بطاقة المواصفات الفنية: تركيب أنظمة الحماية من الصواعق للمباني والمنشآت

تغطي هذه البطاقة الفنية تركيب أنظمة الحماية من الصواعق لمجموعة واسعة من المباني والمنشآت. الحماية من الصواعق ضرورية لمنع الآثار الحرارية والميكانيكية والكهرومغناطيسية للتفريغات الكهربائية في الغلاف الجوي، والتي يمكن أن تؤدي إلى حرائق ودمار وانفجارات وإصابات. تشمل المظاهر الخطرة للصواعق الضربات المباشرة، والحث الكهرومغناطيسي والكهرواستاتيكي، بالإضافة إلى تدفق الجهد العالي عبر الشبكات المعدنية الأرضية وتحت الأرض.

تتم الحماية من الضربات المباشرة للصواعق باستخدام مانعات الصواعق، التي تعتمد مبدأ عملها على اعتراض التفريغ بواسطة أعلى المنشآت المعدنية المؤرضة، وبالتالي حماية الأجسام الواقعة ضمن نطاقها. يتكون مانع الصواعق في الحالة العامة من مستقبل الصواعق (الذي يستقبل الضربة المباشرة)، وهيكل الدعم، والموصل الناقل (الذي يوفر الاتصال الكهربائي مع الموصل الأرضي)، والموصل الأرضي (الذي يوفر الاتصال مع الأرض). يمكن للهياكل المعدنية أو الخرسانية المسلحة أن تؤدي وظيفة الموصلات الناقلة.

تميز عدة أنواع من مانعات الصواعق حسب تصميم وموقع مستقبل الصواعق: القضبان القائمة بذاتها، الكابلات القائمة بذاتها (الأسلاك) أو الهوائيات، القضبان المثبتة مباشرة على المنشأة أو المعزولة عنها، بالإضافة إلى الشبكات الموضوعة على سقف المنشأة المحمية. للمنشآت من الفئة III للحماية، يُسمح باستخدام الأسقف المعدنية كمستقبل صواعق. يجب ألا يتجاوز حجم خلايا شبكات مستقبلات الصواعق 150 م²، على سبيل المثال، 12 × 12 م.

يجب ألا تتجاوز المقاومة النبضية لكل موصل أرضي لمانع الصواعق 20 أوم. في التربة ذات المقاومة النوعية العالية (أكثر من 500 أوم·م)، يُسمح بمقاومة تصل إلى 40 أوم. الاستثناء هو المباني المخصصة للمواشي والإسطبلات، حيث يجب ألا تتجاوز المقاومة النبضية لكل موصل أرضي 10 أوم.

عند حماية منشآت الفئة III، يُوصى بالاستفادة القصوى من المنشآت المعدنية الموجودة، ومداخن التهوية، وأبراج المياه، وغيرها من المنشآت المرتفعة. يتم حماية الأنابيب الرأسية غير المعدنية (للمباني، الغلايات، أبراج المياه، الأبراج) التي يزيد ارتفاعها عن 15 متراً بتركيب مستقبلات صواعق. للأنابيب التي يصل ارتفاعها إلى 50 متراً، يُركب مستقبل صواعق واحد بارتفاع 1 م وموصل ناقل واحد. للأنابيب التي يتراوح ارتفاعها بين 50 و150 متراً، يلزم وجود ما لا يقل عن مستقبلي صواعق متماثلين (متصلين عند الطرف العلوي) بارتفاع 1 م لكل منهما، وتركيب موصلين ناقلين (يمكن أن يعمل السلم المعدني كأحد الموصلات الناقلة). في الأنابيب الخرسانية المسلحة، تُستخدم حديد التسليح كموصلات ناقلة. لا تتطلب الأنابيب المعدنية والأبراج والمآذن تركيب مستقبل صواعق وموصل ناقل منفصلين، بل تُوصل مباشرة بموصل أرضي ذي مقاومة نبضية لا تتجاوز 50 أوم.

