Технологическая карта: Монтаж систем молниезащиты зданий и сооружений

Данная технологическая карта охватывает монтаж систем молниезащиты для широкого спектра зданий и сооружений. Молниезащита необходима для предотвращения тепловых, механических и электромагнитных воздействий электрических разрядов в атмосфере, которые могут привести к пожарам, разрушениям, взрывам и травмам. Опасные проявления молнии включают прямой удар, электромагнитную и электростатическую индукцию, а также занос высоких потенциалов через наземные и подземные металлические коммуникации.

Защита от прямых ударов молнии осуществляется с помощью молниеотводов, принцип действия которых основан на перехвате разряда наиболее высокими заземленными металлическими конструкциями, тем самым защищая расположенные в их зоне объекты. В общем случае молниеотвод состоит из молниеприемника (принимающего прямой удар), несущей конструкции, токоотвода (обеспечивающего электрическую связь с заземлителем) и заземлителя (обеспечивающего контакт с землей). Металлические или железобетонные несущие конструкции могут выполнять функцию токоотводов.

Различают несколько типов молниеотводов в зависимости от конструкции и расположения молниеприемника: отдельно стоящие стержневые, отдельно стоящие тросовые (проволочные) или антенные, стержневые, установленные непосредственно на объекте или изолированные от него, а также сетчатые, накладываемые на кровлю защищаемого объекта. Для объектов III категории защиты допускается использование металлической кровли в качестве молниеприемника. Молниеприемные сетки должны иметь размер ячейки не более 150 м², например, 12х12 м.

Импульсное сопротивление каждого заземлителя молниеотвода должно быть не более 20 Ом. В грунтах с высоким удельным сопротивлением (свыше 500 Ом·м) допускается сопротивление до 40 Ом. Исключением являются строения для крупного рогатого скота и конюшен, где импульсное сопротивление каждого заземлителя не должно превышать 10 Ом.

При защите объектов III категории рекомендуется максимально использовать существующие металлические конструкции, вытяжные трубы, водонапорные башни и другие возвышающиеся сооружения. Неметаллические вертикальные трубы (зданий, котельных, водонапорные башни, вышки) высотой более 15 м защищаются установкой молниеприемников. Для труб высотой до 50 м устанавливается один молниеприемник высотой 1 м и один токоотвод. Для труб высотой 50–150 м необходимы не менее двух симметричных (соединенных на верхнем торце) молниеприемников высотой по 1 м каждый и прокладка двух токоотводов (металлическая лестница может служить одним токоотводом). В железобетонных трубах в качестве токоотводов используется их арматура. Металлические трубы, башни, вышки не требуют установки отдельного молниеприемника и токоотвода, а напрямую присоединяются к заземлителю с импульсным сопротивлением не более 50 Ом.

Наружные металлические установки или емкости, содержащие горючие жидкости с температурой вспышки выше +61 °С, защищаются следующими способами: при толщине металла крышки менее 4 мм – отдельно стоящими или установленными на сооружении молниеотводами; при толщине металла крышки 4 мм и более – путем прямого присоединения крышки к заземлителю с сопротивлением не более 50 Ом. Небольшие строения (площадью до 150 м², высотой до 7 м) III категории, включая склады, могут иметь упрощенную молниезащиту с использованием стальной проволоки диаметром 5–6 мм, натянутой на расстоянии не менее 250 мм от конька крыши, и вертикальных молниеприемников длиной 1,5–2 м из стальных труб или уголка, соединенных с 1–2 вертикальными стержневыми заземлителями длиной 2–3 м.

Для палаток на открытой местности применяются отдельно стоящие стержневые или тросовые молниеотводы с импульсным сопротивлением каждого заземлителя не более 40 Ом и расстоянием от заземлителя до палатки не менее 10 м. Заземлители должны быть углубленного типа. В лесистой местности молниеприемники можно устанавливать на высоких деревьях, удаленных от палаток на расстояние не менее 10 м. Если деревья находятся на расстоянии менее 10 м от палаток, на них прокладываются металлические спуски до высоты 2,5 м, присоединяемые к заземлителю с импульсным сопротивлением не более 50 Ом. При расстоянии менее 4 м под палаткой на глубине 10–15 см укладывается металлическая сетка из проволоки диаметром 5–6 мм с ячейкой не более 1,5х1,5 м. Для палаток на расстоянии 4–10 м от деревьев достаточно заземляющего контура из проволоки диаметром 5–6 мм, проложенного вокруг палатки на глубине 10–15 см.

Защита от заноса высоких потенциалов, наводимых на внешних наземных металлических конструкциях и коммуникациях, предусматривает их присоединение к заземлителю с импульсным сопротивлением не более 20 Ом на вводе в защищаемый объект, а также на ближайшей к объекту опоре. Допускается присоединение к заземлителю молниезащиты или заземлению электроустановки.

Монтаж молниезащитных устройств вновь строящихся зданий и сооружений выполняется специализированными организациями, обладающими необходимой квалификацией и лицензиями. При проектировании и монтаже заземлители (кроме углубленных) следует размещать в редко посещаемых местах (газоны, кустарники), вдали от основных проезжих и пешеходных дорог для повышения безопасности. Токоотводы должны располагаться в отдалении от входов в здания, чтобы исключить случайный контакт.

Работы по устройству молниезащиты от прямых ударов молнии выполняются в следующей последовательности:

При монтаже отдельно стоящих стержневых молниеотводов:

1. Закрепление молниеприемника на несущей конструкции (опоре).

2. Прокладка токоотвода и его присоединение к молниеприемнику сваркой, соответствующей требованиям ISO 17660.

3. Установка несущей конструкции (опоры) в заранее подготовленный котлован.

4. Присоединение токоотвода к заземлителю.

При монтаже тросового (проволочного) молниеотвода:

1. Установка несущих конструкций (опор) с закрепленными на них токоотводами.

2. Натяжка молниеприемного троса между опорами.

3. Присоединение токоотводов к заземлителю.

Защита от заноса высоких потенциалов выполняется в процессе возведения здания или сооружения и монтажа технологических металлических трубопроводов и конструкций. При возведении высоких зданий и сооружений в грозовой период, начиная с высоты 20 м, предусматриваются временные молниезащитные устройства для безопасности людей и сохранности сооружений. Используются молниеприемники любой конструкции, присоединяемые к заземлителю свободно спускающимися вдоль стен токоотводами. По мере увеличения высоты сооружения молниеприемники с токоотводами переносятся выше. Допускаются болтовые соединения между отдельными элементами временного молниезащитного устройства с переходным сопротивлением не более 0,05 Ом.

1токоотвод

2рейка или доска для натяжки молниеотвода

3молниеприемники

4заземлитель

1. **Монтаж стержневых молниеотводов:** 1. Закрепление молниеприемника на несущей конструкции. 2. Прокладка и сварка токоотвода к молниеприемнику. 3. Установка несущей конструкции в котлован. 4. Присоединение токоотвода к заземлителю.
2. **Монтаж тросовых молниеотводов:** 1. Установка опор с закрепленными токоотводами. 2. Натяжка молниеприемного троса между опорами. 3. Присоединение токоотводов к заземлителю.
3. **Монтаж защиты от заноса высоких потенциалов:** Осуществляется в процессе строительства здания и монтажа металлических коммуникаций.
4. **Установка временной молниезащиты (для высоких зданий):** Начиная с высоты 20 м, устанавливаются временные молниеприемники с токоотводами, которые перемещаются вверх по мере строительства.

После завершения монтажа устройства молниезащиты подвергаются испытаниям для проверки качества выполненных работ и измерения сопротивления заземляющих устройств всех молниеотводов. Элементы заземляющего устройства должны соответствовать проектной документации и стандартам. Проверяются сечение и проводимость элементов, а также целостность и прочность заземляющих проводников, их соединений и присоединений. Надежность сварных соединений, выполненных в соответствии с ISO 17660, дополнительно проверяется ударом молотка массой 1 кг. Необходимо убедиться в отсутствии обрывов и видимых дефектов.

Для электроустановок напряжением до 1000 В с глухозаземленной нейтралью проверяется цепь фаза-ноль. Это может быть сделано прямым измерением тока однофазного короткого замыкания на корпус наиболее удаленного и мощного электроприемника, либо измерением полного сопротивления петли фаза-ноль с последующим расчетом тока короткого замыкания. Ток однофазного короткого замыкания должен превышать не менее чем в три раза номинальный ток ближайшего плавкого предохранителя или в 1,5 раза ток отключения соответствующего автоматического выключателя. Измеряется сопротивление заземляющего устройства; его величина должна соответствовать проектным требованиям и применимым стандартам (например, IEC 62305).

При приеме в эксплуатацию проверяется качество креплений токоотводов на стенах (выборочно, но не менее 50% мест креплений), крепление отдельно стоящих и устанавливаемых на кровлях молниеотводов. Также измеряются сопротивления заземляющих устройств молниеотводов и других заземляющих систем. Устройства защиты от вторичных воздействий молнии проверяются в полном объеме для объектов I категории и выборочно (50% устройств) для объектов II категории. При передаче молниезащитных устройств в эксплуатацию монтажная организация предоставляет полный пакет исполнительной документации, включая акты на скрытые работы, протоколы измерений сопротивлений заземляющих устройств и исполнительные чертежи с планами взаимного расположения защищаемых сооружений, молниеотводов, заземлителей, а для сооружений I категории — также всех коммуникаций, проходящих ближе 10 м от защищаемых сооружений и заземлителей, с указанием их назначения и глубины заложения. Приемка и ввод в эксплуатацию оформляются соответствующими актами.

