Вместо сжигания ископаемого топлива в целях предотвращения климатического кризиса используется биотопливо. При его сгорании происходит до 65% меньше выбросов углекислого газа по сравнению с традиционными источниками энергии. К преимуществам биотоплива, помимо экологичности, относят: возобновляемость, долговечность двигателей (из-за меньшего объёма примесйе) и экономичность — производство биотоплива возможно непосредственно на территории промышленных предприятий, что снимает необходимость в транспортировки топлива.

Молниезащита участка производства твердого биотоплива

Недавно в Технический центр ZANDZ.com поступил запрос на расчёт молниезащиты и заземления для целлюлозно-бумажного комбината. Объектом является проектируемый участок производства твёрдого биотоплива из осадка сточных вод и кородревесных отходов. Участок находится в том же здании, что и цеховая подстанция, поэтому сопротивление заземляющего устройства должно быть не более 4 Ом. Удельное сопротивление грунта на объекте на разной глубине составляет от 18 до 55 Ом*м

Основное производственное помещение и помещение аварийного сброса (зона класса
В-IIа по ПУЭ 7-е изд. Глава 1.7 (далее — ПУЭ) должны быть защищены по II категории РД 34.21.122-87 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений» (далее РД), и они составляют не менее 30% от площади всех помещений здания, следовательно все защищаемое сооружение относится ко II категории с зоной защиты Б согласно РД.

Защита зданий от разрядов молнии осуществляется с помощью молниеотводов. Молниеотвод представляет собой возвышающееся над защищаемым объектом устройство, через которое ток молнии, минуя защищаемый объект, отводится в землю. Оно состоит из молниеприемника, непосредственно воспринимающего на себя разряд молнии, токоотвода и заземлителя.

Расчет зон защиты многократных стержневых молниеотводов производился согласно п. 2.2 и п. 3 приложения 3 РД 34.21.122-87 для зоны Б. Зона защиты многократного стержневого молниеотвода определяется как зона защиты попарно взятых соседних стержневых молниеотводов. Принимая во внимание, что расстояние между молниеотводами в нашем случае больше высоты, но меньше шести высот молниеприемников используем соответствующий набор формул:

Расчёт зон молниезащиты участка производства твердого биотоплива

Так как молниеприемные стержни имеют разную высоту прибегаем к следующим формулам для исчисления габаритных размеров внутренней области зоны защиты:

Расчёт зон молниезащиты участка производства твердого биотоплива, зоны защиты

Расчёт зон молниезащиты для участка производства твердого биотоплива, зоны защиты

Комплекс мероприятий по обеспечению необходимых требований к системе молниезащиты представлен следующими решениями:

  • выполняется установка 4 стержневых молниеприемников высотой 7 м, крепящихся к стене. Учтено, что на крепление уходит 1,5 м высоты молниеприемника;
  • молниеприемники соединяются между собой для организации двух токоотводов с применением стальной оцинкованной проволоки D=8 мм от каждого молниеприемника. Крепление токоотводов производится (шаг установки 0,6-1 м):
    • на кровле с помощью зажимов GL-11747A;
    • к стенам с помощью зажимов GL-11703A;
    • на водосточном желобе с помощью зажимов GL-11545A;
  • соединение и разветвление токоотводов производится с использованием зажимов GL-11551А.

Комплекс мероприятий по обеспечению необходимых требований к заземляющему устройству представлен следующими решениями:

  • монтаж заземляющего устройства, состоящего из горизонтального электрода (полоса оцинкованная стальная сечением 4x30 мм), глубина 0,5 метра и 4 вертикальных электродов (штырей из омедненной стали диаметром 14 мм) длиной 3 м;
  • соединение вертикальных и горизонтальных электродов между собой осуществляется с помощью зажимов ZZ-005-064;
  • соединение токоотвода с выводом оцинкованной полосы из земли осуществляется с помощью контрольных зажимов GL-11562A;
  • конструкция заземляющего устройства соответствует пункту 1.7.55 ПУЭ. Заземляющие устройства защитного заземления и заземления для молниезащиты выполняются общими;
  • заземление может заводиться в КТП с любой точки заземляющего устройства;
  • в соответствии с пунктами 2.22 и 2.23 РД должна быть выполнена защита от заноса высокого потенциала по подземным и надземным коммуникациям путем их присоединения на вводе здания к заземляющему устройству.

Расположение элементов системы молниезащиты и заземляющего устройства показано на чертеже ниже. Изображенная зона защиты соответствует зоне Б РД.

Молниезащита участка производства твердого биотоплива, зоны защиты

Расчет сопротивления заземляющего устройства

По предоставленной заказчиком таблице коррозионной агрессивности грунт – песок и суглинок. Расчетное удельное сопротивление грунта принимается по наибольшей величине из таблицы и составляет 55,6 Ом∙м.

Сопротивление горизонтального электрода

Молниезащита участка производства биотоплива, сопротивление горизонтального электрода

где
ρ – удельное сопротивление грунта, Ом·м;
b – ширина полосы горизонтального электрода, м;
h – глубина заложения горизонтального электрода, м;
Lгор – длина горизонтального электрода, м.

