи, электрической части электростанций и подстанций, контактных сетей, радио- и телевизионных антенн, телеграфных, телефонных и радиотрансляционных линий, а также зданий и сооружений, эксплуатация которых связана с применением, производством или хранением пороха и взрывчатых веществ.

          Настоящая Инструкция регламентирует мероприятия по молниезащите, выполняемые при строительстве, и не исключает использования дополнительных средств молниезащиты внутри здания и сооружения при проведении реконструкции или установке дополнительного технологического или электрического оборудования.

          При разработке проектов зданий и сооружений помимо требований Инструкции должны быть учтены требования к выполнению молниезащиты других действующих норм, правил, инструкций, государственных стандартов.

          С введением в действие настоящей Инструкции утрачивает силу «Инструкция по проектированию и устройству молниезащиты зданий и сооружений» СН 305-77.

          1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

          1.1. В соответствии с назначением зданий и сооружений необходимость выполнения молниезащиты и ее категория, а при использовании стержневых и тросовых молниеотводов — тип зоны защиты определяются по табл. 1 в зависимости от среднегодовой продолжительности гроз в месте нахождения здания или сооружения, а также от ожидаемого количества поражений его молнией в год. Устройство молниезащиты обязательно при одновременном выполнении условий, записанных в графах 3 и 4 табл. 1.

          Оценка среднегодовой продолжительности гроз и ожидаемого количества поражений молнией зданий или сооружений производится согласно приложению 2; построение зон защиты различных типов — согласно приложению 3.

          г) искусственный заземлитель, состоящий из трех и более вертикальных электродов длиной не менее 3 м,объединенных горизонтальным электродом, при расстоянии между вертикальными электродами не менее 5 м. Минимальные сечения (диаметры) электродов определяются по табл. 3.

          Заземлитель Эскиз Размеры, м
          Железобетонный подножник Железобетонный подножник a ≥ 1,8
          b ≥ 0,4
          l ≥ 2,2
          Железобетонная свая Железобетонная свая d = 0,25-0,4
          l ≥ 5
          Стальной двухстержневой: полоса размером 40×4 мм стержни диаметром d=10-20 мм Стальной двухстержневой: полоса размером 40×4 мм стержни диаметром d=10-20 мм t ≥ 0,5
          l = 3-5
          c = 3-5
          Стальной трехстержневой: полоса размером 40×4 мм стержни диаметром d=10-20 мм Стальной трехстержневой: полоса размером 40×4 мм стержни диаметром d=10-20 мм t ≥ 0,5
          l = 3-5
          c = 5-6
          Форма токоотвода и заземлителя Сечение (диаметр) токоотвода и заземлителя, проложенных
          снаружи здания на воздухе в земле
          Круглые токоотводы и перемычки диаметром, мм 6
          Круглые вертикальные электроды диаметром, мм 10
          Круглые горизонтальные* электроды диаметром, мм 10
          Прямоугольные электроды:
          сечением, мм 48 160
          толщиной, мм 4 4
          * Только для выравнивания потенциалов внутри зданий и для прокладки наружных контуров на дне котлована по периметру здания.

          2.3. Наименьшее допустимое расстояние Sв по воздуху от защищаемого объекта до опоры (токоотвода) стержневого или тросового молниеотвода (см. рис. 1 и 2) определяется в зависимости от высоты здания, конструкции заземлителя и эквивалентного удельного электрического сопротивления грунта ρ , Ом·м.

          Для зданий и сооружений высотой не более 30 м наименьшее допустимое расстояние Sв, м, равно:

          для заземлителей, состоящих из четырех железобетонных свай либо, подножников, расположенных в углах прямоугольника на расстоянии 3—8 м один от другого, или железобетонного фундамента произвольной формы с площадью поверхности контакта с землей не менее 70 м 2 или искусственных заземлителей, указанных в п. 2.2г, Sв = 4 м.

          Для зданий и сооружений большей высоты определенное выше значение Sв должно быть увеличено на 1 м в расчете на каждые 10 м высоты объекта сверх 30 м.

          2.4. Наименьшее допустимое расстояние Sв от защищаемого объекта до троса в середине пролета (рис. 2) определяется в зависимости от конструкции заземлителя, эквивалентного удельного сопротивления грунта ρ, Ом·м., и суммарной длины l молниеприемников и токоотводов.

          При длине l -3 (ρ-100);

          для заземлителей, состоящих из четырех железобетонных свай или подножников, расположенных на расстоянии 3—8 м один от другого, или искусственных заземлителей, указанных в п. 2.2г, Sв1 = 4м.

          При суммарной длине молниеприемников и токоотводов l = 200-300 м наименьшее допустимое расстояние Sв1 должно быть увеличено на 2 м по сравнению с определенными выше значениями.

          2.5. Для исключения заноса высокого потенциала в защищаемое здание или сооружение но подземным металлическим коммуникациям (в том числе по электрическим кабелям любого назначения) заземлители защиты от прямых ударов молнии должны быть по возможности удалены от этих коммуникаций на максимальные расстояния, допустимые по технологическим требованиям. Наименьшие допустимые расстояния Sз, (см. рис. 1 и 2) в земле между заземлителями защиты от прямых ударов молнии и коммуникациями, вводимыми в здания и сооружения 1 категории, должны составлять Sз = Sв + 2 (м), при Sв по п. 2.3.

          2.6. При наличии на зданиях и сооружениях прямых газоотводных и дыхательных труб для свободного отвода в атмосферу газов, паров и взвесей взрывоопасной концентрации в зону защиты молниеотводов должно входить пространство над обрезом труб, ограниченное полушарием радиусом 5 м.

          Для газоотводных и дыхательных труб, оборудованных колпаками или «гусаками», в зону защиты молниеотводов должно входить пространство над обрезом труб, ограниченное цилиндром высотой Н и радиусом R:

          для газов тяжелее воздуха при избыточном давлении внутри установки менее 5,05 кПа (0,05 ат) Н = 1 ì, R = 2 м; 5,05-25,25 кПа (0,05 — 0,25 ат) H = 2,5 м, R = 5 м,

          для газов легче воздуха при избыточном давлении внутри установки:

          до 25,25 кПа H = 2,5 м, R = 5 м;

          свыше 25,25 кПа H = 5 м, R = 5 м

          Не требуется включать в зону защиты молниеотводов пространство над обрезом труб: при выбросе газов невзрывоопасной концентрации; наличии азотного дыхания; при постоянно горящих факелах и факелах, поджигаемых в момент выброса газов; для вытяжных вентиляционных шахт, предохранительных и аварийных клапанов, выброс газов взрывоопасной концентрации из которых осуществляется только в аварийных случаях.

          2.7. Для защиты от вторичных проявлений молнии должны быть предусмотрены следующие мероприятия:

          а) металлические конструкции и корпуса всего оборудования и аппаратов, находящиеся в защищаемом здании, должны быть присоединены к заземляющему устройству электроустановок, указанному в п. 1.7, или к железобетонному фундаменту здания (с учетом требований п. 1.8). Наименьшие допустимые расстояния в земле между этим заземлителем и заземлителями защиты от прямых ударов молнии должны быть в соответствии с п. 2.5;

          б) внутри зданий и сооружений между трубопроводами и другими протяженными металлическими конструкциями в местах их взаимного сближения на расстояние менее 10 см через каждые 20 м следует приваривать или припаивать перемычки из стальной проволоки диаметром не менее 5 мм или стальной ленты сечением не менее 24 мм 2 , для кабелей с металлическими оболочками или броней перемычки должны выполняться из гибкого медного проводника в соответствии с указаниями СНиП 3.05.06-85;

          в) в соединениях элементов трубопроводов или других протяженных металлических предметов должны быть обеспечены переходные сопротивления не более 0,03 Ом на каждый контакт. При невозможности обеспечения контакта с указанным переходным сопротивлением с помощью болтовых соединений необходимо устройство стальных перемычек, размеры которых указаны в подпункте «б».

          2.8. Защита от заноса высокого потенциала по подземным металлическим коммуникациям (трубопроводам, кабелям в наружных металлических оболочках или трубах) должна осуществляться путем их присоединения на вводе в здание или сооружение к арматуре его железобетонного фундамента, а при невозможности использования последнего в качестве заземлителя — к искусственному заземлителю, указанномув п. 2.2 г.

          2.9. Защита от заноса высокого потенциала по внешним наземным (надземным) металлическим коммуникациям должна осуществляться путем их заземления на вводе в здание или сооружение и на двух ближайших к этому вводу опорах коммуникации. В качестве заземлителей следует использовать железобетонные фундаменты здания или сооружения и каждой из опор, а при невозможности такого использования (см. п. 1.8) — искусственные заземлители, согласно п. 2.2г.

          2.10. Ввода здания воздушных линий электропередачи напряжением до 1 кВ, сетей телефона, радио, сигнализации должен осуществляться только кабелями длиной не менее 50 м с металлической броней или оболочкой или кабелями, проложенными в металлических трубах.

          На вводе в здание металлические трубы, броня и оболочки кабелей, в том числе с изоляционным покрытием металлической оболочки (например, ААШв, ААШп) , должны быть присоединены к железобетонному фундаменту здания или (см. п. 1.8) к искусственному заземлителю, указанному в п. 2.2г.

          В месте перехода воздушной линии электропередачи в кабель металлические броня и оболочка кабеля, а также штыри или крючья изоляторов воздушной линии должны быть присоединены к заземлителю, указанному в п. 2.2г. К такому же заземлителю должны быть присоединены штыри или крючья изоляторов на опоре воздушной линии электропередачи, ближайшей к месту перехода в кабель.

          Кроме того, в месте перехода воздушной линии электропередачи в кабель между каждой жилой кабеля и заземленными элементами должны быть обеспечены закрытые воздушные искровые промежутки длиной 2—3 мм установлен вентильный разрядник низкого напряжения, например РВН-0,5.

          Защита от заноса высоких потенциалов по воздушным линиям электропередачи напряжением выше 1 кВ, вводимым в подстанции, размещенные в защищаемом здании (внутрицеховые или пристроенные), должна выполняться в соответствии с ПУЭ.

          МОЛНИЕЗАЩИТА II КАТЕГОРИИ

          2.11. Защита от прямых ударов молнии зданий и сооружений II категории с неметаллической кровлей должна быть выполнена отдельно стоящими или установленными на защищаемом объекте стержневыми или тросовыми молниеотводами, обеспечивающими зону защиты в соответствии с требованиями табл. 1, п. 2.6 и приложения 3. При установке молниеотводов на объекте от каждого стержневого молниеприемника или каждой стойки тросового молниеприемника должно быть обеспечено не менее двух токоотводов. При уклоне кровли не более 1:8 может быть использована также молниеприемная сетка при обязательном выполнении требований п. 2.6.

          Молниеприемная сетка должна быть выполнена из стальной проволоки диаметром не менее 6 мм и уложена на кровлю сверху или под несгораемые или трудносгораемые утеплитель или гидроизоляцию. Шаг ячеек сетки должен быть не более 6×6 м. Узлы сетки должны быть соединены сваркой. Выступающие над крышей металлические элементы (трубы, шахты, вентиляционные устройства) должны быть присоединены к молниеприемной сетке, а выступающие неметаллические элементы — оборудованы дополнительными молниеприемниками, также присоединенными к молниеприемной сетке.

          Установка молниеприемников или наложение молниеприемной сетки не требуется для зданий и сооружений с металлическими фермами при условии, что в их кровлях используются несгораемые или трудносгораемые утеплители и гидроизоляция.

          На зданиях и сооружениях с металлической кровлей в качестве молниеприемника должна использоваться сама кровля. При этом все выступающие неметаллические элементы должны быть оборудованы молниеприемниками, присоединенными к металлу кровли, в. также соблюдены требования п. 2.6.

          Токоотводы от металлической кровли или молниеприемной сетки должны быть проложены к заземлителям не реже чем через 25 м по периметру здания.

          2.12. При прокладке молниеприемной сетки и установке молниеотводов на защищаемом объекте всюду, где это возможно, в качестве токоотводов следует использовать металлические конструкции зданий и сооружений (колонны, фермы, рамы, пожарные лестницы и т.п., а также арматуру железобетонных конструкции) при условии обеспечения непрерывной электрической связи в соединениях конструкций и арматуры с молниеприемниками и заземлителями, выполняемых, как правило, сваркой.

          Токоотводы, прокладываемые по наружным стенам зданий, следует располагать не ближе чем в 3м от входов или в местах, не доступных для прикосновения людей.

          2.13. В качестве заземлителей защиты от прямых ударов молнии во всех возможных случаях (см. п. 1.8) следует использовать железобетонные фундаменты зданий и сооружений.

          При невозможности использования фундаментов предусматриваются искусственные заземлители:

          при наличии стержневых и тросовых молниеотводов каждый токоотвод присоединяется к заземлителю, отвечающему требованиям п. 2.2г;

          при наличии молниеприемной сетки или металлической кровли по периметру здания или сооружения прокладывается наружный контур следующей конструкции:

          в грунтах с эквивалентным удельным сопротивлением ρ ≤ 500 Ом·м при площади здания более 250 м 2 выполняется контур из горизонтальных электродов, уложенных в земле на глубине не менее 0,5 м, а при площади здания менее 250 м 2 к этому контуру в местах присоединения токоотводов приваривается по одному вертикальному или горизонтальному лучевому электроду длиной 2—3 м;

          в грунтах с удельным сопротивлением 500 2 достаточно выполнить контур только из горизонтальных электродов, а при площади здания менее 900 м 2 к этому контуру в местах присоединения токоотводов приваривается не менее двух вертикальных или горизонтальных лучевых электродов длиной 2—3м на расстоянии 3—5 м один от другого.

          Минимально допустимые сечения (диаметры) электродов искусственных заземлителей определяются по табл. 3.

          В зданиях большой площади наружный контур заземления может также использоваться для выравнивания потенциала внутри здания в соответствии с требованиями п. 1.9.

          Во всех возможных случаях заземлитель защиты от прямых ударов молнии должен быть объединен с заземлителем электроустановок в соответствии с указаниями п. 1.7

          2.14. При установке отдельно стоящих молниеотводов расстояние от них по воздуху и в земле до защищаемого объекта и вводимых в него подземных коммуникаций не нормируется.

          2.15. Наружные установки, содержащие горючие и сжиженные газы и легковоспламеняющиеся жидкости, следует защищать от прямых ударов молнии следующим образом:

          а) корпуса установок из железобетона, металлические корпуса установок и отдельных резервуаров при толщине металла крыши менее 4 мм должны быть оборудованы молниеотводами, установленными на защищаемом объекте или отдельно стоящими;

          б) металлические корпуса установок и отдельных резервуаров при толщине металла крыши 4 мм и более, а также отдельные резервуары вместимостью менее 200 м 3 независимо от толщины металла крыши, а также металлические кожухи теплоизолированных установок достаточно присоединить к заземлителю.

          2.16. Для резервуарных парков, содержащих сжиженные газы, общей вместимостью более 8000 м 3 , а также для резервуарных парков с корпусами из металла и железобетона, содержащих горючие газы и легковоспламеняющиеся жидкости, при общей вместимости группы резервуаров более 100 тыс. м 3 защиту от прямых ударов молнии следует, как правило, выполнять отдельно стоящими молниеотводами.

          2.17. Очистные сооружения подлежат защите от прямых ударов молнии, если температура вспышки содержащегося в сточных водах продукта превышает его рабочую температуру менее чем на 10 °С. В зону защиты молниеотводов должно входить пространство, основание которого выходит за пределы очистного сооружения на 5 м вкаждую сторону от его стенок, а высота равна высоте сооружения плюс 3 м.

          2.18. Если на наружных установках или в резервуарах (наземных или подземных), содержащих горючие газы или легковоспламеняющиеся жидкости, имеются газоотводные или дыхательные трубы, то они и пространство над ними (см. п. 2.6) должны быть защищены от прямых ударов молнии. Такое же пространство защищается над срезом горловины цистерн, в которые происходит открытый налив продукта на сливоналивной эстакаде. Защите от прямых ударов молнии подлежат также дыхательные клапаны и пространство над ними, ограниченное цилиндром высотой 2,5 м с радиусом 5 м.

          Для резервуаров с плавающими крышами или понтонами и зону защиты молниеотводов должно входить пространство, ограниченное поверхностью, любая точка которой отстоит на 5 м от легковоспламеняющейся жидкости в кольцевом зазоре.

          2.19. Для наружных установок, перечисленных в пп. 2.15 — 2.18, в ткачестве заземлителей защиты от прямых ударов молнии следует по возможности использовать железобетонные фундаменты этих установок или (опор отдельно стоящих молниеотводов либо выполнять искусственные заземлители, состоящие из одного вертикального или горизонтального электрода длиной не менее 5 м.

          К этим заземлителям, размещенным не реже чем через 50 м по периметру основания установки, должны быть присоединены корпуса наружных установок или токоотводы установленных на них молниеотводов, число присоединений — не менее двух.

          2.20. Для защиты зданий и сооружений от вторичных проявлений молнии должны быть предусмотрены следующие мероприятия:

          а) металлические корпуса всего оборудования и аппаратов, установленных в защищаемом здании (сооружении), должны быть присоединены к заземляющему устройству электроустановок, соответствующему указаниям п. 1.7, или к железобетонному фундаменту здания (с учетом требований п. 1.8) ;

          б) внутри здания между трубопроводами и другими протяженными металлическими конструкциями в местах их сближения на расстояние менее 10 см через каждые 30 м должны быть выполнены перемычки в соответствии с указаниями п. 2.76;

          в) во фланцевых соединениях трубопроводов внутри здания следует обеспечить нормальную затяжку не менее четырех болтов на каждый фланец.

          2.21. Для защиты наружных установок от вторичных проявлений молнии металлические корпуса установленных на них аппаратов должны быть присоединены к заземляющему устройству электрооборудования или к заземлителю защиты от прямых ударов молнии.

          На резервуарах с плавающими крышами или понтонами необходимо устанавливать не менее двух гибких стальных перемычек между плавающими крышами или понтонами и металлическим корпусом резервуара или токоотводами установленных на резервуаре молниеотводов.

          2.22. Защита от заноса высокого потенциала по подземным коммуникациям осуществляется присоединением их на вводе в здание или сооружение к заземлителю электроустановок или защиты от прямых ударов молнии.

          2.23. Защита от заноса высокого потенциала по внешним наземным (надземным) коммуникациям выполняется путем их присоединения на вводе в здание или сооружение к заземлителю электроустановок или защиты от прямых ударов молнии, а на ближайшей к вводу опоре коммуникации — к ее железобетонному фундаменту. При невозможности использования фундамента (см. п. 1.8) должен быть установлен искусственный заземлитель, состоящий изодного вертикального или горизонтального электрода длиной не менее 5 м.

          2.24. Защита от заноса высокого потенциала по воздушным линиям электропередачи, сетям телефона, радио и сигнализации должна быть выполнена в соответствии с п. 2.10.

          МОЛНИЕЗАЩИТА III КАТЕГОРИИ

          2.25. Защита от прямых ударов молнии зданий и сооружений, относимых по устройству молниезащиты к III категории, должна выполняться одним из способов, указанных в п. 2.11, с соблюдением требований пп. 2.12 и 2.14.

          При этом в случае использования молниеприемной сетки шаг ее ячеек должен быть не более 12 × 12м.

          2.26. Во всех возможных случаях (см. п. 1.7) в качестве заземлителей защиты от прямых ударов молнии следует использовать железобетонные фундаменты зданий и сооружений

          При невозможности их использования выполняют искусственные заземлители:

          каждый токоотвод от стержневых и тросовых молниеприемников должен быть присоединен к заземлителю, состоящему минимум из двух вертикальных электродов длиной не менее 3 м, объединенных горизонтальным электродом длиной не менее 5 м;

          при использовании в качестве молниеприемников сетки или металлической кровли по периметру здания в земле на глубине не менее 0,5 м должен быть проложен наружный контур, состоящий из горизонтальных электродов. В грунтах с эквивалентным удельным сопротивлением 500 2 к этому контуру в местах присоединения токоотводов следует приваривать по одному вертикальномуили горизонтальному лучевому электроду длиной 2—3 м.

