В соот­вет­ствии с РД 34.21.122–87 и СО 153–34.21.122‑2003 спе­ци­а­ли­ста­ми нашей элек­тро­ла­бо­ра­то­рии были про­ве­де­ны рабо­ты по про­вер­ке метал­ло­свя­зи мол­ние­за­щи­ты. С после­ду­ю­щей под­го­тов­кой необ­хо­ди­мых протоколов.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. В соот­вет­ствии с назна­че­ни­ем зда­ний и соору­же­ний необ­хо­ди­мость выпол­не­ния мол­ние­за­щи­ты и ее кате­го­рия, а при исполь­зо­ва­нии стерж­не­вых и тро­со­вых мол­ние­от­во­дов — тип зоны защи­ты опре­де­ля­ют­ся по табл. 1 в зави­си­мо­сти от сред­не­го­до­вой про­дол­жи­тель­но­сти гроз в месте нахож­де­ния зда­ния или соору­же­ния, а так­же от ожи­да­е­мо­го коли­че­ства пора­же­ний его мол­нией в год. Устрой­ство мол­ние­за­щи­ты обя­за­тель­но при одно­вре­мен­ном выпол­не­нии усло­вий, запи­сан­ных в гра­фах 3 и 4 табл. 1.

Оцен­ка сред­не­го­до­вой про­дол­жи­тель­но­сти гроз и ожи­да­е­мо­го коли­че­ства пора­же­ний мол­нией зда­ний или соору­же­ний про­из­во­дит­ся соглас­но При­ло­же­нию 2; постро­е­ние зон защи­ты раз­лич­ных типов — соглас­но При­ло­же­нию 3.

1.2. Зда­ния и соору­же­ния, отне­сен­ные по устрой­ству мол­ние­за­щи­ты к I и II кате­го­ри­ям, долж­ны быть защи­ще­ны от пря­мых уда­ров мол­нии, вто­рич­ных ее про­яв­ле­ний и зано­са высо­ко­го потен­ци­а­ла через назем­ные (над­зем­ные) и под­зем­ные метал­ли­че­ские коммуникации.

Зда­ния и соору­же­ния, отне­сен­ные по устрой­ству мол­ние­за­щи­ты к III кате­го­рии, долж­ны быть защи­ще­ны от пря­мых уда­ров мол­нии и зано­са высо­ко­го потен­ци­а­ла через назем­ные (над­зем­ные) метал­ли­че­ские коммуникации.

Наруж­ные уста­нов­ки, отне­сен­ные по устрой­ству мол­ние­за­щи­ты ко II кате­го­рии, долж­ны быть защи­ще­ны от пря­мых уда­ров и вто­рич­ных про­яв­ле­ний молнии.

Наруж­ные уста­нов­ки, отне­сен­ные по устрой­ству мол­ние­за­щи­ты к III кате­го­рии, долж­ны быть защи­ще­ны от пря­мых уда­ров молнии.

Внут­ри зда­ний боль­шой пло­ща­ди (шири­ной более 100 м) необ­хо­ди­мо выпол­нять меро­при­я­тия по вырав­ни­ва­нию потенциалов.

1.3. Для зда­ний и соору­же­ний с поме­ще­ни­я­ми, тре­бу­ю­щи­ми устрой­ства мол­ние­за­щи­ты I и II или I и III кате­го­рий, мол­ние­за­щи­ту все­го зда­ния или соору­же­ния сле­ду­ет выпол­нять по I категории.

Если пло­щадь поме­ще­ний I кате­го­рии мол­ние­за­щи­ты состав­ля­ет менее 30% пло­ща­ди всех поме­ще­ний зда­ния (на всех эта­жах), мол­ние­за­щи­ту все­го зда­ния допус­ка­ет­ся выпол­нять по II кате­го­рии неза­ви­си­мо от кате­го­рии осталь­ных поме­ще­ний. При этом на вво­де в поме­ще­ния I кате­го­рии долж­на быть преду­смот­ре­на защи­та от зано­са высо­ко­го потен­ци­а­ла по под­зем­ным и назем­ным (над­зем­ным) ком­му­ни­ка­ци­ям, выпол­ня­е­мая соглас­но пп. 2.8 и 2.9.

