Мищенко, Тищенко - БЖД

281

или черной стальной катанки диаметром не менее6 мм и прокладываются в труднодоступных или защищенных местах. Число токоотводов зависит от типа крыши и размеров здания. Один токоотвод рассчитан на каждые 20 м наружного периметра крыши [21]. Ни рис. 8.10 показаны варианты установки токоотводов (расположение заземляющего ввода, установочные

размеры).

Рис. 8.10. Варианты установки токоотводов

Немаловажную роль в молниезащите играетзаземление. Одним из надежных способов отвода и рассеивания энергии молнии считается наличие малых сопротивлений, что и обеспечивается заземлением. В качестве заземления рекомендуется использовать железобетонные фундаменты зданий, сооружений – естественное заземление. Так же широко распространено искусственное заземление по периметру здания. На практике этот тип заземления используется в целях экономии места под инженерные и другие коммуникации. Все соединения в системе молниезащиты выполняются с помощью сварки, или с помощью болтовых соединений– только при должной электрической связи всех элементов молниезащиты обеспечивается гарантированная надежность в защите зданий и сооружений от ударов молнии. В зависимости от размеров зданий и сооружений заземление может быть односторонним и двухсторонним рис. 8.11 [22].

Для повышения безопасности людей и животных заземлители размещают в редко посещаемых местах(на газонах, в кустарниках) в удале-

283

Активная молниезащита начала использоваться с середины80-х годов и заключается в использовании так называемых активных молниеприемников, принцип работы которых рассчитан на том, что при приближении грозового фронта активный молниеприемник выпускает встречный лидер, перехватывающий грозовой разряд. В отличие от классической (пассивной) молниезащиты активная защищает не только объект, но и значительную территорию вокруг молниеприемника.

Система активной молниезащиты основана на принципе ионизации, то есть, во время грозы вокруг активного молниеприемника создается область ионизации. И в момент, когда напряженность электрического поля поверхностью земли и грозовым облаком достигает критического значения

(т. е. разряд молнии становится неизбежным) от активного молниепри-

емника происходит старт встречного лидера (искрового разряда) в сторону уже развивающейся от облака молнии.

В случае если молния будет продолжать свой путь к защищенному объекту она обязательно будет«притянута» к молниеприемнику в пределах его зоны защиты. Виды активных молниеприемников показан на рис. 8.13.

Если же разряд молнии будет в стороне от зоны действия активного молниеприемника то молниеприемник не окажет на нее никакого воздействия. Достоинством такой системы является то, что при минимальном влиянии на внешний вид объекта активная молниезащита защищает не только сам объект, но и значительный участок вокруг.

Рис. 8.13. Вид активных молниеприемников и конструкция активного молниеприемника «Forend»: 1 – конечник; 2 – корпус из нержавеющей стали, 3 – блок формирующий; 4 – крепежный винт, 5 – резьбовое соединение с мачтой; 6 – мачта [22]

Внутренния молниезащита. Попадание разряда молнии в радиусе до двух километров может быть вполне достаточно, что бы возникший импульс вывел из строя все электроприборы. Поэтому для защиты используется в комплексе с внешней, внутренняя молниезащита – это совокупность устройств защиты от импульсных перенапряжений(УЗИП) [22]. Такие устройства защиты служат для защиты электрооборудования от импульс-

284

ных и коммутационных перенапряжений, которые вызваны индуктивными и резистивными связями, возникающими под воздействием тока молнии. Перенапряжения, вызванные прямыми ударами молнии, происходят в случае попадания молнии непосредственно в сооружение, либо в подведенные к объекту ЛЭП, коммуникационные линии. Перенапряжения, вызываемые ими, имеют выраженный импульсный характер. По форме волны импульса перенапряжения подразделяют:

·Тип 1 – с длительностью фронта импульса10 мкс и длительностью периода полуспада 350мкс. Так как они несут большую запасенную энергию, данные перенапряжения наиболее опасны.

·Тип 2 – с длительностью фронта импульса 8 мкс и длительностью периода полуспада 20мкс. Перенапряжения, вызванные непрямыми ударами молнии, происходят вследствие ударов вблизи здания(сооружения) или удара молнии вблизи линий коммуникаций. Они менее опасны: запасенная энергия примерно в семнадцать раз меньше, чем у типа 1.

·Тип 3 – с длительностью фронта импульса1,2 мкс и длительностью периода полуспада50 мкс. Данные перенапряжения самые менее опасные.

Устройства защиты от импульсных перенапряжений(УЗИП) строятся на основе нелинейных элементов(варисторы, разрядники различных типов, тиристоры и т. д.), способных резко снижать свое высокое полное сопротивление при возникновении перенапряжения в месте, их включения

всеть. Тем самым УЗИП понижает уровень перенапряжения в данном месте до безопасного значения и не пропускает импульс перенапряжения к защищаемому потребителю. Нелинейный элемент УЗИП включается параллельно перед защищаемым потребителем по ходу энергии. УЗИП могут включаться между фазами, между фазой и землей, между фазой и нейтралью, между землей и нейтралью и в любой комбинации этих вариантов. Так как до недавнего времени не было нелинейных приборов, способных одинаково хорошо поглощать энергию импульсов различных видов перенапряжений, УЗИП разделили на классы.

·класс 1 (B) УЗИП данного класса может пропустить через себя всю энергию типичного удара молнии и не разрушиться, но за УЗИП данного класса сохраняется достаточно большой бросок напряжения, рекомендовано устанавливать в зданиях, подключенных воздушными линиями, в зданиях с громоотводами, а также в зданиях, которые стоят отдельно (в сельской местности) или находятся рядом с высокими объектами, в частности,

сдеревьями. Проводка в городских квартирах и офисах не требует УЗИП типа 1, так как он уже есть на КТП.

·класс 2 (С) УЗИП данного класса не способно выдержать без разрушения удар молнии. Однако если применять класс2 совместно с классом 1, то целостность УЗИП гарантируется. За данным классом следует бросок напряжения обычно около 1,4 – 1,7 кВ.

285

· класс 3 (D) УЗИП этого класса применяется после класса1 и 2 и устанавливается непосредственно рядом с потребителем, таким как, например, сетевой фильтр или варисторная защита в блоках питания некоторых бытовых устройств.

При установке УЗИП необходимо помнить, что он не защищает от длительных перенапряжений (повышение до 380 В). Вследствие длительных перенапряжений устройство может выйти из строя. Если в УЗИП происходит сквозное прогорание от фазы, то возможно выделение на устройстве большого количества тепла, что может привести к пожару в щитке. В целях защиты от возгорания УЗИП устанавливается со специальной защитой – автоматическими выключателями либо плавкими вставками. На рис. 8.14 приведен вид УЗИП различных классов и вид щита защиты отим пульсных перенапряжений (ЩЗИП). При монтаже УЗТП следует руководствоваться [22].

Рис. 8.14. Вид устройств защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП) по классам и вид щита защиты от импульсных перенапряжений (ЩЗИП)

Как утверждает статистика, в мире от молний ежегодно погибает около 3000 человек, причем в 85-87 % это мужчины. Прямое попадание молнии в человека часто заканчивается мгновенной смертью вследствие остановки сердца, тяжелых повреждений внутренних органов, разрушения тканей и костей, поскольку воздействие молнии схоже удару молота. Для человека опасно не только прямое попадание молнии, но и шаговое напряжение, возникающее при растекании тока разряда молнии в грунте

(радиус поражающего действия шагового напряжения достигает 30 м), а

также индуцированные заряды и перескоки разрядов с объектов, в которые

286

попала молния на расположенные рядом объекты. Поэтому нахождение человека во время грозы вблизи объектов, чаще всего поражаемых молнией представляет серьезную опасность [13].

Находиться во время грозы под высоким деревом или под стеной деревянного строения опасно, так как возможно поражение пламенем и щепками, являющихся следствием внутреннего взрыва при мгновенном превращении древесного сока (внутренней влаги) и вещества древесины в пар высокого давления на путях протекания тока большой силы и мощностью до 3 млрд. Дж.

В то же время находиться во время грозы в городе менее опасно, чем на открытой местности, как и внутри железобетонных зданий, металличе-

ских объектов (гараж, автомобиль, трамвай, троллейбус, вагон поезда или салон современного самолета). Это связано с тем, что стальные кон-

струкции и высокие здания хорошо выполняют функцию молниеотводов, а полностью или частично закрытая электропроводящая поверхность образует камеру Фарадея, внутри которой не образуется сколько-нибудь значительный и опасный для человека потенциал [13].

Поэтому люди находящиеся на смотровой площадке Эйфелевой башни, в которую во время грозы молнии ударяют почти всегда, практически не подвергаются опасности. Статистика свидетельствует, что среди различных причин авиакатастроф молния занимает последнее место, хотя на 5-10 тыс. летных часов приходится один удар молнии в самолет, но так как современные самолеты является цельнометаллическими, то пассажиры достаточно надежно защищены от поражения разрядом, а поврежденные самолеты продолжают полет.

При приближении грозы находясь в жилом доме следует [23]:

–отключить все приемники электрической энергии от сети;

–отсоединить радиоприемник от радиоточки; - закрыть все окна и

двери;

–если телевизор питается от наружной антенны, вынуть телевизионный антенный кабель из телевизора.

Во время грозы, находясь в жилом доме [23]:

–не следует находиться вблизи окон, дверей, электрических сетей, металлических предметов и инженерных коммуникаций (батарей отопле-

ния, газо- и водопроводных труб и т. п.), а также у сырых или влажных стен;

–не рекомендуется пользоваться домашним и мобильным телефона-

ми;

–не рекомендуется топить печь во время грозы. Дым, выходящий из трубы, имеет более высокую электропроводность, что увеличивает вероятность удара молнии в возвышающуюся над крышей трубу.

–пережидать грозу в жилом доме безопаснее всего в центре здания (комнаты), не касаясь каких-либо токопроводящих посторонних предметов.

287

При приближении грозы находясь на открытой местности следует:

–немедленно уходить с возвышенного и открытого места, от водоема;

–избегать мест укрытий под высокими деревьями, на опушке леса;

–по возможности искать место укрытия в здании или сооружении или в канаве, ложбине.

Во время грозы находясь на открытой местности [23]:

–необходимо присесть на корточки, при этом как можно ближе прижать друг к другу ноги во избежание поражения шаговым напряжением;

–постараться не касаться веток рядом расположенных деревьев и кустарников, а по возможности находиться на как можно большем от них расстоянии.

8.8Освобождение человека от действия электрического тока. Доврачебная помощь пострадавшим

Освобождения человека от действия тока. При поражении челове-

ка электрическим током необходимо быстро и осторожно, так чтобы самому не попасть под напряжение, освободить его от воздействия тока. Для этого лучше всего отключить установку ближайшим выключателем или разорвать цепь тока, перерезав провода при помощи инструментов с изолированными ручками (кусачки, топор). При использовании топора провода надо рубить по одному, чтобы не образовалась электрическая дуга из-за короткого замыкания между проводами [6, 14].

Прежде всего, нужно как можно скорее освободить пострадавшего от действия электрического тока. Если нельзя отключить электроустановку от сети, то следует сразу же приступить к освобождению пострадавшего от токоведущих частей, используя при этом изолирующие предметы. Если он находится на высоте, то необходимо предотвратить возможность его травмирования при падении.

Освобождая человека от напряжения до1000 В, следует воспользоваться канатом, палкой, доской и другим сухим предметом, не проводящим ток. Пострадавшего можно оттянуть за сухую одежду. При оттаскивании его за ноги не следует касаться обуви или одежды без изоляции своих рук, так как обувь и одежда могут быть сырыми и проводить электрический ток. Чтобы изолировать руки, нужно воспользоваться диэлектрическими перчатками, а при их отсутствии обмотать руку любой сухой материей. При этом рекомендуется действовать одной рукой.

От токоведущих частей напряжением свыше1000 В пострадавшего следует освобождать с помощью штанги или изолирующих клещей, рассчитанных на соответствующее напряжение. При этом надевают диэлектрические перчатки и боты. Важно помнить об опасности шагового напряжения, когда провод лежит на земле.

288

Если нельзя быстро отключить питание линии электропередачи, то нужно замкнуть провода накоротко, набросив на них гибкий провод достаточного сечения. Один конец последнего предварительно заземляют(при-

соединяют к металлической опоре, заземляющему спуску и др.). Этот спо-

соб применяют в том случае, когда никакие другие способы не могут быть применены, т. к. сам по себе он довольно опасен. Замыкание и заземление проводов воздушной линии осуществляют путем набрасывания на нее гибкого изолирующего проводника. Набрасываемый провод предварительно надежно заземляют путем присоединения его к забитому в землю стержневому заземлителю. Бросающий и находящиеся вблизи люди не должны касаться этого проводника после контакта его с проводами линии и находится ближе 10 м от места соединения его с землей. Для удобства набрасывания к концу проводника прикрепляют небольшой груз.

Если пострадавший касается одного провода, то достаточно заземлить только этот провод. Доврачебная помощь после освобождения пострадавшего зависит от его состояния. Если он в сознании, то нужно обеспечить ему на некоторое время полный покой, не разрешая ему двигаться до прибытия врача.

Если пострадавший дышит очень редко и судорожно, но прощупывается пульс, надо сразу же делать искусственное дыхание по способу «изо рта в рот» или «изо рта в нос».

При отсутствии дыхания и пульса, расширенных зрачках и нарастающей синюшности кожи и слизистых оболочек нужно делать искусственное дыхание и непрямой(наружный) массаж сердца. Оказывать помощь нужно до прибытия врача. Известны случаи, когда искусственное дыхание и массаж сердца, проводимые непрерывно в течение3...4 ч, возвращали пострадавших к жизни.

Доврачебная помощь. Оказание первой доврачебной помощи зависит от состояния, в котором находится пораженный электрическим током. Для определения этого состояния необходимо:

– немедленно уложить пострадавшего на спину на твердую поверх-

ность;

–проверить наличие у пострадавшего дыхания и пульса;

–выяснить состояние зрачков – узкий или расширенный (расширенный зрачок указывает на резкое ухудшение кровоснабжения мозга).

Во всех случаях поражения электрическим током необходимо вызвать врача независимо от состояния пострадавшего. При этом следует немедленно начать оказание соответствующей помощи пострадавшему:

–если пострадавший находится в сознании, но до этого был в состоянии обморока или продолжительное время находился под током, его следует удобно уложить на подстилку, накрыть чем-нибудь (одеждой) и до прибытия врача обеспечить полный покой, непрерывно наблюдая за дыханием и пульсом;

290

1.Безопасность жизнедеятельности. Производственная безопасность и охрана труда

:учеб. пособие / П. П. Кукин [и др.]. М. : Высш. шк., 2001. – 431 с.

2.Безопасность жизнедеятельности : учеб. для вузов / К. З. Ушаков [и др.]. – М. : Изд-во Московского горного университета, 2000. – 430 с.

4.ГОСТ 12.1.018-93. CCБТ. Пожаровзрывобезопасность статического электричества. Общие требования. – М. : Изд-во стандартов, 1994. –20 с.

5.ГОСТ Р 12.1.009-2009. ССБТ. Электробезопасность. Термины и определения. – М.

:Стандартинформ, 2010. – 12 с.

6.ГОСТ Р МЭК61643-12–2011. Устройство защиты от импульсных перенапряжений низковольтные. Часть 12. Устройства защиты от импульсных перенапряжений в низковольтных силовых распределительных системах. Принципы выбора и применения. (IEC 61643-12:2002). М. : Стандартинформ. 2013. – 86 с.

7.Денисов В.В., Денисова И.А., Гутенев В.В., Мотовилова О.И. Безопасность жизне-

деятельности. Защита населения и территорий при чрезвычайных ситуациях : Учеб. пособие.

– М. : ИКЦ «МирТ», Ростов н/Д: Издательский центр «МирТ», 2003. – 608 с.

8.Долин П. А. Справочник по технике безопасности. – М. : Энерго-атомиздат, 1984. –

256 с.

9.Долин П. А. Основы техники безопасности в электроустановках. – М. : Энергия, 1979. – 270 с.

10.Инженерные решения по охране труда в строительстве : справоч. строителя / под ред. Г. Г. Орлова. – М. : Стройиздат, 1985. – 225 с.

11.Карякин Р. Н. Справочник по молниезащите. – М. : Энергосервис. – 2005. – 879 c.

12.Межотраслевые правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок. – М. : Изд-во Омега-Л, 2007. – 152 с.

13.Милликен Р. Электроны (+ и -), протоны, фотоны, нейтроны и космические лучи, пер. с англ., М-Л : ГОНТИ, 1939. – 311 с.

14.Мищенко О. А. Безопасность жизнедеятельности : учеб. пособие. – Хабаровск : Изд-во Тихоокеан. гос. ун-та, 2007. – 166 с.

15.Молниезащита зданий и сооружений : учебно-методическое пособие / сост. В. С. Горелов. – Уфа : Изд-во Уфимский гос. нефт. техн. ун-та, 2010. –18 с.

16.Правила устройства электроустановок. Все действующие разделы ПУЭ-6 и ПУЭ-7 с изм. и доп. М. : Эксмо. 2010 – 496 с.

17.Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей. – Новосибирск : Сиб унив. изд-во, 2011. –192 с.

18.Русак О. Н., Малаян К. Р., Занько Н. Г. Безопасность жизнедеятельности : учеб. пособие / под ред. О. Н. Русака. – СПб. : Изд-во «Лань», М. : Изд-во «Омего-Л» 2006. – 448 с.

19.РД 34.21.122–87. Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений. – М. : Министерство энергетики и электрификации СССР, 1988. – 79 с.

20.СО 153-34.21.122-2003. Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций. / Э. М. Базелян [и др.]. – М. : Изд-тво МЭИ, 2003. – 82 с.

21.Толмачев В. Д., Соловьев С. В. Молниезащита : справ. пособие / под. ред В. Д.Толмачева. – М. : МИЭЭ, 2005. – 148 с.

http://moikompas.ru/compas/molniezaschita/compas_page/1 (дата обращения 01.05.2014).