8. Устройства грозозащиты и защиты от статического электричества.

Согласно «Инструкции по устройству молниезащиты зданий и сооружений» РД 34.21.122-87, различают три категории устройств молниезащиты:

- I и II — защищает от прямых ударов, электростатической и электромагнитной индукции и заноса высоких потенциалов;

- III — от прямых ударов и заноса высоких потенциалов.

Зона защиты молниеотвода — это часть пространства, внутри которого объект защищен от ударов молнии с определенной степенью надежности: зона типа А — 99.5% и выше, Б — 95% и выше.

Для зданий и сооружений класса В-1а, В-1б, и наружных установок класса В-1г молниезащита выполняется по II категории.

Для зданий и сооружений класса II-1, II-II, II-IIа молниезащита выполняется по III категории. Для сооружений III категории защита от электромагнитной индукции не требуется.

В целях защиты зданий и сооружений от прямых ударов молнии используются в качестве естественных молниеотводов дымовые трубы котельных, прожекторные мачты, опоры ЛЭП. В качестве заземления молниезащиты допускается использовать все рекомендуемые ПУЭ заземлители электроустановок, за исключением нулевых проводов ВЛ до 1000 вольт.

Железобетонные фундаменты зданий, сооружений опор молниеотводов следует использовать в качестве заземлителей молниезащиты при условии обеспечения непрерывной электрической связи по их арматуре и присоединении её к закладным деталям с помощью сварки.

Таблица – Типы заземлителей.

Заземлитель	Эскиз	Размеры, м
Железобетонный подножник		а=1,8 b=0,4 i=2,2
Железобетонная свая		d=0,25÷0,4 i=5,0
Стальной двухстержневой: полоса размером 40×4 мм; стержни диаметром 10-20 мм		t=0,5 i=3÷5 c=3÷5
Стальной трехстержневой: полоса размером 40×4 мм; стержни диаметром 10-20 мм		t=0,5 i=3÷5 c=5÷6

Защита сооружений от прямых ударов молнии устанавливается непосредственно на защищаемом объекте. Токоотводы прокладываются по стенам и крышам защищаемого объекта. Сопротивление заземления для зданий II категории не должно превышать 10 Ом.

Если защищаемое сооружение имеет металлическую крышу, то она может быть использована в качестве молниеприёмника. Токоотводы должны быть проложены не менее чем через каждые 10-15 м.

Сооружения III категории защищают от прямых ударов молнии неизолированными молниеотводами, установленными на самом сооружении. Сопротивление растеканию заземлителя молниеотводов должно быть не более 30 Ом.

В качестве заземлителей могут быть использованы все существующие в пределах сооружений металлические подземные устройства.

У сооружений II категории для защиты от вторичных воздействий молнии и статического электричества вся металлическая аппаратура, резервуары, газопроводы, нефтепроводы, сливоналивные устройства и т.п. на всём своём протяжении должны представлять непрерывную электрическую цепь и должны быть электрически присоединены к заземляющим устройствам. Переходные сопротивления между фланцами труб должны быть не более 0,03 Ом. Эта величина, как правило, достигается нормальной затяжкой болтов фланца, при этом не требуется установки шунтирующих перемычек.

Внутри зданий, между трубопроводами и другими металлическими конструкциями в местах их сближения на расстояние менее 10 см через каждые 30 м должны быть выполнены перемычки из стальной проволоки диаметром не менее 5 мм или стальной ленты сечением не менее 24 мм² путём приваривания или пайки. Для кабелей с металлическими оболочками или бронёй перемычки должны выполняться из гибкого медного проводника.

Заземление должно предусматривать отвод электрических зарядов, возникающих от вторичных проявлений молнии, а также зарядов статического электричества, возникающего в процессе производства. В этом случае величина сопротивления заземлителей должна быть не более 10 Ом. Если объект защищают только от статического электричества, то сопротивление заземлителя должно быть до 100 Ом.

Допускается объединение заземлителей защиты от вторичных воздействий молнии с заземлителями от прямых ударов молнии также и для изолированных молниеотводов.

Для защиты от электрической индукции сооружений, имеющих металлическую крышу, достаточно её присоединение к заземлителю защиты от вторичных воздействий; дополнительного присоединения металлических предметов внутри объекта к заземлителю не требуется. При защите же от статического электричества присоединение металлических предметов к заземлителю необходимо.

Заземление свинцовой оболочки и брони кабелей на вводе в здание осуществляется присоединением их к системе заземления, которое может быть общим для молниеотводов и защиты от вторичных проявлений молнии.

