Эксплуатация молниезащиты на предприятиях

Что вы будете знать, прочитав статью: требования, предъявляемые к эксплуатации молниезащиты; порядок проверки молниезащиты инспектирующим органами (МЧС); общие сведения об определении необходимости уровня и средств молниезащиты по требованиям ТКП 336-2011

Эксплуатация молниезащиты на предприятиях обусловлена соблюдением требований ряда технических нормативных правовых актов (ТНПА).

В настоящее время требования в области эксплуатации молниезащиты содержатся в:

- постановлении Совета Министров РБ 06.06.2011 № 716 «Положение о порядке приемки в эксплуатацию объектов строительства» (далее – постановление № 716);

- СНБ 1.03.02-96 «Состав, порядок разработки и согласования проектной документации в строительстве»;

- ТКП 336-2011 «Молниезащита зданий, сооружений и инженерных коммуникаций»;

- ТКП 181-2009 «Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей»;

- ТКП 45.1.03-161-2009 «Организация строительного производства»;

- ППБ Беларуси 01-2012 «Правила пожарной безопасности Республики Беларуси при эксплуатации объектов, зданий, сооружений и территорий»

Справочно: молниезащита зданий и сооружений – комплекс мер и средств, направленных на исключение влияния первичных (прямой удар молнии) и вторичных проявлений молнии (занос высокого потенциала, электростатическая и электромагнитная индукция) на объекты защиты.

Справочно: задача молниезащиты – уловить разряд молнии и отвести его в землю непосредственного раньше контакта с элементом защищаемого здания или сооружения. В этом случае не произойдет никаких разрушений или повреждений строительных конструкций, их воспламенения, люди, находящиеся в здании, не получат электротравм.

Как действует молниезащита?

Если молниезащиты нет, то при ударе ток молнии устремляется в несущие ограждающие строительные конструкции (наружные и внутренние стены и/или опорные конструкции), кровельные материалы. Это вызывает нагрев конструкций (термическое воздействие молнии) и, как правило, возгорание, если они выполнены из сгораемых материалов. Кроме этого, строительные конструкции могут расколоться, треснуть из-за резкого возникшего газо- и/или парообразования в  месте удара молнии, а отлетевшие куски смогут причинить людям травмы и увечия (механическое воздействие).

Комплекс средств и мер молниезащиты должен обеспечивать следующие основные защитные функции:

- защиту объектов от термического и механического повреждений;

- высокий уровень электробезопасности;

- защиту электрооборудования низковольтных сетей (0,4 кВ), чувствительного оборудования телекоммуникационных, электронных и инженерных систем от вторичных воздействий (электромагнитных воздействий).

В качестве средства молниезащиты используется молниеотвод – устройство, состоящее из молниеприемника, токоотвода и устройства заземления.

Справочно: молниеотводы бывают следующих видов:

- стержневые (вертикальные);

- тросовые (натянутые горизонтально);

- молниеприемные сетки, состоящие из продольных и поперечных электродов, соединенных между собой в местах пересечения.

Правила установки молниепримника

Молниеприемники прокладывают или устанавливают непосредственно по кровлям различной сложности. При прокладке молниеприемников и токоотводов необходимо соблюдать требования по прокладке по сгораемым конструкциям. Токоотводы необходимо монтировать по скатам кровли, стенам для соединения молниеприемной части с устройством заземления.

Критериями для определения необходимости устройства молниезащиты наземных объектов служат количество грозочасов для местности, на которой находится объект защиты, характеристики его строительных конструкций, его геометрические размеры, взрыво- и пожарная опасность, социальная значимость и т.д.

Документация, необходимая на устройство молниезащиты

Документация, необходимая на устройство молниезащиты (независимо от ведомственной принадлежности объекта защиты) должна состоять из 3 частей:

1) проектной документации;

2) приемной документации;

3) протоколов сопротивления заземлителей устройств.

Проектная документация на устройство молниезащиты включает в себя:

- пояснительную записку;

- чертежи устройства молниезащиты (строительная часть проектной документации), конструктивных элементов устройства молниезащиты;

- схемы и расчеты зон молниезащиты (технологическая часть проектной документации).

Пояснительная записка состоит из:

- введения;

- исходных данных для проектирования объектов защиты;

- способов и средств устройства молниезащиты;

- расчета заземлителей устройства молниезащиты.

