Сценарий, который повторяется на разных объектах почти дословно. Резервуарный парк работает, проект молниезащиты выполнен и согласован, контур заземления смонтирован, отдельно стоящие молниеотводы стоят по периметру. Приходит задача закрыть парк от беспилотников. Появляется стальной каркас высотой пятнадцать-двадцать метров с полотном поверху.
И согласованный проект молниезащиты в этот момент перестаёт описывать объект, который стоит на площадке.
Это не значит, что укрытие ставить нельзя. Это значит, что молниезащита входит в состав работ по ЗОК — и лучше узнать об этом до подписания договора, а не на приёмке.
Конструкция выше объекта — это молниеприёмник
Здесь нет выбора и нет мнений. Разряд идёт в наиболее высокую точку с наилучшими условиями для развития встречного лидера. Стальной каркас, поднятый над резервуаром, этим условиям удовлетворяет лучше, чем сам резервуар.
Дальше вариантов ровно два:
- каркас спроектирован как молниеприёмник — у него есть токоотводы нужного сечения, свой заземлитель, выровненные потенциалы и посчитанные безопасные расстояния;
- каркас не спроектирован как молниеприёмник — ток молнии всё равно пойдёт по нему, но выбирать путь будет сам.
Второй вариант — это не «работает хуже». Это неконтролируемое растекание десятков килоампер по конструкции, которая для этого не рассчитывалась: через болтовые соединения, узлы крепления полотна, а при зависимой схеме опирания — напрямую в конструкции защищаемого объекта.
Что было в исходном проекте
Чтобы понимать масштаб изменений, стоит посмотреть, от чего отталкивались.
Молниезащиту проектируют по СО 153-34.21.122-2003, зоны защиты в проектах резервуарных парков традиционно строят с использованием РД 34.21.122-87. Для резервуаров с легковоспламеняющимися жидкостями обычно принимают уровень защиты II с надёжностью 0,95 — конкретный уровень назначает проектировщик по категории объекта.
Из уровня защиты следует ключевое ограничение: при уровнях I и II защиту от прямых ударов выполняют отдельно стоящими молниеприёмниками. Размещать молниеприёмники на самом резервуаре допускается только при уровне III.
Отдельно нормируется зона над дыхательной арматурой: в зону защиты должно входить пространство, которое в проектах задают цилиндром высотой 2,5 м и радиусом 5 м над дыхательными клапанами. Логика простая — там штатно присутствует взрывоопасная паровоздушная смесь.
Запомните этот цилиндр: именно через него чаще всего и проходит стойка нового укрытия.
Три способа, которыми ЗОК ломает существующее решение
Первый — перехват разряда неподготовленной конструкцией. Каркас принимает на себя удар, но не имеет пути отвода тока с нормированным сопротивлением заземления. Ток растекается по случайным маршрутам, и часть его может уйти через защищаемый объект.
Второй — изменение зоны защиты. Существующие молниеотводы рассчитывались на защиту резервуара высотой, скажем, 12 метров. Теперь над ним стоит конструкция высотой 18 метров, и верхние элементы каркаса из зоны защиты выходят. Проект нужно пересчитывать: либо наращивать существующие молниеотводы, либо вводить каркас в систему как молниеприёмник.
Третий — искрение в зоне класса В-1г. Пространство у наружных установок с ЛВЖ относится по ПУЭ к взрывоопасным зонам класса В-1г. Искра здесь — источник зажигания. А улавливающее полотно крепится к каркасу сотнями узлов: болты, скобы, скрутки, прижимы. Каждое неплотное или окисленное соединение, через которое пошёл ток молнии, — потенциальная точка искрообразования.
Из трёх пунктов третий самый неприятный, потому что он не проявляется на приёмке. Конструкция стоит, документы подписаны, а проблема ждёт первой грозы.
Непрерывность соединений важнее толщины металла
Отсюда следует требование, которое почти никогда не попадает в техническое задание на укрытие: электрическая непрерывность конструкции должна быть обеспечена и подтверждена.