تُحمى المنشآت المعدنية الخارجية أو الخزانات التي تحتوي على سوائل قابلة للاشتعال بدرجة وميض أعلى من +61 درجة مئوية بالطرق التالية: إذا كان سمك معدن الغطاء أقل من 4 مم – باستخدام مانعات صواعق قائمة بذاتها أو مثبتة على المنشأة؛ إذا كان سمك معدن الغطاء 4 مم أو أكثر – من خلال التوصيل المباشر للغطاء بموصل أرضي بمقاومة لا تتجاوز 50 أوم. يمكن للمنشآت الصغيرة (بمساحة تصل إلى 150 م²، وارتفاع يصل إلى 7 م) من الفئة III، بما في ذلك المستودعات، أن تحتوي على حماية مبسطة من الصواعق باستخدام أسلاك فولاذية بقطر 5-6 مم، مشدودة على مسافة لا تقل عن 250 مم من قمة السقف، ومستقبلات صواعق رأسية بطول 1.5-2 م مصنوعة من أنابيب فولاذية أو زوايا، متصلة بموصل أرضي أو اثنين من الموصلات الأرضية القضيبية الرأسية بطول 2-3 م.

للخيم في الأماكن المفتوحة، تُستخدم مانعات صواعق قضيبية أو كبلية قائمة بذاتها بمقاومة نبضية لكل موصل أرضي لا تتجاوز 40 أوم، ومسافة من الموصل الأرضي إلى الخيمة لا تقل عن 10 م. يجب أن تكون الموصلات الأرضية من النوع العميق. في المناطق المشجرة، يمكن تركيب مستقبلات الصواعق على الأشجار العالية، بعيداً عن الخيم بمسافة لا تقل عن 10 م. إذا كانت الأشجار تبعد أقل من 10 م عن الخيم، فيتم تمديد موصلات معدنية عليها حتى ارتفاع 2.5 م، وتُوصل بموصل أرضي ذي مقاومة نبضية لا تتجاوز 50 أوم. عند مسافة تقل عن 4 م تحت الخيمة، توضع شبكة معدنية مصنوعة من أسلاك بقطر 5-6 مم وبعيون لا تزيد عن 1.5 × 1.5 م على عمق 10-15 سم. للخيم الواقعة على مسافة 4-10 م من الأشجار، يكفي استخدام حلقة تأريض من أسلاك بقطر 5-6 مم، تمتد حول الخيمة على عمق 10-15 سم.

تتضمن الحماية من تدفق الجهد العالي المستحث على المنشآت والشبكات المعدنية الخارجية الأرضية، توصيلها بموصل أرضي ذي مقاومة نبضية لا تتجاوز 20 أوم عند مدخل المنشأة المحمية، وكذلك عند أقرب دعامة للمنشأة. يُسمح بالتوصيل بموصل التأريض الخاص بالحماية من الصواعق أو تأريض المنشأة الكهربائية.

يتم تركيب أجهزة الحماية من الصواعق للمباني والمنشآت الجديدة من قبل منظمات متخصصة ذات المؤهلات والتراخيص اللازمة. عند تصميم وتركيب الموصلات الأرضية (باستثناء الموصلات العميقة)، يجب وضعها في أماكن قليلة الزيارة (المروج، الشجيرات)، بعيداً عن الطرق الرئيسية للمركبات والمشاة لزيادة الأمان. يجب وضع الموصلات الناقلة بعيداً عن مداخل المباني لتجنب الاتصال العرضي.

تُنفذ أعمال تركيب الحماية من الضربات المباشرة للصواعق بالتسلسل التالي:

عند تركيب مانعات الصواعق القضيبية القائمة بذاتها:

1. تثبيت مستقبل الصواعق على هيكل الدعم (الدعامة).

2. تمديد الموصل الناقل وربطه بمستقبل الصواعق باللحام، بما يتوافق مع متطلبات ISO 17660.

3. تثبيت هيكل الدعم (الدعامة) في حفرة مُعدّة مسبقاً.

4. ربط الموصل الناقل بالموصل الأرضي.

عند تركيب مانع الصواعق الكبلي (السلّكي):

1. تثبيت هياكل الدعم (الدعامات) مع الموصلات الناقلة المثبتة عليها.

2. شد كابل مستقبل الصواعق بين الدعامات.

3. ربط الموصلات الناقلة بالموصل الأرضي.

تُنفذ الحماية من تدفق الجهد العالي أثناء عملية بناء المبنى أو المنشأة وتركيب الأنابيب والمنشآت المعدنية التقنية. عند تشييد المباني والمنشآت العالية خلال فترة العواصف الرعدية، بدءاً من ارتفاع 20 م، تُركب أجهزة حماية مؤقتة من الصواعق لسلامة الأشخاص وحماية المنشآت. تُستخدم مستقبلات صواعق من أي تصميم، وتُوصل بالموصل الأرضي بواسطة موصلات ناقلة تنزل بحرية على طول الجدران. مع زيادة ارتفاع المنشأة، تُنقل مستقبلات الصواعق مع الموصلات الناقلة إلى الأعلى. يُسمح بالوصلات اللولبية (المسمارية) بين العناصر الفردية لجهاز الحماية المؤقت من الصواعق بمقاومة انتقالية لا تتجاوز 0.05 أوم.

1موصل ناقل

2عارضة أو لوح لشد مانع الصواعق

3مستقبلات صواعق

4موصل أرضي

1. **تركيب مانعات الصواعق القضيبية:** 1. تثبيت مستقبل الصواعق على هيكل الدعم. 2. تمديد ولحام الموصل الناقل بمستقبل الصواعق. 3. تثبيت هيكل الدعم في الحفرة. 4. ربط الموصل الناقل بالموصل الأرضي.
2. **تركيب مانعات الصواعق الكبلية:** 1. تثبيت الدعامات مع الموصلات الناقلة المثبتة عليها. 2. شد كابل مستقبل الصواعق بين الدعامات. 3. ربط الموصلات الناقلة بالموصل الأرضي.
3. **تركيب الحماية من تدفق الجهد العالي:** يتم أثناء عملية بناء المبنى وتركيب الشبكات المعدنية.
4. **تركيب حماية مؤقتة من الصواعق (للمباني العالية):** بدءاً من ارتفاع 20 م، تُركب مستقبلات صواعق مؤقتة مع موصلات ناقلة، والتي تُنقل إلى الأعلى مع تقدم البناء.

بعد الانتهاء من التركيب، تخضع أجهزة الحماية من الصواعق لاختبارات للتحقق من جودة الأعمال المنجزة وقياس مقاومة أجهزة التأريض لجميع مانعات الصواعق. يجب أن تتوافق عناصر جهاز التأريض مع وثائق التصميم والمعايير. يتم فحص مقطع وعازلية العناصر، بالإضافة إلى سلامة ومتانة الموصلات الأرضية، ووصلاتها، وتوصيلاتها. تُفحص موثوقية الوصلات الملحومة، المنفذة وفقاً لمعيار ISO 17660، إضافياً بضربة مطرقة بوزن 1 كجم. يجب التأكد من عدم وجود انقطاعات أو عيوب مرئية.

للمنشآت الكهربائية بجهد يصل إلى 1000 فولت مع نقطة تعادل مؤرضة بقوة، تُفحص دائرة الطور-الصفر. يمكن إجراء ذلك عن طريق القياس المباشر لتيار الدائرة القصيرة أحادية الطور إلى هيكل أبعد وأقوى جهاز استقبال كهربائي، أو عن طريق قياس المعاوقة الكلية لحلقة الطور-الصفر مع الحساب اللاحق لتيار الدائرة القصيرة. يجب أن يتجاوز تيار الدائرة القصيرة أحادية الطور ما لا يقل عن ثلاثة أضعاف التيار المقنن لأقرب صمام منصهر أو 1.5 مرة تيار الفصل للقاطع الكهربائي المناسب. تُقاس مقاومة جهاز التأريض؛ ويجب أن تتوافق قيمتها مع متطلبات التصميم والمعايير المطبقة (على سبيل المثال، IEC 62305).

