Jak jsou klasifikovány hromosvody podle typu hromosvodu?

V závislosti na tom, jaký bude stavební projekt – obytný nebo nebytový dům, kapitál nebo dočasný – se určuje jeho vzhled a technické vlastnosti. Bez ohledu na jeho účel se doporučuje každý z nich chránit před ničivými účinky blesku. Pro zajištění bezpečnosti osob a ochrany staveb je na budově instalován systém ochrany před bleskem. Princip jeho fungování je založen na tom, že údery blesku nejčastěji udeří do nejvyšších předmětů, které mají dobrou elektrickou vodivost a spojení se zemí. Při úderu blesku do přijímací části systému ochrany před bleskem (speciálně konstruované tyče, kabely atd.) přejde blesk do zemnící elektrody, aniž by to mělo destruktivní následky.

Nejlepší možností je, když je projekt ochrany před bleskem připraven ve fázi výstavby zařízení, což umožňuje zohlednit všechny vlastnosti zařízení. Také mnoho majitelů již přestavěných domů a technických prostor žádá o instalaci systému ochrany před bleskem, protože růst bouřkové aktivity se každým rokem zvyšuje, což je potvrzeno vědeckým výzkumem (V Ruská konference o ochraně před bleskem). Zkušení specialisté jsou připraveni pracovat s nestandardními architektonickými řešeními a instalovat bleskosvody, které zajistí nejvyšší úroveň ochrany budovy, pomocí hromosvodů ve formě pletiva, tyčí nebo zavěšeného kabelu.

Síť na ochranu před bleskem

U nás je jedním z nejrozšířenějších hromosvodů pro velké budovy s plochou střechou hromosvodová síť. To je způsobeno možností jeho použití v souladu se dvěma hlavními regulačními dokumenty o ochraně před bleskem (SO 153-34.21.122-2003 a RD 34.21.122-87) a snadností návrhu a instalace.

Ve svém jádru je pletivo obyčejný kabelový hromosvod, který je namontován buď uvnitř střešního koláče nebo na střeše budovy tak, aby nepřesahoval vnější hranice této konstrukce. Síťovody uložené pod krytinou plní 3 funkce: zajišťují uzemnění kovových prvků a konstrukcí, ke kterým je připojena, jsou zodpovědné za distribuci a tok bleskového proudu mezi svody a vyrovnání potenciálu.

Významným problémem použití bleskosvodných sítí je jejich nízká úroveň ochrany objektu před přímým úderem blesku (DLM). Síťovina vyrobená na povrchu střechy není schopna zajistit spolehlivost ochrany proti PUL nad 50-55%, s požadovaným minimem 80%. A bleskosvodná síť umístěná ve střešním koláči (pod vrstvami hydroizolace, izolace apod.) nijak nechrání střechu budovy a na ní instalovaná technologická zařízení před bleskem.

Blesky

Tyčové hromosvody jsou velmi oblíbené pro ochranu budov a konstrukcí různých typů a účelů. Tyčové hromosvody mohou mít v závislosti na použitém materiálu a chráněném objektu různé celkové rozměry (délka od 30 cm do několika desítek metrů a průměr od 6 mm do desítek centimetrů). Tyčové hromosvody lze instalovat přímo na chráněný objekt nebo v určité vzdálenosti od něj (volně stojící hromosvod). K uchycení hromosvodů lze využít stávající stavební konstrukce nebo speciálně instalované nosné konstrukce (například betonové základy). Stožárové samostatně stojící tyčové hromosvody jsou samonosné konstrukce skládající se z kovové nebo železobetonové podpěry a k ní připevněné jímací tyče. Z hromosvodu je položen nebo použit přirozený svod nebo je instalováno nebo použito přirozené uzemňovací zařízení. Bleskosvod stožáru je vypočítán s přihlédnutím k zatížení větrem a jiným zatížením.

Hlavními výhodami vytvořeného systému je kombinace vysoké úrovně zabezpečení, provozní spolehlivosti, jednoduchosti a jednoduchosti výroby a nízké ceny. Tyčové hromosvody jsou nejčastěji nejoptimálnějším řešením ochrany před bleskem.

Kabelové hromosvody

Pro řešení nestandardních problémů vyžadujících nejvyšší spolehlivost ochrany před přímým úderem blesku se výborně hodí kabelové hromosvody. Dlouhé nebo úzké budovy, objekty s unikátními, například konkávními střechami (například ledový palác na poli Chodynskoje v Moskvě), vedení vysokého napětí jsou nejlepším využitím kabelového hromosvodu.

Systém se skládá z ocelových pozinkovaných lan (speciální bleskosvodný kabel o průřezu min. 35 mm2), natažených přímo nad chráněným objektem v určité vypočítané vzdálenosti. Kabely jsou připevněny k podpěrám, kde jsou položeny svody a je provedeno uzemnění.

