В наше время железнодорожный транспорт переживает значительные перемены. Стали появляться высокоскоростные поезда, насыщенные электроникой, внедряются всевозможные средства автоматизации. Все это требует актуальной нормативной базы, поэтому был разработан и введен в действие ГОСТ Р 58232-2018 «Объекты железнодорожной инфраструктуры. Комплексная защита от атмосферных и коммутационных перенапряжений. Общие требования».
Обратим внимание на титульный лист официального издания этого стандарта. На нем написано «Введен впервые». То есть вопросы молниезащиты на железной дороге впервые подняты на уровень национального стандарта. Ранее они регулировались как ведомственными инструкциями, так и общими документами. Во втором случае речь идет о РД 34.21.122-87 и СО 153-34.21.122-2003.
Чем ГОСТ Р 58232-2018 принципиально отличается от предыдущих документов?
В основу ГОСТ Р 58232-2018 положен комплексный подход к проектированию систем молниезащиты. При выборе средств молниезащиты рассматривается весь объект в целом, без разделения его на элементы тех или иных подсистем железнодорожной инфраструктуры. Воздействие атмосферных и коммутационных помех должно учитываться вместе. Отдельное рассмотрение данных факторов не допускается. Система молниезащиты должна, при необходимости, обеспечивать также электробезопасность и электромагнитную совместимость между отдельными элементами железнодорожной инфраструктуры.
Другая особенность — риск-ориентированный подход согласно ГОСТ Р МЭК 62305-2-2010 «Менеджмент риска. Защита от молнии. Часть 2. Оценка риска». В качестве главной задачи ставится уменьшение риска потерь до определенного уровня. Кроме показателей риска, также учитывается социальная значимость потерь от действия молнии. Данный подход является принципиально новым для отечественной практики по сравнению с ранее применявшимися методиками расчета.
.jpeg)
Image by pch.vector on Freepik
Существует международный стандарт по молниезащите МЭК 62305, который состоит из трех частей. На момент принятия ГОСТ Р 58232-2018 первая и вторая части стандарта МЭК 62305 были переведены и адаптированы, на основе этого были выпущены соответствующие ГОСТ. А вот третья часть была адаптирована только в 2021 г. в виде ГОСТ Р 59789-2021 «Молниезащита. Часть 3. Защита зданий и сооружений от повреждений и защита людей и животных от электротравматизма». В действие этот стандарт вступил 1 марта 2022 г.
Тем не менее эти различия на ГОСТ Р 58232-2018 все равно не влияют. Дело в том, что методики расчета параметров молниеотводов, приведенные в обязательном приложении A к стандарту, повторяют методики, изложенные в СО 153-34.21.122-2003. В остальном ГОСТ Р 58232-2018 часто (но не всегда) предъявляет такие же или более высокие требования к конструкции систем молниезащиты по сравнению с ГОСТ Р 59789-2021. Например, ГОСТ Р 58232-2018 не допускает наличие петлей на токоотводах, а ГОСТ Р 59789-2021 — допускает, но с некоторыми ограничениями. Обращаем внимание, что ГОСТ Р 58232-2018 рассматривает объекты, характерные именно для железной дороги. Если нужно спроектировать редко встречающиеся на стальных магистралях объекты, придется обращаться нормативным документам по молниезащите общего характера.
В ГОСТ Р 58232-2018 также есть ссылка на нормы «ПУЭ 6-е издание 1979 г. в редакции от 20 июня 2003 г.» Возможно, это ошибка и речь идет о 7-м издании ПУЭ, поскольку еще 1 января 2003 г. действие 6-го издания было официально прекращено. К слову, по состоянию на 2022 г. ПУЭ официально относится к документам, носящим справочный характер. Причина в том, что вместо этих Правил должны были выпустить соответствующий ГОСТ, но пока этого так и не было сделано. Тем не менее, за отсутствием иных регулирующих документов, ПУЭ по-прежнему используется как для проектирования, так и для оценки заказчиками правильности выполнения работ.
Примеры расхождений между ГОСТ Р 58232-2018 и другими нормативными документами
Как уже отмечалось, ГОСТ Р 58232-2018, хотя и основан на не использовавшихся ранее в нашей стране риск-ориентированных подходах к молниезащите, тем не менее, по методикам расчетов во многом следует в русле СО 153-34.21.122-2003. По сути, данный ГОСТ полностью заменяет указанный документ. Но при разработке систем молниезащиты до сих пор используется в качестве справочного пособия инструкция РД 34.21.122-87, основанная на многолетних научных исследованиях отечественных ученых и большом практическом опыте. С ней ГОСТ Р 58232-2018 может входить в противоречие.
