Проектирование и приемка молниезащиты складов взрывчатых материалов
42. Проект должен содержать:
план склада со всеми прилегающими к нему сооружениями;
расчет зон защиты от прямых ударов с обоснованием и размерами всех молниезащитных элементов;
расчет защиты от вторичных воздействий молнии (если это требуется) или мотивировку нецелесообразности ее выполнения; рабочие чертежи всех конструкций; спецификацию материалов.
43. Смонтированные молниезащитные устройства могут быть введены в эксплуатацию только после приемки их комиссией в установленном порядке.
Проверка молниезащиты
44. Молниезащита должна проверяться в предгрозовой период, но не реже одного раза в год, а также после выявления повреждений комиссией, назначенной руководителем предприятия (шахты, рудника, карьера и т. п.), в составе: энергетика (электромеханика) или лица, выполняющего его обязанности, заведующего складом ВМ, руководителя взрывных работ, в ведении которого находится склад.
Наружный осмотр молниезащитных устройств периодически, но не реже одного раза в месяц, проводится заведующим складом.
В проверку молниезащиты входит:
а) наружный осмотр молниезащитных устройств;
б) измерение сопротивления заземлителей молниезащиты;
в) проверка переходного сопротивления контактов устройств защиты от вторичных воздействий молнии.
45. Измерение сопротивления заземлителей должно проводиться в период наибольшего просыхания грунта. В тех районах, где в период грозовой деятельности существует промерзший слой, измерение проводится при его оттаивании.
46. Результаты наружного осмотра молниезащиты оформляются актом, а результаты измерения сопротивления заземлителей заносятся в ведомость состояния заземлителей молниезащиты по прилагаемой форме.
47. Наружным осмотром молниезащитных устройств (с обязательным применением бинокля) должно определяться состояние молниеприемников, токоотводов, мест пайки и соединений, опорных мачт и надземных частей защиты от вторичных воздействий молнии.
48. При осмотре молниеприемников необходимо установить целостность конического наконечника, состояние его полуды, надежность и плотность соединения с токоотводом, наличие ржавчины, чистоту поверхностей в соединениях на болтах.
Молниеотвод с оплавившимся или поврежденным коническим наконечником и поврежденный ржавчиной более чем на 1/3 площади поперечного сечения должен быть заменен новым.
Поврежденные полуда, оцинковка должны быть восстановлены, ржавчина с контактных поверхностей удалена и слабые соединения закреплены.
49. При осмотре токоотводов определяются отсутствие перегибов и петель, целостность и плотность соединений, отсутствие ржавчины и повреждений.
Токоотводы, поврежденные ржавчиной, если их площадь сечения остается менее 50 мм , должны быть заменены новыми.
50. Осмотром деревянных опорных мачт определяется степень поражения гнилостными грибками, если она достигает 1/3 площади сечения, мачты должны быть заменены новыми.
51. При осмотре наземных частей защиты от вторичных воздействий молнии, вызываемых электростатической индукцией, проверяются целостность сетки и токоотводов, плотность и надежность их соединений, степень повреждения ржавчиной.
При повреждении ржавчиной сетки и токоотводов до площади сечения более 16 мм поврежденные участки должны быть заменены.
52. При проверке устройств защиты от вторичных воздействий определяются целостность перемычек, их состояние и измеряется переходное сопротивление контактов, которое должно быть не более значения, указанного в п. 12 настоящей Инструкции. При этом следует проверять связь всех заземляемых элементов с заземлителями защиты от вторичных воздействий.
53. Измерение сопротивления заземлителей молниезащиты должно проводиться специальными электроизмерительными приборами или методом трех измерений вольтметра-амперметра при высоком удельном сопротивлении грунтов. Сопротивление стыков надлежит измерять микроомметром. Измеренные сопротивления необходимо занести в ведомость состояния заземлите-лей молниезащиты на складе ВМ по приведенной форме.
54. При измерении сопротивления заземлителей по трехэлектродной схеме следует применять схемы расположения токового Т и потенциального П электродов, приведенные на рис. 16. При D > 40 м размер а должен быть не менее D. При D < 40 м размер а = 40 м. При D = 10 м размер а = 20 м.
Рис. 16. Двухлучевая (а) и однолучевая (б) схемы расположения электродов при измерении сопротивлений сложных заземлений и одиночных горизонтальных полос: П - потенциальный электрод; Т - токовый электрод
Место расположения измерительных электродов нужно определять при проектировании молниезащиты.
Измерительные электроды следует устанавливать при сооружении заземлителей молниезащиты.
В качестве вспомогательного заземления можно использовать один из заземлителей соседних молниеотводов, не связанный с измеряемым заземлителем.
55. Измерение сопротивления заземлителя может быть проведено способом трех измерений вольтметра-амперметра.
На рис. 17 показаны 4 отдельных заземлителя от четырех молниеотводов. Измерение сопротивления (Oм) 3 заземлителей N 1, 2, 3 должно проводиться попарно:
измерение I R + R = a,
измерение II R + R = b,
измерение III R + R = c,
отсюда сопротивление (Oм) каждого заземлителя
Рис. 17. Схема измерения сопротивления заземлителей способом трех измерений
Для получения сопротивления (Ом) заземлителя N 4 проводятся еще два (четвертое и пятое) дополнительных измерения:
измерение IV R + R = d,
измерение V R + R = e,
отсюда сопротивление заземлителя N 4
В таком же порядке могут быть измерены сопротивления и других заземлителей, если они имеются.
При одном или двух заземлителях необходимо сделать два или одно вспомогательное заземление.
56. Для определения импульсного сопротивления R заземлителя следует его измеренное сопротивление умножить на импульсный коэффициент , принятый по табл. 2П в зависимости от типа заземлителя и удельного сопротивления грунта.
Удельное сопротивление грунта должно быть измерено на стадии предпроектных изысканий. В условиях эксплуатации и реконструкции измерение проводится по четырехэлектродной схеме с применением мегомметра. Расчетное значение определяется по формуле = 2 RlК , где R - показание прибора, Ом; l - расстояние между электродами, м; K - сезонный коэффициент промерзания (высыхания) грунта.
Пример расчета молниезащиты склада взрывчатых материалов
Необходимо осуществить молниезащиту хранилища ВМ следующих размеров: длина 50 м, ширина на уровне крыши 16 м, высота до конька крыш тамбуров 4,7 м, расстояние от оси хранилищ до дверей тамбуров 11,1 м. Здание деревянное. Расчетное электрическое удельное сопротивление грунта 450 Ом-м. Требуемое импульсное сопротивление заземлителя молниеотвода (согласно п. 10 настоящей Инструкции) R = 10 0м.
Защиту от прямых ударов молнии наиболее рационально осуществить двойным стержневым молниеотводом, расположив его у торцевых сторон хранилища.
Наименьшее допустимое расстояние по воздуху S , от стержневого молниеотвода до хранилища (см. рис. 3 настоящей Инструкции) при сопротивлении заземлителя R = 10 Ом составляет S 4 м. С учетом проезда автомашин (см. п. 8 настоящей Инструкции) расстояние от молниеотвода до хранилища принимается 5 м. Расстояние между молниеотводами составит L = 50 + 2 5 = 60 м.
Для обеспечения надежной защиты хранилища ВМ от прямых ударов молнии необходимо, чтобы все части хранилища вписывались в зону защиты, образуемую двойным стержневым молниеотводом высотой h (рис. 18).
Рис. 18. Схема к примеру расчета молниезащиты хранилища ВМ: 1, 2 - заземлители соответственно вторичного воздействия и молниеотвода; 3, 4 - границы зон защиты на уровнях соответственно высоты защищаемого сооружения и земли
Из условия существования зоны защиты двойного стержневого молниеотвода (п. 16 настоящей Инструкции) определим необходимую высоту молниеотвода
h = L / 3 = 60 / 3 = 20 м.
По формулам (1) определим основные габариты торцевой зоны защиты как зоны одиночных стержневых молниеотводов.
Вершина конуса зоны защиты находится на высоте
h = 0,85, h = 0,85 20 = 17 м.
Зона защиты на уровне земли образует круг радиусом
h = (1,1 - 0,002h) h = (1,1 - 0,002 * 20) 20 = 21,2 м.
Горизонтальное сечение зоны защиты в наиболее удаленной r = 11,1 м от оси хранилища точки на высоте конька крыш тамбуров h = 4,7 м представляет собой круг радиусом
r = (1,1 - 0,002h) (h - h / 0,85) = (1,1 - 0,002 20) (20 -4,7 / 0,85) = 15,35 м.
Зону защиты двойного стержневого молниеотвода определим по формулам (3) Инструкции,
Вершина конуса зоны защиты двойного стержневого молниеотвода находится на высоте
h = h - (0,17 + 3 10 h) - (L - h) = 17 - (0,17 + 3 10 20) (60 - 20) = 9,96 м.
На уровне земли r = r = 21,2 м.
Радиус r зоны защиты двойного стержневого молниеотвода на высоте h = 4,7 м в наиболее удаленной точке от оси хранилища составит:
м.
что превышает расстояние r = 11,1 м,
Произведя аналогичные графические построения, легко убедиться, что все части хранилища вписываются в зону защиты двойного стержневого молниеотвода высотой h = 20 м.
Опоры молниеприемников выполняются согласно пп. 21-23 настоящей Инструкции.
Заземлители устраиваются у основания каждого молниеотвода. В нашем примере импульсное сопротивление для грунтов с электрическим удельным сопротивлением 450 Oм м составляет R = 10 Oм. Оно определяется также расстоянием в земле от заземлителя до предметов, имеющих связь с хранилищем. Таким предметом, связанным с хранилищем, является заземлитель вторичных воздействий, выполненный из полосовой стали, укладываемый в землю вокруг хранилища на расстоянии 0,8 м от его стен. Следовательно, импульсное сопротивление заземлителя молниеотводов должно быть не более (см. п. 9 настоящей Инструкции)
R S / 0,5 = 5,0 / 0,5 = 10 Oм.
В качестве заземлителя молниеотводов принимаем горизонтальный трехлучевой с длиной луча l = 20 м, выполненный из полосовой стали 40 X 4 мм и находящийся на глубине 0,8 м от поверхности земли.
Сопротивление растеканию тока промышленной частоты такого заземлителя, согласно табл. 1П настоящей Инструкции, после интерполяции составит R = 15,3 Oм,
Импульсный коэффициент а определяем по табл. 2П настоящей Инструкции. Для горизонтального заземлителя в грунте с удельным сопротивлением = 450 Ом м импульсный коэффициент 0,6.
При принятых электрическом сопротивлении грунта и конструкции заземлителя замеренному приборами сопротивлению растекания 15,3 Ом будет соответствовать импульсное сопротивление заземлителя.
R = R = 0,6 15,3 = 9,18 Ом.
Ввиду наличия в хранилище металлических предметов, а также кабельной подводки освещения необходимо предусмотреть защиту от вторичных воздействий.
Защита от вторичных воздействий осуществляется наложением на здание хранилища сетки из стальной проволоки. Проволока прокладывается по коньку и краям крыши и присоединяется к зазем - лителю защиты от вторичных воздействий посредством 14 верти кальных спусков. К этому же заземлителю присоединяются оболочка и броня кабеля освещения.
Форма к Приложению 11