Aktivní hromosvody (Early Streamer Emission (ESE) – časná iniciace streameru)

Kromě výše uvedených typů hromosvodů, které se používají při instalaci klasického/pasivního systému ochrany před bleskem, existují i ​​aktivní hromosvody. Tento typ hromosvodu má zabudovaný zdroj vysokého napětí, který vysílá puls do ostrého kuželovitého hrotu. Jak výrobci aktivních hromosvodů ujišťují, díky výše popsané technologii je blesk zachycen ve větší vzdálenosti od chráněného objektu díky vytvoření dlouhého protisvodu.

Je důležité si uvědomit, že praxe používání aktivních hromosvodů na území Ruské federace vyvolává řadu vzrušených diskusí. Za prvé, jejich účinnost nebyla potvrzena ani numerickým modelováním, ani terénními a laboratorními experimenty (použití hromosvodů ESE nevede k rozšíření zóny ochrany před bleskem budovy). Za druhé, žádná z ruských nebo mezinárodních norem nebo regulačních dokumentů o ochraně před bleskem neobsahuje přímé údaje o jejich použití. Tyto dokumenty obsahují návod pouze pro použití klasických hromosvodů – pouze ony jsou legitimním právním základem pro použití a běžnou kontrolu systému ochrany proti DLM (Direct Lightning Strike).

• Klíčem ke skutečně účinné a spolehlivé ochraně před bleskem, tzn. dosažení výsledku, který osoba zabývající se ochranou před bleskem očekává, je profesionální design, který je v souladu se všemi regulačními dokumenty. Pouze specialisté s bohatými zkušenostmi vědí, pro jaký objekt v jakém konkrétním případě jaký typ hromosvodu použít, aby bylo dosaženo nejlepšího výsledku.

Atmosférické jevy se vznikem blesků, doprovázené jasnými záblesky světla a hromy, se nazývají bouřky. Blesk je bouřkový výboj elektřiny, ke kterému dochází mezi mraky a Zemí; uvnitř mraků.

Blesk udeří do domu

Nebezpečí pro lidský život, bezpečnost průmyslových a veřejných budov, výškové inženýrské stavby – komíny, televizní antény, radiokomunikace, včetně mobilních; věže, podpěry elektrické sítě; technologická zařízení umístěná na otevřených průmyslových areálech, například pro destilační kolony podniků na zpracování ropy, blesky jsou prvního typu.

Potřeba ochrany před bleskem je způsobena skutečností, že napětí během výbojů blesku dosahuje 50 milionů V a proudová síla – až 100 tisíc A; s uvolňováním obrovského množství světelné, zvukové a tepelné energie. Výboje blesku jsou elektrické výbuchy, podobné detonaci, způsobující destrukci budov, lámání stromů, které sloužily jako uzemňovací zdroje; zranit a otřesit lidi, což často vede k jejich smrti.

Ochrana před bleskem je soubor technických řešení, která spolehlivě zajišťují bezpečnost osob, ochranu budov pro různé účely a výškových objektů; technologické a inženýrské vybavení výrobních zařízení; komunikační infrastruktura obydlených oblastí, elektrické vedení, a to jak z přímých dopadů výbojů blesku, elektromagnetické, elektrostatické indukce, tak z přenosu elektrického proudu kovovými konstrukcemi, komunikace.

Uzemnění a ochrana před bleskem – tím musí být podle norem vybaveny průmyslové budovy, inženýrské sítě a další zařízení. Kromě toho odstavec 4 článku 50 federálního zákona Ruské federace č. 123-FZ předepisuje jako jeden ze způsobů odstranění zdrojů vznícení zajistit ochranu budov a zařízení před bleskem pro zvýšení úrovně požární bezpečnosti v zařízeních.

Normy pro zařízení ochrany před bleskem

Vzhledem k tomu, že budovy, stavby, technologická zařízení, komunikace jsou svým designem a provedením zcela odlišné, byly vyvinuty státní, resortní a podnikové normy; normy, návrhová pravidla pro organizaci optimální a účinné ochrany před bleskem pro každý typ zařízení – od průmyslových zařízení, kde byla poprvé použita, až po obytné budovy.

Normy, které upravují vytváření technické ochrany před bleskem, jsou založeny na zkušenostech s organizováním elektrické bezpečnosti budov různých typů a účelů, s přihlédnutím k vlastnostem, které jsou vlastní moderním budovám, konstrukcím a komunikační infrastruktuře a komunikacím.

Požadavky na ochranu před bleskem jsou stanoveny v mnoha úředních dokumentech. Návrh a výpočet ochrany před bleskem se provádí na základě následujícího regulačního a technického rámce:

• „Pravidla pro elektrické instalace.“ V současné době je v platnosti sedmá a některé kapitoly šestého vydání tohoto základního dokumentu, bez znalosti požadavků, pro které nelze navrhovat žádné typy, typy elektrických instalací, zařízení, zařízení na ochranu před úrazem elektrickým proudem včetně blesku. ochrana. Bez tohoto typu ochrany před elektrickými výboji vysokého napětí není možná ani průmyslová bezpečnost chráněných objektů s kategoriemi nebezpečí výbuchu a požáru prostor a budov. To zohledňuje požadavky na organizaci a provádění ochrany před bleskem pro různé typy budov, inženýrské stavby, elektrické komunikace, uvedené v několika kapitolách PUE. Kapitoly 2.4, 2.5 – pro nadzemní elektrická vedení s provozním napětím menším než a vyšším než 1 kV, včetně zónové mapy území Ruska s vyznačením trvání bouřek za rok, což je nezbytné při navrhování systémů ochrany před bleskem a zařízení. Kapitola 4.2 – pro rozváděče, elektrické rozvodny s napětím vyšším než 1 tis. V. Kapitola 4.3 – pro měnírny a instalace.
• RD 34.21.122-87 „Pokyny pro instalaci ochrany budov a staveb před bleskem“. Jeho účel je jasný již z názvu. Navzdory tomu, že dokument schválilo Ministerstvo energetiky Sovětského svazu po dohodě se Státním stavebním výborem, platí dodnes.
• Některá z jeho ustanovení jsou nevyhnutelně zastaralá a nedrží krok s vědeckým a technologickým pokrokem, proto při navrhování moderních technických systémů a zařízení na ochranu před bleskem používají ruské GOST, které jsou shodné s normami Mezinárodní elektrotechnické komise; stejně jako domácí pokyny k ochraně před bleskem, zveřejněné později.
• Jeden z těchto dokumentů SO 153-34.21.122-2003, vyvinutý stejným týmem vědců, reguluje návrh ochrany před bleskem jak pro budovy, tak pro infrastrukturní komunikace.
• GOST R IEC 62305-1-2010, GOST R IEC 62305-2-2010, představující dvě části jedné národní normy o řízení rizik při ochraně objektů před bleskem. První část formuluje obecné zásady, druhá – metody hodnocení rizik smrti a úrazu elektrickým proudem pro osoby; úplné/částečné zničení objektů, veřejných komunikací; ekonomické ztráty způsobené údery blesku.
• Je důležité vzít v úvahu takové faktory, jako je požární bezpečnost, protože výpočty berou v úvahu prostory s hořlavým prostředím – vzdušnou směsí par hořlavých kapalin, plynů a prachu.
• GOST R IEC 62561.1-2014. Toto je první část národní normy o prvcích systémů ochrany před bleskem, týkající se požadavků na jejich části a připojení.
• GOST R IEC 62561.2-2014 – k vodičům, zemnicím elektrodám.
• GOST R IEC 62561.3-2014 – do distribučních svodičů.
• GOST R IEC 62561.4-2014 – k upevňovacím prvkům.
• GOST R IEC 62561.5-2014 – do kontrolních jímek, těsnění zemnících elektrod.

Požadavky na návrh, uzemnění, ochranu před bleskem elektrických instalací, zařízení budov, elektrického vedení v SSSR byly také stanoveny SNiP 3.05.06-85 o elektrických zařízeních. Dnes existuje soubor pravidel vydaný jako jeho aktualizovaná verze – SP 76.13330.2016.

Kromě norem platných na území Ruské federace je třeba zmínit obdobné požadavky na systémy ochrany před bleskem uplatňované ve spojeneckých státech. V Republice Kazachstán to tak je SP RK 2.04-103-2013 o zařízení ochrany objektů před bleskem, vydáno místo obdobného pokynu SN RK 2.04-29-2005; v Běloruské republice – technický předpis TKP 336-2011 o ochraně objektů a inženýrských sítí před bleskem.

Typ zón ochrany před bleskem

Systémy ochrany před bleskem objektů, inženýrských, komunikačních a technologických zařízení se rozumí vnější a vnitřní technická zařízení, která je umožňují chránit jak před přímým úderem blesku, tak před sekundárními dopady – elektrickými, elektromagnetickými poli, které doprovázejí výboj blesku.

Existují aktivní a pasivní systémy ochrany před bleskem.

Pasivní, schopný zachytit blesk před jeho výbojem na konstrukci staveniště, těleso zařízení nebo části inženýrské, komunikační konstrukce a vypuštění nálože do země, se skládá z následujících prvků:

• Bleskový přijímač.
• Bleskosvody.
• Uzemňovací zařízení.

Na aktivním systému k těmto integrálním prvkům jsou přidána zařízení, která generují vzestupný tok iontů, který přitahuje výboj blesku.

