Комплекс средств молниезащиты

 

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 Р_з. Объект считается защищенным, если совокупность всех его молниеотводов обеспечивает надежность защиты не менее Р_з.

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.

 

 

r0

r0

rx

r0

rс

rx2

rx

L

а

в

б

rx1

 

 

Рис. 47. Зоны защиты различных видов молниеотводов: а – одиночный стержневой; б – двойной стержневой; в – тросовый:

r₀ – радиус зоны защиты на уровне земли; r_x – то же на уровне h_х; r_x1 – то же на уровне h_х1; r_x2 – то же на уровне h_х2; h_оп – 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.