Молниезащита и заземление

Молниезащита и заземление предназначены для снижения риска поражения людей электрическим током, повреждения оборудования, пожара и разрушения конструкций. В систему входят молниеприемники, токоотводы, заземлители, проводники уравнивания потенциалов, соединители, зажимы и контрольные элементы.

Системы молниезащиты и защитного заземления

Молниезащита принимает разряд и отводит ток молнии от здания в грунт по специально предусмотренному пути. Заземление соединяет металлические части оборудования и конструкций с заземляющим устройством, чтобы ограничить опасное напряжение прикосновения и обеспечить работу электрической защиты.

Системы связаны между собой, но выполняют разные задачи. Их проектируют с учетом назначения объекта, размеров здания, характеристик грунта, установленного оборудования, схемы электроснабжения и требований рабочей документации.

Основные элементы молниезащиты

Внешняя система принимает прямой удар, проводит ток по токоотводам и рассеивает его в земле. Внутренняя молниезащита уменьшает разность потенциалов и ограничивает импульсные перенапряжения в электрических и слаботочных сетях.

В состав системы входят:

• стержневые, тросовые и сетчатые молниеприемники;
• токоотводы для передачи тока к заземлителю;
• вертикальные и горизонтальные заземляющие электроды;
• соединительные зажимы, муфты и держатели;
• контрольные соединения для проведения измерений;
• проводники системы уравнивания потенциалов;
• устройства защиты от импульсных перенапряжений;
• антикоррозионные и монтажные комплектующие.

Виды молниеприемников

Стержневой молниеприемник устанавливают на кровле, мачте или отдельной опоре. Он формирует зону защиты вокруг своей верхней точки. Тросовые конструкции применяют для протяженных сооружений, эстакад, открытых площадок и инженерных коммуникаций.

Молниеприемную сетку размещают на кровле и соединяют с несколькими токоотводами. Такое решение подходит для крупных зданий и сооружений сложной формы. Вид, размеры и расположение элементов определяют расчетом.

Сравнение основных решений:

Токоотводы

Токоотвод соединяет молниеприемную часть с заземляющим устройством. Проводник прокладывают по короткому и безопасному пути, избегая резких изгибов, петель и участков, на которых возможно механическое повреждение.

Количество токоотводов и расстояние между ними определяют проектом. Крепления должны выдерживать ветровые нагрузки, температурные перемещения и условия наружной эксплуатации.

Требования к прокладке:

• минимально возможная длина пути к заземлителю;
• отсутствие резких поворотов и замкнутых петель;
• надежная фиксация к стенам, опорам и кровле;
• электрическая непрерывность всех соединений;
• защита от коррозии и случайного повреждения;
• доступность контрольных участков;
• соблюдение расстояний до инженерных коммуникаций.

Заземляющие устройства

Заземляющее устройство состоит из электродов, расположенных в грунте, и проводников, соединяющих их с электроустановкой и системой молниезащиты. Электроды могут быть вертикальными, горизонтальными или объединенными в замкнутый контур.

Эффективность зависит от удельного сопротивления грунта, влажности, температуры, глубины установки и размеров электродов. В сухом песчаном или каменистом грунте обычно требуется более развитый контур, чем во влажной глинистой почве.

Основные виды заземлителей:

• вертикальные стальные электроды;
• горизонтальные полосы и круглые проводники;
• замкнутые контуры вокруг здания;
• модульно-штыревые системы;
• фундаментные заземлители;
• естественные заземлители, разрешенные проектом.

Материалы изготовления

Для устройства молниезащиты и заземления применяют оцинкованную, нержавеющую и черную сталь, медь, а также омедненные материалы. Выбор зависит от электрической проводимости, механической прочности, коррозионной стойкости и срока службы.

При соединении разных металлов учитывают возможность электрохимической коррозии. Контактные пары и переходные соединители подбирают так, чтобы проводимость узла сохранялась в течение всего периода эксплуатации.

Система уравнивания потенциалов

Уравнивание потенциалов объединяет защитные проводники, металлические корпуса оборудования, строительные конструкции, трубопроводы и другие доступные проводящие элементы. Это уменьшает опасную разность напряжений между поверхностями, к которым человек может прикоснуться одновременно.

Подключение выполняют к главной заземляющей шине или предусмотренным проектом точкам. Использовать случайные элементы с неизвестной электрической непрерывностью нельзя.

Защита от импульсных перенапряжений

Прямой или удаленный разряд молнии может вызвать перенапряжение в силовых кабелях, линиях связи, управления и автоматики. Для ограничения импульса применяют специальные защитные устройства, устанавливаемые в распределительных щитах и возле чувствительного оборудования.

Их подбирают по схеме сети, рабочему напряжению, уровню импульсного тока и требуемой ступени защиты. Соединительные проводники делают максимально короткими, поскольку их длина влияет на уровень остаточного напряжения.

Исходные данные для проектирования

Без сведений о здании, электрической системе и грунте нельзя правильно определить зоны защиты, число токоотводов и размеры заземляющего устройства.

Для подготовки проекта требуются:

• назначение, размеры и высота объекта;
• план кровли и выступающих элементов;
• материалы стен, кровли и несущих конструкций;
• категория помещений и условия эксплуатации;
• схема электроснабжения и размещение оборудования;
• удельное электрическое сопротивление грунта;
• сведения о существующем заземлении;
• требования к защите линий автоматики и связи.

Расчет заземляющего устройства

Сопротивление растеканию зависит от геометрии и числа электродов, расстояния между ними, глубины установки и характеристик грунта. Добавление стержней не всегда дает пропорциональное улучшение, если они расположены слишком близко и их зоны растекания перекрываются.

Расчетное значение обязательно проверяют измерением после монтажа. При неудовлетворительном результате контур расширяют, устанавливают дополнительные электроды или применяют другое проектное решение.

Монтаж молниезащиты и заземления

Работы начинают с проверки проекта и фактического расположения подземных коммуникаций. Заземлители устанавливают на проектную глубину, соединяют между собой и выводят к контрольным точкам. Затем монтируют токоотводы, держатели и молниеприемные элементы.

Последовательность монтажных работ:

1. Сверить проект с фактическим состоянием объекта.
2. Разметить места установки всех элементов.
3. Смонтировать вертикальные и горизонтальные заземлители.
4. Выполнить сварные или болтовые соединения.
5. Установить контрольные зажимы и токоотводы.
6. Закрепить молниеприемники на кровле или опорах.
7. Подключить систему уравнивания потенциалов.
8. Провести измерения и оформить документацию.

Контроль соединений

Соединения должны обеспечивать механическую прочность и устойчивую электрическую проводимость. Сварные участки очищают и защищают от коррозии, а болтовые соединения затягивают и предохраняют от самоотвинчивания.

При приемке проверяют:

• соответствие расположения элементов проекту;
• целостность молниеприемников и токоотводов;
• качество сварных и болтовых соединений;
• наличие антикоррозионной защиты;
• непрерывность защитных проводников;
• доступность контрольных зажимов;
• результаты электрических измерений;
• маркировку и исполнительные схемы.

Эксплуатация системы

После ввода в эксплуатацию элементы периодически осматривают и измеряют. Особое внимание уделяют соединениям, расположенным в грунте, на кровле, возле водостоков и в местах возможного механического повреждения.

После удара молнии, ремонта кровли, земляных работ или реконструкции электроустановки проводят внеочередную проверку. Поврежденные детали заменяют совместимыми элементами.

Типичные ошибки

Что снижает надежность системы:

• монтаж без расчета зоны молниезащиты;
• резкие изгибы и чрезмерная длина токоотводов;
• слишком близкое расположение заземляющих электродов;
• прямое соединение несовместимых металлов;
• отсутствие защиты сварных участков от коррозии;
• использование случайных конструкций вместо заземлителя;
• отсутствие уравнивания потенциалов;
• ввод системы в работу без контрольных измерений.

Оформление заявки

В заявке указывают вид объекта, размеры здания, тип молниезащиты, материал проводников, количество электродов, зажимов, держателей и других комплектующих. Для точного подбора прикладывают проект, план кровли, схему электроснабжения и сведения о грунте.

Для приобретения элементов молниезащиты и заземления можно позвонить специалистам компании или направить по электронной почте спецификацию и рабочую документацию. Это поможет проверить комплектность, совместимость материалов и соответствие оборудования проекту.

Остались вопросы или хотите получить консультацию по подбору, узнать цену поставки?

Звоните по телефону в Екатеринбурге +7 (343) 318-04-17 или отправляйте вашу заявку на почту ekb@trubtekh.ru и мы обязательно поможем!