ДСТУ 2012 62305-3 Частина 3 Розділ 6-8 Внутрішня система блискавкозахисту


ДСТУ 2012 62305-3 Частина 3 Розділ 6-8 Внутрішня система блискавкозахисту 21/03/20

БЛИСКАВКОЗАХИСТ –
Частина 3: Фізичні руйнування будівель (споруд) та небезпека для життя

Розділ 6-8 Внутрішня система блискавкозахисту

 

ЗМІСТ

 

6.    Внутрішня система блискавкозахисту
6.1.   Загальні положення
6.2.   Еквіпотенційні сполучення блискавкозахисту
6.3.   Електричне ізолювання зовнішньої LPS
7.    Обслуговування та перевірка LPS
8.    Заходи захисту від загрози для життя унаслідок дії напруги дотику та крокової напруги

 

 

6.          Внутрішня система блискавкозахисту
 

6.1.     Загальні положення

 

Внутрішня LPS має запобігати виникненню небезпечного іскріння у будівлі (споруді), що захищається, через струм блискавки, що протікає у зовнішній LPS або в інших струмопровідних частинах конструкції.

 

Небезпечне іскріння може виникати між зовнішньою LPS та іншими компонентами, такими як:
–    металеві конструкції,
–    внутрішні системи,
–    зовнішні струмопровідні частини та лінії, приєднані до будівлі (споруди).

 

ПРИМІТКА 1 Іскріння, що відбувається у будівлі (споруді) з небезпекою вибуху, завжди становить небезпеку. У цьому випадку вимагається вжиття додаткових захисних заходів, які знаходяться на стадії розгляду (дивись Додаток D).
 

ПРИМІТКА 2 Стосовно захисту від перенапруг внутрішніх систем дивись IEC 62305-4.

 

Небезпечного іскріння між різними частинами можна уникнути за допомогою таких заходів:
–    еквіпотенційні сполучення відповідно до 6.2, або
–    електрична ізоляція між частинами відповідно до 6.3.

 

6.2.    Еквіпотенційні сполучення блискавкозахисту
 

6.2.1.     Загальні положення

 

Еквіпотенційні сполучення досягаються шляхом з'єднання LPS з
–    металевими конструкціями,
–    внутрішніми системами,
–    зовнішніми струмопровідними частинами та лініями, приєднаними до будівлі (споруди).

Якщо еквіпотенційні сполучення блискавкозахисту встановлено стосовно внутрішніх систем, частина струму блискавки може затікати до таких систем, тож ці явища належить брати до уваги.

 

Засобами з'єднання можуть бути:
–    сполучні провідники, якщо електрична безперервність не забезпечується природним з'єднанням;
–    пристрої захисту від імпульсних перенапруг (SPDs), якщо виконати пряме з’єднання сполучними провідниками не є можливим;
–    ізолювальні іскрові проміжки (ISGs), якщо пряме з’єднання сполучними провідниками не дозволяється.

 

Спосіб, у який досягається еквіпотенційне сполучення блискавкозахисту, є важливим і має бути розглянуте з оператором телекомунікаційних мереж, оператором електроенергетичних та газових служб, а також іншими операторами або відповідними органами, оскільки у них можуть існувати суперечливі вимоги.

SPD мають бути встановлені таким чином, щоб була передбачена можливість їхньої перевірки.

 

ПРИМІТКА 1 Коли встановлена LPS, можуть бути порушені металоконструкції, які є  зовнішніми стосовно захищуваної будівлі (споруди). Це слід враховувати за проектування таких систем. Також можуть бути необхідними еквіпотенційні сполучення блискавкозахисту для зовнішніх металоконструкцій.
 

ПРИМІТКА 2 Еквіпотенційні сполучення блискавкозахисту має бути об'єднано  і скоординовано з іншими еквіпотенційними сполученнями у будівлі (споруді).

 

6.2.2.     Еквіпотенційні сполучення блискавкозахисту для металевих конструкцій

 

У випадку ізольованої зовнішньої LPS, еквіпотенційні сполучення блискавкозахисту здійснюються лише на позначці ґрунту.