1. **Испытания заземляющих устройств:** 1. Визуальный осмотр элементов заземления, проверка соответствия сечений и проводимости проектным данным. 2. Проверка цепи между заземлителями и заземляемыми элементами, целостности и прочности проводников, надежности сварных соединений (удар молотком 1 кг). 3. Проверка устройств защиты от перенапряжений (для установок до 1000В). 4. Проверка цепи фаза-ноль (для установок до 1000В с глухим заземлением нейтрали): измерение тока однофазного короткого замыкания или сопротивления петли фаза-ноль. 5. Измерение сопротивления заземляющего устройства (основного и повторного).
2. **Испытания устройств молниезащиты:** 1. Проверка качества креплений токоотводов (не менее 50% выборочно) и молниеотводов. 2. Измерение сопротивлений заземляющих устройств молниеотводов. 3. Проверка устройств защиты от вторичных воздействий (все для I категории, 50% для II категории).
3. **Передача в эксплуатацию:** Предоставление полного комплекта документации, включая акты, протоколы измерений и исполнительные чертежи.

Несущие конструкции (опоры) отдельно стоящих стержневых и тросовых молниеотводов могут быть выполнены из стали различных марок, железобетона (например, классы прочности C20/25 или C25/30) или дерева. Металлические опоры должны быть защищены от коррозии (путем цинкования, лужения или окраски), деревянные — от гниения. Расчет опор стержневых молниеотводов производится на механическую прочность как свободно стоящих конструкций, а тросовых — с учетом силы натяжения троса и ветровой нагрузки, без учета динамических усилий от токов молнии.

Молниеприемники изготавливаются из стали любых марок и профилей с минимальным сечением 100 мм². Длина молниеприемников, установленных на металлических опорах, должна быть не менее 1–1,5 м, а являющихся продолжением токоотводов — не менее 300–400 мм. На опорах из изолирующих материалов (дерево, железобетон) молниеприемники следует устанавливать на металлических стойках. Молниеприемники тросовых молниеотводов выполняются из стального многопроволочного оцинкованного троса с минимальным сечением 35 мм². В качестве молниеприемников также могут использоваться металлические конструкции защищаемых сооружений (дымовые трубы, дефлекторы, кровля, сетки), если они соответствуют требованиям к сечению и длине.

Токоотводы должны выполняться из стали с минимальными размерами, указанными в проектной документации или соответствующих международных стандартах (например, IEC 62305). Допускается использование металлических конструкций сооружения в качестве токоотводов: трубы, пожарные лестницы, продольная арматура железобетонных колонн и опор. Токоотводы прокладываются по несущей конструкции или защищаемому зданию кратчайшим путем к заземлителю. Соединение отдельных отрезков токоотводов между собой, а также присоединение токоотводов к молниеприемникам и заземлителям должны выполняться сваркой, соответствующей ISO 17660. Болтовые соединения допускаются в виде исключения только для объектов III категории, а также для целей проверки величины сопротивления заземлителей. Разъемные соединения выполняются снаружи объекта на высоте 1–1,5 м от земли и должны иметь не менее двух болтов M10, разнесенных друг от друга на расстояние не менее 30 мм.

Заземлители для молниезащитных устройств выполняются аналогично заземляющим устройствам электроустановок, с соблюдением минимальных сечений элементов согласно проектной документации и применимым стандартам.

Эксплуатация заземляющих устройств электроустановок и устройств молниезащиты зданий и сооружений должна осуществляться в соответствии с действующими международными и национальными нормативами по технической эксплуатации электроустановок и безопасности труда. Основной задачей является поддержание этих устройств в состоянии необходимой исправности и надежности на протяжении всего срока службы.

На каждое эксплуатируемое заземляющее устройство и устройство молниезащиты должен быть оформлен паспорт, содержащий схему, основные технические данные, результаты проверок технического состояния, а также информацию о произведенных ремонтах и изменениях. Регулярный надзор за соблюдением правил эксплуатации возлагается на ответственные эксплуатационные службы или компетентные органы. Персонал, участвующий в монтаже и обслуживании систем молниезащиты, должен быть квалифицирован, обучен правилам техники безопасности, особенно при работе на высоте и с электрическими установками. Все работы должны проводиться в соответствии с утвержденными планами производства работ, с учетом погодных условий и рисков.