В ведении указывают предприятие-разработчик проекта на устройство молниезащиты объекта, основание для его разработки, перечень технической документации и действующих нормативных правовых актов, которыми руководствуются при разработке проекта.

К исходным данным относятся:

- климатические особенности и удельное сопротивление грунта по месту расположения объекта защиты;

- генеральный план объекта с наличием зданий и сооружений, наземных и подземных коммуникаций и специфических (специализированных) наружных установок;

- информация по технологическим процессам и применяемым веществам и материалам в зданиях и сооружениях;

- характеристика строительных конструкций зданий и сооружений; сведения о наличии вблизи защищаемых зданий и сооружений других объектов (деревьев, строительных конструкций и т.п.).

Средства и способы молниезащиты определяются согласно характеристики объектов защиты и в соответствии с принятым на территории республики требованиями к устройству молниезащиты в разделе «Принятые способы молниезащиты зданий сооружений объектов». В разделе также указывается возможность использования дополнительных средств молниезащиты внутри здания и сооружения при реконструкции или технологическом перевооружении.

В разделе «Расчетный материал по заземлителям» указывается тип конструкции заземлителя, конфигурация, материал электродов заземлителей. Расчет заземлителя заключается в определении величины сопротивления заземлителей, и сопоставление его с нормируемым.

В чертежах устройства молниезащиты указываются типы, размеры, материал молниеотводов, конструктивных элементов, которые используются для защиты объекта от прямого удара молнии и ее вторичных проявлений. В чертежах доводится информация по способам крепления к строительным конструкциям в зависимости от применяемого типа молниеотвода, а также условиям прокладки молниеприемной сетки по основанию кровли при ее использовании в качестве молниеприемника.

Схемы и расчеты зон молниезащиты определяют согласно действующего на территории республики ТНПА. Схемы зон по устройству молниезащиты наносят графически в масштабе согласно выполненных по зданиям и сооружениям расчетов и взаимное расположение защищаемых объектов и устройств молниезащиты, инженерных сетей и систем, проходящих вблизи объектов защиты (теплотрасс, технологических и сантехнических трубопроводов, электрических кабелей и проводок любого назначения и т. п.).

Справочно: СНБ 1.03.02-96 устанавливает состав, порядок разработки и согласования проектной документации на новое строительство, реконструкцию, ремонт и реставрацию зданий, сооружений и их комплексов, инженерной инфраструктуры, благоустройства территорий объектов строительства производственного, жилищно-гражданского назначения, других видов строительства.

Справочно: ТКП 45-1.03-161-2009 устанавливает требования к разрешительной документации – акты на скрытые работы, которые необходимо изготовить при производстве работ по устройству заземления молниезащиты. Форма актов приведена в приложении М к ТКП.

Справочно: ТКП 181-2009 устанавливает правила и нормы рациональной эксплуатации электроустановок и содержание их в исправном состоянии с целью обеспечения надежности и  безопасности их работы.

Паспорт заземляющего устройства

На каждое, находящееся в эксплуатации, заземляющее устройство должен быть заведен паспорт, содержащего:

- исполнительную схему устройства с привязками к капитальным сооружениям;

- связь с надземными и подземными коммуникациями и с другими заземляющими устройствами;

- дату ввода в эксплуатацию;

- основные параметры заземлителей (материал, профиль, линейные размеры);

- величину сопротивления растеканию тока заземляющего устройства;

- удельное сопротивление грунта;

- данные по напряжению прикосновения (при необходимости);

-данные по степени коррозии искусственных заземлителей;

-данные по сопротивлению металлосвязи оборудования с заземляющим устройством;

-ведомость осмотров и выявленных дефектов;

-информацию по устранению замечаний и дефектов.

Приемка устройств  молниезащиты

При приемке после монтажа устройств молниезащиты Потребителю должна быть передана следующая техническая документация:

-технический проект молниезащиты, утвержденный в соответствующих органах, согласованный с энергоснабжающей организацией;

-акты испытания вентильных разрядников и нелинейных ограничителей напряжения до и после их монтажа;

-акты на установку трубчатых разрядников;

-протоколы измерения сопротивлений заземления разрядников и молниеотводов.