          Минимально допустимые сечения (диаметры) электродов искусственных заземлителей определяются по табл. 3.

          В зданиях большой площади (шириной более 100 м) наружный контур заземления может также использоваться для выравнивания потенциалов внутри здания в соответствии с требованиями п. 1.9

          Во всех возможных случаях заземлитель защиты от прямых ударов молнии должен быть объединен с заземлителем электроустановки, указанным в гл. 1.7 ПУЭ.

          2.27. При защите строений для крупного рогатого скота и конюшен отдельно стоящими молниеотводами их опоры и заземлители следует располагать не ближе чем в 5м от входа в строения.

          При установке молниеприемников или укладке сетки на защищаемом стрости в качестве заземлителей следует использовать железобетонный фундамент (см. п. 1.8) или наружный контур, проложенный по периметру строения под асфальтовой или бетонной отмосткой в соответствии с указаниями п. 2.26.

          К заземлителям защиты от прямых ударов молнии должны быть присоединены находящиеся внутри строения металлические конструкции, оборудование и трубопроводы, а также устройства выравнивания электрических потенциалов.

          2.28. Защита от прямых ударов молнии металлических скульптур и обелисков, указанных в п. 17 табл. 1, обеспечивается присоединением их к заземлителю любой конструкции, приведенной в п. 2.26.

          При наличии часто посещаемых площадок вблизи таких сооружений большой высоты должно быть выполнено выравнивание потенциала в соответствии с п. 1.10.

          2.29. Молниезащита наружных установок, содержащих горючие жидкости с температурой вспышки паров выше 61 °С и соответствующих п. 6 табл. 1, должна быть выполнена следующим образом:

          а) корпуса установок из железобетона, а также металлические корпуса установок и резервуаров при толщине крыши менее 4 мм должны быть оборудованы молниеотводами, установленными на защищаемом сооружении или отдельно стоящими;

          б) металлические корпуса установок и резервуаров при толщине крыши 4 мм и более следует присоединять к заземлителю. Конструкции заземлителей должны отвечать требованиям п. 2.19.

          2.30. Расположенные в сельской местности небольшие строения с неметаллической кровлей, соответствующие указанным в пп. 5 и 9 табл. 1, подлежат защите от прямых ударов молнии одним из упрощенных способов:

          а) при наличии на расстоянии 3—10 м от строения деревьев, в 2 раза и более превышающих его высоту с учетом всех выступающих на кровле предметов (дымовые трубы, антенны и т.д.), по стволу ближайшего из деревьев должен быть проложен токоотвод, верхний конец которого выступает над кроной дерева не менее чем на 0,2 м. У основания дерева токоотвод должен быть присоединен к заземлителю;

          б) если конек кровли соответствует наибольшей высоте строения, над ним должен быть подвешен тросовый молниеприемник, возвышающийся над коньком не менее чем на 0,25 м. Опорами для молниеприемника могут служить закрепленные на стенах строения деревянные планки. Токоотводы прокладывают с двух сторон по торцевым стенам строения и присоединяют к заземлителям. При длине строения менее 10 м токоотводи заземлитель могут быть выполнены только с одной стороны;

          в) при наличии возвышающейся над всеми элементами кровли дымовой трубы над ней следует установить стержневой молниеприемник высотой не менее 0,2 м, проложить по кровле и стене строения токоотвод и присоединить его к заземлителю;

          г) при наличии металлической кровли ее следует хотя бы в одной точке присоединить к заземлителю; при этом токоотводами могут служить наружные металлические лестницы, водостоки и т.д. К кровле должны быть присоединены все выступающие на ней металлические предметы.

          Во всех случаях следует применять молниеприемники и токоотводы минимальным диаметром 6 мм, а в качестве заземлителя — один вертикальный или горизонтальный электрод длиной 2—3 м минимальным диаметром 10 мм, уложенный на глубине не менее 0,5 м.

          Соединения элементов молниеотводов допускаются сварные и болтовые.

          2.31. Защита от прямых ударов молнии неметаллических труб, башен, вышек высотой более 15 м должна быть выполнена путем установки на этих сооружениях при их высоте:

          до 5Ом — одного стержневого молниеприемника высотой не менее 1 м;

          от 50 до 150 м — двух стержневых молниеприемников высотой не менее 1 м, соединенных на верхнем торце трубы;

          более 150 м — не менее трех стержневых молниеприемников высотой 0,2 — 0,5 м или по верхнему торцу трубы должно быть уложено стальное кольцо сечением не менее 160 мм 2 .

          В качестве молниеприемника может также использоваться защитный колпак, устанавливаемый на дымовой трубе, или металлические конструкции типа антенн, устанавливаемые на телебашнях.

          При высоте сооружения до 50 м от молниеприемников должна быть предусмотрена прокладка одного токоотвода; при высоте сооружения более 50 м токоотводы должны быть проложены не реже чем через 25 м по периметру основания сооружения, их минимальное количество два.

          Сечения (диаметры) токоотводов должны удовлетворять требованиям табл. 3, а в зонах с высокой загазованностью или агрессивными выбросами в атмосферу диаметры токоотводов должны быть не менее 12 мм.

          В качестве токоотводов могут использоваться ходовые металлические лестницы, в том числе с болтовыми соединениями звеньев, и прочие вертикальные металлические конструкции.

          На железобетонных трубах в качестве токоотводов следует использовать арматурные стержни, соединенные по высоте трубы сваркой, скруткой или внахлест; при этом прокладка наружных токоотводов не требуется. Соединение молниеприемника с арматурой должно выполняться минимум в двух точках.

          Все соединения молниеприемников с токоотводами должны быть выполнены сваркой.

          Для металлических труб, башен, вышек установка молниеприемников и прокладка токоотводов не требуется.

          В качестве заземлителей защиты от прямых ударов молнии металлических и неметаллических труб, башен, вышек следует использовать их железобетонные фундаменты согласно п. 1.8. При невозможности использования фундаментов на каждый токоотвод должен быть предусмотрен искусственный заземлитель из двух стержней, соединенных горизонтальным электродом (см. табл. 2); при периметре основания сооружения не более 25 м искусственный заземлитель может быть выполнен в виде горизонтального контура, проложенного на глубине не менее 0,5 м и выполненного из электрода круглого сечения (см. табл. 3). При использовании в качестве токоотводов арматурных стержней сооружения их соединения с искусственными заземлителями должны выполняться не реже чем через 25 м ври минимальном количестве присоединений, равном двум.

          При возведении неметаллических труб, башен, вышек металлоконструкции монтажного оборудования (грузопассажирские и шахтные подъемники, кран-укосина и др.) должны быть присоединены к заземлителям. В этом случае временные мероприятия по молниезащите на период строительства могут не выполняться. 22

          2.32. Для защиты от заноса высокого потенциала по внешним наземным (надземным) металлическим коммуникациям их необходимо на вводе в здание или сооружение присоединить к заземлителю электроустановок или защиты от прямых ударов молний.

          2.33. Защита от заноса высокого потенциала по воздушным линиям электропередачи напряжением до 1 кВ и линиям связи и сигнализации должна выполняться в соответствии с ПУЭ и ведомственными нормативными документами.

          3. КОНСТРУКЦИИ МОЛНИЕОТВОДОВ

          3.1. Опоры стержневых молниеотводов должны быть рассчитаны на механическую прочность как свободно стоящие конструкции, а опоры тросовых молниеотводов — с учетом натяжения троса и действия на него ветровой и гололедной нагрузок.

          3.2. Опоры отдельно стоящих молниеотводов могут выполняться из стали любой марки, железобетона или дерева.

          3.3. Стержневые молниеприемники должны быть изготовлены из стали любой марки сечением не менее 100 мм 2 и длиной не менее 200 мм и защищены от коррозии оцинкованием, лужением или окраской.

          Тросовые молниеприемники должны быть выполнены из стальных многопроволочных канатов сечением не менее 35 мм 2 .

          3.4. Соединения молниеприемников с токоотводами и токоотводов с заземлителями должны выполняться, как правило, сваркой, а при недопустимости огневых работ разрешается выполнение болтовых соединений с переходным сопротивлением не более 0,05 Ом при обязательном ежегодном контроле последнего перед началом грозовогосезона.

          3.5. Токоотводы, соединяющие молниеприемники всех видов с заземлителями, следует выполнять из стали размерами не менее указанных в табл. 3.

          3.6. При установке молниеотводов на защищаемом объекте и невозможности использования в качестве токоотводов металлических конструкций здания (см. п. 2.12) токоотводы должны быть проложены к заземлителям по наружным стенам здания кратчайшими путями.

          3.7. Допускается использование любых конструкций железобетонных фундаментов зданий и сооружений (свайных, ленточных и т.п.) в качестве естественных заземлителей молниезащиты (с учетом требований п. 1.8).

          Допустимые размеры одиночных конструкций железобетонных фундаментов, используемых в качестве заземлителей, приведены в табл. 2.

          3.8. Рекомендуемые конструкции и размеры сосредоточенных искусственных заземлителей приведены в табл. 2. Минимально допустимые сечения (диаметры) электродов искусственных заземлителей нормированы в табл. 3.

          ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ

          1. Прямой удар молнии (поражение молнией) — непосредственный контакт канала молнии с зданием или сооружением, сопровождающийся протеканием через него тока молнии.

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

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

          4. Молниеотвод — устройство, воспринимающее удар молнии и отводящее ее ток в землю.

          В общем случае молниеотвод состоит из опоры; молниеприемника, непосредственно воспринимающего удар молнии; токоотвода, по которому ток молнии передается в землю; заземлителя, обеспечивающего растекание тока молнии в земле.

          В некоторых случаях функции опоры, молниеприемника и токоотвода совмещаются, например при использовании в качестве молниеотвода металлических труб или ферм.

          5. Зона защиты молниеотвода — пространство, внутри которого здание или сооружение защищено от прямых ударов молнии с надежностью не ниже определенного значения. Наименьшей и постоянной надежностью обладает поверхность зоны защиты; в глубине зоны защиты надежность выше, чем на ее поверхности.

          Зона защиты типа А обладает надежностью 99,5% и выше, а тина Б — 95 % и выше.

          6. Конструктивно молниеотводы разделяются на следующие виды:

          стержневые — с вертикальным расположением молниеприемника;

          тросовые (протяженные) — с горизонтальным расположением молниеприемника, закрепленного на двух заземленных опорах;

          сетки — многократные горизонтальные молниеприемники, пересекающиеся под прямым углом и укладываемые на защищаемого объекта.

          7. Отдельно стоящие молниеотводы — это те, опоры которых установлены на земле на некотором удалении от защищаемого объекта.

          8. Одиночный молниеотвод — это единичная конструкция стержневого или тросового молниеотвода.

          9. Двойной (многократный) молниеотвод — это два (или более) стержневых или тросовых молниеотвода, образующих общую зону защиты.

          10. Заземлитель молниезащиты — один или несколько заглубленных в землю проводников, предназначенных для отвода в землю токов молнии или ограничения перенапряжений, возникающих на металлических корпусах, оборудовании, коммуникациях при близких разрядах молнии. Заземлители делятся на естественные и искусственные.

          11. Естественные заземлители — заглубленные в землю металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений.

          12. Искусственные заземлители — специально проложенные в земле контуры из полосовой или круглой стали; сосредоточенные конструкции, состоящие из вертикальных и горизонтальных проводников.

          ХАРАКТЕРИСТИКИ ИНТЕНСИВНОСТИ ГРОЗОВОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ГРОЗОПОРАЖАЕМОСТИ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

          Среднегодовая продолжительность гроз в часах в произвольном пункте на территории СССР определяется по карте (рис. 3), или по утвержденным для некоторых областей СССР региональным картам продолжительности гроз, или по средним многолетним (порядка 10 лет) данным метеостанции, ближайшей от места нахождения здания или сооружения.

          Подсчет ожидаемого количества N поражений молнией в год производится по формулам:

          для сосредоточенных зданий и сооружений (дымовые трубы, вышки, башни)

          N = 9π h 2 n · 10 -6 ;

          N = [ (S + 6h) (L + 6h) — 7,7h 2 ] n · 10 -6 ,

          где h — наибольшая высота здания или сооружения, м; S, L — соответственно ширина и длина здания или сооружения, м; n — среднегодовое число ударов молнии в 1 км земной поверхности (удельная плотность , ударов молнии в землю) в месте нахождения здания или сооружения.

          Для зданий и сооружений сложной конфигурации в качестве S и L рассматриваются ширина и длина наименьшего прямоугольника, в который может быть вписано здание или сооружение в плане.

          Для произвольного пункта на территории СССР удельная плотность ударов молнии в землю n определяется исходя из среднегодовой продолжительности гроз в часах следующим образом:

          Рис. 3. Карта средней за год продолжительности гроз в часах для территории СССР

          Рис. 3. Карта средней за год продолжительности гроз в часах для территории СССР

          Среднегодовая продолжительность гроз, ч Удельная плотность ударов молнии в землю n, 1 / (км 2 ·год)
          10 — 20 1
          20 — 40 2
          40 — 60 4
          60 — 80 5,5
          80 — 100 7
          100 и более 8,5

          ЗОНЫ ЗАЩИТЫ МОЛНИЕОТВОДОВ

          1. Одиночный стержневой молниеотвод.

          Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода высотой h представляет собой круговой конус (рис. П3.1), вершина которого находится на высоте h0 4h для построения зоны А молниеотводы следует рассматривать как одиночные.

          при h 6h для построения зоны Б молниеотводы следует рассматривать как одиночные.

          При известных значениях hc и L (при rcx = 0) высота молниеотвода для зоны Б определяется по формуле

          2.2. Зона защиты двух стержневых молниеотводов разной высоты h1, и h2 ≤ 150 м приведена на рис. ПЗ.З. Габаритные размеры торцевых областей зон защиты h01, h02, r01, r02, rx1, rx2 определяются по формулам п. 1.1, как для зон защиты обоих типов одиночного стержневого молниеотвода. Габаритные размеры внутренней области зоны защиты определяются по формулам:

          где значения hc1 и hc2 вычисляются по формулам для hc п. 2.1 настоящего приложения.

          Для двух молниеотводов разной высоты построение зоны А двойного стержневого молниеотвода выполняется при L ≤ 4hmin, а зоны Б — при L ≤ 6hmin. При соответствующих больших расстояниях между молниеотводами они рассматриваются как одиночные.

          Рис. ПЗ.З Зона зашиты двух стержневых молниеотводов разной высоты. Обозначения те же, что и на рис. П3.1

          Рис. ПЗ.З Зона зашиты двух стержневых молниеотводов разной высоты. Обозначения те же, что и на рис. П3.1

          3. Многократный стержневой молниеотвод.

          Зона защиты многократного стержневого молниеотвода (рис. П3.4) определяется как зона защиты попарно взятых соседних стержневых молниеотводов высотой h ≤ 150 м (см. пп. 2.1, 2.2 настоящего приложения).

          Рис. П3.4. Зона защиты (в плане) многократного стержневого молниеотвода. Обозначения те же, что и на рис. П3.1

          Рис. П3.4. Зона защиты (в плане) многократного стержневого молниеотвода. Обозначения те же, что и на рис. П3.1

          Основным условием защищенности одного или нескольких объектов высотой hx с надежностью, соответствующей надежности зоны А и зоны Б, является выполнение неравенства rcx > 0 для всех попарно взятых молниеотводов. В противном случае построение зон защиты должно быть выполнено для одиночных или двойных стержневых молниеотводов в зависимости от выполнения условий п. 2 настоящего приложения.

          4. Одиночный тросовый молниеотвод.

          Зона защиты одиночного тросового молниеотвода высотой h≤150 м приведена на рис. П3.5, где h — высота троса в середине пролета. С учетом стрелы провеса троса сечением 35—50 мм 2 при известной высоте опор hоп и длине пролета а высота троса (в метрах) определяется:

          h = hоп — 2 при а 4h для построения зоны А молниеотводы следует рассматривать как одиночные.

          при h 6h для построения зоны Б молниеотводы следует рассматривать как одиночные. При известных значениях hc и L (при rcx = 0) высота тросового молниеотвода для зоны Б определяется по формуле

          Рис. П3.7. Зона защиты двух тросовых молниеотводов разной высоты

          Рис. П3.7. Зона защиты двух тросовых молниеотводов разной высоты

          5.2. Зона защиты двух тросов разной высоты h1 и h2 приведена на рис. П3.7. Значения r01, r02, h01, h02, rx1, rx1 определяются по формулам п. 4 настоящего приложения как для одиночного тросового молниеотвода. Для определения размеров rc и hc используются формулы:

          где hc1 и hc1 вычисляются по формулам для hc П.5.1 настоящего приложения.

          Далее по формулам того же п. 4 вычисляются r ‘x1 , r ‘x2 , r ‘cx

          ПОСОБИЕ К «ИНСТРУКЦИИ ПО УСТРОЙСТВУ МОЛНИЕЗАЩИТЫ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ» (РД34.21.122-87)

          Настоящее пособие ставит задачей пояснить и конкретизировать основные положения РД 3421.122-87, а также ознакомить специалистов, занятых разработкой и проектированием молниезащиты различных объектов, с существующими представлениями о развитии молнии и ее параметрах, определяющих опасные воздействия на человека и материальные ценности. Приводятся примеры исполнения молниезащиты зданий и сооружений различных категорий в соответствии с требованиями РД 34.21.122-87.

          1. КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О РАЗРЯДАХ МОЛНИИ И ИХ ПАРАМЕТРАХ

          Молния представляет собой электрический разряд длиной в несколько километров, развивающийся между грозовым облаком и землей или каким-либо наземным сооружением.

          Разряд молнии начинается с развития лидера — слабо светящегося канала с током в несколько сотен ампер. По направлению движения лидера — от облака вниз или от наземного сооружения вверх — молнии разделяются на нисходящие и восходящие. Данные о нисходящих молниях накапливались продолжительное время в нескольких регионах земного шара. Сведения о восходящих молниях появились лишь в последние десятилетия, когда начались систематические наблюдения за грозопоражаемостью очень высоких сооружений, например Останкинской телевизионной башни.

          Лидер нисходящей молнии возникает под действием процессов в грозовом облаке, и его появление не зависит от наличия на поверхности земли каких-либо сооружений. По мере продвижения лидера к земле с наземных объектов могут возбуждаться направленные к облаку встречные лидеры. Соприкосновение одного из них с нисходящим лидером (или касание последнего поверхности земли) определяет место удара молнии в землю или какой-либо объект.

          Восходящие лидеры возбуждаются с высоких заземленных сооружений, у вершин которых электрическое поле во время грозы резко усиливается. Сам факт появления и устойчивого развития восходящего лидера определяет место поражения. На равнинной местности восходящие молнии поражают объекты высотой более 150 м, а в горных районах возбуждаются с остроконечных элементов рельефа и сооружении меньшей высоты и потому наблюдаются чаще.

          Рассмотрим сначала процесс развития и параметры нисходящей молнии. После установления сквозного лидерного канала следует главная стадия разряда — быстрая нейтрализация зарядов лидера, сопровождающаяся ярким свечением и нарастанием тока до пиковых значений, варьирующихся от единиц до сотен килоампер. При этом происходит интенсивный разогрев канала (до десятков тысяч кельвин) и его ударное расширение, воспринимаемое на слух как раскат грома. Ток главной стадии состоит из одного или нескольких последовательных импульсов, наложенных на непрерывную составляющую. Большинство импульсов тока имеет отрицательную полярность. Первый импульс при общей длительности в несколько сотен микросекунд имеет длину фронта от 3 до 20 мкс; пиковое значение тока (амплитуда) варьируется в широких пределах: в 50% случаев (средний ток) превышает 30, а в 1—2% случаев 100 кА. Примерно в 70% нисходящих отрицательных молний за первым импульсом наблюдаются последующие с меньшими амплитудами и длиной фронта: средние значения соответственно 12 кА и 0,6 мкс. При этом крутизна (скорость нарастания) тока на фронте последующих импульсов выше, чемдля первого импульса.

