Семинар «Молниезащита предприятий углеводородного топлива», страница 2

Четырнадцатое мероприятие из из серии "Заземление и молниезащита: вопросы и проблемы, возникающие при проектировании".

Текст вебинара. Страница 2

Быстрая навигация по слайдам:

— А вариант этого дела, который мне очень понравился и который я вам хочу показать. Я эту фотографию своровал в Баварии на одной из молниезащитных фирм. Это фирма «DEHN + SOHNE». А крыша этого здания, видите эта часть, вот эта часть – это машина климат контроля цеха горячей штамповки пластмассы. Там нужно очень жёстко очищать воздух, и он действительно там очищён. Там сидят девочки в белых кофточках. Всё там нормально. А машины лежат под этой самой оболочкой. И что здесь сделано для защиты? А для защиты здесь сделана следующая вещь. Они не поднимали сетку, они взяли и наставили молниеотводы, вот они высотой 2,5 и 3 метра шагом примерно 5 метров друг от друга. И наставили такую серию молниеотводов.

— Для того чтобы это сделать, эта система проходит испытания. По европейским стандартам все болты проходят испытания, во-первых, в ванне с кислой средой, и, во-вторых, в атмосфере, загаженной сернистыми выделениями. При этом эти три переходных 0,003 Ом должны сохраняться. Как нам быть? У нас написана в стандарте следующая вещь. Все молниезащитные вещи соединяются, как правило, при помощи сварки. Так вот обратите внимание – как правило. А дальше есть продолжение, а продолжение следующим образом. Если выполнение сварочных работ возможно, то в этом случае разрешается использовать болтовые соединения с переходным сопротивлением не выше 0,05 Ом. Это стало быть, если вы возьмете европейскую технологию, где переходное сопротивление 0,003 Ом гарантировано, то вы эти нормы 100 % выполните – это раз. А второе дело вот какое. Вы всегда можете договориться с заказчиком о том, что ему нежелательна сварочная работа на крыше его здания, и сделать такую болтовую молниезащиту. Знаете, в этом отношении уже наши разработчики очень быстро сориентировались, они предлагают эти узлы крепления из дешевой нержавейки. Все переходные сопротивления обеспечены и установка таких молниеотводов такого сорта не вызывает никаких сомнений. Значит, а мало того, что получается надежная защита того, что есть на крыше, самое главное – превышений никаких не получается. А не получается больших превышений – не повышается учащение электромагнитных наводок.

— Вот блок крепления элемента системы заземления. Опять же зажимы и болты и никакой сварки нигде. Пора от этой сварки уходить – это совершенно точно.

— Посмотрите, здесь испытание, которое сделано в нашем Институте. Вот импульс, который формирует искровой длинный разряд, этот импульс соответствует тому росту электрического поля, который формирует молния. А этот всплеск – это 5-метровый импульс, который наброшен на это самое медленно нарастающее напряжение, и которое моделирует работу активного молниеотвода. Когда этот импульс наброшен, вот когда он наброшен этот импульс, в промежутке происходит мощнейшая ионизационная вспышка. Эта ионизационная вспышка выбрасывает в разрядный промежуток колоссальный электрический заряд, который повисает, как шапка над молниеотводом и экранирует этот молниеотвод. И вместо того, чтобы стимулировать развитие встречного разряда, который должен перехватить эту молнию. Эта вспышка, ослабляя электрическое поле, полностью останавливает все ионизационные процессы. Все прекратилось, все встало. И эта задержка приводит к тому, что электрическая прочность такого промежутка возрастает аж на 25 %, то есть эффект-то есть, только эффект обратный. Вместо того чтобы стимулировать защитное действие, сегодняшние активные молниеотводы тормозят развитие встречного разряда и эффективность молниеотвода снижается, что и наблюдали и Куприенко у нас в России и Ризон и Мур в Соединенных Штатах. Сегодня относиться безразлично к активным молниеотводам ни в коем случае нельзя. Сегодня в наши нормативные документы надо внести запрет активных молниеотводов, запрет, а вовсе не разрешение. И главная точка, куда посылаются все эти самые конструкции сегодня – это газовщики и нефтяники. Кстати, у нас есть теперь наши активные молниеотводы российские. В Воронеже есть фирма, которая называет себя очень скромно, они называют себя «Космос. Нефть. Газ». И они тоже предлагают эти активные молниеотводы. Пожалуйста, попасться на эту ситуацию, наверное, ни в коем случае не стоит, а попасться можно.

— А теперь я перехожу вот к чему. Всё-таки главная опасность молнии сегодня для современной техники – это электромагнитные наводки. И с этих позиций очень стоит посмотреть, а что на этот счет предлагают сегодня наши нормативные базы. Если есть взрывоопасный объект, а ваше производство оно в основном взрывоопасное, то в этом случае вся молниезащита должна производиться отдельно стоящими молниеотводами, если это объекты первой категории. Почему речь идет об активных молниеотводах? Почему собственно нельзя устанавливать молниеотвод на крыше взрывоопасного сооружения – это вещь, которую нам вот так взявшись за наше горло в буквальном смысле слова, в свое время навязали пожарники, управление пожарной охраны. Что они говорили? Они говорили следующую вещь: «Вы поставите свою палку, сделаете от нее два токоотвода, меньше нельзя. Стержень-то молниеприёмника все равно стоит на железобетонной плите. Все равно контакт какой, никакой там будет. А у железобетонной плиты есть арматура, а арматуру эту никто никогда в жизни не варил. Она соединяется либо вязкой проволокой, либо внахлест. Значит, у вас будут плохие контакты, а это взрывоопасный объем. В этом взрывоопасном объеме будет искрение и это искрение приведет к тому, что сооружение поднимется на воздух. Поэтому надо поставить молниеотвод вот так отдельно, выдержав расстояние по воздуху и по земле, которое предписано в ПУЭ. Кстати, они предписаны и в РД-34, это расстояние на уровне там 3-4, 5 метров. Теперь давайте посмотрим на это дело вот с какой стороны. Ток-то молнии, он потечет по молниеотводу и его магнитное поле никуда не денется. Оно это магнитное поле, оно возникнет и здесь во внутреннем объеме этого самого здания. И это магнитное поле приведёт к тому, что наводки в случайно образованных контурах, а таким случайно образованным контуром может быть, что хотите. Вот приехал самосвал, арматуру вывалил, вот вам сикось-накось сложенные железки образуют такой контур.И у вас возникнет ЭДС магнитной индукции, которая поднимет на воздух это самое сооружение. То есть установка молниеотвода отдельно стоящего ни в коем случае не устраняет электромагнитных наводок. С этих позиций, получается даже вот какая вещь. Если я поставлю молниеотвод здесь, то с электромагнитной обстановкой ситуация будет легче. Почему? Ток разделится по двум путям, как минимум по двум путям вот так. А теперь вспомните школьное правило правого буравчика для магнитного потока. Эти потоки направлены во внутреннем объеме в противоположные стороны и на оси происходит полная компенсация магнитного потока. Вправо, влево полной компенсации, конечно, не будет, но поток будет ослаблен. И ваша задача, задача проектировщика сделать таким образом отвод тока молнии от молниеприемника в землю, чтобы это ослабление магнитного потока было как можно более сильным. Когда писалось РД-34, был мощный лозунг, который старшее поколение, конечно, помнит, о том, что экономика должна быть экономной. И поэтому в РД-34 написано, что для отвода токов молнии в землю надо использовать: дальше перечислялось все железо, которое есть в здании – колонны, направляющие лифтов, арматура железобетонных колон, все, что хотите, перечислялось. А теперь представьте себе эту самую колонну здесь, по которой наверняка пойдет ток молнии, если будет удар, но пойдет, потому что она через закладные детали связана с перекрытиями на крыше, она связана с фундаментом, и здесь ток пойдет. Если ток пойдет, то я абсолютно уверен, что этот самый электронный проектор сейчас погаснет, а компьютер сгорит. Потому что для того, чтобы вывести из строя микросхемы с рабочим напряжением 5 В, 30-40 В вполне достаточно, никаких киловольтов не нужно. По этой причине, проектируя молниезащиту, вы должны спроектировать отвод тока таким образом, чтобы у вас магнитное поле во внутреннем объеме здания было, как можно более слабым. И на этот счет, вообще говоря, в РД-34 вообще никаких указаний нет. В СО-153 отголоски можно найти. Эти отголоски вот какие. Там нормируется 4 уровня молниезащиты и для разных уровней молниезащиты токоотводы прокладываются с разным шагом. Первый уровень – шаг не больше 10 метров, а последний четвертый уровень – шаг доходит до 25 метров. Понимаете, какое дело? На производственном здании это не вызывает большой проблемы, а если это здание офисное и оно спроектировано архитектором, который метит в Казакова или Растрелли, то вы услышите примерно такую вещь, что ваши грязные железки на фасад моего здания, вы не поставите никогда. Мне не один раз приходилось выдерживать эту борьбу с архитекторами, и я не могу сказать, что эта борьба заканчивалась в мою пользу. А уж, если этот архитектор дама, то и говорить нечего, она сразу за глотку. Что здесь сегодня есть? О чём сегодня можно разговаривать. Есть два момента, очень серьёзных, которые всё-таки помогают проектировщика молниезащиты.

Электромагнитная обстановка там такова, что наводки безопасны даже для компьютерной техники. Использование металла на внешней поверхности стен – это очень важно, что из-за того, что много промышленных сооружений делается стенами из металлопрофиля. Например, это складские помещения большие, если вы там ставите молниезащиту, то использовать в качестве токоотвода вы можете металл этого самого металлопрофиля. Понимаете, и ничего другого не делать, и тогда электромагнитная обстановка во внутреннем объёме у вас будет сверхблагоприятной.

— Там есть гарантия такого электромонтажа?

— Понимаете, когда вы кладете, вам разрешено использовать арматуру железобетонных конструкций в качестве токоотводов.

— Никогда не делали.

— Тем не менее, это разрешено. Если вы это не используете на бумаге, то Господь то Бог все равно это использует, потому что когда молния ударяет в ваше здание, есть там молниеотводы, нет там молниеотводов, по этой самой арматуре все равно течет ток. И вязка проволокой арматурных стержней или соединение их внахлёст во всем мире, не только в России, я еще раз подчеркиваю, считается достаточным для того, чтобы отводить ток молнии в землю. Значит, тот самый контакт, который вам дадут, вы, я понимаю, что вы говорите вот о чем. У вас эти листы металлопрофиля присоединяются саморезами внахлест к металлическим балкам, которые стоят за, значит, нечего вам беспокоиться за то, что там будет плохой контакт. У молнии, вообще говоря, плохих контактов не бывает. Она сделает контакт хорошим. Другое дело, другое дело, что у вас предположим, где-то в каком-то месте произойдет локальный перегрев даже с локальной автоматической сваркой, и что? Например, я могу вам привести такой опыт. Во всем мире используется большое количество сферических антенн, которые вращаются для радиолокационных систем большие антенны. Эти антенны, основания для них является подшипники опорные. И допускается прямой удар молнии в эти антенны во всем мире и ток дальше идет через верхнее кольцо опорное, через подшипники, через шарики, там вообще соединения никакого, крепежа нет, там просто положено одно основание на другое, на шарики. И шарики эти, нет случаев, чтобы они там приваривались, они не привариваются. Понимаете, эти страсти, они преувеличены еще вот по какой причине. Вот я вам хочу привести такой пример. В 80-х годах на останкинской башне меняли флаг. Там был флаг из стеклоткани, этот флаг истрепался и его меняли. И когда высотники меняли этот флаг, мы их уговорили, чтобы они нам сняли флагшток. Набалдашник этого самого флагштока, куда било большое количество восходящих молний. Он был у нас в лаборатории, есть его снимки и мы видели следы от контакта полного тока молнии с этим самым, поверхностью этой самой стальной болванки. Самая большая оспина, которая там была, имела диаметр где-нибудь миллиметров чуть поменьше десяти, а глубина ее была меньше миллиметра. А остальные следы имели диаметр примерно несколько миллиметров. Дело в том, что способность молнии прожигать металл - она очень незначительная. Связано это вот с каким обстоятельством. Вся энергия молнии тратится в ее канале многокилометровом, а на деформацию плавления металла уходит только та энергия, которая выделяется в так называемом слое приэлектродного падения. Это слой падения напряжения, на котором составляет около 10 В, и если вы эти 10 В умножите на 100 тысяч ампер и еще умножите на время 10-4 секунды, вы получите очень незначительное количество джоулей, которое в состоянии даже полного тока молнии проплавить метал на уровне одного грамма. Примерно о таких величинах идёт речь, поэтому говорить о контакте хорошем или плохом, когда у вас листы металлопрофиля крепятся саморезами к стальным балкам – это просто смешно, понимаете? Это надуманная задача, надуманная, её нет на самом деле. Не знаю, убедил я вас или нет.

— Здесь есть проектировщики, которые проектируют сооружения, в которых есть взрывоопасные зоны, то есть не только нефти и газодобывающие, например, да? И коль вы коснулись зданий и сооружений, если конкретный вопрос. Если есть монолитное здание, да? Проваленная арматура и фундамент допустим железобетонный. Чему отдавать преимущество по молниезащите? В арматуру, допустим, вгонять её? Предусматривать, что молния будет по арматуре входить и уходить в железобетонный фундамент и там растворяться. Либо все равно выносить потенциал, допустим, продкамнем, продкамнем и делать отдельный контур? Что лучше?

— Я понял. Я сейчас отвечу. Я постараюсь более четко сформулировать вопрос, коллеги. Речь идёт вот о чём. Есть какое-то промышленное здание. В этом промышленном здании достаточное большое количество элементов с хорошо проваренной арматурой сверху донизу. Вопрос заключается вот в чем. Значит, нужно ли ставить специально, выносить на внешнюю поверхность стен токоотвода или можно использовать эту арматуру? Это первая часть вопроса. А вторая часть вопроса такая. У здания есть фундамент железобетонный. Можно ли использовать этот фундамент для отвода тока молнии в землю или в дополнение к этому фундаменту по внешнему периметру здания надо прокладывать отдельные токоотводы? Правильно я перевел ваш вопрос?

— Да. Как будто бы это кирпичное здание, мы же обязательно это будем делать, а если железобетонное?

— Я отвечаю на оба вопроса. Первый вопрос, касающийся токоотводов, если у вас большое количество металла заложено в колонны этого здания или непосредственно в стены, я полагаю, что в подавляющем большинстве случаев дополнительные токоотводы вряд ли для этой цели потребуются. Вполне можно обойтись, потому что эта ситуация ничем не отличается от той, которую я вам привел в качестве примера, когда в роли токоотвода выступает арматура стеклопакетов здания. Это одно и то же. И качество, я еще раз подчеркиваю, качество соединения арматурных стержней в этом случае значения не имеет. Надуманная вещь, что арматуру надо варить, её, кстати сказать, и никто и не варит. В железобетонных конструкциях, даже на атомных станциях эту арматуру соединяют либо внахлёст, либо в лучшем случае вяжут проволокой. Теперь на счёт фундамента. А на счёт фундамента дело более серьёзное, более серьёзное вот в каком отношении. Я об этом буду говорить, кстати сказать, специально, но сейчас всё-таки, чтобы ответить на вопрос, отвечу. Понимаете, главная вещь, с которой мы сталкиваемся – это вот что. Сопротивлением заземления нормированное фундаментом мы почти всегда обеспечены, почти всегда, и я вам покажу это дальше. А напряжение шага и прикосновения мы можем не обеспечивать. И ситуация, которая недавно сказали 40 человек попали в больницу из-за одного удара молнии – эта ситуация вполне реальна и беспокойство о сопротивлении заземления связано именно с безопасностью людей, которые будут находиться у этого здания, но об этом я буду говорить дальше специально. И мы к этому просто ещё вернёмся.

Полезные материалы для проектировщиков:

• Статья профессора Э. М. Базеляна "Молниезащита нефтегазовых объектов"
• Проектирование заземления и молниезащиты (проекты в DWG и PDF)
• Примеры решений для особо важных объектов (список применённого оборудования, отзывы о продукции
• Полезные материалы: статьи, рекомендации, примеры
• Консультации по расчётам, проектированию и монтажу систем заземления и молниезащиты

6. Как это делается Вебинар "Пожарная безопасность и нормативные требования по молниезащите." Страница 1 Вебинар "Пожарная безопасность и нормативные требования по молниезащите." Страница 2 Вебинар "Пожарная безопасность и нормативные требования по молниезащите." Страница 3 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