Техническое обслуживание и проверка СМЗ

Целью проверки является подтверждение того, что СМЗ соответствует проекту, отвечающему требованиям, все компоненты СМЗ находятся в хорошем состоянии и могут выполнять функции, предназначенные им и что коррозия отсутствует, все недавно добавленные линии электропередачи или конструкции включены в СМЗ.

Проверки проводят следующим образом:

– в ходе строительства здания, чтобы проверить наличие встроенных электродов;

– после установки СМЗ;

–периодически через такие промежутки времени, которые определены с учетом назначения защищаемого здания, т.е. в зависимости от проблем с коррозией и класса СМЗ. Периодичность проверки установлена в ТКП 181-2009 «Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей»;

– после изменений или ремонта или если известно, что в здание ударила молния.

Во время регулярного обследования особенно важно проверить следующее:

– ухудшение состояния и коррозию элементов молниеприемника, проводников и соединений;

– коррозию заземляющих электродов;

– значение удельного сопротивления для системы заземления;

– состояние соединений, уравнивания потенциалов и крепежных средств.

Регулярные проверки являются важнейшими условиями надежного технического обслуживания СМЗ. Собственник здания должен быть проинформирован обо всех выявленных нарушениях, которые должны быть незамедлительно исправлены.

Порядок проверки молниезащиты инспектирующим органами (МЧС). Непосредственные действия по устранению нарушений молниезащиты

При обследовании взрыво- и пожароопасных, сельскохозяйственных объектов работники государственного пожарного надзора при проверки устройства молниезащиты непосредственно на объекте:

1) определяют наличие устройств молниезащиты на объекте, их состояние (целостность молниеприемников и токоотводов, надежность их соединения и крепления к мачтам, защищенность от коррозии доступных обзору частей конструктивных элементов молниеотводов).

ВАЖНО! Рекомендуется обратить внимание на плакаты с указанием порядкового номера молниеотвода, даты установки, предупреждающей надписи об опасности нахождения вблизи его во время грозы, трафаретов о взаимном расположении фундаментов зданий и сооружений, заземлителей и токоотводов молниезащитных устройств. Нумерация молниеотвода для каждого здания и сооружения объекта ведется отдельно (начиная с первого номера) и проставляется в левом верхнем углу трафарета в виде двойного числа. Первое число обозначает номер здания или сооружения объекта по генеральному плану, второе (через дефис) — порядковый номер молниеотвода. Плакаты должны быть прикреплены на стене защищаемых зданий и сооружений объектов (для площадок открытого хранения — на первом молниеотводе каждого объекта);

2) проверяют:

- наличие приказа о подготовке устройств молниезащиты к грозовому сезону;

- проектную документацию и ее соответствие требованиям ТНПА. В случае наличия строительных и технологических изменений за предшествующий период экспертизы устройства молниезащиты, выявления фактов несоответствия указывают на мероприятия по модернизации и реконструкции молниезащиты в соответствии с требованиями действующих на территории республики ТНПА;

- эксплуатационную документацию (ведение журналов учета состояния устройств молниезащиты, наличие паспортов на устройства молниезащиты и/или заземления, актов приемки устройств молниезащиты в эксплуатацию и актов на скрытые работы (при реконструкции или введении в эксплуатацию объекта защиты, строительных и монтажных работах на прилегающей территории);

- наличие протоколов измерения сопротивления заземлителей устройств молниезащиты, выданных аккредитованной на электрофизические измерения лабораторией. Определяется достоверность протокола устройству молниезащиты (согласно номеру молниеотвода), своевременность и периодичность испытаний, соответствие фактического измеренного сопротивления требуемому.

Общие сведения об определении необходимости уровня и средств молниезащиты по ТКП 336-2011

Согласно требованиям раздела 6 ТКП 336-2011 необходимость молниезащиты должна определяться для каждого здания или сооружения.

Необходимость устройства молниезащиты напрямую зависит от величины рисков:

R1 – риск угрозы человеческой жизни;

R2 – риск нарушения коммунального обслуживания;

R3 – риск потери культурных ценностей;

R4 – риск нанесения ущерба экономической ценности.