          Ток непрерывной составляющей нисходящей молнии варьируется от единиц до сотен ампер и существует на протяжении всей вспышки, продолжающейся в среднем 0,2 с, а в редких случаях 1—1,5 с.

          Заряд, переносимый в течение всей вспышки молнии, колеблется от единиц до сотен кулон, из которых на долю отдельных импульсов приходится 5-15, а на непрерывную составляющую 10-20 Кл.

          Нисходящие молнии с положительными импульсами тока наблюдаются примерно в 10% случаев. Часть из них имеет форму, аналогичную форме отрицательных импульсов. Кроме того, зарегистрированы положительные импульсы с существенно большими параметрами: длительностью около 1000 мкс, длиной фронта около 100 мкс и переносимым зарядом в среднем 35 Кл. Для них характерны вариации амплитуд тока в очень широких пределах: при среднем токе 35 кА в 1—2% случаев возможно появление амплитуд свыше 500 кА.

          Накопленные фактические данные о параметрах нисходящих молний не позволяют судить об их различиях в разных географических регионах. Поэтому для всей территории СССР их вероятностные характеристики приняты одинаковыми

          Восходящая молния развивается следующим образом. После того как восходящий лидер достиг грозового облака, начинается процесс разряда, сопровождающийся примерно в 80% случаев токами отрицательной полярности. Наблюдаются токи двух типов: первый — непрерывный безымпульсный до нескольких сотен ампер и длительностью в десятые доли секунды, переносящий заряд 2—20 Кл; второй характеризуется наложением на длительную безымпульсную составляющую коротких импульсов, амплитуда которых в среднем составляет 10—12 кА и лишь в 5 % случаев превышает 30 кА, а переносимый заряд достигает 40 Кл. Эти импульсы сходны с последующими импульсами главной стадии нисходящей отрицательной молнии.

          В горной местности восходящие молнии характеризуются более длительными непрерывными токами и большими переносимыми зарядами, чем на равнине. В то же время вариации импульсных составляющих тока в горах и на равнине отличаются мало. На сегодняшний день не выявлена связь между токами восходящей молнии и высотой сооружений, с которых они возбуждаются. Поэтому параметры восходящих молний и их вариации оцениваются как одинаковые для любых географических регионов и высот объектов.

          В РД 34.21.122—87 данные о параметрах токов молнии учтены в требованиях к конструкциям и размерам средств молниезащиты. Например, минимально допустимые расстояния от молниеотводов и их заземлителей до объектов I категории (пп. 2.3—2.5 *) определены из условия поражения молниеотводов нисходящими молниями с амплитудой и крутизной фронта тока в пределах соответственно 100 кА и 50 кА/мкс. Этому условию соответствует не менее 99% случаев поражения нисходящими молниями.

          * Здесь и далее пункты РД 34.21.122-87.

          2. ХАРАКТЕРИСТИКИ ГРОЗОВОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

          Об интенсивности грозовой деятельности в различных географических пунктах можно судить по данным разветвленной сети метеорологических станций о повторяемости и продолжительности гроз, регистрируемых в днях и часах за год по слышимому грому в начале и конце грозы. Однако более важной и информативной характеристикой для оценки возможного числа поражений объектов молнией является плотность ударов нисходящих молний на единицу земной поверхности.

          Плотность ударов молнии в землю сильно колеблется по регионам земного шара и зависит от геологических, климатических и других факторов. При общей тенденции роста этого значения от полюсов к экватору оно, например, резко сокращается в пустынях и возрастает в регионах с интенсивными процессами испарения. Особенно велико влияние рельефа в горной местности, где грозовые фронты преимущественно распространяются по узким коридорам, поэтому в пределах небольшой площади возможны резкие колебания плотности разрядов в землю.

          В целом по территории земного шара плотность ударов молнии варьируется практически от нуля в приполярных областях до 20—30 разрядов на 1 км земли за год во влажных тропических зонах. Для одного и того же региона возможны вариации от года к году, поэтому для достоверной оценки плотности разрядов в землю необходимо многолетнее усреднение.

          В настоящее время ограниченное количество пунктов земного шара оборудовано счетчиками молний, и для небольших территорий возможны непосредственные оценки плотности разрядов в землю. В массовых масштабах (например, для всей территории СССР) регистрация числа ударов молнии в землю пока невыполнима из-за трудоемкости и недостатка надежной аппаратуры.

          Однако для географических пунктов, в которых установлены счетчики молний и ведутся метеорологические наблюдения за грозами, обнаружена корреляционная связь между плотностью разрядов в землю и повторяемостью или продолжительностью гроз, хотя каждый из перечисленных параметров подвержен разбросу от года к году или от грозы к грозе. В РД 34.21.122-87 эта корреляционная зависимость, представленная в приложении 2, распространена на всю территорию СССР и связывает чисто ударов нисходящей молнии в 1 км 2 земной поверхности с конкретной продолжительностью гроз в часах. Данные метеорологических станций о продолжительности гроз усреднены за период с 1936 по 1978 г. и в виде линий, характеризующихся постоянным числом часов с грозой в год, нанесены на географическую карту СССР (рис. 3 РД 34.21.122-87); при этом продолжительность грозы для любого пункта задается в интервале между двумя ближайшими к нему линиями. Для некоторых областей СССР на базе инструментальных исследований составлены региональные карты продолжительности гроз, эти карты также рекомендованы к использованию (см. приложение 2 РД34.21.122— 87)

          Таким косвенным путем (через данные о продолжительности гроз) удается ввести районирование территории СССР по плотности ударов молнии в землю

          3. КОЛИЧЕСТВО ПОРАЖЕНИЙ МОЛНИЕЙ НАЗЕМНЫХ СООРУЖЕНИЙ

          Согласно требованиям табл. 1 РД 34.21.122—87 для ряда объектов ожидаемое количество поражений молнией является показателем, определяющим необходимость выполнения молниезащиты и ее надежность. Поэтому нужно располагать способом оценки этого значения еще на стадии проектирования объекта. Желательно, чтобы этот способ учитывал известные характеристики грозовой деятельности и другие сведения о молнии.

          При подсчете числа поражений нисходящими молниями используется следующее представление: возвышающийся объект принимает на себя разряды, которые в его отсутствие поразили бы поверхность земли определенной площади (так называемую поверхность стягивания). Эта площадь имеет форму круга для сосредоточенного объекта (вертикальной трубы или башни) и форму прямоугольника для протяженного объекта, например, воздушной линии электропередачи. Число поражений объекта равно произведению площади стягивания на плотность разрядов молнии вместе его расположения. Например, для сосредоточенного объекта

          где R0 — радиус стягивания; n — среднегодовое число ударов молнии в 1 км2 земной поверхности. Для протяженного объекта длиной l

          Имеющаяся статистика поражений объектов разной высоты в местностях с разной продолжительностью гроз позволила ориентировочно определить связь между радиусом стягивания R0 и высотой объекта h. Несмотря на значительный разброс,в среднем можно принять R0 = 3h.

          Приведенные соотношения положены в основу формул расчета ожидаемого количества поражений молнией сосредоточенных объектов и объектов с заданными габаритами в приложении 2 РД 34.21.122—87. Грозопоражаемость объектов ставится в прямую зависимость от плотности разрядов молнии в землю и соответственно от региональной продолжительности гроз в соответствии с данными приложения 2. Можно предположить, что вероятность поражения объекта растет, например с ростом амплитуды тока молнии, и зависит от других параметров разряда. Однако имеющаяся статистика поражений получена способами (фотографированием ударов молнии, регистрацией специальными счетчиками), не позволяющими выделить влияние других факторов, кроме интенсивности грозовой деятельности.

          Оценим теперь по формулам приложения 2, как часто возможны поражения молнией объектов разных размеров и формы. Например, при средней продолжительности гроз 40—60 ч в год в сосредоточенный объект высотой 50 м (например, дымовую трубу) можно ожидать не более одного поражения за 3—4 года, а в здание высотой 20 м и размерами в плане 100х100 м (типичное по габаритам для многих видов производства) — не более одного поражения за 5 лет. Таким образом, при умеренных размерах зданий и сооружений (высоте в пределах 20—50 м, длине и ширине примерно 100 м) поражение молнией является редким событием. Для небольших строений (с габаритами примерно 10 м) ожидаемое количество поражений молнией редко превышает 0,02 за год, а это значит, что за весь срок их службы может произойти не более одного удара молнии. По этой причине согласно РД 34.21.122—87 для некоторых небольших строений (даже при низкой огнестойкости) выполнение молниезащиты вообще не предусматривается или существенно упрощается.

          Для сосредоточенных объектов число поражений нисходящими молниями растет в квадратичной зависимости от высоты и в районах с умеренной продолжительностью гроз при высоте объектов около 150 м составляет один-два удара за год. С сосредоточенных объектов большей высоты возбуждаются восходящие молнии, количество которых также пропорционально квадрату высоты. Такое представление о поражаемости высоких объектов подтверждают наблюдения, проводимые на Останкинской телевизионной башне высотой 540 м: ежегодно в нее происходит около 30 ударов молнии и более 90% из них приходится на восходящие разряды, число поражений нисходящими молниями сохраняется на уровне одного-двух в год. Таким образом, для сосредоточенных объектов высотой более 150 м количество поражений нисходящими молниями мало зависит от высоты.

          4. ОПАСНЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ МОЛНИИ

          В перечне основных терминов (приложение 1 РД 34.21.122—87) перечислены возможные виды воздействия молнии на различные наземные объекты. В настоящем параграфе сведения об опасных воздействиях молнии изложены более подробно.

          Воздействия молнии принято подразделять на две основные группы:

          первичные, вызванные прямым ударом молнии, и вторичные, индуцированные близкими ее разрядами или занесенные в объект протяженными металлическими коммуникациями. Опасность прямого удара и вторичных воздействий молнии для зданий и сооружений и находящихся в них людей или животных определяется, с одной стороны, параметрами разряда молнии, а с другой — технологическими и конструктивными характеристиками объекта (наличием вэрыво- или пожароопасных зон, огнестойкостью строительных конструкций, видом вводимых коммуникаций, их расположением внутри объекта и т. д.). Прямой удар молнии вызывает следующие воздействия на объект: электрические, связанные с поражением людей или животных электрическим током и появлением перенапряжении на пораженных элементах. Перенапряжение пропорционально амплитуде и крутизне тока молнии, индуктивности конструкций и сопротивлению заземлителей, по которым ток молнии отводится в землю. Даже при выполнении молниезащиты прямые удары молния с большими токами и крутизной могут привести к перенапряжениям в несколько мегавольт. При отсутствии молниезащиты пути растекания тока молнии неконтролируемы и ее удар может создать опасность поражения током, опасные напряжения шага и прикосновения, перекрытия на другие объекты;

          термические, связанные с резким выделением теплоты при прямом контакте канала молнии с содержимым объекта и при протекании через объект тока молнии. Выделяемая в канале молнии энергия определяется переносимым зарядом, длительностью вспышки и амплитудой тока молнии; и 95% случаев разрядов молнии эта энергия (в расчете на сопротивление 1 Ом) превышает 5,5 Дж, она на два-три порядка превышает минимальную энергию воспламенения большинства газо-, паро- и пылевоздушных смесей, используемых в промышленности. Следовательно, в таких средах контакт с каналом молнии всегда создает опасность воспламенения (а в некоторых случаях взрыва), то же относится к случаям проплавления каналом молнии корпусов взрывоопасных наружных установок. При протекании тока молнии по тонким проводникам создается опасность их расплавления и разрыва;

          механические, обусловленные ударной волной, распространяющейся от канала молнии, и электродинамическими силами, действующими на проводники с токами молнии. Это воздействие может быть причиной, например, сплющивания тонких металлических трубок. Контакт с каналом молнии может вызвать резкое паро- или газообразование в некоторых материалах с последующим механическим разрушением, например, расщеплением древесины или образованием трещин в бетоне.

          Вторичные проявления молнии связаны с действием на объект электромагнитного ноля близких разрядов. Обычно это поле рассматривают в виде двух составляющих: первая обусловлена перемещением зарядов в лидере и канале молнии, вторая — изменением тока молнии во времени. Эти составляющие иногда называют электростатической и электромагнитной индукцией.

          Электростатическая индукция проявляется в виде перенапряжения, возникающего на металлических конструкциях объекта и зависящего от тока молнии, расстояния до места удара и сопротивления заземлителя. При отсутствии надлежащего заземлителя перенапряжение может достигать сотен киловольт и создавать опасность поражения людей и перекрытий между разными частями объекта.

          Электромагнитная индукция связана с образованием в металлических контурах ЭДС, пропорциональной крутизне тока молнии и площади, охватываемой контуром. Протяженные коммуникации в современных производственных зданиях могут образовывать охватывающие большую площадь контуры, в которых возможно наведение ЭДС в несколько десятков киловольт. В местах сближения протяженных металлических конструкций, в разрывах незамкнутых контуров создается опасность перекрытий и искрений с возможным рассеянием энергии около десятых долей джоуля.

          Еще одним видом опасного воздействия молнии является занос высокого потенциала по вводимым в объект коммуникациям (проводам воздушных линий электропередачи, кабелям, трубопроводам). Он представляет собой перенапряжение, возникающее на коммуникации при прямых и близких ударах молнии и распространяющееся в виде набегающей на объект волны. Опасность создается за счет возможных перекрытий с коммуникации на заземленные части объекта. Подземные коммуникации также представляют опасность, так как могут принять на себя часть растекающихся в земле токов молнии и занести их в объект.

          5. КЛАССИФИКАЦИЯ ЗАЩИЩАЕМЫХ ОБЪЕКТОВ

          Тяжесть последствий удара молнии зависит прежде всего от взрыво- или пожароопасности здания или сооружения при термических воздействиях молнии, а также искрениях и перекрытиях, вызванных другими видами воздействий. Например в производствах, постоянно связанных с открытым огнем, процессами горения, применением несгораемых материалов и конструкции, протекание тока молнии не представляет большой опасности. Напротив, наличие внутри объекта взрывоопасной среды создаст угрозу разрушений, человеческих жертв, больших материальных ущербов.

          При таком разнообразии технологических условий предъявлять одинаковые требования к молниезащите всех объектов означало бы или вкладывать в ее выполните чрезмерные запасы, или мириться с неизбежностью значительных ущербов, вызванных молнией. Поэтому в РД 34.21.122-87 принят дифференцированный подход к выполнению молниезащиты различных объектов, в связи с чем в табл. 1 этой Инструкции здания и сооружения разделены на три категории, отличающиеся по тяжести возможных последствий поражения молнией.

          К I категории отнесены производственные помещения, в которых в нормальных технологических режимах могут находиться и образовываться взрывоопасные концентрации газов, паров, пылей, волокон. Любое поражение молнией, вызывая взрыв, создает повышенную опасность разрушений и жертв не только для данного объекта, но и для близрасположенных

          Во II категорию попадают производственные здания и сооружения, в которых появление взрывоопасной концентрации происходит в результате нарушения нормального технологического режима, а также наружные установки, содержащие взрывоопасные жидкости и газы. Для этих объектов удар молнии создает опасность взрыва только при совпадении с технологической аварией или срабатыванием дыхательных или аварийных клапанов на наружных установках. Благодаря умеренной продолжительности гроз на территории СССР вероятность совпадения этих событий достаточно мала.

          К III категории отнесены объекты, последствия поражения которых связаны с меньшим материальным ущербом, чем при взрывоопасной среде. Сюда входят здания и сооружения с пожароопасными помещениями или строительными конструкциями низкой огнестойкости, причем для них требования к молниезащите ужесточаются с увеличением вероятности поражения объекта (ожидаемого количества поражений молнией) . Кроме того, к III категории отнесены объекты, поражение которых представляет опасность электрического воздействия на людей и животных: большие общественные здания, животноводческие строения, высокие сооружения типа труб, башен, монументов. Наконец, к III категории отнесены мелкие строения в сельской местности, где чаще всего используются сгораемые конструкции. Согласно статистическим данным на эти объекты приходится значительная доля пожаров, вызванных грозой. Из-за небольшой стоимости этих строений их молниезащита выполняется упрощенными способами, не требующими значительных материальных затрат (п. 2.30).

          6. СРЕДСТВА И СПОСОБЫ МОЛНИЕЗАЩИТЫ

          Требования к выполнению всего комплекса мероприятий по молниезащите объектов I, II и III категорий и конструкциям молниеотводов изложены в § 2 и 3 РД 34.21.122-87. Настоящий раздел пособия поясняет основные положения этих требований.

          Молниезащита представляет собой комплекс мероприятий, направленных на предотвращение прямого удара молнии в объект или на устранение опасных последствий, связанных с прямым ударом; к этому комплексу относятся также средства защиты, предохраняющие объект от вторичных воздействий молнии и заноса высокого потенциала.

          Средством защиты от прямых ударов молнии служит молниеотвод — устройство, рассчитанное на непосредственный контакт с каналом молнии и отводящее ее ток в землю.

          Молниеотводы разделяются на отдельно стоящие, обеспечивающие растекание тока молнии минуя объект, и установленные на самом объекте. При этом растекание тока происходит по контролируемым путям так, что обеспечивается низкая вероятность поражения людей (животных) , взрыва или пожара.

          Установка отдельно стоящих молниеотводов исключает возможность термического воздействия на объект при поражении молниеотвода; для объектов с постоянной взрывоопасностью, отнесенных к I категории, принят этот способ защиты, обеспечивающий минимальное количество опасных воздействий при грозе. Для объектов II и III категорий, характеризующихся меньшим риском взрыва или пожара, в равной мере допустимо использование отдельно стоящих молниеотводов и установленных на защищаемом объекте.

          Молниеотвод состоит из следующих элементов: молниеприемника, опоры, токоотвода и заземлителя. Однако на практике они могут образовывать единую конструкцию, например металлическая мачта или ферма здания представляет собой молниеприемник, опору и токоотвод одновременно.

          По типу молниеприемника молниеотводы разделяются на стержневые (вертикальные), тросовые (горизонтальные протяженные) и сетки, состоящие из продольных и поперечных горизонтальных электродов, соединенных в местах пересечений. Стержневые и тросовые молниеотводы могут быть как отдельно стоящие, так и установленные на объекте; молниеприемные сетки укладываются на неметаллическую кровлю защищаемых зданий и сооружений. Однако укладка сеток рациональна лишь на зданиях с горизонтальными крышами, где равновероятно поражение молнией любого их участка. При больших уклонах крыши наиболее вероятны удары молнии вблизи ее конька, и в этих случаях укладка сетки по всей поверхности кровли приведет к неоправданным затратам металла; более экономична установка стержневых или тросовых молниеприемников, в зону защиты которых входит весь объект. По этой причине в п. 2.11 укладка молниеприемной сетки допускается на неметаллических кровлях с уклоном не более 1:8. Иногда укладка сетки поверх кровли неудобна из-за ее конструктивных элементов (например, волнистой поверхности покрытия). В этих случаях допускается укладывать сетку под утеплителем или гидроизоляцией, при условии что они выполнены из несгораемых или трудносгораемых материалов и их пробой при разряде молнии не приведет к загоранию кровли (п. 2.11).

          При выборе средств защиты от прямых ударов молнии, типов молниеотводов необходимо учитывать экономические соображения, технологические и конструктивные особенности объектов. Во всех возможных случаях близрасположенные высокие сооружения необходимо использовать как отдельно стоящие молниеотводы, а конструктивные элементы зданий и сооружений, например металлическую кровлю, фермы, металлические и железобетонные колонны и фундаменты, — как молниеприемники, токоотводы и заземлители. Эти положения учтены в пп. 1.6, 1.8, 2.11, 2.12, 2.25. Защита от термических воздействий прямого удара молнии осуществляется путем надлежащего выбора сечений молниеприемников и токоотводов (табл. 3), толщины корпусов наружных установок (п. 2.15), расплавление и проплавление которых не может произойти при указанных выше параметрах тока молнии, переносимого заряда и температуры в канале.