 

Для зовнішньої LPS, яка не є ізольованою, еквіпотенційні сполучення блискавкозахисту здійснюються у таких місцях:

a)    у фундаменті або поблизу позначки ґрунту. Сполучні провідники мають бути підключені до сполучної шини, влаштованої та встановленої таким чином, який дозволяв би легкий доступ для інспектування. Сполучна шина має бути підключена до системи земляного закінчення. Для великих  споруд (зазвичай, понад 20 м завдовжки) може бути використана кільцева  сполучна шина або  може  бути  встановлено декілька сполучних шин, за умови, що вони з'єднані між собою;
b)    у  місцях,  де  не  виконані  вимоги  щодо ізоляції (дивись 6.3).

 

Еквіпотенційні сполучення блискавкозахисту мають бути максимально прямими.

 

ПРИМІТКА Якщо еквіпотенційні сполучення блискавкозахисту    встановлено    стосовно струмопровідних частин будівлі (споруди), частина струму блискавки може затікати до такої будівлі (споруди) і це слід брати до уваги.

 

Мінімальні значення поперечного перерізу провідників еквіпотенційних сполучень, що з'єднують різні сполучні шини й провідників, що з'єднують шини із системою земляного закінчення, наведено у Таблиці 8.

 

Мінімальні значення поперечного перерізу провідників еквіпотенційних сполучень, що з'єднують внутрішні металеві установки зі сполучними шинами, наведено у Таблиці 9.

 

Таблиця 8 - Мінімальні розміри провідників, що з'єднують різні сполучні шини або що з'єднують сполучні шини із системою земляного закінчення     

 

Клас LPS Матеріал Поперечний переріз, мм²
I - IV Мідь  16
Алюміній 25
Сталь 50


Таблиця 9 - Мінімальні розміри провідників, що з'єднують внутрішнє металеве устатковання зі сполучною шиною

 

Клас LPS Матеріал Поперечний переріз, мм²
I - IV Мідь 6
Алюміній 10
Сталь 16



Якщо ізоляційні частини вставляються до труб газо- або водопостачання, усередині будівлі (споруди), що захищається, вони, за погодженням з постачальником води і газу, мають бути шунтовані ISG, спроектованими для такої експлуатації.

 

ISG мають бути випробувані у відповідності з майбутнім стандартом IEC 62561-3 і мати такі характеристики:
–    I imp  ≥ k c  l  де k c  l - струм блискавки, що протікає уздовж відповідної частини зовнішньої LPS (дивись Додаток C);
–    номінальна імпульсна напруга спрацьовування U RIMP  нижча за рівень імпульсної стійкості ізоляції між частинами.

 

6.2.3.    Еквіпотенційні сполучення блискавкозахисту для зовнішніх струмопровідних частин

 

Для зовнішніх струмопровідних частин еквіпотенційні сполучення блискавкозахисту встановлюються якомога ближче до точки входу до будівлі (споруди), що захищається.

 

Сполучні провідники мають бути здатними витримувати частину lF струму блискавки, що протікає ними, яка оцінюється згідно з Додатком Е до стандарту IEC 62305-1:2010.

 

Якщо безпосереднє з’єднання є неприйнятним, належить використовувати ISG з  характеристиками,  зазначеними нижче:

 

ISG мають бути випробувані у відповідності з майбутнім стандартом IEC 62561-3 і мати такі характеристики:
–    I imp  ≥ k c  l  де k c  l - струм блискавки, що протікає уздовж відповідної частини зовнішньої LPS (дивись Додаток C);
–    номінальна імпульсна напруга спрацьовування U RIMP  нижча за рівень імпульсної стійкості ізоляції між частинами.

 

ПРИМІТКА Якщо еквіпотенційне сполучення є необхідним, а LPS необхідною не є, земляне закінчення електроустановки НН може бути використано з цією метою. У IEC 62305-2 подано відомості про умови, за яких LPS не є необхідною.

 

6.2.4.    Еквіпотенційні сполучення блискавкозахисту для внутрішніх систем

 

Вкрай важливо, аби еквіпотенційні сполучення блискавкозахисту виконувалось відповідно до  6.2.2 а) та  6.2.2  b).

 

Якщо кабелі внутрішніх систем екрановані або містяться у металевих каналах, може бути достатньо приєднати лише ці екрани та канали (дивись Додаток В).

 

ПРИМІТКА Приєднання екранів та каналів може не виключати збої через перенапруги обладнання, підключеного до кабелів. Стосовно захисту такого обладнання дивись IEC 62305-4.

 

Якщо кабелі внутрішніх систем є ані екранованими ані розміщеними у металевих каналах, їх належить приєднувати за допомогою SPD. У системах TN, провідники PE і PEN мають бути з'єднані з LPS напряму або через SPD.

 

Сполучні провідники мусять мати таку ж саму здатність до відведення струму, як зазначено у  6.2.2 для ISG.

 

SPD мають відповідати вимогам IEC 61643-1 і IEC 61643-21 і мусять мати такі характеристики:
–    випробувані при l imp  ≥ k c  l, де k c  l – струм блискавки, що протікає уздовж відповідної частини зовнішньої LPS (дивись Додаток C);
–    рівень захисту U P  є нижчим за рівень імпульсної стійкості ізоляції між частинами.

Якщо захист внутрішніх систем від перенапруг є необхідним, має бути застосована координована система SPD, що відповідає вимогам Розділу 7 IEC 62305-4:2010.

 

6.2.5.     Еквіпотенційні сполучення блискавкозахисту для ліній, приєднаних до будівлі (споруди), що захищається

 

Еквіпотенційні сполучення блискавкозахисту для електричних і телекомунікаційних ліній належить виконувати відповідно до  6.2.3.

 

Усі провідники кожної лінії мають бути з'єднані напряму або через SPD. Провідники під напругою з'єднуються зі сполучною шиною лише через SPD. У системах TN, провідники PE або PEN мають бути приєднані напряму або через SPD до сполучної шини.

 

Якщо лінії екрановано або прокладено у металевих каналах, ці екрани і канали мають бути приєднані. Еквіпотенційні сполучення блискавкозахисту для провідників не є обов'язковим, за умови, що поперечний переріз S C цих екранів або каналів є не меншим за мінімальне значення S CMIN, обчислене згідно Додатка B.

 

Еквіпотенційні сполучення блискавкозахисту екранів кабелів або каналів здійснюється поблизу місця їхнього уводу до будівлі (споруди).

 

Сполучні провідники мають витримувати такий струм як зазначено у 6.2.3 для пристроїв ISG.

 

SPD мають відповідати вимогам IEC 61643-1 і IEC 61643-21 і повинні мати такі характеристики:
–    випробувані за  l imp  ≥ I F, де I F  – струм блискавки, що протікає лінією (дивись Додаток E IEC 62305-1:2010);
–    рівень захисту U P  є нижчим за рівень імпульсної стійкості між частинами.

 

Якщо захист від імпульсних перенапруг для внутрішніх систем, приєднаних до ліній, які входять до будівлі (споруди) є необхідним, має бути застосовано координовану систему SPD, яка відповідає вимогам Пункту 7 IEC 62305-4:2010.

 

ПРИМІТКА Якщо еквіпотенційне сполучення є необхідним, а LPS необхідною не  є, земляне закінчення електроустановки НН може бути використано з цією метою. У IEC 62305-2 подано інформація про умови, за яких LPS не є необхідною.

 

6.3.    Електричне ізолювання зовнішньої LPS

6.3.1.     Загальні положення

 

Електричне ізолювання системи перехоплення або системи доземних провідників від  металевих  частин конструкції, металевого устатковання та внутрішніх систем може бути досягнуто шляхом створення роздільної відстані, s між частинами.    Загальне рівняння для розрахунку s має вигляд:

де

k i - залежить від обраного класу LPS (дивись Таблицю 10);
k m - залежить від електроізоляційного матеріалу (дивись Таблицю 11);
k c - залежить від (часткового) струму блискавки, що проходить блискавкоприймачем та доземним провідником (дивись Таблицю 12 та Додаток С);
l - довжина у метрах уздовж блискавкоприймача і доземного провідника від точки, де роздільна відстань розглядається, до найближчої точки системи еквіпотенційних сполучень або точки приєднання до уземлення (дивись E.6.3 у Додатку Е).

 

ПРИМІТКА Довжиною l уздовж блискавкоприймача можна знехтувати у спорудах з безперервним металевим дахом, який діє як природний блискавкоприймач.

 

Таблиця 10 - Ізолювання зовнішньої LPS - Значення коефіцієнта k i

 

Клас LPS k i
I 0,08
II 0,06
III - IV 0,04

 

Таблиця 11 - Ізолювання зовнішньої LPS - Значення коефіцієнта k m

 

Матеріал k m
Повітря 1
Бетон, цегла, дерево 0,5
ПРИМІТКА 1 Якщо кілька ізоляційних матеріалів з’єднано послідовно, використання найменшого зі значень km є доброю практикою.
ПРИМІТКА 2 За використання інших ізоляційних матеріалів, вказівки щодо влаштування та значення km мають бути надані виробником.

 

У випадку коли лінії або зовнішні струмопровідні частини входять до будівлі (споруди), завжди належить забезпечувати еквіпотенційні сполучення блискавкозахисту (шляхом прямого з'єднання або з'єднання через SPD) у точці їх уводу до будівлі (споруди).

 

У спорудах з металевим або безперервно з’єднаним каркасом залізобетону роздільна відстань є зайвою.

 

Коефіцієнт kc розподілу струму блискавки між блискавкоприймачами/доземними провідниками залежить від класу LPS, загального числа n, від положення доземних провідників, від сполучних кільцевих провідників та від типу системи земляного закінчення. Необхідна роздільна відстань залежить від падіння напруги на найкоротшому шляху від точки, де розглядається роздільна відстань, до уземлювального електроду або найближчої точки системи еквіпотенційних сполучень.

 

6.3.2.     Спрощений підхід

 

У типових будівлях (спорудах) для застосування Рівняння (4) мають бути розглянуті такі умови:

Kc - залежить від (часткового) струму блискавки, що проходить доземними провідниками (дивись Таблицю 12 і Додаток С);
l - вертикальна довжина у  метрах уздовж доземного провідника, від точки, де має бути розглянуто роздільну відстань, до найближчої точки системи еквіпотенційних сполучень.

 

Таблиця 12 - Ізолювання зовнішньої LPS - Орієнтовні значення коефіцієнта kс

 

Число доземних провідників n k c
1 (лише у випадку ізольованої LPS)  1
2 0,66
3 і більше 0,44
ПРИМІТКА Значення, наведені у Таблиці 12, є прийнятними для усіх пристроїв уземлення за схемою розміщення тип B, і для пристроїв уземлення за схемою розміщення тип А, за умови, що опори сусідніх уземлювальних електродів не відрізняються один від одного більше ніж удвічі. Якщо опори окремих уземлювальних електродів відрізняються більше, ніж удвічі, належить прийняти k с = 1 .

 

Детальнішу інформацію про розподіл струму блискавки між доземними провідниками подано у Додатку C.
ПРИМІТКА Спрощений підхід зазвичай призводить до результатів із запасом безпеки.

 

6.3.3.     Докладний підхід

 

У LPS з сітчастою системою блискавкоприймачів або зі сполучними кільцевими провідниками, блискавкоприймачі або доземні провідники мають різні величини струму, що спрямовується донизу уздовж них, унаслідок розподілу струму. У цих випадках точніший розрахунок роздільного проміжку може бути виконано за таким співвідношенням:

 
Якщо блискавкоприймачі або доземні провідники мають різні значення струму, що спрямовується донизу уздовж них завдяки з’єднувальним кільцевим провідникам, застосовуються Рисунки С.4 та С.5.
 

ПРИМІТКА 1 Цей підхід застосовується для оцінювання роздільного проміжку у дуже великих спорудах або у спорудах складної форми.
ПРИМІТКА 2 Для обчислення коефіцієнтів kс для окремих провідників може бути використано числові мережеві програми.
 

 

7.    Обслуговування та перевірка LPS

 

7.1.     Загальні положення

 

Ефективність будь-якої LPS залежить від того, як її було встановлено, як вона обслуговується та за якими методами перевіряється.
Перевірка, випробування та обслуговування не можуть проводитися в умовах грозової небезпеки.

ПРИМІТКА Детальну інформацію щодо огляду і технічного обслуговування LPS подано у  E.7.

