Вебинар «Применение тросовой молниезащиты», страница 3

Пятнадцатый вебинар из серии "Заземление и молниезащита: вопросы и проблемы, возникающие при проектировании"

Текст вебинара. Страница 3

Быстрая навигация по слайдам:

Тросовая молниезащита и ЭМС

 

— А вот теперь та ситуация, которую мы будем рассматривать. Давайте снова сравнивать тросовую молниезащиту с защитой стержневого молниеотвода, но только будем сравнивать это по электромагнитным наводкам. Что записано в правилах? Напряжённость магнитного поля в месте, где стоит электронное оборудование, любое вторичное оборудование должна быть не больше, чем 300 А/м. Если я возьму стержневой молниеотвод и рассмотрю удар молнии в этот стержневой молниеотвод, то окажется вот какая вещь. Если я возьму предельный ток молнии даже для третьего и четвертого уровня молниезащиты по СО-153 – это 100-ка, а именно такой ток рекомендуется рассчитывать наводки, то у меня получится вот что. Для того, чтобы напряжённость поля снизилась до 300 А/м, мне нужно отодвинуться от молниеотвода над защищаемым объектом на 50 с гаком метров. Если я отодвинусь от молниеотвода на 50 метров, то представить себе этот стержневой молниеотвод очень трудно, потому что его высота улетит за 100 метров, чтобы объект попал в зону защиты.

 

Магнитное поле тросового молниеотвода

 

— Если сосчитать все эти обстоятельства и посмотреть, а какие же наводки получаются и какие магнитные поля получаются в системах с тросовыми молниеотводами, то оказывается вот какая вещь. Если я возьму и отодвину всю систему на 20 метров от защищаемой территории, то те наводки, которые возникнут в цепях практически значимых, они с уровня 1 кВ опускаются до уровня приблизительно 100 В.

Производная имульса напряженности магнитного поля

 

— Её длительность находится на уровне все лишь десятой доли микросекунд, а уровень этой наводки снижается на порядок величины. Поэтому тросовую молниезащиту рекомендуется использовать в первую очередь для того, чтобы снизить уровень электромагнитных наводок на защищаемой территории, будь то электрическая подстанция, будь то станция, будь то резервуарный парк нефтеперекачивающей станции, будь то просто офисное здание. В любых ситуациях наводка, которая возникает при защите тросового молниеотвода, она очень существенно снижается. До уровня примерно 100 В в цепи длиной 100-150 метров её довести можно. А что делать дальше?

Коэффициенты экранирования

 

— Что может быть таким дополнительным экранированием? Таким дополнительным экранированием является укладка высокочастотных цепей либо в короба, либо в стальные каналы, либо в лотки железобетонные, которые кладутся в грунт. Посмотрите, на частоте 1 МГц действие их очень слабое, оно снова на уровне десятки, но дело-то вот в чем. Коэффициенты экранирования перемножаются и если вы возьмете 10 за счёт экрана кабеля и где-нибудь 5-10 за счёт лотка, то у вас в совокупности получится кратность умножения 10*5 – это 50 и от 100 В наводки у вас останется всего 2 В, а это уже безопасная наводка. Так вот тросовые молниеотводы позволяют в большинстве практических ситуаций без использования каких-либо УЗИПов, которые стоят достаточных денег и довольно сложны в эксплуатации, обойтись только одними электромагнитными экранами. И это преимущество тросовых молниезащитных систем по моим представлениям является наиболее важным и наиболее принципиальным сегодня, когда основные потери от воздействия молнии происходит через электромагнитные наводки.

Блок вопросов и ответов

— Вот на этом я хотел бы закончить и если есть вопросы, я готов на эти вопросы ответить.

— Спасибо вам большое за доклад. Уважаемые коллеги, пожалуйста, задавайте вопросы в чат. Так я вижу уже, один вопрос есть. Я его прочитаю, озвучу, и попытаемся на него ответить. Итак, Виктор задает вопрос, значит: «При протекании тока молнии через токоотвод будет нагрев и удлинение материалов токоотвода. Как правильно компенсировать такие удлинения - гибкие стальные ленты?Или их не нужно компенсировать? Ведь может же после попадания молнии потребоваться…»

— Вот вы знаете какое дело. Я изо всех сил пытался, как можно более точно просчитать нагрев токоотвода, который выполнен изшинки стандартного допустимого размера.

 

— «Контур заземления молниезащиты и защитного заземления здания необходимо объединять?» Этот вопрос очень популярный, на каждом вебинаре задается.

— По правилам ПУЭ защитное заземление и заземление молниезащиты должны объединяться в один контур, но это «как правило», потому что дальше идут такие слова, если какие-то технологические соображения не препятствуют этому. Вот если вы используете тросовый молниеотвод, то

 

— «Когда планируется выход нового руководящего документа по молниезащите? И будет ли в нем рассматриваться применение активной молниезащиты?»

— Я отвечаю на этот вопрос, если вы были на последней конференции по молниезащите, которая была в мае нынешнего года в Петербурге, то вы обратили внимание на большое количество докладов, которое делалось по совершенствованию нормативной базы России. В решении этой конференции написана следующая вещь, написано, что конференция обращается к Академии Наук с просьбой организовать специальный комитет при руководстве Российской Академии Наук по совершенствованию этой нормативной базы. В каком состоянии дело сейчас, я могу вам ответить. Президент Академии Наук – Владимир Евгеньевич Фортов согласился подписать письмо и разослать его по всем основным ведомствам России, то есть это энергетика, это транспорт, это авиация, это нефтедобывающие и газодобывающие отрасли для того, чтобы объединенными усилиями собрать этот документ, этот комитет на предмет выработки нового нормативного документа. Ясно, что в этом году он не появится. Думаю, что он и в следующем году не появится, но работа такая началась.

— Спасибо. Эдуард Меерович, здесь еще два вопроса, но я последний задам, потому что он относится к тому, что мы только что обсуждали. Виктор комментирует: «Как правило, толкуется в том же ПУЭ, преимущественно нужно делать, если нет, если не обоснованы исключения. Можно ли обосновать не объединение двух разных заземлителей, указав большие величины шаговых напряжений на обычном контуре, который положен вблизи здания, к пешеходным дорожкам, то есть с возможной угрозой людям?»

— Да, конечно, можно. И более того, мы занимались следующей вещью. Вот офисное здание, например, обычных размеров офисное здание где-нибудь метров там 50 на 20, 15. Вот у него фундамент в виде заземлителя, используется железобетонный фундамент в виде заземлителя технологического и заземлителя молниезащиты. Более того по периметру этого здания проложено рекомендованный сейчас замкнутый контур, который идет из горизонтальной шины на расстоянии примерно один метр от этого фундамента – это тоже все сделано и вот мы считаем теперь напряжение шага и прикосновения. Уверяю вас, эти цифры существенно больше той величины 6 кВ, которая сегодня обсуждается в качестве безопасной в наших руководствах по устройству заземляющих устройств. Обосновать это очень просто.

— «Здравствуйте, расскажите об области применения грозотросов ниже проводов воздушных линий и противовесов».

— Вы знает вот какое дело, грозотросы ниже проводов на линиях электропередач сегодня я не знаю, где применяются. Такие вопросы обсуждались где-нибудь на уровне 30-х годов прошлого века. Это было, но сегодня эти вопросы не возникают. А вот по поводу противовесов речь идти может, вот в каком отношении, то есть что такое на самом деле противовес? На самом деле это

 

— Спасибо, Эдуард Меерович. Следующий вопрос от Константина из Калининграда: «Подскажите, пожалуйста, как посчитать напряжение прикосновения, возникающее между металлической опорой и землей при условии, что опора установлена в бетонном фундаменте и не имеет металлической связи с землей. Какую методику нужно применять?»

— Подождите, как она не имеет металлической связи с землей? Если она стоит на бетонном фундаменте, то опора имеет металлическую связь с землей через этот фундамент, потому что бетон, бетон в России очень тщательно изучался Институтом НИИ железобетона, по этому поводу очень много очень серьезных работ. В частности хорошие работы очень в этом отношении есть у специалиста по фамилии Карягин, наберите это в Интернете и вы найдете массу работ. Так вот суть этих работ в следующем, если у вас бетон лежит в грунте примерно 2 месяца, то за эти 2 месяца проводимость окружающего грунта и проводимость бетона, которая насосал влаги из грунта, она практически совершенно одинакова. И вся металлическая арматура железобетонного фундамента опоры, и стало быть сама опора, считайте, находится просто в земле. Никакого бетона в расчете не надо. У вас просто все арматурные стержни фундамента они все в земле. Но а дальше вы просто считаете сопротивление заземления, считаете распределение потенциала, таких программ сколько угодно и вы получите разность потенциалов между опорой и точкой, которая стоит от опоры на расстоянии 1 метр. Эта разность потенциалов, она и задает напряжение прикосновения. Напряжение прикосновения оно равно разности потенциалов между металлическим заземленным элементом и человеком, который вытянул руку, считается, что у него метровая длина руки, и он касается этого самого железобетонного основания.

— Спасибо. Здесь ещё Виктор комментарий оставил по поводу разницы нормативных документов: «Можно ли применять ГОСТ МЭК, который состоит из пяти томов, то есть полностью учитывает опыт европейцев, зачем изобретать новое?» Можете прокомментировать?

— Могу с большим даже удовольствием. Во-первых, на этот счет у нас был семинар, и мы на этом семинаре показывали, чем наш российский опыт отличается от опыта европейского. На мой взгляд, европейский опыт в часто внешней молниезащиты он очень сильно отстает от того, что сделано в России очень сильно, могу привести вам сколько угодно примеров, но думаю не нужно делать это вот по какой причине. Семинар, вебинар по поводу стандарта МЭК, по поводу внешней молниезащиты он целиком размещен в Интернете, он доступен и его можно посмотреть со всеми презентациями. И вы там увидите, в чем очень серьезные просчеты, очень серьезные стандарта МЭК. Теперь есть вторая часть этого стандарта, она касается того, что называется внутренней молниезащитой, а фактически это вопросы электромагнитной совместимости. Эти вопросы мы здесь специально на этом семинаре не обсуждали, и я думаю, что стоит эти вопросы обсудить, касающиеся внешней молниезащиты по МЭКу. Что там хорошего? А это хорошее уже внедрено сегодня, например, стандарты СО-153, РД-34.21.122. И что там, на мой взгляд, абсолютно недопустимо. Вы знаете, я могу открыть только вот какую вещь.

 

— Мы согласны за любой вебинар, поэтому мы обговорим это, но после вебинара более подробно, когда можно будет провести. Уважаемые коллеги, я скинул в чат ссылку на ту видеозапись вебинара, где как раз обсуждались, сравнивались отечественные нормативные документы и МЭК. Пожалуйста, переходите, можете посмотреть видеозапись, уже полностью доступна.

— Я понимаю, что вопросы кончились, да?

— Нет, вопросы ещё есть.

— Гость задает вопрос: «Одинаковы ли требования при расчете высоты отдельно стоящего тросового молниеотвода и тросовым молниеотводом, установленным на защищаемом объекте. Как при этом происходит влияние ЭМС на оборудование внутри объекта?»

— Вы знаете какое дело, у нас покапо нашим отечественным нормам эти требования одинаковые. Одинаковые, хотя вопрос ваш считаю очень закономерным, потому что они одинаковы только из-за того, что мы пока не умеем учесть влияния крыши здания, на котором стоят эти молниеотводы. Они пока одинаковые, но это «пока» - оно в пользу пока из-за такого более простого расчёта получается более надёжная защита, но разделить это всё равно рано или поздно придётся.

— Спасибо. От Александра такой вопрос: «Правда, что геометрия заземлителя важнее его сопротивления?» Геометрия, я так понимаю – конфигурация?

— Я вам приведу такой пример. Представьте себе, что вам привезли катанку, из которой вы собираетесь сделать контур заземления. Вы можете сделать, взять всю эту катанку и уложить её в виде сетки, на какой-то площади. Это будет один предельный вариант, а второй предельный вариант – вы возьмете ту же самую катанку и сделаете одну единственную полосу длиной в полкилометра. Вы использовали совершенно одинаковое количество железа для того, чтобы сделать контур. Но что у вас получится?

 

— Спасибо, Эдуард Меерович. Пока мы отвечали, поступил еще один вопрос от гостя:«Чем вы руководствуетесь СО-153 или РД-34 при расчёте зоны защиты стержневых и тросовых молниеотводов? Разница в высоте молниеотводов получается в 1,5 раза».