          Защита от механических разрушений различных строительных конструкций при прямых ударах молнии осуществляется: бетона — армированием и обеспечением надежных контактов в местах соединения с арматурой (п. 2.12); неметаллических выступающих частей и покрытий зданий — применением материалов, не содержащих влаги или газогенерирующих веществ.

          Защита от перекрытий на защищаемый объект при поражении отдельно стоящих молниеотводов достигается надлежащим выбором, конструкций заземлителей и изоляционных расстояний между молниеотводом и объектом (пп. 2.2 — 2.5). Защита от перекрытий внутри здания при протекании по нему тока молнии обеспечивается надлежащим выбором количества токоотводов, проложенных к заземлителям кратчайшими путями (п. 2.11).

          Защита от напряжении прикосновения и шага (пп. 2.12, 2.13) обеспечивается путем прокладки токоотводов в малодоступных для людей местах и равномерного размещения заземлителей по территории объекта.

          Защита от вторичных воздействий молнии обеспечивается следующими мероприятиями. От электростатической индукции и заноса высокого потенциала — ограничением перенапряжений, наведенных на оборудовании, металлических конструкциях и вводимых коммуникациях, путем их присоединения к заземлителям определенных конструкций; от электромагнитной индукции — ограничением площади незамкнутых контуров внутри зданий путем наложения перемычек в местах сближения металлических коммуникаций. Для исключения искрения в местах соединений протяженных металлических коммуникаций обеспечиваются низкие переходные сопротивления — не более 0,03 Ом, например, во фланцевых соединениях трубопроводов этому требованию соответствует затяжка шести болтов на каждый фланец (п. 2.7).

          7. ЗАЩИТНОЕ ДЕЙСТВИЕ И ЗОНЫ ЗАЩИТЫ МОЛНИЕОТВОДОВ

          Ниже поясняется подход к определению зон защиты молниеотводов, построение которых осуществляется по формулам приложения 3 РД 34.21.122-87.

          Защитное действие молниеотвода основано на «свойстве молнии с большей вероятностью поражать более высокие и хорошо заземленные предметы по сравнению с расположенными рядом объектами меньшей высоты. Поэтому на молниеотвод, возвышающийся над защищаемым объектом, возлагается функция перехвата молний, которые в отсутствие молниеотвода поразили бы объект. Количественно защитное действие молниеотвода определяется через вероятность прорыва — отношение числа ударов молнии в защищенный объект (числа прорывов) к общему числу ударов в молниеотвод и объект.

          Существует несколько способов оценки вероятности прорыва, основанных на разных физических представлениях о процессах поражения молнией. В РД 34.21.122—87 использованы результаты расчетов по вероятностной методике, связывающей вероятность поражения молниеотвода и объекта с разбросом траекторий нисходящей молнии без учета вариаций ее токов.

          Согласно принятой расчетной модели невозможно создать идеальную защиту от прямых ударов молнии, полностью исключающую прорывы на защищаемый объект. Однако на практике осуществимо взаимное расположение объекта и молниеотвода, обеспечивающее низкую вероятность прорыва, например 0,1 и 0,01, что соответствует уменьшению числа поражений объекта примерно в 10 и 100 раз по сравнению с незащищенным объектом. Для большинства современных объектов при таких уровнях защиты обеспечивается малое количество прорывов за весь срок их службы.

          Выше рассматривалось производственное здание высотой 20 и размерами в плане 100 х 100 м, расположенное в местности с продолжительностью гроз 40—60 ч в год; если это здание защищено молниеотводами с вероятностью прорыва 0,1, в него можно ожидать не более одного прорыва за 50 лет. При этом не все прорывы в равной степени опасны для защищаемого объекта, например воспламенения возможны при больших токах или переносимых зарядах, которые встречаются не в каждом разряде молнии. Следовательно, на данный объект можно ожидать одно опасное воздействие за срок, заведомо превышающий 50 лет или для большинства промышленных объектов II и III категорий не более одного опасного воздействия за все время их существования. При вероятности прорыва 0,01 в то же здание можно ожидать не более одного прорыва за 500 лет — период, намного превышающий срок службы любого промышленного объекта. Такой высокий уровень защиты оправдан только для объектов I категории, представляющих постоянную угрозу взрыва.

          Выполняя серию расчетов вероятности прорыва в окрестности молниеотвода, можно построить поверхность, являющуюся геометрическим местом положения вершин защищаемых объектов, для которых вероятность прорыва — постоянное значение. Эта поверхность является внешней границей пространства, называемого зоной защиты молниеотвода; для одиночного стрежневого молниеотвода эта граница — боковая поверхность кругового конуса, для одиночного троса — двускатная плоская поверхность.

          Обычно зону защиты обозначают по максимальной вероятности прорыва, соответствующей ее внешней границе, хотя в глубине зоны вероятность прорыва существенно уменьшается.

          Расчетный метод позволяет построить для стержневых и тросовых молниеотводов зону защиты с произвольным значением вероятности прорыва, т.е. для любого молниеотвода (одиночного или двойного) можно построить произвольное количество зон защиты. Однако для большинства народнохозяйственных зданий достаточный уровень защиты можно обеспечить, пользуясь двумя зонами, с вероятностью прорыва 0,1 и 0,01.

          В терминах теории надежности вероятность прорыва — это параметр, характеризующий отказ молниеотвода как защитного устройства. При таком подходе двум принятым зонам защиты соответствует степень надежности 0,9 и 0,99. Эта оценка надежности справедлива при расположении объекта вблизи границы зоны защиты, например объекта в виде кольца, соосного со стержневым молниеотводом. У реальных же объектов (обычных зданий) на границе зоны защиты, как правило, расположены лишь верхние элементы, а большая часть объекта помещается в глубине зоны. Оценка надежности зоны защиты по ее внешней границе приводит к чрезмерно заниженным значениям. Поэтому, чтобы учесть существующее на практике взаимное расположение молниеотводов и объектов, зонам защиты А и Б приписана в РД 34.21.122—87 ориентировочная степень надежности 0,995 и 0,95 соответственно.

          Линейные зависимости между расчетными параметрами зон защиты типа Б позволяют с достаточной для практики точностью оценивать высоты молниеотводов с помощью номограмм, сокращающих объем вычислений. Такие номограммы, построенные в соответствии с формулами и обозначениями приложения 3 РД 34.21.122—87, приведены на рис. П4.1 для определения высот стержневых С и тросовых Т одиночных и двойных молниеотводов (разработка Гипропрома).

          Рис. П4.1. Номограммы для определения высоты одиночных (а) и двойных равной высоты (б) молниеотводов в зоне Б

          Расчетный метод вероятности прорыва разработан только для нисходящих молний, преимущественно поражающих объекты высотой до 150 м. Поэтому в РД 34.21.122 — 87 формулы для построения зон защиты одиночных и многократных стержневых и тросовых молниеотводов ограничены высотой 150 м. На сегодняшний день объем фактических данных о поражаемости нисходящими молниями объектов большей высоты очень мал и в большей своей части относится к Останкинской телевизионной башне. На основании фоторегистраций можно утверждать, что нисходящие молнии прорываются более чем на 200 м ниже ее вершины и поражают землю на расстоянии около 200 м от основания башни. Если рассматривать Останкинскую телевизионную башню как стержневой молниеотвод, можно заключить, что относительные размеры зон защиты молниеотводов высотой более 150 м резко сокращаются с увеличением высоты молниеотводов. С учетом ограниченности фактических данных о поражаемости сверхвысоких объектов в РД 34.21.122 — 87 включены формулы для построения зон защиты только для стержневых молниеотводов высотой более 150 м.

          Метод расчета зон защиты от поражений восходящими молниями пока не разработан. Однако по данным наблюдений известно, что восходящие разряды возбуждаются с остроконечных предметов вблизи вершины высоких сооружений и затрудняют развитие других разрядов с более низких уровней. Поэтому для таких высоких объектов, как железобетонные дымовые трубы или башни, предусматривается прежде всего защита от механических разрушений бетона при возбуждении восходящих молний, которая осуществляется путем установки стержневых или кольцевых молниеприемников, обеспечивающих максимально возможное по конструктивным соображениям превышение над вершиной объекта (п. 2.31).

          8. ПОДХОД К НОРМИРОВАНИЮ ЗАЗЕМЛИТЕЛЕЙ МОЛНИЕЗАЩИТЫ

          Ниже пояснен принятый в РД 34.21.122—87 подход к выбору заземлителей молниезащиты зданий и сооружений.

          Одним из эффективных способов ограничения грозовых перенапряжений в цепи молниеотвода, а также на металлических конструкциях и оборудовании объекта является обеспечение низких сопротивлений заземлителей. Поэтому при выборе молниезащиты нормированию подлежит сопротивление заземлителя или другие его характеристики, связанные с сопротивлением.

          Одним из эффективных способов ограничения грозовых перенапряжений в цепи молниеотвода, а также на металлических конструкциях и оборудовании объекта является обеспечение низких сопротивлений заземлителей. Поэтому при выборе молниезащиты нормированию подлежит сопротивление заземлителя или другие его характеристики, связанные с сопротивлением.

          До недавнего времени для заземлителей молниезащиты нормировалось импульсное сопротивление растеканию токов молнии: его максимально допустимое значение было принято равным 10 Ом для зданий и сооружений I и II категорий и 20 Ом для зданий и сооружений III категории. При этом допускалось увеличение импульсного сопротивления до 40 Ом в грунтах с удельным сопротивлением более 500 Ом·м при одновременном удалении молниеотводов от объектов I категории на расстояние, гарантирующее от пробоя по воздуху и в земле. Для наружных установок максимально допустимое импульсное сопротивление заземлителей было принято равным 50 Ом.

          Импульсное сопротивление заземлителя является количественной характеристикой сложных физических процессов при растекании в земле токов молнии. Его значение отличается от сопротивления заземлителя при растекании токов промышленной частоты и зависит от нескольких параметров тока молнии (амплитуды, крутизны, длины фронта), варьирующихся в широких пределах. С увеличением тока молнии импульсное сопротивление заземлителя падает, причем в возможном интервале распределения токов молнии (от единиц до сотен килоампер) его значение может уменьшаться в 2-5 раз.

          При проектировании заземлителя нельзя предсказать значения токов молнии, которые будут через него растекаться, а следовательно, невозможно оценить наперед соответствующие значения импульсных сопротивлений. В этих условиях нормирование заземлителей по их импульсному сопротивлению имеет очевидные неудобства. Разумнее выбрать конкретные конструкции заземлителей по следующему условию. Импульсные сопротивления заземлителей во всем возможном диапазоне токов молнии не должны превышать указанных максимально допустимых значений.

          Такое нормирование было принято в пп. 2.2, 2.13, 2.26, табл. 2: для ряда типовых конструкций были подсчитаны импульсные сопротивления при колебаниях токов молнии от 5 до 100 кА и по результатам расчетов проведен отбор заземлителей, удовлетворяющих принятому условию.

          В настоящее время распространенными и рекомендуемыми (РД 34.21.122-87, п. 1.8) конструкциями заземлителей являются железобетонные фундаменты. К ним предъявляется дополнительное требование — исключение механических разрушений бетона при растекании через фундамент токов молнии. Железобетонные конструкции выдерживают большие плотности растекающихся по арматуре токов молнии, что связано с кратковременностью этого растекания. Единичные железобетонные фундаменты (сваи длиной не менее 5 или подножники длиной не менее 2 м) способны без разрушения выдерживать токи молнии до 100 кА, по этому условию в табл. 2 РД 34.21.122-87 заданы допустимые размеры единичных железобетонных заземлителей. Для фундаментов больших размеров с соответственно большей поверхностью арматуры опасная для разрушения бетона плотность тока маловероятна при любых возможных токах молнии.

          Нормирование параметров заземлителей по их типовым конструкциям имеет ряд достоинств: оно соответствует принятой в строительной практике унификации железобетонных фундаментов с учетом их повсеместного использования в качестве естественных заземлителей при выборе молниезащиты не требуется выполнять расчеты импульсных сопротивлений заземлителей, что сокращает объем проектных работ.

          9. ПРИМЕРЫ ИСПОЛНЕНИЯ МОЛНИЕЗАЩИТЫ РАЗЛИЧНЫХ ОБЪЕКТОВ* (РИС. П4.2-П4.Э)

          * Разработаны ВНИПИ Тяжпромэпсктропроект, институтом Гипротрубопровод и ГИАП,

          Рис. П4.2. Молниезащита здания I категории отдельно стоящим двойным стержневым молниеотводом (ρ = 300 Ом·м, Sв ≤ 4 м, Sз ≤ 6 м):

          Рис. П4.2. Молниезащита здания I категории отдельно стоящим двойным стержневым молниеотводом (ρ = 300 Ом·м, Sв ≤ 4 м, Sз ≤ 6 м):

          1 — граница зоны защиты; 2 — заземлители-подножники фундамента; 3 — зона защиты на отметке 8,0 м

          Рис. П4.3. Молниезащита здания I категории отдельно стоящим тросовым молниеотводом (ρ = 300 Ом·м, Sâ ≤ 4 м, Sз ≤ 6 м, Sв1 ≥ 3,5 м):

          Рис. П4.3. Молниезащита здания I категории отдельно стоящим тросовым молниеотводом (ρ = 300 Ом·м, Sâ ≤ 4 м, Sз ≤ 6 м, Sв1 ≥ 3,5 м):

          1 — трос; 2 — граница зоны защиты; 3 — ввод подземного трубопровода; 4 — граница распространения взрывоопасной концентрации; 5 — соединения арматуры, выполняемые сваркой; 6 — железобетонный фундамент; 7 — закладные элементы для присоединения оборудования; 8 — заземляющий проводник из стали 4×40 мм; 9 — заземлители — железобетонные подножники; 10 — граница зоны защиты на отметке 10,5

          Рис П4.4. Молниезащита здания II категории сеткой, уложенной на кровлю под гидроизоляцию:

          Рис П4.4. Молниезащита здания II категории сеткой, уложенной на кровлю под гидроизоляцию:

          1 — молниеприемная сетка; 2 — гидроизоляция здания; 3 — опора здания; 4 — стальная перемычка; 5 — арматура колонны; 6 — заземлители, железобетонные фундаменты; 7 — закладная деталь; 8 — опора эстакады; 9 — технологическая эстакада

          Рис. П4.5. Молниезащита здания II категории с металлическими фермами (в качестве токоотводов и заземлителей использована арматура железобетонных колонн и фундаментов):

          Рис. П4.5. Молниезащита здания II категории с металлическими фермами (в качестве токоотводов и заземлителей использована арматура железобетонных колонн и фундаментов):

          1 — арматура колонны; 2 — арматура фундамента; 3 — заземлитель; 4 — стальная ферма; 5 — железобетонная колонна; 6 — анкерные болты, привариваемые к арматуре; 7 — закладная деталь

          Рис. П4.6. План цеха компрессии азотоводородной смеси (относится к взрывоопасным с зоной класса В-1а) :

          Рис. П4.6. План цеха компрессии азотоводородной смеси (относится к взрывоопасным с зоной класса В-1а) :

          Условные обозначения: — стержневой молниеотвод (№ 1-6); —.—.—.- токоотводящая металлическая полоса; — газоотводные трубы для отвода в атмосферу газов невзрывоопасной концентрации; — то же взрывоопасной концентрации

          Рис, П4.7. Молниезащита металлического резервуара вместимостью 20 тыс. м3 со сферической крышей:

          Рис, П4.7. Молниезащита металлического резервуара вместимостью 20 тыс. м 3 со сферической крышей:

          1 — дыхательный клапан; 2 — область выброса газов взрывоопасной концентрации; 3 — граница зоны защиты; 4 — зона защиты на высоте hx = 23,7 м; 5 — то же на высоте hx=22,76 м

          Рис. П4.8. Молниезащита металлического резервуара вместимостью 20 тыс. м3 со сферической крышей и понтоном:

          Рис. П4.8. Молниезащита металлического резервуара вместимостью 20 тыс. м 3 со сферической крышей и понтоном:

          1 — клапан аварийного выброса газов; 2, 3 — то же, что на рис. 4.7; 4 — понтон; 5 — зона защиты на высоте hх = 23 м; 6 — гибкий кабель

          Рис. П4.9. Молниезащита сельского дома тросовым молниеотводом, установленным на крыше:

          Рис. П4.9. Молниезащита сельского дома тросовым молниеотводом, установленным на крыше:

          1 — тросовый молниеприемник; 2 — ввод воздушной линии электропередачи (ВЛ) и заземление крюков ВЛ на стене; 3 — токоотвод; 4 — заземлитель

          ГОСТ Р 58882-2020 Заземляющие устройства. Системы уравнивания потенциалов. Заземлители. Заземляющие проводники. Технические требования.

          Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ «О стандартизации в Российской Федерации» . Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет ( www.gost.ru )

          1 Область применения

          Настоящий стандарт распространяется на заземляющие устройства для объектов электроэнергетики (электрические станции и подстанции, линии электропередачи, распределительные пункты, переходные пункты и др.), электроустановок промышленных, жилых и административных зданий и сооружений, объектов связи и транспорта и устанавливает технические требования к системам выравнивания и уравнивания потенциалов, заземлителям и заземляющим проводникам, а также классификацию и типы заземляющих устройств.

          Настоящий стандарт не распространяется на заземляющие устройства объектов связи и железнодорожного транспорта, если эти объекты не расположены на общей территории с электроустановками.

          Настоящий стандарт обязателен к применению всеми организациями, осуществляющими проектирование, изготовление, приемку, испытания и эксплуатацию заземляющих устройств.

          2 Нормативные ссылки

          В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

          ГОСТ 12.1.030 Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Защитное заземление, зануление

          ГОСТ 12.1.038 Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов

          ГОСТ 10434 Соединения контактные электрические. Классификация. Общие технические требования

          ГОСТ 21130 Изделия электротехнические. Зажимы заземляющие и знаки заземления. Конструкция и размеры

          ГОСТ 24291 Электрическая часть электростанции и электрической сети. Термины и определения

          ГОСТ 30331.1 (IEC 60364-1:2005) Электроустановки низковольтные. Часть 1. Основные положения, оценка общих характеристик, термины и определения

          ГОСТ Р 50571.5.54/МЭК 60364-5-54:2011 Электроустановки низковольтные. Часть 5-54. Выбор и монтаж электрооборудования. Заземляющие устройства, защитные проводники и защитные проводники уравнивания потенциалов

          ГОСТ Р 57190 Заземлители и заземляющие устройства различного назначения. Термины и определения

          ГОСТ Р 58344 Заземлители и заземляющие устройства различного назначения. Общие технические требования к анодным заземлениям установок электрохимической защиты от коррозии

          ГОСТ Р МЭК 60715 Аппаратура распределения и управления низковольтная. Установка и крепление на рейках электрических аппаратов в низковольтных комплектных устройствах распределения и управления

          ГОСТ Р МЭК 62305-1 Менеджмент риска. Защита от молнии. Часть 1. Общие принципы

          ГОСТ Р МЭК 62305-4 Защита от молнии. Часть 4. Защита электрических и электронных систем внутри зданий и сооружений

          Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

          3 Термины и определения

          В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 24291, ГОСТ 30331.1, ГОСТ Р 57190, а также следующие термины с соответствующими определениями:

          3.1 вынос потенциала: Появление на коммуникациях, выходящих за пределы электроустановки, напряжений (по отношению к земле) выше допустимых значений.

          3.2 гальваническая связь: Электрическое соединение двух объектов металлическим проводником с незначимо малым сопротивлением.

          3.3 импульсный потенциал на заземляющем устройстве: Напряжение между какой-либо точкой заземляющего устройства и точкой на поверхности грунта, расположенной не ближе 20 м от рассматриваемой точки.

          Примечание — Наибольший импульсный потенциал имеют точки, в которые вводится импульсный ток.

          3.4 термическое воздействие: Нагрев заземляющих проводников и заземлителей протекающим по ним током электроустановки.