Молниезащита резервуаров.

Резервуары, отнесённые по устройству молниезащиты ко II категории, должны быть защищены от прямых ударов молнии, электростатической и электромагнитной индукции и заноса высоких потенциалов через трубопроводы.

Резервуары, отнесённые по устройству молниезащиты к III категории, должны быть защищены от прямых ударов молнии, электростатической индукции и заноса высоких потенциалов через трубопроводы. Защита от электромагнитной индукции не требуется.

Резервуары с толщиной металла крыши менее 4 мм должны быть защищены от прямых ударов молнии отдельно стоящими или установленными на самом резервуаре молниеотводами.

Корпус резервуара при толщине металла крышки 4 мм и более, а также отдельные резервуары вместимостью менее 200 м³ независимо от толщины металла крышки достаточно присоединить к заземлителям.

Присоединение резервуаров к заземлителю должно быть осуществлено не более чем через 50 м по периметру основания резервуара, при этом число присоединений должно быть не менее двух.

Для защиты от заноса высоких потенциалов через подземные коммуникации необходимо при вводе последних в резервуар присоединить их к любому из заземлителей.

Для защиты от заноса высоких потенциалов через коммуникации, проложенные на опорах, необходимо:

- на вводе в резервуар трубопроводы присоединить к заземлителю с импульсным сопротивлением растеканию не более 10 Ом для резервуаров II категории, и не более 20 Ом для резервуаров III категории;

- на ближайшей к резервуару опоре трубопроводы присоединить к заземлителю с импульсным сопротивлением растеканию не более 10 Ом для резервуаров II категории, и не более 20 Ом для резервуаров III категории;

- вдоль трассы эстакады через каждые 250-300 м трубопроводы для нефтепродуктов с температурой вспышки паров 61°C и ниже присоединить к заземлителям с импульсным сопротивлением 50 Ом.

Молниеприёмники изготавливают из различного металла любого профиля длиной не менее 200 мм площадью сечения не менее 100 мм².

Для предохранения от коррозии молниеприёмники оцинковывают, лудят или красят. Соединение молниеприёмников с токоотводами должно быть сварным, в исключительных случаях (при невозможности сварки) допускается соединение на болтах.

Токоотводы следует выполнять из стали размерами не менее, указанных ниже:

Таблица — Размеры тоководов.

Тип токовода	В воздухе	В земле
Круглые токоотводы и перемычки диаметром, мм	6	—
Круглые вертикальные электроды диаметром, мм	—	10
Прямоугольные токоотводы:
площадью сечения, мм2	48	160
толщиной, мм	4	4
Угловая сталь:
площадью сечения, мм2	—	160
толщиной полки, мм	2,5	4
Стальные трубы толщиной стенок, мм	2.5	Не допускается

Наземная часть токоотводов, кроме контактных поверхностей, должна быть окрашена в чёрный цвет.

Количество электродов определяется проектом в зависимости от удельного сопротивления грунта. Все заземлители между собой и с токоотводами должны соединяться посредством сварки. Длина сварного шва должна быть не менее двойной ширины свариваемых полос и не менее шести диаметров свариваемых круглых проводников. Соединения на болтах допускаются при устройстве временных заземлений. Места разъёмных соединений должны быть оцинкованными.

Объект считается защищённым от прямых попаданий молнии, если зона защиты молниеотвода охватывает все его части.

Эксплуатация грозозащитных устройств и устройств защиты от статического электричества.

При эксплуатации устройств молниезащиты и защиты от статического электричества должно осуществляться систематическое наблюдение за их состоянием, в график ППР должны входить текущие обслуживания (ревизии), текущие и капитальные ремонты этих устройств.

Целью ревизии является:

- проверка надёжности электрической связи между токоведущими элементами;

- выявление элементов в защитных устройствах, требующих замены или усиления вследствие механических повреждений;

- определение объёмов мероприятий по защите элементов грозозащиты и защиты от статического электричества, от коррозии;

- контроль достаточности грозозащиты и защиты от статического электричества в связи с возможными технологическими и строительными изменениями.

На основании ревизии определяется объём ремонта, который должен быть закончен к началу грозового сезона. Капитальные ремонты должны производиться в не грозовые периоды года. Периодичность капитального ремонта 8-10 лет.

Недопустимо в грозовой период оставлять молниеприёмники без надёжного соединения с токоотводом и заземлителем.

После каждой грозы или сильного ветра все устройства молниезащиты должны быть осмотрены и повреждения немедленно устранены.

Результаты ревизий устройств молниезащиты, проверочных испытаний заземляющих устройств, проведённых ремонтов и т.д. следует заносить в специальный журнал.

Лица, проводящие ревизию молниезащиты, должны составлять акт осмотра и проверки с указанием обнаруженных дефектов.

Наземная часть токоотводов, кроме контактных поверхностей, должна быть окрашена в чёрный цвет. Для предохранения от коррозии молниеприёмники оцинковывают, лудят и красят.

В рамках проведения ревизии, измерять сопротивление растекания токов промышленной частоты устройств необходимо для объектов II категории 1 раз в год, для объектов III категории – 1 раз в три года, для резервуаров – в период их зачистки. В случае если сопротивление заземления превышает допустимое значение на 20%, необходимо установить дополнительные электроды.

Осмотр и текущий ремонт заземляющих устройств защиты от статического электричества должны проводиться одновременно с осмотром и текущим ремонтом всего технологического оборудования. Измерения должны проводиться не реже чем один раз в год. Результаты измерений и ремонтов заносят в журнал по эксплуатации защиты от проявлений статического электричества.

Общие правила испытаний средств защиты, используемых в электроустановках.

В эксплуатации средства защиты подвергают эксплуатационным очередным и внеочередным испытаниям (после падения, ремонта, замены каких-либо деталей, при наличии признаков неисправности), по утвержденным нормам в установленные сроки.

Испытания проводят по утвержденным методикам (инструкциям). Механические испытания проводят перед электрическими.

Все испытания средств защиты должны проводиться специально обученными и аттестованными работниками.

Каждое средство защиты перед испытанием должно быть тщательно осмотрено в целях проверки наличия маркировки изготовителя, номера, комплектности, отсутствия механических повреждений, состояния изоляционных поверхностей (для изолирующих средств защиты). При несоответствии средства защиты требованиям настоящей Инструкции испытания не проводят до устранения выявленных недостатков.

Электрические испытания следует проводить переменным током промышленной частоты, как правило, при температуре 25±15°С.

Электрические испытания изолирующих штанг, указателей напряжения, указателей напряжения для проверки совпадения фаз, изолирующих и электроизмерительных клещей следует начинать с проверки электрической прочности изоляции.

Скорость подъема напряжения до 1/3 испытательного может быть произвольной (напряжение, равное указанному, может быть приложено толчком), дальнейшее повышение напряжения должно быть плавным и быстрым, но позволяющим при напряжении более 3/4 испытательного считывать показания измерительного прибора. После достижения нормированного значения и выдержки при этом значении в течение нормированного времени напряжение должно быть плавно и быстро снижено до нуля или до значения не выше 1/3 испытательного напряжения, после чего напряжение отключается.

Испытательное напряжение прикладывается к изолирующей части средства защиты. При отсутствии соответствующего источника напряжения для испытания целиком изолирующих штанг, изолирующих частей указателей напряжения и указателей напряжения для проверки совпадения фаз и т. п. допускается испытание их по частям. При этом изолирующая часть делится на участки, к которым прикладывается часть нормированного полного испытательного напряжения, пропорциональная длине участка и увеличенная на 20%.

Основные изолирующие электрозащитные средства, предназначенные для электроустановок напряжением выше 1 до 35 кВ включительно, испытываются напряжением, равным 3-кратному линейному, но не ниже 40 кВ, а предназначенные для электроустановок напряжением 110 кВ и выше  равным 3-кратному фазному.

Длительность приложения полного испытательного напряжения, как правило, составляет 1 минута для изолирующих средств защиты до 1000 В и для изоляции из эластичных материалов и фарфора и 5 мин для изоляции из слоистых диэлектриков.

Токи, протекающие через изоляцию изделий, нормируются для электрозащитных средств из резины и эластичных полимерных материалов и изолирующих устройств для работ под напряжением. Нормируются также рабочие токи, протекающие через указатели напряжения до 1000 В.

Пробой, перекрытие и разряды по поверхности определяются по отключению испытательной установки в процессе испытаний, по показаниям измерительных приборов и визуально.

Электрозащитные средства из твердых материалов сразу после испытания следует проверить ощупыванием на отсутствие местных нагревов из-за диэлектрических потерь.

При возникновении пробоя, перекрытия или разрядов по поверхности, увеличении тока через изделие выше нормированного значения, наличии местных нагревов средство защиты бракуется.