2. Блискавкозахисні пристрої
2.1. Захист від прямих ударів блискавки будинків і споруд, зазначених у пункті 1.2цього розділу, треба виконувати окремо розміщеними стрижньовими або тросовими блискавковідводами ( рис. 1і 2(додатки 14 і 15)), що складаються з блискавкоприймачів, струмовідводів і заземлювачів (пункти 4.4, 4.5, 4.7, 4.8 цього розділу).
2.2. Підведення повітряних проводів до будинків і споруд, що захищають від прямих ударів блискавки, забороняється.
Відстань між блискавковідводами та сховищами має забезпечувати вільний проїзд транспортних засобів.
2.3. Найменші допустимі відстані від струмовідводу окремо розміщеного стрижньового блискавковідводу в точці А на рис. 1(додаток 14) до споруди, яку захищають, обирають залежно від імпульсного опору заземлення Ruза рис. 3(додаток 16).
Найменші допустимі відстані SВ1і SВ2( рис. 2(додаток 15)) від тросового блискавковідводу (відповідно в точках А і С) до споруди, яку захищають, визначають за рис. 4і 5(додатки 17 і 18).
2.4. Для виключення занесення високих потенціалів у споруду, яку захищають підземними металевими комунікаціями, треба розташовувати заземлювачі захисту від прямих ударів блискавки та підводи до них на відстані S3від комунікацій, що вводять в будівлі чи споруди ( рис. 1і 2(додатки 14 і 15)), у тому числі від електричних кабелів будь-якого призначення.
Цю відстань визначають за співвідношеннями: S3=0,5Ru- відстань для стрижньових блискавковідводів, м; S3=0,3Ru- відстань для тросових блискавковідводів, м; Ru- величина імпульсного опору кожного заземлювача від прямих ударів блискавки, Ом.
Відстань S3необхідно приймати не менше ніж 3 м, за винятком випадків, коли металеві підземні трубопроводи та кабелі не вводять в будівлю, яку захищають, а відстань до місця їхнього вводу в сусідні будівлі, що захищають, становить більше ніж 50 м. У цьому разі S3можна зменшити до 1 м.
2.5. Кожний блискавковідвід має свій заземлювач. Величина імпульсного опору заземлювача для кожного окремого стрижньового блискавковідводу та для кожного струмовідводу тросового блискавковідводу має бути не більше ніж 10 Ом.
У ґрунтах з електричним питомим опором 500 Ом і вище допустимо збільшувати імпульсний опір кожного заземлювача до 40 Ом з відповідним віддаленням блискавковідводів від споруди, яку захищають, на відстань згідно з пунктами 2.3, 2.4цього розділу. За питомого опору ґрунту більше ніж 500 Ом допустимо зменшувати відстані S3і SВ до 10 м, якщо значення Ruбільше ніж 25 Ом.
За наявності на складах ВМ декількох сховищ ВР у районах з питомим опором ґрунтів 1000 Ом·м і вище допустимо заземлювачі кожного блискавковідводу поєднувати в єдину заземлювальну систему. Величину імпульсного опору системи визначають у проекті.
Граничнодопустимі довжини з’єднувальних провідників заземлювальної системи залежно від питомого опору ґрунту подано в табл. 1(додаток 19).
З’єднувальні провідники між окремими заземлювачами потрібно віддаляти від споруд, що захищають, на відстані, зазначені в пунктах 2.3, 2.4цього розділу.
2.6. За наявності на сховищах і в будівлях металевих комунікацій для захисту від електростатичної індукції необхідно забезпечувати накладення металевої сітки на даху будівлі з відповідним заземленням і заземлення всіх металевих конструкцій, що знаходяться в будівлі.
Заземлювач захисту від вторинних впливів треба робити у вигляді контуру, який прокладають у землі на глибині 0,5 м ззовні сховища по його периметру на відстані 0,5-1 м від фундаменту. Опір контуру розтіканню струму промислової частоти має бути не більше ніж 10 Ом. Для зниження величини цього опору допустимо приєднувати до заземлювача всі трубопроводи, розташовані в землі (водопровід, труби опалювання тощо).
У ґрунтах з питомим опором 500 Ом ⋅ м і вище опір заземлювального пристрою не нормується.
Заземлювачі захисту від прямих ударів блискавки та захисту від вторинних впливів повинні бути віддалені один від одного на відстані не меншій, ніж зазначено в пунктах 2.4, 2.5цього розділу.
У разі виконання захисту від електростатичної індукції шляхом накладення металевої сітки на даху будівлі до заземлювача захисту від вторинних впливів треба приєднувати найкоротшими шляхами всі металеві предмети.
За наявності металевого даху захист необхідно здійснювати приєднанням даху до заземлювача захисту від вторинних впливів шляхом прокладання вертикальних струмовідводів по зовнішніх сторонах будинків на відстані до 25 м. Верхні кінці струмовідводів з'єднують з металом даху, а нижні - із заземлювачем.
Якщо покрівля виконана з непровідного матеріалу, то по поверхні даху необхідно накладати металеву сітку з розміром чарунок до 5х5 м, виконану зі сталевого дроту діаметром не менше ніж 6 мм, і приєднувати її струмовідводами з того самого матеріалу до заземлювача.
2.7. Для захисту від електромагнітної індукції всі прокладені на території складу трубопроводи, броньовані кабелі тощо необхідно надійно з'єднувати один з одним у місцях їх зближення менше ніж на 10 см, а також через 15-20 м їх довжини за паралельного розташування для того, щоб не допустити утворення незамкнених контурів. Такі самі з'єднання необхідно робити в усіх інших випадках зближення металевих протяжних предметів з каркасами сталевих конструкцій будівель, устаткуванням, оболонками кабелів тощо. У цьому разі потрібно забезпечити надійні контакти в місцях з'єднання трубопроводів, у фланцях, муфтах тощо.
У місцях з'єднання перехідний електричний опір не має перевищувати 0,05 Ом на один контакт, у тому числі за необхідності шляхом улаштування додаткових металевих перемичок зі сталевого проводу перерізом не менше ніж 16 мм- 2або інших провідників відповідного перерізу.
2.8. Захист сховищ від занесення високих потенціалів при вводі в них електричних мереж освітлення забезпечують:
1) у випадку використання броньованих кабелів, прокладених у землі, - приєднанням металевої броні й оболонки кабелю до заземлювача захисту від вторинних впливів, а за його відсутності - до спеціального заземлювача з імпульсним опором не більше ніж 10 Ом. У цьому разі кабелі треба віддаляти від заземлювача на відстань, зазначену в пункті 2.4цього розділу;
2) у випадку використання неброньованих кабелів - шляхом приєднання до заземлювача, зазначеного у підпункті 1цього пункту, заземлювальної жили кабелю;
3) у випадку використання кабелів, приєднаних до повітряної лінії (для складів ВМ, що знаходяться в експлуатації), - шляхом підключення в місці переходу повітряної лінії в кабель ( рис. 6(додаток 20)) металевої броні й оболонки, а також штирів і гаків до спеціального заземлювача з імпульсним опором Ri1більше ніж 10 Ом. Крім того, у місці переходу між жилою кабелю та заземленими елементами треба влаштувати закриті повітряні проміжки з міжелектродною відстанню 2-3 мм або встановлювати низьковольтний вентильний розрядник. Штирі (гаки) ізоляторів повітряної лінії на ближній опорі від місця переходу лінії в кабель треба приєднувати до заземлювача з імпульсним опором Ri2не більше ніж 20 Ом.
У ґрунтах з питомим опором 500 Ом ⋅ м і вище дозволяється збільшувати імпульсні опори Ri, Ri1і Ri2заземлювачів до 40 Ом, а в скельних ґрунтах - згідно з проектом.
2.9. Сховища, у яких розміщують ВМ, нечутливі до впливу електростатичної або електромагнітної індукції (ВР на основі аміачної селітри, ДШ, НСІ, пороху тощо), обладнувати захистом від вторинних впливів блискавки не обов'язково.
3. Зони захисту для одиночного стрижньового блискавковідводу
3.1. Зона захисту одиночного стрижньового блискавковідводу висотою h є круговим конусом ( рис. 7(додаток 21)), вершина якого знаходиться на висоті h<h. На рівні землі зона захисту утворює коло радіусом r. Горизонтальний переріз зони на висоті споруди, яку захищають, hx є колом радіусом rx.
3.2. Зона захисту одиночних стрижньових блискавковідводів має такі розміри:
| h=0,85 r=(1,1-0,002h)h | (1) |
4. Зони захисту подвійного стрижньового блискавковідводу
4.1. Зона захисту подвійного стрижньового блискавковідводу висотою h наведена на рис. 8(додаток 22). Торцеві області зони захисту визначають як зони одиночних стрижньових блискавковідводів. Розміри h, r, rx1, rx2визначають за формулою (1) цього розділу для обох типів зон захисту.
Зона захисту подвійного стрижньового блискавковідводу має такі розміри:
| при | L ≤ h | h c =h; r cx =r x ; r c =r | (2) |
| при | L>h | (3) |
Зона захисту існує при L ≤ 3h. При L>3h стрижньові блискавковідводи необхідно розглядати як одиночні.
4.2. Зону захисту двох стрижньових блискавковідводів різної висоти - h1і h2- наведено на рис. 9(додаток 23). Торцеві області цієї зони визначають як зони захисту окремих стрижньових блискавковідводів відповідної висоти, а розміри h01, h02, r01, r02, rx1, rx2 обчислюють за формулою (1) цього розділу для обох типів захисту. Інші розміри зони визначають за формулами
| (4) |
де hс1і hс2обчислюють за формулами (2) і (3).
Для різновисокого подвійного стрижньового блискавковідводу зона захисту існує при L ≤ 3hmin.
5. Зони багаторазового й стрижньового блискавковідводу
5.1. Зону захисту багаторазових стрижньових блискавковідводів рівної висоти визначають як зони захисту попарно узятих сусідніх стрижньових блискавковідводів ( рис. 10(додаток 24)).
5.2. Основною умовою захищеності однієї або групи споруд висотою hxз надійністю 99,5% є виконання нерівності rcx>0 для всіх попарно узятих блискавковідводів (rcxвизначають за формулами (2) і (3) цього розділу).
6. Зони захисту одиночного тросового блискавковідводу
6.1. Зону захисту одиночного тросового блискавковідводу наведено на рис. 11(додаток 25), де h - висота троса в точці найбільшого провисання. З урахуванням стріли провисання за відомої висоти опор висоту h сталевого троса з площею перерізу 35...50 мм- 2визначають за довжини прольоту L<120 м як h=hоn- 2 м, а за L=120 ÷ 150 м як h=hon- 3 м.
6.2. Зона захисту одиночних тросових блискавковідводів має такі розміри:
| h=0,85h r=(1,35-0,0025h)h | (5) |
7. Зони захисту для подвійного тросового блискавковідводу
7.1. Зону захисту подвійного тросового блискавковідводу показано на рис. 12(додаток 26).
7.2. Розміри h, r, rxвизначають за формулою (5) цього розділу. Інші розміри зони захисту визначають за формулами
| при | L ≤ h | h c =h; r cx =r x ; r c =r | (6) |
| при | L>h | (7) |
Зона захисту існує при L ≤ 3h.
8. Конструктивне виконання блискавковідводів
8.1. Опори блискавковідводів необхідно виготовляти зі сталі будь-якої марки, залізобетону або деревини ( рис. 13(додаток 27)). Металеві трубчасті опори дозволяється виготовляти з некондиційних сталевих труб. Металеві опори повинні бути захищені від корозії. У цьому разі фарбувати контактні поверхні у з'єднаннях є неприпустимим; дерев'яні опори та пасинки треба захищати від гнилизни просочуванням антисептиками.