          В настоящем стандарте применены следующие сокращения:

          ВЛ — воздушная линия электропередачи;

          ГЩУ — главный щит управления;

          ЗУ — заземляющее устройство;

          КЗ — короткое замыкание;

          КЛ — кабельная линия электропередачи;

          КРУ — комплектное распределительное устройство;

          КРУЭ — комплектное распределительное устройство с элегазовой изоляцией;

          ЛР — линейный разъединитель;

          ОРУ — общеподстанционнное распределительное устройство;

          ОПУ — общеподстанционный пункт управления;

          РЗА — релейная защита и автоматика;

          РПН — регулирование под нагрузкой;

          РУ — распределительное устройство;

          РЩ — релейный щит;

          СИП — самонесущий изолированный провод;

          ТСН — трансформатор собственных нужд;

          ТН — трансформатор напряжения;

          ТП — трансформаторная подстанция;

          ТТ — трансформатор тока;

          ЭС — электрическая станция;

          ЭМС — электромагнитная совместимость.

          5 Классификация и типы заземляющих устройств, заземлителей и заземляющих проводников

          5.1 ЗУ классифицируют по следующим признакам:

          а) по назначению:

          — ЗУ электроустановок напряжением до 1 кВ;

          — ЗУ электроустановок напряжением выше 1 кВ;

          — ЗУ взрыво- и пожароопасных объектов;

          — ЗУ высоковольтных испытательных лабораторий;

          — ЗУ электрохимической защиты;

          б) по выполняемым функциям:

          — защитное заземление — для обеспечения электробезопасности;

          — помехозащитное заземление — для обеспечения электромагнитной совместимости оборудования;

          — молниезащитное заземление — для отвода в грунт токов молнии;

          — рабочее заземление — для обеспечения требуемых режимов и надежной работы электроустановки, системы или оборудования.

          5.2 Заземлители классифицируют по следующим признакам:

          а) по типу исполнения:

          — искусственные и естественные;

          б) по конструктивному исполнению:

          — продольные и поперечные горизонтальные;

          — вертикальные (или наклонные);

          5.3 Заземляющие проводники классифицируют по назначению:

          — проводники системы уравнивания потенциалов;

          6 Общие технические требования

          6.1 В случае противоречий требований настоящего стандарта требованиям нормативных документов, указанных в разделе 2, приоритетными являются требования настоящего стандарта.

          6.2 ЗУ должно изготовляться в соответствии с требованиями настоящего стандарта и стандартов или технических условий на ЗУ конкретного типа по технологической документации, утвержденной в установленном порядке.

          6.3 ЗУ должно соответствовать требованиям [1]-[5], настоящего стандарта и изготовляться по технологической документации, утвержденной в установленном порядке.

          В технически обоснованных случаях в стандартах или технических условиях на ЗУ конкретных типов могут быть установлены и другие требования, не предусмотренные настоящим стандартом.

          6.4 Электробезопасность характеризуется предельно допустимыми значениями напряжения прикосновения по ГОСТ 12.1.038 и должна быть обеспечена при любых условиях эксплуатации объекта.

          6.5 Рабочее заземление должно обеспечивать нормальное функционирование оборудования при эксплуатации.

          6.6 Анодные заземления предназначены для передачи защитного постоянного тока в электропроводную среду, в которой располагается защищаемое металлическое сооружение.

          6.7 На всех объектах должен быть паспорт ЗУ (см. приложение А).

          6.8 В процессе эксплуатации необходимо проводить периодический контроль состояния ЗУ.

          7 Общие требования к заземляющим устройствам, заземлителям и заземляющим проводникам электроустановок

          Характеристики ЗУ должны отвечать требованиям обеспечения электробезопасности обслуживающего персонала и надежной работы оборудования в нормальных и аварийных условиях в течение всего срока службы электроустановки.

          ЗУ должны обеспечивать следующие эксплуатационные функции электроустановок:

          — действие релейных защит от замыкания на землю;

          — действие защит от перенапряжений;

          — отвод в грунт токов молнии;

          — отвод рабочих токов (токов несимметрии и т.д.);

          — защиту изоляции низковольтных цепей и оборудования;

          — снижение электромагнитных влияний на вторичные цепи;

          — защиту подземного оборудования и коммуникаций от токовых перегрузок;

          — стабилизацию потенциалов относительно земли и защиту от статического электричества;

          — обеспечение взрыво- и пожаробезопасности.

          ЗУ, используемое для заземления электроустановок одного или различных назначений и напряжений, должно удовлетворять требованиям, предъявляемым к заземлению электроустановок конкретных типов:

          — защита людей от поражения электрическим током при повреждении изоляции;

          — условия режимов работы сетей;

          — защита электрооборудования от перенапряжения и др.,

          в течение всего периода эксплуатации.

          Требования, предъявляемые к защитному заземлению, являются приоритетными.

          7.3 Требования к конструкции

          7.3.1 Для заземления в электроустановках различных назначений и напряжений, территориально сближенных, рекомендуется применять одно общее ЗУ.

          7.3.2 При выполнении отдельного (независимого) заземлителя для рабочего заземления по условиям работы информационного или другого чувствительного к воздействию помех оборудования должны быть приняты специальные меры защиты от поражения электрическим током, исключающие одновременное прикосновение к частям, которые могут оказаться под опасной разностью потенциалов при повреждении изоляции.

          7.3.3 Для объединения ЗУ различных электроустановок в одно общее ЗУ могут быть использованы естественные и искусственные заземляющие проводники, количество которых должно быть не менее двух.

          7.4 Требования к заземляющим устройствам, заземлителям и заземляющим проводникам электроустановок электрических станций и подстанций напряжением выше 1 кВ

          7.4.1 Характеристики заземляющих устройств

          7.4.1.1 ЗУ электроустановок напряжением выше 1 кВ (электрических станций и подстанций) должно обеспечивать нормируемые параметры по условиям обеспечения электробезопасности и ЭМС для нормальных и наиболее опасных аварийных режимов:

          — однофазное (двухфазное) КЗ на землю на РУ;

          — КЗ на землю на линиях, отходящих от РУ;

          — двойное замыкание на землю (замыкание на землю двух фаз в различных точках) в сети с изолированной нейтралью;

          — стекание токов молнии с молниеотводов, установленных на зданиях и в РУ электрических станций и подстанций, и токов через ограничители перенапряжений;

          — стекание токов несимметрии и токов шунтирующих реакторов.

          7.4.1.2 Нормируемые параметры должны быть обеспечены при наиболее неблагоприятных условиях в любое время года.

          7.4.1.3 Расчет параметров ЗУ рекомендуется проводить с помощью специализированного программного обеспечения по методике (см. приложение Б).

          Нормируемые параметры ЗУ приведены в таблице 1.

          Таблица 1 — Нормируемые параметры заземляющего устройства

          1 Напряжение прикосновения

          Предельно допустимое напряжение прикосновения — по ГОСТ 12.1.038.

          В качестве расчетного времени воздействия следует принимать сумму времени действия защиты и полного времени отключения выключателя.

          У рабочих мест РУ следует принимать время действия резервной защиты, а для остальной территории — резервной защиты.

          В качестве рабочих мест, как правило, рассматривают выключатели, разъединители и трансформаторы/автотрансформаторы с РПН

          2 Напряжение на ЗУ относительно зоны нулевого потенциала

          Напряжение на ЗУ при стекании с него тока замыкания на землю не должно превышать 10 кВ. Напряжение выше 10 кВ на ЗУ допускается, если исключен вынос потенциала за пределы электроустановки. При напряжении выше 5 кВ должны быть предусмотрены меры по защите изоляции отходящих кабелей связи и телемеханике и по предотвращению выноса опасных потенциалов за пределы электроустановки

          3 Напряжение между точкой заземления силового оборудования и точками ЗУ в месте расположения вторичного оборудования, к которому приходят контрольные кабели от силового оборудования

          4 Температура нагрева экранов и брони кабелей

          Кабели с бумажной пропитанной изоляцией на напряжение до 10 кВ — 200°С, ПВХ и резиновой изоляцией — 150°С, полиэтиленовой изоляцией — 120°С

          5 Импульсный потенциал на ЗУ при коммутациях силового оборудования и КЗ на землю в РУ

          6 Температура нагрева заземляющих проводников и заземлителей при КЗ

          Для проводников, присоединяемых к оборудованию, — не более 300°С

          7.4.2 Требования к конструкции заземляющих устройств

          7.4.2.1 ЗУ зданий и сооружений на ЭС и ПС должны быть объединены в одно общее ЗУ, обеспечивающее выполнение условий электробезопасности и ЭМС по нормированным параметрам.

          Допускается применение отдельного ЗУ для объектов (отдельно стоящие молниеотводы, переходной пункт, вспомогательные здания и сооружения), расположенных на территории ЭС или ПС при соблюдении следующих условий:

          — между объектом и ЗУ ЭС или ПС отсутствуют гальванические связи по металлу: броня, оболочки, РЕN-проводники, металлоконструкции;

          — исключается пробой между ЗУ при КЗ и ударах молнии;

          — к объекту не подходят контрольные кабели и кабели сети напряжением 0,4 кВ от ТСН;

          — отдельное ЗУ на объекте должно обеспечивать выполнение условий электробезопасности и ЭМС.

          7.4.2.2 На ЭС и ПС должны быть выполнены системы выравнивания и уравнивания потенциалов. Все сторонние проводящие части должны быть заземлены путем присоединения с помощью заземляющих проводников к заземлителю или магистрали заземления.

          7.4.2.3 ЗУ административных зданий и вспомогательных сооружений, расположенных на территории ЭС или ПС, должно быть соединено с помощью заземлителей или заземляющих проводников с общим ЗУ.

          По периметру здания или сооружения должен быть оборудован заземлитель, который присоединяют к системе уравнивания потенциалов здания или сооружения не менее чем в двух точках.

          7.4.2.4 Внутри зданий или сооружений выполняют основную и дополнительную системы уравнивания потенциалов. Магистрали заземления должны образовывать замкнутые контуры по внутренним периметрам помещений здания. Магистрали заземления, расположенные на разных отметках зданий, должны последовательно соединяться между собой не менее чем в двух точках.

          Для заземления корпусов оборудования, экранов кабелей следует использовать систему уравнивания потенциалов здания.

          К ЗУ присоединяют все находящиеся в здании металлические конструкции (рамы, рельсы, балки, железобетонная арматура, кабельные лотки и каналы и т.д.).

          7.4.3 Требования к системе выравнивания потенциалов

          7.4.3.1 Для выравнивания потенциалов вокруг зданий и сооружений необходимо соблюдение одного из следующих условий:

          а) прокладка в земле на глубине 1 м и на расстоянии 1 м от фундамента здания или от периметра территории, занимаемой оборудованием, заземлителя, соединенного с системой уравнивания потенциалов этого здания или этой территории, а у входов и у въездов в здание — укладка проводников на расстоянии 1 и 2 м от заземлителя на глубине 1 и 1,5 м соответственно и соединение этих проводников с заземлителем;

          б) использование железобетонных фундаментов в качестве заземлителей, если при этом обеспечивается допустимый уровень выравнивания потенциалов.

          7.4.3.2 Обеспечение условий выравнивания потенциалов с помощью железобетонных фундаментов, используемых в качестве заземлителей, определяется в соответствии с ГОСТ 12.1.030.

          Не требуется выполнение условий, указанных в 7.4.3.1 [перечисления а) и б)], если вокруг зданий имеются асфальтовые отмостки, в том числе у входов и у въездов. Если у какого-либо входа (въезда) отмостка отсутствует, должно быть выполнено выравнивание потенциалов путем укладки двух проводников, как указано в 7.4.3.1, перечисление а), или соблюдено условие по 7.4.3.1, перечисление б).

          7.4.3.3 Для выравнивания потенциалов и обеспечения надежной работы охранной сигнализации и других устройств (например, видеонаблюдения), установленных по периметру ограждения, и обеспечения безопасности людей (в том числе посторонних) и животных контур ЗУ должен выходить за пределы ограждения и располагаться в 1 м от него на глубине 1 м.

          При расчетных размерах ЗУ, превышающих размеры указанного контура, последний сохраняется. Допускается не выполнять внешний контур за пределами ограждения при отсутствии электроприемников на ограждении или изолированных от ограждения на расчетное значение напряжения на ЗУ при КЗ на землю. В этом случае ограждение не следует подсоединять к внутреннему ЗУ, и его следует располагать на расстоянии не менее 2 м.

          7.4.3.4 Во избежание выноса потенциала не допускается питание электроприемников, находящихся за пределами ЗУ электроустановок напряжением выше 1 кВ сети с эффективно заземленной нейтралью, от обмоток напряжением до 1 кВ с заземленной нейтралью трансформаторов, находящихся в пределах контура ЗУ электроустановки напряжением выше 1 кВ.

          При необходимости питание таких электроприемников может осуществляться от трансформатора с изолированной нейтралью на стороне напряжением до 1 кВ по кабельной линии, выполненной кабелем без металлической оболочки и без брони, или по ВЛ. Питание таких электроприемников может также осуществляться от разделительного трансформатора.

          Разделительный трансформатор и линия от его вторичной обмотки к электроприемнику, если она проходит по территории, занимаемой ЗУ электроустановки напряжением выше 1 кВ, должны иметь изоляцию от земли на расчетное значение напряжения на ЗУ.

          7.4.3.5 Для выравнивания электрического потенциала и обеспечения присоединения электрооборудования к заземлителю на территории с открытым распределительным устройством прокладывают продольные и поперечные горизонтальные искусственные заземлители и соединяют их между собой в заземляющую сетку.

          7.4.3.6 Горизонтальные заземлители должны быть проложены по краю территории, занимаемой ЗУ, так, чтобы они в совокупности образовывали замкнутый контур.

          7.4.3.7 При выходе искусственного ЗУ за пределы ограждения электроустановки горизонтальные заземлители, находящиеся вне территории электроустановки, следует прокладывать на глубине не менее 1 м. Внешний контур ЗУ в этом случае рекомендуется выполнять в виде многоугольника с тупыми или скругленными углами.

          7.4.3.8 Продольные заземлители должны быть проложены вдоль рядов электрооборудования со стороны обслуживания на глубине 0,5-0,7 м от поверхности земли и на расстоянии 0,8-1,0 м от фундаментов или оснований оборудования. Допускается увеличение расстояний от фундаментов или оснований оборудования до 1,5 м с прокладкой одного заземлителя для двух рядов оборудования, если стороны обслуживания обращены одна к другой, а расстояние между основаниями или фундаментами двух рядов не превышает 3,0 м.

          7.4.3.9 Поперечные заземлители следует прокладывать в удобных местах между оборудованием на глубине 0,5-0,7 м от поверхности земли. Расстояние между ними рекомендуется принимать увеличивающимся от периферии к центру заземляющей сетки. В скальных грунтах глубина прокладки горизонтальных заземлителей может быть уменьшена до 0,15 м. В грунтах с повышенной коррозионной опасностью глубину укладки горизонтальных заземлителей выбирают по условиям коррозии.

          7.4.3.10 Расстояния между продольными и поперечными горизонтальными искусственными заземлителями не должны превышать 30 м.

          7.4.3.12 Продольные и поперечные горизонтальные заземлители следует прокладывать в четырех направлениях вблизи мест расположения заземляемых нейтралей силовых трансформаторов, короткозамыкателей, шунтирующих реакторов, ограничителей перенапряжений. При этом непосредственно у мест присоединения оборудования заземляющими проводниками к ЗУ растекание тока должно осуществляться не менее чем в двух направлениях.

          7.4.3.13 Все стыки рельсов в районе расположения силовых трансформаторов и реакторов должны быть шунтированы стальными проводниками диаметром не менее 6 мм, привариваемыми к рельсам.

          Соединение с рельсами следует проводить при помощи горизонтальных заземлителей: места заземления нейтралей трансформаторов и/или нейтральных точек автотрансформаторных групп, а также конструкции РУ, питающихся от этих трансформаторов (не менее чем двумя горизонтальными заземлителями диаметром от 20 мм).

          Запрещается подсоединять непосредственно к рельсам заземляющие проводники от молниеотводов и ограничителей перенапряжений.

          7.4.3.14 Для снижения напряжения прикосновения до допустимых значений на территории РУ должны быть применены дополнительные мероприятия: уменьшение шага ячеек сетки заземлителей, местное выравнивание потенциала и использование высокоомных (гравий, щебень) или изоляционных (асфальт) покрытий.

          7.4.3.15 Местное выравнивание потенциала должно быть выполнено у оборудования на рабочих местах. Для местного выравнивания потенциала рекомендуется выполнить квадратную решетку размером не менее 1 м с ячейками не более 0,5 м из стали круглого сечения диаметром не менее 6 мм. Решетка должна быть присоединена к оборудованию в одном или двух местах.

          Выравнивание потенциалов для обеспечения допустимого напряжения прикосновения рекомендуется сочетать и допускается заменять покрытиями из асфальта толщиной не менее 5 см, щебня толщиной не менее 10 см или изоляционного бетона. Площадь покрытия должна выступать за устройства выравнивания потенциала не менее чем на 0,2 м.

          7.4.3.16 В качестве основных элементов ЗУ закрытых РУ в пределах здания в первую очередь должны быть использованы металлоконструкции под оборудование и металлические кабельные конструкции.

          Дополнительные элементы в виде горизонтальных заземлителей прокладывают только со стороны обслуживания оборудования, расположенного на первом этаже при наличии набивных и бетонных полов. При этом заземлители должны быть проложены в бетоне при укладке полов.

          Все естественные и искусственные элементы ЗУ должны быть соединены между собой и не менее чем в четырех местах присоединены к контурному горизонтальному заземлителю, который прокладывают по периметру здания. В качестве контурного заземлителя рекомендуется использовать арматуру фундамента здания. При выполнении гидроизоляции с помощью синтетических материалов фундамент здания не может быть использован в качестве заземлителя.

          7.4.4 Требования к системе уравнивания потенциалов

          7.4.4.1 Заземление оборудования закрытого РУ осуществляется с помощью магистралей заземления, прокладываемых по стенам с учетом удобства присоединения оборудования. Закладные элементы металлоконструкций здания должны быть присоединены к магистралям заземления. Магистрали заземлений должны соединяться не менее чем в четырех местах вертикальными спусками между этажами и с контурным заземлителем.

          7.4.4.2 Для снижения импульсного сопротивления заземления оборудования в помещениях РУ рекомендуется выполнить сетку с шагом не менее 2 м.

          В качестве сетки допускается применять арматуру железобетонной конструкции пола (при обеспечении электрического соединения арматуры между собой). Сетку присоединяют к закладным металлоконструкциям оборудования и к магистрали заземления не менее чем в четырех местах равномерно по периметру.

          В помещениях распределительных устройств с элегазовым оборудованием для выравнивания высокочастотных импульсных напряжений прокладывают непрерывную стальную (медную) сетку, залитую бетоном, или металлические пластины, расположенные на одном или нескольких уровнях.

          В качестве сетки может быть использована арматура железобетонной конструкции пола. По периметру помещения с оборудованием КРУЭ прокладывают магистральный заземляющий проводник (шину) уравнивания потенциалов. Сетку присоединяют к закладным металлоконструкциям, на которых устанавливают оборудование, и к шине. К шине также присоединяют закладные металлоконструкций и оборудование КРУЭ.

          7.4.4.3 Заземление оборудования КРУЭ выполняют в соответствии с заводскими чертежами. Для заземления оборудования КРУЭ оборудуют выводы от сетки и закладных металлоконструкций, число которых должно быть не менее двух для каждого присоединения КРУЭ. Все оборудование КРУЭ соединяют между собой замкнутой шиной уравнивания потенциалов.

          7.4.4.4 Корпус элегазового оборудования присоединяют к сети заземления у основания каждой опоры (кронштейна). Данные соединения выполняют не менее чем двумя заземляющими проводниками.

          От магистрального заземляющего проводника к внешнему заземлителю прокладывают заземляющие проводники. Количество заземляющих проводников определяют расчетом.

