Важную роль с судоходстве играют так называемые классификационные общества, которые осуществляют контроль за состоянием судов при их изготовлении и в процессе эксплуатации. Контроль осуществляется как после важных событий (ремонт, модернизация, аварии), так и в плановом режиме согласно установленным срокам. Классификационные общества присваивают судам класс, согласно которому определяются регионы и допустимые условия эксплуатации судна. Впоследствии класс может быть изменен при износе или модернизации корабля. И, самое главное, классификационное общество определяет, может ли вообще судно на данный период времени плавать. Если судно не соответствует установленным правилам, то организация не выдает разрешение на эксплуатацию, либо прекращает действие ранее выданного разрешения.
Изначально классификация кораблей осуществлялась страховыми компаниями. Но со временем, когда конструкция судов значительно усложнилась, потребовались эксперты более высокого уровня, чем те, которыми располагают страховщики. Именно поэтому детальный анализ конструкции и технического состояния кораблей был передан из страховых компаний в классификационные общества.
В России классификационным обществом применительно к речным судам является Российский речной регистр (РРР). Данная организация была создана в 1913 г.
Правила РРР
Одним из направлений деятельности РРР является выработка нормативных документов. Первые правила, регламентирующие постройку и эксплуатацию судов, были выпущены еще в 1915 г. С тех пор они неоднократно менялись.
Современные «Правила» РРР состоят из четырех нормативных документов. Вот их список: «Правила технического наблюдения за постройкой судов и изготовлением материалов и изделий для судов» (ПТНП), «Правила освидетельствования судов в процессе их эксплуатации» (ПОСЭ), «Правила классификации и постройки судов» (ПКПС), «Правила предотвращения загрязнения окружающей среды с судов» (ППЗС). Актуальная версия «Правил» действует с 2019 г.
Вопросы, касающиеся защиты от воздействия молнии, прописаны в гл. 13 «Молниезащитные устройства» ПКПС. Необходимость описание правил молниезащиты специально для речных обусловлена спецификой осуществления соответствующих мероприятий на водном транспорте.
Особенности молниезащиты речных судов
В первую очередь, система молниезащиты судна отличается от системы молниезащиты сухопутных объектов построением заземления. Когда корабль находится на воде, то электрические заряды могут стекать только в воду.
Если корпус судна выполнен из металла, то именно он используется в качестве заземления. При этом ПКПС рекомендует в первую очередь использовать естественные молниеприемники (в терминологии ПКПС - «молниеуловители»), направленные вверх (мачты, полумачты, элементы надстройки, но ни в коем случае не антенны) при условии обеспечения надежного электрического контакта с корпусом судна. Здесь, в принципе, прослеживается аналогия с «сухопутными» правилами.
В том случае, если нет надежного электрического контакта между естественным молниеприемником и металлическим корпусом судна, а также при выполнении корпуса корабля из диэлектрического материала применяются токоотводы (в терминологии ПКПС - «отводящие провода»). Сопротивление между молниеотводом и корпусом судна (в ПКПС не говорится, каким именно, но речь явно идет о металлическом корпусе, так как для диэлектрического данное условие заведомо невыполнимо) не должно превышать 0,03 Ом.
Сейчас все большее распространение получают суда с корпусами из композитных материалов, не проводящих электричество. Для них ПКПС рекомендует использовать в качестве заземления форштевень (который, как правило, у таких кораблей является металлическим), либо иные металлические элементы конструкции, погруженные в воду при любых условиях плавания. При этом токоотвод должен быть выполнен отдельным проводом, идущим от молниеприемника напрямую к заземлению. В качестве токоотвода допускается использовать металлические мачты, которые должны быть присоединены к заземлению согласно приведенному выше правилу.
Другие важные требования ПКПС, относящиеся ко всем типам корпусов:
- молниеприемник изготавливается из металлического прута толщиной не менее 12 мм;
- в качестве материала для молниеприемника применяется медь, медные сплавы, либо сталь, защищенная от коррозии;
- молниеприемники для установки на алюминиевые мачты изготавливаются из алюминия;
- молниеприемник должен возвышаться над топом мачты, либо над устройством, находящимся выше топа мачты, не менее чем на 300 мм;
- токоотвод должен соединяться с молниеприемником или заземлением посредством сварки или болтовых зажимов;
- площадь соприкосновения между токоотводом и молниеприемником или заземлением должна составлять не менее 1000 кв. мм;
- токоотвод должен иметь сечение не менее 70 кв. мм, если он изготовлен из меди или медного сплава и не менее 100 кв. мм, если он изготовлен из стали;
- металлические части, находящиеся вблизи токоотводов, должны быть заземлены, либо быть соединены иным способом с корпусом судна;
- металлические части и устройства, расположенные на расстоянии до 200 мм от токоотвода должны быть соединены с ним таким образом, чтобы избежать искрения;
- трубопроводы с нефтепродуктами или другими взрывоопасными веществами, расположенные на открытых участках палубы или в помещениях, где нет электромагнитной экранировки, должны заземляться на корпус судна с интервалом не более 10 м;
- трубопроводы на верхней палубе, где возможно существование взрывоопасных газов, должны заземляться на корпус судна с интервалом не более 30 м.
Анализ требований ПКПС по молниезащите показывает, что они по сравнению с «сухопутными» нормам СО 153-34.21.122-2003 и РД 34.21.122-87, как правило, предъявляют более жесткие требования. Например, диаметр молниеотвода 12 мм соответствует сечению 113 кв мм, когда СО 153-34.21.122-2003 допускает молниеприемники из стали, алюминия и меди минимальным сечением 50; 70 и 35 кв. мм соответственно. При этом «сухопутные» нормы не задают форму токоотвода, когда ПКПС требует, чтобы она была цилиндрической. Сечение токоотводов, согласно СО 153-34.21.122-2003, для стали, алюминия и меди должно быть не менее, соответственно, 50; 25 и 50 кв. мм соответственно.
Применение «сухопутных» норм
Тем не менее, в «жизни» практически любого корабля случаются моменты, когда к нему, наряду с «водными», применяются и «сухопутные» нормы по молниезащите. Это те периоды, когда судно находится в доке или на стапелях.
П. 13.4.2 ПКПС требует обеспечить при нахождении судна в доке или на стапеле соединение молниеотвода или стального корпуса судна с заземлением на берегу. Согласно РД 34.21.122-87, такое соединение может выполняться болтовым соединением или сваркой. Естественно, сварка не имеет некоторое неудобство, так как после окончания строительства, ремонта или просто осмотра судна должно быть отсоединено от заземления на берегу. Поэтому, чаще всего применяется болтовое соединение. Его сопротивление, согласно РД 34.21.122-87, не должно превышать 0,05 Ом. Заземление на берегу делается еще при строительстве стапелей или дока в соответствии с нормами для таких объектов.
Выводы
При проектировании системы молниезащиты речного судна следует ориентироваться в первую очередь на “Правила классификации и постройки судов” (ПКПС), утвержденные Российским речным регистром (РРР). Они в целом предъявляют более жесткие требования, чем нормы для сухопутных объектов. К тому же, специалист, работающий с ПКПС, должен иметь некоторый опыт проектирования молниезащиты именно для водного транспорта, поскольку разработанные РРР, во-первых, насыщены специфическими «флотскими» понятиями, а, во-вторых, немного расходятся по системе собственно электротехнической терминологии с «сухопутными» документами. Помимо этого, придется решать задачу соединения системы молниезащиты корабля с заземлением на берегу, когда судно находится на стапелях или в доке. Она не такая простая, как кажется на первый взгляд, и требует некоторого понимания устройства как корабля, так и объектов на берегу. Поэтому для расчета системы молниезащиты речного судна лучше обратиться в Технический центр Zandz.com, специалисты которого имеют богатый опыт соответствующих проектов.
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"