8.2. Опори стрижньових блискавковідводів треба розраховувати на механічну міцність як конструкції, які вільно стоять, а тросові - з урахуванням натягу троса та вітрового навантаження на трос, без урахування динамічних зусиль від струмів блискавки в обох випадках.
8.3. До верхнього кінця опори 1 прикріплюють блискавкоприймач 2, що виступає над опорою не більше ніж на 1,5 м ( рис. 14(додаток 28)). Блискавкоприймач з'єднують струмовідводом 3 із заземлювачем 4 і закріплюють до стовпа скобами 5. Для великих сховищ застосовують складні опори. Розміри дерев'яних складних опор наведено в табл. 2(додаток 29).
8.4. Для збільшення терміну служби дерев'яні опори можна встановлювати на рейкові або залізобетонні пасинки. Використовувати дерева як опори для блискавкоприймачів є неприпустимим.
8.5. Площа перерізу сталевого блискавкоприймача стрижньового блискавковідводу має бути не менше ніж 100 мм- 2. Довжина блискавкоприймача має бути не менше ніж 200 мм. Блискавкоприймачі треба захищати від корозії оцинковуванням, лудінням або фарбуванням.
8.6. Блискавкоприймачі тросових блискавковідводів необхідно виконувати зі сталевого багатопровідного оцинкованого троса перерізом не менше ніж 35 мм- 2.
8.7. З'єднувати блискавкоприймачі зі струмовідводами треба шляхом зварювання, а за неможливості застосування зварювання - болтовим з'єднанням з перехідним електричним опором не більше ніж 0,05 Ом. З'єднувати сталеву покрівлю зі струмовідводами можна за допомогою затискачів ( рис. 15(додаток 30)). Площа контактної поверхні в з'єднанні має бути не меншою, ніж подвоєний переріз струмовідводів.
8.8. Струмовідводи для з'єднання стрижньових і тросових блискавкоприймачів, сталевої покрівлі, захисної сітки із заземлювачами необхідно виконувати зі сталі розмірами не меншими, ніж зазначено в табл. 3(додаток 31).
9. Конструктивне виконання заземлювальних пристроїв
9.1. За розташуванням в ґрунті та формою електродів заземлювачі поділяються на:
1) заглиблені - зі смугової (перерізом 40х4 мм) або круглої (діаметром 20 мм) сталі, що укладають на дно котловану у вигляді протяжних елементів або контурів по периметру фундаментів. У ґрунтах з питомим опором ρ≥ 500 Ом ⋅ м як заглиблені заземлювачі можна використовувати арматуру залізобетонних паль і залізобетонних фундаментів інших видів;
2) горизонтальні - зі смугової (перерізом 40х4 мм) або круглої (діаметром 20 мм) сталі, що розміщують горизонтально на глибині 0,6-0,8 м від поверхні землі одним або декількома променями, що розходяться з однієї точки, до якої приєднують струмовідвід;
3) вертикальні - зі сталевих стрижнів (діаметром 32-56 мм), що вертикально угвинчують, або електродів, що забивають, з кутової сталі (40х40 мм). Довжину електродів, що угвинчують, приймають рівною 3,0-5,0 м, що забивають, - 2,5-3 м. Верхній кінець вертикального заземлювача заглиблюють на 0,5-0,6 м від поверхні землі;
4) комбіновані - вертикальні та горизонтальні, об'єднані в загальну систему. Приєднувати струмовідводи необхідно у середину горизонтальної ділянки комбінованого заземлювача. Як комбіновані заземлювачі можна застосовувати сітки з глибиною закладення 0,5-0,6 м або сітки з вертикальними електродами. Розмір чарунок сітки має бути не меншим, ніж 5-6 м;
5) пластинчасті - для суден з ВМ, корпуси яких виготовлено з непровідного матеріалу.
9.2. Усі електроди заземлювачів між собою та зі струмовідводами з’єднують шляхом зварювання. Довжина зварювального шва має бути не менше подвійної ширини зварюваних смуг і не менше шести діаметрів зварюваних круглих провідників. Болтовий контакт допускають тільки за умови улаштування тимчасових заземлювачів і в місцях з'єднання між собою окремих контурів, виконаних відповідно до пункту 2.6цього розділу. Переріз з’єднувальних смуг заземлювачів має бути не меншим за зазначений в табл. 3(додаток 31).
9.3. Проектувати заземлювачі треба з урахуванням неоднорідності ґрунту.
9.4. Конструкцію заземлювачів вибирають залежно від необхідного імпульсного опору з урахуванням структури та питомого опору ґрунту, а також зручності ведення робіт з їх укладання. Типові конструкції заземлювачів і значення їх опору розтіканню струму промислової частоти R, Ом, наведено в табл. 4(додаток 32).
9.5. У ґрунтах з електричним питомим опором менше ніж 500 Ом ⋅ м необхідно використовувати горизонтальні або вертикальні типи заземлювачів. За неоднорідної провідності ґрунтів треба застосовувати горизонтальні заземлювачі, якщо питомий опір верхнього шару ґрунту менший, ніж нижній, і вертикальні заземлювачі, якщо провідність нижнього шару краща, ніж верхнього.
9.6. Кожен заземлювач характеризується своїм імпульсним опором, тобто опором розтіканню струму блискавки Ri. Імпульсний опір заземлювача може істотно відрізнятися від величини опору Rr , яку одержують звичайно прийнятими способами вимірювання. Його величину визначають за формулою
| R i =α ⋅R r, | (8) | ||
| де | α | - | імпульсний коефіцієнт, що залежить від параметрів струму блискавки, електричного питомого опору ґрунту та конструкції заземлювача. |
9.7. Граничні довжини горизонтальних заземлювачів lгр, що гарантують α≤ 1 за різних питомих опорів ґрунту r, наведено в табл. 5(додаток 33).
Заземлювачі більшої довжини практично не відводять імпульсний струм на ділянці, більшій за lгр.
9.8. Значення імпульсного коефіцієнта α за різних питомих опорів ґрунту ρ наведено в табл. 6(додаток 34). Імпульсні коефіцієнти визначено для величин амплітуди струму блискавки 60 кА та крутості 20 кА/мкс (мікросекунди).
9.9. Після монтажу заземлювачів розрахункову величину опору розтіканню потрібно уточнити шляхом безпосереднього вимірювання. Його необхідно проводити влітку в суху погоду.
З'єднувати між собою окремі заземлювачі блискавковідводів сталевою штабою можна в ґрунтах з електричним питомим опором ρ >500 Ом ⋅ м.
Якщо виміряний опір заземлювачів перевищує розрахунковий, то в ґрунтах з електричним питомим опором 500 Ом ⋅ м і більше необхідно з'єднувати між собою заземлювачі блискавкоприймачів сусідніх сховищ за відстані між ними не більші, ніж зазначені в табл. 1(додаток 19).
10. Блискавкозахист плавучих суден з вибуховими матеріалами
10.1. Блискавкозахист плавучих суден з ВМ треба здійснювати шляхом установлення на кожній щоглі блискавковідводів з урахуванням таких положень:
1) якщо корпус судна та щоглу виготовлено з металу та вони мають між собою надійний електричний контакт, а на топі металевої щогли немає ніякого електричного чи електронного устаткування, тоді така щогла забезпечує захист від дії блискавки;
2) якщо корпус судна та щоглу виготовлено з металу та вони мають надійний електричний контакт, а на топі металевої щогли встановлено будь-яке електричне або електронне устаткування, тоді на щоглі треба облаштовувати блискавкоприймач, який височить над цим устаткуванням не менше ніж на 300 мм;
3) якщо корпус судна виготовлено з непровідного матеріалу, а щоглу з металу, на частині корпуса, що знаходиться у воді, треба встановлювати заземлювальний лист, до якого приєднують щоглу. У разі коли на топі щогли встановлено будь-яке електричне або електронне устаткування, потрібно виконувати вимогу підпункту 2цього пункту;
4) якщо щоглу виготовлено з дерева або іншого непровідного матеріалу, на ній треба встановлювати блискавкоприймач, який піднімається не менше ніж на 300 мм над будь-яким пристроєм, що знаходиться на топі щогли.