          Для уравнивания потенциалов в помещении КРУ напряжением 10-20 кВ корпуса ячеек КРУ должны быть присоединены к металлоконструкциям и соединены между собой заземляющими проводниками (например, стальной полосой). Связи между рядами ячеек КРУ и внутренним контуром заземления выполняют с шагом не более 10 м.

          7.4.4.5 Для уравнивания потенциалов в камерах трансформаторов выполняют следующее:

          — внутри помещений трансформаторных (и автотрансформаторных) камер по периметру по стене прокладывают стальную полосу системы уравнивания потенциалов на высоте 0,5 м от пола;

          — корпус трансформатора присоединяют к точке пересечения проводников сетки для обеспечения растекания тока в четырех направлениях;

          — в местах заземления нейтралей силовых трансформаторов прокладывают продольные и поперечные заземляющие проводники в четырех направлениях, соединенные с сеткой на полу трансформаторной камеры.

          7.4.4.6 Внутри зданий (ГЩУ, РЩ и ОПУ), а также других зданий и сооружений, содержащих вторичное оборудование и системы связи, применяют замкнутую сеть заземления (систему уравнивания потенциалов).

          Магистрали заземления должны образовывать замкнутые контуры по внутренним периметрам помещений здания. Магистрали заземления, расположенные на разных отметках зданий, должны соединяться между собой не менее чем в четырех точках.

          К ЗУ здания присоединяют все находящиеся в здании металлические конструкции (рамы, рельсы, балки, железобетонную арматуру, кабельные лотки и каналы и т.д.).

          7.4.4.7 Для заземления корпусов оборудования, экранов кабелей следует использовать систему уравнивания потенциалов здания.

          7.4.4.8 Ряды рамных конструкций оборудования (шкафов, панелей) соединяют между собой проводниками с шагом не более чем 2 м. Каждый ряд рамной конструкции присоединяют к магистралям заземления не менее чем в четырех местах. Экраны кабелей и параллельные заземленные проводники присоединяют к шинам заземления (корпусам) шкафов/панелей. Внутреннее устройство заземления присоединяют к наружному контуру заземления не менее чем в четырех точках.

          7.4.4.9 Присоединение к системе уравнивания потенциалов помещения осуществляют при помощи сварки или болтового соединения.

          7.4.4.10 Выполнение системы уравнивания потенциалов внутри шкафа следует выполнять таким образом, чтобы создать эквипотенциальную плоскость, к которой подключаются короткими соединительными проводниками все устройства.

          Эквипотенциальной плоскостью внутри шкафа может служить проводящая задняя стенка (или специальная металлическая плоскость, возможно сетчатой структуры), к которой присоединяются все корпуса устройств и отдельные крепежные элементы, например DIN-рейки по ГОСТ Р МЭК 60715.

          7.4.4.11 Все подвижные и неподвижные элементы должны иметь не менее двух связей друг с другом (в том числе каждый элемент внутренней перегородки, DIN-рейки, двери). Соединение с общей эквипотенциальной плоскостью выполняют либо при помощи гибкой связи, либо при помощи надежного контакта (контактная поверхность, освобожденная от покрытия или неокрашенная). Длина соединительных проводников должна быть не более 25 см.

          7.4.4.12 Двери шкафа должны иметь механизмы, обеспечивающие электрический контакт с корпусом в закрытом состоянии по всему периметру двери.

          7.4.4.13 Для заземления различных элементов, в том числе резервных жил вторичных цепей, должны быть предусмотрены шинки вдоль боковин, соединенные с корпусом шкафа.

          Экраны вторичных кабелей следует заземлять с обоих концов.

          Для заземления экранов рекомендуется использовать специальные зажимы или разъемы.

          7.4.4.14 Кабельная линия должна подключаться к локальному заземлителю под землей. Место соединения конца кабеля с заземлителем в целях защиты от коррозии должно иметь гидроизоляцию.

          7.4.5 Требования к заземлителям

          7.4.5.1 При выполнении ЗУ электроустановок напряжением выше 1 кВ используют искусственные и естественные заземлители.

          Материал, конструкция и размеры заземлителей должны обеспечивать устойчивость к механическим, химическим и термическим воздействиям в течение всего периода эксплуатации.

          7.4.5.2 В качестве естественных заземлителей могут быть использованы:

          — металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, находящиеся в соприкосновении с землей, в том числе железобетонные фундаменты зданий и сооружений, имеющие защитные гидроизоляционные покрытия в неагрессивных, слабоагрессивных и среднеагрессивных средах;

          — металлические трубы водопровода, проложенные в земле;

          — обсадные трубы буровых скважин;

          — подъездные рельсовые пути при устройстве стыковых соединителей между рельсами;

          — металлические оболочки бронированных кабелей, проложенных в земле;

          — заземлители опор ВЛ, соединенные с ЗУ электроустановок при помощи грозозащитного троса ВЛ, если трос не изолирован от опор ВЛ;

          — другие находящиеся в земле металлические конструкции и сооружения.

          7.4.5.3 В качестве естественных заземлителей не рекомендуется использовать:

          — трубопроводы горючих жидкостей;

          — трубопроводы горючих или взрывоопасных газов и смесей;

          — трубопроводы канализации и центрального отопления.

          Указанные ограничения не исключают необходимости присоединения таких трубопроводов к ЗУ с целью уравнивания потенциалов.

          При этом должны быть приняты меры, исключающие искрение в местах присоединения и на стыках труб при протекании электрического тока по трубопроводу.

          7.4.5.4 Возможность использования естественных заземлителей по условию плотности протекающих по ним токов, необходимость сварки арматурных стержней железобетонных фундаментов и конструкций и необходимость приварки анкерных болтов стальных колонн к арматурным стержням железобетонных фундаментов, а также возможность использования фундаментов в сильноагрессивных средах должны быть определены расчетом.

          7.4.5.5 Использование естественных заземлителей в качестве элементов ЗУ не должно приводить к их повреждению при протекании по ним токов короткого замыкания или к нарушению работы устройств, с которыми они связаны.

          При включении в систему уравнивания потенциалов трубопроводов с горючими и взрывоопасными жидкостями, газами и смесями должны быть обеспечены меры, исключающие искрение в местах присоединения проводников уравнивания потенциалов (сварка) и во фланцах трубопроводов (шунтирующие перемычки).

          7.4.5.6 При напряжении на ЗУ выше допустимого значения для снижения сопротивления должны быть установлены вертикальные заземлители или выносные заземлители.

          7.4.5.7 Вертикальные заземлители должны быть установлены равномерно по периметру ЗУ. Длина и число вертикальных заземлителей должны быть определены расчетом.

          7.4.5.8 Выносной заземлитель сооружается в местах с низким удельным сопротивлением грунтов, недоступных для частого пребывания людей и животных.

          Выносной заземлитель представляет собой горизонтальный контур с вертикальными заземлителями или без них, который выполняется в виде многоугольника с тупыми или скругленными углами и прокладывается на глубине не менее 1 м.

          7.4.5.9 Соединение выносного заземлителя с ЗУ электроустановки осуществляется с помощью горизонтальных заземлителей, а также ВЛ и КЛ. Удаленность выносного заземлителя от искусственного заземлителя при их соединении горизонтальными заземлителями не должна превышать 0,5 км, а при соединении ВЛ и КЛ — 2 км.

          7.4.5.10 Число горизонтальных заземлителей должно быть не менее двух. Их прокладка осуществляется на глубине не менее 1 м. Число и сечение проводов или жил кабеля выбирают так, чтобы продольное сопротивление линии было менее сопротивления выносного заземлителя.

          7.4.5.11 При устройстве выносного заземлителя должны быть предусмотрены меры по защите людей и животных от поражения электрическим током. Для этого необходимо, чтобы линия была изолирована от земли на напряжение не менее напряжения на ЗУ и исключена возможность прикосновения к проводнику, соединяющему линию с выносным заземлителем.

          7.4.5.12 Искусственные заземлители могут быть из черной или оцинкованной стали или медными. Оцинкованную сталь для заземлителей допускается применять, если площадь оцинкованной поверхности, находящейся в грунте, существенно больше площади поверхности заземляемой арматуры железобетонных фундаментов и других подземных, не изолированных от грунта, связанных с ЗУ металлических сооружений.

          Искусственные заземлители не должны иметь цветовой индикации.

          Материал и наименьшие размеры заземлителей должны соответствовать приведенным в таблице 2.

          Таблица 2 — Наименьшие размеры заземлителей и заземляющих проводников, проложенных в земле

          Площадь поперечного сечения

          — для вертикальных заземлителей

          — для вертикальных заземлителей

          * Диаметр каждой проволоки.

          7.4.6 Требования к соединениям заземлителей и заземляющих проводников

          7.4.6.1 Соединения и присоединения заземляющих проводников, защитных проводников и проводников системы уравнивания и выравнивания потенциалов должны быть надежными и обеспечивать непрерывность электрической цепи. Соединения стальных проводников рекомендуется выполнять при помощи сварки.

          7.4.6.2 Допускается в помещениях и в наружных установках без агрессивных сред выполнять соединения заземляющих проводников другими способами, обеспечивающими требования ГОСТ 10434. Соединения должны быть защищены от коррозии и механических повреждений. Для болтовых соединений должны быть предусмотрены меры против ослабления контакта.

          7.5 Требования к заземляющим устройствам, заземлителям и заземляющим проводникам воздушных линий электропередачи напряжением выше 1 кВ

          7.5.1 Характеристики заземляющих устройств воздушных линий электропередачи напряжением выше 1 кВ

          7.5.1.1 На ВЛ напряжением выше 1 кВ должны быть заземлены:

          а) опоры, имеющие грозозащитный трос или другие устройства молниезащиты;

          б) железобетонные и металлические опоры ВЛ напряжением 3-35 кВ;

          в) опоры, на которых установлены силовые или измерительные трансформаторы, разъединители, предохранители и другие аппараты;

          г) металлические и железобетонные опоры ВЛ напряжением 110-500 кВ без тросов и других устройств молниезащиты, если это необходимо по условиям обеспечения работы релейной защиты и автоматики.

          7.5.1.2 Деревянные опоры и деревянные опоры с металлическими траверсами ВЛ без грозозащитных тросов или других устройств молниезащиты не заземляются.

          Наибольшее сопротивление ЗУ опор ВЛ приведено в таблице 3.

          Сопротивления ЗУ опор, имеющих грозозащитный трос:

          — при их высоте до 50 м должны быть не более приведенных в таблице 3;

          — при высоте опор более 50 м — в два раза ниже по сравнению с приведенными в таблице 3.

          Таблица 3 — Наибольшее сопротивление заземляющих устройств опор ВЛ

          Наибольшее сопротивление ЗУ, Ом

          От 100 до 500 включ.

          От 500 до 1000 включ.

          От 1000 до 5000 включ.

          7.5.1.3 На двухцепных и многоцепных опорах ВЛ, независимо от напряжения линии и высоты опор, рекомендуется снижать сопротивления ЗУ в два раза по сравнению с приведенными в таблице 3.

          7.5.1.4 Для повышения грозоупорности ВЛ рекомендуется выполнять ЗУ опор ВЛ напряжением 110 кВ с сопротивлением не более 5 Ом, а ВЛ напряжением 220 кВ — не более 10 Ом. Для снижения сопротивления рекомендуется ЗУ опор объединять общим горизонтальным заземлителем (электрическая уравновешивающая система).

          7.5.2 Требования к заземлителям воздушных линий электропередачи напряжением выше 1 кВ

          7.5.2.1 ЗУ опор ВЛ напряжением 6-35 кВ, защищенные грозозащитным тросом на подходах к ПС, рекомендуется объединять общим горизонтальным заземлителем (электрическая уравновешивающая система), подсоединяемым к ЗУ подстанции.

          7.5.2.2 Железобетонные фундаменты опор ВЛ напряжением 110 кВ и выше могут быть использованы в качестве естественных заземлителей (при осуществлении металлической связи между анкерными болтами и арматурой фундамента и отсутствии гидроизоляции железобетона полимерными материалами). Битумная обмазка на железобетонных опорах и фундаментах не влияет на их использование в качестве естественных заземлителей.

          7.5.2.3 При прохождении ВЛ напряжением 110 кВ и выше в местности с глинистыми, суглинистыми, супесчаными и тому подобными грунтами с удельным сопротивлением менее 1000 Ом·м следует использовать арматуру железобетонных фундаментов, опор и пасынков в качестве естественных заземлителей без дополнительной укладки или в сочетании с укладкой искусственных заземлителей. В грунтах с более высоким удельным сопротивлением естественная проводимость железобетонных фундаментов не должна учитываться, а требуемое значение сопротивления ЗУ должно обеспечиваться только применением искусственных заземлителей.

          7.5.2.4 В грунтах с высоким удельным сопротивлением должны быть спроектированы ЗУ с применением глубинных вертикальных заземлителей, достигающих хорошо проводящих слоев грунта, или горизонтальных (лучевых) заземлителей длиной до 60 м.

          7.5.2.5 На территории объектов, расположенных в охранной зоне, должно быть выполнено выравнивание потенциалов с помощью заземлителей (горизонтальных и вертикальных) таким образом, чтобы напряжение прикосновения и шага не превышали допустимых значений по ГОСТ 12.1.038.

          7.5.3 Требования к конструкции заземляющего устройства кабельных линий электропередачи напряжением выше 1 кВ

          7.5.3.1 Кабели с металлическими оболочками или броней, а также кабельные конструкции, на которых прокладываются кабели, должны быть заземлены.

          7.5.3.2 При заземлении металлических оболочек силовых кабелей оболочка и броня должны быть соединены гибким медным проводом между собой и с корпусами муфт (концевых, соединительных и др.). Заземление оболочки и брони кабелей напряжением 6 кВ и выше с алюминиевыми оболочками должно выполняться отдельными проводниками.

          7.5.3.3 Если на опоре конструкции установлены наружная концевая муфта и комплект разрядников, то броня, металлическая оболочка и муфта должны быть присоединены к ЗУ разрядников.

          Использование в качестве заземлителя только металлических оболочек кабелей не допускается.

          7.5.3.4 На кабельных маслонаполненных линиях низкого давления заземляются концевые, соединительные и стопорные муфты.

          7.5.3.5 У кабелей с алюминиевыми оболочками маслоподпитывающие устройства должны подсоединяться к линиям через изолирующие вставки, а корпуса концевых муфт должны быть изолированы от алюминиевых оболочек кабелей. Указанное требование не распространяется на КЛ с непосредственным вводом в трансформаторы.

          7.5.3.6 При применении для кабельных маслонаполненных линий низкого давления бронированных кабелей в каждом колодце броня кабеля с обеих сторон муфты должна быть соединена сваркой и заземлена.

          7.5.3.7 Стальной трубопровод маслонаполненных КЛ высокого давления, проложенных в земле, должен быть заземлен во всех колодцах и по концам, а проложенных в кабельных сооружениях — по концам и в промежуточных точках, определяемых расчетами в проекте.

          Экран кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена должен быть заземлен по крайней мере в одной точке.

          7.5.3.8 Заземление экранов может быть выполнено: с одного конца (одностороннее заземление); с двух концов (двустороннее заземление); с двух концов с использованием полного цикла транспозиции.

          Заземление экрана кабеля с одной стороны, как правило, используется для кабелей длиной не более 1 км. Заземление экранов кабелей с двух сторон целесообразно только при небольших сечениях жилы и экрана и при прокладке кабелей треугольником. Заземление экранов кабелей с обоих концов с применением транспозиции используется, как правило, в протяженных (более 1 км) КЛ.

          7.5.3.9 Заземляющие проводники от экранов и концевых коробок следует присоединять к ЗУ РУ. В местах расположения (кабельные колодцы) транспозиционных коробок и промежуточных муфт должна быть выполнена система выравнивания и уравнивания потенциалов.

          Сечение экрана кабеля и заземляющих проводников должно соответствовать уровню токов КЗ и длительности их протекания.

          7.5.4 Требования надежности заземляющих устройств, заземлителей и заземляющих проводников

          7.5.4.1 В электроустановках напряжением выше 1 кВ сечения заземляющих проводников должны быть выбраны такими, чтобы при протекании по ним наибольшего тока однофазного КЗ в электроустановках с эффективно заземленной нейтралью или тока двухфазного КЗ в электроустановках с изолированной нейтралью температура заземляющих проводников не превышала 400°С (кратковременный нагрев, соответствующий полному времени действия защиты и отключения выключателя).

          7.5.4.2 Соединения и присоединения заземляющих проводников, защитных проводников и проводников системы уравнивания и выравнивания потенциалов должны быть надежными и обеспечивать непрерывность электрической цепи. Соединения должны быть защищены от коррозии и механических повреждений. Для болтовых соединений должны быть предусмотрены меры против ослабления контакта.

          7.5.4.3 Присоединение каждой открытой проводящей части электроустановки к нулевому защитному или защитному заземляющему проводнику должно быть выполнено при помощи отдельного ответвления. Последовательное включение в защитный проводник открытых проводящих частей не допускается. Присоединение проводящих частей к основной системе уравнивания потенциалов должно быть выполнено также при помощи отдельных ответвлений.

          7.5.4.4 Определение коррозионного износа стальных заземляющих проводников и заземлителей включает в себя:

          — определение коррозионных характеристик грунта и расчетную оценку возможного снижения сечения в результате коррозии;

          — определение наличия блуждающих постоянных токов;

          — прогноз развития подземной коррозии.

          Рассчитанные по формуле значения округляют в меньшую сторону до целого значения.

          Динамика изменения глубины коррозии во времени для различных коррозионных зон показана на рисунке 1.

          По кривым, приведенным на рисунке 1, можно сделать прогноз коррозионного уменьшения сечения заземлителей.

          При наличии блуждающих токов должны быть приняты меры и средства защиты.

          7.5.4.5 В случае опасности коррозии ЗУ следует выполнять одно из следующих мероприятий:

          — увеличение сечения заземлителей и заземляющих проводников с учетом расчетного срока их службы;

          — применение заземлителей и заземляющих проводников с гальваническим покрытием или медных.

          При этом следует учитывать возможное увеличение сопротивления ЗУ, обусловленное коррозией.

          7.5.4.6 Траншеи для горизонтальных заземлителей необходимо заполнять однородным грунтом, не содержащим щебня и строительного мусора.

          7.5.4.7 Не следует располагать (использовать) заземлители в местах, где земля подсушивается под действием тепла трубопроводов и т.п.

          7.6 Требования к заземляющим устройствам электроустановок напряжением до 1 кВ

          7.6.1 Требования назначения

          7.6.1.1 Основные требования к ЗУ, защитным проводникам и проводникам уравнивания потенциалов, применяемых для обеспечения безопасности в электроустановках, определены в ГОСТ Р 50571.5.54.

          7.6.1.2 ЗУ, используемое для заземления электроустановок напряжением до 1 кВ одного или различных назначений и напряжений, должно удовлетворять всем требованиям, предъявляемым к заземлению этих электроустановок:

          — защита людей от поражения электрическим током при повреждении изоляции;

          — условия режимов работы сетей;

          — защита электрооборудования от перенапряжения и т.д. в течение всего периода эксплуатации.

          Приоритетными являются требования, предъявляемые к защитному заземлению.

          7.6.2 Характеристики заземляющих устройств

          Допустимые значения напряжений прикосновения и сопротивления ЗУ при стекании с них токов замыкания на землю и токов утечки должны быть обеспечены при наиболее неблагоприятных условиях в любое время года. Предельно допустимые значения напряжения прикосновения приведены в ГОСТ 12.1.038.

          При определении сопротивления ЗУ должны быть учтены искусственные и естественные заземлители.

          При определении удельного сопротивления земли в качестве расчетного следует принимать его сезонное значение, соответствующее наиболее неблагоприятным условиям.

          Наибольшие допустимые значения сопротивлениям ЗУ см. в приложении В.

          7.6.3 Требования к конструкции заземляющих устройств

          7.6.3.1 В электроустановках различных назначений и различных напряжений, территориально приближенных относительно друг друга, должно применяться одно общее ЗУ.

          7.6.3.2 ЗУ должны быть механически прочными и термически и динамически стойкими к токам замыкания на землю.

          7.6.3.3 При выполнении отдельного (независимого) заземлителя для рабочего заземления по условиям работы информационного или другого чувствительного к воздействию помех оборудования должны быть приняты специальные меры защиты от поражения электрическим током, исключающие одновременное прикосновение к частям, которые могут оказаться под опасной разностью потенциалов при повреждении изоляции.

          7.6.3.4 Для ЗУ электроустановок напряжением до 1 кВ могут быть использованы искусственные и естественные заземлители.

          Если сопротивление ЗУ или напряжение прикосновения имеют допустимые значения, а также обеспечиваются нормированные значения напряжения на ЗУ и допустимые плотности токов, протекающих по естественным заземлителям, выполнение искусственных заземлителей в электроустановках напряжением до 1 кВ не является обязательным.

          7.6.3.5 Использование естественных заземлителей в качестве элементов ЗУ не должно приводить к их повреждению при протекании по ним токов короткого замыкания, возникновению искрения в местах присоединения или на стыках труб или к нарушению работы устройств, с которыми они связаны.

          7.6.3.6 При применении системы ТN при питании по кабельным линиям на вводе в электроустановки зданий, а также в других доступных местах рекомендуется выполнять повторное заземление РЕ- и РЕN-проводников.

          Для повторного заземления в первую очередь следует использовать естественные заземлители.

          Сопротивление заземлителя повторного заземления не нормируется. Внутри больших и многоэтажных зданий функцию повторного заземления выполняет дополнительное уравнивание потенциалов при помощи присоединения нулевого защитного проводника к сторонним проводящим частям. Такие присоединения рекомендуется выполнять как можно более равномерно.

          7.6.3.7 При применении в качестве защитной меры автоматического отключения питания указанные сторонние проводящие части должны быть присоединены к глухозаземленной нейтрали источника питания в системе ТN и заземлены в системах IТ и ТТ. В электроустановках, в которых в качестве защитной меры применено автоматическое отключение питания, должно быть выполнено уравнивание потенциалов.

          7.6.3.8 Не требуется преднамеренно присоединять к нейтрали источника в системе ТN и заземлять в системах IТ и ТТ:

          а) корпуса электрооборудования и аппаратов, установленных на металлических основаниях: конструкциях, распределительных устройствах, на щитах, шкафах, станинах станков, машин и механизмов, присоединенных к системе уравнивания потенциалов, при условии обеспечения надежного электрического контакта между этими корпусами и основаниями;

          б) конструкции оборудования при условии надежного электрического контакта между этими конструкциями и установленным на них электрооборудованием, присоединенным к защитному проводнику;

          в) съемные или открывающиеся части металлических каркасов камер распределительных устройств, шкафов, ограждений и т.п., если на съемных (открывающихся) частях не установлено электрооборудование или если электрооборудование находится в зоне системы уравнивания потенциалов, а наибольшее рабочее напряжение не превышает 25 В переменного тока или 60 В постоянного тока в помещениях без повышенной опасности и 6 В переменного тока или 15 В постоянного тока — во всех остальных случаях.

          г) арматуру изоляторов ВЛ и присоединяемые к ней крепежные детали;

          д) открытые проводящие части электрооборудования с двойной изоляцией;

          7.6.4 Требования к системам уравнивания потенциалов

          7.6.4.1 В зданиях и сооружениях должны быть выполнены основная и дополнительная системы уравнивания потенциалов.

          7.6.4.2 Основная система уравнивания потенциалов в электроустановках напряжением до 1 кВ должна соединять между собой следующие проводящие части:

          а) нулевой защитный (РЕ) проводник или РЕN-проводник питающей линии в системе ТN;

          б) заземляющий проводник, присоединенный к ЗУ электроустановки, в системах IT и ТТ;

          в) заземляющий проводник, присоединенный к заземлителю повторного заземления на вводе в здание (если заземлитель имеется);

          г) металлические трубы коммуникаций, входящих в здание: трубы горячего и холодного водоснабжений, канализации, отопления, газоснабжения и т.п.

          Если трубопровод газоснабжения имеет изолирующую вставку на вводе в здание, к основной системе уравнивания потенциалов присоединяется только та часть трубопровода, которая находится относительно изолирующей вставки со стороны здания;

          д) металлические части каркаса здания;

          е) металлические части централизованных систем вентиляции и кондиционирования. При наличии децентрализованных систем вентиляции и кондиционирования металлические воздуховоды следует присоединять к шине РЕ-щитов питания вентиляторов и кондиционеров;

          ж) ЗУ системы молниезащиты 2-й и 3-й категорий;

          и) заземляющий проводник функционального (рабочего) заземления, если таковой имеется и если отсутствуют ограничения на присоединение сети рабочего заземления к ЗУ защитного заземления;

          к) металлические оболочки телекоммуникационных кабелей.

          Проводящие части, входящие в здание извне, должны быть соединены как можно ближе к точке их входа в здание.

          Для соединения с основной системой уравнивания потенциалов все указанные части должны быть присоединены к главной заземляющей шине при помощи проводников системы уравнивания потенциалов.

          7.6.4.3 Система дополнительного уравнивания потенциалов должна соединять между собой все одновременно доступные прикосновению открытые проводящие части стационарного электрооборудования и сторонние проводящие части, включая доступные прикосновению металлические части строительных конструкций здания, а также нулевые защитные проводники в системе ТN и защитные заземляющие проводники в системах IТ и ТТ, включая защитные проводники штепсельных розеток.

          Для уравнивания потенциалов могут быть использованы специально предусмотренные проводники либо открытые проводящие части и сторонние проводящие части, если они удовлетворяют требованиям к защитным проводникам в отношении проводимости и непрерывности электрической цепи.

          7.6.4.4 Главная заземляющая шина может быть выполнена внутри вводного устройства электроустановки напряжением до 1 кВ или отдельно от него. Внутри вводного устройства в качестве главной заземляющей шины следует использовать шину РЕ. При отдельной установке главная заземляющая шина должна быть расположена в доступном, удобном для обслуживания месте вблизи вводного устройства.

          В местах, доступных только квалифицированному персоналу (например, щитовых помещениях жилых домов), главную заземляющую шину следует устанавливать открыто. В местах, доступных посторонним лицам (например, подъездах или подвалах домов), она должна иметь защитную оболочку — шкаф или ящик с запирающейся на ключ дверцей.

          Если здание имеет несколько обособленных вводов, главная заземляющая шина должна быть выполнена для каждого вводного устройства. При наличии встроенных трансформаторных подстанций главная заземляющая шина должна устанавливаться возле каждой из них. Эти шины должны соединяться проводником уравнивания потенциалов, сечение которого должно быть не менее половины сечения РЕ(PEN)-проводника той линии среди отходящих от щитов низкого напряжения подстанций, которая имеет наибольшее сечение.

          Для соединения нескольких главных заземляющих шин допускается использовать сторонние проводящие части, если они соответствуют требованиям к непрерывности и проводимости электрической цепи.

          7.6.4.5 Главная заземляющая шина должна быть, как правило, медной. Допускается применение главной заземляющей шины из стали. Применение алюминиевых шин не допускается.

          Сечение отдельно установленной главной заземляющей шины должно быть не менее сечения РЕ(PEN)-проводника питающей линии.

          7.6.4.6 Для выполнения измерений сопротивления ЗУ в удобном месте должна быть предусмотрена возможность отсоединения заземляющего проводника. В электроустановках напряжением до 1 кВ таким местом, как правило, является главная заземляющая шина. Отсоединение заземляющего проводника должно быть возможно только при помощи инструмента.

          7.6.5 Требования к заземляющим устройствам опор воздушных линий

          7.6.5.1 На опорах ВЛ напряжением до 1 кВ должны быть выполнены ЗУ, предназначенные для повторного заземления, защиты от грозовых перенапряжений, заземления электрооборудования, установленного на опорах ВЛ. Проводящие части опор ВЛ и установленное на опорах оборудование должны быть присоединены к РЕN-проводнику ВЛ.

          7.6.5.2 Металлические опоры, металлические конструкции и арматура железобетонных элементов опор должны быть присоединены к PEN-проводнику.

          Оттяжки опор ВЛ должны быть присоединены к заземляющему проводнику.

          На железобетонных опорах PEN-проводник следует присоединять к арматуре железобетонных стоек и подкосов опор.

          Крюки и штыри деревянных опор ВЛ, а также металлических и железобетонных опор при подвеске на них СИП с изолированным несущим проводником или со всеми несущими проводниками жгута заземлению не подлежат, за исключением крюков и штырей на опорах, где выполнены повторные заземления и заземления для защиты от атмосферных перенапряжений.

          Крюки, штыри и арматура опор ВЛ напряжением до 1 кВ, ограничивающих пролет пересечения, а также опор, на которых проводится совместная подвеска, должны быть заземлены.

          На деревянных опорах ВЛ при переходе в кабельную линию заземляющий проводник должен быть присоединен к PEN-проводнику ВЛ и металлической оболочке кабеля.

          Защитные аппараты, устанавливаемые на опорах ВЛ для защиты от грозовых перенапряжений, должны быть присоединены к заземлителю отдельным спуском.

          7.6.6 Требования к заземляющим проводникам

          7.6.6.1 Сечения заземляющих проводников в электроустановках напряжением до 1 кВ должны соответствовать требованиям ГОСТ Р 50571.5.54 к защитным проводникам.

          Прокладка в земле алюминиевых неизолированных проводников не допускается.

          7.6.6.3 В качестве РЕ-проводников в электроустановках напряжением до 1 кВ допускается использовать:

          а) специально предусмотренные проводники: жилы многожильных кабелей; изолированные или неизолированные провода в общей оболочке с фазными проводами; стационарно проложенные изолированные или неизолированные проводники;

          б) открытые проводящие части электроустановок: алюминиевые оболочки кабелей; стальные трубы электропроводок; металлические оболочки и опорные конструкции шинопроводов и комплектных устройств заводского изготовления.

          Примечание — Металлические короба и лотки электропроводок допускается использовать в качестве защитных проводников при условии, что конструкцией коробов и лотков предусмотрено такое использование и что данное указание приведено в документации изготовителя, а их расположение исключает возможность механического повреждения. При демонтаже конструкцией коробов и лотков, используемых в качестве защитных проводников, должен быть выполнен монтаж дополнительных проводников, обеспечивающих непрерывность защитной цепи;

          в) некоторые сторонние проводящие части: металлические строительные конструкции зданий и сооружений (фермы, колонны и т.п.); арматура железобетонных строительных конструкций зданий; металлические конструкции производственного назначения (подкрановые рельсы, галереи, площадки, шахты лифтов, подъемников, элеваторов, обрамления каналов и т.п.);

          г) ЗУ электроустановки напряжением выше 1 кВ, если электроустановка напряжением до 1 кВ (сеть собственных нужд) расположена на территории ЭС или ПС.

          7.6.6.4 Использование открытых и сторонних проводящих частей в качестве РЕ-проводников допускается, если они отвечают требованиям к проводимости и непрерывности электрической цепи.

          Сторонние проводящие части могут быть использованы в качестве РЕ-проводников, если они, кроме того, одновременно отвечают следующим требованиям: непрерывность электрической цепи обеспечивается либо их конструкцией, либо соответствующими соединениями, защищенными от механических, химических и других повреждений; их демонтаж невозможен, если не предусмотрены меры по сохранению непрерывности цепи и ее проводимости.

          7.6.6.5 Не допускается использовать в качестве РЕ-проводников: металлические оболочки изоляционных трубок и трубчатых проводов, несущие тросы при тросовой электропроводке, металлорукава, а также свинцовые оболочки проводов и кабелей; трубопроводы газоснабжения и другие трубопроводы горючих и взрывоопасных веществ и смесей; трубы канализации и центрального отопления; водопроводные трубы при наличии в них изолирующих вставок.

          7.6.6.6 Нулевые защитные проводники цепей не допускается использовать в качестве нулевых защитных проводников электрооборудования, питающегося по другим цепям.

          7.6.6.7 Запрещается использовать открытые проводящие части электрооборудования в качестве нулевых защитных проводников для другого электрооборудования, за исключением оболочек и опорных конструкций шинопроводов и комплектных устройств заводского изготовления, обеспечивающих возможность подключения к ним защитных проводников в нужном месте.

          Использование специально предусмотренных защитных проводников для иных целей не допускается.

          7.6.6.9 Не допускается совмещение функций нулевого защитного и нулевого рабочего проводников в цепях однофазного и постоянного тока. В качестве нулевого защитного проводника в таких цепях должен быть предусмотрен отдельный, третий проводник. Это требование не распространяется на ответвления от ВЛ напряжением до 1 кВ к однофазным потребителям электроэнергии.

          7.6.6.10 Не допускается использование сторонних проводящих частей в качестве единственного РЕN-проводника. Это требование не исключает использования открытых и сторонних проводящих частей в качестве дополнительного РЕN-проводника при присоединении их к системе уравнивания потенциалов.

          7.6.6.11 Когда нулевой рабочий и нулевой защитный проводники разделены, начиная с какой-либо точки электроустановки, не допускается объединять их за этой точкой по ходу распределения энергии.

          В месте разделения РЕN-проводника на нулевой защитный и нулевой рабочий проводники необходимо предусмотреть отдельные зажимы или шины для проводников, соединенные между собой. РЕN-проводник питающей линии должен быть подключен к зажиму или шине нулевого защитного РЕ-проводника.

          7.6.6.12 В качестве проводников системы уравнивания потенциалов могут быть использованы открытые и сторонние проводящие части, или специально проложенные проводники, или их сочетание.

          7.6.6.14 Сечение проводников дополнительной системы уравнивания потенциалов должно быть не менее:

          — при соединении двух открытых проводящих частей — сечения меньшего из защитных проводников, подключенных к этим частям;

          — при соединении открытой проводящей части и сторонней проводящей части — половины сечения защитного проводника, подключенного к открытой проводящей части.

          7.6.7 Требования надежности заземляющих устройств электроустановок напряжением до 1 кВ

          7.6.7.1 Соединения и присоединения заземляющих, защитных проводников и проводников системы уравнивания и выравнивания потенциалов должны быть надежными и обеспечивать непрерывность электрической цепи.

          7.6.7.2 Соединения стальных проводников рекомендуется выполнять посредством сварки. Допускается в помещениях и наружных установках без агрессивных сред соединять заземляющие и нулевые защитные проводники другими способами, обеспечивающими требования ГОСТ 10434.

          7.6.7.3 Соединения должны быть защищены от коррозии и механических повреждений. Для болтовых соединений должны быть предусмотрены меры против ослабления контакта.

          7.6.7.4 Присоединения заземляющих и нулевых защитных проводников и проводников уравнивания потенциалов к открытым проводящим частям должны быть выполнены при помощи болтовых соединений или сварки.

          7.6.7.5 Присоединения оборудования, подвергающегося частому демонтажу или установленного на движущихся частях или частях, подверженных сотрясениям и вибрации, должны выполняться при помощи гибких проводников.

          7.6.7.6 При использовании естественных заземлителей для заземления электроустановок и сторонних проводящих частей в качестве защитных проводников и проводников уравнивания потенциалов контактные соединения следует выполнять методами, предусмотренными ГОСТ 12.1.030.

          7.6.7.7 Места и способы присоединения заземляющих проводников к протяженным естественным заземлителям (например, к трубопроводам) должны быть выбраны такими, чтобы при разъединении естественных заземлителей для ремонтных работ ожидаемые напряжения прикосновения и расчетные значения сопротивления ЗУ не превышали безопасных значений.

          7.6.7.8 Шунтирование водомеров, задвижек и т.п. следует выполнять при помощи проводника соответствующего сечения в зависимости от того, используется ли он в качестве защитного проводника системы уравнивания потенциалов, нулевого защитного проводника или защитного заземляющего проводника.

          7.6.7.9 Присоединение каждой открытой проводящей части электроустановки к нулевому защитному или защитному заземляющему проводнику должно быть выполнено при помощи отдельного ответвления.

          Последовательное включение в защитный проводник открытых проводящих частей не допускается.

          Присоединение проводящих частей к основной системе уравнивания потенциалов должно быть выполнено при помощи отдельных ответвлений.

          Присоединение проводящих частей к дополнительной системе уравнивания потенциалов может быть выполнено при помощи как отдельных ответвлений, так и присоединения к одному общему неразъемному проводнику.

          7.6.7.10 Не допускается включать коммутационные аппараты в цепи РЕ- и РЕN-проводников, за исключением случаев питания электроприемников при помощи штепсельных соединителей.

          7.6.7.11 Допускается одновременное отключение всех проводников на вводе в электроустановки индивидуальных жилых, дачных и садовых домов и аналогичных им объектов, питающихся по однофазным ответвлениям от ВЛ. При этом разделение РЕN-проводника на РЕ- и N-проводники должно быть выполнено до вводного защитно-коммутационного аппарата.

          7.6.7.12 Если защитные проводники и/или проводники уравнивания потенциалов могут быть разъединены при помощи того же штепсельного соединителя, что и соответствующие фазные проводники, розетка и вилка штепсельного соединителя должны иметь специальные защитные контакты для присоединения к ним защитных проводников или проводников уравнивания потенциалов.

          7.7 Требования к заземляющим устройствам молниезащиты

          7.7.1 Требования назначения

          7.7.1.1 ЗУ молниезащиты должны обеспечивать:

          — отвод в грунт токов молнии;

          — снижение электромагнитных влияний на низковольтные цепи и оборудование;

          — действие защит от перенапряжений;

          — обеспечение взрыво- и пожаробезопасности;

          — защиту людей от поражения импульсным электрическим током.

          7.7.2 Требования к конструкции

          7.7.2.1 Молниезащита зданий и сооружений должна соответствовать ГОСТ Р МЭК 62305-1 и может быть выполнена:

          — стержневыми (отдельно стоящими или установленными на конструкциях) молниеотводами;

          — тросовыми молниеотводами или молниеприемной сеткой.

          Во всех случаях, за исключением использования отдельно стоящего молниеотвода, заземлитель молниезащиты совмещается с заземлителями электроустановок и средств связи.

          Если эти заземлители разделяются по каким-либо технологическим соображениям, их следует объединить в общую систему с помощью системы уравнивания потенциалов.

          7.7.2.2 Для ЗУ рекомендуется два основных типа конфигурации: горизонтальные или вертикальные заземлители, присоединенные к каждому заземляющему проводнику.

          Заземлители должны устанавливаться за пределами защищаемого сооружения на глубине не менее 0,5 м (для верхнего конца) и размещаться как можно более равномерно во избежание эффекта взаимного влияния в грунте.

          7.7.2.3 Снаружи сооружения должен быть контурный заземлитель, или его функцию выполняет арматура фундамента.

          Контурный заземлитель рекомендуется прокладывать на глубине не менее 0,5 м и на расстоянии около 1 м от внешней части стен.

          Для скальных грунтов без почвы, а также сооружений с электронными системами или пожароопасных сооружений рекомендуется прокладка только контурного заземлителя.

          7.7.2.4 Под зданием и вокруг него сооружают ЗУ с использованием соединенной электрически арматуры железобетонных фундаментов здания и контурного заземлителя.

          От молниеприемников, установленных на крыше здания, к заземлителю прокладывают искусственные и естественные заземляющие проводники (спуски).

          7.7.2.5 Контур из заземлителей вокруг здания и/или в бетоне на периферии фундамента соединяют с системой заземления заземляющими проводниками, как правило, через каждые 5 м.

          7.7.2.6 Заземляющие проводники следует устанавливать таким образом, чтобы они образовывали непосредственное продолжение молниеприемников, насколько это возможно.

          Заземляющие проводники должны быть прямыми и вертикальными с тем, чтобы обеспечивать наиболее короткий и прямой путь к земле.

