Нормативные документы. Как регламентируется установка молниезащиты?

Виды стандартов в сфере молниезащиты

Научный прогресс и совершенствование технических устройств неизбежно приводят к актуализации стандартов и принципов работы инженерного сообщества. При расчете оптимальных параметров молниезащиты квалифицированный инженер-проектировщик должен руководствоваться рекомендациями действующих нормативных документов . Соблюдение современных стандартов помогает существенно повысить качество и работоспособность создаваемой системы, увеличить срок ее эксплуатации. Такие документы незаменимы при монтаже оборудования на объекте и при сертификации, или присвоении объекту категории защиты. Они определяют основные термины и дают их толкование, разделяют объекты по степени опасности удара молнии для них и для их окружения, классифицируют параметры и воздействия токов молнии, определяют выбор комплекса средств по организации молниезащиты и их характеристики, учат расчету зон защиты молниеотводов . У каждого документа есть свои особенности, достоинства и недостатки. При обнаружении разночтений между требованиями в одновременно действующих инструкциях рекомендуется придерживаться более жесткого варианта. При этом стоит учитывать исключительно рекомендательный характер всех инструкций, о которых идет речь. Изложенные в них требования должны рассматриваться в контексте конкретной ситуации, поэтому разработку проекта всегда лучше поручать опытному специалисту.

По территориальному признаку различают международные и российские регламентирующие документы. Российские, в свою очередь, делятся по сфере применения на официальные отраслевые инструкции и корпоративные стандарты. Также все документы можно разделить по степени освещенности в них конкретной части организации электробезопасности, или по специфике. В одних наиболее полно раскрывается тема устройства внешней или внутренней молниезащиты, в других – заземления. Среди нормативных документов по молниезащите можно также выделить техническиерегламенты и практическиекодексы, инструкции ведомств и руководства.

Нормативное регулирование молниезащиты в России

На территории России действуют несколько официальных нормативов. Упоминаемые в них объекты имеют различные категории и классы защиты. Ключевые правила проектирования и монтажа описаны в СО 153-34.21.122-2003 и РД 34.21.122-87 . Первый из упомянутых, наиболее современный стандарт утвержден Министерством энергетики Российской Федерации в 2003 году. На сегодняшний день он служит ориентиром по разработке эффективных решений для большинства профильных специалистов. Второй действует со времен СССР, вступив в силу в 1987 году. Несмотря на то, что он давно устарел, официально он не был отменен, и многие профессионалы отрасли опираются на него при выборе конфигурации молниеотводов. Но детальные рекомендации по заземлению молниезащиты или, например, по молниезащите склада взрывчатых веществ в нем отсутствуют. Сложность при совмещении рекомендаций двух упомянутых документов заключается в том, что спроектированная по более раннему стандарту часть инженерной системы объекта может не удовлетворять требованиям нового стандарта. В случае, когда объект требуется достроить, система либо требует реконструкции, либо замены, поскольку методы расчета взаимодействия существующей и новой части не разъясняются.

Еще один важный документ - ПУЭ 7 . Он содержит определения терминов в области заземления, требования и нормы по защите электроустановок. Непосредственно к молниезащите имеют отношение главы 2.4, 2.5 и 4.2. Помимо упомянутых документов, специалисты в области молниезащиты и заземления используют в работеГОСТ Р МЭК 62305-1/2/3/4-2010. Первая часть инструкции Международной Электротехнической Комиссии освещает общие принципы, вторая посвящена оценке риска. Третья и четвертая части освещают соответственно физическое повреждение структур и опасность для жизни и защиту электрических и электронных систем внутри зданий и сооружений. Этот документ дает возможность получить исчерпывающие данные и сопоставить российские нормы с международными стандартами. В прочих стандартах МЭК рассматриваются требования к соединительным, проводящим и заземляющим элементам молниезащиты (62561), принципы выбора и применения УЗИП (61643).

Полный перечень действующих стандартов приведен на нашем сайте в разделе Нормативные документы.

Различия стандартов по молниезащите

“Инструкция по молниезащите зданий и сооружений”, созданная в СССР, в настоящее время вызывает у проектировщиков множество вопросов. Разработанный сравнительно недавно документ “Инструкция по молниезащите зданий, сооружений и промышленных коммуникаций” в идеале должен был разрешить противоречия и заполнить пробелы в практический знаниях специалистов, занимающихся этой темой. Но многих из них новый отраслевой регламентирующий документ разочаровал – в нем не нашлось ответов на давно появившиеся вопросы.

За разработку стандартов отрасли за рубежом отвечает Международная электротехническая комиссия. К моменту выхода СО 153-34.21.122-2003 за рубежом уже был накоплен значительный опыт, который нашел отражение в стандартах МЭК под номерами 61312 и 61024. Стандарты освещают соответственно вопросы защиты от электромагнитного импульса молнии, вопросы молниезащиты строительных конструкций и выбора уровня защиты для молниезащитных систем. Они отличаются детальной проработкой и конкретизацией материалов, и их применение на практике должно было бы в полной мере отразиться в новейшем российском стандарте. Особенно полезным было бы освещение действий по защите от вторичных проявлений. Фактически же отечественная инструкция 2003 года позаимствовала некоторые фрагменты документа 61312 относительно зонной концепции молниезащиты, заземляющих устройств и экранирования. Но практический опыт применения этих положений не был раскрыт достаточно детально и конкретно. К тому же, по сравнению с инструкцией 1987 года новый документ утратил описание методики определения минимального расстояния от объекта защиты до молниеприемника по некоторым условиям. В нем имеется ряд неточностей и недочетов, в том числе относительно защиты пожароопасных и взрывоопасных объектов, защиты от вторичных воздействий разрядов и расчета зон защиты молниеотводов разной высоты в пределах одного объекта. Вовсе отсутствует методика расчета зон защиты при наличии на объекте трех и более молниеотводов. Что касается инструкции 1987 года, в ней не учтены нюансы монтажа молниеприемной сетки для рельефных сложных кровель и опасность возникновения коррозии при использовании заземляющих устройств устаревшего образца.

В самом объемном документе, вышедшем на Западе, были собраны долгожданные и полезные для проектировщиков и технических специалистов материалы. Стандарт МЭК под номером 62305 освещает подробно и логично большинство аспектов защиты от первичных и вторичных проявлений молнии. Но и он не лишен недостатков: приведенные в стандарте данные по методике оценки количества ударов молнии в объект в среднем за год не всегда корректны. К тому же уровни защиты в документе МЭК во всех случаях превышают уровни, указанные в российской инструкции 2003 года. Тем не менее, он дал инженерному сообществу множество важных рекомендаций, которые сразу могут быть применены на практике. Существует мнение, что во избежание недочетов при проектировании и строительстве методики, которые применяются в России, должны быть унифицированы и объединены в одном более современном документе. Пока же успешное решение спорных вопросов полностью зависит от конкретного специалиста, производящего расчеты. Поэтому для того, чтобы молниезащита здания или сооружения была спроектирована без ошибок, следует обращаться к проверенным специалистам .

Оценка рисков при выборе молниезащиты

Важнейший аспект при выборе конкретных решений при организации молниезащиты с учетом современных требований – процедура оценки угроз и рисков для каждого объекта. На основе выводов оценки определяется уровень защиты и соответствующие характеристикам объекта параметры тока. Возможный риск определяет и затраты на молниезащиту. Вероятность таких нежелательных последствий, как сбои в работоспособности оборудования, аварии и повреждения, может быть снижен до определенного приемлемого предела. Но вероятность принципиально исключить возможность удара молнии в объект, находящийся на земле, нельзя. Защитные мероприятия в полной мере оправданы, когда аппаратура и системы на объекте обеспечивает его бесперебойную работу. Тогда установка внутренней молниезащиты обойдется гораздо дешевле, чем замена этих дорогостоящих компонентов. При близком разряде молнии возникают импульсные разности потенциалов. Для того, чтобы системы работали долго и бесперебойно, необходима полноценная внутренняя грозозащита – устройства, ограничивающие грозовое и коммутационное перенапряжение, защищающие от занесенного и наведенного грозового потенциала.

В инструкции по молниезащите от 2003 года предлагается довольно общее и поверхностное разделение объектов – есть обычные, есть специальные. Проектировщик же должен сориентироваться и выбрать уровень защиты самостоятельно. На него влияет значимость объекта и его срок службы, возможные последствия в экономическом и социальном плане при сбоях в работе, его геометрические размеры и уровень грозовой активности в том регионе, где он расположен.

Классификация объектов защиты от молнии

Комплексные защитные меры позволяют минимизировать негативные воздействия прямого удара и последствий грозы. Современная классификация объектов защиты основана на их функции и типе последствий, которыми чреват разряд молнии для их соседей. В СО 153-34.21.122-2003 они разделены на 4 класса: обычные и три специальных.

К обычным причисляют конструкции не выше 60 метров: жилые сооружения и сельскохозяйственные постройки, объекты общественной сферы и промышленности. Среди угроз – воспламенение, прекращение работы электроустановок, занос опасного напряжения. Таким образом, за повреждением жилого дома может последовать гибель людей и порча имущества. Сбой в электропитании, отказ вентиляции и прекращение подачи корма на ферме может привести к гибели животных. Сбой в работе системы электроснабжения или связи в результате удара молнии в здание учебного заведения, учреждения здравоохранения, банка, офиса или предприятия торговой сферы может вызвать у людей панику. Отказ пожарной сигнализации в здании вызовет задержку противопожарных мероприятий. В результате отказа компьютерных систем могут быть утрачены ценные данные. Ущерб на промышленном предприятии зависит от его профиля и от условий производства, он может выражаться как в незначительных нарушениях работы, так и в больших потерях продукции. Ущерб при ударе молнии для музеев и памятников состоит в повреждении или утрате значимых для культуры объектов.

Для специальных объектов при ПУМ первоочередным является риск пожара или взрыва. В инструкции они разделены на три сегмента по степени опасности для их окружения:

· Косвенная. Ограниченный риск повреждения ближайших объектов характерен для пожароопасных предприятий, объектов связи или электростанций.

· Для ближайшего окружения. Последствия возможны как внутри объекта (переработка нефти, изготовление взрывчатки, автозаправка), так и рядом с ним.

· Для экологической ситуации. Пожары и нарушения работы оборудования на химическом заводе, в биохимической лаборатории или на атомной электростанции приведут к выделению опасных веществ в окружающую среду и другим вредным экологическим последствиям.

В инструкции РД 34.21.122-87 акцент при определении категории молниезащиты сделан на назначение объекта и среднегодовую длительность гроз в районе его размещения. Расположение объекта в области с наибольшей грозовой активностью определяет необходимость эксплуатации средств защиты.