Блискавкоприймач потрібно з'єднати за допомогою струмовідводу з металевим корпусом судна або із заземлювальним листом на судні з непровідним корпусом.
10.2. Блискавкоприймач для установлення на щоглах повинен бути металевим стрижнем діаметром не менше ніж 12 мм. Матеріалом для його виготовлення можуть бути мідь, мідні сплави або сталь, захищена металевим антикорозійним покриттям.
10.3. Як струмовідвід на суднах необхідно використовувати шину, трос, стрижень або провід з міді площею перерізу не менше ніж 70 мм- 2або сталі площею перерізу не менше ніж 100 мм- 2; у цьому разі струмовідвід має бути захищений від корозії.
10.4. Струмовідводи треба прокладати на зовнішній стороні щогл і надбудов.
10.5. На суднах з корпусом з непровідного матеріалу як заземлювачі необхідно застосовувати листи з вуглецевої сталі площею не менше ніж 1,5 м- 2і товщиною 5-6 мм, занурені у воду за будь-якої осадки та найбільшого допустимого крену судна.
10.6. З'єднання між блискавкоприймачем, струмовідводом і заземлювачем треба виконувати шляхом зварювання або болтовими затискачами. У разі застосування болтових затискачів контактна поверхня між струмовідводом і блискавкоприймачем або заземлювачем має бути не менше ніж 100 мм- 2для міді та її сплавів і 1000 мм- 2для сталі.
10.7. Якщо судно обладнане щоглами, що завалюються, то між стандерсом і стійкою щогли треба встановлювати гнучку перемичку на струмовідводі площею перерізу не менше ніж 70 мм- 2для міді та 100 мм- 2для сталевого багатожильного провідника.
11. Проектування та приймання блискавкозахисту складів вибухових матеріалів
11.1. Проект повинен містити:
план складу з усіма прилеглими до нього спорудами;
розрахунок зон захисту від прямих ударів блискавки з обґрунтуванням і розмірами всіх блискавкозахисних елементів;
розрахунок захисту від вторинних впливів блискавки (якщо це потрібно) або мотивування недоцільності його виконання;
робочі креслення всіх конструкцій;
специфікацію матеріалів.
11.2. Змонтовані блискавкозахисні пристрої можна ввести в експлуатацію тільки після приймання їх комісією у встановленому порядку.
12. Перевірка блискавкозахисту
12.1. Перевірку блискавкозахисту потрібно проводити у передгрозовий період, але не рідше одного разу на рік, а також після виявлення пошкоджень комісією, призначеною керівником суб’єкта господарювання, у складі:
енергетика (електромеханіка) або посадової особи, яка виконує його обов’язки;
завідувача складом ВМ;
керівника підривних робіт, у веденні якого знаходиться склад.
Зовнішній огляд блискавкозахисних пристроїв періодично, але не рідше одного разу на місяць, проводить завідувач складом.
До перевірки блискавкозахисту входять:
зовнішній огляд блискавкозахисних пристроїв;
вимірювання електричного опору заземлювачів блискавкозахисту;
перевірка перехідного електричного опору контактів пристроїв захисту від вторинних впливів блискавки.
12.2. Вимірювання електричного опору заземлювачів проводять у період найбільшого просихання ґрунту. У тих районах, де в період грозової активності існує промерзлий шар ґрунту, вимірювання проводять під час його відтаювання.