Двадцатый вебинар из серии "Заземление и молниезащита: вопросы и проблемы, возникающие при проектировании"
Снижение сопротивления заземления защищаемого объекта
— Теперь еще один момент, вот какой, я хочу еще раз обратить ваше внимание на следующую вещь, когда вы говорите о сопротивлении заземления, то решая вопрос о высоковольтных напряжениях, вы говорите, что главным источником снижения высоковольтных перенапряжений является снижение сопротивления заземления. Для высоковольтной техники это сущая правда, а для низковольтной техники, когда вы говорите о наводках, то эффекта, я еще раз повторю, от снижения сопротивления заземления получается мало. И это надо очень хорошо помнить. Мало потому что даже сопротивление в 1 Ом создает наводку очень высокую для низковольтной аппаратуры. Эта наводка существует очень короткое время, потому что из-за скин-эффекта, из-за индуктивных элементов высоковольтная наводка существует единицы и даже доли микросекунды. Для высоковольтной изоляции это не время, потому что высоковольтную изоляцию пробить коротким импульсом очень тяжело.
Вольт-секундная характеристика метрового изоляционного промежутка
— Посмотрите перед вами вольт-секундная характеристика метрового изоляционного промежутка. Внизу красной линией показана его электрическая прочность при стандартной волне – 1,2/50 – это 500 кВ. А если я уменьшу время воздействия напряжения до 0,5 микросекунды, то вместо 500 кВ будет 2000 кВ. Такими особенностями обладает высоковольтная изоляция. Смотрите, когда время воздействия напряжения сократилось до 0,5 микросекунды, у высоковольтной изоляции электрическая прочность увеличилась почти в пять раз. А у низковольтной изоляции такой вещи не происходит. Для пробоя низковольтной изоляции нужно время в долю микросекунды и поэтому все эффекты увеличения сопротивления заземления, они проявляются в этой самой изоляции.
Экранирование коммуникаций
— И поэтому снижение сопротивления заземления перестает быть сколько-нибудь значимым эффектом для ограничения электромагнитных наводок. Ограничивается только вот какая вещь – условия работы УЗИП, но об этом мы будем говорить потом. Есть еще один момент, когда можно обходиться без УЗИП – это экранирование тех цепей, которые происходят в наводках. Вот у меня коэффициенты экранирования самых разных объектов: железобетонный канал, железобетонный лоток, стальной лоток. Посмотрите, кратность ослабления электромагнитной наводки меняется в зависимости от частоты. Если говорить о частоте сигнала, с которым приходится иметь дело, то для тока молнии характерный диапазон частотный находится здесь (справа на графике). И за счет экрана наводка снижается, но снижается она, грубо говоря, где-нибудь всего в десяток раз. Поэтому когда вы будете применять экран, вам придется все-таки использовать и другие средства, потому что снижение уровня электромагнитной наводки в десяток раз, оно может оказаться совершенно недостаточным.
Статистика амплитудных значений
— Теперь какие проблемы еще есть, и о каких проблемах приходится разговаривать? К сожалению, те проблемы, которые я начну перечислять сейчас, и с которыми нам придется иметь дело на следующих семинарах, все они практически связаны с одним и тем же. Это с тем, что статистика токов молнии, она не слишком хорошая. Перед вами статистические данные о токах молнии, которые приведены в последнем докладе СИГРЭ, обобщившие все надежные регистрации тока молнии. Посмотрите, здесь эта кривая, о которой идет речь, в области больших токов, она дана в двух вариантах. Видите? Изменение статистики токов молнии здесь в десятки раз. Из-за чего это происходит? Происходит это из-за того, что слишком мало данных о высоких токах молнии сегодня получено и обработано. И поэтому когда я буду делать расчет, мне нужно будет принять какое-то конкретное значение и принять вероятность этого конкретного значения. А на какую из этих двух кривых ориентироваться в больших токах я не знаю, и никто не знает.
Скорости волны тока молнии
— Второй вопрос вот какой. Когда волна тока молнии ударяет в молниеотвод или в землю, движется от земли к облаку с конечной скоростью, эта конечная скорость по измерениям меняется в достаточно широких пределах. В последних данных СИГРЭ, которые приведены, сказано, что эта скорость меняется где-нибудь в пределах от 100 м/мкс до 200 м/мкс, а то и до 250 м/мкс. Но дело в том, что скорость движения этой волны определяет деформацию импульса напряжения, который по ней бежит. И чем меньше эта скорость, тем сильнее эта деформация, а мне надо считать перенапряжение от такой бегущей по каналу волны. На какую скорость мне рассчитывать? Данные эксперименты говорят о том, что надежной связи этой скорости с током молнии до сих пор не найдено. И это значит, что мне придется крутить пальцы и на какую-то усредненную скорость считать и это значит, что мой расчет обязательно получится с ошибкой. И мне на эту ошибку надо рассчитывать.