1.4. Для зда­ний и соору­же­ний с поме­ще­ни­я­ми, тре­бу­ю­щи­ми устрой­ства мол­ние­за­щи­ты II и III кате­го­рий, мол­ние­за­щи­ту все­го зда­ния или соору­же­ния сле­ду­ет выпол­нять по II категории.

Если пло­щадь поме­ще­ний II кате­го­рии мол­ние­за­щи­ты состав­ля­ет менее 30% пло­ща­ди всех поме­ще­ний зда­ния (на всех эта­жах), мол­ние­за­щи­ту все­го зда­ния допус­ка­ет­ся выпол­нять по III кате­го­рии. При этом на вво­де в поме­ще­ния II кате­го­рии долж­на быть преду­смот­ре­на защи­та от зано­са высо­ко­го потен­ци­а­ла по под­зем­ным и назем­ным (над­зем­ным) ком­му­ни­ка­ци­ям, выпол­ня­е­мая соглас­но пп. 2.22 и 2.23.

1.5. Для зда­ний и соору­же­ний, не менее 30% общей пло­ща­ди кото­рых при­хо­дит­ся на поме­ще­ния, тре­бу­ю­щие устрой­ства мол­ние­за­щи­ты по I, II или III кате­го­рии, мол­ние­за­щи­та этой части зда­ний и соору­же­ний долж­на быть выпол­не­на в соот­вет­ствии с п. 1.2.

Для зда­ний и соору­же­ний, более 70% общей пло­ща­ди кото­рых состав­ля­ют поме­ще­ния, не под­ле­жа­щие мол­ние­за­щи­те соглас­но табл. 1, а осталь­ную часть зда­ния состав­ля­ют поме­ще­ния I, II или III кате­го­рии мол­ние­за­щи­ты, долж­на быть преду­смот­ре­на толь­ко защи­та от зано­са высо­ких потен­ци­а­лов по ком­му­ни­ка­ци­ям, вво­ди­мым в поме­ще­ния, под­ле­жа­щие мол­ние­за­щи­те: по I кате­го­рии — соглас­но пп. 2.8, 2.9; по II и III кате­го­ри­ям — путем при­со­еди­не­ния ком­му­ни­ка­ций к зазем­ля­ю­ще­му устрой­ству элек­тро­уста­но­вок, соот­вет­ству­ю­ще­му ука­за­ни­ям п. 1.7, или к арма­ту­ре желе­зо­бе­тон­но­го фун­да­мен­та зда­ния (с уче­том тре­бо­ва­ний п. 1.8). Такое же при­со­еди­не­ние долж­но быть преду­смот­ре­но для внут­рен­них ком­му­ни­ка­ций (не вво­ди­мых извне).

1.6. В целях защи­ты зда­ний и соору­же­ний любой кате­го­рии от пря­мых уда­ров мол­нии сле­ду­ет мак­си­маль­но исполь­зо­вать в каче­стве есте­ствен­ных мол­ние­от­во­дов суще­ству­ю­щие высо­кие соору­же­ния (дымо­вые тру­бы, водо­на­пор­ные баш­ни, про­жек­тор­ные мач­ты, воз­душ­ные линии элек­тро­пе­ре­да­чи и т.п.), а так­же мол­ние­от­во­ды дру­гих близ­рас­по­ло­жен­ных сооружений.

Если зда­ние или соору­же­ние частич­но впи­сы­ва­ет­ся в зону защи­ты есте­ствен­ных мол­ние­от­во­дов или сосед­них объ­ек­тов, защи­та от пря­мых уда­ров мол­нии долж­на преду­смат­ри­вать­ся толь­ко для осталь­ной неза­щи­щен­ной его части. Если в ходе экс­плу­а­та­ции зда­ния или соору­же­ния рекон­струк­ция или демон­таж сосед­них объ­ек­тов при­ве­дет к уве­ли­че­нию этой неза­щи­щен­ной части, соот­вет­ству­ю­щие изме­не­ния защи­ты от пря­мых уда­ров мол­нии долж­ны быть выпол­не­ны до нача­ла бли­жай­ше­го гро­зо­во­го сезо­на; если демон­таж или рекон­струк­ция сосед­них объ­ек­тов про­во­дят­ся в тече­ние гро­зо­во­го сезо­на, на это вре­мя долж­ны быть преду­смот­ре­ны вре­мен­ные меро­при­я­тия, обес­пе­чи­ва­ю­щие защи­ту от пря­мых уда­ров мол­нии неза­щи­щен­ной части зда­ния или сооружения.

1.7. В каче­стве зазем­ли­те­лей мол­ние­за­щи­ты допус­ка­ет­ся исполь­зо­вать все реко­мен­ду­е­мые ПУЭ зазем­ли­те­ли элек­тро­уста­но­вок, за исклю­че­ни­ем нуле­вых про­во­дов воз­душ­ных линий элек­тро­пе­ре­да­чи напря­же­ни­ем до 1 кВ.

1.8. Желе­зо­бе­тон­ные фун­да­мен­ты зда­ний, соору­же­ний, наруж­ных уста­но­вок, опор мол­ние­от­во­дов сле­ду­ет, как пра­ви­ло, исполь­зо­вать в каче­стве зазем­ли­те­лей мол­ние­за­щи­ты при усло­вии обес­пе­че­ния непре­рыв­ной элек­три­че­ской свя­зи по их арма­ту­ре и при­со­еди­не­ния ее к заклад­ным дета­лям с помо­щью сварки.

Битум­ные и битум­но-латекс­ные покры­тия не явля­ют­ся пре­пят­стви­ем для тако­го исполь­зо­ва­ния фун­да­мен­тов. В средне- и силь­но­агрес­сив­ных грун­тах, где защи­та желе­зо­бе­то­на от кор­ро­зии выпол­ня­ет­ся эпок­сид­ны­ми и дру­ги­ми поли­мер­ны­ми покры­ти­я­ми, а так­же при влаж­но­сти грун­та менее 3% исполь­зо­вать желе­зо­бе­тон­ные фун­да­мен­ты в каче­стве зазем­ли­те­лей не допускается.

Искус­ствен­ные зазем­ли­те­ли сле­ду­ет рас­по­ла­гать под асфаль­то­вым покры­ти­ем или в ред­ко посе­ща­е­мых местах (на газо­нах, в уда­ле­нии на 5 м и более от грун­то­вых про­ез­жих и пеше­ход­ных дорог и т.п.).

1.9. Вырав­ни­ва­ние потен­ци­а­лов внут­ри зда­ний и соору­же­ний шири­ной более 100 м долж­но про­ис­хо­дить за счет непре­рыв­ной элек­три­че­ской свя­зи меж­ду несу­щи­ми внут­ри­це­хо­вы­ми кон­струк­ци­я­ми и желе­зо­бе­тон­ны­ми фун­да­мен­та­ми, если послед­ние могут быть исполь­зо­ва­ны в каче­стве зазем­ли­те­лей соглас­но п. 1.8.

В про­тив­ном слу­чае долж­на быть обес­пе­че­на про­клад­ка внут­ри зда­ния в зем­ле на глу­бине не менее 0,5 м про­тя­жен­ных гори­зон­таль­ных элек­тро­дов сече­ни­ем не менее 100 мм2. Элек­тро­ды сле­ду­ет про­кла­ды­вать не реже чем через 60 м по ширине зда­ния и при­со­еди­нять по его тор­цам с двух сто­рон к наруж­но­му кон­ту­ру заземления.

1.10. На часто посе­ща­е­мых откры­тых пло­щад­ках с повы­шен­ной опас­но­стью пора­же­ния мол­нией (вбли­зи мону­мен­тов, теле­ба­шен и подоб­ных соору­же­ний высо­той более 100 м) вырав­ни­ва­ние потен­ци­а­ла выпол­ня­ет­ся при­со­еди­не­ни­ем токо­от­во­дов или арма­ту­ры соору­же­ния к его желе­зо­бе­тон­но­му фун­да­мен­ту не реже чем через 25 м по пери­мет­ру осно­ва­ния сооружения.