عند الاستلام للتشغيل، تُفحص جودة تثبيت الموصلات الناقلة على الجدران (اختيارياً، ولكن ليس أقل من 50% من نقاط التثبيت)، وتثبيت مانعات الصواعق القائمة بذاتها والمثبتة على الأسقف. كما تُقاس مقاومات أجهزة التأريض لمانعات الصواعق وأنظمة التأريض الأخرى. تُفحص أجهزة الحماية من الآثار الثانوية للصواعق بشكل كامل للمنشآت من الفئة I وبشكل اختياري (50% من الأجهزة) للمنشآت من الفئة II. عند تسليم أجهزة الحماية من الصواعق للتشغيل، تقدم مؤسسة التركيب حزمة كاملة من الوثائق التنفيذية، بما في ذلك محاضر الأعمال المخفية، وتقارير قياس مقاومة أجهزة التأريض، ورسومات التنفيذ مع خطط التوضع المتبادل للمنشآت المحمية، ومانعات الصواعق، والموصلات الأرضية، وبالنسبة للمنشآت من الفئة I — أيضاً جميع الشبكات التي تمر على مسافة أقل من 10 م من المنشآت المحمية والموصلات الأرضية، مع تحديد الغرض منها وعمق دفنها. يتم توثيق الاستلام والتشغيل بمحاضر رسمية.

1. **اختبارات أجهزة التأريض:** 1. الفحص البصري لعناصر التأريض، والتحقق من مطابقة المقاطع والعازلية لبيانات التصميم. 2. فحص الدائرة بين الموصلات الأرضية والعناصر المؤرضة، وسلامة ومتانة الموصلات، وموثوقية الوصلات الملحومة (ضربة مطرقة بوزن 1 كجم). 3. فحص أجهزة الحماية من الجهد الزائد (للمنشآت حتى 1000 فولت). 4. فحص دائرة الطور-الصفر (للمنشآت حتى 1000 فولت مع تأريض مباشر للنقطة المحايدة): قياس تيار الدائرة القصيرة أحادية الطور أو مقاومة حلقة الطور-الصفر. 5. قياس مقاومة جهاز التأريض (الرئيسي والمتكرر).
2. **اختبارات أجهزة الحماية من الصواعق:** 1. التحقق من جودة تثبيت الموصلات الناقلة (اختيارياً، ما لا يقل عن 50%) ومانعات الصواعق. 2. قياس مقاومة أجهزة تأريض مانعات الصواعق. 3. فحص أجهزة الحماية من الآثار الثانوية (الكل للفئة الأولى، 50% للفئة الثانية).
3. **التسليم للتشغيل:** تقديم مجموعة كاملة من الوثائق، بما في ذلك المحاضر، وتقارير القياس، والرسومات التنفيذية.

يمكن أن تُصنع هياكل الدعم (الدعامات) لمانعات الصواعق القضيبية والكبلية القائمة بذاتها من أنواع مختلفة من الفولاذ، أو الخرسانة المسلحة (مثل فئات القوة C20/25 أو C25/30)، أو الخشب. يجب حماية الدعامات المعدنية من التآكل (بالجلفنة أو القصدير أو الطلاء)، والخشبية — من التعفن. يتم حساب الدعامات لمانعات الصواعق القضيبية من حيث القوة الميكانيكية كهياكل قائمة بذاتها، وللكبلية — مع الأخذ في الاعتبار قوة شد الكابل وحمل الرياح، دون الأخذ في الاعتبار القوى الديناميكية من تيارات الصواعق.

