È possibile collegare il circuito di terra alla protezione contro i fulmini? Progettazione e installazione di protezione contro i fulmini e messa a terra

MINISTERO DELL'ENERGIA DELLA FEDERAZIONE RUSSA

APPROVATO
per ordine del Ministero dell'Energia russo
del 30 giugno 2003 n. 280

ISTRUZIONI PER LA PROTEZIONE DAI FULMINI DI EDIFICI, STRUTTURE E COMUNICAZIONI INDUSTRIALI

SO 153-34.21.122-2003

UDC 621.316(083.13)

Le istruzioni si applicano a tutti i tipi di edifici, strutture e comunicazioni industriali, indipendentemente dall'affiliazione dipartimentale e dalla forma di proprietà.

Per manager e specialisti delle organizzazioni progettuali e operative.

1. INTRODUZIONE

Le istruzioni per l'installazione della protezione contro i fulmini di edifici, strutture e comunicazioni industriali (di seguito denominate Istruzioni) si applicano a tutti i tipi di edifici, strutture e comunicazioni industriali, indipendentemente dall'affiliazione dipartimentale e dalla forma di proprietà.

Le istruzioni sono destinate all'uso nello sviluppo del progetto, nella costruzione, nel funzionamento, nonché nella ricostruzione di edifici, strutture e comunicazioni industriali.

Nei casi in cui i requisiti delle normative di settore siano più rigorosi di quelli contenuti nelle presenti Istruzioni, si consiglia di rispettare i requisiti di settore durante lo sviluppo della protezione contro i fulmini. Si raccomanda di intervenire anche quando le indicazioni contenute nelle Istruzioni non sono cumulabili caratteristiche tecnologiche oggetto protetto. In questo caso, i mezzi e i metodi di protezione contro i fulmini utilizzati vengono selezionati in base alla condizione di garantire l'affidabilità richiesta.

Quando si sviluppano progetti per edifici, strutture e comunicazioni industriali, oltre ai requisiti delle Istruzioni, vengono presi in considerazione requisiti aggiuntivi per l'implementazione della protezione contro i fulmini di altre norme, regole, istruzioni e standard statali attuali.

Quando si standardizza la protezione contro i fulmini, il punto di partenza è che nessun dispositivo non può impedire lo sviluppo dei fulmini.

L'applicazione della norma nella scelta della protezione contro i fulmini riduce significativamente il rischio di danni causati da un fulmine.

La tipologia e la collocazione dei dispositivi di protezione contro i fulmini vengono selezionati in fase di progettazione di un nuovo impianto per poter sfruttare al massimo gli elementi conduttivi di quest'ultimo. Ciò faciliterà lo sviluppo e l'implementazione di dispositivi di protezione dai fulmini combinati con l'edificio stesso, migliorerà il suo aspetto estetico, aumenterà l'efficienza della protezione dai fulmini e ridurrà al minimo i costi e i costi di manodopera.

2. DISPOSIZIONI GENERALI

2.1. Termini e definizioni

Un fulmine al suolo è una scarica elettrica di origine atmosferica tra una nube temporalesca e il suolo, costituita da uno o più impulsi di corrente.

Punto d'impatto - il punto in cui il fulmine entra in contatto con il terreno, l'edificio o il dispositivo di protezione contro i fulmini. Un fulmine può avere diversi punti di impatto.

Oggetto protetto: un edificio o struttura, parte o spazio di esso, per il quale è stata installata una protezione contro i fulmini che soddisfa i requisiti di questo standard.

Il dispositivo di protezione contro i fulmini è un sistema che consente di proteggere un edificio o una struttura dagli effetti dei fulmini. Include dispositivi esterni ed interni. In casi particolari la protezione contro i fulmini può contenere solo dispositivi esterni o solo interni.

I dispositivi di protezione contro la fulminazione diretta (parafulmini) sono un complesso costituito da parafulmini, calate e conduttori di terra.

I dispositivi di protezione contro gli effetti secondari dei fulmini sono dispositivi che limitano gli effetti dei campi elettrici e magnetici dei fulmini.

I dispositivi di compensazione potenziale sono elementi dei dispositivi di protezione che limitano la differenza di potenziale causata dalla diffusione della corrente di fulmine.

Un terminale aereo è una parte di un parafulmine progettato per intercettare i fulmini.

La calata (discesa) è una parte di un parafulmine progettata per deviare la corrente del fulmine dal parafulmine all'elettrodo di terra.

Dispositivo di messa a terra: una combinazione di elettrodo di terra e conduttori di terra.

Elettrodo di terra - una parte conduttiva o un insieme di parti conduttrici interconnesse che sono in contatto elettrico con la terra direttamente o attraverso un mezzo conduttivo.

Circuito di messa a terra - un conduttore di terra sotto forma di circuito chiuso attorno a un edificio nel terreno o sulla sua superficie.

La resistenza del dispositivo di messa a terra è il rapporto tra la tensione sul dispositivo di messa a terra e la corrente che fluisce dal dispositivo di messa a terra nel terreno.

La tensione sul dispositivo di messa a terra è la tensione che si verifica quando la corrente fluisce dall'elettrodo di terra nel terreno tra il punto di ingresso della corrente nell'elettrodo di terra e la zona a potenziale zero.

L'armatura metallica interconnessa è il rinforzo delle strutture in cemento armato di un edificio (struttura), che garantisce la continuità elettrica.

Una scintilla pericolosa è una scarica elettrica inaccettabile all'interno di un oggetto protetto causata da un fulmine.

Distanza di sicurezza - distanza minima tra due elementi conduttori all'esterno o all'interno dell'oggetto protetto, in cui tra loro non possano formarsi scintille pericolose.

Il dispositivo di protezione da sovratensione è un dispositivo progettato per limitare le sovratensioni tra gli elementi dell'oggetto protetto (ad esempio, uno scaricatore di sovratensione, un soppressore di sovratensioni non lineare o altro dispositivo di protezione).

Un parafulmine indipendente è un parafulmine i cui parafulmini e calate sono posizionati in modo tale che il percorso della corrente del fulmine non abbia contatto con l'oggetto protetto.

Un parafulmine installato su un oggetto protetto è un parafulmine i cui parafulmini e calate sono posizionati in modo tale che parte della corrente del fulmine possa diffondersi attraverso l'oggetto protetto o il suo conduttore di terra.

La zona di protezione di un parafulmine è lo spazio in prossimità di un parafulmine di una determinata geometria, caratterizzato dal fatto che la probabilità che un fulmine colpisca un oggetto situato interamente nel suo volume non supera un determinato valore.

La probabilità ammissibile di uno sfondamento di un fulmine è la massima probabilità ammissibile P che un fulmine colpisca un oggetto protetto da parafulmini.

L'affidabilità della protezione è definita come 1 - R.

Comunicazioni industriali: cavi di alimentazione e informazione, condotte conduttrici, condotte non conduttrici con un mezzo conduttivo interno.

2.2. Classificazione di edifici e strutture in base al dispositivo di protezione contro i fulmini

La classificazione degli oggetti è determinata dal pericolo di fulmini per l'oggetto stesso e l'ambiente circostante.

I pericoli immediati derivanti dai fulmini comprendono incendi, danni meccanici, lesioni a persone e animali e danni alle apparecchiature elettriche ed elettroniche. Le conseguenze di un fulmine possono includere esplosioni e rilasci prodotti pericolosi- radioattivo e velenoso sostanze chimiche, così come batteri e virus.

I fulmini possono essere particolarmente pericolosi per i sistemi informativi, i sistemi di comando e controllo e i sistemi di alimentazione. I dispositivi elettronici installati in oggetti per vari scopi richiedono una protezione speciale.

Gli oggetti in esame possono essere suddivisi in ordinari e speciali.

Oggetti ordinari: edifici residenziali e amministrativi, nonché edifici e strutture con un'altezza non superiore a 60 m, destinati al commercio, alla produzione industriale e all'agricoltura.

Oggetti speciali:
oggetti che rappresentano un pericolo per l'ambiente circostante;
oggetti che rappresentano un pericolo sociale e fisico ambiente(oggetti che, colpiti da un fulmine, possono provocare emissioni biologiche, chimiche e radioattive dannose);
altri oggetti per i quali può essere prevista una protezione speciale contro i fulmini, ad esempio edifici con un'altezza superiore a 60 m, campi da gioco, strutture temporanee, oggetti in costruzione.

Nella tabella 2.1 fornisce esempi di divisione degli oggetti in quattro classi.

Tabella 2.1

Esempi di classificazione degli oggetti

Durante la costruzione e la ricostruzione, per ciascuna classe di oggetti è necessario determinare i necessari livelli di affidabilità di protezione contro la fulminazione diretta (DLM). Ad esempio, per gli oggetti comuni possono essere offerti quattro livelli di affidabilità della protezione indicati nella tabella. 2.2.

Tabella 2.2

Livelli di protezione dall'inquinamento luminoso per oggetti comuni

Per le strutture speciali, il livello minimo accettabile di affidabilità della protezione contro il PUL è compreso tra 0,9 e 0,999, a seconda del grado della sua importanza sociale e della gravità delle conseguenze previste dal PUL in accordo con le autorità statali di controllo.

Su richiesta del cliente, il progetto può includere un livello di affidabilità che supera il massimo consentito.

2.3. Parametri della corrente di fulmine

I parametri della corrente del fulmine sono necessari per il calcolo degli effetti meccanici e termici, nonché per la standardizzazione dei mezzi di protezione contro gli influssi elettromagnetici.

2.3.1. Classificazione degli effetti delle correnti da fulmine

Per ciascun livello di protezione contro i fulmini è necessario determinare i parametri massimi consentiti della corrente di fulmine. I dati indicati nella norma valgono per fulmini diretti verso l'alto e verso il basso.

Il rapporto di polarità delle scariche dei fulmini dipende dalla posizione geografica dell'area. In assenza di dati locali, si assume tale rapporto pari al 10% per le scariche con correnti positive e al 90% per le scariche con correnti negative.

Gli effetti meccanici e termici del fulmine sono determinati dal valore di picco della corrente I, dalla carica totale Q total, dalla carica nell'impulso Q imp e dall'energia specifica W/R. I valori più alti di questi parametri si osservano con scariche positive.

I danni causati dalle sovratensioni indotte sono determinati dalla pendenza del fronte della corrente di fulmine. La pendenza viene valutata entro livelli compresi tra il 30% e il 90% del valore corrente più alto. Il valore più alto di questo parametro si osserva nei successivi impulsi di scariche negative.

2.3.2. Parametri delle correnti di fulmine proposti per la standardizzazione dei mezzi di protezione contro la fulminazione diretta

I valori dei parametri di progettazione sono quelli accettati in tabella. I livelli di sicurezza 2.2 (con un rapporto dal 10% al 90% tra la quota di scarichi positivi e negativi) sono riportati nella tabella. 2.3.

Tabella 2.3

Corrispondenza dei parametri della corrente di fulmine e dei livelli di protezione

2.3.3. Densità dei fulmini al suolo

La densità dei fulmini nel terreno, espressa in termini di numero di fulmini per 1 km 2 di superficie terrestre all'anno, è determinata in base alle osservazioni meteorologiche nel luogo dell'oggetto.

Se la densità dei fulmini al suolo N g non è nota, può essere calcolata utilizzando la seguente formula 1/(km 2 anno):

, (2.1)

dove T d è la durata media dei temporali in ore, determinata dalle mappe regionali dell'intensità dell'attività temporalesca.

2.3.4. Parametri delle correnti di fulmine proposti per la standardizzazione dei mezzi di protezione contro gli effetti elettromagnetici dei fulmini

Oltre agli effetti meccanici e termici, la corrente del fulmine crea potenti impulsi di radiazione elettromagnetica, che possono causare danni ai sistemi, tra cui apparecchiature di comunicazione, apparecchiature di controllo, apparecchiature di automazione, dispositivi informatici e di informazione, ecc. Questi sistemi complessi e costosi sono utilizzati in molti settori e le imprese. Il loro danno a causa di un fulmine è altamente indesiderabile per motivi di sicurezza, oltre che per ragioni economiche.

Un fulmine può contenere un singolo impulso di corrente oppure consistere in una sequenza di impulsi separati da periodi di tempo durante i quali scorre una debole corrente di accompagnamento. I parametri dell'impulso di corrente del primo componente differiscono significativamente dalle caratteristiche degli impulsi dei componenti successivi. Di seguito sono riportati i dati che caratterizzano i parametri calcolati degli impulsi di corrente del primo e dei successivi impulsi (Tabelle 2.4 e 2.5), nonché della corrente a lungo termine (Tabella 2.6) nelle pause tra gli impulsi per oggetti ordinari a diversi livelli di protezione.

Tabella 2.4

Parametri del primo impulso della corrente di fulmine

________________
* Poiché una parte significativa della somma Q della carica totale ricade sul primo impulso, si presuppone che la carica totale di tutti gli impulsi brevi sia uguale al valore indicato.
** Poiché una parte significativa dell'energia specifica totale W/R si verifica nel primo impulso, si presuppone che la carica totale di tutti gli impulsi brevi sia uguale al valore indicato.

Tabella 2.5

Parametri del successivo impulso della corrente di fulmine

Tabella 2.6

Parametri della corrente di fulmine a lungo termine nell'intervallo tra gli impulsi

______________
* Q dl - carica causata da un lungo flusso di corrente nel periodo tra due impulsi di corrente di fulmine.

La corrente media è approssimativamente uguale a Q dl / T.

La forma degli impulsi di corrente è determinata dalla seguente espressione:

dove I è la corrente massima;
h - coefficiente che corregge il valore massimo della corrente;
t - tempo;
τ 1 - costante di tempo per la parte anteriore;
τ 2 - costante di tempo per il decadimento.

I valori dei parametri compresi nella formula (2.2), che descrive la variazione della corrente di fulmine nel tempo, sono riportati nella Tabella. 2.7.

Tabella 2.7

Valori dei parametri per il calcolo della forma dell'impulso della corrente di fulmine

Un impulso lungo può essere considerato rettangolare con una corrente media I e una durata T corrispondente ai dati in tabella. 2.6.

3. PROTEZIONE CONTRO I FULMINI DIRETTI

3.1. Complesso di mezzi di protezione contro i fulmini

L'insieme dei mezzi di protezione contro i fulmini per edifici o strutture comprende dispositivi per la protezione contro i fulmini diretti (sistema di protezione contro i fulmini esterno - LPS) e dispositivi per la protezione contro gli effetti secondari dei fulmini (LPS interno). In casi particolari la protezione contro i fulmini può contenere solo dispositivi esterni o solo interni. In generale, una parte delle correnti da fulmine scorre attraverso gli elementi interni di protezione contro i fulmini.

Un MES esterno può essere isolato dalla struttura (parafulmini autoportanti - asta o cavo, nonché strutture vicine che svolgono le funzioni di parafulmini naturali) oppure può essere installato sulla struttura protetta e addirittura farne parte.

I dispositivi interni di protezione contro i fulmini sono progettati per limitare gli effetti elettromagnetici della corrente del fulmine e prevenire scintille all'interno dell'oggetto protetto.

Le correnti di fulmine che entrano nei parafulmini vengono scaricate nel sistema di elettrodi di terra attraverso un sistema di calate (calette) e diffuse nel terreno.

3.2. Sistema di protezione contro i fulmini esterno

In generale l'MPS esterno è costituito da parafulmini, calate e conduttori di terra. In caso di fabbricazione speciale, il loro materiale e le loro sezioni devono soddisfare i requisiti della Tabella. 3.1.

Tabella 3.1

Materiale e sezioni minime degli elementi dell'MZS esterno

Nota. I valori specificati possono essere aumentati a seconda dell'aumento della corrosione o dello stress meccanico.

3.2.1. Parafulmini

3.2.1.1. considerazioni generali

I parafulmini possono essere installati appositamente, anche in loco, oppure le loro funzioni sono svolte da elementi strutturali dell'oggetto protetto; in quest'ultimo caso vengono detti parafulmini naturali.

I parafulmini possono essere costituiti da una combinazione arbitraria dei seguenti elementi: aste, fili tesi (cavi), conduttori a rete (griglie).

3.2.1.2. Parafulmini naturali

Possono essere considerati parafulmini naturali i seguenti elementi strutturali di edifici e strutture:

a) tetti metallici di oggetti protetti, a condizione che:
continuità elettrica tra in diverse parti garantito per lungo tempo;
lo spessore della lamiera del tetto non è inferiore al valore t riportato in tabella. 3.2, se è necessario proteggere il tetto da danneggiamenti o bruciature;
lo spessore della lamiera del tetto è di almeno 0,5 mm, se non è necessario proteggerlo da eventuali danni e non vi è pericolo di accensione di materiali infiammabili sotto il tetto;
Il tetto non ha rivestimento isolante. Tuttavia, un piccolo strato di vernice anticorrosione o uno strato di rivestimento in asfalto di 0,5 mm, o uno strato di rivestimento in plastica di 1 mm non sono considerati isolanti;
le coperture non metalliche sopra o sotto un tetto metallico non si estendono oltre l'oggetto protetto;
b) strutture metalliche del tetto (capriate, armature in acciaio interconnesse);
c) elementi metallici quali pluviali, decorazioni, recinzioni lungo il bordo del tetto, ecc., se la loro sezione non è inferiore ai valori prescritti per i parafulmini convenzionali;
d) tubi e serbatoi metallici tecnologici, se sono realizzati in metallo con uno spessore di almeno 2,5 mm e la fusione o la combustione di questo metallo non porterà a conseguenze pericolose o inaccettabili;
e) tubi e serbatoi metallici, se realizzati in metallo con uno spessore di almeno t, riportato nella tabella. 3.2 e se l'aumento della temperatura all'interno dell'oggetto nel punto in cui cade il fulmine non costituisce un pericolo.

Tabella 3.2

Lo spessore del tetto, della tubazione o del corpo del serbatoio che funge da parafulmine naturale

3.2.2. Calate

3.2.2.1. considerazioni generali

Per ridurre la probabilità di scintille pericolose, le calate dovrebbero essere posizionate in modo tale che tra il punto della lesione e il suolo:

a) la diffusione della corrente lungo più percorsi paralleli;
b) la lunghezza di questi percorsi è stata limitata al minimo.

3.2.2.2. Posizione delle calate nei dispositivi di protezione contro i fulmini isolati dall'oggetto protetto

Se il parafulmine è costituito da aste installate su supporti separati (o su un supporto), deve essere prevista almeno una calata per ciascun supporto.

Se il parafulmine è costituito da fili orizzontali separati (cavi) o da un filo (cavo), è necessaria almeno una calata per ciascuna estremità del cavo.

Se il parafulmine lo è disegno a rete, sospeso sopra l'oggetto protetto, è necessaria almeno una calata per ciascuno dei suoi supporti. Il numero totale di calate deve essere almeno due.

3.2.2.3. Ubicazione delle calate per i dispositivi di protezione contro i fulmini non isolati

Le calate sono posizionate attorno al perimetro dell'oggetto protetto in modo tale che la distanza media tra loro non sia inferiore ai valori indicati nella tabella. 3.3.

Le calate sono collegate da cinghie orizzontali in prossimità del suolo e ogni 20 m lungo l'altezza dell'edificio.

Tabella 3.3

Distanze medie tra calate in funzione del livello di protezione

3.2.2.4. Linee guida per la posa dei conduttori

È auspicabile che le calate siano posizionate uniformemente attorno al perimetro dell'oggetto protetto. Se possibile, vengono posati vicino agli angoli degli edifici.

Le calate non isolate dall'oggetto protetto sono posate come segue:

se la parete è in materiale non combustibile, le calate possono essere fissate alla superficie della parete oppure passare attraverso la parete;
se la parete è di materiale infiammabile, le calate possono essere fissate direttamente alla superficie della parete, in modo che l'aumento di temperatura durante il passaggio della corrente di fulmine non costituisca pericolo per il materiale della parete;
se la parete è di materiale infiammabile e l'aumento della temperatura delle calate rappresenta un pericolo per la stessa, le calate devono essere posizionate in modo tale che la distanza tra loro e l'oggetto protetto sia sempre superiore a 0,1 m. per il fissaggio delle calate possono essere a contatto con la parete.

Le calate non devono essere installate nei tubi di scarico. Si consiglia di posizionare i conduttori al massimo possibili distanze da porte e finestre.

Le calate vengono posate lungo linee rette e verticali, in modo che il percorso verso terra sia il più breve possibile. Non è consigliabile posare i conduttori sotto forma di spire.

3.2.2.5. Elementi naturali delle calate

Possono essere considerate calate naturali i seguenti elementi strutturali degli edifici:

a) strutture metalliche, a condizione che:
la continuità elettrica tra i diversi elementi è duratura e soddisfa i requisiti del punto 3.2.4.2;
le dimensioni non sono inferiori a quelle richieste per calate appositamente progettate. Le strutture metalliche possono avere un rivestimento isolante;
b) struttura metallica di un edificio o struttura;
c) rinforzo in acciaio interconnesso di un edificio o struttura;
d) parti della facciata, elementi profilati e strutture metalliche portanti della facciata, purché le loro dimensioni siano conformi alle istruzioni relative alle calate e il loro spessore sia almeno di 0,5 mm.

Si ritiene che l'armatura metallica delle strutture in cemento armato fornisca continuità elettrica se soddisfa le seguenti condizioni:

circa il 50% dei collegamenti dei tiranti verticali ed orizzontali sono realizzati mediante saldatura o presentano un collegamento rigido (bullonatura, legatura a filo);
è assicurata la continuità elettrica tra l'armatura in acciaio dei vari blocchi di calcestruzzo prefabbricati e l'armatura dei blocchi di calcestruzzo predisposti in cantiere.

Non è necessario posare cinture orizzontali se telai metallici come calate vengono utilizzati edifici o cemento armato con armatura in acciaio.

3.2.3. Interruttori di messa a terra

3.2.3.1. considerazioni generali

In tutti i casi, ad eccezione dell'uso di un parafulmine separato, il conduttore di terra per la protezione contro i fulmini deve essere combinato con i conduttori di terra degli impianti elettrici e delle apparecchiature di comunicazione. Se questi elettrodi di terra devono essere separati per qualsiasi motivo tecnologico, dovrebbero essere combinati in un sistema comune utilizzando un sistema di equalizzazione potenziale.

3.2.3.2. Elettrodi di messa a terra appositamente posati

Si consiglia di utilizzare i seguenti tipi di elettrodi di terra: uno o più circuiti, elettrodi verticali (o inclinati), elettrodi divergenti radialmente o un circuito di terra posto sul fondo del pozzo, griglie di terra.

Gli elettrodi di terra fortemente interrati sono efficaci se la resistività del terreno diminuisce con la profondità e a grandi profondità risulta significativamente inferiore rispetto al livello della posizione abituale.

È preferibile posare l'elettrodo di terra sotto forma di circuito esterno ad una profondità di almeno 0,5 m dalla superficie del terreno e ad una distanza di almeno 1 m dalle pareti. Gli elettrodi di messa a terra devono essere posizionati ad una profondità di almeno 0,5 m all'esterno dell'oggetto protetto ed essere distribuiti il ​​più uniformemente possibile; Allo stesso tempo, dobbiamo sforzarci di ridurre al minimo la loro protezione reciproca.

La profondità di posa e il tipo di elettrodi di messa a terra sono selezionati per garantire una corrosione minima, nonché una variazione stagionale possibilmente minore della resistenza di messa a terra a seguito dell'essiccazione e del congelamento del terreno.

3.2.3.3. Elettrodi di messa a terra naturali

Come elettrodi di messa a terra possono essere utilizzati rinforzi in cemento armato interconnessi o altre strutture metalliche sotterranee che soddisfano i requisiti della clausola 3.2.2.5. Se come elettrodi di messa a terra si utilizzano rinforzi in cemento armato, vengono posti requisiti maggiori sui punti di connessione per impedire la distruzione meccanica del calcestruzzo. Se si utilizza cemento precompresso, è necessario prendere in considerazione possibili conseguenze il flusso della corrente del fulmine, che può causare sollecitazioni meccaniche inaccettabili.

3.2.4. Elementi di fissaggio e collegamento dell'MZS esterno

3.2.4.1. Fissaggio

I parafulmini e le calate sono fissati rigidamente per evitare qualsiasi rottura o allentamento dei conduttori sotto l'influenza di forze elettrodinamiche o influenze meccaniche casuali (ad esempio, da una folata di vento o dalla caduta di neve).

3.2.4.2. Connessioni

Il numero di collegamenti dei conduttori è ridotto al minimo. È inoltre consentito effettuare collegamenti tramite saldatura, brasatura, inserimento in un capocorda di serraggio o imbullonatura.

3.3. Selezione di parafulmini

3.3.1. considerazioni generali

La scelta della tipologia e dell'altezza dei parafulmini viene fatta in base ai valori di affidabilità richiesta Rz. Un oggetto è considerato protetto se l'insieme di tutti i suoi parafulmini garantisce un'affidabilità di protezione pari almeno a R 3.

In tutti i casi, il sistema di protezione contro la fulminazione diretta viene scelto in modo tale da utilizzare il più possibile i parafulmini naturali e, se la protezione da essi fornita è insufficiente, in combinazione con parafulmini appositamente installati.

In generale, la scelta dei parafulmini dovrebbe essere effettuata utilizzando programmi informatici adeguati in grado di calcolare le zone di protezione o la probabilità di uno sfondamento di un fulmine in un oggetto (gruppo di oggetti) di qualsiasi configurazione con una disposizione arbitraria di quasi un numero qualsiasi di parafulmini di vari tipi.

A parità di altre condizioni, l'altezza dei parafulmini può essere ridotta se si utilizzano strutture di cavi al posto delle strutture di aste, soprattutto se sospese lungo il perimetro esterno dell'oggetto.

Se la protezione di un oggetto è assicurata dai parafulmini più semplici (asta singola, cavo singolo, doppia asta, doppio cavo, cavo chiuso), le dimensioni dei parafulmini possono essere determinate utilizzando le zone di protezione specificate nella presente norma.

Nel caso di progettazione della protezione contro i fulmini per un impianto ordinario, è possibile determinare le zone di protezione mediante l'angolo di protezione o il metodo della sfera rotolante in conformità con lo standard della Commissione Elettrotecnica Internazionale (IEC 1024), a condizione che i requisiti di progettazione della Commissione Elettrotecnica Internazionale Commissione sono più rigorosi rispetto ai requisiti delle presenti Istruzioni.

3.3.2. Zone tipiche di protezione per parafulmini a stelo e cavo

3.3.2.1. Zone di protezione di un parafulmine a stelo singolo

La zona di protezione standard di un parafulmine a stelo singolo con altezza h è un cono circolare con altezza h 0

Le formule di calcolo riportate di seguito (Tabella 3.4) sono adatte per parafulmini con un'altezza fino a 150 m, per parafulmini più alti è necessario utilizzare un metodo di calcolo speciale.

Riso. 3.1. Zona di protezione di un parafulmine a stelo singolo

Per una zona di protezione con l'affidabilità richiesta (Fig. 3.1), il raggio della sezione orizzontale r x ad un'altezza h x è determinato dalla formula:

(3.1)

Tabella 3.4

Calcolo della zona di protezione di un parafulmine a barra singola

3.3.2.2. Zone di protezione di un parafulmine a cavo singolo

Le zone di protezione standard di un parafulmine a cavo singolo con altezza h sono limitate da superfici simmetriche del timpano che formano un triangolo isoscele in sezione verticale con vertice all'altezza h 0

Le formule di calcolo riportate di seguito (Tabella 3.5) sono adatte per parafulmini con altezza fino a 150 m, per altezze superiori è necessario utilizzare software appositi. Qui e sotto, h si riferisce all'altezza minima del cavo dal livello del suolo (tenendo conto dell'abbassamento).

Riso. 3.2. Zona di protezione di un parafulmine a catenaria singola:
L - distanza tra i punti di sospensione del cavo

La metà della larghezza r x della zona di protezione dell'affidabilità richiesta (Fig. 3.2) ad un'altezza h x dalla superficie del suolo è determinata dall'espressione:

Qualora sia necessario ampliare il volume protetto, alle estremità della zona di protezione del parafulmine catenaria stessa possono essere aggiunte zone di protezione per supporti portanti, che si calcolano utilizzando le formule per parafulmini a barra singola presentate in Tabella. 3.4. In caso di grandi cedimenti dei cavi, ad esempio vicino a linee elettriche aeree, si consiglia di calcolare la probabilità garantita di uno sfondamento di fulmini utilizzando metodi software, poiché la costruzione di zone di protezione basate sull'altezza minima del cavo nella campata può portare a costi ingiustificati .

Tabella 3.5

Calcolo della zona di protezione di un parafulmine a cavo singolo

3.3.2.3. Zone di protezione del parafulmine a doppia asta

Un parafulmine è considerato doppio quando la distanza tra i parafulmini L non supera il valore limite L max. Altrimenti entrambi i parafulmini sono considerati come singoli.

La configurazione delle sezioni verticale e orizzontale delle zone di protezione standard di un parafulmine a doppia asta (altezza h e distanza L tra i parafulmini) è mostrata in Fig. 3.3. La costruzione delle aree esterne delle zone parafulmine doppio (semiconi di dimensioni h 0, r 0) viene effettuata secondo le formule di Tabella. 3.4 per parafulmini ad asta singola. Le dimensioni delle aree interne sono determinate dai parametri h 0 e h c , il primo dei quali fissa l'altezza massima della zona direttamente in corrispondenza dei parafulmini, il secondo fissa l'altezza minima della zona al centro tra i parafulmini. . Quando la distanza tra i parafulmini è L ≤ L c, il confine della zona non ha alcuna flessione (h c = h 0). Per le distanze L c ≤ L ≥ L max, l'altezza h c è determinata dall'espressione

(3.3)

Le distanze limite L max e L c in esso comprese sono calcolate utilizzando le formule empiriche della tabella. 3.6, adatto per parafulmini con altezza fino a 150 m Per altezze superiori dei parafulmini è necessario utilizzare un software speciale.

Le dimensioni delle sezioni orizzontali della zona sono calcolate utilizzando le seguenti formule, comuni a tutti i livelli di affidabilità della protezione:

Riso. 3.3. Zona di protezione del parafulmine a doppia asta

Tabella 3.6

Calcolo dei parametri della zona di protezione di un parafulmine a doppia asta

3.3.2.4. Zone di protezione del parafulmine a doppio cavo

Un parafulmine è considerato doppio quando la distanza tra i cavi L non supera il valore limite L max. Altrimenti entrambi i parafulmini sono considerati come singoli.

La configurazione delle sezioni verticale e orizzontale delle zone di protezione standard di un parafulmine a doppio cavo (altezza h e distanza tra i cavi L) è mostrata in Fig. 3.4. La costruzione delle aree esterne delle zone (due superfici monofalda di dimensioni h 0, r 0) viene effettuata secondo le formule di tabella. 3,5 per parafulmini a cavo singolo.

Riso. 3.4. Zona di protezione del parafulmine a doppio cavo

Le dimensioni delle zone interne sono determinate dai parametri h 0 e h c , il primo dei quali fissa l'altezza massima della zona direttamente accanto ai cavi, il secondo fissa l'altezza minima della zona al centro tra i cavi. Quando la distanza tra i cavi è L≤L c, il confine della zona non presenta abbassamenti (h c = h 0). Per le distanze L c L≤L l'altezza massima h c è determinata dall'espressione

(3.7)

Le distanze limite Lmax e Lc in esso comprese sono calcolate utilizzando le formule empiriche della Tabella. 3.7, adatto per cavi con un'altezza di sospensione fino a 150 m Per altezze maggiori dei parafulmini è necessario utilizzare un software speciale.

La lunghezza della sezione orizzontale della zona di protezione all'altezza h x è determinata dalle formule:

l x = L/2 per h c ≥ h x ;

(3.8)

Per ampliare il volume protetto, è possibile sovrapporre una zona di protezione di supporti portanti cavi alla zona di un parafulmine a doppio cavo, che è costruito come una zona di parafulmine a doppia asta se la distanza L tra i supporti è inferiore a L max, calcolato secondo le formule della Tabella. 3.6. Altrimenti i supporti sono da considerare come singoli parafulmini.

Quando i cavi non sono paralleli o hanno altezze diverse, o la loro altezza varia lungo la campata, è opportuno utilizzare un software speciale per valutare l'affidabilità della loro protezione. Si consiglia inoltre di procedere con ampi abbassamenti dei cavi nella campata per evitare inutili riserve sull'affidabilità della protezione.

Tabella 3.7

Calcolo dei parametri della zona di protezione di un parafulmine a doppia catenaria

3.3.2.5 Zone di protezione di un parafulmine a catenaria chiusa

Le formule di calcolo del punto 3.3.2.5 possono essere utilizzate per determinare l'altezza della sospensione di un parafulmine a cavo chiuso progettato per proteggere oggetti con l'affidabilità richiesta di altezza h 0

Riso. 3.5. Zona di protezione di un parafulmine a catenaria chiusa

Per calcolare h si utilizza l'espressione:

h = A + Bh 0, (3.9)

in cui le costanti A e B vengono determinate in funzione del livello di affidabilità della protezione utilizzando le seguenti formule:

a) affidabilità della protezione Р з = 0,99

b) affidabilità della protezione P z = 0,999

Le relazioni calcolate sono valide quando D > 5 m. Lavorare con spostamenti orizzontali minori del cavo non è pratico a causa dell'elevata probabilità di sovrapposizioni di fulmini inversi dal cavo all'oggetto protetto. Per ragioni economiche, i parafulmini a catenaria chiusa non sono consigliati quando l'affidabilità della protezione richiesta è inferiore a 0,99.

Se l'altezza dell'oggetto supera i 30 m, l'altezza del parafulmine a filo chiuso viene determinata tramite software. Lo stesso dovrebbe essere fatto per un circuito chiuso di forma complessa.

Dopo aver selezionato l'altezza dei parafulmini in base alle loro zone di protezione, si consiglia di verificare l'effettiva probabilità di sfondamento utilizzando strumenti informatici e, in caso di ampio margine di affidabilità, effettuare una regolazione impostando un'altezza inferiore dei parafulmini.

Di seguito sono riportate le regole per determinare le zone di protezione per oggetti fino a 60 m di altezza, come previsto dalla norma IEC (IEC 1024-1-1). Durante la progettazione è possibile scegliere qualsiasi metodo di protezione, tuttavia, la pratica mostra l'opportunità di utilizzare metodi individuali nei seguenti casi:

il metodo dell'angolo di protezione viene utilizzato per strutture di forma semplice o per piccole parti di strutture di grandi dimensioni;
il metodo della sfera fittizia è adatto per strutture di forma complessa;
L'utilizzo di una rete protettiva è consigliabile in generale e soprattutto per la protezione delle superfici.

Nella tabella 3.8 per i livelli di protezione I - IV vengono forniti i valori degli angoli nella parte superiore della zona di protezione, i raggi della sfera fittizia, nonché il passo massimo consentito delle celle della griglia.

Tabella 3.8

Parametri per il calcolo dei parafulmini secondo le raccomandazioni IEC

_______________
*In questi casi sono applicabili solo mesh o sfere fittizie.

I parafulmini, i pali e i cavi sono posizionati in modo tale che tutte le parti della struttura si trovino nella zona di protezione formata ad angolo UN alla verticale. L'angolo di protezione viene selezionato in base alla tabella. 3.8, dove h è l'altezza del parafulmine rispetto alla superficie da proteggere.

Il metodo dell'angolo protettivo non viene utilizzato se h è maggiore del raggio della sfera fittizia definita in Tabella. 3.8 per il livello di protezione adeguato.

Il metodo della sfera fittizia viene utilizzato per determinare la zona di protezione per una o più parti di una struttura quando, secondo la tabella. 3.4 è esclusa la determinazione della zona di protezione mediante l'angolo di protezione. Un oggetto è considerato protetto se la sfera fittizia, toccando la superficie del parafulmine e il piano su cui è installato, non ha punti in comune con l'oggetto protetto.

La rete protegge la superficie se sono soddisfatte le seguenti condizioni:

i conduttori a rete corrono lungo il bordo del tetto se il tetto si estende oltre dimensioni edificio;
la rete conduttrice corre lungo il colmo del tetto se la pendenza del tetto supera 1/10;
le superfici laterali della struttura a quote superiori al raggio della sfera fittizia (vedi Tabella 3.8) sono protette da parafulmini o reti;
Le dimensioni delle celle della griglia non sono maggiori di quelle indicate nella tabella. 3,8;
la griglia è progettata in modo tale che la corrente del fulmine segua sempre almeno due percorsi diversi verso l'elettrodo di terra;
nessuna parte metallica deve sporgere oltre i contorni esterni della rete.

I conduttori della rete dovrebbero essere posati possibilmente lungo i percorsi più brevi.

3.3.4. Protezione delle linee di trasmissione in cavo metallico elettrico di dorsali e reti di comunicazione intrazonali

3.3.4.1. Protezione di linee in cavo di nuova concezione

Sulle linee in cavo di nuova progettazione e ricostruzione delle reti di comunicazione principali e intrazonali 1, le misure di protezione dovrebbero essere previste immancabilmente in quelle aree in cui la probabile densità del danno (il probabile numero di fulmini pericolosi) supera il limite consentito specificato nella tabella. 3.9.

___________________
1 Reti dorsali - reti per la trasmissione di informazioni su lunghe distanze; reti intrazonali: reti per la trasmissione di informazioni tra centri regionali e distrettuali.

Tabella 3.9

Numero consentito di fulmini pericolosi per 100 km di percorso all'anno per i cavi di comunicazione elettrica

3.3.4.2. Protezione di nuove linee posate in prossimità di quelle esistenti

Se la linea in cavo da progettare viene posata vicino a una linea in cavo esistente e si conosce il numero effettivo di danni subiti da quest'ultima durante il funzionamento per un periodo di almeno 10 anni, allora quando si progetta la protezione del cavo dai fulmini, lo standard per la protezione del cavo consentita dai fulmini la densità del danno deve tenere conto della differenza tra la danneggiabilità effettiva e quella calcolata della linea in cavo esistente.

In questo caso, la densità di danno ammissibile n 0 della linea di cavi progettata si trova moltiplicando la densità ammissibile dalla tabella. 3.9 sul rapporto tra i tassi di danno calcolati n p e n f effettivi del cavo esistente dovuti a fulmini per 100 km di percorso all'anno:

.

3.3.4.3. Protezione delle linee di cavi esistenti

Sulle linee in cavo esistenti, le misure di protezione vengono eseguite in quelle aree in cui si sono verificati danni dovuti a fulmini e la lunghezza dell'area protetta è determinata dalle condizioni del terreno (la lunghezza di una collina o un'area con maggiore resistività del suolo, ecc.) , ma si considera che siano ad almeno 100 m di distanza dal luogo del danno. In questi casi è necessario interrare i cavi parafulmini. Se una linea di cavi già protetta viene danneggiata, dopo aver eliminato il danno, viene controllata la condizione dei dispositivi di protezione contro i fulmini e solo dopo si decide di installare una protezione aggiuntiva sotto forma di posa di cavi o di sostituzione del cavo esistente con uno più resistente ai fulmini. I lavori di protezione devono essere eseguiti immediatamente dopo che il danno da fulmine è stato eliminato.

3.3.5. Protezione delle linee di trasmissione in cavo ottico di dorsali e reti di comunicazione intrazonali

3.3.5.1. Numero consentito di fulmini pericolosi sulle linee ottiche delle reti di comunicazione principali e intrazonali

Sulle linee di trasmissione in cavo ottico progettate delle reti di comunicazione principali e intrazonali, sono obbligatorie misure di protezione contro i danni causati dai fulmini nelle aree in cui il numero probabile di fulmini pericolosi (probabile densità di danno) nei cavi supera il numero consentito specificato nella tabella. 3.10.

Tabella 3.10

Numero consentito di fulmini pericolosi per 100 km di percorso all'anno per i cavi di comunicazione ottica

Nella progettazione delle linee di trasmissione in cavo ottico è previsto l'utilizzo di cavi con categoria di resistenza ai fulmini non inferiore a quelle riportate in Tabella. 3.11, a seconda dello scopo dei cavi e delle condizioni di installazione. In questo caso, quando si posano i cavi in ​​aree aperte, le misure di protezione possono essere necessarie molto raramente, solo in aree con elevata resistività del suolo e maggiore attività temporalesca.

Tabella 3.11

3.3.5.3. Protezione delle linee di cavi ottici esistenti

Sulle linee di trasmissione via cavo ottico esistenti, le misure di protezione vengono eseguite in quelle aree in cui si sono verificati danni dovuti a fulmini e la lunghezza dell'area protetta è determinata dalle condizioni del terreno (la lunghezza di una collina o un'area con maggiore resistività del suolo, ecc. .), ma deve trovarsi ad almeno 100 m in ciascuna direzione dal luogo del danno. In questi casi è necessario prevedere la posa di cavi di protezione.

I lavori per l'installazione delle misure di protezione devono essere eseguiti immediatamente dopo l'eliminazione dei danni da fulmine.

3.3.6. Protezione dai fulmini dei cavi di comunicazione elettrici e ottici posati in aree popolate

Quando si posano i cavi in ​​un'area popolata, ad eccezione dell'attraversamento e dell'avvicinamento a linee aeree con una tensione pari o superiore a 110 kV, non è fornita protezione contro i fulmini.

3.3.7. Protezione dei cavi posati lungo il margine del bosco, in prossimità di alberi isolati, sostegni, tralicci

Se la distanza tra il cavo e l'oggetto (o la sua parte sotterranea)) inferiore alle distanze indicate nella tabella. 3.12 per vari valori di resistività terrestre.

Tabella 3.12

Distanze consentite tra il cavo e il circuito di terra (supporto)

4. PROTEZIONE CONTRO GLI URTI SECONDARI DEI FULMINI

4.1. Disposizioni generali

La sezione 4 stabilisce i principi fondamentali della protezione contro gli effetti secondari dei fulmini dei sistemi elettrici ed elettronici, tenendo conto delle raccomandazioni della CEI (norma 61312). Questi sistemi sono utilizzati in molti settori che utilizzano apparecchiature piuttosto complesse e costose. Sono più sensibili ai fulmini rispetto alle generazioni precedenti di dispositivi, quindi è necessario adottare misure speciali per proteggerli dagli effetti pericolosi dei fulmini.

Lo spazio in cui si trovano gli impianti elettrici ed elettronici deve essere suddiviso in zone con diversi gradi di protezione. Le zone sono caratterizzate da un cambiamento significativo nei parametri elettromagnetici ai confini. In generale, maggiore è il numero di zona, minori sono i valori dei parametri di campi elettromagnetici, correnti e tensioni nello spazio zonale.

La zona 0 è la zona in cui ogni oggetto è esposto alla fulminazione diretta e quindi l'intera corrente del fulmine può attraversarlo. In questa regione il campo elettromagnetico ha il suo valore massimo.

La zona 0 E è una zona in cui gli oggetti non sono soggetti a fulmini diretti, ma il campo elettromagnetico non è indebolito e ha anche un valore massimo.

Zona 1 - una zona in cui gli oggetti non sono soggetti a fulmini diretti e la corrente in tutti gli elementi conduttori all'interno della zona è inferiore a quella della zona 0 E; in questa zona il campo elettromagnetico può essere indebolito mediante schermatura.

Altre zone vengono installate qualora sia necessaria un'ulteriore riduzione della corrente e/o indebolimento del campo elettromagnetico; i requisiti per i parametri di zona sono determinati in conformità con i requisiti per la protezione di varie zone della struttura.

I principi generali per la suddivisione dello spazio protetto in zone di protezione contro i fulmini sono mostrati in Fig. 4.1.

Ai confini delle zone devono essere adottate misure per schermare e collegare tutti gli elementi metallici e le comunicazioni che attraversano il confine.

Due zone 1 separate spazialmente possono formare una zona comune utilizzando un collegamento schermato (Fig. 4.2).

Riso. 4.1. Zone di protezione contro i fulmini:
1 - ZONA 0 (ambiente esterno); 2 - ZONA 1 (ambiente elettromagnetico interno); 3 - ZONA 2; 4 - ZONA 2 (arredi interni al mobile); 5 - ZONA 3

Riso. 4.2. Combinazione di due zone

4.3. Schermatura

La schermatura è il metodo principale per ridurre le interferenze elettromagnetiche.

La struttura metallica di una struttura edilizia viene utilizzata o può essere utilizzata come schermo. Una tale struttura schermante è formata ad esempio dall'armatura in acciaio del tetto, delle pareti, dei pavimenti dell'edificio, nonché da parti metalliche del tetto, delle facciate, dei telai in acciaio e delle griglie. Questa struttura schermante forma uno schermo elettromagnetico con aperture (dovute a finestre, porte, aperture di ventilazione, spaziatura delle maglie nell'armatura, fessure nella facciata metallica, aperture per linee elettriche, ecc.). Per ridurre l'influenza dei campi elettromagnetici, tutti gli elementi metallici dell'oggetto sono collegati elettricamente e collegati al sistema di protezione contro i fulmini (Fig. 4.3).

Se i cavi corrono tra oggetti adiacenti, gli elettrodi di terra di questi ultimi vengono collegati per aumentare il numero di conduttori paralleli e, quindi, ridurre le correnti nei cavi. Questo requisito è ben soddisfatto da un sistema di messa a terra sotto forma di griglia. Per ridurre le interferenze indotte si può utilizzare:

schermatura esterna;
posa razionale delle linee via cavo;
schermatura delle linee elettriche e di comunicazione.

Tutte queste attività possono essere eseguite contemporaneamente.

Se all'interno dello spazio protetto sono presenti cavi schermati, le loro schermature sono collegate al sistema di protezione contro i fulmini su entrambe le estremità e ai confini delle zone.

I cavi che vanno da un oggetto all'altro vengono posati per tutta la loro lunghezza in tubi metallici, scatole di rete o scatole di cemento armato con rinforzo in rete. Gli elementi metallici di tubi, condotti e schermature dei cavi sono collegati ai bus degli oggetti comuni specificati. Non è consentito utilizzare scatole o passerelle metalliche se le schermature dei cavi resistono alla corrente di fulmine prevista.

Riso. 4.3. Combinazione di elementi metallici di un oggetto per ridurre l'influenza dei campi elettromagnetici:

1 - saldatura alle intersezioni dei fili; 2 - massiccio telaio della porta continua; 3 - saldatura su ciascuna asta

4.4. Connessioni

I collegamenti degli elementi metallici sono necessari per ridurre la differenza di potenziale tra loro all'interno dell'oggetto protetto. I collegamenti di elementi e sistemi metallici situati all'interno dello spazio protetto e che attraversano i confini delle zone di protezione contro i fulmini vengono realizzati ai confini delle zone. I collegamenti devono essere realizzati utilizzando conduttori o morsetti speciali e, ove necessario, dispositivi di protezione dalle sovratensioni.

4.4.1. Connessioni ai confini delle zone

Tutti i conduttori che entrano nell'impianto dall'esterno sono collegati al sistema di protezione contro i fulmini.

Se i conduttori esterni cavi di alimentazione o i cavi di comunicazione entrano nell'impianto in vari punti, e quindi ci sono più sbarre comuni, queste ultime collegate lungo il percorso più breve ad un circuito di terra chiuso o al rinforzo della struttura e al rivestimento esterno metallico (se presente). Se non è presente un circuito di terra chiuso, queste sbarre comuni sono collegate a singoli elettrodi di terra e collegate tramite un conduttore ad anello esterno o un anello rotto. Se i conduttori esterni entrano in una struttura fuori terra, le sbarre comuni sono collegate a un conduttore ad anello orizzontale all'interno o all'esterno delle pareti. Questo conduttore, a sua volta, è collegato ai conduttori e ai raccordi inferiori.

Si consiglia di collegare conduttori e cavi che entrano nella struttura a livello del suolo a un sistema di protezione contro i fulmini allo stesso livello. La sbarra comune nel punto di ingresso dei cavi nell'edificio è posizionata il più vicino possibile all'elettrodo di terra e all'armatura della struttura a cui è collegata.

Il conduttore ad anello è collegato ogni 5 m a raccordi o altri elementi di schermatura, come ad esempio rivestimenti metallici. La sezione minima degli elettrodi in rame o acciaio zincato è di 50 mm 2.

Le sbarre generali per oggetti con sistemi informativi, dove si prevede che l'influenza delle correnti di fulmine sia ridotta al minimo, dovrebbero essere realizzate con piastre metalliche con un gran numero di collegamenti a raccordi o altri elementi di schermatura.

Per i collegamenti dei contatti e i dispositivi di protezione da sovratensione situati ai confini delle zone 0 e 1, sono accettati i parametri di corrente specificati nella tabella. 2.3. Se sono presenti più conduttori, è necessario tenere conto della distribuzione delle correnti lungo i conduttori.

Per conduttori e cavi che entrano in un oggetto a livello del suolo, viene valutata la parte della corrente di fulmine che conducono.

Le sezioni dei conduttori di collegamento sono determinate secondo la tabella. 4.1 e 4.2. Tavolo 4.1 viene utilizzato se più del 25% della corrente di fulmine scorre attraverso l'elemento conduttore e tabella. 4.2 - se inferiore al 25%.

Tabella 4.1

Sezioni trasversali del conduttore attraverso le quali scorre la maggior parte della corrente di fulmine

Tabella 4.2

Sezioni trasversali del conduttore attraverso le quali scorre una piccola parte della corrente di fulmine

Il dispositivo di protezione contro le sovratensioni è selezionato per resistere a parte della corrente di fulmine, limitare le sovratensioni e interrompere le correnti di accompagnamento dopo gli impulsi principali.

La massima sovratensione U max all'ingresso dell'impianto è coordinata con la tensione di tenuta del sistema.

Per mantenere al minimo il valore Umax, le linee sono collegate al bus comune con conduttori di lunghezza minima.

Tutti gli elementi conduttivi come linee via cavo, che attraversano i confini delle zone di protezione contro i fulmini, sono collegati a questi confini. Il collegamento avviene su un bus comune, al quale sono collegate anche la schermatura e altri elementi metallici (ad esempio, custodie per apparecchiature).

Per i terminali e i dispositivi di soppressione delle sovratensioni la corrente nominale viene valutata caso per caso. La sovratensione massima su ciascun confine è coordinata con la tensione di tenuta del sistema. Anche i dispositivi di protezione contro le sovratensioni ai confini delle diverse zone sono coordinati in base alle caratteristiche energetiche.

4.4.2. Connessioni all'interno del volume protetto

Tutti gli elementi conduttori interni di notevoli dimensioni, quali guide di ascensori, gru, pavimenti metallici, telai porte metalliche, tubi, passerelle portacavi sono collegati alla sbarra comune più vicina o ad altro elemento di collegamento comune lungo il percorso più breve. Sono anche desiderabili ulteriori collegamenti di elementi conduttori.

Le sezioni dei conduttori di collegamento sono indicate in tabella. 4.2. Si presuppone che solo una piccola parte della corrente di fulmine passi attraverso i conduttori di collegamento.

Tutte le parti conduttive aperte dei sistemi informativi sono collegate in un'unica rete. In casi particolari, tale rete potrebbe non avere una connessione all'elettrodo di terra.

Esistono due modi per collegare le parti metalliche dei sistemi informativi, come alloggiamenti, gusci o telai, all'elettrodo di terra: le connessioni vengono realizzate sotto forma di un sistema radiale o sotto forma di maglia.

Quando si utilizza un sistema radiale, tutte le sue parti metalliche sono completamente isolate dall'elettrodo di massa tranne l'unico punto di connessione con esso. In genere, tale sistema viene utilizzato per oggetti relativamente piccoli, in cui tutti gli elementi e i cavi entrano nell'oggetto in un punto.

Il sistema di terra radiale è collegato al sistema di terra generale in un solo punto (Fig. 4.4). In questo caso, tutte le linee e i cavi tra le apparecchiature devono essere posati parallelamente ai conduttori di terra a stella per ridurre i circuiti induttivi. Grazie alla messa a terra in un punto, le correnti a bassa frequenza che compaiono durante un fulmine non entrano nel sistema informativo. Inoltre, le fonti di interferenza a bassa frequenza all'interno del sistema informativo non creano correnti nel sistema di terra. I conduttori vengono introdotti nella zona protetta esclusivamente nel punto centrale del sistema di compensazione del potenziale. Anche il punto comune specificato lo è Il miglior posto collegamento di dispositivi di protezione contro le sovratensioni.

Quando si utilizza una rete, le sue parti metalliche non sono isolate dall'impianto di terra generale (Fig. 4.5). La griglia si collega al sistema complessivo in molti punti. La rete viene generalmente utilizzata per sistemi aperti lunghi in cui le apparecchiature sono collegate da un gran numero di linee e cavi diversi e dove entrano nella struttura in vari punti. In questo caso l'intero sistema presenta una bassa resistenza a tutte le frequenze. Inoltre, un gran numero di circuiti di rete cortocircuitati indeboliscono il campo magnetico vicino al sistema informativo. Gli apparecchi nella zona protetta sono collegati tra loro tramite più conduttori su brevi distanze, nonché alle parti metalliche della zona protetta e allo schermo di zona. In questo caso si sfrutta al massimo le parti metalliche disponibili nell'apparecchio, come raccordi nel pavimento, nelle pareti e nel tetto, griglie metalliche, apparecchiature metalliche per scopi non elettrici, come tubi, ventilazione e canaline per cavi.

Riso. 4.4. Schema di collegamento dei cavi di alimentazione e comunicazione con un sistema di compensazione del potenziale a forma di stella:
1 - schermo della zona protettiva; 2 - isolamento elettrico; 3 - fili del sistema di equalizzazione potenziale; 4 - punto centrale del sistema di perequazione potenziale; 5 - cavi di comunicazione, alimentazione

Riso. 4.5. Realizzazione in rete del sistema di perequazione del potenziale:
1 - schermo della zona protettiva; 2 - conduttore di equalizzazione potenziale

Riso. 4.6. Esecuzione completa sistemi di equalizzazione potenziale:
1 - schermo della zona protettiva; 2 - isolamento elettrico; 3 - punto centrale del sistema di perequazione potenziale

Entrambe le configurazioni, radiale e mesh, possono essere combinate in un sistema complesso come mostrato in Fig. 4.6. Solitamente, pur non essendo obbligatorio, il collegamento della rete locale di terra all'impianto generale viene effettuato al confine della zona di protezione contro i fulmini.

4.5. Messa a terra

Il compito principale di un dispositivo di protezione contro i fulmini è quello di deviare la massima quantità possibile di corrente del fulmine (50% o più) verso terra. Il resto della corrente si diffonde attraverso comunicazioni adatte all'edificio (guaine dei cavi, tubi di alimentazione dell'acqua, ecc.). In questo caso non si formano tensioni pericolose sull'elettrodo di terra stesso. Questo compito viene eseguito da un sistema a rete sotto e intorno all'edificio. I conduttori di terra formano un anello di rete che collega l'armatura in calcestruzzo sul fondo della fondazione. Questo è un metodo comune per creare uno scudo elettromagnetico nella parte inferiore di un edificio. Il conduttore ad anello attorno all'edificio e/o nel calcestruzzo alla periferia della fondazione è collegato al sistema di terra tramite conduttori di terra solitamente ogni 5 m. Un conduttore di terra esterno può essere collegato ai conduttori ad anello specificati.

L'armatura in calcestruzzo alla base della fondazione è collegata al sistema di terra. L'armatura deve formare una griglia collegata all'impianto di terra, normalmente ogni 5 m.

È possibile utilizzare una rete di acciaio zincato con una larghezza di maglia tipica di 5 m, saldata o fissata meccanicamente alle barre di rinforzo solitamente ogni 1 m Le estremità dei conduttori della rete possono fungere da conduttori di terra per le strisce di collegamento. Nella fig. 4.7 e 4.8 mostrano esempi di un dispositivo di messa a terra a rete.

Il collegamento tra l'elettrodo di terra e il sistema di connessione crea un sistema di messa a terra. Il compito principale dell'impianto di messa a terra è ridurre la differenza di potenziale tra eventuali punti dell'edificio e delle apparecchiature. Questo problema viene risolto creando un gran numero di percorsi paralleli per le correnti di fulmine e per le correnti indotte, formando una rete a bassa resistenza su un'ampia gamma di frequenze. Percorsi multipli e paralleli hanno frequenze di risonanza diverse. Circuiti multipli con impedenze dipendenti dalla frequenza creano un'unica rete con bassa impedenza per le interferenze nello spettro considerato.

4.6. Dispositivi di protezione contro le sovratensioni

I dispositivi di protezione contro le sovratensioni (SPD) sono installati nel punto in cui le linee di alimentazione, controllo, comunicazione e telecomunicazione attraversano il confine di due zone di schermatura. Gli SPD sono coordinati per ottenere una distribuzione del carico accettabile tra loro in base alla loro resistenza alla distruzione, nonché per ridurre la probabilità di distruzione delle apparecchiature protette sotto l'influenza della corrente del fulmine (Fig. 4.9).

Riso. 4.9. Un esempio di installazione di un SPD in un edificio

Si raccomanda che le linee elettriche e di comunicazione che entrano nell'edificio siano collegate da un bus e che i relativi SPD siano posizionati il ​​più vicino possibile l'uno all'altro. Ciò è particolarmente importante negli edifici realizzati con materiale non schermante (legno, mattoni, ecc.). Gli SPD sono selezionati e installati in modo tale che la corrente di fulmine venga scaricata principalmente nel sistema di terra al confine delle zone 0 e 1.

Poiché l'energia della corrente del fulmine viene dissipata principalmente al confine specificato, gli SPD successivi proteggono solo dall'energia residua e dall'influenza del campo elettromagnetico nella zona 1. Per migliore protezione contro le sovratensioni durante l'installazione degli SPD vengono utilizzati conduttori di collegamento, fili e cavi corti.

In base ai requisiti per il coordinamento dell'isolamento negli impianti di potenza e alla resistenza ai danni delle apparecchiature protette, è necessario selezionare un livello di tensione dell'SPD inferiore al valore massimo in modo che l'impatto sulle apparecchiature protette sia sempre inferiore alla tensione consentita. Se il livello di resistenza al danno non è noto, è necessario utilizzare un livello indicativo o di prova. Il numero di SPD presenti nel sistema protetto dipende dalla resistenza ai danneggiamenti delle apparecchiature protette e dalle caratteristiche degli SPD stessi.

4.7. Protezione dell'attrezzatura in edifici esistenti

Il crescente utilizzo di sofisticate apparecchiature elettroniche negli edifici esistenti richiede di più protezione affidabile da fulmini e altre interferenze elettromagnetiche. Si tiene conto del fatto che negli edifici esistenti le necessarie misure di protezione contro i fulmini vengono selezionate tenendo conto delle caratteristiche dell'edificio, come gli elementi strutturali, le apparecchiature elettriche e informatiche esistenti.

La necessità di misure protettive e la loro selezione sono determinate sulla base dei dati iniziali raccolti nella fase di ricerca pre-progettazione. Elenco dei campioni tali dati sono riportati nella tabella. 4.3-4.6.

Tabella 4.3

Primi dati sull'edificio e sull'ambiente

Tabella 4.4

Dati iniziali dell'attrezzatura

Tabella 4.5

Caratteristiche dell'attrezzatura

Tabella 4.6

Altre informazioni riguardanti la scelta del concetto di protezione

Sulla base dell'analisi dei rischi e dei dati riportati nella tabella. 4.3-4.6, viene presa una decisione sulla necessità di costruire o ricostruire un sistema di protezione contro i fulmini.

4.7.1 Misure di protezione in caso di utilizzo di un sistema di protezione contro i fulmini esterno

Il compito principale è trovare soluzione ottimale per migliorare il sistema di protezione contro i fulmini esterno e altre misure.

Il miglioramento del sistema di protezione contro i fulmini esterno si ottiene:

1) accensione esterna rivestimento metallico e il tetto dell'edificio in un sistema di protezione contro i fulmini;
2) utilizzando conduttori aggiuntivi se i raccordi sono collegati lungo l'intera altezza dell'edificio - dal tetto attraverso le pareti fino alla messa a terra dell'edificio;
3) ridurre gli spazi tra le discese metalliche e ridurre il passo della cella del parafulmine;
4) installazione di strisce di collegamento (conduttori piatti flessibili) in corrispondenza dei giunti tra blocchi adiacenti ma strutturalmente separati. La distanza tra le corsie dovrebbe essere la metà della distanza tra le piste;
5) collegare un cavo esteso ai singoli blocchi dell'edificio. Solitamente i collegamenti sono necessari in corrispondenza di ciascun angolo della passerella portacavi e le strisce di collegamento devono essere mantenute quanto più corte possibile;
6) protezione mediante parafulmini separati collegati ad un sistema generale di protezione contro i fulmini, nel caso in cui le parti metalliche del tetto necessitino di protezione dalla fulminazione diretta. Il parafulmine deve essere posizionato a una distanza di sicurezza dall'elemento specificato.

4.7.2. Misure protettive quando si utilizzano cavi

Misure efficaci per ridurre le sovratensioni sono la posa razionale e la schermatura dei cavi. Queste misure sono tanto più importanti quanto minore è la schermatura fornita dal sistema di protezione contro i fulmini esterno.

È possibile evitare circuiti di grandi dimensioni collegando insieme cavi di alimentazione e cavi di comunicazione schermati. Lo schermo è collegato all'apparecchiatura da entrambe le estremità.

Qualsiasi schermatura aggiuntiva, come la posa di fili e cavi in ​​tubi metallici o passerelle tra i pavimenti, riduce l'impedenza dell'intero sistema di collegamento. Queste misure sono particolarmente importanti per edifici alti o estesi o quando le apparecchiature devono funzionare in modo particolarmente affidabile.

I luoghi di installazione preferiti per l'SPD sono rispettivamente i confini delle zone 0/1 e delle zone 0/1/2, poste all'ingresso dell'edificio.

Di norma, la rete comune di collegamenti non viene utilizzata in modalità operativa come conduttore di ritorno di un circuito di alimentazione o di informazione.

4.7.3. Precauzioni quando si utilizzano antenne e altre apparecchiature

Esempi di tali apparecchiature sono vari dispositivi esterni come antenne, sensori meteorologici, telecamere di sorveglianza esterna, sensori esterni in impianti industriali (sensori di pressione, temperatura, portata, posizione valvole, ecc.) e qualsiasi altra apparecchiatura elettrica, elettronica e radio, installata esternamente su un edificio, un palo o un serbatoio industriale.

Se possibile, il parafulmine è installato in modo tale che l'apparecchiatura sia protetta dai fulmini diretti. Per motivi tecnologici le singole antenne vengono lasciate completamente aperte. Alcuni hanno sistemi di protezione contro i fulmini integrati e possono resistere ai fulmini senza danni. Altri tipi di antenne meno robusti potrebbero richiedere l'installazione di un SPD sul cavo di alimentazione per impedire alla corrente del fulmine di spostarsi lungo il cavo dell'antenna fino al ricevitore o al trasmettitore. Se è presente un sistema di protezione contro i fulmini esterno, i supporti dell'antenna sono fissati ad esso.

L'induzione di tensione nei cavi tra edifici può essere evitata posandoli in passerelle o tubi metallici collegati. Tutti i cavi che portano alle apparecchiature relative all'antenna vengono posati con l'uscita dal tubo in un punto. Dovresti prestare la massima attenzione alle proprietà schermanti dell'oggetto stesso e posare i cavi nei suoi elementi tubolari. Se ciò non è possibile, come nel caso dei serbatoi di processo, i cavi devono essere posati esternamente, ma il più vicino possibile all'oggetto, sfruttando al massimo gli schermi naturali come scale metalliche, tubi, ecc. Nei pali con L- elementi angolari sagomati, i cavi sono posizionati all'interno dell'angolo per la massima protezione naturale. Come ultima risorsa, accanto al cavo dell'antenna dovrebbe essere posizionato un conduttore di collegamento equipotenziale con una sezione minima di 6 mm 2 . Tutte queste misure riducono la tensione indotta nel circuito formato dai cavi e dall'edificio e, di conseguenza, riducono la probabilità di una rottura tra loro, cioè la probabilità che si verifichi un arco all'interno delle apparecchiature tra la rete elettrica e l'edificio .

4.7.4. Misure per proteggere i cavi di alimentazione e i cavi di comunicazione tra edifici

I collegamenti tra gli edifici si dividono in due tipologie principali: cavi elettrici con guaina metallica, cavi metallici (doppini intrecciati, guida d'onda, cavi coassiali e flessibili) e cavi in ​​fibra ottica. Le misure di protezione dipendono dal tipo di cavi, dal loro numero e dal fatto che i sistemi di protezione contro i fulmini dei due edifici siano collegati.

Il cavo in fibra ottica completamente isolato (senza armatura metallica, pellicola antiumidità o conduttore interno in acciaio) può essere utilizzato senza misure di protezione aggiuntive. L'uso di un cavo del genere è L'opzione migliore, poiché fornisce una protezione completa dalle influenze elettromagnetiche. Tuttavia, se il cavo contiene un elemento metallico prolungato (ad eccezione dei nuclei di alimentazione remoti), quest'ultimo deve essere collegato al sistema generale di connessione all'ingresso dell'edificio e non deve entrare direttamente nel ricevitore o trasmettitore ottico. Se gli edifici sono situati uno vicino all'altro e i loro sistemi di protezione contro i fulmini non sono collegati, è preferibile utilizzare un cavo in fibra ottica senza elementi metallici per evitare correnti elevate in questi elementi e il loro surriscaldamento. Se al sistema di protezione contro i fulmini è collegato un cavo, è possibile utilizzare un cavo ottico con elementi metallici per deviare parte della corrente dal primo cavo.

Cavi metallici tra edifici con sistemi di protezione contro i fulmini isolati. Con questo collegamento dei sistemi di protezione è molto probabile che entrambe le estremità del cavo subiscano danni a causa del passaggio della corrente di fulmine. Pertanto è necessario installare un SPD ad entrambe le estremità del cavo e, ove possibile, collegare gli impianti di protezione contro i fulmini di due edifici e posare il cavo in passerelle metalliche collegate.

Cavi metallici tra edifici con sistemi di protezione contro i fulmini collegati. A seconda del numero di cavi tra gli edifici, le misure di protezione possono includere il collegamento di passerelle portacavi per cavi multipli (per cavi nuovi) o per un gran numero di cavi, come nel caso della produzione chimica, schermatura o utilizzo di tubi metallici flessibili per cavi multipli. -cavi di controllo core. Il collegamento di entrambe le estremità del cavo ai sistemi di protezione contro i fulmini associati spesso fornisce una schermatura sufficiente, soprattutto se sono presenti molti cavi e la corrente verrà condivisa tra loro.

1. Sviluppo operativo documentazione tecnica

Si raccomanda a tutte le organizzazioni e imprese, indipendentemente dalla forma di proprietà, di disporre di una serie di documentazione operativa e tecnica per la protezione dai fulmini delle strutture che richiedono un dispositivo di protezione dai fulmini.

L'insieme della documentazione operativa e tecnica per la protezione contro i fulmini contiene:

nota esplicativa;
schemi delle zone di protezione contro i fulmini;
disegni esecutivi di strutture parafulmine (parte costruttiva), elementi strutturali di protezione da manifestazioni secondarie di fulmini, da derive di elevati potenziali attraverso comunicazioni metalliche terrestri e sotterranee, da canali di scintille scorrevoli e scariche nel terreno;
documentazione di accettazione (atti di accettazione per il funzionamento dei dispositivi di protezione contro i fulmini insieme agli allegati: atti per lavori nascosti e rapporti di prova dei dispositivi di protezione contro i fulmini e protezione contro le manifestazioni secondarie dei fulmini e l'introduzione di potenziali elevati).

La nota esplicativa recita:

dati iniziali per lo sviluppo della documentazione tecnica;
metodi accettati di protezione contro i fulmini degli oggetti;
calcoli delle zone di protezione, dei conduttori di terra, delle calate e degli elementi di protezione contro le manifestazioni secondarie dei fulmini.

La nota esplicativa indica l'azienda che ha sviluppato l'insieme della documentazione operativa e tecnica, la base per il suo sviluppo, un elenco dei documenti normativi attuali e della documentazione tecnica che ha guidato il lavoro sul progetto e i requisiti speciali per il dispositivo progettato.

I dati di input per la progettazione della protezione contro i fulmini includono:

piano generale degli impianti con indicazione dell'ubicazione di tutti gli impianti soggetti a protezione contro i fulmini, strade e ferrovie, terra e comunicazioni sotterranee(condutture di riscaldamento, condotte di processo e idrauliche, cavi elettrici e cablaggi per qualsiasi scopo, ecc.);
categorie di protezione contro i fulmini per ciascun impianto;
dati sulle condizioni climatiche nell'area in cui si trovano edifici e strutture protetti (intensità dell'attività temporalesca, velocità del vento, spessore delle pareti di ghiaccio, ecc.), caratteristiche del suolo che indicano la struttura, l'aggressività e il tipo di suolo, il livello delle acque sotterranee;
resistività elettrica del suolo (Ohm m) nelle posizioni degli oggetti.

La sezione "Metodi accettati di protezione contro i fulmini degli oggetti" delinea i metodi selezionati per proteggere edifici e strutture dal contatto diretto con il canale dei fulmini, manifestazioni secondarie di fulmini e l'introduzione di alti potenziali attraverso comunicazioni metalliche fuori terra e sotterranee.

Gli oggetti costruiti (progettati) secondo lo stesso standard o progetto riutilizzato, aventi le stesse caratteristiche costruttive e dimensioni geometriche e lo stesso dispositivo di protezione dai fulmini, possono avere una progettazione generale e un calcolo delle zone di protezione dai fulmini. L'elenco di questi oggetti protetti è riportato sullo schema della zona di protezione di una delle strutture.

Quando si verifica l'affidabilità della protezione utilizzando il software, i dati di calcolo del computer vengono forniti sotto forma di un riepilogo delle opzioni di progettazione e si forma una conclusione sulla loro efficacia.

Quando si sviluppa la documentazione tecnica, si propone di utilizzare il più possibile progetti standard di parafulmini e conduttori di terra e disegni esecutivi standard per la protezione dai fulmini. Se è impossibile utilizzare progetti standard di dispositivi di protezione contro i fulmini, è possibile sviluppare disegni esecutivi dei singoli elementi: fondazioni, supporti, parafulmini, calate, conduttori di terra.

Per ridurre il volume della documentazione tecnica e ridurre i costi di costruzione, si consiglia di combinare progetti di protezione contro i fulmini con disegni esecutivi per lavori di costruzione generali e installazione di apparecchiature idrauliche ed elettriche al fine di utilizzare comunicazioni idrauliche ed elettrodi di terra di dispositivi elettrici per i fulmini protezione.

2. Procedura per l'accettazione in servizio dei dispositivi di protezione contro i fulmini

I dispositivi di protezione contro i fulmini degli oggetti di costruzione completata (ricostruzione) vengono messi in funzione dalla commissione di lavoro e consegnati al cliente per l'uso prima dell'inizio dell'installazione. dotazioni tecnologiche, consegna e carico di attrezzature e beni di valore in edifici e strutture.

L'accettazione dei dispositivi di protezione contro i fulmini nelle strutture esistenti viene effettuata da una commissione di lavoro.

La composizione della commissione di lavoro è determinata dal cliente. La commissione di lavoro comprende solitamente rappresentanti di:

responsabile delle apparecchiature elettriche;
contraente;
ispezioni di sicurezza antincendio.

Vengono presentati alla commissione di lavoro i seguenti documenti:

progetti approvati di dispositivi di protezione contro i fulmini;
atti per lavori nascosti (sulla sistemazione e installazione dei conduttori di terra e delle calate inaccessibili all'ispezione);
certificati di prova dei dispositivi di protezione contro i fulmini e protezione contro manifestazioni secondarie di fulmini e introduzione di potenziali elevati attraverso comunicazioni metalliche fuori terra e sotterranee (dati sulla resistenza di tutti i conduttori di terra, risultati dell'ispezione e verifica dei lavori sull'installazione dei fulmini aste, calate, conduttori di terra, elementi del loro fissaggio, affidabilità dei collegamenti elettrici tra elementi che trasportano corrente, ecc.).

La commissione di lavoro effettua un controllo e un'ispezione completi dei lavori di costruzione e installazione completati sull'installazione dei dispositivi di protezione contro i fulmini.

L'accettazione dei dispositivi di protezione dai fulmini per gli impianti di nuova costruzione è documentata negli atti di accettazione delle apparecchiature per i dispositivi di protezione dai fulmini. La messa in servizio dei dispositivi di protezione contro i fulmini è, di norma, formalizzata da certificati di approvazione da parte dei competenti organi statali di controllo e supervisione.

Dopo la messa in funzione dei dispositivi di protezione dai fulmini, vengono compilati i passaporti dei dispositivi di protezione dai fulmini e i passaporti dei conduttori di messa a terra dei dispositivi di protezione dai fulmini, che vengono conservati dal responsabile degli impianti elettrici.

Gli atti approvati dal capo dell'organizzazione, insieme agli atti presentati per i protocolli di lavoro nascosto e di misurazione, sono inclusi nel passaporto dei dispositivi di protezione dai fulmini.

3. Funzionamento dei dispositivi di protezione contro i fulmini

I dispositivi di protezione contro i fulmini per edifici, strutture e installazioni esterne di oggetti sono gestiti in conformità con le Regole operazione tecnica installazioni elettriche dei consumatori e le istruzioni di questa Istruzione. Il compito di far funzionare i dispositivi di protezione contro i fulmini per gli oggetti è di mantenerli nello stato di funzionalità e affidabilità richieste.

Per garantire la continua affidabilità dei dispositivi di protezione dai fulmini, tutti i dispositivi di protezione dai fulmini vengono controllati e ispezionati ogni anno prima dell'inizio della stagione dei temporali.

I controlli vengono effettuati anche dopo l'installazione di un sistema di protezione dai fulmini, dopo aver apportato eventuali modifiche al sistema di protezione dai fulmini, dopo qualsiasi danno all'oggetto protetto. Ogni ispezione viene effettuata in conformità con il programma di lavoro.

Per verificare lo stato della MZ viene indicato il motivo del controllo e viene organizzato quanto segue:

commissione per l'ispezione dell'MPS, indicante le responsabilità funzionali dei membri della commissione per l'esame della protezione contro i fulmini;
gruppo di lavoro per effettuare le misurazioni necessarie;
tempistica dell'ispezione.

Durante l'ispezione e il test dei dispositivi di protezione contro i fulmini, si consiglia:

• verificare mediante ispezione visiva (utilizzando un binocolo) l'integrità dei parafulmini e delle calate, l'affidabilità della loro connessione e fissaggio ai pali;
• identificare gli elementi dei dispositivi di protezione contro i fulmini che richiedono sostituzione o riparazione a causa di una violazione della loro resistenza meccanica;
• determinare il grado di distruzione per corrosione dei singoli elementi dei dispositivi di protezione contro i fulmini, adottare misure per la protezione anticorrosione e il rafforzamento degli elementi danneggiati dalla corrosione;
• verificare l'affidabilità dei collegamenti elettrici tra le parti attive di tutti gli elementi dei dispositivi di protezione contro i fulmini;
• verificare la conformità dei dispositivi di protezione contro i fulmini con lo scopo degli oggetti e, in caso di modifiche costruttive o tecnologiche nel periodo precedente, delineare misure per la modernizzazione e la ricostruzione della protezione contro i fulmini in conformità con i requisiti delle presenti Istruzioni;
• chiarire lo schema esecutivo dei dispositivi di protezione contro i fulmini e determinare i percorsi della corrente del fulmine che si diffonde attraverso i suoi elementi durante una scarica di fulmine simulando una scarica di fulmine in un terminale aereo utilizzando un complesso di misurazione specializzato collegato tra il parafulmine e un elettrodo di corrente remoto;
• misurare il valore di resistenza alla diffusione della corrente pulsata utilizzando il metodo amperometro-voltmetro utilizzando un complesso di misurazione specializzato;
• misurare i valori delle sovratensioni impulsive nelle reti di alimentazione durante un fulmine, la distribuzione dei potenziali lungo le strutture metalliche e il sistema di messa a terra dell'edificio simulando un fulmine in un terminal aereo utilizzando un complesso di misurazione specializzato;

• misurare il valore dei campi elettromagnetici in prossimità del dispositivo di protezione contro i fulmini simulando un fulmine in un aerostazione utilizzando apposite antenne;
• verificare la disponibilità della documentazione necessaria per i dispositivi di protezione contro i fulmini.

Tutti i conduttori artificiali di messa a terra, le calate ed i loro punti di connessione sono soggetti a ispezione periodica con apertura per sei anni (per oggetti di categoria I); allo stesso tempo, fino al 20% di essi viene controllato ogni anno numero totale. Conduttori di terra e calate corrose quando la loro area è ridotta sezione trasversale più del 25% deve essere sostituito con nuovi.

Le ispezioni straordinarie dei dispositivi di protezione contro i fulmini dovrebbero essere effettuate dopo disastri naturali (uragano, vento, inondazioni, terremoti, incendi) e temporali di estrema intensità.

Le misurazioni straordinarie della resistenza di terra dei dispositivi di protezione contro i fulmini dovrebbero essere eseguite dopo aver eseguito lavori di riparazione sia sui dispositivi di protezione contro i fulmini che sugli oggetti protetti stessi e nelle loro vicinanze.

I risultati delle ispezioni sono formalizzati in atti, inseriti nei passaporti e in un registro per la registrazione delle condizioni dei dispositivi di protezione dai fulmini.

Sulla base dei dati ottenuti, viene elaborato un piano di riparazione ed eliminazione dei difetti dei dispositivi di protezione contro i fulmini rilevati durante le ispezioni e i controlli.

I lavori di scavo in prossimità di edifici e strutture protetti, dispositivi di protezione dai fulmini e anche in prossimità di essi vengono eseguiti, di norma, con il permesso dell'organizzazione operativa, che nomina persone responsabili che monitorano la sicurezza dei dispositivi di protezione dai fulmini.

Durante un temporale, non vengono eseguiti lavori sui dispositivi di protezione dai fulmini e nelle loro vicinanze.

Messa a terra- si tratta di collegamenti di una parte della rete elettrica o di un'apparecchiatura ad un dispositivo di messa a terra. Il dispositivo di messa a terra è un elettrodo di terra, una parte conduttiva a contatto con la terra. L'elettrodo di terra può avere la forma di elementi metallici di forma complessa.

La qualità della messa a terra è determinata dal valore di resistenza del dispositivo di messa a terra, che può essere ridotto aumentando l'area dei conduttori di terra o la conduttività del mezzo. La resistenza elettrica del dispositivo di messa a terra è prevista nella progettazione in conformità con i requisiti delle norme sull'installazione elettrica.

Tale circuito di messa a terra è installato in un'area priva di sviluppo del sito. Sono soggetti a messa a terra:

• domestico dispositivi elettrici potenza unitaria superiore a 1,3 kW;
• corpi metallici di vasche da bagno e piatti doccia (devono essere collegati mediante conduttori metallici ai tubi di alimentazione idrica);
• involucri metallici di alimentatori, da incasso o installati in controsoffitti realizzato in metallo;
• involucri metallici dei condizionatori d'aria domestici.

I conduttori di messa a terra vengono installati prima dell'inizio dei lavori di installazione elettrica. Il collegamento dell'armatura della fondazione con l'armatura della parete deve essere effettuato da un'impresa edile. I conduttori di messa a terra sono collegati alle tubazioni mediante saldatura o un morsetto. Se è impossibile utilizzare conduttori di terra naturali, vengono utilizzati conduttori di terra artificiali. Questi includono un circuito di messa a terra, creato sia per la messa a terra degli apparecchi elettrici che per la protezione dai fulmini.

Protezione contro i fulminiè un sistema di dispositivi che garantisce la sicurezza di un edificio durante le scariche elettriche nell'atmosfera. Il suo compito principale è cambiare la traiettoria delle scariche dei fulmini e smorzarne l'energia. La protezione contro i fulmini comprende:

• parafulmine: un dispositivo che riceve una scarica di fulmini;
• calata: elementi di distribuzione della scarica elettrica;
• elettrodo di terra - un dispositivo per estinguere una scarica elettrica.

Esistono diversi schemi di protezione contro i fulmini. schema basato sul parafulmine comprende un'asta metallica collegata tramite cavi a un elettrodo di terra. Parafulmine basato su una “griglia spaziale” installato sul tetto della casa. Distribuisce ed estingue la scarica in caso di colpo diretto. schema basato su sistemi di tensione simile al circuito del parafulmine, ma i conduttori sono tesi lungo il perimetro dell'area protetta.

Tutte le strutture di cui sopra sono realizzate con tondini di acciaio, funi o reti di acciaio (con un diametro di almeno 6 mm). Gli elementi nei nodi sono collegati mediante saldatura. Il design più comune è quello dei parafulmini a barra perché sono i più semplici da produrre e garantiscono l'affidabilità del sistema.

I parafulmini basati su sistemi di tensione vengono utilizzati nella costruzione di tetti di forme complesse. La griglia spaziale richiede più materiali ed è più difficile da installare. Questo tipo di parafulmine è consigliabile se il tetto della casa è più alto rispetto ad altri oggetti situati nel raggio di 50 m.

Il fulmine è sempre stato considerato un elemento incontrollabile, uno dei fenomeni naturali più terribili e pericolosi. Nonostante il fatto che i danni diretti agli oggetti siano rari, le gravi conseguenze di tali attacchi ci costringono a cercare modi efficaci protezione. Se vicino alla casa è presente una linea elettrica o un traliccio alto con parafulmine, in questo caso possiamo supporre che il pericolo sia stato notevolmente ridotto. Se Casa per le vacanze rappresenta solitario edificio in piedi, inoltre, situato su una collina e vicino a un bacino idrico, non dovresti correre rischi, ma adottare misure come la protezione dai fulmini e la messa a terra.

La loro disposizione dovrebbe essere pianificata in fase di progettazione, quindi al completamento della costruzione l'oggetto stesso e la sua protezione formeranno un tutt'uno.

Messa a terra e protezione contro i fulmini in una casa privata

I fulmini possono avere gravi conseguenze negative. Molto spesso il tetto è danneggiato e strutture portanti, si verificano guasti all'alimentazione elettrica esterna e interna, si verificano incendi. I più gravi sono considerati lesioni di vario grado di gravità subite da persone e animali. Tutto ciò può essere evitato installando un sistema di protezione contro i fulmini e la messa a terra, obbligatori per l'installazione nelle abitazioni private. Sono creati individualmente, in base alla regione, alla zona climatica, al tipo di alloggio e ad altri fattori.

Per determinare l'ambito del lavoro, vengono eseguiti calcoli preliminari. Tutto ciò si riflette nella documentazione, compreso il diagramma as-built, il calcolo dell'altezza del parafulmine, il preventivo per i lavori di costruzione e installazione e un elenco delle risorse spese. Se la progettazione è stata eseguita da un organismo terzo, al termine dei lavori vengono effettuati test e misurazioni per confermare la conformità dell'impianto alla documentazione di progetto e di preventivo. Questa procedura si conclude con un certificato di accettazione, che riflette i risultati delle attività svolte.

La protezione contro i fulmini si divide in due tipologie principali:

1. Il passivo include elementi tradizionali: parafulmine, calata, ecc. Dopo un fulmine, la carica elettrica si diffonde nel terreno lungo tutta questa catena. Tali sistemi non sono adatti tetti metallici, che costituisce l'unico limite serio.
2. La protezione attiva dai fulmini funziona sulla base di aria ionizzata pre-preparata, che intercetta i fulmini. Questo sistema ha una vasta gamma, che copre non solo la casa stessa, ma anche altri oggetti situati nelle vicinanze.

La progettazione di un tipico sistema di protezione contro i fulmini e di messa a terra è costituita da diversi elementi principali:

• Parafulmine. La sua altezza supera sempre di 2-3 metri la parte più alta dell'edificio. Non dovrebbe essere posizionato ancora più in alto, poiché i fulmini colpiranno molto più spesso. È realizzato sotto forma di un perno o di un cavo metallico teso su un oggetto.
• Discesa. Collega il parafulmine e l'impianto di terra. È realizzato con un rinforzo metallico di sezione pari ad almeno 6 mm2, che garantisce un libero percorso di scarico a terra.
• Elettrodo di terra. È prodotto allo stesso modo di un circuito di messa a terra convenzionale. Si compone di due parti: sotterranea e fuori terra.

Realizzazione di reti di messa a terra e di protezione contro i fulmini

Avendo considerato schema generale sull'importanza della protezione contro i fulmini per una casa privata, dovremmo soffermarci più in dettaglio singoli elementi caratteristiche del sistema e dell'installazione. Innanzitutto, anche prima di iniziare i lavori di messa a terra, è necessario decidere se verrà fornita protezione, anche dai fulmini. Il fatto è che qualsiasi configurazione del conduttore di terra può essere utilizzata per svolgere le sue normali funzioni e il dispositivo di messa a terra e di protezione contro i fulmini richiede l'uso di un tipo di struttura rigorosamente definito.

In questo caso è necessario installare almeno due elettrodi verticali lunghi 3 metri. Sono combinati utilizzando un elettrodo orizzontale comune. La distanza tra i perni deve essere di almeno 5 metri. Tale messa a terra è montata lungo una parete, collegando le calate nel terreno, abbassate dal tetto. Se si utilizzano più calate contemporaneamente, il circuito di messa a terra parafulmine viene posato a una distanza di un metro dalle pareti e situato a una profondità di 50-70 cm, mentre la calata stessa è collegata a un elettrodo verticale lungo 3 metri.

Protezione contro i fulmini esterna ed interna

Dopo la messa a terra, è possibile procedere all'installazione diretta della protezione contro i fulmini, che è divisa in due parti: esterna e interna. La protezione esterna, costituita da un parafulmine e una calata, è già stata considerata, quindi vale la pena soffermarsi più in dettaglio sulla protezione interna dell'edificio dai fulmini.

Il suo compito principale è proteggere le apparecchiature e elettrodomestici installato all'interno dell'edificio. Possono anche essere gravemente feriti dai fulmini. Pertanto, le misure di protezione vengono eseguite utilizzando un dispositivo SPD per la protezione contro. È costituito da elementi non lineari nella quantità di una o più unità.

I componenti interni del dispositivo di protezione possono essere collegati non solo in determinate combinazioni, ma anche diversi modi: fase-terra, fase-fase, fase-zero e zero-terra. Secondo gli standard definiti nel PUE, tutti gli SPD utilizzati per proteggere le reti elettriche delle abitazioni private devono essere installati solo dietro l'interruttore automatico di ingresso.

Le opzioni per l'installazione dei dispositivi di protezione interni dipendono dal fatto che la casa disponga o meno di una protezione antifulmine esterna. Se disponibile, viene installata una classica cascata protettiva, composta da dispositivi delle classi 1, 2, 3, posti in serie. All'ingresso è installato un SPD di classe 1 che limita la corrente in caso di fulminazione diretta. All'interno del quadro di ingresso o di distribuzione di un grande edificio, con distanza tra i pannelli superiore a 10 m, può essere installato anche un dispositivo di 2a classe.La seconda classe protegge dalle tensioni indotte e limita la corrente entro 2500 V. Se presente Se in casa sono presenti componenti elettronici sensibili, è installato inoltre un SPD di classe 3 con un limite di tensione di 1500 V.

In assenza di protezione antifulmine esterna non è più necessario un SPD di classe 1, poiché non si verificherà più una fulminazione diretta. I restanti dispositivi di protezione vengono installati secondo lo schema precedente con protezione esterna.

La necessità di collegare elettricamente il circuito di terra della protezione contro i fulmini installato direttamente sull'edificio con il circuito di terra degli impianti elettrici è prescritta negli attuali documenti normativi (PUE). Citiamo testualmente: "I dispositivi di messa a terra per la messa a terra protettiva degli impianti elettrici di edifici e strutture e la protezione contro i fulmini delle categorie 2 e 3 di questi edifici e strutture, di norma, dovrebbero essere comuni." La 2a e 3a categoria sono le più comuni; la 1a categoria comprende oggetti esplosivi per i quali sono imposti requisiti di protezione contro i fulmini più elevati. Tuttavia, la presenza della frase “di regola” implica la possibilità di eccezioni.

Gli uffici moderni e ora gli edifici residenziali contengono molti sistemi di ingegneria di supporto vitale. Difficile immaginare l’assenza di sistemi di ventilazione, sistemi antincendio, videosorveglianza, controllo accessi, ecc. Naturalmente, i progettisti di tali sistemi temono che i componenti elettronici “delicati” possano guastarsi a causa dei fulmini. Allo stesso tempo, tra i professionisti sorgono alcuni dubbi sulla fattibilità di collegare i contorni di due tipi di messa a terra e nasce il desiderio "entro i limiti della legge" di progettare messe a terra elettricamente non collegate. Questo approccio è possibile e migliorerà effettivamente la sicurezza dei dispositivi elettronici?

Perché è necessario combinare i circuiti di terra?

Quando un fulmine colpisce un parafulmine, in quest'ultimo si verifica un breve impulso elettrico con una tensione fino a centinaia di kilovolt. A una tensione così elevata, una rottura dello spazio tra il parafulmine e strutture metalliche casa, compresi i cavi elettrici. La conseguenza di ciò sarà la comparsa di correnti incontrollate, che possono portare a incendi, guasti ai dispositivi elettronici e persino alla distruzione di elementi infrastrutturali (ad esempio, tubi dell'acqua in plastica). Gli elettricisti esperti dicono: “Dai una via al fulmine, altrimenti lo troverà da solo”. Ecco perché la messa a terra elettrica è obbligatoria.

Per lo stesso motivo, il PUE raccomanda di combinare elettricamente non solo le messe a terra situate nello stesso edificio, ma anche le messe a terra di oggetti geograficamente vicini. Questo concetto si riferisce a oggetti le cui basi sono così vicine che non esiste alcuna zona di potenziale zero tra di loro. La combinazione di più messe a terra in una viene effettuata, in conformità con gli standard PUE-7, clausola 1.7.55, collegando i conduttori di messa a terra con almeno due conduttori elettrici. Inoltre, i conduttori possono essere naturali (ad esempio, elementi metallici della struttura di un edificio) o artificiali (fili, pneumatici rigidi, ecc.).

Un dispositivo di messa a terra comune o separato?

I conduttori di messa a terra per gli impianti elettrici e la protezione contro i fulmini hanno requisiti diversi e questa circostanza può causare alcuni problemi. Un elettrodo di terra per la protezione contro i fulmini deve scaricare a terra una grande carica elettrica in breve tempo. Allo stesso tempo, secondo le "Istruzioni sulla protezione dai fulmini RD 34.21.122-87", la progettazione dell'elettrodo di terra è standardizzata. Per un parafulmine, secondo queste istruzioni, sono necessari almeno due conduttori di messa a terra verticali o orizzontali radiali, ad eccezione della categoria 1 di protezione contro i fulmini, quando sono necessari tre di questi perni. Ecco perché l'opzione di messa a terra più comune per un parafulmine prevede due o tre perni, ciascuno lungo circa 3 m, collegati da una striscia metallica interrata ad almeno 50 cm nel terreno. Quando si utilizzano parti prodotte da ZANDZ, tale elettrodo di terra è durevole e facile da installare.

La messa a terra degli impianti elettrici è una questione completamente diversa. In un caso normale, non dovrebbe superare i 30 Ohm e per una serie di applicazioni descritte nelle istruzioni dipartimentali, ad esempio per le apparecchiature di comunicazione cellulare, 4 Ohm o anche meno. Tali elettrodi di messa a terra sono perni lunghi più di 10 m o anche piastre metalliche poste a grandi profondità (fino a 40 m), dove il terreno non gela nemmeno in inverno. È troppo costoso creare un parafulmine del genere con due o più elementi interrati a decine di metri.

Se i parametri del terreno e i requisiti di resistenza consentono un'unica messa a terra nell'edificio per i parafulmini e la messa a terra degli impianti elettrici, non ci sono ostacoli a farlo. In altri casi lo fanno contorni diversi messa a terra per parafulmini e impianti elettrici, ma assicurati di collegarli elettricamente, preferibilmente a terra. L'eccezione è l'uso di alcune apparecchiature speciali particolarmente sensibili alle interferenze. Ad esempio, apparecchiature per la registrazione del suono. Tali apparecchiature richiedono un dispositivo di messa a terra separato, cosiddetto tecnologico, che è direttamente indicato nelle istruzioni. In questo caso viene realizzato un dispositivo di messa a terra separato, collegato al sistema di equalizzazione potenziale dell'edificio tramite il bus di terra principale. E, se tale connessione non è prevista nel manuale operativo dell'apparecchiatura, vengono adottate misure speciali per impedire alle persone di toccare contemporaneamente l'apparecchiatura specificata e le parti metalliche dell'edificio.

Collegamento elettrico a terra

Un circuito con più masse collegate elettricamente garantisce il rispetto di requisiti diversi, talvolta contrastanti, per i dispositivi di messa a terra. Secondo il PUE, la messa a terra, come molti altri elementi metallici dell'edificio, nonché le apparecchiature in esso installate, devono essere collegate da un sistema di equalizzazione potenziale. L'equalizzazione potenziale si riferisce al collegamento elettrico di parti conduttrici per ottenere lo stesso potenziale. Esistono sistemi principali e aggiuntivi di equalizzazione del potenziale. I collegamenti di terra sono collegati al sistema principale di equalizzazione potenziale, ovvero sono collegati tra loro tramite il bus di terra principale. I fili che collegano la terra a questo bus devono essere collegati secondo il principio radiale, ovvero un ramo del bus specificato va a una sola terra.

Per garantire un funzionamento sicuro dell'intero sistema, è molto importante utilizzare la connessione più affidabile tra la messa a terra e il bus di terra principale, che non verrà distrutto dai fulmini. Per fare ciò, è necessario rispettare gli standard PUE e GOST R 50571.5.54-2013 “Impianti elettrici a bassa tensione. Parte 5-54. Dispositivi di messa a terra, conduttori di protezione e conduttori di compensazione potenziale di protezione” riguardante la sezione dei cavi del sistema di compensazione potenziale e i loro collegamenti reciproci.

Tuttavia, anche molto sistema di qualità l'equalizzazione del potenziale non può garantire l'assenza di picchi di tensione nella rete quando un fulmine colpisce un edificio. Pertanto, insieme a circuiti di messa a terra ben progettati, i dispositivi di protezione contro le sovratensioni (SPD) ti eviteranno dai problemi. Tale protezione è articolata in più fasi e di natura selettiva. Cioè, nella struttura è necessario installare una serie di dispositivi di protezione contro le sovratensioni, la cui selezione degli elementi non è un compito facile nemmeno per uno specialista esperto. Fortunatamente vengono rilasciati kit già pronti SPD per applicazioni tipiche.

conclusioni

La raccomandazione del PUE sul collegamento elettrico di tutti i circuiti di messa a terra di un edificio è ragionevole e, se implementata correttamente, non solo non crea pericolo per le apparecchiature elettroniche complesse, ma, al contrario, le protegge. Nel caso in cui l'apparecchiatura sia sensibile alle interferenze dei fulmini e richieda un proprio elettrodo di messa a terra separato, è possibile installare una messa a terra del processo separata in conformità al manuale fornito con l'apparecchiatura. Il sistema di equalizzazione potenziale, che combina diversi circuiti di messa a terra, deve fornire una connessione elettrica affidabile e determina in gran parte il livello generale di sicurezza elettrica della struttura, pertanto ad esso dovrebbe essere prestata particolare attenzione.

Cari lettori! Le istruzioni sono voluminose, quindi per tua comodità abbiamo effettuato la navigazione attraverso le sue sezioni (vedi sotto). Se avete domande sulla scelta, sui calcoli e sulla progettazione dei sistemi di messa a terra e di protezione contro i fulmini, scrivete o chiamate, saranno felici di aiutarvi!

Introduzione: sul ruolo della messa a terra in una casa privata

La casa è stata appena costruita o acquistata: di fronte a te c'è esattamente l'amata casa che hai visto di recente in uno schizzo o in una fotografia in un annuncio. O forse vivi a casa tua ormai da diversi anni e ogni angolo è diventato casa. Avere la propria casa personale è meraviglioso, ma insieme alla sensazione di libertà si assumono anche una serie di responsabilità. E ora non parleremo delle faccende domestiche, parleremo di una necessità come la messa a terra di una casa privata. Qualunque una casa privata comprende i seguenti impianti: rete elettrica, acquedotto e fognatura, impianto di riscaldamento a gas o elettrico. Inoltre, sono installati un sistema di sicurezza e allarme, ventilazione, un sistema "casa intelligente", ecc .. Grazie a questi elementi, una casa privata diventa un ambiente di vita confortevole per una persona moderna. Ma prende vita davvero grazie all'energia elettrica che alimenta le apparecchiature di tutti i sistemi sopra menzionati.

La necessità di messa a terra

Sfortunatamente, l’elettricità ha anche uno svantaggio. Tutte le apparecchiature hanno una durata, ogni dispositivo ha una certa affidabilità incorporata, quindi non funzioneranno per sempre. Inoltre, durante la progettazione o l'installazione della casa stessa, elettrica, di comunicazione o delle apparecchiature, possono essere commessi anche errori che possono compromettere la sicurezza elettrica. Per questi motivi parte della rete elettrica potrebbe risultare danneggiata. La natura degli incidenti è varia: possono verificarsi corto circuiti, che vengono spenti da interruttori automatici e potrebbero verificarsi guasti sull'alloggiamento. La difficoltà è che il problema del guasto è nascosto. Il cablaggio era danneggiato, quindi il corpo della stufa elettrica era sotto tensione. Se le misure di messa a terra non sono corrette, il danno non si manifesterà finché una persona non toccherà la stufa e riceverà una scossa elettrica. L'elettrocuzione si verificherà a causa del fatto che la corrente cerca un percorso nel terreno e l'unico conduttore adatto è il corpo umano. Questo non può essere permesso.

Tali danni rappresentano la più grande minaccia per la sicurezza umana, perché per rilevarli tempestivamente e quindi proteggersi da essi, è imperativo disporre di una messa a terra. Questo articolo illustra quali azioni è necessario intraprendere per organizzare la messa a terra di una casa o di un cottage privato.

La necessità di installare la messa a terra in una casa privata è determinata dal sistema di messa a terra, ad es. la modalità neutra della fonte di alimentazione e il metodo di posa dei conduttori neutri di protezione (PE) e di lavoro neutro (N). Anche il tipo di rete di alimentazione, aerea o via cavo, può essere importante. Le differenze strutturali nei sistemi di messa a terra ci consentono di distinguere tre opzioni per l'alimentazione elettrica di un'abitazione privata:

Il sistema di equalizzazione del potenziale principale (BPES) combina tutte le grandi parti dell'edificio che trasportano corrente, che normalmente non hanno potenziale elettrico, in un unico circuito con il bus di terra principale. Consideriamo un esempio grafico di implementazione di un sistema di controllo in un impianto elettrico di un edificio residenziale.

Innanzitutto, diamo un'occhiata all'approccio più progressista all'energia elettrica domestica: il sistema TN-S. In questo sistema, i conduttori PE e N sono completamente separati e l'utente non ha bisogno di installare la messa a terra. È sufficiente collegare il conduttore PE al bus di terra principale, quindi collegare da esso i conduttori di terra agli apparecchi elettrici. Tale sistema viene realizzato sia tramite cavo che tramite linea aerea; nel caso di quest'ultima, la VLI (linea aerea isolata) viene posata utilizzando cavi autoportanti (SIP).

Ma non tutti hanno una tale felicità perché sono vecchi linee aeree le trasmissioni utilizzano il vecchio sistema di messa a terra - TN-C. Qual è la sua particolarità? In questo caso, PE e N lungo l'intera lunghezza della linea sono posati con un conduttore, che combina le funzioni sia del conduttore neutro di protezione che di quello di lavoro neutro, il cosiddetto conduttore PEN. Se in precedenza era consentito utilizzare un tale sistema, con l'introduzione della 7a edizione del PUE nel 2002, vale a dire la clausola 1.7.80, l'uso degli RCD nel sistema TN-C era vietato. Senza l'uso di un interruttore differenziale non si può parlare di sicurezza elettrica. È l'interruttore differenziale che interrompe l'alimentazione se l'isolamento è danneggiato non appena ciò accade e non nel momento in cui una persona tocca il dispositivo di emergenza. Per soddisfare tutti i requisiti necessari, il sistema TN-C deve essere aggiornato a TN-C-S.

Nel sistema TN-C-S lungo la linea viene posato anche un conduttore PEN. Ma ora il paragrafo 1.7.102 del PUE 7a ed. afferma che agli ingressi delle linee aeree degli impianti elettrici è necessario eseguire ripetute messe a terra del conduttore PEN. Di solito vengono eseguiti sul polo elettrico da cui viene effettuato l'ingresso. Durante la messa a terra, il conduttore PEN viene diviso in PE e N separati, che vengono portati in casa. La norma per la messa a terra è contenuta nella clausola 1.7.103 del PUE 7a ed. ed è di 30 Ohm, oppure 10 Ohm (se in casa è presente la caldaia a gas). Se la messa a terra del polo non è completata, è necessario contattare Energosbyt, nel cui dipartimento si trova il polo elettrico, centralino e l'ingresso nel domicilio del consumatore, indicando la violazione che deve essere sanata. Se il pannello di distribuzione si trova all'interno dell'abitazione, la separazione PEN deve essere effettuata in questo pannello e la messa a terra deve essere effettuata vicino all'abitazione.

In questa forma, TN-C-S viene gestita con successo, ma con alcune riserve:

• se lo stato della linea aerea è motivo di seria preoccupazione: i vecchi fili non sono nelle migliori condizioni, il che comporta il rischio di rottura o bruciatura del conduttore PEN. Ciò è irto del fatto che ci sarà un aumento della tensione sugli alloggiamenti degli apparecchi elettrici messi a terra, perché il percorso della corrente nella linea attraverso lo zero di lavoro verrà interrotto e la corrente ritornerà dal bus su cui è stata eseguita la divisione attraverso lo zero conduttore protettivo sul corpo del dispositivo;
• Se non ci sono messe a terra ripetute sulla linea, c'è il pericolo che la corrente di guasto confluisca in un'unica rimessa a terra, il che porterà anche ad un aumento della tensione sul telaio.

In entrambi i casi, la sicurezza elettrica lascia molto a desiderare. La soluzione a questi problemi è il sistema TT.

Nel sistema TT, il conduttore PEN della linea viene utilizzato come zero di lavoro e la messa a terra individuale viene eseguita separatamente, che può essere installata vicino alla casa. Clausola 1.7.59 PUE 7a ed. stabilisce il caso in cui è impossibile garantire la sicurezza elettrica e consente l'uso del sistema TT. È necessario installare un RCD e il suo lavoro corretto deve essere fornita dalla condizione Ra*Ia<=50 В (где Iа - ток срабатывания защитного устройства; Ra - суммарное сопротивление заземлителя). «Инструкция по устройству защитного заземления» 1.03-08 уточняет, что для соблюдения этого условия сопротивление заземляющего устройства должно быть не более 30 Ом, а в грунтах с высоким удельным сопротивлением - не более 300 Ом.

Come mettere a terra una casa?

Lo scopo della messa a terra di un'abitazione privata è ottenere la resistenza di terra richiesta. A tale scopo vengono utilizzati elettrodi verticali e orizzontali, che insieme devono garantire la necessaria diffusione della corrente. Gli elettrodi di messa a terra verticali sono adatti per l'installazione in terreni morbidi, mentre il loro interramento in terreni rocciosi è molto difficile. In tale terreno sono adatti gli elettrodi orizzontali.

La messa a terra di protezione e la messa a terra della protezione contro i fulmini vengono eseguite in comune; un elettrodo di terra sarà universale e servirà ad entrambi gli scopi, come affermato nel paragrafo 1.7.55 del PUE 7a ed. Sarà quindi utile imparare come unificare la protezione contro i fulmini e la messa a terra. Per vedere chiaramente il processo di installazione di questi sistemi, la descrizione del processo di messa a terra per una casa privata sarà suddivisa in fasi.

Un discorso a parte dovrebbe essere fatto sulla messa a terra di protezione nel sistema TN-S. Il punto di partenza per l'installazione della messa a terra sarà il tipo di sistema di alimentazione. Le differenze tra i sistemi di alimentazione sono state discusse nel paragrafo precedente, quindi sappiamo che per il sistema TN-S non è necessario installare la messa a terra, il conduttore neutro di protezione (messa a terra) proviene dalla linea - è sufficiente collegarlo al bus di messa a terra principale e la casa verrà messa a terra. Ma non si può dire che una casa non abbia bisogno di protezione contro i fulmini. Ciò significa solo che noi, senza prestare attenzione alle fasi 1 e 2, possiamo passare immediatamente alle fasi 3-5, vedi sotto
I sistemi TN-C e TT necessitano sempre della messa a terra, passiamo quindi alla cosa più importante.

La messa a terra protettiva viene installata su un palo o sul muro della casa, a seconda di dove è separato il conduttore PEN. Si consiglia di posizionare l'elettrodo di terra in prossimità del bus di terra principale. L'unica differenza tra TN-C e TT è che in TN-C il punto di terra è legato al punto di separazione PEN. La resistenza di terra in entrambi i casi non deve essere superiore a 30 Ohm in un terreno con una resistività di 100 Ohm*m, ad esempio terriccio, e 300 Ohm in un terreno con una resistività superiore a 1000 Ohm*m. I valori sono gli stessi, anche se ci affidiamo a standard diversi: per il sistema TN-C 1.7.103 PUE 7a edizione, e per il sistema TT - al paragrafo 1.7.59 del PUE e 3.4.8. Istruzioni I 1.03-08. Poiché non vi sono differenze nelle misure necessarie, prenderemo in considerazione soluzioni generali per questi due sistemi.

Per la messa a terra è sufficiente guidare un elettrodo verticale di sei metri.

Questa messa a terra risulta essere molto compatta, può essere installata anche nel seminterrato, nessun documento normativo lo contraddice. Le azioni necessarie per la messa a terra sono descritte per terreni morbidi con resistività di 100 Ohm*m. Se il terreno ha una resistenza maggiore, sono necessari calcoli aggiuntivi, contattare gli specialisti tecnici di ZANDZ.ru per assistenza nei calcoli e nella selezione dei materiali.

Se in casa è installata una caldaia a gas, il servizio del gas potrebbe richiedere la messa a terra con una resistenza non superiore a 10 Ohm, guidata dalla clausola 1.7.103 del PUE 7a ed. Questo requisito deve riflettersi nel progetto di gassificazione.
Quindi, per raggiungere lo standard, è necessario installare un conduttore di terra verticale di 15 metri, che viene installato in un punto.

Può anche essere installato in più punti, ad esempio in due o tre, quindi collegato con un elettrodo orizzontale sotto forma di striscia lungo il muro della casa ad una distanza di 1 m e ad una profondità di 0,5-0,7 m L’installazione dell’elettrodo di terra in più punti avrà anche la funzione di protezione contro i fulmini Per capire come, passiamo alla sua considerazione.

Prima di installare la messa a terra, è necessario decidere immediatamente se la casa sarà protetta dai fulmini. Pertanto, se la configurazione dell'elettrodo di terra per la messa a terra protettiva può essere qualsiasi, la messa a terra per la protezione contro i fulmini deve essere di un certo tipo. Vengono installati almeno 2 elettrodi verticali lunghi 3 metri, uniti da un elettrodo orizzontale di lunghezza tale che tra i pin ci siano almeno 5 metri. Questo requisito è contenuto nel paragrafo 2.26 del RD 34.21.122-87. Tale messa a terra dovrebbe essere installata lungo una delle pareti della casa, sarà una sorta di collegamento a terra di due calate abbassate dal tetto. Se sono presenti più calate, la soluzione corretta è posare un circuito di messa a terra per la casa a una distanza di 1 m dalle pareti a una profondità di 0,5-0,7 m e all'incrocio con la calata installare un elettrodo verticale 3 metri di lunghezza.

Ora è il momento di scoprire come realizzare una protezione contro i fulmini per una casa privata. Si compone di due parti: esterna ed interna.

Eseguito in conformità con SO 153-34.21.122-2003 "Istruzioni per l'installazione di protezione contro i fulmini di edifici, strutture e comunicazioni industriali" (di seguito denominato SO) e RD 34.21.122-87 "Istruzioni per l'installazione di fulmini protezione degli edifici e delle strutture” (di seguito RD).

Gli edifici sono protetti dai fulmini mediante parafulmini. Un parafulmine è un dispositivo che si eleva sopra l'oggetto protetto, attraverso il quale la corrente del fulmine, aggirando l'oggetto protetto, viene scaricata a terra. È costituito da un parafulmine che assorbe direttamente la scarica del fulmine, da una calata e da un conduttore di terra.

I parafulmini sono installati sul tetto in modo tale da garantire un'affidabilità di protezione superiore a 0,9 CO, cioè la probabilità di sfondamento attraverso il sistema parafulmine non dovrebbe essere superiore al 10%. Per ulteriori informazioni su cos'è l'affidabilità della protezione, leggere l'articolo "Protezione dai fulmini di una casa privata". Di norma, vengono installati lungo i bordi del colmo del tetto se il tetto è a due falde. Quando il tetto è a mansarda, a padiglione o anche di forma più complessa, i parafulmini possono essere fissati ai camini.
Tutti i parafulmini sono collegati tra loro tramite calate; le calate sono collegate ad un dispositivo di messa a terra di cui già disponiamo.

L'installazione di tutti questi elementi proteggerà la casa dai fulmini, o meglio dal pericolo rappresentato dal suo colpo diretto.

La protezione della tua casa dalle sovratensioni viene effettuata utilizzando un SPD. Per la loro installazione è necessaria la messa a terra, poiché la corrente viene deviata a terra tramite conduttori di protezione neutri collegati ai contatti di questi dispositivi. Le opzioni di installazione dipendono dalla presenza o dall'assenza di protezione antifulmine esterna.

1. C'è una protezione contro i fulmini esterna
   In questo caso viene installata una classica cascata di protezione composta da apparecchi delle classi 1, 2 e 3 disposti in serie. All'ingresso è montato un limitatore di sovratensione di classe 1 che limita la corrente diretta di fulminazione. Nel quadro di ingresso o nel quadro di distribuzione, se l'abitazione è grande e la distanza tra i pannelli è superiore a 10 m, è installato un limitatore di sovratensione di classe 2. Ha lo scopo di proteggere dalle sovratensioni indotte, limitandole ad un livello di 2500 V. Se la casa dispone di componenti elettronici sensibili, è consigliabile installare un dispositivo di protezione da sovratensione di classe 3 che limiti le sovratensioni a un livello di 1500 V; la maggior parte dei dispositivi può sopportare questa tensione. Direttamente accanto a tali dispositivi è installato un dispositivo di protezione da sovratensione di classe 3.
2. Non esiste una protezione antifulmine esterna
   Una fulminazione diretta su un'abitazione non viene presa in considerazione, quindi non è necessario un SPD di classe 1. I restanti SPD vengono installati nello stesso modo descritto al paragrafo 1. La scelta dell'SPD dipende anche dal sistema di messa a terra; per essere sicuri della scelta corretta, contattare gli specialisti tecnici di ZANDZ.ru per aiuto.

La figura mostra una casa con messa a terra di protezione installata, un sistema di protezione contro i fulmini esterno e un SPD combinato di classe 1+2+3, destinato all'installazione in un sistema TT.

Protezione domestica completa: messa a terra protettiva, sistema di protezione contro i fulmini esterno e
SPD combinato classe 1+2+3, destinato all'installazione in un sistema TT
(clicca per ingrandire)

Immagine ingrandita di un centralino con installato un limitatore di sovratensione per un'abitazione
(clicca per ingrandire)

NO.	Riso	codice venditore	Prodotto	Qtà
Sistema di protezione contro i fulmini
1		ZANDZ Parafulmine-palo verticale 4 m (acciaio inossidabile)	2
2		GALMAR Supporto per parafulmine - palo ZZ-201-004 al camino (acciaio inossidabile)	2
3		GALMAR Morsetto per parafulmine - palo GL-21105G per calate (acciaio inox)	2
4		GALMAR Filo di acciaio ramato (D8 mm; bobina 50 metri)	1
5		GALMAR Filo di acciaio ramato (D8 mm; bobina 10 metri)	1
6		GALMAR Morsetto per calata per calata (rame stagnato + ottone stagnato)	18
7		GALMAR Morsetto da tetto universale per calata (altezza fino a 15 mm; acciaio zincato con verniciatura)	38
8		GALMAR Morsetto facciata/muro per calata con superficie rialzata (altezza 15 mm; acciaio zincato, verniciato)	5
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