Практически это означает:
- узлы, по которым предполагается протекание тока молнии, выполняются сваркой либо болтовыми соединениями с нормированным переходным сопротивлением;
- места соединений защищаются от коррозии — окисленный контакт со временем становится тем самым искрящим узлом;
- крепления полотна к каркасу либо включаются в токопроводящий контур осознанно, либо гальванически развязываются осознанно, но не остаются «как получится»;
- непрерывность проверяется измерением и оформляется протоколом при приёмке.
Отдельная тема — стыковка нового контура заземления с существующим контуром резервуарного парка. Два независимых контура рядом — это разность потенциалов между ними в момент разряда. Их либо объединяют с выравниванием потенциалов, либо разносят на безопасное расстояние; промежуточных вариантов нет.
Безопасные расстояния: почему каркас нельзя ставить вплотную
Если каркас становится молниеприёмником, между ним и защищаемым объектом требуется расстояние, исключающее перекрытие разрядом — по воздуху и в грунте. При токе в десятки килоампер и высоком импульсном сопротивлении заземлителя потенциал на конструкции поднимается настолько, что пробой на близко стоящий металл становится реальным.
И здесь возникает конфликт с геометрией укрытия. Расстояние относа между полотном и объектом уже задано расчётом рабочего хода сетки: полотно должно иметь запас на прогиб при ударе. Молниезащита накладывает второе ограничение — на расстояние от токоведущих элементов каркаса до объекта и до его заземляющего контура.
Оба требования нужно выполнить одновременно, и определяющим оказывается большее из них. Если эти два расчёта делают разные организации в разное время, результат обычно приходится переделывать.
Для трансформаторов и открытых распредустройств тема острее вдвойне: там своя молниезащита с тросовыми и стержневыми молниеотводами, свои габариты приближения к токоведущим частям и свой контур заземления. Каркас укрытия обязан вписаться между всем этим, не нарушив ни одного ограничения.
Как превратить расход в экономию
Теперь хорошая часть. Всё описанное можно развернуть в обратную сторону.
Каркас ЗОК — это готовая система высоких стальных опор с фундаментами, расставленных вокруг объекта. То есть ровно то, что представляет собой система отдельно стоящих молниеотводов. Если запроектировать их совмещённо, каркас укрытия берёт на себя функцию молниезащиты.
Что при этом не нужно строить отдельно:
- мачты молниеотводов и фундаменты под них;
- отдельные заземлители под каждый молниеотвод;
- место в обваловании, которое эти мачты занимали бы.
Вдобавок каркас укрытия выше прежних молниеотводов, а значит и зона защиты получается больше. Объект защищён лучше, а количество металлоконструкций на площадке — меньше.
Обратное тоже верно: если на объекте молниезащиту всё равно предстоит модернизировать, разумно делать это одновременно с укрытием. Один проект, одна экспертиза, один монтаж, один пуск.
Условие для этого одно: молниезащита должна попасть в состав работ на стадии проектирования ЗОК, а не после монтажа. Переделывать смонтированный каркас под требования по токоотводам и безопасным расстояниям дороже, чем изначально учесть их в схеме.
Чек-лист по молниезащите при заказе укрытия
- Входит ли раздел молниезащиты и заземления в состав проекта ЗОК или предполагается отдельным договором.
- Пересчитаны ли зоны защиты существующих молниеотводов с учётом новой высоты конструкции.
- Проектируется ли каркас как молниеприёмник — или как объект, подлежащий защите.
- Проверено ли, что стойки не попадают во взрывоопасную зону над дыхательной арматурой.
- Как объединяются новый и существующий контуры заземления, выровнены ли потенциалы.
- Чем обеспечена электрическая непрерывность узлов и как она будет подтверждена при приёмке.
- Согласованы ли между собой расстояние относа по удару и безопасное расстояние по молниезащите.
Вопрос, который стоит задать первым
Спросите поставщика укрытия, что происходит с молниезащитой объекта после установки его конструкции.
Ответ «это не наша зона ответственности» формально возможен — но означает, что у вас появится отдельный проект, отдельный подрядчик и высокая вероятность, что смонтированный каркас придётся дорабатывать под его требования. Ответ «каркас можно сразу запроектировать как молниеотвод» означает, что поставщик понимает, что именно он ставит на вашу площадку.