          Заземляющие проводники не должны устанавливаться в водосточных желобах или сливах, даже если они покрыты изоляционным материалом.

          7.7.2.7 Заземляющие проводники неизолированной системы молниезащиты могут устанавливаться следующим образом:

          — если стена выполнена из негорючих материалов, допускается расположение на поверхности стены;

          — если стена выполнена из легко воспламеняющихся материалов, допускается расположение на поверхности стены при условии, что их температура при прохождении тока молнии не представляет опасности для материала стен;

          — если стена выполнена из легко воспламеняющихся материалов и температура заземляющих проводников при прохождении тока молнии представляет опасность для материала стен, расстояние между стеной и заземляющим проводником должно быть не менее 0,1 м. Крепления могут находиться в контакте со стеной.

          7.7.2.9 При наличии нескольких зданий, между которыми проложены вторичные кабели, необходимо прокладывать параллельно кабелям дополнительные заземлители (заземляющие проводники) для снижения разности потенциалов на ЗУ и токовой нагрузки на экраны кабелей. Количество параллельных заземляющих проводников определяется расчетом.

          7.7.3 Требования к заземлителям и заземляющим проводникам

          7.7.3.1 Рекомендуется использовать следующие типы заземлителей:

          — вертикальные (или наклонные) заземлители;

          — радиально расходящиеся заземлители, один или несколько заземляющих контуров, в том числе уложенные на дне котлована, заземляющие сетки.

          7.7.3.2 Заземлители повышенной длины применяют, когда удельное сопротивление грунта уменьшается с глубиной и на большой глубине становится существенно меньше, чем на уровне обычного расположения.

          7.7.3.3 Заземлитель в виде наружного контура следует прокладывать на глубине не менее 0,5 м от поверхности земли и на расстоянии не менее 1 м от стен.

          Вертикальные заземлители должны быть расположены на глубине не менее 0,5 м за пределами защищаемого объекта и должны быть как можно более равномерно распределенными по контуру.

          7.7.3.4 Глубина закладки и тип заземляющих электродов должны обеспечивать минимальную коррозию, а также возможно меньшую сезонную вариацию сопротивления заземления в результате высыхания и промерзания грунта.

          7.7.3.5 В качестве заземляющих электродов допускается использовать соединенную между собой арматуру железобетона или иные подземные металлические конструкции.

          Если арматура железобетона используется как естественный заземлитель, повышенные требования должны быть предъявлены к местам ее соединений, чтобы исключить механическое разрушение бетона.

          Если используется преднапряженный бетон, следует учесть возможные последствия протекания тока молнии, который может вызвать недопустимые механические нагрузки. Гидроизоляция фундамента здания должна быть выполнена битумными или битумно-латексными покрытиями.

          Применение полимерных покрытий при использовании фундамента здания в качестве молниезащитного заземлителя не допускается.

          7.7.3.6 Следующие части сооружения следует рассматривать как естественные заземляющие проводники:

          — металлоконструкции при условии, что электрический контакт между различными частями выполнен надежно и их размеры не менее указанных обычных заземляющих проводников;

          — элементы фасада, профильные балки при условии, что их размеры не менее указанных обычных заземляющих проводников, толщина листового металла и труб не менее 0,5 мм;

          — металлическая электрически непрерывная железобетонная арматура сооружения, включая электрически соединенную арматуру лифтовых шахт.

          7.7.3.7 Сопротивление ЗУ по ГОСТ Р МЭК 62305-4 должно быть менее 10 Ом (измеренное на низкой частоте).

          7.7.3.8 Материал и наименьшие размеры заземлителей должны соответствовать приведенным в таблице 4.

          Таблица 4 — Материал, конфигурация и минимальные размеры заземлителей

          Диаметр стержня, мм

          Минимальный диаметр каждой жилы 1,7 мм

          Минимальная толщина 2 мм

          Минимальная толщина стенки 2 мм

          Минимальная толщина 2 мм

          Минимальная длина решеточной конфигурации 4,8 м

          Минимальная толщина стенки 2 мм

          Минимальная толщина 3 мм

          Минимальная толщина 3 мм

          Не менее 250 мкм покрытия 99,9% медью

          Минимальная толщина 3 мм

          Минимальный диаметр каждой жилы 1,7 мм

          Минимальная толщина 2 мм

          7.8 Требования к заземляющим устройствам взрыво- и пожароопасных объектов

          7.8.1 На взрывоопасные зоны любого класса в помещениях и на наружные взрывоопасные установки распространяются требования о допустимости применения в электроустановках напряжением до 1 кВ глухозаземленной или изолированной нейтрали. При изолированной нейтрали должен быть обеспечен автоматический контроль изоляции сети с действием на сигнал и контроль исправности пробивного предохранителя.

          7.8.2 Во взрывоопасных зонах классов 0, 1, 20 и 21(B-I, B-Iа и B-II по [2]) рекомендуется применять защитное отключение. Во взрывоопасных зонах любого класса должно быть выполнено уравнивание потенциалов.

          7.8.3 Во взрывоопасных зонах любого класса подлежат занулению (заземлению) также:

          — электроустановки при всех напряжениях переменного и постоянного токов;

          — электрооборудование, установленное на зануленных (заземленных) металлических конструкциях, которое в невзрывоопасных зонах не зануляется (не заземляется).

          Это требование не относится к электрооборудованию, установленному внутри зануленных (заземленных) корпусов шкафов и пультов.

          7.8.4 В качестве защитных (заземляющих) проводников должны быть использованы проводники, специально предназначенные для этой цели.

          7.8.5 В электроустановках напряжением до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью зануление электрооборудования должно осуществляться:

          — в силовых сетях во взрывоопасных зонах любого класса — отдельной жилой кабеля или провода;

          — в осветительных сетях во взрывоопасных зонах любого класса, кроме класса B-I, — на участке от светильника до ближайшей ответвительной коробки отдельным проводником, присоединенным к нулевому рабочему проводнику в ответвительной коробке, установленной за пределами взрывоопасной зоны;

          — в осветительных сетях во взрывоопасной зоне класса B-I — отдельным проводником, проложенным от светильника до ближайшего группового щитка, установленного за пределами взрывоопасной зоны;

          — на участке сети от РУ и ТП, находящихся вне взрывоопасной зоны, до щита, сборки, распределительного пункта и т.п., также находящихся вне взрывоопасной зоны, от которых осуществляется питание электроприемников, расположенных во взрывоопасных зонах любого класса, допускается в качестве нулевого защитного проводника использовать алюминиевую оболочку питающих кабелей.

          7.8.6 Защитные проводники во всех звеньях сети должны быть проложены в общих оболочках, трубах, коробах, пучках с фазными проводниками.

          7.8.7 Магистрали заземления должны быть присоединены к заземлителям в двух или более разных местах и по возможности с противоположных концов помещения.

          7.8.8 Использование металлических конструкций зданий, конструкций производственного назначения, стальных труб электропроводки, металлических оболочек кабелей и т.п. в качестве нулевых защитных (заземляющих) проводников допускается только как дополнительное мероприятие.

          7.8.9 Проходы специально проложенных нулевых защитных (заземляющих) проводников через стены помещений со взрывоопасными зонами следует проводить в отрезках труб или в проемах. Отверстия труб и проемов должны быть уплотнены несгораемыми материалами. Соединение защитных (заземляющих) проводников в местах проходов не допускается.

          7.9 Требования к заземляющим устройствам, заземлителям и заземляющим проводникам в высоковольтных испытательных лабораториях

          7.9.1 Назначение заземляющего устройства

          ЗУ должно обеспечивать:

          — необходимые условия для проведения измерений;

          — защиту от электромагнитных помех.

          7.9.2 Требования к конструкции заземляющего устройства и системы уравнивания потенциалов

          7.9.2.1 ЗУ состоит из системы вертикальных заземлителей большой длины и горизонтальных заземляющих проводников и заземлителей. Система горизонтальных заземляющих проводников и заземлителей образуется сеткой горизонтальных проводов с малой индуктивностью, которые соединяют между собой вертикальные заземлители и образуют заземленные соединения между генерирующими импульсный ток испытательными установками и испытуемыми объектами в высоковольтном зале.

          Сопротивление ЗУ должно быть не более 0,5 Ом.

          7.9.2.2 Для защиты персонала и предотвращения распространения импульсных и высокочастотных электромагнитных полей за пределы высоковольтной лаборатории применяют клетку Фарадея. Клетка Фарадея должна закрывать высоковольтный зал полностью и присоединяться к ЗУ зала.

          7.9.2.3 Для нескольких испытательных установок в общем высоковольтном зале должно быть выполнено общее ЗУ. Если испытательные установки монтируются на большем расстоянии друг от друга, например на открытых испытательных площадках, то каждая испытательная установка должна снабжаться отдельным ЗУ.

          7.9.2.4 В закрытой лаборатории с клеткой Фарадея пол следует полностью выложить плоскостными проводниками. Плоскостные проводники в виде проволочной сетки следует забетонировать в фундамент. Плоскостные проводники в виде сплошных листов следует проложить на полу. Необходимо предусмотреть доступные места присоединения к системе горизонтальных заземлителей, например в виде забетонированных соединительных шин.

          7.9.2.5 Для испытательных установок переменного и постоянного напряжений достаточно выполнить плоскостные проводники в виде проволочной решетки. Вертикальные заземлители можно сосредоточить на месте расположения испытательной установки и испытуемого объекта; центральный заземлитель следует предусматривать между испытательной установкой и местом испытуемого объекта, прочие заземлители следует расположить вокруг него. Центральный заземлитель соединяют со всеми остальными заземлителями посредством стальной ленты, остальные заземлители следует соединять между собой замкнутым контуром. Если над центральным заземлителем находится плоскостной проводник, то также необходимо установить соединение с ним.

          7.9.2.6 При открытых испытательных площадках достаточно выложить предназначенное для установки испытуемого объекта место плоскостными заземляющими проводниками. Диаметр места для установки объекта должен соответствовать трехкратному максимальному пробивному расстоянию в воздухе.

          7.9.2.8 Для испытания переменным напряжением с приставкой для получения коммутационных импульсов рекомендуется построить систему горизонтальных заземлителей по тому же принципу, что и для генераторов импульсного напряжения.

          7.9.2.9 При размещении нескольких испытательных установок в одном высоковольтном зале или на одной общей открытой площадке системы горизонтальных заземлителей следует выполнять, как для одиночных установок. Все установки снабжаются одним общим горизонтальным заземлителем. Дополнительно установки соединяются между собой лентами из фольги шириной 500 мм. Вертикальные заземлители следует распределить по высоковольтному залу так, чтобы они были сосредоточены главным образом в зоне установки для испытания импульсным напряжением.

          7.9.2.10 Питание испытательных установок осуществляется от сети напряжением 6-10 кВ или от сети напряжением 0,4 кВ.

          В первом случае необходимо, чтобы как первичные, так и вторичные зажимы регулировочного устройства, а также первичные зажимы испытательного трансформатора переменного напряжения или каскада соединялись с ЗУ через разрядники для защиты от перенапряжения. Регулировочное устройство может устанавливаться внутри или вне высоковольтного зала и должно присоединяться к системе горизонтальных заземлителей. Для испытательных установок, питаемых от сети напряжением 0,4 кВ, рекомендуется применять устройства защиты от импульсных перенапряжений.

          7.9.2.11 Питание следует осуществлять от ТП с несколькими отходящими линиями, причем для испытательной установки следует предусмотреть отдельную сборную шину и отдельный подводящий кабель с металлической оболочкой. Оболочка и нулевые провода кабеля со стороны подстанции соединяются с ЗУ ТП, а со стороны потребителя — с системой горизонтальных заземлителей. На кабеле с обоих концов между фазами и землей должны устанавливаться устройства защиты от импульсных перенапряжений.

          7.9.2.12 Распределительный шкаф и регулировочное устройство допускается устанавливать внутри высоковольтного зала или непосредственно рядом с ним, в обоих случаях их следует соединять с системой горизонтальных заземлителей.

          7.9.2.13 РЕ-проводники розеток и распределительных щитов следует соединять с системой горизонтальных заземлителей.

          7.9.2.14 Для соединения распределительного шкафа с входом генератора высокого напряжения также следует использовать кабель с металлической оболочкой. Оболочку на обоих концах необходимо соединять с близлежащими точками системы горизонтальных заземлителей.

          7.9.2.15 При применении устройства для среза импульсных напряжений необходимо осуществлять питание устройства через разделительный трансформатор.

          7.9.2.16 Измерительные и управляющие приборы допускается присоединять без промежуточного включения разделительного трансформатора к розеткам, у которых защитные провода соединены с системой горизонтальных заземлителей непосредственно, а провода через защитные конденсаторы в 0,5 мкФ.

          7.9.2.17 ГЩУ должен быть окружен отдельной клеткой Фарадея. Эта клетка может находиться внутри или вне высоковольтного зала, в последнем случае она должна граничить с ним. Необходимо установить соединение между клеткой и системой горизонтальных заземлителей, обладающее малой индуктивностью, дно клетки выложить металлическими листом или сеткой, который следует покрыть изолирующим половым настилом.

          На главном щите управления следует предусмотреть достаточно зажимов для заземляющих проводов, для того чтобы можно было заземлять все приборы, используемые на главном щите управления. Пульт управления также следует присоединять непосредственно к системе горизонтальных заземлителей.

          7.9.2.18 Провода цепи управления и неэкранированные измерительные провода следует проложить в стальной трубе, которую на обоих концах следует соединить с ЗУ. При экранированных измерительных проводах необходимо соединить экраны кабелей с ЗУ.

          7.9.2.19 Провода питания и управления, проходящие через высоковольтный зал, необходимо проложить в кабельных каналах. Кабельные каналы должны быть расположены ниже плоскостного заземляющего провода.

          7.9.2.20 В лабораториях, в которых предусмотрено проводить измерения частичных разрядов, для предотвращения проникновения в клетку Фарадея токов высокой частоты через провода питания, управления и измерительные провода следует установить на входе фильтры низких частот.

          7.9.2.21 Трубопроводы, проложенные вблизи элементов, подключенных к системе поверхностных заземлителей, также следует присоединить к ней.

          7.9.3 Требования к заземлителям, заземляющим проводникам и проводникам системы уравнивания потенциалов

          7.9.3.1 Вертикальные заземлители следует выполнять из медных или стальных труб, оцинкованных горячим способом, диаметром не менее 100 мм и длиной до 10 м.

          Распределение вертикальных заземлителей по площади высоковольтной испытательной лаборатории определяют с учетом расположения горизонтальных заземлителей.

          7.9.3.2 Для сооружения системы горизонтальных заземлителей допускается использовать следующие элементы:

          а) плоскостные проводники в виде проволочной сетки;

          б) плоскостные проводники в виде сплошного листа;

          в) ленту из металлической фольги.

          7.9.3.4 Проволочную сетку необходимо сваривать на всех скрещениях. В лабораториях с клеткой Фарадея из проволочной сетки ребра между боковыми стенками клетки и плоскостным заземляющим проводником в виде проволочкой сетки также следует сваривать с ленточной сталью. Плоскостные проводники, подверженные импульсным токам с большой амплитудой, следует выполнять из сплошных листов (медь, алюминий, листовая сталь) в зоне наибольшей плотности тока.

          7.10 Требования к заземляющим устройствам электрохимической защиты

          7.10.1 Требования к анодным заземлителям систем катодной защиты металлических сооружений от коррозии определены в ГОСТ Р 58344.

          Анодные заземления предназначены для передачи защитного постоянного тока в электропроводную среду, в которой располагается защищаемое металлическое сооружение.

          7.10.1.1 В устройствах электрохимической защиты применяют глубинные и поверхностные анодные заземления.

          7.10.1.2 По конструктивному исполнению/типу анодные заземления подразделяют на сосредоточенные, распределенные, протяженные или их комбинации.

          7.10.2 Анодные заземления не должны оказывать вредного влияния на незащищаемые от коррозии сооружения и влиять на минералогический состав грунта, в котором эксплуатируются.

          7.10.3 На участке высокой коррозионной опасности должно быть осуществлено стопроцентное резервирование анодного заземления.

          7.10.4 Место расположения локального (сосредоточенного, глубинного) анодного заземления должно быть обозначено специальными знаками, доступными для визуализации в дневное время суток в любое время года.

          7.10.5 Материалы для анодных заземлений и тип анодных заземлителей следует выбирать с учетом грунтовых условий климатических районов, в которых будут эксплуатироваться заземления.

          Электроды анодных заземлений должны быть расположены ниже глубины промерзания. При необходимости размещения анодного заземления в горизонтах питьевой воды заземлители должны быть изготовлены из малорастворимых нетоксичных материалов: титана, платинированных металлов, магнетита или углеродосодержащих материалов.

          7.10.6 Нормируемые параметры анодного заземления: срок службы, качество электрической изоляции контактного узла и токоподводящего провода, сопротивление растеканию тока, расстояние от анода до защищаемого сооружения, тепловая устойчивость анодного заземления.

          7.11 Требования к комплектности поставки

          В комплект поставки вместе с ЗУ в общем случае должны входить:

          — протоколы измерений и расчетов;

          — исполнительная схема ЗУ.

          Пример содержания и оформления паспорта ЗУ см. в приложении А.

          8 Требование к проверке состояния заземляющих устройств

          8.1 Периодичность проверки состояния ЗУ должна быть определена в стандартах или технических условиях на ЗУ конкретных типов.

          Рекомендуется срок очередной проверки устанавливать на основе результатов предыдущих испытаний. Срок проверки назначается лицом, ответственным за эксплуатацию электроустановки на основании рекомендаций организации (или подразделения), выполнившей предыдущие испытания.

          8.2 При проверке состояния ЗУ в полном объеме должны быть выполнены следующие виды работ:

          — сбор исходных данных и визуальный контроль;

          — измерение сопротивления металлосвязей;

          — определение исполнительной схемы ЗУ;

          — определение удельного сопротивления грунта;

          — определение сопротивления ЗУ;

          — определение напряжения на ЗУ;

          — определение напряжения прикосновения;

          — определение распределения потенциалов и токов промышленной частоты по элементам ЗУ при установившихся токах КЗ;

          — определение устойчивости к термическому воздействию заземлителей, заземляющих проводников и экранов кабелей;

          — определение распределения импульсных напряжений при коротких замыканиях на землю, ударах молнии в молниеотводы и протекании токов через ограничители перенапряжений;

          — определение коррозионного состояния заземляющих проводников и заземлителей.

          8.3 Методы проверки состояния ЗУ предусматривают проведение измерений и расчетов с целью определения соответствия параметров ЗУ установленным нормам по [5]. Измерения параметров ЗУ выполняют с помощью приборов и устройств для имитации аварийных режимов.

          8.4 Для проведения необходимых расчетов могут быть использованы специальные компьютерные программы.

          8.5 По результатам проведенного контроля состояния ЗУ составляют технический отчет, в котором должны быть представлены:

          — результаты измерений и расчетов;

          — анализ результатов проверки состояния ЗУ;

          — заключение о соответствии ЗУ требованиям электробезопасности и ЭМС.

          В заключении рекомендуется указать на соответствие/несоответствие ЗУ требованиям стандартов или техническим условиям на ЗУ конкретных типов.

          9 Указания по монтажу и эксплуатации

          9.1 Монтаж и эксплуатацию ЗУ следует проводить в соответствии с [6], [7], руководствами по эксплуатации предприятия-изготовителя.

          9.2 По истечении срока службы ЗУ подлежат утилизации в соответствии с действующим на момент утилизации законодательством.

          Паспорт заземляющего устройства

          А.1 Паспорт ЗУ должен содержать:

          — исполнительную схему ЗУ, выполненную в масштабе с указанием магистралей искусственного заземлителя, заземляемого оборудования, мест присоединения заземляющих проводников к ЗУ (на исполнительной схеме должны быть показаны все подземные и наземные связи ЗУ);

          — дату ввода ЗУ в эксплуатацию (дату реконструкции или ремонта ЗУ);

          — основные параметры заземлителя (материал, профиль, сечение проводников);

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *