СО 153-34.21.122-2003 ИНСТРУКЦИЯ по устройству молниезащиты зданий, сооружений и пром. коммуникаций - 4.7. Защита оборудования в существующих зданиях

Содержание материала

4.7. Защита оборудования в существующих зданиях

Все возрастающее использование сложного электронного оборудова­ния в уже существующих зданиях требует более надежной защиты от молнии и других электромагнитных помех. Принимается во внима­ние, что в существующих зданиях необходимые меры по молниезащите выбирают с учетом особенностей здания, таких как конструктивные элементы, существующее силовое и информационное оборудование.

Необходимость в защитных мерах и выбор их определяют на основа­нии исходных данных, которые собирают на стадии предпроектных изы­сканий. Примерный перечень таких данных приведен в табл. 4.3-4.6.

На основании анализа риска и данных, приведенных в табл. 4,3-4.6, принимается решение о необходимости построения или реконструкции системы молниезащиты.

 Таблица 4.3 Исходные данные о здании и окружении

Пункт

Характеристика

1

Материал здания - каменная кладка, кирпич, дерево, железобетон, стальной каркас

2

Единое здание, или несколько отдельных блоков с большим количест­вом соединений

3

Низкое и плоское, или высокое здание (размеры здания)

4

Соединена ли арматура по всему зданию?

5

Соединена ли электрически металлическая облицовка?

6

Размеры окон

7

Имеется ли внешняя система молниезащиты?

8

Тип и качество внешней системы молниезащиты

9

Тип почвы (камень, земля)

10

Заземленные элементы соседних зданий (высота, расстояние до них)

Таблица 4.4 Исходные данные по оборудованию

Пункт

Характеристика

1

Входящие линии (подземные или воздушные)

2

Антенны или другие внешние устройства

3

Тип системы питания (высоковольтная или низковольтная, подземная или надземная)

4

Прокладка кабелей (число и расположение вертикальных участков, способ прокладки кабелей)

5

Использование металлических кабельных лотков

6

Имеется ли внутри здания электронное оборудование?

7

Есть ли проводники, отходящие к другим зданиям?

Таблица 4.5 Характеристики оборудования

Пункт

                                            Характеристика

1

Тип коммуникаций между информационным оборудованием (экранированные, или неэкранированные многожильные кабели, коаксиальные кабели; аналоговые или цифровые, симметричные или несимметричные; оптоволоконные линии)

2

 Уровни устойчивости оборудования к повреждениям

Таблица 4.6 Другие данные, касающиеся выбора концепции зашиты

Пункт

Характеристика

1

Соединены ли металлические оконные рамы?

2

Материал крыши (металл, бетон)

3

Конфигурация сети (TN, ТТ или IT)

4

Расположение электронного оборудования в здании

5

Расположение соединений электронного оборудования с общей системой заземления

4.7.1. Меры защиты при использовании внешней системы молниезащиты

Основная задача - нахождение оптимального решения по улучше­нию внешней системы молниезащиты и по другим мерам.

Усовершенствование внешней системы молниезащиты достигается:

1)  включением внешней металлической облицовки и крыши здания в систему молниезащиты;

2)  использованием   дополнительных   проводников,  если   арматура соединена по всей высоте здания - от крыши через стены до заземле­ния здания;

3)  уменьшением   промежутков   между   металлическими   спусками и уменьшением шага ячейки молниеприемника;

4)  установкой соединительных полос (гибких плоских проводников) в местах стыков между соседними, но структурно разделенными блока­ми; расстояние между полосами должно быть вдвое меньше расстояния между спусками;

5)  соединением   протяженного   провода   с   отдельными   блоками здания; обычно соединения необходимы на каждом углу кабельного лотка, и соединительные полосы выполняются как можно короче;

6)  защитой отдельными молниеприемникам и, соединенными с обшей системой молниезащиты, если металлические части крыши нуж­даются в защите от прямого удара   молнии;  молниеприемник располагается на безопасном расстоянии от указанного элемента.

4.7.2.  Меры защиты при использовании кабелей

Эффективными мерами по снижению перенапряжений являются рациональная прокладка и экранирование кабелей. Эти меры тем важ­нее, чем меньше экранирование от внешней системы молниезащиты.

Больших петель можно избежать, прокладывая совместно силовые кабели и экранированные кабели связи. Экран соединяется с оборудова­нием на обоих концах.

Любое дополнительное экранирование, например, прокладка прово­дов и кабелей в металлических трубах или лотках между этажами, снижает полное сопротивление общей системы соединений. Эти меры наиболее важны для высоких или протяженных зданий, или когда оборудование должно работать особенно надежно.

Предпочтительными местами установки УЗП являются границы зон 0/1 и зон 0/1/2 соответственно, расположенные на входе в здание.

Как правило, общая сеть соединений не используется в рабочем режиме как обратный проводник силовой или информационной цепи.

4.7.3.  Меры защиты при использовании антенн и другого оборудования

Примерами такого оборудования являются различные внешние уст­ройства, такие как антенны, метеорологические датчики, камеры наружного наблюдения, наружные датчики на промышленных объектах (датчики давления, температуры, скорости потока, положения клапана и т.д.) и любое другое электрическое, электронное и радиооборудование, установленное снаружи на здании, мачте, или промышленном резервуаре.

По возможности, молниеотвод устанавливается таким образом, чтобы оборудование было защищено от прямого попадания молнии. Отдельные антенны оставляют абсолютно открытыми по технологиче­ским соображениям. Некоторые из них имеют встроенную систему молниезащиты и могут без повреждений выдержать попадание молнии. Другие, менее защищенные типы антенн, могут требовать установки УЗП на питающем кабеле, чтобы предотвратить попадание тока молнии по кабелю антенны в приемник или передатчик. При наличии внешней системы молниезащиты крепления антенны присоединяются к ней.

Наведение напряжения в кабелях между зданиями можно предотвра­тить, прокладывая их в соединенных металлических лотках, или трубах. Все кабели, идущие к связанному с антенной оборудованию, прокладываются с выводом из трубы в одной точке. Следует обратить максимальное внимание на экранирующие свойства самого объекта и прокладывать кабели в его трубчатых элементах. Если это невозможно, как в случае с технологическими емкостями, кабели прокладывают снаружи, но как можно ближе к объекту, максимально используя при этом такие естественные экраны как металлические лестницы, трубы и др. В мачтах с L-образными угловыми элементами кабели распола­гаются внутри угла для максимальной естественной защиты. В крайнем случае, рядом с кабелем антенны размещается эквипотенциальный соединительный медный проводник с минимальным поперечным сече­нием 6 мм2. Все эти меры снижают наведенное напряжение в петле, образованной кабелями и зданием, и соответственно уменьшают вероят­ность пробоя между ними, т.е. вероятность возникновения внутри оборудования между электросетью и зданием.

4.7.4. Меры защиты силовых кабелей и кабелей связи между зданиями

Связи между зданиями подразделяются на следующие типы: силовые кабели с металлической оболочкой, металлические (витая пара, волно­воды, коаксиальные и многожильные кабели) и оптоволоконные кабели. Защитные меры зависят от типов кабелей, их количества, а также от того, соединены ли системы молниезащиты двух зданий.

Полностью изолированный оптоволоконный кабель (без металличе­ского армирования, фольги для защиты от влаги или стального внутрен­него проводника) может быть применен без дополнительных мер зашиты. Использование такого кабеля является наилучшим вариантом, так как обеспечивает полную защиту от электромагнитных воздействий. Однако если кабель содержит протяженный металлический элемент (за исключением жил дистанционного питания), последний на входе в здание присоединяется к общей системе уравнивания потенциалов соединений и не должен напрямую входить в оптический приемник или передатчик. Если здания расположены близко друг к другу и их систе­мы молниезащиты не соединены, предпочтительнее использовать опто­волоконный кабель без металлических элементов во избежание боль­ших токов в этих элементах и их перегрева. Если же имеется соединен­ный с системой молниезащиты кабель, то можно использовать оптиче­ский кабель с металлическими элементами, чтобы отвести часть тока от первого кабеля.

Металлические кабели между зданиями с изолированными система­ми молниезащиты. При данном соединении систем защиты поврежде­ния весьма вероятны на обоих концах кабеля вследствие прохождения по нему тока молнии. Поэтому на обоих концах кабеля необходимо ус­тановить УЗП, а также, где возможно, следует соединять системы мол­ниезащиты двух зданий и прокладывать кабель в соединенных металли­ческих лотках.

Металлические кабели между зданиями с соединенными системами молниезащиты. В зависимости от числа кабелей между зданиями, защитные меры могут включать соединение кабельных лотков (при нескольких кабелях), экранирование или применение гибких металло-шлангов для многожильных кабелей управления (при большом количестве кабелей). Подсоединение обоих концов кабеля к связанным системам молниезащиты часто обеспечивает достаточное экранирова­ние, особенно если кабелей много, и ток распределится между ними.