При невоз­мож­но­сти исполь­зо­ва­ния желе­зо­бе­тон­ных фун­да­мен­тов в каче­стве зазем­ли­те­лей под асфаль­то­вым покры­ти­ем пло­щад­ки на глу­бине не менее 0,5 м через каж­дые 25 м долж­ны быть про­ло­же­ны ради­аль­но рас­хо­дя­щи­е­ся гори­зон­таль­ные элек­тро­ды сече­ни­ем не менее 100 мм2 и дли­ной 2 — 3 м, при­со­еди­нен­ные к зазем­ли­те­лям защи­ты соору­же­ния от пря­мых уда­ров молнии.

1.11. При воз­ве­де­нии в гро­зо­вой пери­од высо­ких зда­ний и соору­же­ний на них в ходе стро­и­тель­ства, начи­ная с высо­ты 20 м, необ­хо­ди­мо преду­смат­ри­вать сле­ду­ю­щие вре­мен­ные меро­при­я­тия по мол­ние­за­щи­те. На верх­ней отмет­ке стро­я­ще­го­ся объ­ек­та долж­ны быть закреп­ле­ны мол­ние­при­ем­ни­ки, кото­рые через метал­ли­че­ские кон­струк­ции или сво­бод­но спус­ка­ю­щи­е­ся вдоль стен токо­от­во­ды сле­ду­ет при­со­еди­нять к зазем­ли­те­лям, ука­зан­ным в пп. 3.7 и 3.8. В зону защи­ты типа Б мол­ние­от­во­дов долж­ны вхо­дить все наруж­ные пло­щад­ки, где в ходе стро­и­тель­ства могут нахо­дить­ся люди. Соеди­не­ния эле­мен­тов мол­ние­за­щи­ты могут быть свар­ны­ми или бол­то­вы­ми. По мере уве­ли­че­ния высо­ты стро­я­ще­го­ся объ­ек­та мол­ние­при­ем­ни­ки сле­ду­ет пере­но­сить выше.

При воз­ве­де­нии высо­ких метал­ли­че­ских соору­же­ний их осно­ва­ния в нача­ле стро­и­тель­ства долж­ны быть при­со­еди­не­ны к зазем­ли­те­лям, ука­зан­ным в пп. 3.7 и 3.8.

1.12. Устрой­ства и меро­при­я­тия по мол­ние­за­щи­те, отве­ча­ю­щие тре­бо­ва­ни­ям насто­я­щих норм, долж­ны быть зало­же­ны в про­ект и гра­фик стро­и­тель­ства или рекон­струк­ции зда­ния или соору­же­ния таким обра­зом, что­бы выпол­не­ние мол­ние­за­щи­ты про­ис­хо­ди­ло одно­вре­мен­но с основ­ны­ми стро­и­тель­но-мон­таж­ны­ми работами.

1.13. Устрой­ства мол­ние­за­щи­ты зда­ний и соору­же­ний долж­ны быть при­ня­ты и вве­де­ны в экс­плу­а­та­цию к нача­лу отде­лоч­ных работ, а при нали­чии взры­во­опас­ных зон — до нача­ла ком­плекс­но­го опро­бо­ва­ния тех­но­ло­ги­че­ско­го оборудования.

При этом оформ­ля­ет­ся и пере­да­ет­ся заказ­чи­ку скор­рек­ти­ро­ван­ная при стро­и­тель­стве и мон­та­же про­ект­ная доку­мен­та­ция по устрой­ству мол­ние­за­щи­ты (чер­те­жи и пояс­ни­тель­ная запис­ка) и акты при­ем­ки устройств мол­ние­за­щи­ты, в том чис­ле акты на скры­тые рабо­ты по при­со­еди­не­нию зазем­ли­те­лей к токо­от­во­дам и токо­от­во­дов к мол­ние­при­ем­ни­кам, за исклю­че­ни­ем слу­ча­ев исполь­зо­ва­ния сталь­но­го кар­ка­са зда­ния в каче­стве токо­от­во­дов и мол­ние­при­ем­ни­ков, а так­же резуль­та­ты заме­ров сопро­тив­ле­ний току про­мыш­лен­ной часто­ты зазем­ли­те­лей отдель­но сто­я­щих молниеотводов.

1.14. Про­вер­ка состо­я­ния устройств мол­ние­за­щи­ты долж­на про­из­во­дить­ся для зда­ний и соору­же­ний I и II кате­го­рий 1 раз в год перед нача­лом гро­зо­во­го сезо­на, для зда­ний и соору­же­ний III кате­го­рии — не реже 1 раза в 3 года.

Про­вер­ке под­ле­жат целость и защи­щен­ность от кор­ро­зии доступ­ных обзо­ру частей мол­ние­при­ем­ни­ков и токо­от­во­дов и кон­так­тов меж­ду ними, а так­же зна­че­ние сопро­тив­ле­ния току про­мыш­лен­ной часто­ты зазем­ли­те­лей отдель­но сто­я­щих мол­ние­от­во­дов. Это зна­че­ние не долж­но пре­вы­шать резуль­та­ты соот­вет­ству­ю­щих заме­ров на ста­дии при­ем­ки более чем в 5 раз (п. 1.13). В про­тив­ном слу­чае сле­ду­ет про­во­дить реви­зию заземлителя.

ПОД­ХОД К НОР­МИ­РО­ВА­НИЮ ЗАЗЕМ­ЛИ­ТЕ­ЛЕЙ МОЛНИЕЗАЩИТЫ

Ниже пояс­нен при­ня­тый в РД 34.21.122–87 под­ход к выбо­ру зазем­ли­те­лей мол­ние­за­щи­ты зда­ний и сооружений.

Одним из эффек­тив­ных спо­со­бов огра­ни­че­ния гро­зо­вых пере­на­пря­же­ний в цепи мол­ние­от­во­да, а так­же на метал­ли­че­ских кон­струк­ци­ях и обо­ру­до­ва­нии объ­ек­та явля­ет­ся обес­пе­че­ние низ­ких сопро­тив­ле­ний зазем­ли­те­лей. Поэто­му при выбо­ре мол­ние­за­щи­ты нор­ми­ро­ва­нию под­ле­жит сопро­тив­ле­ние зазем­ли­те­ля или дру­гие его харак­те­ри­сти­ки, свя­зан­ные с сопротивлением.

До недав­не­го вре­ме­ни для зазем­ли­те­лей мол­ние­за­щи­ты нор­ми­ро­ва­лось импульс­ное сопро­тив­ле­ние рас­те­ка­нию токов мол­нии: его мак­си­маль­но допу­сти­мое зна­че­ние было при­ня­то рав­ным 10 Ом для зда­ний и соору­же­ний I и II кате­го­рий и 20 Ом для зда­ний и соору­же­ний III кате­го­рии. При этом допус­ка­лось уве­ли­че­ние импульс­но­го сопро­тив­ле­ния до 40 Ом в грун­тах с удель­ным сопро­тив­ле­ни­ем более 500 Ом х м при одно­вре­мен­ном уда­ле­нии мол­ние­от­во­дов от объ­ек­тов I кате­го­рии на рас­сто­я­ние, гаран­ти­ру­ю­щее от про­боя по воз­ду­ху и в зем­ле. Для наруж­ных уста­но­вок мак­си­маль­но допу­сти­мое импульс­ное сопро­тив­ле­ние зазем­ли­те­лей было при­ня­то рав­ным 50 Ом.

Импульс­ное сопро­тив­ле­ние зазем­ли­те­ля явля­ет­ся коли­че­ствен­ной харак­те­ри­сти­кой слож­ных физи­че­ских про­цес­сов при рас­те­ка­нии в зем­ле токов мол­нии. Его зна­че­ние отли­ча­ет­ся от сопро­тив­ле­ния зазем­ли­те­ля при рас­те­ка­нии токов про­мыш­лен­ной часто­ты и зави­сит от несколь­ких пара­мет­ров тока мол­нии (ампли­ту­ды, кру­тиз­ны, дли­ны фрон­та), варьи­ру­ю­щих­ся в широ­ких пре­де­лах. С уве­ли­че­ни­ем тока мол­нии импульс­ное сопро­тив­ле­ние зазем­ли­те­ля пада­ет, при­чем в воз­мож­ном интер­ва­ле рас­пре­де­ле­ния токов мол­нии (от еди­ниц до сотен кило­ам­пер) его зна­че­ние может умень­шать­ся в 2 — 5 раз.