Параметры тока молнии в задачах ЭМС
— Наконец еще одна вещь, смотрите. В этом докладе СИГРЭ, о котором я вам говорил, смотрите, этот импульс, который в докладе представлен как импульс тока молнии. Считаются различные средние скорости роста тока, но мне нужны не средние скорости роста тока, мне нужна максимальная скорость роста тока, которая определяет максимальные перенапряжения. Как определить по экспериментальным данным с хорошей точность эту максимальную скорость молнии я этого снова не знаю, и мне об этом никто ничего не говорит, и, к сожалению, сказать ничего не может.
Обработка АО "ЭНИН"
— Теперь еще один момент о фактических данных по крутизне тока молнии. Кривые крутизны тока молнии, которые я здесь вам показываю, они сделаны обработкой нашего института 30 лет тому назад. И эта картинка в том виде, в каком ее сделали, была помещена в последний доклад СИГРЭ двухлетней давности. Спрашивается, о чем это говорит? Это говорит о том что за эти 30 лет надежных регистраций фронта тока молнии так и не получили и поэтому в докладе СИГРЭ фигурирует эта самая зависимость, которую мы лет 30 назад обрабатывали. К чему это нас толкает? Это нас толкает к простой вещи, надежность определения крутизны тока молнии маленькая, а это значит, что надежность расчета индуцированных перенапряжений за счет электромагнитной индукции тоже будет маленькой.
Важность расчета уровня электромагнитных наводок
— В такой ситуации нам и приходится жить. Что нам делать? Мы должны научиться считать электромагнитные наводки. Мы должны понимать, что эти электромагнитные наводки нужно считать с какими-то достаточно приличными запасами, потому что погрешность наших расчетов из-за погрешности определений исходных данных о токах молнии будет низкой. Десятки процентов – это погрешность, с которой придется жить. И с этими погрешностями нам надо уметь защищать наши цепи и уметь выбирать УЗИП.
Заключение
— Какой итог? Итог один, итог следующий: в некоторых случаях разумно, выбирая типы молниеотводов, разумно выбирая систему протяженных большого числа токоотводов и каким-то образом все-таки уменьшая те наводки, которые идут по земле, мы можем в некоторых условиях ограничиться традиционными мерами защиты и обойтись без УЗИП.
Применение УЗИП
— Но там где нужно УЗИП, применять придется и никаких других вариантов у нас, к сожалению, уже нет. Работать с УЗИП мы обязаны будем обязательно и должны научиться правильно их применять.
На этом я буду заканчивать, и следующие два вебинара у нас будут такие. Первый вебинар – это приближенный расчет тех наводок, потому что исходные данные о токах молнии не слишком надежно для того, чтобы его выполнять. Это один семинар, а второй семинар – как на основе этих данных понять, когда нужно, а когда можно не ставить УЗИП, а если ставить УЗИП, то какое и как. Пожалуйста, я готов ответить на ваши вопросы.
Блок вопросов и ответов
— Спасибо, Эдуард Меерович! Коллеги, пишите ваши вопросы, в принципе как вам удобно: либо в общий чат, либо во вкладку «Вопросы», а те вопросы, которые уже есть, я сейчас озвучу. Уточняют на слайдах №15 и №17 были приведены графики, откуда эти графики?
— Я вам могу сказать, откуда эти графики. Все графики, которые есть, построены по расчетным программам, которые разработаны у нас в институте, и которые используются для таких задач. В той книге, которая сейчас уже написана, она находится в издательской работе. Сверхнеобходимые программы будут доступны следующим образом: в книге показано, как выйти на сайт, связаться с такой программой и получить доступ к расчету, не заплатив за это естественно ни одной копейки. Вот что я вам хочу сказать.
— Хорошо, спасибо. Коллеги, если есть вопросы, пишите, потому что пока вопросов не сильно много. Либо пишите, что вопросов нет, и все было понятно. Несколько человек уже отписались. Написали, что было познавательно и интересно, побольше бы таких лекторов в наши институты. И несколько вопросов, но они не совсем по теме нашего вебинара, но так как вопросов не много, то я озвучу. Уточняет Алексей: «Насколько безопасно использовать арматуру стеклопакетов в качестве токоотводов»?
— Я отвечу на этот вопрос следующим образом: хотите вы это делать или не хотите вы это делать, ток молнии все равно потечет по стеклопакету. От этого деться некуда. Поэтому вопрос о том, опасно или не опасно индуцированная наводка для человека, который будет касаться этого стеклопакета, этот вопрос решается специально. Но я могу вас сказать следующую вещь, если вы будете использовать большое количество стеклопакета для отвода тока молнии в дополнение к токоотводу, то хуже у вас от этого не будет, а будет только лучше. И вопросы электробезопасности, они тоже, таким образом, будут решены благоприятно. Вот когда строились новые стадионы для чемпионата мира, там как раз такие вопросы и возникли, но только не со стеклопакетами, а вопросы возникли с железобетонными колоннами, в которых есть арматура. Они декоративно закрыты, но изоляции там никакой нет. Этот вопрос разрабатывался специально применительно к стадионам. И к тем стадионам, для которых он проработан, эффект там был такой, что эта штука вполне безопасна и как вы видите, так оно и есть и надеюсь, что на много десятков лет так и будет. Следующий вопрос, если он есть.
— Еще один вопрос, уточнял Юрий: «Не понятно отличие стального лотка от стального короба». Такой комментарий.
— Знаете, этот вопрос не ко мне. Чем стальной короб отличается от стального лотка я, честно говоря, не знаю. По той простой причине, что те графики коэффициентов экранирования, которые я привел, я привел из стандарта ГОСТ. И я так понимаю, что заимствованы эти графики из стандартов МЭК, поэтому, чем лоток отличается от короба, я просто не знаю.
— Хорошо. Еще уточнение от Олега, это, наверное, к будущему вебинару по УЗИП: «Будет ли рассматриваться вопрос применения УЗИП для защиты оборудования, установленного на опорах и в контейнерах связи, соединенных экранированной витой парой?».
— Вы понимаете, какое дело, рассматривать какие-то специальные вопросы специального технического приложения, наверное, все-таки очень трудно, но все, что можно показать типичного, я постараюсь показать.
— Хорошо, спасибо. Уточнение от Алексея по поводу стеклопакетов: «Получается мне как проектировщику это не применять? То есть это какие-то новые разработки? Нет документальных доказательств и указаний к применению таких решений».
— Подождите, здесь давайте разбираться. Существуют нормы по молниезащите, это нормы и в старом нормативном документе РД 34 и в СО-153, где написана следующая вещь, что любые металлические элементы здания или сооружения можно использовать в качестве естественных токоотводов в том случае, если их сечение соответствует предписанному значению. А эти предписания в СО-153 для алюминия, потому как стеклопакет сделан, как правило, из дюрали, они есть. И если у вас гарантировано соединение этих стеклопакетов сверху донизу, а их сечение соответствует тому сечению, которое предписано в нормативном документе, то вы, не обращаясь ни к кому за разрешением, имеете полное право использовать их в виде токоотводов. И никакого дополнительного разрешения вам не требуется, потому что инструкция СО-153.34.21.122.2003 является общегосударственным документом. Тут ничего не нужно.
— Спасибо. Коллеги, для тех, кто задавал вопрос про лотки и короба, посмотрите в комментарии, есть несколько ответов от наших слушателей. Возможно, это вам поможет. Я так понимаю, что вопросов к Эдуарду Мееровичу больше нет. Огромное спасибо за участие! Эдуард Меерович, вам спасибо огромное за такой доклад. На этом будем заканчивать, и завершать нашу трансляцию.
— Я со своей стороны хочу еще раз поблагодарить своих слушателей, вот по какой причине. Мне очень важно, чтобы наш российский проектировщик жил по возможности своим умом. И возможность критического отношения к нормативным документам, которые к нам приходят с запада у меня вовсе не связано с какой-то русофобией. Я человек, понимающий, что наука интернациональна. Но все-таки имейте в виду, что наш российский опыт он ничуть не хуже зарубежного опыта. И еще раз большое спасибо за внимание! До свидания!
| << Предыдущая страница слайды с 11 по 20 |
Следующий вебинар >> |
Смотрите также:
УЗИП и его плавкая вставка
Молниезащита объектов в районах вечной мерзлоты
Молниезащита и заземление для базовых станций стандарта 5G
Анализ нормативного документа ФЕДЕРАЛЬНЫЕ НОРМЫ И ПРАВИЛА В ОБЛАСТИ ПРОМЫШЛЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ "ПРАВИЛА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ВЗРЫВНЫХ РАБОТАХ"
Вебинар "Программное обеспечение для расчёта надёжности молниезащиты любого объекта за 30 минут." Страница 3
Вебинар "Молниезащита больших территорий: парки, площадки, территории заводов." Страница 1
Вебинар "Молниезащита больших территорий: парки, площадки, территории заводов." Страница 2
Вебинар "Молниезащита больших территорий: парки, площадки, территории заводов." Страница 3