Je navrženo a instalováno několik typů systémů ochrany před bleskem – tyčové, kabelové, které na základě výsledků výpočtů, v závislosti na počtu tyčí/kabelů, jejich uspořádání/umístění, konfiguraci ochranného prostoru, mohou vytvořit dva typy blesků ochranná pásma:

• A. Stupeň spolehlivosti ochrany je od 99 %.
• B – z 95 %.

Typy systémů ochrany před bleskem

V praxi, pokud je staveniště, technologická instalace, věž, stožár, inženýrská anténa zcela umístěna v zóně ochrany před úderem blesku, pravděpodobnost jejich poškození elektrickým výbojem blesku se blíží nule.

Klasifikace budov a staveb podle zařízení ochrany před bleskem

Následující kategorie ochrany stavenišť před bleskem, v závislosti na účelu, významu, třídě požárního nebezpečí a možnosti výbuchu; požární zatížení – přítomnost, množství, druh výbušných a požárně nebezpečných látek; regionální četnost výbojů blesku; zaznamenané údery blesku:

• I kategorie, který má nejvyšší stupeň ochrany proti případným přímým úderům blesku do objektu. Jedná se o výrobní objekty s výbušnými zónami třídy nebezpečnosti B-I, II. Typ ochranné zóny – A.
• kategorie II. Jedná se o průmyslové a skladové objekty, volné plochy pro skladování hořlavých kapalin, hořlavých kapalin a na nich instalovaných technologických zařízení, kde dochází k jejich oběhu; stejně jako výroba výbušnin, venkovní instalace s třídou nebezpečnosti nižší než B-Ia. Typ ochranného pásma pro technologické zařízení instalované na otevřených průmyslových areálech – B; pro objekty – A nebo B, v závislosti na předpokládaném počtu výbojů blesku za rok.
• III kategorie. To zahrnuje stavební projekty pro různé účely se stupněm požární odolnosti III–V v oblastech, kde roční doba trvání bouřek přesahuje 20 hodin. Hlavním typem ochrany před bleskem je B.

Všechny hlavní parametry systému ochrany před bleskem pro jakékoli konkrétní zařízení lze určit pomocí tabulky 1 v RD 34.21.122.

Typy ochrany před bleskem

V závislosti na kategorii objektů může být systém ochrany před bleskem několika typů:

• Chrání před přímými nárazy. K tomu sloužící zařízení se nazývají hromosvody, skládají se z nosné podpěry, kterou může být samotná budova, výbojového přijímače, svodu a zemnícího vodiče. Používají se tyčové i kabelové hromosvody a kovové pletivo položené na střeše chráněného objektu. U nadzemního elektrického vedení se používají kabely na ochranu před bleskem, které pohlcují údery blesku.
• Z elektrostatické indukce. To se provádí připojením všech elektrických zařízení k uzemňovacímu systému objektu.
• Z elektromagnetické indukce. K tomu jsou na spojovacích bodech mezi úseky potrubí a nadjezdy instalovány vodivé propojky.
• Z driftu elektrického potenciálu způsobeného výbojem blesku. K tomu jsou všechny komunikace vstupující do budov a konstrukcí, včetně kovového pláště elektrických kabelů s napětím do 1 XNUMX V, uzemněny. Nadzemní elektrické vedení na přístupech k objektu je vybaveno kabely ochrany před bleskem a na podpěrách jsou namontovány svodiče a tlumiče přepětí.

Prostředky a způsoby ochrany před bleskem

Mezi prostředky ochrany před elektrickými výboji blesku patří:

• tyčové přijímače blesků;
• Kabely na ochranu před bleskem;
• síťované hromosvody;
• svody;
• uzemňovací obrysy stavenišť.

Existují dva typy možností ochrany před bleskem:

• Vnější, chránící před přímým dopadem vysokopotenciálního elektrického výboje, který může způsobit destrukci, výbuchy a požáry, v důsledku jeho výboje do země rozptýlí energii.
• Interiér. Pro ochranu před sekundárními faktory přímého nebo blízkého úderu blesku do chráněného objektu. K tomuto účelu se používají různé typy speciálních zařízení, nazývaných SPD – přepěťová ochrana.

Montáž ochrany před bleskem a testování ochrany před bleskem po dokončení instalačních prací provádějí organizace provádějící elektromontážní práce.

Provoz ochrany před bleskem nevyžaduje dodatečné náklady a je navržen na dlouhou dobu. Stále je však nutná kontrola ochrany před bleskem pro zjištění mechanického poškození výbojových přijímačů, proudových, zemnících prvků a spojení mezi nimi.

Kontrola ochrany před bleskem umožňuje vlastníkům zařízení, vedení podniků a organizacím mít jistotu, že během nebezpečné bouřky neselže.