Риски определяются суммой элементов рисков: при прямом ударе молнии, когда возникает шаговое напряжение, наводки и электромагнитные импульсы (RA , RB , RC), при близком ударе молнии, когда возникают наводки и электромагнитные импульсы (RM), при прямом, близком ударе молнии в коммуникацию, когда возникает шаговое напряжение, взрыв или пожар и т.д. (RU,  RV,  RW и RZ). Сами элементы рисков вычисляются на основании коэффициентов, приведенных в приложениях к СТБ П 62305-2. Общая формула определения элементов рисков равна:

R = N ∙ P ∙ L,                                                                                                               (1)

где N – ежегодное количество опасных случаев;

Р – вероятность повреждения от удара молнии;

L – последующий ущерб.

Каждый элемент риска рассчитывается на основании отнесенных к нему факторов элементов рисков, т.е. РА, РВ, LA, LB и т.д. Некоторые элементы рисков имеют одинаковые коэффициенты и факторы, например, ND, NL и т.д.

Коэффициенты рисков (rf, rp, hz, Lo, Td и т.д.) определяются площадью стягивания молнии над объектом защиты (плотность ударов молнии, длина, ширина, высота), материалом строительных конструкций объекта, инженерным наполнением объекта (наличием инженерных сетей и систем), факторами влияния местоположения и окружающей среды, наличием молниезащиты на объекте, средств пожаротушения, возможной паники людей в случае возникновения пожара и т.п.:

риск  гибели людей:

R1 = RA + RB + R*C +  R*M + RU + RV + R*W + Rz;                                                 (2)

риск недопустимого нарушения коммунального обслуживания:

R2 = RB + RC + RM + RV + RW + Rz;                                                                        (3)

риск потери культурных ценностей:

R3 = RB + RV;                                                                                                           (4)       

риск нанесения ущерба экономической ценности (экономический):

R4= R**A + RB + RC + RM + R**U + RV + RW + RZ.                                                 (5)

(* – для зданий или сооружений, в которых имеется опасность взрыва, и для больниц с электрическим оборудованием, применяемым для спасения жизни больных, или других сооружений, в которых повреждение внутренних систем сразу же создает угрозу безопасности людей;

** – для сооружений, в которых могут погибнуть животные.

Подробная методика по расчету рисков, элементов рисков, выбору и расчету факторов элементов рисков, коэффициентов изложена в приложениях А, В, С, D СТБ П 62305-2.

Далее, на основании неравенства между расчетной величиной рисков и допустимой, решается вопрос о необходимости устройства молниезащиты. При этом зданию требуется молниезащита, если какой-либо из рисков больше допустимого:

риск R (R1 – R4) превышает допустимый уровень RТ:

     R1 > RТ .                                                                                                           (6)       

Если какой-либо из элементов рисков (RA , RB , RC, RM, RU,  RV,  RW или RZ) больше допустимого риска:

     Rn>RТ.                                                                                                              (7)

Таблица 2 – Допустимые величины рисков

Вторым этапом определения молниезащиты по ТКП 336-2011 является определение уровня молниезащиты. Уровень молниезащиты определяется на основании величин факторов Р, приведенных в таблицах В.2, В3 СТБ П 62305-2. Так, меняя величину коэффициента, отвечающего за устройство молниезащиты  (определен как 1 – если молниезащита отсутствует и 0,02 – если молниезащита I уровня), можно добиться снижения значения элемента риска, самого риска, который изначально превышал допустимое значение. Тот уровень, значение коэффициента которого позволило величину элемента риска или риска снизить до допустимой величины, считается уровнем молниезащиты для объекта.

Третьим этапом определения молниезащиты по ТКП 336-2011 является выбор cредств молниезащиты, основанный на определении элементов рисков (RА, RВ, RV и т.д.). Согласно количественному показателю элементов рисков в процентном отношении выбираются приоритетные направления защитных мер: если величина элемента риска, отвечающего за возникновение контактного напряжения при ударе молнии достаточно велика по отношению к другим элементам, то следует в первую очередь предусматривать меры по уравниванию потенциалов согласно таблице В.1 СТБ П 62304-5-2. Если имеется некоторая величина элемента риска, отвечающего за возникновение пожара из-за удара молнии, то следует выполнить устройство молниеотводов.

Алексей СКРИПКО,

главный специалист отдела исследований в области предупреждения чрезвычайных ситуаций НИИ ПБ и ЧС МЧС Республики Беларусь