Внимание!

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

(прошёл 24 декабря 2014 в 11:00 по МСК)

 

Рекомендуется просмотр с качеством "720p" в полноэкранном режиме.

Целью семинара является анализ нормативных требований по молниезащите объектов с большими объемами жидкого и газообразного углеводородного топлива на предмет их достаточности для обеспечения надежного функционирования в грозовой обстановке, целесообразности и эффективности предписанных мероприятий, а также для определения путей совершенствования внешней молниезащиты.

Для обсуждения намечены следующие вопросы:

  • требования по защите от прямых ударов молнии, их фактическое исполнение и целесообразность, оптимизация системы молниеотводов;
  • заземлители объектов и молниеотводов – насколько от них зависит надежность функционирования защищаемых объектов, решение проблемы электробезопасности;
  • проблема защиты от скользящих искровых разрядов по поверхности грунта;
  • незавершенные разряды от конструктивных элементов объекта в грозовой обстановке – существуют ли эффективные средства борьбы с ними;
  • занос высокого потенциала по магистральным трубопроводам –велика ли опасность для объекта и его оперативного персонала; как совместить средства защиты от набегающих волн с работой электрохимической защиты.

Предполагается изменить форму проведения семинара, разделив его материал на несколько смысловых блоков и устроив краткое обсуждение после изложения каждого из них.

 

Текст вебинара. Страница 1

Быстрая навигация по слайдам:

Примерное время чтения: 1 час 15 минут

Молниезащита объектов с большим объемом углеводородного топлива

Молниезащита объектов с большим объемом углеводородного топлива

 

Добрый день, доброе утро, дорогие коллеги! Не знаю, кто где находится поэтому, наверное, и то и другое надо говорить одновременно. И меня мои помощники очень просят, чтобы вы среагировали, как меня видно, как меня слышно. И если меня плохо видно или еще хуже – плохо слышно, тогда жалуйтесь немедленно. Какой у нас с вами сегодня будет порядок? Во-первых, самое время говорить о молниезащите, потому что день сегодня прибавился на 1 минуту. Весна рядом и самое время говорить о молнии. Говорить мы будем в несколько ином плане, чем обычно, потому что организаторы этого семинара предложили вот какую вещь. Разбить материал на несколько взаимоувязанных вопросов и после каждого вопроса такого делать короткий перерыв, на котором я постараюсь ответить на ваши вопросы именно по этому разделу, а потом будем переходить к следующему разделу. Таких разделов, я полагаю, будет 4. Потому что первый раздел будет касаться установки молниеотводов. Второй раздел будет касаться заземляющих устройств. Третий раздел и четвертый раздел будут касаться особых воздействий молний на объекты с большими объемами углеводородного топлива. Теперь, почему выбрана эта тема? Объекты с большим объемом углеводородного топлива? Тут имелось два момента. Первый момент, что это все-таки важный объект нашей промышленности и нашего экспорта. А второй вопрос, он чисто шкурный, потому что нормативная база этих документов, она все-таки существенно более обширна, чем нормативная база других вещей. И с ней интересно работать. Это, наверное, и все. А дальше помогать мне как всегда будет Надежда. Она будет реагировать на ваши вопросы, которые, еще раз напоминаю, вам надо задавать сразу прямо по ходу дела. Всем добрый день! Наверное, это и все предисловие.

Предписания национальных нормативов

Предписания национальных нормативов

 

Давайте начинать! Давайте начинать с национальной нормативной базы. Это два нормативных документа, которые вам уже известны: СО-153 и РД 34. В СО-153 ничегошеньки нет касательно объектов с большими объемами углеводородного топлива. Никаких там рекомендаций нет, никаких там требований нет, и поэтому этот документ я больше вообще затрагивать не буду. Что касается документа РД 34, то в нем довольно подробно реакция на такие документы. Потому что РД 34 очень бурно всегда реагирует на объекты взрыво и пожаро опасности. Поэтому все здания и помещений класса В1 они относятся к первой категории молниезащиты. Они обязательно должны защищаться отдельно стоящими молниеотводами. Эти молниеотводы должны выполнять зону защиты А. Кроме того, значит эти молниеотводы должны стоять на расстоянии от объекта, которые по мнению нормативного документа обеспечивают отсутствие переброса разряда молниеотвода на объект. И отсутствие проникновение тока по земле молниеотвода к объекту. И наконец, предписываются требования к заземлителям молниеотводов. Требования по исполнению, но, ни в коем случае по сопротивлению заземления. И наконец, есть защита от заноса высокого потенциала и по подземным и надземным коммуникациям. Все наружные установки по требованиям этого нормативного документа попадают во вторую категорию молниезащиты. Вторая категория защиты по требованиям РД 34 может выполняться молниеотводами либо отдельно стоящими, либо установленными на сооружении. Зоны защиты, которые должны обеспечивать эти молниеотводы это зона Б, так. Можно использовать молниезащитные сетки, это я подчеркиваю специально, можно использовать фундамента в качестве заземляющего устройств. Дальше защита от заносов высоких потенциалов. Это все, как и было раньше.

Задача семинара

Задача семинара

 

Какие задачи мы сейчас перед собой поставим? Давайте попробуем сделать вот какую вещь. Давайте посмотрим на эти требования сначала национальных нормативов, а потом и ведомственных с таких позиций. Во-первых, насколько обоснованны эти требования? Во-вторых, действительно они обеспечивают надежность функционирования в грозовой обстановке? Или это только составителям нормативных документов только так кажется? И наконец, последнее. Есть ли там излишние требования? Отменить мы их не можем, мы не в состоянии с вами менять нормативные документы. Но попробовать обойтись малой кровью и обеспечить формальное хотя бы выполнение всех требований и не затратить на это много денег и материалов – это второй вопрос, который надо делать. Начинать приходится с отдельно стоящих молниеотводов. Я об отдельно стоящих молниеотводов уже говорил. И говорил, что отдельно стоящие молниеотводы, в общем, в какой-то степени бессмысленны вот по какой причине.

Молниеотводы

Молниеотводы

 

Такой стоящий отдельный молниеотвод, он должен устранить проникновение тока молнии во взрывоопасный объект. Вот в чем его задача и по этой причине между этим самым молниеотводом и объектом по воздуху и по земле обеспечивается расстояние, которое по представлениям нормативного документа, устранять проникновение этих токов в объект. Зачем устранять? Затем, чтобы устранить искрение. Но искрение – это необязательно прямое проникновение тока, если у вас течет ток молнии по молниеотводу, а молниеотвод находится на расстоянии несколько метров от взрывоопасного объекта, в любом контуре внутри этого объекта возникает ЭДС магнитной индукции, которая в состоянии вызвать искрение достаточное для того, чтобы поднять этот объект на воздух. Никаких преимуществ в этом отношении у отдельно стоящих молниеотводов нет. Тем не менее, их РД 34 упорно предписывает ставить.

Зоны А и Б по РД 34.21.122-87

Зоны А и Б по РД 34.21.122-87

 

Второй момент – это зона защиты, на который реагирует РД 34. Зона защиты А для объектов первой категории. Что такое первая категория? Если обратиться к стандартам международным и если обратиться к нашему документу СО 153, то первый уровень молниезащиты должен обеспечивать надежность, по крайней мере, не меньше, чем 0,98. Та зона А, которая существует в РД 34, на ней прямо стрелка у меня и стоит. Она обеспечивает зону защиты, ни в коем случае не 0,98, а 0,96. И это значит, что вероятности прорыва молнии в эту зону будут в 2 раза выше той, которой требуется. Я бы категорически поостерегся использовать зону типа А, а использовал бы зону защиты из СО 153, которая действительно может гарантировать надежность в 0,99 и таким образом превзойти норматив. Что же касается зоны Б? То здесь ситуация еще хуже, потому что фактическая надежность зоны защиты Б ниже, чем 0,9. А вторая категория молниезащиты по новому стандарту требует 0,95. И по этой причине использовать зону Б, для защиты взрывоопасных объектов с большими объемами углеводородного топлива я бы не в коем случае не рекомендовал. Для этой цели лучше обратиться к тем документам, которые находятся в СО 153.

Запрет установки молниеотводов на резервуарах

Запрет установки молниеотводов на резервуарах

 

Теперь для меня очень больной вопрос. Больной вопрос, вот какой. Если у вас есть резервуары с большими объемами углеводородного топлива, то по РД 34 категорически запрещается устанавливать молниеотводы на эти самые резервуары. Устанавливать можно только на резервуары малого объема, скажем 5000 кубов. Если же у вас резервуары большие, а у нас в России есть резервуары объемом и в 100 000 кубов, то молниеотводы должны быть отдельностоящими. И давайте теперь с вами подумаем: а откуда взялось такое требование? Большие резервуары, они как правило стальные. Толщина стенок в таком резервуаре никак не меньше 4 мм. Хотите или не хотите вы такой резервуар во всем мире считается молниестойким. Молния не может прожечь такой резервуар. Молния не может перегреть стенку такого резервуара. Удар молнии в такой резервуар абсолютно безопасен для резервуара. Возражение следующее. «Вы не забывайте» - так говорят мне или так скажут вам – «Вы не забывайте, что у резервуара есть дыхание, и если у вас есть дыхание, то это дыхание может быть поражено ударом молнии. И если молниеотвод стоит на резервуаре, то вероятность такого события будет намного выше». Вот какое возражение. Что мы с вами можем сказать в ответ? А мы в ответ сможем сказать вот какую вещь. Совсем недавно Международная Комиссия по большим электрическим сетям опубликовала доклад, в котором они обобщили параметр молнии. И в этом докладе сказано, что по крайней мере 30% молнии, а то и больше имеет не одни канал, а несколько разветвленных каналов так, как это показано на том снимке, который я вытащил из Интернета. Эти слабенькие ввитвления они не несут особого тока никакого, но любое такое ввитвление достаточно для того, чтобы поджечь зону взрывоопасных выбросов. И поэтому поставили вы молниеотвод отдельно стоящим или поставили его в резервуаре – большого значения это не имеет, потому что разброс этих самых каналов может достигать десятков и даже сотен метров. Они не несут, еще раз повторяю, большого тока, но они вполне достаточны для того, чтобы поджечь. И наконец, мы с вами вернемся к вопросу о поджоге. И я вам покажу для того, чтобы поджигать зону взрывоопасных выбросов в резервуарах, удар молнии вообще не нужен. Поэтому это требование лишить возможности поставить молниеотвод в резервуаре – это требование, которое усложняет проектирование с одной стороны, а с другой стороны – оно малоприятно вот по какой причине. Если вы поставите молниеотвод не на резервуаре, а рядом – вы увеличите высоту этого молниеотвода. А если вы увеличите высоту молниеотвода – вы увеличите число ударов в него, и значит, увеличите число электромагнитных воздействий на цепи автоматике и управления, которые в этом резервуарном парке имеются. Это совершенно малоприятная история.

Руководящий документ

Руководящий документ

 

Теперь давайте посмотрим на тот нормативный документ. Это уже стандарт предприятия. Я взял в качестве такого нормативного документа не очень старый стандарт организации «ТРАНСНЕФТЬ» и посмотрел, а что в этой самой предписано по установке молниеотводов. Во-первых, я увидел вот какую вещь. Все резервуары с жидким топливом, все, по мнению стандарта, защиты по первому уровню молниезащиты. И надежность защиты, которую они требуют – это 0,99. Второе – значит, они для всех других установок, они требуют уровень защиты по второй категории с надежностью 0,95. И самое главное в этом случае, они вдруг неожиданно разрешают применение сеток. Как применять сетки с большим объемом углеводородного топлива, я, откровенно говоря, не очень понимаю. И не очень понимаю еще вторую вещь. Посмотрите, пожалуйста. В наших российских документах, имея в виду наши строительные стандарты, сетки используются либо 6*6, либо 12*12. Здесь сделано усовершенствование. Сетки для первого уровня молниезащиты 5*5, а для второго уровня молниезащиты 10*10. По-видимому, составители этого стандарта считают такое незначительно изменение важным. Но главное, что они сделали, они сделали вот какую вещь. Они написали, что если у вас на объектах такого сорта есть тепло или гидроизоляция горючая, сетку надо поднять на 10 см над этим самым покрытием. Зачем? Норматив не объясняет. Но догадаться легко и просто. Вы поднимаете сетку, предполагая, что молния не прорвется мимо сетки на этот изоляционное горючее покрытие. Но 10 см столь незначительное превышение, что работать сетка практически не может. И когда мы подсчитали, а какова все-таки вероятность прорыва молнии мимо такой сетки, приподнятой на 10 см, мы увидели цифры не 0,99 и не 0,95, а цифру на уровне 0,3 -0,4. Сетка практически не работает. Тем нее мене по нормативному документу « ТРАНСНЕФТИ» ее можно применять и на предприятия с большими объемами углеводородного топлива. Очень хотелось бы услышать у составителей документа, чем они руководствовались в этом случае.

Стандарт

Стандарт "Транснефть"

 

Я еще хочу посмотреть на этот стандарт с других позиций. Позиции, вот какие. Они изменили название молниеотводов. У нас есть молниеотводы, установленные на здании и молниеотводы отдельно стоящие. У них есть молниеотводы изолированные и неизолированные. Изолированные молниеотводы – это те, которые стоят не на здании, а отодвинуты от него, но могут быть связаны с заземлителем этого здания через контур заземления. Это для России несколько новое понятие. В России раньше ничего такого не использовалось. Но Бог с ним, мы о понятиях сейчас говорить не станем, мы станем говорить вот о чем. На таких объектах разрешается использовать сетку. Если сетка не закрывает целиком здание, а закрывает только его часть. Тогда смотрите, на части здания у вас есть сетка. Эта часть здания свободна. Тогда говорит этот стандарт по молниезащите «ТРАНСНЕФТИ» - вам надо поставить молниеотвод, который захватит эту незащищенную часть свою зону защиты. Если вы все это сделаете – дальше говорит документ – вам нужно обязательно токоотводы сетки присоединить к заземлителю молниеотвода. Убей меня Бог, если кто-нибудь в состоянии объяснить, зачем это делается. С какой целью? Технический смысл такого решения совершенно непонятен. Не понятна и другая вещь, которая находится в этом документе «ТРАНСНЕФТИ». Вот какая вещь. Если у вас стоит молниеотвод и есть у него заземлитель собственный, а рядом есть объект, у которого тоже есть заземлитель, то если эти заземлители соединены между собой, то расстояние между объектом и молниеотводом должно быть равно 3 м в грунте меньше, чем 100 Ом*м и 4 м – во всех остальных грунтах. Какая связь между этим расстоянием и сопротивлением заземления и главным удельным сопротивлением грунта, остается неясным никому. Потому что действует здесь электромагнитная наводка, которая возникает в этом контуре. А эта электромагнитная наводка в контуре совершенно не зависит от того каким удельным сопротивлением обладает грунт. И наконец, последняя, последняя следующая вещь. Если у вас контуры заземления развязаны между собой, то расстояние это по земле должно быть увеличено до 5 м. Это уж совсем непонятно. Потому что если даже я отодвину молниеотвод на 5 м от объекта, то все равно почти половина тока из этого молниеотвода попадет в заземлитель объекта. Об этом говорят четкие, ясные расчеты. Наконец, есть вторая вещь – это расстояние может быть легко перекрыто искровым каналом, который здесь показан. И для того, чтобы перекрыть это расстояние в 5 метров, достаточно всего 135 кВ. Это мизерное напряжение возникнет практически всегда и практически при любых условиях. Вот какова ситуация.

Немотивированное требование

Немотивированное требование

 

Мне бы хотелось показать еще и вот какую вещь. Это расстояние ,которое нормирует документ, никогда не может быть пробито за счет индуктивных наводок. Потому что эти индукционные наводки имеют очень короткое время длительности, а напряжение пробоев очень сильно зависит от времени воздействия напряжения. И поэтому беспокоиться об этом изоляционном расстоянии практически, никогда не надо. И самое главное это расстояние и никаким образом вообще не зависит от удельного сопротивления грунта.

СТО Газпром 2-1.11-170-2007

СТО Газпром 2-1.11-170-2007

 

Я хочу обратить ваше внимание еще на один документ, документ «ГАЗПРОМА». На мой взгляд, отраслевой стандарт «ГАЗПРОМА» может быть и можно упрекать в чем-то, но упрекать в недостаточности требований – нельзя. Скорее «ГАЗПРОМ» постарался перестраховаться и по использованию надежности молниеотводов и по требованиям к изоляционным расстояниям. И «ГАЗПРОМ» рассматривает молниезащитную сетку совершенно обосновано. Он рассматривает ее как вспомогательное средство, но, ни в коем случае, ни как основное. Расстояние между отдельно стоящими молниеотводом и объектом. Это расстояние, «ГАЗПРОМ» нормирует это расстояние в зависимости от удельного сопротивления грунта, вот по какой причине. Потому что они рассматривают этот молниеотвод всегда как отдельно стоящий. И поэтому у вас возникает напряжение по земле между молниеотводом и объектом. Это напряжение действительно зависит от удельного сопротивления заземления грунта. И они выбирают это расстояние достаточно большим, вплоть до 15 м, при котором это перекрытие по земле и будет происходить, то вообще говоря, в малом количестве ситуаций. Но если говорить честно, то я не очень понимаю, в чем опасность такого перекрытия для стальных резервуаров. Я думаю, что эта опасность преувеличена. Но здесь «ГАЗПРОМ» руководствуется следующими принципами. Лучше он перестрахуется, чем допустит какую-нибудь аварийную ситуацию.

 

Следующая страница >>
слайды с 11 по 22

 


Полезные материалы для проектировщиков:


Смотрите также: