какое сопротивление должно быть у заземления молниезащиты

01.01.202415.09.2022 admin 0 Comments

Сопротивление заземления молниезщиты

Нормы для сопротивления заземления молниезащиты

В Инструкции по устройству молниезащиты РД 34.21.122-87 регламентированы максимальные значения противодействия растеканию тока для различных категорий зданий и сооружений, с учетом удельного сопротивления грунта:

Сопротивление падает в 2-5 раз при увеличении силы тока молнии.

Качество заземления молниезащиты

Удельное сопротивление для различных грунтов

Значение прежде всего зависит от влажности и состава почвы, плотности прилегания пластов, наличия кислот, солей и щелочей. Вычисляется путем проведения геологических изысканий. Это комплекс сложных мероприятий, поэтому при расчетах принято использовать справочные величины:

На практике сопротивление молниезащиты всегда будет ниже расчетного значения: при погружении электрода в землю значительно снижается удельное сопротивление из-за уплотнения и увлажнения почвы грунтовыми водами.

Требования к заземлителю

Согласно РД 34.21.122-87 для заземления необходимо не менее трех электродов вертикального типа. Расстояние между ними — как минимум в два раза больше, чем глубина погружения. Кроме того, СО 153-34.21.122-2003 требует, чтобы расстояние от стен здания до электродов было не менее 1 метра.

Уменьшение сопротивления заземления

Поскольку удельное сопротивление почвы — величина относительно постоянная, для увеличения электропроводности необходимо изменять конфигурацию заземлителя: увеличивать площадь соприкосновения электродов с грунтом. Можно удлинить проводник или создать контур заземления: несколько отдельно стоящих электродов соединяются в единую сеть. В расчет берется сумма площадей.

Современные заземлители — эффективны и просты в установке. Электроды заглубляются до 30 метров. Благодаря этому удается значительно уменьшить общую площадь, компактно разместить заземлитель молниезащиты в условиях ограниченного пространства. Для монтажа не нужны специальные инструменты, штыри стыкуются между собой муфтой с резьбовым соединением. Медное покрытие электродов обеспечивает защиту от коррозии, увеличивая срок службы до 100 лет!

Измерение сопротивления заземления и периодичность проверок

Замеры производят всегда по окончании монтажа системы молниезащиты и заземления, а также после выполнения ремонтных работ как на устройствах молниезащиты, так и на самих защищаемых объектах и вблизи них. Полученные данные заносят в акты (протоколы проверок), паспорта заземляющих устройств и журналы учета.

Примеры протоколов и паспортов можно посмотреть по этой ссылке.

Важно использовать при этом приборы, поверенные должным образом, а также правильно выбрать точки измерений. Вот почему необходимо обращаться при этом в специализированные организации, которые имеют в своем распоряжении квалифицированный персонал и необходимые приборы, а также могут гарантировать вам качество работ на определенное время.

Источник

Как нормировать сопротивление заземления в молниезащите

Затрудняюсь дать обоснованный ответ на этот вопрос и не знаю специалиста, способного на такое. В начале статьи уже отмечалось, что изменение сопротивления заземления молниеотвода в сколько-нибудь разумных пределах даже на 2 порядка величины практически не сказывается на эффективности притяжения молний. Значит, ориентироваться надо на какой-то иной критерий, связанный, например. с электробезопасностью или с допустимым уровнем перенапряжений в электрических цепях объекта. Попытка формировать нормативные требования на такой основе не лишена смысла, но неизбежно будет связана с массой нерешенных проблем. Главная из них – предельно допустимый уровень напряжения прикосновения и шага для людей и животных в импульсном режиме. Существующее нормирование заканчивается здесь временем воздействия напряжения в 0,01 с, что примерно на 2 порядка больше, чем в грозовых условиях. Специалист по молниезащите плохо знаком с физиологией и не может предложить обоснованной методики пересчёта опасного для человека уровня воздействующего напряжения в другой столь различный временной диапазон. Попытка сделать это по условию равного энерговклада (тогда вместо допустимых 600 В получилось бы 6 кВ), к сожалению, научно не обоснована.

Всё выше перечисленное оставляет проектировщика один на один с проблемой. В отечественном нормативе по молниезащите СО-153-34.21.122-2003 о сопротивлении заземления молниеотводов нет ни единого слова. В инструкции по молниезащите РД 34.21.122-87 дело ограничивается только типовыми конструкциями заземляющих устройств молниеотводов, а их сопротивлениями заземления оставлены без внимания. Полезно разобраться хотя бы в этом, чтобы осознать методические подходы составителей норматива и оценить целесообразность рекомендованного.