Сопротивление вертикального электрода

Молниезащита участка производства биотоплива, сопротивление вертикального электрода

где
ρ – удельное сопротивление грунта, Ом·м;
– длина вертикального электрода, м;
d – диаметр вертикального электрода, м;
T – заглубление - расстояние от поверхности земли до заземлителя, м;

Молниезащита участка производства биотоплива, формула расчёта заземления

где
t – заглубление верха электрода, м

Полное сопротивление заземляющего устройства

Молниезащита участка производства биотоплива, полное сопротивление заземляющего устройства

где
n – количество комплектов;
kисп – коэффициент использования; 

Молниезащита участка производства биотоплива, расчет горизонтального заземляющего электрода
Молниезащита участка производства биотоплива, расчет вертикального заземляющего электрода
Молниезащита участка производства биотоплива, формула расчета сопротивления заземляющего устройства

Расчетное сопротивление заземляющего устройства составляет 1,23 Ом, что меньше требуемого сопротивления заземления 4 Ом.

Таблица 1 – Перечень потребности материалов

№ п/п Рис. Артикул Изделие Количество
Система молниезащиты
1 Молниеприёмник-мачта ZANDZ вертикальный 7 м с комплектом из 2х креплений к стене (нерж. сталь) ZZ-201-007-3 Молниеприёмник-мачта ZANDZ вертикальный 7 м с комплектом из 2х креплений к стене (нерж. сталь) 4
2 ZANDZ Крепление для молниеприёмника к стене (нержавеющая сталь) ZZ-202-002 ZANDZ Зажим к молниеприёмнику D42 мм для токоотводов (нержавеющая сталь) 4
3 Проволока ZANDZ стальная оцинкованная  (D 8 мм / S 50 мм²; бухта 125 м) ZZ-502-008-125 Проволока ZANDZ стальная оцинкованная  (D 8 мм / S 50 мм²; бухта 125 м) 2
4 GALMAR Зажим на крышу, покрытую металлическим профилем / профнастилом, для токоотвода (крашенная оцинкованная сталь) GL-11747A GALMAR Зажим на крышу, покрытую металлическим профилем / профнастилом, для токоотвода (крашенная оцинкованная сталь) 40
5 GALMAR Зажим к фасаду/стене для токоотвода с возвышением (высота 15 мм; оцинк. сталь с покраской) GL-11703A GALMAR Зажим к фасаду/стене для токоотвода с возвышением (высота 15 мм; оцинк. сталь с покраской) 110
6 GALMAR Зажим на водосточный желоб для токоотвода (оцинк. сталь с покраской) GL-11545A GALMAR Зажим на водосточный желоб для токоотвода (оцинк. сталь с покраской) 5
7 GALMAR Зажим для соединения токоотводов (крашенная оцинкованная сталь) GL-11551A GALMAR Зажим для соединения токоотводов (крашенная оцинкованная сталь) 4
8 GALMAR Зажим контрольный для соединения токоотводов проволока + полоса (крашенная оцинкованная сталь) GL-11562A GALMAR Зажим контрольный для соединения токоотводов проволока + полоса (крашенная оцинкованная сталь) 4
Заземляющее устройство
9 ZANDZ Зажим для подключения проводника (до 40 мм) ZZ-005-064 ZANDZ Зажим для подключения проводника
(до 40 мм)
8
10 Полоса ZANDZ стальная оцинкованная (30*4 мм; бухта 52 м) ZZ-502-304-52 Полоса ZANDZ стальная оцинкованная (30*4 мм; бухта 52 м) 2
11 Полоса ZANDZ стальная оцинкованная  (30*4 мм; отрез 6 м) ZZ-502-304-6 Полоса ZANDZ стальная оцинкованная  (30*4 мм; отрез 6 м) 2
12 ZANDZ Штырь заземления омедненный резьбовой (D14; 1,5 м) ZZ-001-065 ZANDZ Штырь заземления омедненный резьбовой (D14; 1,5 м) 8
13 ZANDZ Муфта соединительная резьбовая ZZ-002-061 ZANDZ Муфта соединительная резьбовая 5
14 ZANDZ Наконечник стартовый ZZ-003-061 ZANDZ Наконечник стартовый 4
15 ZANDZ Головка направляющая для насадки на отбойный молоток ZZ-004-060 ZANDZ Головка направляющая для насадки на отбойный молоток 2
16 ZANDZ Смазка токопроводящая ZZ-006-000 ZANDZ Смазка токопроводящая 1
17 ZANDZ Лента гидроизоляционная ZZ-007-030 ZANDZ Лента гидроизоляционная 3
18 ZANDZ Насадка на отбойный молоток (SDS max) ZZ-008-000 ZANDZ Насадка на отбойный молоток (SDS max) 1

У вас возникли вопросы по молниезащите кадетской школы или других объектов? Обращайтесь за помощью в Технический Центр ZANDZ!