На железной дороге вполне обычным делом являются помещения шириной более 100 м (вокзалы и депо). Согласно п. 1.9 РД 34.21.122-87, в столь больших зданиях следует обеспечить непрерывную электрическую связь между несущими конструкциями, если они выполняют функцию естественных заземлителей. Если же несущие конструкции в качестве таких заземлителей использоваться не могут, требуется прокладка «внутри здания в земле на глубине не менее 0,5 м протяженных горизонтальных электродов сечением не менее 100 мм. Электроды следует прокладывать не реже чем через 60 м по ширине здания и присоединять по его торцам с двух сторон к наружному контуру заземления». ГОСТ Р 58232-2018 требует применять в зданиях, относящихся к железнодорожной инфраструктуре, сетчато-радиальные системы уравнивания потенциалов согласно ГОСТ Р 50571.4.44-2019. При этом параметры системы никак не привязаны к размерам здания, но, если объект расположен на высокоскоростной железной дороге, то требуется создать еще непрерывную замкнутую шину по периметру для каждого отдельного помещения. Если между помещениями проходят какие-либо кабели, кроме оптоволоконных, то их системы уравнивания потенциалов нужно соединять между собой.
.jpeg)
Критические объекты железнодорожной инфраструктуры в большинстве своем можно приравнять к вычислительным центрам, это II категория молниезащиты согласно РД 34.21.122-87. При неметаллической крыше рекомендуется использовать сетчатый молниеприемник. Согласно п. 6.21 ГОСТ Р 58232-2018 размер ячейки сетки не должен быть больше 5x5 м, в то же время, п. 2.11 РД 34.21.122-87 предписывает 6x6 м. В этом есть определенная логика — ГОСТ более современный и относится к объектам с повышенной опасностью. Но вот дальше ГОСТ предъявляет менее строгие требования: согласно п. 6.23 через выступающие части крыши нужно также прокладывать сетку. В то же время, п. 2.11 РД 34.21.122-87 требует размещать на неметаллических выступающих частях крыши дополнительные молниеприемники, соединенные с сеткой, а металлические выступающие части — соединять с сеткой.
П. 2.11 РД 34.21.122-87 предписывает в качестве молниеотводящей сетки использовать кровлю, если она металлическая. Никаких специальных требований к кровле не предъявляется. Дело в том, что в 1987 г., когда принималась данная инструкция, еще не было такого разнообразия выбора металлической кровли (например, не была распространена металлочерепица), поэтому практически любая из существовавших тогда марок металлической кровли подходила в качестве молниеприемника. Что же касается ГОСТ Р 58232-2018, то в п. 6.3.1 данного стандарта указаны четкие критерии, какие виды металлической кровли подходят, а какие — нет.
В п. 1.8 РД 34.21.122-87 указано, что, как правило, требуется использовать естественные заземлители, т. е. фундамент здания (аналогичное утверждение есть и в п.3.2.3.3 СО 153-34.21.122-2003). В ГОСТ Р 58232-2018 естественные заземлители не рекомендованы в качестве основных, а допускаются при соблюдении условий, приведенных в п. 6.4.2. По сути, перечисленные там требования могут быть в полном объеме соблюдены только для зданий, где изначально предусматривалась соответствующая конструкция фундамента при строительстве, т. е. проектировавшихся после публикации данного ГОСТ. Здесь есть расхождение и с нормами ГОСТ Р 59789-2021 (хотя данный стандарт также основывается на принципах менеджмента рисков), где не нормируются особенности конструкции естественных молниеотводов, но есть требование к значению сопротивления заземления на низкой частоте.
Выводы
Для проектирования систем защиты от перенапряжения на железной дороге, помимо ГОСТ Р 58232-2018, есть, еще один ГОСТ и две инструкции. Если требования ГОСТ Р 58232-2018 являются более жесткими, целесообразно ориентироваться на них. В то же время, прочие нормативные документы могут предъявлять иные требования, которые сопоставить между собой по жесткости не всегда представляется возможным.
Обращайтесь за расчетом молниезащиты и заземления в Технический центр ZANDZ. Опыт проектирования более 15 лет.