Четыре шага в построении системы молниезащиты

Илья Полетаев, генеральный директор ООО «Электра», г. Екатеринбург.

 

В апреле 2018 года состоялась VI Российская конференция по молниезащите, в рамках которой специалисты в очередной раз обсудили методы проектирования и стандарты в отрасли. По результатам таких встреч, проходящих раз в два года, представляются предложения по усовершенствованию существующего нормирования. Эксперты рекомендуют комплексно подходить к проектированию молниезащиты. Как

Рис. 1. Распределение потенциала в окрестности заземлителя, состоящего из трёх вертикальных стержней длиной по 3 м, расставленных по прямой с шагом 5 м и соединённых горизонтальной полосой на глубине 0, 5 м

Уровень защиты

Среднее расстояние, м

I

10

II

15

III

20

IV

25

 

 

ВРЕЗКА // Нормативные материалы, используемые при проектировании, монтаже и сертификации (категорировании) молниезащиты:

• «Инструкции по молниезащите зданий и сооружений» (СО-153-34.21.122-2003);
• ГОСТ Р МЭК 62305-1-2010. Менеджмент риска. Защита от молнии. Часть 1. Общие принципы;
• ГОСТ Р МЭК 62305-2-2010. Менеджмент риска. Защита от молнии. Часть 2. Оценка риска;
• МЭК 62305-3-2010. Защита от атмосферного электричества. Часть 3. Физические повреждения зданий, сооружений и опасность для жизни;
• МЭК 62305-4-2010. Защита от молнии. Часть 4. Электрические и электронные системы в зданиях (сооружениях);

Рис. 2. Распределение магнитного поля по радиусу цилиндрического объекта диаметром 50 м

Рис. 3. Эллиптический экран

 

Однако металлическая оболочка не гарантирует полную защиту от воздействия грозовых перенапряжений.

Рассмотрим случай экранированного провода эллиптического сечения (рис. 3). Если жила 1 расположена в месте с максимальной погонной плотностью, а жила 2 – с минимальной, то их напряжения относительно оболочек получатся:

U1=ρIMl2πbd ,          U2=ρIMl2πad ,  

 

где ρ, Ом*м – удельное сопротивление оболочки; d, м – её толщина; I_M, А – ток; a и b, м – расстояние от центра до жил 1 и 2 соответственно.

Напряжение между жилами:

 

∆U=U1-U2=ρIMl2πd×a-bab .        

Следовательно, любая разница между радиусами оболочки ведёт к появлению перенапряжения между внутренними жилами. Таким образом, всегда предпочтительнее использование экрана кругового сечения.        

 

Шаг четвёртый: выбор устройства защиты от импульсных перенапряжений

 

Кроме атмосферных (результат воздействия молнии), импульсные перенапряжения бывают электростатическими и коммутационными, возникающими при резком изменении установившегося режима работы электрической сети. Следствием любого из них может стать пробой изоляции, выход из строя электрических приборов и возникновение пожара. Эффективная защита от всех типов импульсных перенапряжений – УЗИП на основе варисторов или разрядников.

Основные требования к УЗИП:

• снижение перенапряжения до безопасного уровня;
• быстродействие;
• совместимость с защищаемым оборудованием;
• восстановление электрической цепи после затухания наводки;
• гашение сопровождающего тока;
• значительный ресурс.

Из-за конструктивных особенностей предпочтительнее варисторные УЗИП, поскольку они не дают выброса горячего ионизированного газа из дуговой камеры с её разрушением и могут быть установлены рядом с другим защитным оборудованием и в пластиковых щитах.

«Защита цепи всего объекта в немалой степени зависит от эффективности УЗИП. Понимая это, мы постоянно совершенствуем технические решения ограничителей импульсных напряжений с целью повышения их безопасности и надёжности срабатывания. В частности, запатентованная

Рис. 4. Схема ступенчатой защиты на базе устройств ОПС1 ГК IEK

 

Молниезащита всегда должна быть комплексной и обслуживаемой – как внешняя (активная и пассивная), так и внутренняя (УЗИП, уравнивание потенциалов), на главных щитах, возле каждого токоприёмника, а также на слаботочных сетях. Правильная расстановка молниеприёмников, оптимизированная система отвода в землю тока молнии, разумная трассировка внутренних силовых цепей объекта, экранирование кабеля и установка ограничителей перенапряжений помогут обезопасить здание от влияния грозовых разрядов. Также необходимо периодически проводить осмотр, тестирование и мониторинг состояния молниезащиты.

Размещено компанией IEK GROUP