 

7.2.     Застосування перевірок

Метою перевірок є встановлення того, що
a)    LPS відповідає проекту, який ґрунтується на цьому стандарті,
b)    усі елементи LPS є у доброму стані і здатні виконувати свої проектні функції, і що корозія відсутня,
c)    усі недавно додані послуги або конструкції вбудовано до LPS.

 

7.3.     Порядок перевірок

 

Перевірки належить проводити відповідно до  7.2 таким чином:
–    під час спорудження будівлі (споруди) з метою перевірки вбудованих електродів;
–    після встановлення LPS;
–    періодично з інтервалами, які визначаються залежно від характеру будівлі (споруди), що захищається, тобто від наявності проблем з корозією та від класу LPS;

 

ПРИМІТКА Для отримання детальної інформації дивись  E.7.
–    після внесення змін чи ремонту, або коли відомо, що будівля (споруда) була уражена блискавкою.

 

Під час періодичних перевірок є практично о важливим перевірити наступне:
–    зношення та корозія елементів перехоплювачів, провідників і з'єднань;
–    корозія уземлювальнних електродів;
–    величина опору землі системи земляного закінчення;
–    стан з'єднань, еквіпотенційних з’єднань та елементів кріплення.

 

7.4.     Технічне обслуговування

 

Регулярна перевірка є однією серед головних умов, надійного обслуговування LPS. Власник майна має бути поінформований про усі виявлені недоліки та вони мають усуватися без зволікань.

 

8.     Заходи захисту від загрози для життя унаслідок дії напруги дотику та крокової напруги

 

8.1.     Заходи захисту від напруги дотику

 

За певних умов близькість доземних провідників LPS може бути небезпечною для життя, навіть якщо LPS була спроектована і сконструйована відповідно до вищезгаданих вимог.

 

Небезпека знижується до прийнятного рівня за виконання однієї з таких умов:
a)    за нормальних умов експлуатації немає людей у межах 3 м від доземних провідників;
b)    використовується система принаймні з 10 доземних провідників згідно з  5.3.5;
c)    контактний опір поверхневого шару ґрунту у межах 3 м від доземних провідників становить не менше, ніж 100 кОм.

 

ПРИМІТКА Шар ізолювального матеріалу, приміром, асфальту, завтовшки 5 см (або шар ріння 15 см завтовшки) зазвичай зменшує небезпеку до прийнятного рівня.

 

Якщо жодна з цих умов не виконується, належить вжити захисних заходів проти загрози для життя унаслідок дії напруги дотику, як от:
–    ізолювання відкрито прокладеного доземного провідника, яке забезпечує імпульсну міцність у  100 кВ, 1,2/50 мкс, приміром, принаймні, 3 мм зшитого поліетилену;
–    фізична недоступність та/або попереджувальні написи для зменшення ймовірності дотику до доземного провідника.
Заходи захисту мають відповідати прийнятним стандартам (див. ISO 3864-1).

 

8.2.     Заходи захисту від крокової напруги

 

За певних умов, близькість доземних провідників може бути небезпечною для життя, навіть якщо LPS була спроектована і сконструйована відповідно до вищезгаданих вимог.

 

Небезпека знижується до прийнятного рівня за виконання однієї з таких умов:
a)    за нормальних умов експлуатації немає людей у межах 3 м від доземних провідників;
b)    використовується система принаймні з 10 доземних провідників згідно з  5.3.5;
c)    контактний опір поверхневого шару ґрунту у межах 3 м від доземних провідників становить не менше, ніж 100 кОм.

 

ПРИМІТКА Шар ізолювального матеріалу, приміром, асфальту, 5 см завтовшки (або шар ріння 15 см завтовшки) зазвичай зменшує небезпеку до прийнятного рівня.

 

Якщо жодна з цих умов не виконується, належить вжити захисних заходів проти загрози для життя унаслідок дії крокової напруги, як от:
–    вирівнювання потенціалів за допомогою сіткової системи земляного закінчення;
–    фізична недоступність та/або попереджувальні написи для зменшення ймовірності доступу до небезпечної зони у межах 3 м від доземних провідників.

 

Заходи захисту мають відповідати прийнятним стандартам (див. ISO 3864-1).