Для отдельно стоящего молниеотвода в Инструкции РД 34.21.122-87 указываются 3 конструкции заземлителей, поддающихся конкретному расчёту:

Компьютерный расчёт в грунтах с различным удельным сопротивлением даёт для этих конструкций соответственно следующие расчётные соотношения

Не знаю, что можно придумать для отдельно стоящих молниеотводов. Обычное же исполнение молниезащиты с молниеотводами или сеткой на крыше выручает предписание ПУЭ об объединении всех заземляющих устройств в единый технологический контур. Его сопротивление заземления наверняка окажется не выше 10 Ом. Для надёжной работы молниеотводов такого безусловно достаточно. Иное дело защита от напряжений шага и прикосновения. Здесь ситуация представляется тяжелой даже при расположении объекта на участке с грунтом весьма высокой проводимости. Для демонстрации проблемы рассмотрим жилое здание типовых размеров 60х12 м, фундамент которого использован как заземляющее устройство (рис. 32). Опоры фундамента заглублены в грунт с удельным сопротивлением ρ = 150 Ом м на 5 м. Компьютерный расчёт дает для такого фундамента сопротивление заземления R_З = 1,9 Ом, что вполне удовлетворяет требованиям не только к сопротивлению заземления молниеотводов, но и к технологическому заземлению сети 380/220 В.

Картина распределения напряжений шага представлена на рис. 32 в отношении продольной и поперечной стен здания. Ближайшая к стенам здания точка определяет напряжение прикосновения. При токе молнии 100 кА (расчетный ток для III уровня молниезащиты по СО-153-34.21.122-2003) в разобранном примере оно близко к 25 кВ у поперечной стены здания и к 20 кВ у продольной. Обе цифры несопоставимо превышают значение 600 В, нормированное по соображениям электробезопасности. Значение 6 кВ, полученное для грозовых воздействий формальным пересчетом в этой статье, они также превосходят в 3 – 4 раза. Даже на расстоянии 10 м от стен напряжения шага всё ещё нельзя считать безопасными для человека и животных. К сожалению, тому находятся вполне убедительные и печальные подтверждения на практике.

В случае, когда ставится задача обеспечить действительно безопасное растекание тока молнии в местах скопления людей, проект заземляющего устройства должен разрабатываться специально. В этом отношении заслуживают внимания два различных по исполнению подхода. Первый из них сводится к нанесению на землю слоя влагостойкого диэлектрика, способного выдержать воздействующее напряжение шага и прикосновения. В РД 34.21.122-87 в качестве такового упоминается, например, асфальт. Второй путь связывается с поиском оптимальной конструкции заземлителя. В первую очередь речь может идти о глубинном заземлителе специальной конструкции. Стержневой электрод, предназначенный для этой цели, должен иметь изоляционное покрытие, способное выдержать практически полное напряжение на заземлителе. Изолированная часть стержня в растекании тока естественно не участвует. Она требуется для того, чтобы опустить голую часть металлического стержня на нужную глубину, начиная с которой ток будет попадать в землю. По сути изоляция определяет глубину, на которой размещён верхний активно работающий конец заземляющего электрода.

Конструкция оказывается достаточно эффективной. Расчётные данные на рис. 33 показывают, что, заглубив стержневой электрод на 10 м, можно снизить напряжения шага примерно в 25 раз. В итоге при удельном сопротивлении грунта 100 Ом*м максимальное напряжение шага не превысит 3 кВ даже при токе молнии 100 кА. Естественно, что использование глубинного заземлителя можно совместить с применением изоляционного покрытия на поверхности грунта в местах особо большого скопления людей.

Э. М. Базелян, д.т.н., профессор
Энергетический институт имени Г.М. Кржижановского, г. Москва

Источник

Требования к сопротивлению заземлителя молниезащиты

Тема заземления молниезащиты не такая простая, как может показаться на первый взгляд. В нормативных документах встречаются лишь требования по сопротивлению заземлителя, но при этом нет требований по конфигурации заземлителей. Рассмотрим различные ТНПА по данной теме.

Не будем углубляться в проблемы заземления, пусть этим занимаются соответствующие специалисты.

Изначально я хотел посвятить тему только заземлению отдельно стоящего молниеприемника, но потом решил вспомнить все требования, предъявляемые к заземлителям молниезащиты. Ну… или почти все =)

ТНПА РБ:

ТКП 336-2011 (Молниезащита зданий и сооружений и инженерных коммуникаций).

7.2.3 При рассмотрении рассеивания высокочастотного тока молнии в земле и с целью минимизирования любых опасных перенапряжений, конфигурация и размеры системы заземления являются важными критериями. Как правило, рекомендуется низкое сопротивление заземления (не более 10 Ом, измеренное на низкой частоте).

ТКП 339-2011 (Вместо ПУЭ).

6.2.8.5 Защиту от прямых ударов молнии ОРУ следует, по возможности, выполнять отдельно стоящими молниеотводами, установленными по периметру подстанции. Молниеотводы необходимо предусматривать на максимальном удалении от зданий ОПУ, ГЩУ, РЩ. Отдельно стоящие молниеотводы должны иметь обособленные заземлители с сопротивлением не более 80 Ом при импульсном токе 60 кА.

ТКП 181-2009 (02230) (Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей).

5.9.1 Электроустановки Потребителей должны иметь защиту от грозовых и внутренних перенапряжений, выполненную в соответствии с требованиями правил устройства электроустановок. Величина сопротивления заземлений молниеотводов, если вблизи них во время грозы могут находиться люди, не должна превышать 10 Ом.

Таблица Б.29.1 Наибольшие допустимые сопротивления заземляющих устройств:

Отдельно стоящий молниеотвод — 80 Ом.

ТНПА РФ:

ПУЭ 7 (Правила устройства электроустановок).

4.2.137. Защиту от прямых ударов молнии ОРУ, на конструкциях которых установка молниеотводов не допускается или нецелесообразна по конструктивным соображениям, следует выполнять отдельно стоящими молниеотводами, имеющими обособленные заземлители с сопротивлением не более 80 Ом при импульсном токе 60 кА.

РД 34.21.122-87 (Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений).

8 … До недавнего времени для заземлителей молниезащиты нормировалось импульсное сопротивление растеканию токов молнии: его максимально допустимое значение было принято равным 10 Ом для зданий и сооружений I и II категорий и 20 Ом для зданий и сооружений III категории. При этом допускалось увеличение импульсного сопротивления до 40 Ом в грунтах с удельным сопротивлением более 500 Ом×м при одновременном удалении молниеотводов от объектов I категории на расстояние, гарантирующее от пробоя по воздуху и в земле. Для наружных установок максимально допустимое импульсное сопротивление заземлителей было принято равным 50 Ом.

РД 34.45-51.300-97 (Объем и нормы испытаний электрооборудования).

Таблица 28.1 — Наибольшие допустимые сопротивления заземляющих устройств:

Отдельно стоящий молниеотвод — 80 Ом.

Вывод: в очередной раз можно убедиться, что нормативные документы в части проектирования электроустановок в РБ и РФ мало чем отличаются.

Источник

Нормы сопротивления заземления молниезащиты

ТНПА РБ:

ТКП 336-2011 (Молниезащита зданий и сооружений и инженерных коммуникаций).

ТКП 339-2011 (Вместо ПУЭ).

ТКП 181-2009 (02230) (Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей).

Таблица Б.29.1 Наибольшие допустимые сопротивления заземляющих устройств:

Отдельно стоящий молниеотвод — 80 Ом.

ТНПА РФ:

ПУЭ 7 (Правила устройства электроустановок).

РД 34.21.122-87 (Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений).

РД 34.45-51.300-97 (Объем и нормы испытаний электрооборудования).

Таблица 28.1 — Наибольшие допустимые сопротивления заземляющих устройств:

Отдельно стоящий молниеотвод — 80 Ом.

Виды и периодичность

Как всякое другое электротехническое средство, каждый элемент молниезащиты нуждается в постоянном контроле и визуальном обследовании. Периодическая проверка молниезащиты и её составляющих является обязательным условием надёжности и работоспособности всей системы в целом.

При рассмотрении вопроса о том, когда проводится проверка устройств молниезащиты, прежде всего, принимается во внимание тип предстоящего обследования.

В соответствии с тем, что явилось причиной необходимости освидетельствования средства защиты, все эти мероприятия условно делятся на следующие виды:

Таким образом, проверка может быть запланированной или внезапной (внеочередной).

Плановая

Порядок проведения плановых (сезонных) проверок молниезащиты регламентируется требованиями инструкции РД-34.22.121-87, а также соответствующими положениями ПУЭ и ПТЭЭП. Согласно этим документам все подлежащие защите объекты по степени опасности хранящихся в них материалов и веществ подразделяются на категории, которые и определяют периодичность обследовании их состояния.

Для молниезащитных систем наружного размещения этот порядок оговаривается пунктом 1.14 «РД 34.21.122-87», определяющим сроки их проверки в зависимости от категории здания.

Так, для строений I и II категории проверки проводятся ежегодно перед наступлением грозового сезона, а на объектах с относительно низким уровнем опасности (III категория) защитные средства проверяют не реже 1 раза в 3 года.

Внеочередная

Внеочередные обследования молниезащиты необходимы в следующих внештатных ситуациях:

И, наконец, пусковые или вводные испытания устройств молниезащиты проводятся на этапе сдачи защищаемого объекта представителю Заказчика.

Пусковая проверка должна проводиться одновременно с окончанием основных строительных работ или же по заранее составленному графику реконструкции данного объекта.

По результатам проведённых обследований подготавливается протокол проверки, который является основанием для ввода устройства в эксплуатацию.

Сопротивление заземления молниезщиты

Принцип действия громоотвода — перехват молнии и перенаправление разряда в землю для нейтрализации. Но эффективность всей системы зависит от величины сопротивления заземления молниезащиты, то есть от способности грунта поглощать электрический ток. Параметр измеряется в Ом, должен стремиться к нулю, однако, структура почв не позволяет достичь идеального значения.