При про­ек­ти­ро­ва­нии зазем­ли­те­ля нель­зя пред­ска­зать зна­че­ния токов мол­нии, кото­рые будут через него рас­те­кать­ся, а сле­до­ва­тель­но, невоз­мож­но оце­нить напе­ред соот­вет­ству­ю­щие зна­че­ния импульс­ных сопро­тив­ле­ний. В этих усло­ви­ях нор­ми­ро­ва­ние зазем­ли­те­лей по их импульс­но­му сопро­тив­ле­нию име­ет оче­вид­ные неудоб­ства. Разум­нее выбрать кон­крет­ные кон­струк­ции зазем­ли­те­лей по сле­ду­ю­ще­му усло­вию. Импульс­ные сопро­тив­ле­ния зазем­ли­те­лей во всем воз­мож­ном диа­па­зоне токов мол­нии не долж­ны пре­вы­шать ука­зан­ных мак­си­маль­но допу­сти­мых значений.

Такое нор­ми­ро­ва­ние было при­ня­то в пп. 2.2, 2.13, 2.26, табл. 2: для ряда типо­вых кон­струк­ций были под­счи­та­ны импульс­ные сопро­тив­ле­ния при коле­ба­ни­ях токов мол­нии от 5 до 100 кА и по резуль­та­там рас­че­тов про­ве­ден отбор зазем­ли­те­лей, удо­вле­тво­ря­ю­щих при­ня­то­му условию.

В насто­я­щее вре­мя рас­про­стра­нен­ны­ми и реко­мен­ду­е­мы­ми (РД 34.21.122–87, п. 1.8) кон­струк­ци­я­ми зазем­ли­те­лей явля­ют­ся желе­зо­бе­тон­ные фун­да­мен­ты. К ним предъ­яв­ля­ет­ся допол­ни­тель­ное тре­бо­ва­ние — исклю­че­ние меха­ни­че­ских раз­ру­ше­ний бето­на при рас­те­ка­нии через фун­да­мент токов мол­нии. Желе­зо­бе­тон­ные кон­струк­ции выдер­жи­ва­ют боль­шие плот­но­сти рас­те­ка­ю­щих­ся по арма­ту­ре токов мол­нии, что свя­за­но с крат­ко­вре­мен­но­стью это­го рас­те­ка­ния. Еди­нич­ные желе­зо­бе­тон­ные фун­да­мен­ты (сваи дли­ной не менее 5 или под­нож­ни­ки дли­ной не менее 2 м) спо­соб­ны без раз­ру­ше­ния выдер­жи­вать токи мол­нии до 100 кА, по это­му усло­вию в табл. 2 РД 34.21.122–87 зада­ны допу­сти­мые раз­ме­ры еди­нич­ных желе­зо­бе­тон­ных зазем­ли­те­лей. Для фун­да­мен­тов боль­ших раз­ме­ров с соот­вет­ствен­но боль­шей поверх­но­стью арма­ту­ры опас­ная для раз­ру­ше­ния бето­на плот­ность тока мало­ве­ро­ят­на при любых воз­мож­ных токах молнии.

Нор­ми­ро­ва­ние пара­мет­ров зазем­ли­те­лей по их типо­вым кон­струк­ци­ям име­ет ряд досто­инств: оно соот­вет­ству­ет при­ня­той в стро­и­тель­ной прак­ти­ке уни­фи­ка­ции желе­зо­бе­тон­ных фун­да­мен­тов с уче­том их повсе­мест­но­го исполь­зо­ва­ния в каче­стве есте­ствен­ных зазем­ли­те­лей; при выбо­ре мол­ние­за­щи­ты не тре­бу­ет­ся выпол­нять рас­че­ты импульс­ных сопро­тив­ле­ний зазем­ли­те­лей, что сокра­ща­ет объ­ем про­ект­ных работ.

Элек­тро­ла­бо­ра­то­рия «Сила тока» в Москве и Мос­ков­ской обла­сти про­во­дит про­вер­ку мол­ние­за­щи­ты на объ­ек­тах для опре­де­ле­ния уров­ня каче­ства защит­но­го обо­ру­до­ва­ния и на фак­то­ры деф­фек­тов для предот­вра­ще­ния несчаст­ных слу­ча­ев, кото­рые могут воз­ник­нуть в резуль­та­те нека­че­ствен­но мон­ти­ро­ван­ной или некор­рект­но рабо­та­ю­щей молниезащиты.