Комплекс средств молниезащиты зданий или сооружений включает в себя устройства защиты от прямых ударов молнии – молниеотводы (внешняя молниезащитная система (МЗС)) и устройства защиты от вторичных воздействий молнии (внутренняя МЗС). В частных случаях молниезащита может содержать только внешние или только внутренние устройства. В общем случае часть токов молнии протекает по элементам внутренней молниезащиты.
Внешняя МЗС может быть изолирована от сооружения (отдельно стоящие молниеотводы – стержневые или тросовые, а также соседние сооружения, выполняющие функции естественных молниеотводов) или может быть установлена на защищаемом сооружении и даже быть его частью.
Внутренние устройства молниезащиты предназначены для ограничения электромагнитных воздействий тока молнии и предотвращения искрений внутри защищаемого объекта.
Токи молнии, попадающие в молниеприемники, отводятся в заземлитель через систему токоотводов (спусков) и растекаются в земле.
Внешняя МЗС в общем случае состоит из молниеприемников, токоотводов и заземлителей.
Молниеприемники могут быть специально установленными, в том числе на объекте, либо их функции выполняют конструктивные элементы защищаемого объекта (например, металлические конструкции крыши: фермы, соединенная между собой стальная арматура и т.п.); в последнем случае они называются естественными молниеприемниками.
Молниеприемники могут состоять из произвольной комбинации следующих элементов: стержней, натянутых проводов (тросов), сетчатых проводников (сеток).
Токоотводы в целях снижения вероятности возникновения опасного искрения должны располагаться таким образом, чтобы между точкой поражения и землей ток растекался по нескольким параллельным путям, а длина этих путей была ограничена до минимума. Токоотводы прокладываются по прямым и вертикальным линиям так, чтобы путь до земли был по возможности кратчайшим. Не рекомендуется прокладка токоотводов в виде петель.
В качестве естественных токоотводов могут использоваться конструктивные элементы зданий, если они удовлетворяют требованию электрической непрерывности.
Заземлитель молниезащиты следует совместить с заземлителями электроустановок и средств связи во всех случаях, за исключением использования отдельно стоящего молниеотвода.
В качестве заземлителей молниезащиты могут также использоваться специально прокладываемые заземляющие электроды: вертикальные, наклонные или радиально расходящиеся, а также заземляющий контур, уложенный на дне котлована, либо заземляющие сетки.
В качестве заземляющих электродов может использоваться соединенная между собой арматура железобетона или иные подземные металлические конструкции.
Выбор типа и высоты молниеотводов производится исходя из значений требуемой надежности Рз. Объект считается защищенным, если совокупность всех его молниеотводов обеспечивает надежность защиты не менее Рз.
Во всех случаях система защиты от прямых ударов молнии выбирается так, чтобы максимально использовались естественные молниеотводы, а если обеспечиваемая ими защищенность недостаточна – в комбинации со специально установленными молниеотводами.
Защитное действие молниеотвода характеризуется зоной защиты, под которой понимается пространство, отличающееся тем, что вероятность удара молнии в объект, размещенный в его объеме, не превышает заданной величины.
В общем случае выбор молниеотводов должен производиться при помощи соответствующих компьютерных программ, способных вычислять зоны защиты или вероятность прорыва молнии в объект (группу объектов) любой конфигурации при произвольном расположении практически любого числа молниеотводов различных типов.
Зоны защиты для простейших молниеотводов: одиночного стержневого (а), двойного стержневого (б) и тросового (в) показаны на рис. 42. Размеры молниеотводов можно определять, пользуясь эмпирическими формулами, приведенными в «Инструкции по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций» СО 153-34.21.122–2003.
Защита от вторичных воздействий молнии. Современные электрические и электронные системы более чувствительны к воздействию молнии, чем устройства предыдущих поколений, поэтому необходимо применять специальные меры по их защите от опасных воздействий молнии.
Пространство, в котором расположены электрические и электронные системы, должно быть разделено на зоны различной степени защиты в зависимости от значений электромагнитных параметров на их границах. В общем случае чем выше номер зоны, тем меньше значения параметров электромагнитных полей, токов напряжений в пространстве зоны.
Зона 0 – зона, где каждый объект подвержен прямому удару молнии, и поэтому через него может протекать полный ток молнии. В этой области электромагнитное поле имеет максимальное значение.
Зона 0 
– зона, где объекты не подвержены прямому удару молнии, но электромагнитное поле не ослаблено и также имеет максимальное значение.
Зона 1 – зона, где объекты не подвержены прямому удару молнии и ток во всех проводящих элементах внутри зоны меньше, чем в зоне 0 ; в этой зоне электромагнитное поле может быть ослаблено экранированием.
На границах зон должны осуществляться меры по экранированию и соединению всех пересекающих границу металлических элементов и коммуникаций.
Экранирование является основным способом уменьшения электромагнитных помех.
Металлическая конструкция строительного сооружения может быть использована в качестве экрана. Подобная экранная структура образуется, например, стальной арматурой крыши, стен, полов здания, а также металлическими деталями крыши, фасадов, стальными каркасами, решетками. Для уменьшения влияния электромагнитных полей все металлические элементы объекта электрически объединяются и соединяются с системой молниезащиты.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 47. Зоны защиты различных видов молниеотводов: а – одиночный стержневой; б – двойной стержневой; в – тросовый:
r0 – радиус зоны защиты на уровне земли; rx – то же на уровне hх; rx1 – то же на уровне hх1; rx2 – то же на уровне hх2; hоп – высота опоры троса
Контрольные вопросы
1. Каково происхождение молнии как физического явления? Какую опасность представляют разряды атмосферного электричества?
2. По какому принципу классифицируются объекты с точки зрения устройства молниезащиты? Какие объекты относятся к обычным, а какие – к специальным?
3. Какие уровни надежности молниезащиты предусмотрены для обычных объектов? От чего зависит выбор уровня надежности защиты?
4. Как определяется уровень надежности защиты для специальных объектов?
5. Какие элементы включает в себя комплекс средств молниезащиты?
6. Каким образом может быть устроена внешняя молниезащита в общем случае?
7. Из каких элементов состоит внешняя молниезащитная система (МЗС)? Естественные и искусственные молниеприемники, токоотводы, заземлители.
8. Приведите примеры различных видов молниеотводов. Как осуществляется выбор высоты и типа молниеотводов?
9. Что такое зона защиты молниеотвода? Как определяют зоны защиты и размеры молниеотводов?
10. Обоснуйте необходимость применения специальных мер по защите от вторичных воздействий молнии. Для каких видов оборудования они требуются?
Промышленная безопасность
опасных производственных объектов
Правовые, экономические и социальные основы обеспечения безопасной эксплуатации опасных производственных объектов определяет Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» № 116-ФЗ от 21 июля 1997 г.
Положения данного закона распространяются на все организации независимо от их организационно-правовых форм и форм собственности, осуществляющие деятельность в области промышленной безопасности опасных производственных объектов на территории Российской Федерации.
В главе I Закона «Общие положения» формулируются основные понятия, а именно:
– промышленная безопасность опасных производственных объектов (далее – промышленная безопасность) – состояние защищенности жизненно важных интересов личности и общества от аварий на опасных производственных объектах и последствий указанных аварий;
– авария – разрушение сооружений и (или) технических устройств, применяемых на опасном производственном объекте, неконтролируемые взрыв и (или) выброс опасных веществ;
– сценарий аварии – последовательность отдельных логически связанных событий, обусловленных конкретным инициирующим событием, приводящих к аварии с конкретными опасными последствиями;
– инцидент – отказ или повреждение технических устройств, применяемых на опасном производственном объекте, отклонение от режима технологического процесса, нарушение положений федеральных законов и иных нормативных правовых актов Российской Федерации, а также нормативных технических документов, устанавливающих правила ведения работ на опасном производственном объекте.
К категории опасных производственных объектов относятся объекты, на которых:
1) получаются, используются, перерабатываются, образуются, хранятся, транспортируются, уничтожаются следующие опасные вещества:
а) воспламеняющиеся вещества - газы, которые при нормальном давлении и в смеси с воздухом становятся воспламеняющимися и температура кипения которых при нормальном давлении составляет +20 0С или ниже;
б) окисляющие вещества - вещества, поддерживающие горение, вызывающие воспламенение и (или) способствующие воспламенению других веществ в результате окислительно - восстановительной экзотермической реакции (окислители);
в) горючие вещества - жидкости, газы, пыли, способные самовозгораться, а также возгораться от источника зажигания и самостоятельно гореть после его удаления;
г) взрывчатые вещества - вещества, которые при определенных видах внешнего воздействия способны на очень быстрое самораспространяющееся химическое превращение с выделением тепла и образованием газов;
д) высокотоксичные и токсичные вещества - вещества, способные при воздействии на живые организмы приводить к их гибели (согласно ГОСТ 12.1.007–76 «ССБТ. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности» эти вещества относятся к 1 и 2-му классам опасности: чрезвычайно опасные и высоко опасные).
ж) вещества, представляющие опасность для окружающей природной среды;
2) используется оборудование, работающее под давлением более 0,07 Мпа или при температуре нагрева воды более +115 0С;
3) используются стационарно установленные грузоподъемные механизмы, эскалаторы, канатные дороги, фуникулеры;
4) получаются расплавы черных и цветных металлов и сплавы на основе этих расплавов;
5) ведутся горные работы, работы по обогащению полезных ископаемых, а также работы в подземных условиях.