تُصنع مستقبلات الصواعق من الفولاذ من أي نوع وشكل بمقطع عرضي لا يقل عن 100 مم². يجب ألا يقل طول مستقبلات الصواعق المثبتة على الدعامات المعدنية عن 1-1.5 م، وتلك التي تشكل امتداداً للموصلات الناقلة عن 300-400 مم. على الدعامات المصنوعة من مواد عازلة (الخشب، الخرسانة المسلحة)، يجب تركيب مستقبلات الصواعق على قوائم معدنية. تُصنع مستقبلات الصواعق الكبلية من كابل فولاذي متعدد الأسلاك مجلفن بمقطع عرضي لا يقل عن 35 مم². يمكن أيضاً استخدام المنشآت المعدنية للمنشآت المحمية كمستقبلات صواعق (مداخن، عاكسات، أسقف، شبكات)، إذا كانت تتوافق مع متطلبات المقطع العرضي والطول.

يجب أن تُصنع الموصلات الناقلة من الفولاذ بأبعاد دنيا محددة في وثائق التصميم أو المعايير الدولية ذات الصلة (مثل IEC 62305). يُسمح باستخدام المنشآت المعدنية للمبنى كموصلات ناقلة: الأنابيب، سلالم الحريق، حديد التسليح الطولي للأعمدة والدعامات الخرسانية المسلحة. تُمد الموصلات الناقلة على طول هيكل الدعم أو المبنى المحمي بأقصر طريق إلى الموصل الأرضي. يجب أن يتم توصيل المقاطع الفردية للموصلات الناقلة ببعضها البعض، بالإضافة إلى توصيل الموصلات الناقلة بمستقبلات الصواعق والموصلات الأرضية، باللحام، بما يتوافق مع معيار ISO 17660. تُسمح الوصلات اللولبية (المسمارية) كاستثناء فقط للمنشآت من الفئة III، وكذلك لأغراض التحقق من قيمة مقاومة الموصلات الأرضية. تُنفذ الوصلات القابلة للفك من خارج المنشأة على ارتفاع 1-1.5 م من الأرض ويجب أن تحتوي على ما لا يقل عن مسمارين M10، متباعدين عن بعضهما البعض بمسافة لا تقل عن 30 مم.

تُنفذ الموصلات الأرضية لأجهزة الحماية من الصواعق بشكل مماثل لأجهزة تأريض المنشآت الكهربائية، مع الالتزام بالحد الأدنى من مقاطع العناصر وفقاً لوثائق التصميم والمعايير المطبقة.

يجب أن تتم صيانة وتشغيل أجهزة تأريض المنشآت الكهربائية وأجهزة الحماية من الصواعق للمباني والمنشآت وفقاً للمعايير الدولية والوطنية المعمول بها للتشغيل الفني للمنشآت الكهربائية وسلامة العمل. المهمة الرئيسية هي الحفاظ على هذه الأجهزة في حالة جاهزية وموثوقية ضرورية طوال فترة خدمتها.

يجب إعداد سجل لكل جهاز تأريض وجهاز حماية من الصواعق قيد التشغيل، يحتوي على مخطط، والبيانات الفنية الأساسية، ونتائج فحوصات الحالة الفنية، بالإضافة إلى معلومات عن الإصلاحات والتغييرات التي تمت. تقع مسؤولية الإشراف المنتظم على الامتثال لقواعد التشغيل على عاتق إدارات التشغيل المسؤولة أو الهيئات المختصة. يجب أن يكون الموظفون المشاركون في تركيب وصيانة أنظمة الحماية من الصواعق مؤهلين ومدربين على قواعد السلامة المهنية، خاصة عند العمل على ارتفاع ومع المنشآت الكهربائية. يجب أن تتم جميع الأعمال وفقاً لخطط العمل المعتمدة، مع الأخذ في الاعتبار الظروف الجوية والمخاطر.