Проектування E.S.E. системи блискавкозахисту
Поняття альтернативному класичному способу захищати будівлі і споруди від блискавки з допомогою формування штучного зустрічного стримера з’явилося в кінці 90-х років 20-го століття. Але й досі багато проектувальників намагаються уникати цю систему як не до кінця зрозумілу, не зважаючи на те, що для неї розроблені нормативи, проводяться докладні дослідження та випробування в багатьох країнах світу.
Щодо питання братися чи ні проектувати блискавкозахист E.S.E. – кожен вирішує сам, але якщо вже проектувати, то робити це правильно – обов’язково всім!
В цій статті розглянемо нормативну сторону E.S.E. системи блискавкозахисту та те, які додаткові вимоги є до влаштування компонентів такої системи!
E.S.E. – Early Streamer Emission System – система ранньої емісії стримера
ESEAT – Early Streamer Emission Air Terminal – блискавкоприймач з випереджувальною стримерною емісією.
Зміст
В чому суть?
Якщо зовсім просто, то основною відмінністю системи з раннім формуванням стримера є те, що блискавкоприймач як правило один для всієї споруди навіть значних розмірів. До його щогли кріпиться голівка з генератором магнітного поля. Завдяки цьому формується висхідний позитивно заряджений лідер, що «допомагає» блискавці прокласти свій шлях набагато швидше ніж інші струмопровідні елементи в околиці. Саме завдяки цій особливості вдається створити велику зону захисту над об’єктом.
Запроектувати систему блискавкозахисту E.S.E., яку дуже часто називають «активною», не складно, адже в основі лежать всі ті ж вимоги що й для класичної системи. Нормативний документ, яким потрібно керуватися при розрахунку E.S.E. системи, – NF C 17-102:2011 містить велику частину схожих з ДСТУ EN 62305-3:2021 вимог щодо влаштування провідників, заземлення та допустимого значення опору, матеріалів тощо та наводить більш детальний розрахунок складових системи.
В Україні введено в дію СОУ NGA RAD 1515811.02:2021, що є повністю ідентичним перекладом на українську французького нормативу NF C та може використовуватися інженерами для виконання проектів блискавкозахисту.
В цілому є два справді важливих фактори функціонування такої системи:
! Тільки сертифіковані та випробувані ESE блискавкоприймачі з підтвердженою ефективністю дадуть впевненість в тому, що система працюватиме як слід. Тому обирайте та закладайте в проекти перевірені бренди-виробники.
! Не вірно розрахована зона захисту вплине на безпеку будівлі і створить упереджене ставлення до такого виду блискавкозахисту.
Технічні особливості проектування E.S.E.
Розглянемо тепер важливі відмінні умови влаштування для правильного функціонування E.S.E. системи блискавкозахисту:
Зони захисту E.S.E. блискавкоприймачів
Починати розрахунок необхідно з визначення радіусу зони захисту, що утворить блискавкоприймач залежно від його характеристик щодо формування висхідного лідера та висоти встановлення над захищуваним об’єктом. Для цього вам також потрібно визначити необхідний рівень блискавкозахисту об’єкта. У своїх проектах для системи E.S.E не залежно від результату розрахунків ризиків ми завжди приймаємо I рівень блискавкозахисту, а для об’єктів, які вимагають захисту на рівні 99,9% або тих, що становлять небезпеку для навколишнього середовища, належить зменшити розрахунковий радіус захисту на 40%.
Блискавкоприймач встановлюється так, щоб різниця висоти між вершиною голівки і найвищою точкою на будівлі, яка захищається, була не менше 2 м.
Формули для розрахунку радіусу захисної зони*:
В результаті отримаємо коло певного радіусу, яке на плані будівлі має повністю вміщати її в своїх межах. Якщо величина радіусу недостатня – потрібно збільшити різницю висоти над покрівлею (елементами на ній) або обрати БП з більшим часовим випередженням (ΔТ). Наприклад, для Gromostar замість А-45 обрати А-60.
Визначення кількості доземних провідників (струмовідводів)
Для системи «активного» блискавкозахисту вводиться поняття природного (існуючого) та незалежного (спеціального, проектованого) доземного провідника. Для кожного ESEAT неізольованої системи БЗ необхідно запроектувати не менше ніж два доземних провідники відповідно п. 5.2.3.4 (СОУ NGA RAD 1515811.02:2021), виконані з дроту діам. ≥8 мм для забезпечення можливості розтікання струму не менше ніж у 2-х напрямках по покрівлі, з яких хоча б один буде незалежним. Для ізольованої системи достатньо одного доземного провідника.
Якщо в системі є n-на кількість ESEAT то загальна к-сть доземних провідників (ДП) може бути менше 2*n при виконанні умов:
- к-сть незалежних ДП є не меншою, ніж к-сть ESEAT
- від кожного ESEAT передбачено ≥ 2 відводи
- роздільна відстань S дотримується
Вимоги до влаштування струмовідводів
Щодо влаштування доземних провідників для E.S.E. системи блискавкозахисту, в NF C 17-102 наводяться такі додаткові вимоги:
1. Два незалежних ДП не можуть проходити паралельно один біля одного (на відстані менше 2-м між собою) при практичних обмеженнях дозволяється прокладати по тому ж маршруту не більше 5% довжини коротшого ДП.
2. Доземні провідники повинні прокладатись прямими і короткими шляхами. Якщо виконуються згини, радіус згину повинен бути >20 см.
3. ДП повинні прокладатись прямими і короткими шляхами. Допускається перехід через парапети висотою до 40 см під кутом <45°.
4. Відповідно до р. 5.3.3 NFC 17-102, струмовідводи потрібно прокладати на тримачах, забезпечуючи відстань між тримачами 33 см (порівняно з вимогою прокладання провідників за ДСТУ EN 62305-3 в 1 м).
5. Доземні провідники необхідно прокладати в термоізолювальній трубці на висоті не менше 2 м від землі.
6. В місцях, де може відбуватись іскріння між металевими компонентами будівлі слідзабезпечити еквіпотенційні сполучення.
Влаштування заземлюючих пристроїв
Влаштування системи земляного закінчення проектується згідно вимог р. 5.4, додатку Е.5.4 ДСТУ EN 62305-3:2012 та р. 6 NFC 17-102:2011 /СОУ NGA RAD 1515811.02:2021.
Відповідно до NF C 17-102, система уземлення, так само як і згідно ДСТУ EN 62305-3, може виконуватись із розміщенням типу А або типу Б. Але NF C 17-102 ще додатково поділяє тип А на підтипи А1 та А2.
ТИП А1 – влаштовують горизонтальні провідники з оцинкованої смуги 25х4 мм або оцинкованого провідника діам. 10 мм на глибині не менше ніж 50 см;
ТИП А2 – пристрій, який складається з 2-х або 3-х вертикальних уземлювачів довжиною не менше ніж 6 м, які розміщені на глибині не менше 50 см.
При влаштуванні заземлювачів з розміщенням типу А2, який використовують найчастіше, є такі вимоги:
- Довжина вертикального заземлювача повинна бути не менше 6 м
- Кількість вертикальних заземлювачів – не менше 2-х!
- Вертикальні заземлювачі повинні бути розміщені між собою на відстані не менше їх довжини (наприклад, 6 м між стержнями при довжині заземлювачів по 6 м)
- Опір кожного типу пристрою уземлення повинен бути менше 10 Ом.
ТИП В – уземлення влаштовується аналогічно до класичної системи, але у місцях приєднання ДП до уземлювача потрібно додатково влаштовувати стержневі точкові уземлювачі довжиною не менше 2 м або радіальні уземлювачі довжиною не менше 4 м.
Також може бути використане фундаментне уземлення, якщо попередньо були передбачені виводи для приєднання ДП.
Будівлі висотою > 60 м
Якщо висота будівлі перевищує 60 м, потрібно влаштувати не менше ніж 4 ДП, розподіливши їх по периметру будівлі та об’єднати кільцевим провідником. Такий кільцевий провідник можна влаштувати або по периметру покрівлі або по периметру фасаду у верхній частині будівлі.
Верхніх 20% висоти будівлі обов’язково повинні входити в зону захисту ESEAT.
Захист від імпульсних перенапруг для E.S.E.
При проектуванні системи блискавкозахисту E.S.E. дуже важливо також подбати про внутрішній захист об’єкту та запроектувати ПЗІП, адже для «активної» системи через малу кількість струмовідводів притаманне локальне різке збільшення різниці потенціалів навколо будівлі під час проходження струму блискавки до заземлення.
З усього сказаного можна зробити висновок – системи блискавкозахисту E.S.E. не лише не уступає класичній пасивній системі, а в певній мірі має навіть більш строгі вимоги щодо захисту будівель та споруд.
*В кабінеті проектувальника в розділі шаблонів і таблиць ми вже зробили для вас Exсel-калькулятор для розрахунку радіусів захисту E.S.E. блискавкоприймачів, що спростить процедуру розрахунку.
Переглянути нормативні документи з блискавкозахисту, методичні рекомендації для проектування LPS та навчальні відео лекції з розрахунку блискавкозахисту доступні в Кабінеті проєктувальника LPS!