— Правильно. На этот счёт опять был разговор. В СО-153 четко записана надежность защиты, которая гарантирована тремя типами, вернее тремя элементами молниезащиты: надежность 0,9, 0,99 и 0,999. И зоны защиты, которые приведены в СО-153 точно соответствуют, действительно соответствуют этим надежностям. Если вы целиком заполнили зону объектом, надежность будет не ниже, чем та, что написана. А если зона частично пустая, то она будет более высокая. В тех молниеотводах, которые приведены, в зонах, которые приведены в РД-3,4 надежности защиты вообще нет. Там есть зона А и зона Б. Дальше, если вы пороетесь в этой самой книжечке РД-34, вы найдете словесный текст, который не является законом. И этот словесный текст от имени одного из авторов РД-34 написанный приписывает конкретные значения надежности защите зоны А и зоне Б. Так вот эти цифры, когда проверялись уже потом, выяснилось, что ошибка там очень большая. На самом деле я помню для зоны Б вместо обещанного 0,95 – там 0,85 – это колоссальная разница. И поэтому использовать зоны из РД-34 можно, но нужно помнить, что у них надежность какая-то совершенно неопределенная. В СО-153 четко записано, ответственно записанная надежность, вот и все. Но, если говорить лично обо мне, то я не пользуюсь не теми, не другими зонами и не советую вам. Потому что надежность защиты нужно считать программными методами и тогда вы будете точно знать, сколько «точно в граммах».

— Александр уточняет по поводу геометрии, который вопрос был у нас: «По геометрии имеется в виду у нас поверхностное, а не глубинное заземление. Молния забирает заряд с поверхности, а не из глубины».

— Я не знаю, что такое слово «поверхностное заземление» по очень простой причине, потому что заземлители у нас заземляющие электроды, у нас всегда заглубляется грунт хотя бы на полметра, исключение остается только, я помню, в ПУЭ есть ограничения, касающиеся скальных грунтов. В скальных грунтах допускается размещать заземляющие электроды на глубине там до 20 см из-за того, что там слой почвы очень небольшой, а дальше идёт просто скальная порода. Поэтому, что такое поверхностный заземлитель я просто не знаю. 50 см я говорю – это минимальная глубина, минимальная.

— Александр, мы ответили на ваш вопрос? Если нет, то я предлагаю тогда связаться по почте уже после вебинара, более подробно мы ответим на этот вопрос.

— Ну, что? Давайте заканчивать.

— Давайте. Эдуард Меерович, если позволите последний вопрос.

— Давайте.

— Гость комментирует: «С коллегами возникает вопрос, как рассчитывать сопротивление фундамента заземлителя из железобетона куб (написано) отдельно стоящего молниеотвода, как приведенная в сфере, находящееся в земле или как в полусфере, находящейся на поверхности земли?»

— Надо считать, что арматура железобетонного фундамента опоры молниеотвода, находится в грунте и все, а какой формы сама эта самая, сама бетонная чушка – это не имеет ни малейшего значения. Я еще раз повторяю, работаю только стержни, которые находятся в бетоне. Арматура работает. Арматурные стержни и надо считать. О самом бетоне забудьте вообще. Бетон, который лежит в грунте – это фактически тот же самый грунт.

— Спасибо, Эдуард Меерович. На этом все вопросы окончены.

— Коллеги, я абсолютно доступный человек для фирмы «ИМАГ» и для всех вас через эту фирму. Если у вас есть конкретные вопросы, посылайте их «ИМАГу», они точно дойдут до меня и я обещаю вам стопроцентно отвечать на все ваши вопросы, в которых я хоть что-нибудь понимаю. Потому что можно задать такой вопрос, где я просто не понимаю. Не знаю, вернее. Большое спасибо за внимание!

— Уважаемые коллеги, если будут возникать вопросы, присылайте их на наш электронный адрес, который я давал в чате.

 

У вас остались вопросы? Задайте их нашим техническим специалистам и вы получите развёрнутые аргументированные ответы.

---

Полезные материалы для проектировщиков:

• Вебинары с ведущими экспертами отрасли
• Все для расчётов заземления и молниезащиты
• Полезные материалы: статьи, рекомендации, примеры

Смотрите также: