Молниезащита и заземление центрального теплового пункта

Проектирование и строительство новых центральных тепловых пунктов сопровождается необходимостью предусмотреть молниезащиту и заземление на ранних этапах.

В Техническоий центр ZANDZ поступил запрос на расчёт молниезащиты и заземления центрального теплового пункта. Рассмотрим далее решение, которое мы подготовили.

Исходные данные:

объект: центральный тепловой пункт;
размеры: 16 м х 15 м х 3,5 м;
удельное сопротивление грунта – 300 Ом*м.

Задача:

рассчитать систему внешней молниезащиты;
рассчитать заземляющее устройство сопротивлением не более 4 Ом.

Мероприятия выполнены в соответствии с:

- ПУЭ 7-е изд.;

- СО 153-34.21.122-2003 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций» (далее СО);

- РД 34.21.122-87 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений» (далее РД).

Центральный тепловой пункт относится к «обычным», в соответствии с СО и к 3-й категории, согласно РД.

Комплекс мероприятий по обеспечению необходимых требований к системам молниезащиты и заземления центрального теплового пункта представлен следующими решениями:

1. Молниезащита объекта выполнена при помощи молниеприемников-мачт высотой 2 м (GL-21131), которые устанавливаются на бетонных основаниях. Подключение к токоотводам осуществляется при помощи зажима входящего в комплект.

2. В качестве токоотвода применяется стальная омедненная (толщина медного покрытия не менее 70 мкм) проволока d8 мм (GL-11149).

3. Установка токоотводов осуществляется при помощи зажима GL-11711 - на кровле, GL-11703А - на вертикальных поверхностях. Шаг установки зажимов 0,8-1,0 м.

4. Для соединения проката по длине и в узлах используется универсальный зажим GL-11551A.

5. Все металлические элементы, размещенные на кровле, необходимо присоединить к токоотводу при помощи зажимов GL-11545А. Лестницы, перила, присоединяются при помощи зажима-хомута GL-11514N.

6. В качестве вертикального заземлителя используются омедненные стальные электроды длиной 30 м в местах опусков токоотводов и по краям контура. В качестве горизонтального заземлителя используется омедненная стальная полоса сечением 30х4 мм, объединяющая все вертикальные электроды. Расстояние до фундамента объекта - не менее 1 м. Заглубление полосы 0,5 - 0,7 м.

7. Согласно ПУЭ-7 изд., п.1.7.55 - Заземляющие устройства защитного заземления электроустановок зданий и сооружений и молниезащиты 2-й и 3-й категорий этих зданий и сооружений, как правило, должны быть общими.

8. При наличии ж/б конструкций их необходимо присоединить к токоотводам/заземляющему устройству.

9. Подключение к заземляющему устройству выполняется при помощи зажимов ZZ-005-064.

Расчет сопротивления заземляющего устройства:

Сопротивление вертикального электрода:

где ρэкв – эквивалентное удельное сопротивление грунта - 300 Ом·м;

L – длина вертикального электрода - 30 м;

d – диаметр вертикального электрода - 0,014 м;

T – заглубление - расстояние от поверхности земли до заземлителя - 15.5 м;

где t – заглубление верха электрода - 0,5 м

Сопротивление горизонтального электрода:

где ρ – удельное сопротивление грунта - 300 Ом·м;

b - ширина горизонтального электрода - 0,03 м;

h - глубина заложения горизонтального проводника - 0,5 м;

Lгор– длина горизонтального электрода - 23 м.

Полное сопротивление заземляющего устройства:

где n – количество комплектов, вертикальные заземлители - 4 шт., горизонтальный заземлитель – 1 шт. ;

Kисп – коэффициент использования, 0,65;

Расчетное сопротивление заземляющего устройства составляет 3,923 Ом.

Итоги расчета зоны защиты в соответствии с СО:

Молниеприемник-мачта №1 - 5 (GL-21130):

h = 5 м;

Высота конуса согласно СО табл. 3.4:

h0 = 0,85*h = 4,25 м;

Радиус конуса согласно СО табл. 3.4:

r0 = 1,2*h = 6 м;

Расстояние между молниеприемниками (максимальное):

L = 12,8 м;

Предельные расстояния между молниеприемниками, согласно СО, табл.3.6:

Lmax = 5,75*h = 28,75 м;

L0 = 2,5*h = 12,5 м;

Высота провеса:

Для зоны защиты требуемой надежности радиус rx на высоте hх = 3,5 м определяется:

Для зоны защиты требуемой надежности радиус горизонтального сечения rсx на высоте hx = 9 м определяется:

Размещение оборудования и зона защиты показаны на рисунке 1.

Перечень оборудования и необходимых материалов приведен в таблице 1.

Рисунок 1 – Расположение оборудования.

Таблица 1 – Перечень потребности материалов.

№	Артикул	Наименование	Количество, шт	Масса ед., кг	Примечание
1.	GL-21131	GALMAR Молниеприемник-мачта (2 м; на одном бетонном основании; оцинкованная сталь)	7
2.	GL-11149-50	GALMAR Проволока омеднённая (D 8 мм / S 50 мм²; бухта 50 метров)	1	0,41	Вес 1 м.
3.	GL-11149-20	GALMAR Проволока омеднённая (D 8 мм / S 50 мм²; бухта 20 метров)	1	0,41	Вес 1 м.
4.	GL-11545A	GALMAR Зажим на водосточный желоб для токоотвода (крашенная оцинкованная сталь)	5	0,112
5.	GL-11551A	GALMAR Зажим для соединения токоотводов (крашенная оцинкованная сталь)	20	0,07
6.	GL-11711	GALMAR Зажим на плоскую крышу для токоотвода (пластик, бетон)	70	1 - 1,2
7.	GL-11703A	GALMAR Зажим к фасаду для токоотвода с его возвышением над зажимом на 15 мм (крашенная оцинкованная сталь)	10	0,02
8.	GL-11514N	GALMAR Зажим - хомут на водосточную трубу для токоотвода (луженная медь)	5	0,076
9.	GL-11075-50	GALMAR Полоса омеднённая (30*4 мм / S 120 мм²; бухта 50 метров)	1	0,98	Вес 1 м.
10.	ZZ-001-065	ZANDZ Штырь заземления омедненный резьбовой (D14; 1,5 м)	80	2,00
11.	ZZ-002-061	ZANDZ Муфта соединительная резьбовая	80	0,08
12.	ZZ-003-061	ZANDZ Наконечник стартовый	4	0,07
13.	ZZ-004-060	ZANDZ Головка направляющая для насадки на отбойный молоток	16	0,09
14.	ZZ-005-064	ZANDZ Зажим для подключения проводника (до 40 мм)	7	0,16
15.	ZZ-006-000	ZANDZ Смазка токопроводящая	8	0,10
16.	ZZ-007-030	ZANDZ Лента гидроизоляционная	3	0,40
17.	ZZ-008-000	ZANDZ Насадка на отбойный молоток (SDS max)	1	0,50

У вас возникли вопросы по заземлению и молниезащите центрального теплового пункта? Обращайтесь в Технический Центр ZANDZ!