Kategorisere et objekt etter 153 34.122. Beskyttelse mot lynnedslag fra elektriske og optiske kommunikasjonskabler lagt i befolkede områder

SO 153-34.21.122-2003

BRUKSANVISNING
FOR LYNBESKYTTELSE AV BYGNINGER, STRUKTURER OG INDUSTRIKOMMUNIKASJON

SAMMENSETNINGER: Doktor i tekniske vitenskaper E.M. Bazelyan - ENIN oppkalt etter. G.M.Krzhizhanovsky, V.I.Polivanov, V.V.Shatrov, A.V.Tsapenko

GODKJENT etter ordre fra Energidepartementet i Den russiske føderasjonen datert 30. juni 2003 N 280

1. INTRODUKSJON

Instruksen for montering av lynbeskyttelse av bygninger, konstruksjoner og industriell kommunikasjon (heretter kalt Instruksen) gjelder for alle typer bygninger, konstruksjoner og industriell kommunikasjon, uavhengig av avdelingstilhørighet og eierform.

Denne instruksen er ment for bruk i utvikling av prosjekter, konstruksjon, drift, samt i rekonstruksjon av bygninger, strukturer og industriell kommunikasjon.

I tilfeller hvor kravene i bransjeforskriftene er strengere enn de i denne instruksen, anbefales det å følge bransjekravene ved utvikling av lynbeskyttelse. Det anbefales også å gjøre det samme når kravene i denne instruksjonen ikke kan kombineres med de teknologiske egenskapene til den beskyttede gjenstanden. Samtidig må midlene og metodene for lynbeskyttelse som brukes, sikre den nødvendige påliteligheten.

Ved utvikling av prosjekter for bygninger, strukturer og industriell kommunikasjon, i tillegg til kravene i denne instruksjonen, tas det hensyn til ytterligere krav til lynbeskyttelse i samsvar med andre gjeldende normer, regler, instruksjoner og statlige standarder.

Ved standardisering av lynbeskyttelse er utgangspunktet at enhver enhet ikke kan forhindre utvikling av lyn.

Anvendelse av standarden ved valg av lynbeskyttelse reduserer risikoen for skade ved lynnedslag betraktelig.

Type og plassering av lynverninnretninger må velges på designstadiet av et nytt anlegg for å kunne utnytte de ledende elementene til sistnevnte maksimalt. Dette vil lette utviklingen og implementeringen av lynbeskyttelsesenheter kombinert med selve bygningen, vil forbedre dets estetiske utseende, øke effektiviteten til lynbeskyttelse og minimere kostnadene og arbeidskostnadene.

2. GENERELLE BESTEMMELSER

2.1. Begreper og definisjoner

Lynet slår ned i bakken - en elektrisk utladning av atmosfærisk opprinnelse mellom en tordensky og bakken, bestående av en eller flere strømpulser.

Treffpunkt - punktet der lynet kommer i kontakt med bakken, bygningen eller lynbeskyttelsesanordningen. Et lynnedslag kan ha flere nedslagspunkter.

Beskyttet objekt - en bygning eller konstruksjon, del eller rom derav, som det er installert lynbeskyttelse for som oppfyller kravene i denne standarden.

Lynbeskyttelsesanordning - et system som lar deg beskytte en bygning eller struktur mot virkningene av lynnedslag. Den inkluderer eksterne og interne enheter. I spesielle tilfeller kan lynbeskyttelse kun inneholde eksterne eller kun interne enheter.

Beskyttelsesinnretninger mot direkte lynnedslag (lynavledere) - et kompleks bestående av lynavledere, nedledere og jordledere.

Beskyttelsesinnretninger mot sekundære lyneffekter - enheter som begrenser effekten av elektriske og magnetiske felt av lyn.

Potensielle utjevningsanordninger - elementer av beskyttelsesanordninger som begrenser potensialforskjellen forårsaket av spredning av lynstrøm.

Lynavleder - del av en lynavleder designet for å avskjære lyn.

Nedleder (nedstigning) - del av en lynavleder designet for å avlede lynstrøm fra lynavlederen til jordelektroden.

Jordingsanordning - et sett med jordingsledere og jordingsledere.

Jordelektrode - en ledende del eller et sett med sammenkoblede ledende deler som er i elektrisk kontakt med bakken direkte eller gjennom et mellomledende medium.

Jordsløyfe - en jordingsleder i form av en lukket sløyfe rundt en bygning i bakken eller på dens overflate.

Jordingsenhetsmotstand - forholdet mellom spenningen på jordingsenheten og strømmen som strømmer fra jordelektroden til jorden.

Spenning på jordingsenheten - spenning som oppstår når strømmen flyter fra jordelektroden til jorden mellom punktet for strøminngang til jordelektroden og nullpotensialsonen.

Sammenkoblede metallbeslag - forsterkning av armerte betongkonstruksjoner av en bygning (struktur), som sikrer elektrisk kontinuitet.

Farlig gnistdannelse - uakseptabel elektrisk utladning inne i den beskyttede gjenstanden forårsaket av et lynnedslag.

Trygg avstand - minimumsavstanden mellom to ledende elementer utenfor eller inne i den beskyttede gjenstanden, der det ikke kan oppstå en farlig gnist mellom dem.

Overspenningsvernanordning - en enhet utformet for å begrense overspenninger mellom elementer i det beskyttede objektet (for eksempel en overspenningsavleder, ikke-lineær overspenningsdemper eller annen beskyttelsesanordning).

Frittstående lynavleder - en lynavleder, hvis lynavledere og nedledere er plassert på en slik måte at lynstrømbanen ikke har kontakt med den beskyttede gjenstanden.

Lynavleder installert på den beskyttede gjenstanden - en lynavleder, hvis lynavledere og nedledere er plassert på en slik måte at en del av lynstrømmen kan spre seg gjennom den beskyttede gjenstanden eller dens jordingsleder.

Lynbeskyttelsessone - et rom i nærheten av en lynavleder med en gitt geometri, karakterisert ved at sannsynligheten for et lynnedslag på en gjenstand som ligger helt innenfor volumet, ikke overstiger en gitt verdi.

Akseptabel sannsynlighet for lyngjennombrudd - maksimalt tillatt sannsynlighet for et lynnedslag på en gjenstand beskyttet av lynavledere.

Pålitelighet av beskyttelse er definert som 1 - .

Industriell kommunikasjon - strøm- og informasjonskabler, ledende rørledninger, ikke-ledende rørledninger med internt ledende medium.

2.2. Klassifisering av bygninger og konstruksjoner etter lynbeskyttelsesanordning

Klassifiseringen av objekter bestemmes av faren for lynnedslag for selve objektet og dets omgivelser.

De umiddelbare farene ved lynnedslag inkluderer branner, mekaniske skader, skader på mennesker og dyr og skader på elektrisk og elektronisk utstyr. Konsekvensene av et lynnedslag kan være eksplosjoner og utslipp av farlige produkter – radioaktive og giftige kjemikalier, samt bakterier og virus.

Lynnedslag kan være spesielt farlig for informasjonssystemer, kommando- og kontrollsystemer og strømforsyningssystemer. Elektroniske enheter installert i gjenstander for ulike formål krever spesiell beskyttelse.

Objektene som vurderes kan deles inn i ordinære og spesielle.

Vanlige gjenstander - bolig- og administrasjonsbygg, samt bygninger og konstruksjoner med en høyde på ikke mer enn 60 m, beregnet for handel, industriell produksjon og landbruk.

Spesielle objekter:

gjenstander som utgjør en fare for nærmiljøet;

gjenstander som utgjør en fare for det sosiale og fysiske miljøet (gjenstander som ved lynnedslag kan forårsake skadelige biologiske, kjemiske og radioaktive utslipp);

andre gjenstander som det kan gis spesiell lynbeskyttelse for, for eksempel bygninger med høyde over 60 m, lekeplasser, midlertidige konstruksjoner, gjenstander under oppføring.

Tabell 2.1 gir eksempler på inndeling av objekter i fire klasser.

Tabell 2.1

Eksempler på objektklassifisering


En gjenstand	Objekttype	Konsekvenser av et lynnedslag

Vanlige gjenstander	Hus	Svikt i elektriske installasjoner, brann og materielle skader. Vanligvis mindre skade på gjenstander som befinner seg på stedet for lynnedslaget eller påvirket av kanalen
		Opprinnelig - en brann og innføring av farlig spenning, deretter - tap av strøm med risiko for død av dyr på grunn av svikt i det elektroniske ventilasjonskontrollsystemet, fôrforsyning, etc.
	Teater; skole; Kjøpesenter; idrettsanlegg	Strømbrudd (som belysning) som kan forårsake panikk. Svikt i brannalarmsystemet som forårsaker forsinkelser i brannslokkingsaktiviteter
	Bank; Forsikringsselskap; kommersielle kontor	Strømbrudd (som belysning) som kan forårsake panikk. Svikt i brannalarmsystemet som forårsaker forsinkelser i brannforebyggende aktiviteter. Mistet kommunikasjon, datamaskinfeil med tap av data
	Sykehus; barnehage; sykehjem	Strømbrudd (som belysning) som kan forårsake panikk. Svikt i brannalarmsystemet som forårsaker forsinkelser i brannforebyggende aktiviteter. Tap av kommunikasjonsutstyr, datafeil med tap av data. Tilstedeværelsen av alvorlig syke mennesker og behovet for å hjelpe immobile mennesker
	Industribedrifter	Ytterligere konsekvenser avhengig av produksjonsforhold - fra mindre skader til større skader på grunn av produkttap
	Museer og arkeologiske steder	Uerstattelig tap av kulturgoder
Spesielle gjenstander med begrenset fare	Måter å kommunisere på; kraftverk; brannfarlig industri	Uakseptabel forstyrrelse av offentlige tjenester (telekommunikasjon). Indirekte brannfare for naboobjekter
Spesielle gjenstander som utgjør en fare for nærmiljøet	Oljeraffinerier; bensinstasjoner; produksjon av fyrverkeri og fyrverkeri	Branner og eksplosjoner inne i anlegget og i umiddelbar nærhet
Spesielle gjenstander som er skadelige for miljøet	Kjemisk fabrikk; atomkraftverk; biokjemiske fabrikker og laboratorier	Brann- og utstyrsfeil med skadelige konsekvenser for miljøet

Under konstruksjon og gjenoppbygging er det for hver klasse av objekter nødvendig å bestemme de nødvendige nivåene av pålitelighet for beskyttelse mot direkte lynnedslag (DLM). For eksempel, for vanlige gjenstander Fire nivåer av beskyttelsespålitelighet kan foreslås, angitt i tabell 2.2.

Tabell 2.2

Nivåer av beskyttelse mot lysforurensning for vanlige gjenstander


Beskyttelsesnivå	Pålitelighet av beskyttelse mot sjokkbølger

For spesielle gjenstander Det minste akseptable nivået for pålitelighet av beskyttelse mot PUM er satt i området 0,9-0,999, avhengig av graden av dens sosiale betydning og alvorlighetsgraden av de forventede konsekvensene fra PUM.

På forespørsel fra kunden kan prosjektet inkludere et pålitelighetsnivå som overstiger det maksimalt tillatte.

2.3. Lynstrømparametere

Lynstrømparametere er nødvendige for å beregne mekaniske og termiske effekter, samt for standardisering av beskyttelsesmidler mot elektromagnetiske påvirkninger.

2.3.1. Klassifisering av effektene av lynstrømmer

For hvert lynbeskyttelsesnivå bestemmes maksimalt tillatte lynstrømparametere. Dataene gitt i denne instruksjonen gjelder nedadgående og oppadgående lyn.

Polaritetsforholdet til lynutladninger avhenger av den geografiske plasseringen av området. I mangel av lokale data, er dette forholdet tatt til å være 10 % for utladninger med positive strømmer og 90 % for utladninger med negative strømmer.

De mekaniske og termiske effektene av lynet bestemmes av toppstrømmen, total ladning, ladning per impuls og spesifikk energi. De høyeste verdiene av disse parameterne observeres ved positive utladninger.

Skader forårsaket av induserte overspenninger bestemmes av brattheten til lynstrømfronten. Helningen vurderes innenfor 30 % og 90 % nivåer av høyeste nåverdi. Den høyeste verdien av denne parameteren observeres i påfølgende pulser av negative utladninger.

2.3.2. Parametre for lynstrømmer foreslått for standardisering av beskyttelsesmidler mot direkte lynnedslag

Verdiene av de beregnede parametrene for sikkerhetsnivåene vedtatt i tabell 2.2 (med et forhold på 10 % til 90 % mellom andelene av positive og negative utslipp) er gitt i tabell 2.3.

Tabell 2.3

Korrespondanse av lynstrømparametere og beskyttelsesnivåer


Lynparameter	Beskyttelsesnivå

Toppstrømverdi, kA
Full ladning, C
Lading per puls, C
Spesifikk energi, kJ/Ohm
Gjennomsnittlig helning, kA/μs

2.3.3. Tettheten av lynet slår ned i bakken

Tettheten av lynnedslag i bakken, uttrykt i antall nedslag per 1 km av jordoverflaten per år, bestemmes i henhold til meteorologiske observasjoner på stedet for objektet.

Hvis tettheten av lynet slår ned i bakken, er 1/(km år) ukjent, det kan beregnes ved hjelp av følgende formel:

Hvor er gjennomsnittlig årlig varighet av tordenvær i timer, bestemt fra regionale kart over intensiteten av tordenværaktivitet.

2.3.4. Parametre for lynstrømmer foreslått for standardisering av beskyttelsesmidler mot elektromagnetiske effekter av lyn

I tillegg til mekaniske og termiske effekter, skaper lynstrøm kraftige pulser av elektromagnetisk stråling, som kan forårsake skade på systemer inkludert kommunikasjon, kontroll, automatiseringsutstyr, databehandlings- og informasjonsenheter, etc. Disse komplekse og kostbare systemene brukes i mange bransjer og virksomheter. Skaden deres som følge av et lynnedslag er svært uønsket av sikkerhetsmessige årsaker, så vel som av økonomiske årsaker.

Et lynnedslag kan enten inneholde en enkelt strømpuls eller bestå av en sekvens av pulser adskilt av tidsperioder der en svak medfølgende strøm flyter. Parametrene til den nåværende pulsen til den første komponenten skiller seg betydelig fra egenskapene til pulsene til påfølgende komponenter. Nedenfor er data som karakteriserer de beregnede parameterne for strømpulser for den første og påfølgende pulsen (tabell 2.4 og 2.5), samt langtidsstrøm (tabell 2.6) i pauser mellom pulser for vanlige objekter på ulike beskyttelsesnivåer.

Tabell 2.4

Parametre for den første lynstrømpulsen


Gjeldende parameter	Beskyttelsesnivå

Maksimal strøm, kA
Frontvarighet, µs
Halveringstid, µs
Lading per puls *, C
Spesifikk energi per puls**, MJ/Ohm
________________ * Siden en betydelig del av den totale ladningen oppstår i den første pulsen, antas det at den totale ladningen av alle korte pulser er lik den gitte verdien. ** Siden en betydelig del av den totale spesifikke energien oppstår i den første pulsen, antas det at den totale ladningen til alle korte pulser er lik den gitte verdien.

Tabell 2.5

Parametre for den påfølgende lynstrømpulsen


Gjeldende parameter	Beskyttelsesnivå

Maksimal strøm, kA
Frontvarighet, µs
Halveringstid, µs
Gjennomsnittlig helning, C/μs

Tabell 2.6

Parametre for langvarig lynstrøm i intervallet mellom pulser


Gjeldende parameter	Beskyttelsesnivå

Ladning *, Cl
Varighet, s
________________ * - ladning forårsaket av en lang flyt av strøm i perioden mellom to lynstrømpulser.

Den gjennomsnittlige strømmen er omtrent lik . Formen på strømpulsene bestemmes av følgende uttrykk:

Hvor er maksimal strøm;

- tid;

Tidskonstant for fronten;

Tidskonstant for forfall;

- koeffisient som korrigerer verdien av maksimal strøm.

Verdiene til parameterne inkludert i formel (2.2), som beskriver endringen i lynstrøm over tid, er gitt i tabell 2.7.

Tabell 2.7

Parameterverdier for beregning av lynstrømmens pulsform


Parameter	Første impuls	Oppfølgingsimpuls
	Beskyttelsesnivå	Beskyttelsesnivå

En lang puls kan antas å være rektangulær med en gjennomsnittlig strøm og varighet tilsvarende dataene i Tabell 2.6.

3. BESKYTTELSE MOT DIREKTE LYNSTIL

3.1. Kompleks av lynbeskyttelsesmidler

Settet med lynbeskyttelsesmidler for bygninger eller konstruksjoner inkluderer enheter for beskyttelse mot direkte lynnedslag [eksternt lynbeskyttelsessystem (LPS)] og enheter for beskyttelse mot sekundæreffekter av lyn (intern LPS). I spesielle tilfeller kan lynbeskyttelse kun inneholde eksterne eller kun interne enheter. Generelt går en del av lynstrømmene gjennom de interne lynbeskyttelseselementene.

En ekstern MES kan isoleres fra strukturen (frittstående lynavledere - stang eller kabel, samt nabostrukturer som utfører funksjonene til naturlige lynavledere) eller kan installeres på den beskyttede strukturen og til og med være en del av den.

Innvendige lynbeskyttelsesenheter er utformet for å begrense de elektromagnetiske effektene av lynstrøm og forhindre gnister inne i den beskyttede gjenstanden.

Lynstrømmer som kommer inn i lynavlederne blir utladet i jordelektrodesystemet gjennom et system av nedledere (nedledere) og spredt ut i bakken.

3.2. Eksternt lynbeskyttelsessystem

Generelt består den eksterne MPS av lynavledere, nedledere og jordledere. Deres materiale og tverrsnitt er valgt i henhold til tabell 3.1.

Tabell 3.1

Materiale og minimumstverrsnitt av elementer i den eksterne MZS


Beskyttelsesnivå	Materiale	Snitt, mm
		lynavleder	ned leder	jordelektrode

	Aluminium			Ikke aktuelt

Merk. De angitte verdiene kan økes avhengig av økt korrosjon eller mekanisk påkjenning.

3.2.1. Lynavledere

3.2.1.1. Generelle betraktninger

Lynavledere kan installeres spesielt, inkludert på stedet, eller deres funksjoner utføres av strukturelle elementer av det beskyttede objektet; i sistnevnte tilfelle kalles de naturlige lynavledere.

Lynavledere kan bestå av en vilkårlig kombinasjon av følgende elementer: stenger, oppspente ledninger (kabler), nettledere (gitter).

3.2.1.2. Naturlige lynavledere

Følgende strukturelle elementer av bygninger og strukturer kan betraktes som naturlige lynavledere:

a) metalltak på beskyttede gjenstander, forutsatt at:

elektrisk kontinuitet mellom forskjellige deler er sikret i lang tid;

tykkelsen på takmetallet er ikke mindre enn det som er gitt i tabell 3.2, hvis det er nødvendig for å beskytte taket mot skade eller gjennombrenning;

tykkelsen på takmetallet er minst 0,5 mm, hvis det ikke er nødvendig å beskytte det mot skade og det ikke er fare for antennelse av brennbare materialer under taket;

Taket har ikke isolerende belegg. Et lite lag med anti-korrosjonsmaling, eller et 0,5 mm lag med asfaltbelegg, eller et 1 mm lag med plastbelegg regnes imidlertid ikke som isolasjon;

ikke-metalliske belegg på eller under et metalltak strekker seg ikke utover den beskyttede gjenstanden;

b) takkonstruksjoner av metall (takverk, sammenkoblet stålarmering);

c) metallelementer som avløpsrør, dekorasjoner, gjerder langs kanten av taket, etc., hvis tverrsnittet ikke er mindre enn verdiene foreskrevet for konvensjonelle lynavledere;

d) teknologiske metallrør og tanker, hvis de er laget av metall med en tykkelse på minst 2,5 mm og smelting eller brenning gjennom dette metallet vil ikke føre til farlige eller uakseptable konsekvenser;

e) metallrør og -tanker, dersom de er laget av metall med en tykkelse på minst , gitt i tabell 3.2, og dersom temperaturøkningen på innsiden av gjenstanden ved et lynnedslag ikke utgjør noen fare.

Tabell 3.2

Tykkelsen på taket, røret eller tankkroppen som fungerer som en naturlig lynavleder


Beskyttelsesnivå	Materiale	Tykkelse, mm, ikke mindre
	Jern

Hvis betalingsprosedyren på betalingssystemets nettsted ikke er fullført, penge midler vil IKKE bli belastet kontoen din, og vi vil ikke motta betalingsbekreftelse. I dette tilfellet kan du gjenta kjøpet av dokumentet ved å bruke knappen til høyre. Det har oppstått en feil Betaling ble ikke fullført på grunn av en teknisk feil, midler fra kontoen din ble ikke avskrevet. Prøv å vente noen minutter og gjenta betalingen på nytt.

3.1. Kompleks av lynbeskyttelsesmidler

Settet med lynbeskyttelsesmidler for bygninger eller konstruksjoner inkluderer enheter for beskyttelse mot direkte lynnedslag (eksternt lynbeskyttelsessystem - LPS) og enheter for beskyttelse mot sekundæreffekter av lyn (intern LPS). I spesielle tilfeller kan lynbeskyttelse kun inneholde eksterne eller kun interne enheter. Generelt går en del av lynstrømmene gjennom de interne lynbeskyttelseselementene.

En ekstern MES kan isoleres fra strukturen (frittstående lynavledere - stang eller kabel, samt nabostrukturer som utfører funksjonene til naturlige lynavledere) eller kan installeres på den beskyttede strukturen og til og med være en del av den.

Innvendige lynbeskyttelsesenheter er designet for å begrense de elektromagnetiske effektene av lynstrøm og forhindre gnister inne i den beskyttede gjenstanden

Lynstrømmer som kommer inn i lynavlederne blir utladet til jordelektrodesystemet gjennom et system av nedledere (nedstigninger) og spres ned i bakken

3.2. Eksternt lynbeskyttelsessystem

Generelt består den eksterne MPS av lynavledere, nedledere og jordledere. Ved spesiell produksjon må deres materiale og tverrsnitt oppfylle kravene i Tabell. 3.1.

Tabell 3.1

Materiale og minimumstverrsnitt av elementer i den eksterne MZS

Merk. De angitte verdiene kan økes avhengig av økt korrosjon eller mekanisk påkjenning.

3.2.1. Lynavledere

3.2.1.1. Generelle betraktninger

Lynavledere kan installeres spesielt, inkludert på stedet, eller deres funksjoner utføres av strukturelle elementer av det beskyttede objektet; i sistnevnte tilfelle kalles de naturlige lynavledere.

Lynavledere kan bestå av en vilkårlig kombinasjon av følgende elementer: stenger, oppspente ledninger (kabler), nettledere (gitter).

3.2.1.2. Naturlige lynavledere

Følgende strukturelle elementer av bygninger og strukturer kan betraktes som naturlige lynavledere:

a) metalltak på beskyttede gjenstander, forutsatt at:

elektrisk kontinuitet mellom forskjellige deler er sikret i lang tid;

tykkelsen på takmetallet er minst t gitt i tabellen. 3.2, hvis det er nødvendig å beskytte taket mot skader eller brannskader

tykkelsen på takmetallet er minst 0,5 mm, hvis det ikke er nødvendig å beskytte det mot skade og det ikke er fare for antennelse av brennbare materialer under taket;

Taket har ikke isolerende belegg. I dette tilfellet et lite lag med anti-korrosjonsmaling eller et lag på 0,5 mm asfaltdekke, eller lag 1 mm plastbelegg regnes ikke som isolasjon;

ikke-metalliske belegg på eller under et metalltak strekker seg ikke utover den beskyttede gjenstanden;

b) takkonstruksjoner av metall (takverk, sammenkoblet stålarmering);

c) metallelementer som avløpsrør, dekorasjoner, gjerder langs kanten av taket, etc., hvis tverrsnittet ikke er mindre enn verdiene foreskrevet for konvensjonelle lynavledere;

e) metallrør og tanker, dersom de er laget av metall med en tykkelse på minst t gitt i tabellen. 3.2, og dersom temperaturøkningen på innsiden av gjenstanden ved lynnedslag ikke utgjør noen fare.

Tabell 3.2

Tykkelsen på taket, røret eller tankkroppen som fungerer som en naturlig lynavleder

3.2.2. Nedledere

3.2.2.1. Generelle betraktninger

For å redusere sannsynligheten for farlig gnistdannelse, bør dunledere plasseres slik at mellom skadestedet og bakken:

a) strømmen sprer seg langs flere parallelle baner;

b) lengden på disse stiene var begrenset til et minimum.

3.2.2.2. Plassering av nedledere i lynbeskyttelsesanordninger isolert fra det beskyttede objektet

Hvis lynavlederen består av stenger montert på separate støtter (eller en støtte), må det leveres minst en nedleder for hver støtte.

Hvis lynavlederen består av separate horisontale ledninger (kabler) eller en ledning (kabel), kreves det minst en nedleder for hver ende av kabelen.

Hvis lynavlederen er en nettkonstruksjon hengt over den beskyttede gjenstanden, kreves det minst én nedleder for hver av dens støtter. Det totale antallet nedledere må være minst to.

3.2.2.3. Plassering av dunledere for uisolerte lynverninnretninger

Nedledere er plassert rundt omkretsen av det beskyttede objektet på en slik måte at den gjennomsnittlige avstanden mellom dem ikke er mindre enn verdiene gitt i tabellen. 3.3.

Nedledere er forbundet med horisontale belter nær bakkeoverflaten og hver 20 m i henhold til bygningens høyde.

Tabell 3.3

Gjennomsnittlig avstand mellom nedledere avhengig av beskyttelsesnivået

Beskyttelsesnivå	Gjennomsnittlig avstand m
Jeg	10
II	15
III	20
IV	25

3.2.2.4. Retningslinjer for plassering av nedledere

Det er ønskelig at nedlederne er jevnt plassert rundt omkretsen av det beskyttede objektet. Hvis mulig, legges de nær hjørnene av bygninger.

Nedledere som ikke er isolert fra det beskyttede objektet, legges som følger:

hvis veggen er laget av ikke-brennbart materiale, kan dunlederne festes til veggoverflaten eller løpe gjennom veggen;

hvis veggen er laget av brennbart materiale, kan nedlederne festes direkte til veggens overflate, slik at temperaturøkningen under strømmen av lynstrøm ikke utgjør en fare for veggmaterialet;

dersom veggen er laget av brennbart materiale og en økning i temperaturen på dunlederne utgjør en fare for den, skal dunlederne plasseres på en slik måte at avstanden mellom dem og den beskyttede gjenstanden alltid overstiger 0,1 m. Metallbraketter for å feste dunledere kan være i kontakt med veggen.

Dunledere skal ikke monteres i avløpsrør. Det anbefales å plassere nedledere i størst mulig avstand fra dører og vinduer

Nedledere legges langs rette og vertikale linjer, slik at veien til bakken blir så kort som mulig. Det anbefales ikke å legge ned ledere i form av løkker.

3.2.2.5. Naturlige elementer av dunledere

Følgende strukturelle elementer i bygninger kan betraktes som naturlige dunledere:

a) metallkonstruksjoner, forutsatt at:

elektrisk kontinuitet mellom ulike elementer er holdbar og oppfyller kravene i klausul 3.2.4.2;

de er ikke mindre i størrelse enn nødvendig for spesialdesignede dunledere. Metallkonstruksjoner kan ha et isolerende belegg;

b) metallramme av en bygning eller struktur;

c) sammenkoblet stålarmering av en bygning eller struktur;

d) deler av fasaden, profilerte elementer og bærende metallkonstruksjoner av fasaden, forutsatt at deres dimensjoner samsvarer med instruksjonene for dunledere og deres tykkelse er minst 0,5 mm.

Metallarmering av armerte betongkonstruksjoner anses å gi elektrisk kontinuitet dersom den tilfredsstiller følgende betingelser:

omtrent 50% av forbindelsene til vertikale og horisontale stenger er laget ved sveising eller har en stiv forbindelse (bolting, ledningsbinding);

det sikres elektrisk kontinuitet mellom stålarmeringen av de ulike prefabrikerte betongblokkene og armeringen av betongblokkene forberedt på stedet.

Det er ikke nødvendig å legge horisontale belter dersom bygningens metallrammer eller stålarmering av armert betong brukes som dunledere.

3.2.3. Jordingsbrytere

3.2.3.1. Generelle betraktninger

I alle tilfeller, med unntak av bruk av en separat lynavleder, bør lynbeskyttelsesjordlederen kombineres med jordingslederne til elektriske installasjoner og kommunikasjonsutstyr. Hvis disse jordelektrodene må skilles av noen teknologiske årsaker, bør de kombineres til et felles system ved hjelp av et potensialutjevningssystem.

3.2.3.2. Spesiallagte jordingselektroder

Det anbefales å bruke følgende typer jordingselektroder: en eller flere kretser, vertikale (eller skråstilte) elektroder, radielt divergerende elektroder eller en jordingskrets lagt i bunnen av gropen, jordingsnett.

Tungt nedgravde jordelektroder er effektive hvis jordresistiviteten avtar med dybden og på store dyp viser seg å være betydelig mindre enn på nivået til det vanlige stedet.

Det er å foretrekke å legge jordelektroden i form av en ekstern krets i en dybde på minst 0,5 m fra jordoverflaten og i en avstand på minst 1 m fra veggene. Jordingselektroder må være plassert i en dybde på minst 0,5 m utenfor det beskyttede objektet og fordeles så jevnt som mulig; Samtidig må vi bestrebe oss på å minimere deres gjensidige skjerming.

Leggingsdybden og type jordingselektroder er valgt for å sikre minimal korrosjon, samt muligens mindre sesongvariasjon i jordingsmotstand som følge av tørking og frysing av jorda.

3.2.3.3. Naturlige jordingselektroder

Sammenkoblet armert betongarmering eller andre underjordiske metallkonstruksjoner som oppfyller kravene i punkt 3.2.2.5 kan brukes som jordingselektroder. Hvis armert betongarmering brukes som jordingselektroder, stilles det økte krav til tilkoblingsstedene for å forhindre mekanisk ødeleggelse av betongen. Hvis det brukes forspent betong, må det tas hensyn til mulige konsekvenser av strømmen av lynstrøm, som kan forårsake uakseptabel mekanisk påkjenning.

3.2.4. Feste- og koblingselementer til den eksterne MZS

3.2.4.1. Festing

Lynavledere og nedledere er stivt festet for å forhindre brudd eller løsnede ledere under påvirkning av elektrodynamiske krefter eller tilfeldige mekaniske påvirkninger (for eksempel fra vindkast eller fallende snø).

3.2.4.2. Tilkoblinger

Antall lederforbindelser reduseres til et minimum. Tilkoblinger er laget ved sveising, lodding, innsetting i en klemør eller bolting er også tillatt

3.3. Utvalg av lynavledere

3.3.1. Generelle betraktninger

Valget av type og høyde på lynavledere er gjort basert på de nødvendige pålitelighetsverdiene R z. En gjenstand anses som beskyttet dersom totalen av alle lynavlederne gir en beskyttelsespålitelighet på minst R z.

I alle tilfeller velges beskyttelsessystemet mot direkte lynnedslag slik at naturlige lynavledere brukes mest mulig, og dersom beskyttelsen de gir utilstrekkelig, i kombinasjon med spesialmonterte lynavledere

Generelt bør valget av lynavleder gjøres ved hjelp av passende dataprogrammer som er i stand til å beregne beskyttelsessoner eller sannsynligheten for et lyngjennombrudd i et objekt (gruppe av objekter) av en hvilken som helst konfigurasjon med et vilkårlig arrangement av nesten et hvilket som helst antall lynavledere. forskjellige typer.

Alt annet likt kan høyden på lynavledere reduseres hvis kabelkonstruksjoner brukes i stedet for stangkonstruksjoner, spesielt når de er opphengt langs den ytre omkretsen av objektet.

Hvis beskyttelsen av en gjenstand er gitt av de enkleste lynavlederne (enkeltstang, enkel kabel, dobbel stang, dobbel kabel, lukket kabel), kan dimensjonene til lynavlederne bestemmes ved hjelp av beskyttelsessonene spesifisert i denne standarden.

Ved utforming av lynbeskyttelse for et ordinært anlegg, er det mulig å bestemme beskyttelsessoner ved beskyttelsesvinkelen eller ved hjelp av rullekulemetoden i samsvar med International Electrotechnical Commission standard (IEC 1024), forutsatt at designkravene til International Den elektrotekniske kommisjonen er strengere enn kravene i denne instruksjonen

3.3.2. Typiske beskyttelsessoner for stang- og kabellynavledere

3.3.2.1. Beskyttelsessoner for en enkelt stang lynavleder

Standard beskyttelsessone med en enkelt stang lynavleder høyde h er en sirkulær kjegle med høyde h 0 h 0 og radius av kjeglen på bakkenivå r 0.

Beregningsformlene gitt nedenfor (tabell 3.4) er egnet for lynavledere med en høyde på opptil 150 m. For høyere lynavledere bør en spesiell beregningsmetode brukes.

Ris. 3.1. Beskyttelsessone for en enkelt stang lynavleder

For beskyttelsessonen for den nødvendige påliteligheten (fig. 3.1), radiusen til den horisontale seksjonen r x på høy h x bestemt av formelen:

(3.1)

Tabell 3.4

Beregning av beskyttelsessonen til en enkelt stang lynavleder

Pålitelighet av beskyttelse R z	Lynavleder høyde h, m	Kjeglehøyde h 0, m	Kjegleradius r 0, m
0,9	Fra 0 til 100	0,85h	1,2h
0,9	Fra 100 til 150	0,85h	h
0,99	Fra 0 til 30	0,8h	0,8h
	Fra 30 til 100	0,8h	h
	Fra 100 til 150	h	0,7h
0,999	Fra 0 til 30	0,7h	0,6h
	Fra 30 til 100	h	h
	Fra 100 til 150	h	h

3.3.2.2. Beskyttelsessoner av en enkelt kabel lynavleder

Standard beskyttelsessoner for en enkelt kabel lynavleder i høyden h er begrenset av symmetriske gavlflater, som danner en likebenet trekant i et vertikalt snitt med et toppunkt i høyden h 0 r 0 (fig. 3.2).

Beregningsformlene gitt nedenfor (tabell 3.5) er egnet for lynavledere med en høyde på opptil 150 m. I større høyder bør spesiell programvare brukes. Her og under h refererer til minimumshøyden på kabelen over bakkenivå (med hensyn til nedbøyning).

Ris. 3.2. Beskyttelsessone for en enkelt kontaktledningslynstang: L- avstand mellom kabelopphengspunkter

Halv bredde r x beskyttelsessoner med nødvendig pålitelighet (fig. 3.2) i høyden h x fra jordens overflate bestemmes av uttrykket:

(3.2)

Hvis det er nødvendig å utvide det beskyttede volumet, kan beskyttelsessoner for bærende støtter legges til endene av beskyttelsessonen til selve kontaktlyngen, som beregnes ved hjelp av formlene for enkeltstangs lynavledere presentert i tabell. 3.4. Ved store kabelnedfall, for eksempel nær luftledninger, anbefales det å beregne den sikrede sannsynligheten for lyngjennombrudd ved hjelp av programvaremetoder, siden konstruksjon av beskyttelsessoner basert på minimum kabelhøyde i spennet kan føre til uberettigede kostnader .

Tabell 3.5

Beregning av beskyttelsessonen til en enkeltkabel lynavleder

Pålitelighet av beskyttelse R z	Lynavleder høyde h, m	Kjeglehøyde h 0, m	Kjegleradius r 0, m
0,9	Fra 0 til 150	0,87h	1,5h
0,99	Fra 0 til 30	0,8h	0,95h
	Fra 30 til 100	0,8h	h
	Fra 100 til 150	0,8h	h
0,999	Fra 0 til 30	0,75h	0,7h
	Fra 30 til 100	h	h
	Fra 100 til 150	h	h

3.3.2.3. Beskyttelsessoner av dobbel stang lynavleder

En lynavleder regnes som dobbel når avstanden mellom lynavlederne L ikke overskrider grenseverdien L maks. Ellers regnes begge lynavlederne som enkeltstående.

Konfigurasjon av vertikale og horisontale seksjoner av standard beskyttelsessoner for en dobbel stang lynavleder (høyde h og avstand L mellom lynavledere) er vist i fig. 3.3. Konstruksjon av ytre områder av doble lynavledersoner (halvkjegler med dimensjoner h 0, r 0) er produsert i henhold til formlene i tabell. 3.4 for enkeltstangs lynavledere. Dimensjonene til de indre områdene bestemmes av parametrene h 0 Og h c, hvorav den første setter den maksimale høyden til sonen direkte ved lynavlederne, og den andre - minimumshøyden til sonen i midten mellom lynavlederne. Når avstanden mellom lynavledere L ≤ L c h c = h 0). For avstander Lc ≤ L ≥ L maks høyde h c bestemt av uttrykket

(3.3)

Lmax Og Lc beregnes ved hjelp av empiriske formler i tabell. 3.6, egnet for lynavledere opp til 150 høye m

Dimensjonene til de horisontale delene av sonen beregnes ved å bruke følgende formler, felles for alle nivåer av beskyttelsespålitelighet:

maksimale halve bredden av sonen r x i horisontalt snitt i høyden h x:

(3.4)

Ris. 3.3. Beskyttelsessone av dobbel stang lynavleder

horisontal snittlengde L x på høy h x ≥ h c:

(3.5)

og kl h x h c L x = L / 2;

horisontal snittbredde i midten mellom lynavledere 2r cx på høy h x ≤ h c:

(3.6)

Tabell 3.6

Beregning av parametere for beskyttelsessonen til en dobbel stang lynavleder

3.3.2.4. Beskyttelsessoner av dobbel kabel lynavleder

En lynavleder regnes som dobbel når avstanden mellom kablene L ikke overstiger maksimalverdien Lmax. Ellers regnes begge lynavlederne som enkeltstående.

Konfigurasjon av vertikale og horisontale seksjoner av standard beskyttelsessoner for en dobbel kontaktledning (høyde h og avstand mellom kabler L) er vist i fig. 3.4. Konstruksjon av ytre områder av soner (to flater med enkelt stigning med dimensjoner h 0, r 0) er produsert i henhold til formlene i tabell. 3,5 for enkeltkabel lynavledere.

Ris. 3.4. Beskyttelsessone av dobbel kabel lynavleder

Dimensjonene til de indre områdene bestemmes av parametrene h 0 Og h c, hvorav den første setter maksimal høyde på sonen rett ved siden av kablene, og den andre - minimumshøyden på sonen i midten mellom kablene. Med avstand mellom kablene L ≤ h c sonegrensen har ingen svikt ( h c = h 0). For avstander h c L ≤ Lmax høyde h c bestemt av uttrykket

(3.7)

De maksimale avstandene som er inkludert i den Lmax Og Lc beregnes ved hjelp av empiriske formler i tabell. 3.7, egnet for kabler med opphengshøyder opp til 150 m. For høyere lynavlederhøyder bør spesiell programvare brukes.

Lengde på den horisontale delen av beskyttelsessonen i høyden h x bestemt av formlene:

(3.8)

For å utvide det beskyttede volumet, kan en beskyttelsessone for støtter som bærer kabler legges over sonen til en dobbelkabellynavleder, som er bygget som en sone for en dobbelstanglynavleder, hvis avstanden L mindre mellom støttene Lmax, beregnet ved hjelp av formlene i tabell. 3.6. Ellers bør støttene betraktes som enkle lynavledere.

Når kablene ikke er parallelle eller av forskjellige høyder, eller høyden varierer langs spennet, bør spesiell programvare brukes for å vurdere påliteligheten til beskyttelsen. Det anbefales også å fortsette med store kabler i spennet for å unngå unødvendige reserver for påliteligheten av beskyttelsen.

Tabell 3.7

Beregning av parametere for beskyttelsessonen til en dobbel kontaktledningslynstang

3.3.2.5 Beskyttelsessoner for en lukket lynavleder

Beregningsformlene i klausul 3.3.2.5 kan brukes til å bestemme høyden på opphenget til en lukket kabel-lynavleder designet for å beskytte gjenstander med den nødvendige påliteligheten h 0 m, som ligger på et rektangulært område S 0 i sonens indre volum med minimum horisontal forskyvning mellom lynavlederen og objektet lik D(Fig. 3.5). Høyden på kabelopphenget betyr minimumsavstanden fra kabelen til jordoverflaten, tatt i betraktning mulig nedbøyning i sommersesongen.

Ris. 3.5. Beskyttelsessone for en lukket lynledning

For beregning h uttrykket som brukes:

(3.9)

der konstantene EN Og I bestemmes avhengig av nivået av beskyttelsespålitelighet ved å bruke følgende formler:

a) pålitelighet av beskyttelse R z = 0,99

b) pålitelighet av beskyttelse R z = 0,999

De beregnede relasjonene er gyldige når D > 5 m. Arbeid med mindre horisontale forskyvninger av kabelen er upraktisk på grunn av den høye sannsynligheten for omvendt lynoverlapping fra kabelen til det beskyttede objektet. Av økonomiske årsaker anbefales ikke lukkede kontaktledningslynavledere når den nødvendige beskyttelsessikkerheten er mindre enn 0,99.

Hvis høyden på objektet overstiger 30 m, bestemmes høyden på en lukket lynstang ved hjelp av programvare. Det samme bør gjøres for en lukket sløyfe med kompleks form.

Etter å ha valgt høyden på lynavledere i henhold til deres beskyttelsessoner, anbefales det å sjekke den faktiske sannsynligheten for et gjennombrudd ved hjelp av dataverktøy, og i tilfelle en stor pålitelighetsmargin, foreta en justering ved å stille inn en lavere høyde på lynavlederne.

Nedenfor er reglene for å bestemme beskyttelsessoner for objekter med en høyde på opptil 60 m, fastsatt i IEC-standarden (IEC 1024-1-1). Ved utforming kan enhver beskyttelsesmetode velges, men praksis viser at det er tilrådelig å bruke individuelle metoder i følgende tilfeller:

beskyttelsesvinkelmetoden brukes for strukturer med enkel form eller for små deler av store strukturer;

den fiktive sfæremetoden er egnet for strukturer med kompleks form;

Bruk av beskyttelsesnett anbefales generelt og spesielt for overflatebeskyttelse.

I tabellen 3.8 for beskyttelsesnivåer I - IV er verdiene til vinklene på toppen av beskyttelsessonen, radiene til den fiktive sfæren, samt den maksimalt tillatte rutenettets celledeling gitt.

Tabell 3.8

Parametre for beregning av lynavledere i henhold til IECs anbefalinger

*I disse tilfellene er det kun masker eller fiktive sfærer som gjelder.

Lynavledere, master og kabler plasseres slik at alle deler av konstruksjonen er plassert i beskyttelsessonen dannet i en vinkel α til vertikalen. Beskyttelsesvinkelen velges i henhold til tabellen. 3,8, og h er høyden på lynavlederen over overflaten som skal beskyttes

Beskyttelsesvinkelmetoden brukes ikke hvis h større enn radiusen til den fiktive sfæren definert i tabellen. 3.8 for riktig beskyttelsesnivå.

Den fiktive kulemetoden brukes til å bestemme beskyttelsessonen for deler eller områder av en konstruksjon når det i henhold til tabell. 3.4, er bestemmelsen av beskyttelsessonen ved beskyttelsesvinkelen utelukket. En gjenstand anses som beskyttet hvis den fiktive kulen, som berører overflaten av lynavlederen og planet den er installert på, ikke har fellespunkter med den beskyttede gjenstanden.

Nettingen beskytter overflaten hvis følgende betingelser er oppfylt:

nettlederne løper langs kanten av taket hvis taket strekker seg utover bygningens totale dimensjoner;

nettlederen går langs takryggen hvis takhellingen overstiger 1/10;

sideflatene til strukturen på nivåer høyere enn radiusen til den fiktive kulen (se tabell 3.8) er beskyttet av lynavledere eller netting

Rutenettets celledimensjoner er ikke større enn de som er gitt i tabellen. 3,8;

nettet er utformet på en slik måte at lynstrømmen alltid har minst to forskjellige veier til jordelektroden; ingen metalldeler skal stikke ut utenfor nettets ytre konturer.

Nettlederne bør legges så langt som mulig langs korteste veier.

3.3.4. Beskyttelse av elektriske metallkabeloverføringslinjer i ryggrad og intra-sonale kommunikasjonsnettverk

3.3.4.1. Beskyttelse av nydesignede kabellinjer

På nydesignede og rekonstruerte kabellinjer i hoved- og intrasonale kommunikasjonsnettverk 1, bør beskyttelsestiltak gis uten svikt i de områdene hvor den sannsynlige skadetettheten (det sannsynlige antallet farlige lynnedslag) overstiger den tillatte grensen angitt i tabell. 3.9.

1 ryggradsnettverk - nettverk for overføring av informasjon over lange avstander; intrazonale nettverk - nettverk for overføring av informasjon mellom regionale og distriktssentre.

Tabell 3.9

km ruter per år for elektriske kommunikasjonskabler

3.3.4.2. Beskyttelse av nye ledninger lagt nær eksisterende

Hvis kabelledningen som prosjekteres legges nær en eksisterende kabellinje og det faktiske antall skader på sistnevnte under drift i en periode på minst 10 år er kjent, vil ved prosjektering av kabelbeskyttelse mot lynnedslag, standarden for tillatt skadetetthet må ta hensyn til forskjellen mellom faktisk og beregnet skadeevne til eksisterende kabelledning.

I dette tilfellet, den tillatte tettheten n 0 Skader på den konstruerte kabelledningen finner man ved å multiplisere tillatt tetthet fra tabellen. 3,9 på forholdet mellom de beregnede n s og faktisk n f skaderate på en eksisterende kabel fra lynnedslag per 100 km ruter per år:

n 0 = n 0 (n s / n f).

3.3.4.3. Beskyttelse av eksisterende kabellinjer

På eksisterende kabelledninger utføres beskyttelsestiltak i de områdene hvor det har oppstått skade fra lynnedslag, og lengden på det vernede området bestemmes av terrengforhold (lengden på en bakke eller et område med økt jordresistivitet osv.) , men antas å være minst 100 m i hver retning fra skadestedet. I disse tilfellene er det nødvendig å legge lynbeskyttelseskabler i bakken. Hvis en kabellinje som allerede har beskyttelse er skadet, etter eliminering av skaden, kontrolleres tilstanden til lynbeskyttelsesutstyr og først etter det tas det en beslutning om å installere ekstra beskyttelse i form av å legge kabler eller erstatte den eksisterende kabelen med en mer motstandsdyktig mot lynnedslag. Beskyttelsesarbeid skal utføres umiddelbart etter at lynskaden er eliminert.

3.3.5. Beskyttelse av optiske kabeloverføringslinjer for ryggrad og intrazonale kommunikasjonsnettverk

3.3.5.1. Tillatt antall farlige lynnedslag i optiske linjer i hoved- og intrasonale kommunikasjonsnettverk

På de konstruerte optiske kabeloverføringslinjene til hoved- og intrasonale kommunikasjonsnettverk er beskyttelsestiltak mot skade ved lynnedslag obligatoriske i de områdene der det sannsynlige antallet farlige lynnedslag (sannsynlig skadetetthet) i kablene overstiger det tillatte antallet spesifiserte i tabellen. 3.10.

Tabell 3.10

Tillatt antall farlige lynnedslag per 100 km ruter per år for optiske kommunikasjonskabler

Ved utforming av optiske kabeloverføringslinjer er det tenkt å bruke kabler med en lynmotstandskategori som ikke er lavere enn de som er gitt i tabell. 3.11, avhengig av formålet med kablene og installasjonsforholdene. I dette tilfellet, når du legger kabler i åpne områder, kan beskyttelsestiltak være nødvendig ekstremt sjelden, bare i områder med høy jordresistivitet og økt tordenværaktivitet.

Tabell 3.11

3.3.5.3. Beskyttelse av eksisterende optiske kabellinjer

På eksisterende optiske kabeloverføringslinjer utføres beskyttelsestiltak i de områdene hvor det har oppstått skade fra lynnedslag, og lengden på det beskyttede området bestemmes av terrengforhold (lengden på en bakke eller et område med økt jordresistivitet osv.) .), men må være minst 100 m i hver retning fra skadestedet. I disse tilfellene er det nødvendig å sørge for legging av beskyttelsesledninger.

Arbeid med montering av vernetiltak skal utføres umiddelbart etter at lynskaden er eliminert.

3.3.6. Beskyttelse mot lynnedslag fra elektriske og optiske kommunikasjonskabler lagt i befolkede områder

Ved legging av kabler i et befolket område, bortsett fra når man krysser og nærmer seg en luftledning med en spenning på 110 kV og høyere er beskyttelse mot lynnedslag ikke gitt.

3.3.7. Beskyttelse av kabler lagt langs kanten av skogen, nær isolerte trær, støtter, master

Beskyttelse av kommunikasjonskabler lagt langs kanten av skogen, samt nær gjenstander med en høyde på mer enn 6 m(separate trær, kommunikasjonslinjestøtter, kraftledninger, lynavledermaster osv.) er gitt dersom avstanden mellom kabelen og objektet (eller dens underjordiske del) er mindre enn avstandene gitt i tabellen. 3.12 for forskjellige verdier for jordresistivitet.

Tabell 3.12

Tillatte avstander mellom kabelen og jordsløyfen (støtte)

DEN RUSSISKE FØDERASJONS ENERGIDEPARTEMENT

GODKJENT

I rekkefølge

Energidepartementet

Russland

BRUKSANVISNING
VED ENHET
LYNBESKYTTELSE AV BYGNINGER OG STRUKTURER
OG INDUSTRIKOMMUNIKASJON

SO 153-34.21.122-2003

1. INTRODUKSJON

Instruks for montering av lynbeskyttelse av bygninger, konstruksjoner og industriell kommunikasjon (SO 153-34.21.122-2003) (heretter kalt Instruksen) gjelder for alle typer bygninger, konstruksjoner og industriell kommunikasjon, uavhengig av avdelingstilhørighet og form. av eierskap.

Instruksjonene er beregnet for bruk i prosjektutvikling, konstruksjon, drift, samt ved rekonstruksjon av bygninger, strukturer og industriell kommunikasjon.

I tilfeller hvor kravene i bransjeforskriftene er strengere enn de i denne instruksen, anbefales det å følge bransjekravene ved utvikling av lynbeskyttelse. Det anbefales også å gjøre det samme når instruksjonene i instruksjonene ikke kan kombineres med de teknologiske egenskapene til det beskyttede objektet. I dette tilfellet velges midlene og metodene for lynbeskyttelse som brukes basert på betingelsen for å sikre den nødvendige påliteligheten.

Ved utvikling av prosjekter for bygninger, strukturer og industriell kommunikasjon, i tillegg til kravene i instruksjonene, tas det hensyn til ytterligere krav til lynbeskyttelse i samsvar med andre gjeldende normer, regler, instruksjoner og statlige standarder.

Ved standardisering av lynbeskyttelse er utgangspunktet at enhver enhet ikke kan forhindre utvikling av lyn.

Anvendelse av standarden ved valg av lynbeskyttelse reduserer risikoen for skade ved lynnedslag betraktelig.

Type og plassering av lynbeskyttelsesanordninger velges på designstadiet av et nytt anlegg for å kunne utnytte de ledende elementene til sistnevnte maksimalt. Dette vil lette utviklingen og implementeringen av lynbeskyttelsesenheter kombinert med selve bygningen, vil forbedre dets estetiske utseende, øke effektiviteten til lynbeskyttelse og minimere kostnadene og arbeidskostnadene.

2. GENERELLE BESTEMMELSER

2.1. BEGREPER OG DEFINISJONER

Lynet slår ned i bakken- en elektrisk utladning av atmosfærisk opprinnelse mellom en tordensky og bakken, bestående av en eller flere strømpulser.

Treffpunkt- punktet der lynet kommer i kontakt med bakken, bygningen eller lynbeskyttelsesanordningen. Et lynnedslag kan ha flere nedslagspunkter.

Beskyttet objekt- en bygning eller konstruksjon, del eller rom derav, som det er installert lynbeskyttelse for som oppfyller kravene i denne standarden.

Lynbeskyttelsesanordning- et system som lar deg beskytte en bygning eller struktur mot virkningene av lynnedslag. Den inkluderer eksterne og interne enheter. I spesielle tilfeller kan lynbeskyttelse kun inneholde eksterne eller kun interne enheter.

Beskyttelsesinnretninger mot direkte lynnedslag (lynavledere)- et kompleks bestående av lynavledere, nedledere og jordledere.

Beskyttelsesinnretninger mot sekundære effekter av lyn - enheter som begrenser effekten av elektriske og magnetiske felt av lyn.

Potensielle utjevningsenheter - elementer av beskyttelsesanordninger som begrenser potensialforskjellen forårsaket av spredning av lynstrøm.

Lynavleder- del av en lynavleder designet for å avskjære lyn.

Nedleder (nedstigning)- del av en lynavleder designet for å avlede lynstrøm fra lynavlederen til jordelektroden.

Jordingsanordning- et sett med jordingsledere og jordingsledere.

Jordelektrode- en ledende del eller et sett med sammenkoblede ledende deler som er i elektrisk kontakt med bakken direkte eller gjennom et ledende medium.

Jordsløyfe- en jordingsleder i form av en lukket sløyfe rundt en bygning i bakken eller på dens overflate.

Jordingsenhetsmotstand- forholdet mellom spenningen på jordingsenheten og strømmen som strømmer fra jordelektroden til jorden.

Spenning på jordingsenheten- spenning som oppstår når strømmen flyter fra jordelektroden til jorden mellom punktet for strøminngang til jordelektroden og nullpotensialsonen.

Sammenkoblede metallbeslag - armering av armerte betongkonstruksjoner av en bygning (konstruksjon), som sikrer elektrisk kontinuitet.

Farlig gnistdannelse- uakseptabel elektrisk utladning inne i den beskyttede gjenstanden forårsaket av et lynnedslag.

Trygg avstand- minimumsavstanden mellom to ledende elementer utenfor eller inne i den beskyttede gjenstanden, der det ikke kan oppstå en farlig gnist mellom dem.

Overspenningsvernanordning - en enhet utformet for å begrense overspenninger mellom elementer i den beskyttede gjenstanden (for eksempel en overspenningsavleder, ikke-lineær overspenningsdemper eller annen beskyttelsesenhet).

Frittstående lynavleder- en lynavleder, hvis lynavledere og nedledere er plassert på en slik måte at lynstrømbanen ikke har kontakt med den beskyttede gjenstanden.

Lynavleder installert på den beskyttede gjenstanden - en lynavleder, hvis lynavledere og nedledere er plassert på en slik måte at en del av lynstrømmen kan spre seg gjennom den beskyttede gjenstanden eller dens jordingsleder.

Lynbeskyttelsessone- et rom i nærheten av en lynavleder med en gitt geometri, karakterisert ved at sannsynligheten for et lynnedslag på en gjenstand som ligger helt innenfor volumet, ikke overstiger en gitt verdi.

Akseptabel sannsynlighet for lyngjennombrudd- høyeste tillatte sannsynlighet R lynnedslag til en gjenstand beskyttet av lynavledere.

Pålitelighet av beskyttelse definert som 1 - R.

Industriell kommunikasjon- strøm- og informasjonskabler, ledende rørledninger, ikke-ledende rørledninger med internt ledende medium.

2.2. KLASSIFISERING AV BYGNINGER OG KONSTRUKTER I HENHOLD TIL LYNBESKYTTELSESENHETER

Klassifiseringen av objekter bestemmes av faren for lynnedslag for selve objektet og dets omgivelser.

De umiddelbare farene ved lynnedslag inkluderer branner, mekaniske skader, skader på mennesker og dyr og skader på elektrisk og elektronisk utstyr. Konsekvensene av et lynnedslag kan være eksplosjoner og utslipp av farlige produkter – radioaktive og giftige kjemikalier, samt bakterier og virus.

Lynnedslag kan være spesielt farlig for informasjonssystemer, kommando- og kontrollsystemer og strømforsyningssystemer. Elektroniske enheter installert i gjenstander for ulike formål krever spesiell beskyttelse.

Objektene som vurderes kan deles inn i ordinære og spesielle.

Vanlige gjenstander- bolig- og administrasjonsbygg, samt bygninger og konstruksjoner med en høyde på ikke mer enn 60 m, beregnet for handel, industriell produksjon og landbruk.

Spesielle objekter:

gjenstander som utgjør en fare for nærmiljøet;

gjenstander som utgjør en fare for det sosiale og fysiske miljøet (gjenstander som ved lynnedslag kan forårsake skadelige biologiske, kjemiske og radioaktive utslipp);

andre gjenstander som det kan gis spesiell lynbeskyttelse for, for eksempel bygninger med høyde over 60 m, lekeplasser, midlertidige konstruksjoner, gjenstander under oppføring.

I tabellen 2.1 gir eksempler på å dele inn objekter i fire klasser.

Tabell 2.1 - Eksempler på objektklassifisering

	Objekttype	Konsekvenser av et lynnedslag
Vanlige gjenstander	Hus	Svikt i elektriske installasjoner, brann og materielle skader. Vanligvis mindre skade på gjenstander som befinner seg på stedet for lynnedslaget eller påvirket av kanalen
Vanlige gjenstander		Opprinnelig - en brann og innføring av farlig spenning, deretter - tap av strøm med risiko for død av dyr på grunn av svikt i det elektroniske ventilasjonskontrollsystemet, fôrforsyning, etc.
Vanlige gjenstander	Teater; skole; Kjøpesenter; idrettsanlegg	Strømbrudd (som belysning) som kan forårsake panikk. Svikt i brannalarmsystemet som forårsaker forsinkelser i brannslokkingsaktiviteter
	Bank; Forsikringsselskap; kommersielle kontor	Strømbrudd (som belysning) som kan forårsake panikk. Svikt i brannalarmsystemet som forårsaker forsinkelser i brannforebyggende aktiviteter. Mistet kommunikasjon, datamaskinfeil med tap av data
	Sykehus; barnehage; sykehjem	Strømbrudd (som belysning) som kan forårsake panikk. Svikt i brannalarmsystemet som forårsaker forsinkelser i brannforebyggende aktiviteter. Tap av kommunikasjonsutstyr, datafeil med tap av data. Tilstedeværelsen av alvorlig syke mennesker og behovet for å hjelpe immobile mennesker
	Industribedrifter	Ytterligere konsekvenser avhengig av produksjonsforhold - fra mindre skader til større skader på grunn av produkttap
	Museer og arkeologiske steder	Uerstattelig tap av kulturgoder
Spesielle gjenstander med begrenset fare	Måter å kommunisere på; kraftverk; brannfarlig industri	Uakseptabel forstyrrelse av offentlige tjenester (telekommunikasjon). Indirekte brannfare for naboobjekter
Spesielle gjenstander som utgjør en fare for nærmiljøet	Oljeraffinerier; bensinstasjoner; produksjon av fyrverkeri og fyrverkeri	Branner og eksplosjoner inne i anlegget og i umiddelbar nærhet
Spesielle gjenstander som er skadelige for miljøet	Kjemisk fabrikk; atomkraftverk; biokjemiske fabrikker og laboratorier	Brann- og utstyrsfeil med skadelige konsekvenser for miljøet

Under konstruksjon og gjenoppbygging er det for hver klasse av objekter nødvendig å bestemme de nødvendige nivåene av pålitelighet for beskyttelse mot direkte lynnedslag (DLM). For vanlige objekter kan for eksempel fire nivåer av beskyttelsessikkerhet angitt i tabellen tilbys. 2.2.

Tabell 2.2 - Nivåer av beskyttelse mot lysforurensning for vanlige gjenstander

Beskyttelsesnivå	Pålitelighet av beskyttelse mot sjokkbølger

For spesielle gjenstander Det minste akseptable pålitelighetsnivået for beskyttelse mot lynnedslag er satt i området 0,9 - 0,999, avhengig av graden av dens sosiale betydning og alvorlighetsgraden av de forventede konsekvensene fra et direkte lynnedslag i avtale med statlige kontrollmyndigheter.

På forespørsel fra kunden kan prosjektet inkludere et pålitelighetsnivå som overstiger det maksimalt tillatte.

2.3. PARAMETRE FOR LYSSTRØM

Lynstrømparametere er nødvendige for å beregne mekaniske og termiske effekter, samt for standardisering av beskyttelsesmidler mot elektromagnetiske påvirkninger.

2.3.1. Klassifisering av effektene av lynstrømmer

For hvert lynbeskyttelsesnivå må maksimalt tillatte lynstrømparametere bestemmes. Dataene gitt i standarden gjelder nedadgående og oppadgående lyn.

Polaritetsforholdet til lynutladninger avhenger av den geografiske plasseringen av området. I mangel av lokale data antas dette forholdet å være 10 % for utladninger med positive strømmer og 90 % for utladninger med negative strømmer.

De mekaniske og termiske effektene av lynet bestemmes av toppstrømverdien ( Jeg), fulladet Q full, lad i impuls Q imp og spesifikk energi W/R. De høyeste verdiene av disse parameterne observeres ved positive utladninger.

Skader forårsaket av induserte overspenninger bestemmes av brattheten til lynstrømfronten. Helningen vurderes innenfor 30 % og 90 % nivåer av høyeste nåverdi. Den høyeste verdien av denne parameteren observeres i påfølgende pulser av negative utladninger.

2.3.2. Parametre for lynstrømmer foreslått for standardisering av beskyttelsesmidler mot direkte lynnedslag

Verdiene til designparametrene for de som er akseptert i tabellen. 2.2 sikkerhetsnivåer (med et forhold på 10 % til 90 % mellom andelene av positive og negative utslipp) er gitt i tabell. 2.3.

Tabell 2.3 - Samsvar mellom lynstrømparametere og beskyttelsesnivåer

2.3.3. Tettheten av lynet slår ned i bakken

Tettheten av lynnedslag i bakken, uttrykt i antall nedslag per 1 km 2 av jordoverflaten per år, bestemmes i henhold til meteorologiske observasjoner på stedet for objektet.

Hvis tettheten av lynet slår ned i bakken Ng ukjent, det kan beregnes ved hjelp av følgende formel, 1/(km 2 ×år):

Hvor Td- gjennomsnittlig varighet av tordenvær i timer, bestemt fra regionale kart over intensiteten av tordenværsaktivitet.

2.3.4. Parametre for lynstrømmer foreslått for standardisering av beskyttelsesmidler mot elektromagnetiske effekter av lyn

Et lynnedslag kan enten inneholde en enkelt strømpuls eller bestå av en sekvens av pulser adskilt av tidsperioder der en svak medfølgende strøm flyter. Parametrene til den nåværende pulsen til den første komponenten skiller seg betydelig fra egenskapene til pulsene til påfølgende komponenter. Nedenfor er data som karakteriserer de beregnede parameterne for strømpulser for den første og påfølgende pulsen (tabell 2.4 og 2.5), samt langtidsstrøm (tabell 2.6) i pauser mellom pulser for vanlige objekter på ulike beskyttelsesnivåer.

Tabell 2.4 - Parametre for den første lynstrømpulsen

Gjeldende parameter	Beskyttelsesnivå
Gjeldende parameter
Maksimal strøm Jeg, kA
Front varighet T 1, μs
Pause T 2, μs
Lading i puls Q sum *, Kl
Spesifikk energi per puls W/R**, MJ/Ohm
* Siden en betydelig del av den totale kostnaden Q sum faller på den første pulsen, antas det at den totale ladningen av alle korte pulser er lik den gitte verdien. ** Siden en betydelig del av den totale spesifikke energien W/R faller på den første pulsen, antas det at den totale ladningen av alle korte pulser er lik den gitte verdien.

Tabell 2.5 - Parametre for den påfølgende lynstrømpulsen

Tabell 2.6 - Parametre for langvarig lynstrøm i intervallet mellom pulser

Gjennomsnittsstrømmen er omtrent lik Q L/T.

Formen på strømpulsene bestemmes av følgende uttrykk

Hvor Jeg- maksimal strøm;

t- tid;

t 1 - tidskonstant for fronten;

t 2 - tidskonstant for nedgang;

h- koeffisient som korrigerer verdien av maksimal strøm.

Verdiene til parameterne inkludert i formel (2.2), som beskriver endringen i lynstrømmen over tid, er gitt i tabell. 2.7.

Tabell 2.7 - Parameterverdier for beregning av lynstrømmens pulsform

Parameter	Første impuls	Oppfølgingsimpuls
	Beskyttelsesnivå	Beskyttelsesnivå

En lang puls kan mottas som en rektangulær puls med en gjennomsnittlig strøm Jeg og varighet T, tilsvarende dataene i tabellen. 2.6.

3. BESKYTTELSE MOT DIREKTE LYNSTIL

3.1. KOMPLEKS AV LYNBESKYTTELSESMIDLER

En ekstern MES kan isoleres fra strukturen (frittstående lynavledere - stang eller kabel, samt nabostrukturer som utfører funksjonene til naturlige lynavledere), eller kan installeres på den beskyttede strukturen og til og med være en del av den.

Innvendige lynbeskyttelsesenheter er utformet for å begrense de elektromagnetiske effektene av lynstrøm og forhindre gnister inne i den beskyttede gjenstanden.

Lynstrømmer som kommer inn i lynavlederne blir utladet i jordelektrodesystemet gjennom et system av nedledere (nedledere) og spredt ut i bakken.

3.2. EKSTERNT LYNBESKYTTELSESSYSTEM

Generelt består den eksterne MPS av lynavledere, nedledere og jordledere. Ved spesiell produksjon må deres materiale og tverrsnitt oppfylle kravene i Tabell. 3.1.

Tabell 3.1 - Materiale og minimumstverrsnitt av elementer i den eksterne MZS

3.2.1. Lynavledere

3.2.1.1. Generelle betraktninger

Lynavledere kan bestå av en vilkårlig kombinasjon av følgende elementer: stenger, oppspente ledninger (kabler), nettledere (gitter).

3.2.1.2. Naturlige lynavledere

Følgende strukturelle elementer av bygninger og strukturer kan betraktes som naturlige lynavledere:

a) metalltak på beskyttede gjenstander, forutsatt at:

elektrisk kontinuitet mellom forskjellige deler er sikret i lang tid;

tykkelsen på takmetallet er minst t gitt i tabellen. 3.2, hvis det er nødvendig å beskytte taket mot skader eller brannskader;

tykkelsen på takmetallet er minst 0,5 mm, hvis det ikke er nødvendig å beskytte det mot skade og det ikke er fare for antennelse av brennbare materialer under taket;

Taket har ikke isolerende belegg. Et lite lag med anti-korrosjonsmaling eller et 0,5 mm lag med asfaltbelegg, eller et 1 mm lag med plastbelegg regnes imidlertid ikke som isolasjon;

ikke-metalliske belegg på/eller under et metalltak strekker seg ikke utover den beskyttede gjenstanden;

b) takkonstruksjoner av metall (takverk, sammenkoblet stålarmering);

c) metallelementer som avløpsrør, dekorasjoner, gjerder langs kanten av taket, etc., hvis tverrsnittet ikke er mindre enn verdiene foreskrevet for konvensjonelle lynavledere;

e) metallrør og tanker, dersom de er laget av metall med en tykkelse på minst t, gitt i tabellen. 3.2, og dersom temperaturøkningen på innsiden av gjenstanden ved lynnedslag ikke utgjør noen fare.

Tabell 3.2 - Tykkelsen på taket, røret eller tankkroppen som fungerer som en naturlig lynavleder

3.2.2. Nedledere

3.2.2.1. Generelle betraktninger

For å redusere sannsynligheten for farlig gnistdannelse, bør dunledere plasseres slik at mellom skadestedet og bakken:

a) strømmen sprer seg langs flere parallelle baner;

b) lengden på disse stiene var begrenset til et minimum.

3.2.2.2. Plassering av nedledere i lynbeskyttelsesanordninger isolert fra det beskyttede objektet

Hvis lynavlederen består av stenger montert på separate støtter (eller en støtte), må det leveres minst en nedleder for hver støtte.

Hvis lynavlederen består av separate horisontale ledninger (kabler) eller en ledning (kabel), kreves det minst en nedleder for hver ende av kabelen.

Hvis lynavlederen er en nettkonstruksjon hengt over den beskyttede gjenstanden, kreves det minst én nedleder for hver av dens støtter. Det totale antallet nedledere må være minst to.

3.2.2.3. Plassering av dunledere for uisolerte lynverninnretninger

Nedledere er plassert rundt omkretsen av det beskyttede objektet på en slik måte at den gjennomsnittlige avstanden mellom dem ikke er mindre enn verdiene gitt i tabellen. 3.3.

Nedledere er forbundet med horisontale belter nær bakkeoverflaten og hver 20. m langs bygningens høyde.

Tabell 3.3 - Gjennomsnittlige avstander mellom nedledere avhengig av beskyttelsesnivå

Beskyttelsesnivå	Gjennomsnittlig avstand, m

3.2.2.4. Retningslinjer for plassering av nedledere

Det er ønskelig at nedlederne er jevnt plassert rundt omkretsen av det beskyttede objektet. Hvis mulig, legges de nær hjørnene av bygninger.

Nedledere som ikke er isolert fra det beskyttede objektet, legges som følger:

hvis veggen er laget av ikke-brennbart materiale, kan dunlederne festes til veggoverflaten eller løpe gjennom veggen;

hvis veggen er laget av brennbart materiale, kan nedlederne festes direkte til veggens overflate, slik at temperaturøkningen under strømmen av lynstrøm ikke utgjør en fare for veggmaterialet;

dersom veggen er laget av brennbart materiale og en økning i temperaturen på dunlederne utgjør en fare for denne, skal dunlederne plasseres på en slik måte at avstanden mellom dem og den beskyttede gjenstanden alltid overstiger 0,1 m. Metallbraketter for festing kan dunlederne være i kontakt med veggen.

Dunledere skal ikke monteres i avløpsrør. Det anbefales å plassere nedledere i størst mulig avstand fra dører og vinduer.

Nedledere legges langs rette og vertikale linjer, slik at veien til bakken blir så kort som mulig. Det anbefales ikke å legge ned ledere i form av løkker.

3.2.2.5. Naturlige elementer av dunledere

Følgende strukturelle elementer i bygninger kan betraktes som naturlige dunledere:

a) metallkonstruksjoner, forutsatt at:

elektrisk kontinuitet mellom ulike elementer er holdbar og oppfyller kravene i klausul 3.2.4.2;

de er ikke mindre i størrelse enn nødvendig for spesialdesignede dunledere;

metallstrukturer kan ha et isolerende belegg;

b) metallramme av en bygning eller struktur;

c) sammenkoblet stålarmering av en bygning eller struktur;

d) deler av fasaden, profilerte elementer og bærende metallkonstruksjoner av fasaden, forutsatt at:

deres dimensjoner samsvarer med instruksjonene knyttet til dunledere, og deres tykkelse er minst 0,5 mm;

metallarmering av bygninger i armert betong anses å gi elektrisk kontinuitet dersom den tilfredsstiller følgende betingelser:

Omtrent 50% av forbindelsene til vertikale og horisontale stenger er laget ved sveising eller har en stiv forbindelse (bolting, ledningsbinding);

Det sikres elektrisk kontinuitet mellom stålarmeringen av de ulike prefabrikerte betongblokkene og armeringen av betongblokkene forberedt på stedet.

Det er ikke nødvendig å legge horisontale belter dersom bygningens metallrammer eller stålarmering av armert betong brukes som dunledere.

3.2.3. Jordingsbrytere

3.2.3.1. Generelle betraktninger

3.2.3.2. Spesiallagte jordingselektroder

Tungt nedgravde jordelektroder er effektive hvis jordresistiviteten avtar med dybden og på store dyp viser seg å være betydelig mindre enn på nivået til det vanlige stedet.

Det er å foretrekke å legge jordelektroden i form av en ekstern krets i en dybde på minst 0,5 m fra jordoverflaten og i en avstand på minst 1 m fra veggene. Jordingselektroder skal være plassert i en dybde på minst 0,5 m utenfor det beskyttede objektet og være så jevnt fordelt som mulig; Samtidig må vi bestrebe oss på å minimere deres gjensidige skjerming.

Leggingsdybden og type jordingselektroder er valgt for å sikre minimal korrosjon, samt muligens mindre sesongvariasjon i jordingsmotstand som følge av tørking og frysing av jorda.

3.2.3.3. Naturlige jordingselektroder

3.2.4. Feste- og koblingselementer til den eksterne MZS

3.2.4.1. Festing

3.2.4.2. Tilkoblinger

Antall lederforbindelser reduseres til et minimum. Tilkoblinger gjøres ved sveising, lodding, innføring i en klemør eller bolting er også tillatt.

3.3. UTVALG AV LYNRADER

3.3.1. Generelle betraktninger

Alt annet likt kan høyden på lynavledere reduseres hvis kabelkonstruksjoner brukes i stedet for stangkonstruksjoner, spesielt når de er opphengt langs den ytre omkretsen av objektet.

I tilfelle av lynbeskyttelsesdesign for en vanlig gjenstand, Det er mulig å bestemme beskyttelsessoner ved hjelp av beskyttelsesvinkelen eller ved hjelp av rullende kulemetoden i henhold til International Electrotechnical Commission-standarden (IEC 1024), forutsatt at designkravene til Den internasjonale elektrotekniske kommisjonen er strengere enn kravene i disse instruksjonene.

3.3.2. Typiske beskyttelsessoner for stang- og kabellynavledere

3.3.2.1. Beskyttelsessoner for en enkelt stang lynavleder

Standard beskyttelsessone med en enkelt stang lynavleder høyde h er en sirkulær kjegle med høyde h 0 < h, hvis topp faller sammen med den vertikale aksen til lynavlederen (fig. 3.1). Dimensjonene til sonen bestemmes av to parametere: høyden på kjeglen h 0 og kjegleradius på bakkenivå r 0 .

Beregningsformlene gitt nedenfor (tabell 3.4) egner seg for lynavledere med høyde inntil 150 m. For høyere lynavledere bør en spesiell beregningsmetode benyttes.

Tabell 3.4 - Beregning av beskyttelsessonen til en enkelt stang lynavleder

Pålitelighet av beskyttelse P z	Lynavleder høyde h, m	Kjeglehøyde h 0, m	Kjegleradius r 0, m

	fra 100 til 150		h

	fra 30 til 100		h
	fra 100 til 150	h

	fra 30 til 100	h	h
	fra 100 til 150	h	h

Figur 3.1 - Beskyttelsessone for en enkelt lynavleder

For beskyttelsessonen for den nødvendige påliteligheten (fig. 3.1), radiusen til den horisontale seksjonen r x på høy h x bestemt av formelen:

. (3.1)

3.3.2.2. Beskyttelsessoner av en enkelt kabel lynavleder

Standard beskyttelsessoner for en enkeltkabel lynavleder med høyde på h avgrenset av symmetriske gavlflater som danner en likebenet trekant i vertikalsnitt med spissen i høyden h 0 < h og base på bakkenivå 2 r 0 (Fig. 3.2).

Beregningsformlene gitt nedenfor (tabell 3.5) er egnet for lynavledere med en høyde på opptil 150 m. For høyere høyder bør spesiell programvare brukes. Her og under h refererer til minimumshøyden på kabelen over bakkenivå (med hensyn til nedbøyning).

Halv bredde r x beskyttelsessoner med nødvendig pålitelighet (fig. 3.2) i høyden h x fra jordens overflate bestemmes av uttrykket:

. (3.2)

Figur 3.2 - Beskyttelsessone for en enkeltkabel lynavleder

Tabell 3.5 - Beregning av beskyttelsessonen til en enkelt kabel lynavleder

Pålitelighet av beskyttelse P z	Lynavleder høyde h, m	Kjeglehøyde h 0, m	Kjegleradius r 0, m


	fra 30 til 100		h
	fra 100 til 150		h

	fra 30 til 100	h	h
	fra 100 til 150	h	h

3.3.2.3. Beskyttelsessoner av dobbel stang lynavleder

En lynavleder regnes som dobbel når avstanden mellom lynavlederne L L

Figur 3.3 - Beskyttelsessone for en dobbel stang lynavleder

h 0 og h s, hvorav den første setter den maksimale høyden på sonen direkte ved lynavlederne, og den andre - minimumshøyden til sonen i midten mellom lynstengene. Når avstanden mellom lynavledere L £ L c sonegrensen har ingen svikt ( h c = h 0). For avstander L med £ L³ L m ah høyde h Med bestemt av uttrykket

. (3.3)

L m ah og L c beregnes ved å bruke de empiriske formlene i tabell. 3.6, egnet for lynavledere med en høyde på opptil 150 m. For høyere høyder av lynavledere bør det brukes spesiell programvare.

Dimensjonene til de horisontale delene av sonen beregnes ved å bruke følgende formler, felles for alle nivåer av beskyttelsespålitelighet:

maksimale halve bredden av sonen r x i horisontalt snitt i høyden h x:

; (3.4)

horisontal snittlengde l x på høyde h x ³ h Med:

og kl h x < h Med l x = L/2;

horisontal snittbredde i midten mellom lynavledere 2 r cx på høy h x £ h Med:

. (3.6)

Tabell 3.6 - Beregning av parametere for beskyttelsessonen til en dobbel stang lynavleder

Pålitelighet av beskyttelse P z	Lynavleder høyde h, m	L maks, m	L s, m

	fra 30 til 100	h
	fra 100 til 150

	fra 30 til 100	h	h
	fra 100 til 150

	fra 30 til 100	h	h
	fra 100 til 150

3.3.2.4. Beskyttelsessoner av dobbel kabel lynavleder

En lynavleder regnes som dobbel når avstanden mellom kablene er L ikke overskrider grenseverdien L m ah. Ellers regnes begge lynavlederne som enkeltstående.

Konfigurasjon av vertikale og horisontale seksjoner av standard beskyttelsessoner for en dobbel kontaktledning (høyde h og avstand mellom kabler L) er vist i fig. 3.4. Konstruksjon av ytre områder av soner (to flater med enkelt stigning med dimensjoner h 0 , r om) er produsert i henhold til formlene i tabell 3.5 for enkeltkabel-lynavledere.

Dimensjonene til de indre områdene bestemmes av parametrene h 0 og h s, hvorav den første setter maksimal høyde på sonen rett ved siden av kablene, og den andre - minimumshøyden på sonen i midten mellom kablene. Når avstanden mellom kablene L £ L c sonegrensen har ingen svikt ( h c = h 0). For avstander L med £ L³ L m ah høyde h Med bestemt av uttrykket

. (3.7)

Figur 3.4 - Beskyttelsessone dobbel kabel lynavleder

De maksimale avstandene som er inkludert i den L maks og L c beregnes ved å bruke de empiriske formlene i tabell. 3.7, egnet for kabler med opphengshøyde inntil 150 m. For høyere høyder på lynavledere bør det brukes spesiell programvare.

Lengde på den horisontale delen av beskyttelsessonen i høyden h x bestemt av formlene:

kl. (3.8)

For å utvide det beskyttede volumet, kan en beskyttelsessone for støtter som bærer kabler legges over sonen til en dobbelkabellynavleder, som er bygget som en sone for en dobbelstanglynavleder, hvis avstanden L mindre mellom støttene L m ah, beregnet ved hjelp av formlene i tabell. 3.6. Ellers bør støttene betraktes som enkle lynavledere.

Når kablene ikke er parallelle eller av forskjellige høyder, eller høyden varierer langs spennet, bør spesiell programvare brukes for å vurdere påliteligheten til beskyttelsen. Det anbefales også å gjøre det samme ved store kabler i spennet for å unngå unødvendige reserver for påliteligheten av beskyttelsen.

Tabell 3.7 - Beregning av parametere for beskyttelsessonen til en dobbel lynstang

Pålitelighet av beskyttelse P z	Lynavleder høyde h, m	L maks, m	L s, m


	fra 30 til 100		h
	fra 100 til 150	h	h

	fra 30 til 100	h	h
	fra 100 til 150	h	h

3.3.2.5 Beskyttelsessoner for en lukket lynavleder

Beregningsformlene i klausul 3.3.2.5 kan brukes til å bestemme høyden på opphenget til en lukket kabel-lynavleder designet for å beskytte gjenstander med den nødvendige påliteligheten h 0 < 30 m, beliggende på et rektangulært område S 0 i sonens indre volum med minimum horisontal forskyvning mellom lynavlederen og objektet lik D(Fig. 3.5). Høyden på kabelopphenget betyr minimumsavstanden fra kabelen til jordoverflaten, tatt i betraktning mulig nedbøyning i sommersesongen.

Figur 3.5 - Beskyttelsessone lukket kabel lynavleder

For beregning h uttrykket som brukes:

h = EN+ B×h 0 , (3,9)

der konstantene EN Og I bestemmes avhengig av nivået av beskyttelsespålitelighet ved å bruke følgende formler:

a) pålitelighet av beskyttelse P 3 = 0,99

b) pålitelighet av beskyttelse P 3 = 0,999

De beregnede relasjonene er gyldige når D> 5 m. Arbeid med mindre horisontale forskyvninger av kabelen er ikke tilrådelig på grunn av stor sannsynlighet for omvendt lynoverlapping fra kabelen til det beskyttede objektet. Av økonomiske årsaker anbefales ikke lukkede kontaktledningslynavledere når den nødvendige beskyttelsessikkerheten er mindre enn 0,99.

Hvis høyden på objektet overstiger 30 m, bestemmes høyden på den lukkede lynavlederen ved hjelp av programvare. Det samme bør gjøres for en lukket kontur av kompleks form.

Nedenfor er reglene for fastsettelse av beskyttelsessoner for objekter opp til 60 m høyde, som fastsatt i IEC-standarden (IEC 1024-1-1). Ved utforming kan enhver beskyttelsesmetode velges, men praksis viser at det er tilrådelig å bruke individuelle metoder i følgende tilfeller:

beskyttelsesvinkelmetoden brukes for strukturer med enkel form eller for små deler av store strukturer;

fiktiv sfæremetode, egnet for strukturer med kompleks form;

Bruk av beskyttelsesnett anbefales generelt og spesielt for overflatebeskyttelse.

I tabellen 3.8 for beskyttelsesnivåer I - IV er verdiene til vinklene på toppen av beskyttelsessonen, radiene til den fiktive sfæren, samt den maksimalt tillatte rutenettets celledeling gitt.

Tabell 3.8 - Parametre for beregning av lynavledere i henhold til IECs anbefalinger

Beskyttelsesnivå	Radius av den fiktive sfæren R, m	Hjørne en° , på toppen av lynavlederen for bygninger i ulike høyder h, m	Rutenettcellehøyde, m
Beskyttelsesnivå	Radius av den fiktive sfæren R, m		Rutenettcellehøyde, m




*I disse tilfellene er det kun masker eller fiktive sfærer som gjelder.

Lynavledere, master og kabler plasseres slik at alle deler av konstruksjonen er plassert i beskyttelsessonen dannet i vinkel a mot vertikalen. Beskyttelsesvinkelen velges i henhold til tabellen. 3,8, og h er høyden på lynavlederen over overflaten som skal beskyttes.

Beskyttelsesvinkelmetoden brukes ikke hvis h større enn radiusen til den fiktive sfæren definert i tabellen. 3.8 for riktig beskyttelsesnivå.

Nettingen beskytter overflaten hvis følgende betingelser er oppfylt:

nettlederne løper langs kanten av taket, taket strekker seg utover bygningens totale dimensjoner;

nettlederen går langs takryggen hvis takhellingen overstiger 1/10;

sideflatene til strukturen på nivåer høyere enn radiusen til den fiktive kulen (se tabell 3.8) er beskyttet av lynavledere eller netting;

Rutenettets celledimensjoner er ikke større enn de som er gitt i tabellen. 3,8;

gitteret er laget på en slik måte at lynstrømmen alltid har minst to forskjellige veier til jordelektroden; ingen metalldeler skal stikke ut utenfor nettets ytre konturer.

Nettlederne bør legges så langt som mulig langs korteste veier.

3.3.4. Beskyttelse av elektriske metallkabeloverføringslinjer i ryggrad og intra-sonale kommunikasjonsnettverk

3.3.4.1. Beskyttelse av nydesignede kabellinjer

På nydesignede og rekonstruerte kabellinjer i hoved- og intrasonale kommunikasjonsnettverk*, bør beskyttelsestiltak gis uten svikt i de områdene der den sannsynlige skadetettheten (det sannsynlige antallet farlige lynnedslag) overskrider den tillatte grensen spesifisert i tabell . 3.9.

* Backbone-nettverk - nettverk for overføring av informasjon over lange avstander;

intrazonale nettverk - nettverk for overføring av informasjon mellom regionale og distriktssentre.

Tabell 3.9 - Tillatt antall farlige lynnedslag per 100 km rute per år for elektriske kommunikasjonskabler

3.3.4.2. Beskyttelse av nye ledninger lagt nær eksisterende

I dette tilfellet, den tillatte tettheten n 0 skader på den konstruerte kabelledningen er funnet ved å multiplisere tillatt tetthet fra tabellen. 3,9 på forholdet mellom de beregnede n s og faktisk p f skaderater for en eksisterende kabel fra lynnedslag per 100 km rute per år:

3.3.4.3. Beskyttelse av eksisterende kabellinjer

På eksisterende kabelledninger utføres beskyttelsestiltak i de områdene hvor det har oppstått skade fra lynnedslag, og lengden på det vernede området bestemmes av terrengforhold (lengden på en bakke eller et område med økt jordresistivitet osv.) , men antas å være minst 100 m i hver unna skadestedet. I disse tilfellene er det nødvendig å legge lynbeskyttelseskabler i bakken. Hvis en kabellinje som allerede har beskyttelse er skadet, etter eliminering av skaden, kontrolleres tilstanden til lynbeskyttelsesutstyr og først etter det tas det en beslutning om å installere ekstra beskyttelse i form av å legge kabler eller erstatte den eksisterende kabelen med en mer motstandsdyktig mot lynnedslag. Beskyttelsesarbeid skal utføres umiddelbart etter at lynskaden er eliminert.

3.3.5. Beskyttelse av optiske kabeloverføringslinjer for ryggrad og intrazonale kommunikasjonsnettverk

3.3.5.1. Tillatt antall farlige lynnedslag i optiske linjer i hoved- og intrasonale kommunikasjonsnettverk

Tabell 3.10 - Tillatt antall farlige lynnedslag per 100 km rute per år for optiske kommunikasjonskabler

3.3.5.3. Beskyttelse av eksisterende optiske kabellinjer

Arbeid med montering av vernetiltak skal utføres umiddelbart etter at lynskaden er eliminert.

3.3.6. Beskyttelse mot lynnedslag fra elektriske og optiske kommunikasjonskabler lagt i befolkede områder

Ved legging av kabler i befolket område, bortsett fra ved kryssing og tilnærming av luftledninger med en spenning på 110 kV og høyere, gis ikke beskyttelse mot lynnedslag.

3.3.7. Beskyttelse av kabler lagt langs kanten av skogen, nær isolerte trær, støtter, master

Beskyttelse av kommunikasjonskabler lagt langs kanten av en skog, samt nær gjenstander med en høyde på mer enn 6 m (frittstående trær, kommunikasjonslinjestøtter, kraftledninger, lynavledermaster, etc.) er gitt dersom avstanden mellom kabelen og objektet (eller dens underjordiske del) ) mindre enn avstandene gitt i tabellen. 3.12 for forskjellige verdier for jordresistivitet.

Tabell 3.12 - Tillatte avstander mellom kabel og jordsløyfe (støtte)

4. BESKYTTELSE MOT SEKUNDÆRE PÅVIRKNINGER AV LYN

4.1. GENERELLE BESTEMMELSER

Avsnitt 4 angir de grunnleggende prinsippene for beskyttelse mot sekundæreffekter av lynnedslag av elektriske og elektroniske systemer, under hensyntagen til IEC-anbefalingene (IEC 61312-standarder). Disse systemene brukes i mange bransjer som bruker ganske komplekst og dyrt utstyr. De er mer følsomme for lyn enn tidligere generasjoner av enheter, så spesielle tiltak må tas for å beskytte dem mot de farlige effektene av lyn.

4.2. BESKYTTELSESSONER MOT LYNPAG

Plassen som elektriske og elektroniske systemer er plassert i, må deles inn i soner med ulik grad av beskyttelse. Sonene er preget av en betydelig endring i elektromagnetiske parametere ved grensene. Generelt, jo høyere sonenummeret er, desto lavere er verdiene for parametrene for elektromagnetiske felt og spenningsstrømmer i sonerommet.

Sone 0 er sonen der hvert objekt blir utsatt for et direkte lynnedslag, og derfor kan hele lynstrømmen flyte gjennom den. I dette området har det elektromagnetiske feltet sin maksimale verdi.

Sone 0 E er en sone hvor objekter ikke utsettes for direkte lynnedslag, men det elektromagnetiske feltet er ikke svekket og har også en maksimal verdi.

Sone 1 - en sone der objekter ikke er utsatt for direkte lynnedslag, og strømmen i alle ledende elementer i sonen er mindre enn i sone 0 E; i dette området kan det elektromagnetiske feltet svekkes av skjerming.

Andre soner - disse sonene settes hvis ytterligere reduksjon av strøm og/eller svekkelse av det elektromagnetiske feltet er nødvendig; krav til soneparametere fastsettes i samsvar med kravene til beskyttelse av ulike soner i anlegget.

De generelle prinsippene for å dele det beskyttede rommet i lynbeskyttelsessoner er vist i fig. 4.1.

Figur 4.1 - Slagsikringssoner lyn

Ved sonegrensene må det iverksettes tiltak for å skjerme og koble sammen alle metallelementer og kommunikasjoner som krysser grensen.

To romlig adskilte soner 1 kan danne en felles sone ved hjelp av en skjermet forbindelse (Fig. 4.2).

Figur 4.2 - Kombinere to soner

4.3. SKJERMING

Skjerming er hovedmetoden for å redusere elektromagnetisk interferens.

Metallstrukturen til en bygningskonstruksjon brukes eller kan brukes som skjerm. En slik skjermstruktur dannes for eksempel av stålarmering av tak, vegger, gulv i bygningen, samt metalldeler av taket, fasader, stålrammer og gitter. Denne skjermingsstrukturen danner et elektromagnetisk skjold med åpninger (pga. vinduer, dører, ventilasjonsåpninger, maskeavstand i armeringen, slisser i metallfasaden, åpninger for kraftledninger osv.). For å redusere påvirkningen av elektromagnetiske felt er alle metallelementer i objektet elektrisk kombinert og koblet til lynbeskyttelsessystemet (fig. 4.3).

Figur 4.3 - Romskjerm laget av stålarmering

Hvis kabler går mellom tilstøtende objekter, kobles jordingselektrodene til sistnevnte for å øke antall parallelle ledere og derved redusere strømmene i kablene. Dette kravet oppfylles godt av et jordingssystem i form av et rutenett. For å redusere indusert interferens kan du bruke:

ekstern skjerming;

rasjonell legging av kabellinjer;

skjerming av kraft- og kommunikasjonslinjer.

Alle disse aktivitetene kan utføres samtidig.

Hvis det er skjermede kabler inne i det beskyttede rommet, kobles deres skjermer til lynbeskyttelsessystemet i begge ender og ved sonegrensene.

Kabler som går fra en gjenstand til en annen legges i hele lengden i metallrør, nettingbokser eller armert betongbokser med nettarmering. Metallelementer av rør, kanaler og kabelskjermer kobles til de angitte felles objektbusser. Metallbokser eller -brett kan ikke brukes hvis kabelskjermene tåler forventet lynstrøm.

4.4. FORBINDELSER

Tilkoblinger av metallelementer er nødvendige for å redusere potensialforskjellen mellom dem inne i den beskyttede gjenstanden. Forbindelser plassert inne i det beskyttede rommet og krysser grensene for lynbeskyttelsessoner av metallelementer og systemer, er laget ved grensene til sonene. Tilkoblinger bør gjøres ved hjelp av spesielle ledere eller klemmer og, om nødvendig, overspenningsverninnretninger.

4.4.1. Forbindelser ved sonegrenser

Alle ledere som kommer inn i anlegget utenfra er koblet til lynvernanlegget.

Dersom eksterne ledere, strømkabler eller kommunikasjonskabler kommer inn i anlegget på forskjellige punkter og det derfor er flere felles samleskinner, kobles sistnevnte langs korteste vei til en lukket jordsløyfe eller strukturarmering og ytterkledning av metall (hvis noen). Hvis det ikke er noen lukket jordsløyfe, kobles disse felles bussene til individuelle jordelektroder og kobles sammen med en ytre ringleder, eller ødelagt ring. Dersom eksterne ledere kommer inn i et anlegg over bakken, kobles felles samleskinnene til en horisontal ringleder innenfor eller utenfor veggene. Denne lederen er på sin side koblet til de nedre lederne og beslagene.

Ledere og kabler som går inn i anlegget på bakkenivå anbefales koblet til lynvernanlegg på samme nivå. Felles samleskinne ved kabelinnføringspunktet i bygget er plassert så nært som mulig til jordelektroden og strukturarmeringen som den er koblet til.

Ringlederen kobles til beslag eller andre skjermingselementer, som metallkledning, hver 5. m. Minste tverrsnitt av kobber- eller galvaniserte stålelektroder er 50 mm 2.

Generelle samleskinner for objekter med informasjonssystemer, hvor påvirkning av lynstrømmer forventes å være minimal, bør utføres av metallplater med et stort antall koblinger til beslag eller andre skjermingselementer.

For kontaktforbindelser og overspenningsvernenheter plassert ved grensene til sone 0 og 1, aksepteres gjeldende parametere spesifisert i tabellen. 2.3. Hvis det er flere ledere, er det nødvendig å ta hensyn til fordelingen av strømmer langs lederne.

For ledere og kabler som går inn i et objekt på bakkenivå, vurderes den delen av lynstrømmen de leder.

Tverrsnittene til forbindelseslederne bestemmes i henhold til tabell. 4.1 og 4.2. Tabell 4.1 brukes hvis mer enn 25 % av lynstrømmen går gjennom det ledende elementet, og tabell 4.2 – hvis mindre enn 25 %.

Tabell 4.1 - Tverrsnitt av ledere som det meste av linjestrømmen går gjennom

Tabell 4.2 - Tverrsnitt av ledere som en liten del av linjestrømmen går gjennom

Overspenningsvernet er valgt for å tåle en del av lynstrømmen, begrense overspenninger og kutte av medfølgende strøm etter hovedimpulsene.

Maksimal overspenning U m ah ved inngangen til anlegget er koordinert med anleggets tålespenning.

Å verdsette U m ah ble redusert til et minimum, linjene er koblet til fellesbussen med ledere av minimal lengde.

Alle ledende elementer, som kabellinjer, som krysser grensene til lynbeskyttelsessoner, er koblet til disse grensene. Tilkoblingen gjøres på en felles buss, som også skjerming og andre metallelementer (for eksempel utstyrshus) er koblet til.

For terminaler og overspenningsdempende enheter vurderes gjeldende karakterer fra sak til sak. Maksimal overspenning ved hver grense er koordinert med systemets tålespenning. Overspenningsvernanordninger ved grensene til forskjellige soner er også koordinert i henhold til energikarakteristikker.

4.4.2. Tilkoblinger innenfor det beskyttede volumet

Alle innvendige ledende elementer av betydelig størrelse, som heisføringer, kraner, metallgulv, dørkarmer i metall, rør, kabelrenner, kobles til nærmeste felles samleskinne eller annet felles koblingselement langs den korteste veien. Ytterligere tilkoblinger av ledende elementer er også ønskelig.

Tverrsnittene til forbindelseslederne er angitt i tabellen. 4.2. Det antas at bare en liten del av lynstrømmen går gjennom forbindelseslederne.

Alle åpne ledende deler av informasjonssystemer er koblet til et enkelt nettverk. I spesielle tilfeller kan det hende at et slikt nettverk ikke har forbindelse til jordelektroden.

Det er to måter å koble metalldeler av informasjonssystemer, for eksempel hus, skall eller rammer, til jordelektroden.

Den første grunnleggende konfigurasjonen av tilkoblinger, laget i form av et radialt system eller i et rutenett.

Når du bruker et radialt system, er alle metalldelene isolert fra jordelektroden hele veien bortsett fra det enkelt tilkoblingspunktet med det. Typisk brukes et slikt system for relativt små objekter, hvor alle elementer og kabler kommer inn i objektet på ett punkt.

Det radielle jordingssystemet er koblet til det generelle jordingssystemet på bare ett punkt (fig. 4.4). I dette tilfellet må alle ledninger og kabler mellom utstyrsenhetene legges parallelt med stjernejordlederne for å redusere induktive sløyfer. Takket være jording på ett punkt, kommer ikke lavfrekvente strømmer som vises under et lynnedslag inn i informasjonssystemet. I tillegg skaper ikke kilder til lavfrekvent interferens i informasjonssystemet strømmer i jordingssystemet. Ledninger settes inn i beskyttelsessonen utelukkende i det sentrale punktet av potensialutjevningssystemet. Det angitte fellespunktet er også det beste tilkoblingspunktet for overspenningsvernenheter.

Figur 4.4 - Tilkoblingsskjema over strømforsynings- og kommunikasjonsledninger med et stjerneformet potensialutjevningssystem

Når du bruker et nett, er metalldelene ikke isolert fra det generelle jordingssystemet (fig. 4.5). Nettet kobles til det overordnede systemet på mange punkter. Mesh brukes typisk til lange åpne systemer hvor utstyr er koblet sammen med et stort antall forskjellige linjer og kabler og hvor de kommer inn i anlegget på ulike punkter. I dette tilfellet har hele systemet lav motstand ved alle frekvenser. I tillegg svekker et stort antall kortsluttede rutenettsløyfer magnetfeltet nær informasjonssystemet. Enheter i beskyttelsessonen er koblet til hverandre over de korteste avstandene av flere ledere, samt til metalldelene i den beskyttede sonen og soneskjermen. I dette tilfellet utnyttes maksimalt de metalldelene som er tilgjengelige i enheten, som beslag i gulv, vegger og tak, metallgitter, metallutstyr for ikke-elektriske formål, som rør, ventilasjon og kabelkanaler.

Figur 4.5 - Nettdesign av potensialutjevningssystemet

Både radial- og mesh-konfigurasjoner kan kombineres til et komplett system, som vist i fig. 4.6. Vanligvis, selv om dette ikke er nødvendig, utføres tilkoblingen av det lokale jordingsnettverket til det generelle systemet ved grensen til lynbeskyttelsessonen.

Figur 4.6 - Integrert implementering av potensialutjevningssystemet

4.5. JORDING

Hovedoppgaven til en jordende lynbeskyttelsesenhet er å avlede så mye av lynstrømmen som mulig (50 % eller mer) ned i bakken. Resten av strømmen spres gjennom kommunikasjoner som passer til bygget (kabelkapper, vannforsyningsrør, etc.). I dette tilfellet oppstår det ikke farlige spenninger på selve jordelektroden. Denne oppgaven utføres av et nettsystem under og rundt bygget. Jordingslederne danner en maskeløkke som forbinder betongarmeringen i bunnen av fundamentet. Dette er en vanlig metode for å lage et elektromagnetisk skjold på bunnen av en bygning. Ringlederen rundt bygget og/eller i betongen i periferien av fundamentet kobles til jordingssystemet med jordingsledere vanligvis hver 5. m. En ekstern jordingsleder kan kobles til de spesifiserte ringlederne.

Betongarmeringen i bunnen av fundamentet kobles til jordingssystemet. Armeringen skal danne et gitter koblet til jordingssystemet, vanligvis hver 5. m.

Galvanisert stålnett med maskevidde typisk 5 m kan brukes, sveises eller festes mekanisk til armeringsjernene vanligvis hver 1. m. Endene på nettlederne kan tjene som jordingsledere for forbindelseslistene. I fig. 4.7 og 4.8 viser eksempler på en mesh-jordingsanordning.

Forbindelsen mellom jordelektroden og koblingssystemet skaper et jordingssystem. Hovedoppgaven til jordingssystemet er å redusere potensialforskjellen mellom alle punkter i bygningen og utstyret. Dette problemet løses ved å lage et stort antall parallelle baner for lynstrømmer og induserte strømmer, og danner et nettverk med lav motstand over et bredt spekter av frekvenser. Flere og parallelle baner har forskjellige resonansfrekvenser. Flere kretser med frekvensavhengige impedanser skaper et enkelt nettverk med lav impedans for interferens i det betraktede spekteret.

1 - nettverk av tilkoblinger; 2 - jordelektrode

Figur 4.7 - Mesh jordingsleder for bygningen

1 - bygninger; 2 - tårn; 3 - utstyr; 4 - kabelbrett

Figur 4.8 - Mesh jordingsleder for produksjonsanlegg

4.6. SPENNINGSVERN

Overspenningsbeskyttelsesenheter (SPD-er) er installert på punktet der strømforsyningen, kontroll-, kommunikasjons- og telekommunikasjonslinjene krysser grensen til to skjermingssoner. SPD-er er koordinert for å oppnå en akseptabel lastfordeling mellom dem i samsvar med deres motstand mot ødeleggelse, samt for å redusere sannsynligheten for ødeleggelse av det beskyttede utstyret under påvirkning av lynstrøm (fig. 4.9).

Det anbefales at strøm- og kommunikasjonsledningene som kommer inn i bygningen kobles sammen med én buss og deres SPD-er bør plasseres så nær hverandre som mulig. Dette er spesielt viktig i bygninger laget av ikke-skjermende materiale (tre, murstein, etc.). SPD-er velges og installeres slik at lynstrømmen hovedsakelig utlades til jordingssystemet ved grensen til sone 0 og 1.

Figur 4.9 - Eksempel på installasjon av en SPD i en bygning

Siden energien til lynstrømmen hovedsakelig spres ved spesifisert grense, beskytter påfølgende SPD kun mot gjenværende energi og virkningene av det elektromagnetiske feltet i sone 1. For best beskyttelse mot overspenninger brukes korte koblingsledere, ledninger og kabler. når du installerer SPD-er.

Basert på kravene til isolasjonskoordinering i kraftinstallasjoner og skademotstanden til det beskyttede utstyret, er det nødvendig å velge et spenningsnivå på SPD under maksimalverdien slik at påvirkningen på det beskyttede utstyret alltid er under tillatt spenning. Hvis nivået av motstand mot skade ikke er kjent, bør et veiledende nivå eller testnivå brukes. Antall SPD-er i det beskyttede systemet avhenger av motstanden til det beskyttede utstyret mot skade og egenskapene til SPD-ene selv.

4.7. BESKYTTELSE AV UTSTYR I EKSISTERENDE BYGG

Den økende bruken av komplekst elektronisk utstyr i eksisterende bygninger krever bedre beskyttelse mot lyn og andre elektromagnetiske forstyrrelser. Det tas hensyn til at i eksisterende bygninger velges nødvendige lynbeskyttelsestiltak under hensyntagen til bygningens egenskaper, som konstruksjonselementer, eksisterende kraft- og informasjonsutstyr.

Behovet for beskyttelsestiltak og valg av dem bestemmes basert på de første dataene som samles inn på stadiet av pre-design forskning. En omtrentlig liste over slike data er gitt i tabellen. 4,3 - 4,6.

Tabell 4.3 - Innledende data om bygning og miljø

	Karakteristisk
	Byggemateriale - mur, murstein, tre, armert betong, stålramme
	En enkelt bygning, eller flere separate blokker med et stort antall forbindelser
	Lav og flat eller høy bygning (byggdimensjoner)
	Er beslagene koblet sammen i hele bygget?
	Er metallkledningen elektrisk tilkoblet?
	Vindusstørrelser
	Er det et eksternt lynbeskyttelsessystem?
	Type og kvalitet på eksternt lynbeskyttelsessystem
	Jordtype (bergart, jord)
	Jordede elementer av nabobygninger (høyde, avstand til dem)

Tabell 4.4 - Startdata på utstyr

Tabell 4.5 - Utstyrsegenskaper

Tabell 4.6 - Andre data vedrørende valg av vernekonsept

Basert på risikoanalysen og dataene gitt i tabellen ovenfor. 4.3 - 4.6 tas det en beslutning om behovet for å bygge eller rekonstruere et lynbeskyttelsessystem.

4.7.1. Beskyttelsestiltak ved bruk av eksternt lynbeskyttelsessystem

Hovedoppgaven er å finne en optimal løsning for å forbedre det eksterne lynbeskyttelsessystemet og andre tiltak.

Forbedring av det eksterne lynbeskyttelsessystemet oppnås:

1) inkludering av den utvendige metallkledningen og taket på bygningen i lynbeskyttelsessystemet;

2) bruk av ekstra ledere hvis beslagene er koblet langs hele bygningens høyde - fra taket gjennom veggene til bygningens jording;

3) å redusere gapene mellom metallnedstigninger og redusere stigningen til lynavledercellen;

4) installasjon av koblingslister (fleksible flate ledere) ved skjøtene mellom tilstøtende, men strukturelt adskilte blokker; avstanden mellom banene skal være halvparten av avstanden mellom bakkene;

5) koble en utvidet ledning til individuelle blokker av bygningen; Vanligvis er det nødvendig med tilkoblinger i hvert hjørne av kabelrennen og koblingslistene holdes så korte som mulig;

6) beskyttelse med separate lynavledere koblet til et generelt lynbeskyttelsessystem, hvis metalldeler av taket trenger beskyttelse mot et direkte lynnedslag; Lynavlederen skal være plassert i sikker avstand fra det angitte elementet.

4.7.2. Beskyttelsestiltak ved bruk av kabler

Effektive tiltak for å redusere overspenninger er rasjonell legging og skjerming av kabler. Disse tiltakene er desto viktigere jo mindre skjerming det eksterne lynbeskyttelsessystemet gir.

Store sløyfer kan unngås ved å legge strømkabler og skjermede kommunikasjonskabler sammen. Skjermen kobles til utstyret i begge ender.

Eventuell ekstra skjerming, som å legge ledninger og kabler i metallrør eller brett mellom etasjene, reduserer impedansen til det totale koblingssystemet. Disse tiltakene er viktigst for høye eller utvidede bygninger, eller når utstyr skal fungere spesielt pålitelig.

De foretrukne installasjonsstedene for SPD er grensene for henholdsvis sone 0/1 og sone 0/1/2, plassert ved inngangen til bygget.

Som regel brukes det felles nettverket av tilkoblinger ikke i driftsmodus som en returleder for en strøm- eller informasjonskrets.

4.7.3. Forholdsregler ved bruk av antenner og annet utstyr

Eksempler på slikt utstyr er ulike eksterne enheter som antenner, meteorologiske sensorer, utendørs overvåkingskameraer, utendørs sensorer i industrianlegg (trykk, temperatur, strømningshastighet, ventilposisjonssensorer osv.) og alt annet elektrisk, elektronisk og radioutstyr som er installert eksternt på en bygning, mast eller industritank.

Om mulig installeres lynavlederen på en slik måte at utstyret er beskyttet mot direkte lynnedslag. Individuelle antenner blir stående helt åpne av teknologiske årsaker. Noen har innebygde lynbeskyttelsessystemer og tåler lynnedslag uten skader. Andre, mindre robuste antennetyper kan kreve installasjon av en SPD på strømkabelen for å forhindre at lynstrøm går nedover antennekabelen til mottakeren eller senderen. Hvis det er et eksternt lynbeskyttelsessystem, er antennefestene festet til det.

Spenningsinduksjon i kabler mellom bygninger kan forhindres ved å legge dem i tilkoblede metallbakker, eller rør. Alle kabler som går til det antennerelaterte utstyret legges med utløpet fra røret på ett punkt. Du bør være mest oppmerksom på skjermingsegenskapene til selve objektet og legge kabler i de rørformede elementene. Dersom dette ikke er mulig, slik tilfellet er med prosesstanker, bør kabler legges utenfor, men så nært objektet som mulig, og utnytte naturlige skjermer som metallstiger, rør osv. I master med L-formede hjørneelementer plasserer kablene inne i hjørnet for maksimal naturlig beskyttelse. Som en siste utvei bør en ekvipotensialforbindelsesleder med minimum tverrsnitt på 6 mm 2 plasseres ved siden av antennekabelen. Alle disse tiltakene reduserer den induserte spenningen i sløyfen som dannes av kablene og bygningen, og reduserer følgelig sannsynligheten for et sammenbrudd mellom dem, dvs. sannsynligheten for at det oppstår en lysbue i utstyr mellom det elektriske nettverket og bygningen.

4.7.4. Tiltak for å beskytte strømkabler og kommunikasjonskabler mellom bygninger

Forbindelser mellom bygninger er delt inn i to hovedtyper: metallmantlede strømkabler, metalliske (tvinnede par, bølgeleder, koaksial- og flertrådet kabler) og fiberoptiske kabler. Beskyttelsestiltak avhenger av kabeltyper, antall og om lynbeskyttelsessystemene til de to bygningene er koblet sammen.

Fullisolert fiberoptisk kabel (uten metallpanser, fuktsperrefolie eller stålinnerleder) kan brukes uten ekstra beskyttelsestiltak. Å bruke en slik kabel er det beste alternativet, siden det gir fullstendig beskyttelse mot elektromagnetiske påvirkninger. Men hvis kabelen inneholder et forlenget metallelement (med unntak av eksterne strømkjerner), må sistnevnte kobles til det generelle koblingssystemet ved inngangen til bygningen, og bør ikke gå direkte inn i den optiske mottakeren eller senderen. Hvis bygninger er plassert nær hverandre og deres lynbeskyttelsessystem ikke er tilkoblet, er det å foretrekke å bruke fiberoptisk kabel uten metallelementer for å unngå høye strømmer i disse elementene og deres overoppheting. Hvis det er en kabel koblet til lynbeskyttelsessystemet, kan du bruke en optisk kabel med metallelementer for å avlede deler av strømmen fra den første kabelen.

Metallkabler mellom bygninger med isolerte lynbeskyttelsessystemer. Med denne tilkoblingen av beskyttelsessystemer er det svært sannsynlig skade i begge ender av kabelen på grunn av at lynstrømmen går gjennom den. Derfor er det nødvendig å installere en SPD i begge ender av kabelen, og også, der det er mulig, å koble lynbeskyttelsessystemene til to bygninger og legge kabelen i tilkoblede metallbakker.

Metallkabler mellom bygninger med tilkoblede lynbeskyttelsessystemer. Avhengig av antall kabler mellom bygninger, kan beskyttelsestiltak inkludere tilkobling av kabelbakker for flere kabler (for nye kabler) eller for et stort antall kabler, som ved kjemisk produksjon, skjerming eller bruk av fleksible metallslanger for multi -kjerne kontrollkabler. Å koble begge endene av kabelen til tilhørende lynvernsystemer vil ofte gi tilstrekkelig skjerming, spesielt hvis det er mange kabler og strømmen vil deles mellom dem.

1. Utvikling av operasjonell og teknisk dokumentasjon

Det anbefales at alle organisasjoner og virksomheter, uavhengig av eierform, har et sett med operasjonell og teknisk dokumentasjon for lynbeskyttelse av anlegg som krever lynvern.

Settet med operasjonell og teknisk dokumentasjon for lynbeskyttelse inneholder:

Forklarende merknad;

Ordninger av lynbeskyttelsessoner;

Arbeidstegninger av lynavlederstrukturer (konstruksjonsdel), strukturelle elementer av beskyttelse mot sekundære manifestasjoner av lyn, fra drifter av høye potensialer gjennom overjordiske og underjordiske metallkommunikasjoner, fra glidende gnistkanaler og utslipp i bakken;

Akseptdokumentasjon (aksepsjonshandlinger for drift av lynbeskyttelsesenheter sammen med applikasjoner: fungerer for skjult arbeid og testrapporter av lynbeskyttelsesenheter og beskyttelse mot sekundære manifestasjoner av lyn og introduksjon av høye potensialer).

I den forklarende merknaden står det:

Innledende data for utvikling av teknisk dokumentasjon;

Aksepterte metoder for lynbeskyttelse av objekter;

Beregninger av beskyttelsessoner, jordingsledere, nedledere og beskyttelseselementer mot sekundære manifestasjoner av lyn.

Forklaringsnotatet indikerer bedriften som utviklet settet med operasjonell og teknisk dokumentasjon, grunnlaget for utviklingen, en liste over gjeldende forskriftsdokumenter og teknisk dokumentasjon som ledet arbeidet med prosjektet, og spesielle krav til den utformede enheten.

Inndata for lynbeskyttelsesdesign inkluderer:

Hovedplan for anlegg som angir plasseringen av alle anlegg som er underlagt lynbeskyttelse, veier og jernbaner, bakke- og underjordiske kommunikasjoner (varmeledninger, prosess- og rørledninger, elektriske kabler og ledninger for ethvert formål, etc.);

Data om klimatiske forhold i området der beskyttende data og strukturer er lokalisert (intensitet av tordenværsaktivitet, vindhastighet, isveggtykkelse, etc.), jordegenskaper som indikerer strukturen, aggressivitet og jordtype, grunnvannstand;

Jordens elektriske resistivitet (Ohm×m) ved plasseringen av objekter.

Avsnittet "Aksepterte metoder for lynbeskyttelse av objekter" skisserer de utvalgte metodene for å beskytte bygninger og strukturer fra direkte kontakt med lynkanalen, sekundære manifestasjoner av lyn og introduksjon av høye potensialer gjennom overjordiske og underjordiske metallkommunikasjoner.

Gjenstander bygget (designet) etter samme standard eller gjenbruksdesign, med samme konstruksjonsegenskaper og geometriske dimensjoner og samme lynbeskyttelsesanordning, kan ha én generell utforming og beregning av lynvernsoner. Listen over disse beskyttede objektene er gitt på diagrammet over beskyttelsessonen til en av strukturene.

Når du kontrollerer påliteligheten til beskyttelse ved hjelp av programvare, gis databeregningsdata i form av et sammendrag av designalternativer og en konklusjon dannes om deres effektivitet.

Ved utvikling av teknisk dokumentasjon foreslås det maksimalt bruk av standarddesign av lynavledere og jordledere og standard arbeidstegninger for lynbeskyttelse; hvis det er umulig å bruke standarddesign av lynverninnretninger, kan arbeidstegninger av individuelle elementer utvikles : fundamenter, støtter, lynavledere, nedledere, jordingsledere.

For å redusere volumet av teknisk dokumentasjon og redusere byggekostnadene, anbefales det å kombinere lynbeskyttelsesprosjekter med arbeidstegninger for generelt byggearbeid og installasjon av rørleggerarbeid og elektrisk utstyr for å bruke rørleggerkommunikasjon og jordelektroder til elektriske enheter for lynnedslag. beskyttelse.

2. Prosedyre for aksept av lynverninnretninger i drift

Lynbeskyttelsesanordninger av gjenstander fullført konstruksjon (rekonstruksjon) aksepteres i drift av arbeidskommisjonen og overføres til kunden for drift før installasjon av prosessutstyr, levering og lasting av utstyr og verdifull eiendom i bygninger og strukturer.

Aksept av lynverninnretninger ved eksisterende anlegg utføres av en arbeidskommisjon.

Sammensetningen av arbeidskommisjonen bestemmes av kunden; arbeidskommisjonen inkluderer vanligvis representanter for:

Den som er ansvarlig for elektrisk utstyr;

Kontraherende organisasjon;

Brannsikkerhetsinspeksjoner.

Følgende dokumenter presenteres for arbeidskommisjonen:

Godkjent design av lynbeskyttelsesenheter;

Handler for skjult arbeid (for design og installasjon av jordingsledere og nedledere som er utilgjengelige for inspeksjon);

Testsertifikater for lynbeskyttelsesenheter og beskyttelse mot sekundære manifestasjoner av lyn og introduksjon av høye potensialer gjennom overjordisk og underjordisk metallkommunikasjon (data om motstanden til alle jordingsledere, resultater av inspeksjon og verifisering av arbeid med installasjon av lynavledere , nedledere, jordingsledere, elementer av deres feste, pålitelighet av elektriske forbindelser mellom strømførende elementer og etc.).

Arbeidskommisjonen foretar en fullstendig kontroll og inspeksjon av det fullførte konstruksjons- og installasjonsarbeidet på installasjonen av lynverninnretninger.

Aksept av lynverninnretninger for nyoppførte anlegg er dokumentert i lover om aksept av utstyr for lynverninnretninger. Idriftsettelse av lynverninnretninger er som regel formalisert ved godkjenningssertifikater fra relevante statlige kontroll- og tilsynsorganer.

Etter aksept i drift av lynbeskyttelsesanordninger, kompileres pass for lynbeskyttelsesanordninger og pass for jordingsledere av lynbeskyttelsesanordninger, som lagres av personen som er ansvarlig for elektriske anlegg.

Lover godkjent av organisasjonens leder, sammen med innsendte handlinger for skjult arbeid og måleprotokoller, er inkludert i passet til lynverninnretninger.

3. Drift av lynverninnretninger

Lynverninnretninger for bygninger, konstruksjoner og utvendige installasjoner av objekter drives i samsvar med Reglene for teknisk drift av elektriske forbrukerinstallasjoner og instruksjonene i denne instruksen. Oppgaven med å betjene lynbeskyttelsesanordninger for gjenstander er å holde dem i en tilstand av nødvendig brukbarhet og pålitelighet.

For å sikre fortsatt pålitelighet av lynverninnretninger, kontrolleres og inspiseres alle lynverninnretninger årlig før starten av tordenværsesongen.

Kontroller utføres også etter installasjon av et lynbeskyttelsessystem, etter å ha gjort endringer i lynbeskyttelsessystemet, etter eventuelle skader på den beskyttede gjenstanden. Hver inspeksjon utføres i henhold til arbeidsprogrammet.

For å sjekke tilstanden til MZU, er årsaken til kontrollen angitt og følgende er organisert:

Kommisjon for å gjennomføre en inspeksjon av MZU, som indikerer det funksjonelle ansvaret til medlemmene av kommisjonen for å undersøke lynbeskyttelse;

Arbeidsgruppe for å utføre nødvendige målinger;

Tidspunkt for inspeksjonen.

Når du inspiserer og tester lynbeskyttelsesenheter, anbefales det:

Kontroller ved visuell inspeksjon (ved bruk av kikkert) integriteten til lynavledere og nedledere, påliteligheten av deres tilkobling og festing til mastene;

Identifiser elementer av lynbeskyttelsesenheter som krever utskifting eller reparasjon på grunn av brudd på deres mekaniske styrke;

Bestem graden av ødeleggelse ved korrosjon av individuelle elementer av lynbeskyttelsesanordninger, ta tiltak for anti-korrosjonsbeskyttelse og styrking av elementer skadet av korrosjon;

Kontroller påliteligheten til elektriske forbindelser mellom strømførende deler av alle elementene i lynbeskyttelsesanordninger;

Kontroller at lynbeskyttelsesanordninger er i samsvar med formålet med objektene, og, i tilfelle konstruksjon eller teknologiske endringer i løpet av forrige periode, skissere tiltak for modernisering og rekonstruksjon av lynbeskyttelse i samsvar med kravene i denne instruksjonen;

For å tydeliggjøre det utøvende diagrammet over lynbeskyttelsesanordninger og bestemme banene til lynstrømmen som sprer seg gjennom elementene under en lynutladning ved å simulere en lynutladning inn i en luftterminal ved å bruke et spesialisert målekompleks koblet mellom lynavlederen og en fjernstrømelektrode;

Mål verdien av motstanden mot spredning av pulserende strøm ved å bruke "amperemeter-voltmeter" -metoden ved å bruke et spesialisert målekompleks;

Mål verdiene av pulsoverspenninger i strømforsyningsnettverk under et lynnedslag, fordelingen av potensialer langs metallkonstruksjoner og bygningens jordingssystem ved å simulere et lynnedslag i en luftterminal ved hjelp av et spesialisert målekompleks;

Mål verdien av elektromagnetiske felt i nærheten av lynbeskyttelsesanordningen ved å simulere et lynnedslag i en luftterminal ved hjelp av spesielle antenner;

Sjekk tilgjengeligheten av nødvendig dokumentasjon for lynbeskyttelsesenheter.

Alle kunstige jordingsledere, nedledere og deres tilkoblingspunkter er gjenstand for periodisk inspeksjon med åpning i seks år (for objekter i kategori I), og opptil 20 % av deres totale antall kontrolleres årlig. Korroderte jordingsledere og nedledere, når deres tverrsnittsareal er redusert med mer enn 25 %, må erstattes med nye.

Ekstraordinære inspeksjoner av lynbeskyttelsesanordninger bør utføres etter naturkatastrofer (orkanvind, flom, jordskjelv, brann) og tordenvær av ekstrem intensitet.

Ekstraordinære målinger av jordingsmotstanden til lynbeskyttelsesanordninger bør utføres etter reparasjonsarbeid både på lynbeskyttelsesanordninger og på de beskyttede objektene selv og i nærheten av dem.

Resultatene av inspeksjoner er formalisert i handlinger, innført i pass og en loggbok for å registrere tilstanden til lynbeskyttelsesanordninger.

Basert på innhentede data, utarbeides en reparasjonsplan og eliminering av defekter ved lynverninnretninger oppdaget under inspeksjoner og kontroller.

Gravearbeid nær beskyttede bygninger og strukturer, lynbeskyttelsesanordninger, og også i nærheten av dem, utføres som regel med tillatelse fra driftsorganisasjonen, som utnevner ansvarlige personer som overvåker sikkerheten til lynbeskyttelsesanordninger.

Under tordenvær utføres ikke arbeid på lynverninnretninger og i nærheten av dem.

1. Introduksjon. 1

2. Generelle bestemmelser. 2

2.1. Begreper og definisjoner. 2

2.2. Klassifisering av bygninger og konstruksjoner i henhold til lynvern.. 3

2.3. Parametre for lynstrømmer. 4

2.3.1. Klassifisering av effektene av lynstrømmer. 5

2.3.2. Lynstrømparametere foreslått for standardisering av beskyttelsesmidler mot direkte lynnedslag. 5

2.3.3. Tettheten av lynet slår ned i bakken.. 5

2.3.4. Lynstrømparametere foreslått for standardisering av beskyttelsesmidler mot de elektromagnetiske effektene av lyn. 5

3. Beskyttelse mot direkte lynnedslag. 7

3.1. Kompleks av lynbeskyttelsesmidler.. 7

3.2. Eksternt lynbeskyttelsessystem. 7

3.2.1. Lynavledere. 7

3.2.2. Nedledere.. 8

3.2.3. Jordingselektroder. 10

3.2.4. Feste- og koblingselementer til eksternt sammenkoblingssystem.. 10

3.3. Utvalg av lynavledere. 10

3.3.1. Generelle betraktninger. 10

3.3.2. Typiske beskyttelsessoner for stang- og kabellynavledere. elleve

3.3.4. Beskyttelse av elektriske metallkabeloverføringslinjer i ryggrad og intra-sonale kommunikasjonsnettverk. 18

3.3.5. Beskyttelse av optiske kabeloverføringslinjer for ryggrad og intrazonale kommunikasjonsnettverk. 19

3.3.6. Beskyttelse mot lynnedslag for elektriske og optiske kommunikasjonskabler lagt i befolkede områder. 20

3.3.7. Beskyttelse av kabler lagt langs kanten av skogen, nær isolerte trær, støtter, master. 20

4. Beskyttelse mot sekundære effekter av lyn. 21

4.1. Generelle bestemmelser. 21

4.2. Lynbeskyttelsessoner. 21

4.3. Skjerming. 22

4.4. Tilkoblinger. 23

4.4.1. Forbindelser ved sonegrenser. 23

4.4.2. Tilkoblinger innenfor det beskyttede volumet. 24

4.5. Jording. 26

4.6. Overspenningsvernenheter. 28

4.7. Beskyttelse av utstyr i eksisterende bygg. 29

4.7.1. beskyttelsestiltak ved bruk av eksternt lynbeskyttelsessystem. 30

4.7.2. Beskyttelsestiltak ved bruk av kabler. 31

4.7.3. Beskyttelsestiltak ved bruk av antenner og annet utstyr. 31

4.7.4. Tiltak for å beskytte strømkabler og kommunikasjonskabler mellom bygninger. 32

Hjelpetilskudd

til Instruks for installasjon av lynbeskyttelse av bygninger, konstruksjoner og industriell kommunikasjon (SO 153-34.21.122-2003)

Drifts- og teknisk dokumentasjon, prosedyre for aksept i drift og drift av lynverninnretninger

1. Utvikling av operasjonell og teknisk dokumentasjon

Alle organisasjoner og virksomheter, uavhengig av eierform, må utvikle et sett med operasjonell og teknisk dokumentasjon for lynbeskyttelse av anlegg som krever lynvern.

Settet med operasjonell og teknisk dokumentasjon for lynbeskyttelse må inneholde:

Forklarende merknad,

diagrammer over lynbeskyttelsessoner,

arbeidstegninger av lynavlederstrukturer (konstruksjonsdel), strukturelle elementer av beskyttelse mot sekundære manifestasjoner av lyn, fra drift av høye potensialer gjennom overjordiske og underjordiske metallkommunikasjoner, fra glidende gnistkanaler og utslipp i bakken,

akseptdokumentasjon (handlinger for aksept av lynbeskyttelsesanordninger i drift sammen med vedlegg: handlinger for skjult arbeid, handlinger for å teste lynbeskyttelsesanordninger og beskyttelse mot sekundære manifestasjoner av lyn og introduksjon av høye potensialer).

Den forklarende merknaden bør inneholde:

innledende data for utvikling av operasjonell og teknisk dokumentasjon,

aksepterte metoder for lynbeskyttelse av objekter,

beregninger av beskyttelsessoner, jordingsledere, nedledere og beskyttelseselementer mot sekundære manifestasjoner av lyn.

Den forklarende merknaden angir: selskapet som utviklet settet

operasjonell og teknisk dokumentasjon, grunnlaget for utviklingen, en liste over gjeldende forskriftsdokumenter og teknisk dokumentasjon som ledet arbeidet med prosjektet, spesielle krav til den utformede enheten.

De første dataene for utforming av lynbeskyttelse av objekter kompileres av kunden med involvering av en designorganisasjon, om nødvendig. Disse bør inkludere:

hovedplan for anlegg som angir plasseringen av alle anlegg som er underlagt lynbeskyttelse, veier og jernbaner, bakke- og underjordiske kommunikasjoner (varmeledninger, prosess- og rørledninger, elektriske kabler og ledninger for ethvert formål, etc.),

data om klimatiske forhold i området der beskyttelsesanordninger og strukturer er lokalisert (intensitet av tordenværsaktivitet, vindhastighet, isveggtykkelse, etc.), jordegenskaper som indikerer strukturen, aggressivitet og jordtype, grunnvannstand,

jordas elektriske resistivitet (Ohm m) ved plasseringen av objekter.

Når du kontrollerer påliteligheten til beskyttelse ved hjelp av programvare, gis databeregningsdata i form av et sammendrag av designalternativer og en konklusjon dannes om deres effektivitet.

Ved utvikling av teknisk dokumentasjon er det nødvendig å utnytte standarddesign av lynavledere og jordingsledere maksimalt og standard arbeidstegninger for lynbeskyttelse utviklet av de relevante designorganisasjonene.

I fravær av muligheten for å bruke standarddesign av lynbeskyttelsesenheter, kan arbeidstegninger av individuelle elementer utvikles: fundamenter, støtter, lynavledere, nedledere, jordingsledere.

For å redusere volumet av teknisk dokumentasjon og redusere byggekostnadene, anbefales det å kombinere lynbeskyttelsesprosjekter med arbeidstegninger for generelt byggearbeid og arbeid med installasjon av rørleggerarbeid og elektrisk utstyr for å bruke rørleggerkommunikasjon og jordelektroder av elektrisk enheter for lynbeskyttelse.

2. Prosedyre for aksept av lynverninnretninger i drift

Lynverninnretninger for ferdigstilte byggeplasser

(rekonstruksjon), tas i bruk av arbeidskommisjonen og overføres til kunden for drift før installasjon av prosessutstyr, levering og lasting av utstyr og verdifull eiendom inn i bygninger og konstruksjoner.

Aksept av lynbeskyttelsesanordninger ved eksisterende anlegg utføres ved en handling fra arbeidskommisjonen.

Sammensetningen av arbeidskommisjonen bestemmes av kunden; arbeidskommisjonen inkluderer vanligvis representanter for:

person ansvarlig for elektrisk utstyr,

entreprenør, branntilsynstjeneste.

Arbeidskommisjonen får presentert følgende dokumenter: godkjente design for lynverninnretninger,

fungerer for skjult arbeid (for design og installasjon av jordingsledere og nedledere som ikke er tilgjengelige for inspeksjon),

sertifikater for testing av lynbeskyttelsesenheter og beskyttelse mot sekundære manifestasjoner av lyn og introduksjon av høye potensialer gjennom overjordisk og underjordisk metallkommunikasjon (data om motstanden til alle jordingsledere, resultater av inspeksjon og verifisering av arbeid med installasjon av lyn stenger, nedledere, jordingsledere, elementer av deres feste, pålitelighet av elektriske forbindelser mellom strømførende elementer og

Arbeidskommisjonen foretar en fullstendig kontroll og inspeksjon av det fullførte konstruksjons- og installasjonsarbeidet på installasjonen av lynverninnretninger.

Aksept av lynverninnretninger for nyoppførte anlegg er dokumentert i lover om aksept av utstyr for lynverninnretninger.

Lover godkjent av organisasjonens leder, sammen med innsendte handlinger for skjult arbeid og måleprotokoller, er inkludert i passet til lynverninnretninger.

3. Drift av lynverninnretninger

Regelmessig og ekstraordinært vedlikehold av lynbeskyttelsesanordninger utføres i henhold til et vedlikeholdsprogram utarbeidet av en ekspert på lynvernanordninger, en representant for designorganisasjonen og godkjent av organisasjonens tekniske leder.

For å sikre fortsatt pålitelighet av lynverninnretninger, kontrolleres og inspiseres alle lynverninnretninger årlig før starten av tordenværsesongen.

For å gjennomføre en inspeksjon av tilstanden til MZU, angir lederen av organisasjonen årsaken til inspeksjonen og organiserer:

kommisjon for å gjennomføre en inspeksjon av MZU, som indikerer det funksjonelle ansvaret til medlemmene av kommisjonen for å undersøke lynbeskyttelse,

arbeidsgruppe for å utføre nødvendige målinger,

tidspunktet for inspeksjonen er angitt.

Når du inspiserer og tester lynbeskyttelsesenheter, anbefales det:

sjekk visuelt (ved hjelp av en kikkert) for integritet

lynavledere og nedledere, påliteligheten av deres tilkobling og festing til master,

identifisere elementer av lynbeskyttelsesenheter som krever utskifting eller reparasjon på grunn av brudd på deres mekaniske styrke,

bestemme graden av ødeleggelse ved korrosjon av individuelle elementer av lynbeskyttelsesanordninger, ta tiltak for anti-korrosjonsbeskyttelse og styrking av elementer skadet av korrosjon,

kontroller påliteligheten til elektriske forbindelser mellom spenningsførende deler av alle elementene i lynbeskyttelsesanordninger,

kontrollere at lynbeskyttelsesanordninger er i samsvar med formålet med objektene, og, i tilfelle konstruksjon eller teknologiske endringer i løpet av forrige periode, skissere tiltak for modernisering og rekonstruksjon av lynbeskyttelse i samsvar med kravene i denne instruksen,

klargjøre det eksekutive diagrammet over lynbeskyttelsesanordninger og bestemme banene til lynstrømmen som sprer seg gjennom elementene under en lynutladning ved å simulere en lynutladning inn i en luftterminal ved å bruke et spesialisert målekompleks koblet mellom lynavlederen og en fjernstrømelektrode,

måle motstandsverdien til spredning av pulserende strøm ved å bruke amperemeter-voltmeter-metoden ved å bruke et spesialisert målekompleks,

måle verdiene av pulsoverspenninger i strømforsyningsnettverk under et lynnedslag, fordelingen av potensialer langs metallkonstruksjoner og jordingssystemet til en bygning ved å simulere et lynnedslag inn i en luftterminal ved hjelp av et spesialisert målekompleks,

måle verdien av elektromagnetiske felt i nærheten av lynbeskyttelsesanordningen ved å simulere et lynnedslag i en luftterminal ved hjelp av spesielle antenner,

sjekk tilgjengeligheten av nødvendig dokumentasjon for lynbeskyttelsesenheter.

Alle kunstige jordingsledere, nedledere og deres tilkoblingspunkter er gjenstand for periodisk inspeksjon med åpning i 6 år (for objekter i kategori I), og opptil 20 % av deres totale antall kontrolleres årlig. Korroderte jordingsledere og nedledere, når deres tverrsnittsareal er redusert med mer enn 25 %, må erstattes med nye.

Ekstraordinære inspeksjoner av lynbeskyttelsesanordninger bør utføres etter naturkatastrofer (orkanvind, flom, jordskjelv, brann) og tordenvær av ekstrem intensitet.

Ekstraordinære målinger av jordingsmotstanden til lynverninnretninger bør gjøres etter at alt reparasjonsarbeid er fullført både på lynverninnretninger og på de beskyttede objektene selv og i nærheten av dem.

Resultatene av inspeksjoner er formalisert i handlinger, innført i pass og en loggbok for å registrere tilstanden til lynbeskyttelsesanordninger. Basert på innhentede data, utarbeides en reparasjonsplan og eliminering av defekter ved lynverninnretninger oppdaget under inspeksjoner og kontroller.

Gravearbeid ved beskyttede bygninger og strukturer av gjenstander, lynbeskyttelsesanordninger, så vel som i nærheten av dem, utføres med tillatelse fra driftsorganisasjonen, som utnevner ansvarlige personer som overvåker sikkerheten til lynbeskyttelsesanordninger.

Det er ikke tillatt å utføre alle typer arbeid på lynverninnretninger og i nærheten av dem under tordenvær.

Teksten til dokumentet er verifisert fra: offisiell publikasjon Serie 17. Dokumenter om tilsyn i elkraftindustrien. Utgave 27. -M.: JSC "STC "Industriell sikkerhet", 2006

INSTRUKSJONER FOR LYNBESKYTTELSE
lagt til problemer for designere

Nylig har problemet med lynbeskyttelse blitt stadig mer presserende. I tillegg til å beskytte viktige gjenstander mot et direkte lynnedslag (eksterne lynbeskyttelsesanordninger), har kravene til interne lynvernanordninger som gir beskyttelse mot sekundære lyneffekter økt.
I 2003 trådte «Instruks for lynbeskyttelse av bygninger, konstruksjoner og industriell kommunikasjon» SO 153-34.21.122-2003 i kraft. Våre Moskva-forfattere mener at det nye dokumentet ikke var i stand til å løse de komplekse problemene designere står overfor.

Mikhail Kuznetsov, Ph.D.
Mikhail Matveev, Ph.D.
Sergey Noskov EZOP LLC, Moskva

For tiden bygges og rekonstrueres et stort antall anlegg med økte krav til lynbeskyttelse: kraftverk (PP), spesielt kjernekraftverk (NPP), transformatorstasjoner (PS), anlegg i olje- og gassindustrien, transport, kommunikasjon, etc.
Funksjonen til mange objekter i dag er sikret av mikroprosessor (MP) utstyr som er følsomt for pulserende elektromagnetisk interferens (oppstår blant annet under en lynutladning). MP-utstyr utfører stadig viktigere funksjoner. For eksempel blir det allerede installert som kjerneelementer i kontroll- og sikkerhetssystemer for atomreaktorer. Derfor har konseptet "lynbeskyttelse" i forhold til den moderne situasjonen utvidet seg. Lynbeskyttelse kan deles inn i to sammenhengende komponenter: beskyttelse mot primære og sekundære manifestasjoner av lyn.
Beskyttelse mot primære manifestasjoner inkluderer kun et eksternt lynbeskyttelses- og jordingssystem, som sikrer den faktiske beskyttelsen av anlegget mot direkte utslipp (som kan føre til død, skade på hovedutstyr, branner, eksplosjoner osv.) og avledning av hoveddelen av lynstrømmen inn i jordelektroden. Beskyttelse mot sekundære manifestasjoner av lyn inkluderer midler som beskytter sensitivt utstyr og dets kretser fra pulserende potensialforskjeller mellom "grunner" som oppstår under et lynutladning i nærheten. Beskyttelse mot sekundære manifestasjoner av lyn inkluderer også midler for å skjerme elektromagnetiske felt som påvirker utstyr og dets kretser.

Eksisterende normativ og teknisk dokumentasjon for lynbeskyttelse

Økte krav til organisering av lynbeskyttelse krever tilstrekkelig refleksjon på nivå med vitenskapelig og teknisk dokumentasjon. Tradisjonelt brukte dokumenter om utforming av lynbeskyttelsessystemer, for eksempel RD 34.21.122-87 "Instruksjoner for installasjon av lynbeskyttelse av bygninger og konstruksjoner" (heretter instruksjon - 1), gjorde det mulig å designe et lynbeskyttelsessystem i en slik måte å beskytte objektet tilstrekkelig mot de primære manifestasjonene av lyn: direkte lynnedslag, tak, etc.
Samtidig ble spørsmålene om å beskytte MF-utstyr og kabellinjer fra sekundære manifestasjoner av lynnedslag dårlig vurdert. Derfor er det et langvarig behov for å lage et dokument som regulerer beskyttelsen av MP-utstyr og dets kretser fra overspenninger og felt som oppstår når lynstrømmen flyter gjennom elementene i lynbeskyttelsessystemer og jordingsenheter. Det ble antatt at det nye dokumentet "Instruksjoner for lynbeskyttelse av bygninger, konstruksjoner og industriell kommunikasjon" SO 153-34.21.122-2003 (heretter referert til som instruksjon 2) ville løse de akkumulerte problemene. På tidspunktet for utgivelsen eksisterte dessuten utenlandske standarder for lynbeskyttelse (IEC 61312 og IEC 61024). Det innenlandske dokumentet burde ideelt sett ha brukt og spesifisert IEC-materialer, siden for det første i utlandet er problemene med lynbeskyttelse og EMC generelt utarbeidet mer detaljert enn i Russland, og for det andre, da instruksjon 2 ble utstedt, tilstrekkelig erfaring bør ha samlet bruk av disse IEC-standardene. Det er imidlertid neppe en overdrivelse å si at instruksjon 2 ikke levde opp til disse forventningene.
Allerede et raskt blikk på instruksjon 2, legger man merke til det mye mindre volumet i avsnittet om beskyttelse mot sekundære lynmanifestasjoner sammenlignet med IEC. Det eneste som er gjort er at det er presentert enkeltseksjoner fra IEC 61312, for eksempel er det gitt grunnleggende informasjon om sonebegrepet beskyttelse, skjerming og jording. Fremstillingen er utført med minimal detalj, noe som gjør det vanskelig å anvende bestemmelsene i instruks 2 i prosjekteringspraksis. Ikke bare brakte det ikke anbefalingene i IEC 61312 til et spesifisitetsnivå som ville tillate dokumentet å bli effektivt brukt i designpraksis, men det mistet også mange av de positive egenskapene til instruksjon 1.
For eksempel inneholder instruksjon 2 ikke en metode for å bestemme minimumsavstanden fra strukturer med lynavledere til beskyttede objekter under forholdene uten overlapping (sekundær lynutladning).
Som et resultat ble dokumentet som designerne forventet, uansett hvor støtende det måtte høres ut, først publisert i Vesten (IEC-62305). Denne omfangsrike (5 bind!) standarden dekker mange aspekter av beskyttelse mot både primære og sekundære manifestasjoner av lyn og gir detaljerte anbefalinger som kan brukes uten ytterligere forskning. Selvfølgelig er IEC-62305 ikke uten sine ulemper. I metodikken for å estimere gjennomsnittlig årlig antall lynnedslag på et objekt, foreslås det empiriske koeffisienter for plasseringen av objekter, hvis bruk ikke alltid gir korrekte resultater. Men totalt sett er dette dokumentet mye mer detaljert og logisk enn instruksjon 2.

FUNKSJONER SO 153-34.21.122-2003

Dokumentstatus

For ikke å være ubegrunnet vil vi i denne artikkelen se på noen av problemene knyttet til instruksjon 2. Problemet er faktisk dokumentets status. Etter utgivelsen av Instruction 2 i 2003 oppsto en kontroversiell situasjon. Den tidligere brukte Instruksjon 1 (og bransjedokumentene basert på den) ble ikke formelt kansellert.
Den aller første setningen i instruksjon 2: "Instruksen gjelder alle typer bygninger, strukturer og industriell kommunikasjon, uavhengig av avdelingstilhørighet og eierform" viser seg å være mer enn en dristig uttalelse, tatt i betraktning at dokumentet ble godkjent ved ordre av Energidepartementet og er nettopp en bransjestandard.
Som praksis har vist, er dette dokumentet dårlig brukt i andre bransjer. Men selv bruk av instruksjon 2 i elkraftindustrien er ikke alltid mulig.
La oss se på et eksempel på et rekonstruert anlegg (ES eller PS), hvor en del av det utendørs koblingsanlegget blir ferdigstilt. Her er sitatet: "Instruksjonene er ment for bruk i utvikling av prosjekter, konstruksjon, drift, samt i rekonstruksjon av bygninger, strukturer og industriell kommunikasjon." Deretter må den formelt eksisterende delen av objektet (som er utformet i henhold til tidligere dokumenter og kanskje ikke oppfyller kravene i instruksjon 2) rekonstrueres, noe som ikke alltid er realistisk.
Men selv om eksisterende del av anlegget forblir uendret, må lynbeskyttelse av nye celler utformes i henhold til kravene i instruks 2. Det er imidlertid ikke klart hvordan man skal beregne samspillet av lynavledere på eksisterende og nye deler av fasiliteten.
I tillegg til denne forvirringen, viste det seg at instruksjon 2 ikke bare ikke oppfyller moderne krav (spørsmål om beskyttelse mot sekundære manifestasjoner av lynutladninger, spesifikasjonene for lynbeskyttelse av eksplosive og brannfarlige gjenstander er nesten ikke vurdert), men også har unøyaktigheter som kompliserer utformingen av lynbeskyttelsessystemer. Derfor fortsetter mange bransjer å bruke instruksjon 1 (for eksempel for fasilitetene til OJSC Gazprom) eller har utviklet sine egne industristandarder (for eksempel for fasilitetene til OJSC AK Transneft).

Nivå på anleggsbeskyttelse og risikovurdering

La oss først vurdere det viktigste spørsmålet som valget av spesifikke tekniske løsninger angående lynbeskyttelse av et bestemt objekt avhenger av. Vi snakker om en risikovurderingsprosedyre og valg, basert på resultatene, av beskyttelsesnivået og lynstrømparametere som tilsvarer spesifikasjonene til anlegget.
Faktisk er det i de fleste tilfeller fundamentalt umulig å gi 100 % lynbeskyttelse av bakkebaserte objekter. Det er imidlertid mulig å redusere sannsynligheten for ulykker, skader eller funksjonsfeil i driften av anlegget som helhet og dets undersystemer til et akseptabelt minimum. Samtidig bør naturligvis kostnadene ved å gi lynbeskyttelse være knyttet til mulig risiko.
Dermed er det ingen vits i å installere relativt dyre overspenningsvernenheter (SPD) og gi spesiell skjerming for utstyr som har lave kostnader og feil ikke fører til alvorlige konsekvenser. I tilfelle feil er det mye lettere å erstatte slikt utstyr, for eksempel en gang hvert 40.–50. år. Men hvis slikt utstyr sikrer uavbrutt drift av sikkerhetssystemer for kjernekraftverk, vil beskyttelsestiltak som er mye dyrere enn selve utstyret være berettiget.
Faktorene på grunnlag av hvilke kravene til beskyttelsespålitelighet og parametrene til lynstrømpulser bestemmes inkluderer: viktigheten av objektet, de økonomiske og sosiale konsekvensene av feil i driften, geometrien og levetiden til den, lynaktivitet i området der den ligger osv. Retningslinje 2 gir kun generell veiledning om at det bør gjennomføres en risikovurdering.
I dette tilfellet blir designere bedt om å uavhengig velge beskyttelsesnivået. Den foreslåtte inndelingen av objekter i typer er for overfladisk: objekter er delt inn i vanlige og spesielle.

Alle kraftverk er klassifisert som spesielle, mens nettstasjoner tilsynelatende tilhører ordinære anlegg. Det er vanskelig å si mer presist, fordi... Tabellen i dokumentet er ikke uttømmende. La oss se på et eksempel: et lite vannkraftverk eller et termisk kraftverk bygget ved en bedrift for å redusere eksterne betalinger for elektrisitet, på den ene siden, og 500 kV Chagino-transformatorstasjonen i Moskva, på den andre. Dersom en driftsforstyrrelse av en slik vannkraftstasjon (TPP) skaper kortsiktige og avtakbare ulemper knyttet til overgangen til ekstern kraftforsyning til virksomheten, kan en ulykke ved en 500 kV systemstasjon, som praksis har vist, har mye mer alvorlige konsekvenser.
Fra teksten til instruksjon 2 forblir det også uklart med hvilket beskyttelsesnivå lynbeskyttelsessystemet til kraftverk skal utformes; kun et område på 0,9–0,999 er gitt for alle spesialanlegg. Men kostnaden for et lynbeskyttelsessystem designet med et beskyttelsesnivå på 0,999 kan være en størrelsesorden høyere enn kostnaden for et lynbeskyttelsessystem designet med et beskyttelsesnivå på 0,9.
Av en eller annen grunn, for spesielle objekter, er selv lynstrømparametere ikke gitt avhengig av pålitelighetsnivået. Tabellen over pålitelighetsnivåer gitt for vanlige objekter svarer heller ikke på spørsmålet om hvilket pålitelighetsnivå og hvilken lynstrøm som skal brukes i beregninger for et bestemt objekt, og først og fremst for en nettstasjon. For å forstå viktigheten av å svare på dette spørsmålet, her er to eksempler.
1. For en 500 kV nettstasjon med lineære dimensjoner på flere hundre meter, plassert i et område med tordenværsaktivitet i 80–100 timer, vil forventet antall lynnedslag per år være 2–3 utladninger. Hvis et lynbeskyttelsessystem med en pålitelighet på 0,9 er designet for en slik nettstasjon, vil det i gjennomsnitt skje et lyngjennombrudd gjennom lynbeskyttelsessystemet en gang hvert 5. år, dvs. direkte innvirkning på primærutstyret. For en slik nettstasjon må åpenbart lynbeskyttelsessystemet bygges med en pålitelighet på minst 0,99. I tillegg er det ikke nok å bruke en lynstrømverdi på 100 kA i beregninger, siden i løpet av levetiden til transformatorstasjonen før fullstendig rekonstruksjon er det sannsynlig at minst en utslipp til transformatorstasjonens territorium med en strøm på 130 kA. Denne vurderingen er gjort på bakgrunn av data om sannsynligheten for lynnedslag med en gitt nåverdi.
2. For en 110 kV nettstasjon, laget for eksempel på basis av koblingsanlegg i bygg 15. 20 meter, plassert i sentrum, i et område med 20–40 timers tordenaktivitet, er forventet antall lynnedslag cirka ett nedslag hvert 35. år. Naturligvis vil et beskyttelsesnivå på 0,8 for en slik understasjon (med tanke på levetiden) være mer enn tilstrekkelig, og lynstrømmen på 100 kA akseptert i henhold til instruksjon 2 vil være en klar "tilbakestilling". For eksempel vil en utladning med strøm over 50 kA skje i gjennomsnitt en gang hvert 150–300 år (estimatet er basert på dataene gitt i). Naturligvis er det for en slik transformatorstasjon økonomisk mulig å bygge et lynbeskyttelsessystem basert på lavere lynstrømmer (for eksempel 25–30 kA).

Så for å designe et lynbeskyttelsessystem riktig (med et tilstrekkelig nivå av pålitelighet, men uten "remortgaging"), er det nødvendig å vurdere risikoen, velge nivået av lynbeskyttelse og bestemme amplituden til lynstrømmen avhengig av formålet med det beskyttede objektet, levetiden til utstyret på stedet, forventet antall lyngjennombrudd og andre faktorer. Imidlertid er en slik teknikk helt fraværende i instruksjon 2.
Dessuten inneholder dette dokumentet ikke en metodikk for å bestemme antall lynutladninger til et objekt avhengig av dets geometriske parametere (bredde, lengde, høyde på bygninger og strukturer) og plassering. Det finnes heller ingen metode for å bestemme den aksepterte lynstrømverdien. Det skal bemerkes at i IEC-62305 om lynbeskyttelse vurderes disse problemene mye mer detaljert, selv i instruksjon 1 er det gitt noe oppmerksomhet til dette problemet.

Metodikk for beregning av vernesoner

Den mest kritiske ulempen med instruksjon 2 er den faktiske metodikken for å beregne typiske beskyttelsessoner for stang- og kabellynavledere. Den foreslåtte metoden forutsetter bare tilstedeværelsen av lynavledere i samme høyde. Det er fullstendig mangel på metodikk for å beregne beskyttelsessoner for lynavledere i forskjellige høyder (stang, kabel). Tatt i betraktning at lynbeskyttelse i virkeligheten ofte er organisert nøyaktig av lynavledere i forskjellige høyder (på en transformatorstasjon, selv innenfor ett utendørs koblingsanlegg, kan lynavledere i forskjellige høyder plasseres - for eksempel på portaler og flomlysmaster), kan vi konkludere at instruksjon 2 er uegnet for beregning av lynbeskyttelsessoner for mange objekter. Det skal bemerkes at instruksjon 1 og spesielt IEC-62305 ikke har denne ulempen.
Uttrykket fra instruksjon 2: «Ved utforming av lynbeskyttelse for et ordinært anlegg, er det mulig å bestemme beskyttelsessoner ved beskyttelsesvinkelen eller rullekulemetoden i henhold til IEC-standarden (IEC 1024), forutsatt at designet kravene til IEC er strengere enn kravene i instruksjonene» løser ikke problemet. Faktisk, siden kravene i instruksjon 2 for objekter med forskjellige høyder er fraværende, vil det fortsatt ikke være mulig å bruke IEC-standarden.
Selv for lynavledere av lik høyde, for å rettferdiggjøre bruk av IEC, vil designeren måtte gjøre beregninger ved å bruke begge metodene for å sammenligne kravene og se hvilken som er strengere. Men de minst heldige er spesielle anlegg, hvis lynbeskyttelse kun kan beregnes i henhold til instruksjon 2 - tross alt er det på slike anlegg at lynavledere som regel har forskjellige høyder. For eksempel er rør på bygningene til kjernekraftverksenheter og lynavledere på utendørs koblingsutstyr til kjernekraftverk forskjellige i høyden flere ganger. Det viser seg at det generelt er umulig å utføre en korrekt beregning av lynbeskyttelse for atomkraftverk!
En annen betydelig ulempe ved instruksjon 2 er mangelen på en metodikk for å beregne lynbeskyttelsessonen i nærvær av mer enn to lynavledere. I henhold til den foreslåtte metoden kan kun beskyttelsessonen dannet av et par lynavledere bestemmes.
Selvfølgelig, hvis du bygger beskyttelsessoner for tre lynavledere bare basert på overlappingen av lynbeskyttelsessoner dannet av hvert par av dem, vil i de fleste tilfeller ikke sonen som ligger i midten av trekanten (dannet av lynavledere) bli dekket. .
Fullstendig overlapping av den spesifiserte sonen vil kun skje hvis alle parvis dannede soner krysser hverandre på beskyttelseshøyden. Dette er for eksempel mulig i tilfellet når mastene som danner en vanlig trekant er plassert i en avstand på ikke mer enn 2r x (to radier av enkeltoverlappingssoner i en gitt høyde, fig. 1) fra hverandre.
Som et eksempel, la oss ta følgende tilfelle: hvis master som er 30 meter høye må dekke et område som er 15 meter høyt, bør mastene (plassert for eksempel ved toppene av en likesidet trekant) ikke være mer enn 18 meter fra hverandre ved et beskyttelsesnivå på 0,99 og i en avstand på ikke mer enn 10 meter med et beskyttelsesnivå på 0,999. I dette tilfellet må du bokstavelig talt feste objektet med master for å beskytte det i henhold til den gitte metoden. Men da vil lynavledere uunngåelig havne i umiddelbar nærhet til sekundærkretser, plassering av elektronisk utstyr osv., noe som i seg selv fører til alvorlige problemer.
Det skal bemerkes at i instruksjon 1 ble spørsmålet om å konstruere soner med flere lynavledere (mer enn to) løst. La oss huske at den sa følgende: «Hovedbetingelsen for beskyttelse av ett eller flere objekter med høyde h x med pålitelighet tilsvarende sonene A og B er oppfyllelsen av ulikheten r cx > 0 for alle lynavledere tatt i par. ” Dette betyr at hvis hvert par lynavledere samhandler i en gitt høyde (dvs. danner en felles sone, og ikke to separate beskyttelsessoner), så vil sonen mellom de parvise sonene bli blokkert fra et direkte lynnedslag i samme gitte høyde .

Uoverensstemmelser mellom CO og IEC

Siden man når man analyserer instruksjon 2 hele tiden må referere til IEC-62305, virker det hensiktsmessig å sitere deres andre inkonsekvenser for å unngå slike feil og inkonsekvenser når man reviderer instruksjon 2 og lager et nytt dokument om lynbeskyttelse. Dette er spesielt nødvendig for å forene metoder for å unngå misforståelser som kan oppstå under design og bygging av anlegg i utlandet eller anvendelse av standard utenlandsk utvikling i Russland.
Slike inkonsekvenser inkluderer for eksempel følgende: Tabell nr. 2.2 (seksjon nr. 2) viser følgende beskyttelsesnivåer mot direkte lynnedslag: Nivå I – 0,98; Nivå II – 0,95; Nivå III – 0,9; Nivå IV – 0,8.
I henhold til IEC 62305 er beskyttelsesnivåene som følger: Nivå I – 0,99; Nivå II – 0,97; Nivå III – 0,91; Nivå IV – 0,84.
Det er forresten lett å legge merke til at beskyttelsesnivåene i henhold til IEC i alle tilfeller er høyere enn i instruksjon 2.
Bemerkelsesverdig er avviket mellom verdiene for beskyttelsesnivåer for vanlige (0,98; 0,95; 0,9; 0,8) og spesielle objekter (0,9; 0,99 og 0,999). Tatt i betraktning at metoden for beregning av lynbeskyttelsessoner kun er gitt for beskyttelsesnivåer på 0,9; 0,99 og 0,999, forblir det et mysterium hvordan man beregner for nivåene 0,98; 0,95 og 0,8. Selv om instruksjon 2 sier at for vanlige objekter kan beregningsmetoden foreslått i IEC 1024 brukes, men med betingelsen "at designkravene til Den internasjonale elektrotekniske kommisjonen er strengere enn kravene i denne instruksjonen." Samtidig viser det seg å være umulig å avgjøre hvilke krav som er strengere, siden det rett og slett ikke er noen krav i instruksjonene for de angitte beskyttelsesnivåene!
Uoverensstemmelser med IEC inkluderer også verdiene for noen lynstrømparametere gitt i tabell 2.3 i instruksjon 2. For eksempel er verdiene for gjennomsnittshellingen til den første lynstrømpulsen feil angitt (gjennomsnittlig helning di / dt 30 / 90 %, kA / μs): 200, 150 og 100. Riktige verdier er ti ganger mindre: 20, 15 og 10 kA/µs. Denne motsetningen er mest sannsynlig bare en feil.

UNØYAKTIGHETER OG LØP

Generelt er det aktuelle dokumentet fylt med faktafeil, noe som fører til at det er umulig å bruke selv de beregningsmetodene som er presentert i dokumentet. Følgende er en liste over slike feil, som ikke later til å være fullstendig:
1. Tabell 3.6 "Beregning av parametrene for beskyttelsessonen til en dobbel stang lynavleder" gir en formel for å bestemme Lc ved en pålitelighet på 0,999, der faktoren 10–3 er overflødig. I tillegg viser den samme tabellen en annen formel (for pålitelighet 0,99):
h, der faktoren før braketten også er tvilsom. Kanskje i stedet for 0,01007 bør det være 0,0107, eller i den forrige formelen i stedet for 0,0107 bør det være 0,01007.
2. Uttrykket "For avstander L c L L max bestemmes høyden hc..." til stadighet, der relasjonen for L også er feil. I dette tilfellet er det riktig å skrive: L c L L maks. Vesentlige mangler ved dokumentet inkluderer følgende. I den foreslåtte beregningsmetodikken for lynvernsoner bør maksimal høyde på lynavledere ikke overstige 150 m.
Spørsmålet oppstår: hvorfor akkurat 150 m, og hva skal du gjøre hvis du trenger å beskytte et høyere objekt? Dokumentet sier at for dette må du bruke en spesiell teknikk, men det er ingen lenke til den. I mellomtiden er det flere og flere objekter med en høyde på mer enn 150 m (TV-tårn, skyskrapere, etc.). Og her er det nødvendig ikke bare å sikre beskyttelse av allerede konstruerte bygninger mot lynnedslag, men også å sørge for lynbeskyttelsestiltak under selve byggeprosessen. Dessverre er heller ikke dette aspektet dekket i instruksjon 2.

UBESVAREDE SPØRSMÅL

Til slutt, la oss dvele mer detaljert på det som dessverre er praktisk talt fraværende i instruksjon 2: om spørsmålene om å beskytte sensitivt utstyr og dets kretsløp fra sekundære manifestasjoner av lynutladninger med et detaljnivå som ville tillate en ikke-spesialist i felt av EMC for å utføre lynbeskyttelsesprosjekter. Som praksis har vist, er det for tiden viktig å ta hensyn til EMC-krav ved konstruksjon av komplekse lynbeskyttelsessystemer (inkludert jordingssystemer, overspenningsvernsystemer og elektromagnetiske felt).
Således, i en av de største oljeindustribedriftene i vårt land, ble systemet for beskyttelse mot direkte lynnedslag utformet riktig (mer presist, i henhold til gjeldende normative og tekniske dokumentasjon), men beskyttelse mot sekundære manifestasjoner av lyn ble ikke utført (Fig. 2a). Sekundære kretser og installasjonssteder for MF-utstyr falt inn i sonen med høyt impulspotensial ved bunnen av lynavledere. Dette førte til at i løpet av en tordenværsesong, som følge av flere lynnedslag på lynavledere, ble en betydelig del av anleggets elektroniske utstyr deaktivert. I fig. 2b viser et annet eksempel på feilaktig implementering av lynbeskyttelse.
I dag er det åpenbart at lynbeskyttelsesinstruksjonene ikke bare skal inneholde generelle ord (som instruksjon 2), men også spesifikke anbefalinger og tekniske løsninger, hvis implementering vil beskytte sensitivt mikroprosessorutstyr og dets kretser.
For eksempel undersøker Instruksjon 2 overfladisk problemet med å beskytte utstyr mot magnetiske felt indusert av lynstrøm. Det gis informasjon om at bygningens metallkonstruksjoner kan brukes som skjermer. Det er ikke sagt noe om hva som skal gjøres hvis bygningen er murstein, eller hvis skjermingsfaktoren til metallkonstruksjonene ikke er nok til å dempe feltet til et nivå som er trygt for utstyret. Det er ingen spesifikke anbefalinger for å bestemme skjermingsfaktoren.
Men ofte når man installerer nytt sensitivt utstyr i eksisterende bygninger, er bruk av ekstra skjerming den eneste tilgjengelige måten å bekjempe pulserende magnetiske felt.
Instruksjonene for lynbeskyttelse må inneholde en detaljert beskrivelse av hvordan dette gjøres, slik at designeren, avhengig av situasjonen, kan velge passende beskyttelsesalternativ: er bygningens metallkonstruksjon tilstrekkelig eller er det nødvendig å bruke ekstra skjerming av selve bygningen eller rommet; hvordan organisere screening av lokaler på riktig måte; Er det tilstrekkelig med netting eller er det nødvendig å bruke metallplater. Dersom det ikke er mulig å skjerme rommet eller av økonomiske årsaker er det mer lønnsomt å plassere utstyret i skjermingsskap, hvordan velges skjermingsskap. Spørsmålet er alvorlig, fordi mange av de for tiden produserte metallskapene ikke har skjermingsegenskaper, siden tilstedeværelsen av lange hull mellom veggene og rammen reduserer skjermingseffekten til nesten null. Alle disse spørsmålene må gis klare svar i lynverninstruksjonene. En lignende situasjon har utviklet seg med anbefalinger om jording av beskyttede objekter og opprettelse av et beskyttelsessystem mot overspenninger i kretser opp til 1 kV. Instruksjon 2 gir kun generelle anbefalinger om disse spørsmålene. Det rettes lite oppmerksomhet mot metoder for beskyttelse mot overspenninger ved bruk av spesielle enheter (overspenningsvernenheter), galvanisk isolasjon og skjerming av følsomme utstyrskretser. Men valget av type SPD er for eksempel en svært viktig sak. Dermed kan avledere ikke installeres i målekretsene til spenningstransformatorer ved transformatorstasjoner, siden når de utløses, kan formen på det nyttige signalet bli forvrengt, men installasjon av SPD-er basert på varistorer i slike kretser er mulig, som vist i . Det er verdt å merke seg at for anlegg som ikke har en eneste jordingsenhet i form av et nett (for eksempel mange anlegg i gassindustrien), er bruken av SPD-er ofte en av få effektive måter å bekjempe overspenninger. For eksempel bruker IEC-62305 nesten 20 sider til bruken av SPD alene.
Det samme gjelder bruk av skjermede kabler med dobbeltsidig jording av skjermene for overspenningsvern. I instruksjon 2 anbefales det kun å gjøre dette, men ingen kvantitative egenskaper er gitt. Det står heller ikke i hvilke tilfeller dette kan gjøres, og i hvilke et slikt tiltak kan være utilstrekkelig eller til og med føre til negative konsekvenser. Forskning utført av EZOP LLC har vist at en slik hendelse (hvis utført riktig) gjør det mulig å redusere overspenningene påført inngangene til MP-utstyr flere ganger (fra 4 til 20 ganger, se).
Instruksjon 2 berører praktisk talt ikke spørsmålene om å koble jordingssystemet til lynavledere med jordingen av andre objekter. Dette problemet er spesielt relevant for distribuerte store anlegg, som for eksempel elektriske transformatorstasjoner (som for øvrig er de mest tallrike anleggene i den elektriske kraftindustrien, som dette dokumentet ble utstedt for). Men det er riktig valg av jordingsordninger for lynbeskyttelseselementer som ofte gjør det mulig å klare seg uten ekstra kostbare tiltak for å beskytte mot sekundære manifestasjoner av lynutladninger, inkludert uten bruk av SPD-er.

TILBUD

Det er derfor behov for å starte arbeidet med å lage et nytt dokument som regulerer utformingen av lynbeskyttelsessystemer under hensyntagen til moderne krav.
Denne oppgaven går langt utenfor rammen av denne artikkelen. Men det er åpenbart at det nye dokumentet bør gjelde flest mulig typer objekter og gi klarest mulige løsninger, fremfor vage generelle bestemmelser. De oppførte motsetningene, unøyaktighetene og hullene må elimineres.
Dokumentet må ikke være i strid med IEC og skal klart skille mellom tilfeller der det er nødvendig for å overholde nye krav, og når det er tilstrekkelig for å overholde kravene i tidligere utstedte dokumenter. Og selvfølgelig er det nødvendig å fullt ut vurdere spørsmålene om beskyttelse mot sekundære manifestasjoner av lynutladning.
Spørsmålet oppstår imidlertid: er det mulig å garantere at det nye dokumentet vil være fundamentalt bedre enn det forrige, eller vil situasjonen med RD fra 1987 og RD fra 2003 gjenta seg, noe som tvinger designeren til å bruke kravene til forskjellige dokumenter?
Det er neppe mulig å gi et uttømmende svar her. Men jeg vil minne deg på følgende. I 2003 kom utgivelsen av Instruction 2 som en overraskelse for store deler av ingeniørmiljøet.
Så vidt kjent var det ingen publisering eller bred diskusjon av dokumentutkastet. Derfor ser det ut til at det er helt nødvendig, i tilfelle utvikling av et nytt dokument, å publisere utkastet i god tid før vedtakelse for å kunne diskutere kommentarer og forslag på en omfattende måte. Og det vil sikkert være mange av dem.

LITTERATUR

1. Sen P.K. Forstå direkte lynavskjerming av stoffer / PSERC Seminar Golden, Colorado, 6. november 2001. - Colorado School of Mines, 2002.
2. Kuznetsov M. B., Matveev M. V. Beskyttelse av MF-utstyr og dets kretser på transformatorstasjon og strømforsyningssystemer fra sekundære manifestasjoner av lynutladninger // Elektro. – 2007. – Nr. 6.
3. IEC 62305. – Lynbeskyttelse.
4. Kuznetsov M. B., Matveev M. V. En integrert tilnærming til å løse problemene med å beskytte MF-utstyr til kraftanlegg mot sekundære manifestasjoner av lynutladninger / Samling av saksbehandlingen fra den første all-russiske konferansen om lynbeskyttelse. – Novosibirsk, 2007.
5. Kuznetsov M.B., Kungurov D.A., Matveev M.V., Tarasov V.N. Problemer med å beskytte inngangskretsene til relébeskyttelse og automasjonsutstyr mot kraftige pulsoverspenninger // News of Electrical Engineering. – 2006. – nr. 6(42).
6. Bazelyan E.M., rapporter / Samling av saksbehandlingen fra den første allrussiske konferansen om lynbeskyttelse. – Novosibirsk, 2007.