Виды, частота и этапы проверки молниезащиты зданий

Системы защиты от молнии время от времени следует проверять на работоспособность. Необходимость таких испытаний диктуется обеспечением безопасности как здания, так и находящихся в нем людей. Кроме того, громоотводы находятся под постоянным негативным воздействием факторов окружающей среды, что может приводить к ухудшению их функциональных возможностей.

Проверка молниезащиты — важное мероприятие, которое проводится в плановом порядке или внепланово, если возникли сомнения в работоспособности системы.

Виды и частота проверок

Проверочные мероприятия принято разделять на виды:

1. Плановая проверка (другое название — сезонная). Проводится согласно заранее определенному графику.
2. Внеочередная проверка. Осуществляется в случае наступления непредвиденных событий (например, выход системы из строя).
3. Пусковое и вводное испытание защиты.

Плановые испытания

Порядок проведения планового тестирования регулируется нормами, установленными в инструкции РД-34.22.121-87. Проверки регламентируются положениями ПУЭ (правила устройства электроустановок) и ПТЭЭП (правила технической эксплуатации электроустановок потребителей). Для защитных устройств наружной установки правила указаны в пункте 1.14 РД-34.22.121-87.

В соответствии с указанными нормативами все охраняемые объекты делятся на категории. Исходя из установленной для здания или сооружения категории устанавливается периодичность обследования системы защиты от молнии. К примеру, для зданий первой и второй категории испытания следует проводить каждый год до наступления сезона гроз. Третья категория касается объектов, подвергающихся незначительной опасности. В данном случае проверки следует проводить каждые три года.

Внеочередные испытания

Проверки вне запланированного графика осуществляют в следующих случаях:

1. Внесение в конструкционные элементы любых изменений, изначально не заложенных в проектную документацию.
2. По завершению ремонтных работ, реконструкции здания.
3. В случае возникновения крупных аварий, катастроф или стихийных бедствий.

Пусковые и вводные испытания

Проводятся при сдаче защищаемого здания заказчику. Пусковое тестирование осуществляется сразу после окончания основных работ по строительству или по ранее согласованному графику реконструкции объекта.

Результаты проверки фиксируются документально. На основании заключения начинается эксплуатация системы.

Испытания систем молниезащиты производятся:

• перед приемкой их в эксплуатацию
• для зданий и сооружений I и II категории защиты не реже одного раза в год
• для зданий и сооружений III категории защиты не реже одного раза в 3 года

При этом контроль переходного сопротивления болтовых соединений систем молниезащиты должен проводит­ся ежегодно с началом грозового сезона.

Устройства молниезащиты зданий и сооружений дол­жны быть испытаны, приняты и введены в эксплуатацию до начала отделочных работ.

Этапы проведения проверок

Задача плановых, вводных и внеочередных замеров сопротивления и проверок устройств молниезащиты по другим параметрам — оценка соответствия имеющихся параметров регламенту и проектным документам. С этой целью исследуют качество монтажных работ, определяют состояние локальных участков системы, контактов. Цели тестирования, содержание и объем задач зависят от параметров объекта и особенностей конструкции системы защиты.

Испытания осуществляют по определенному алгоритму:

1. Сравнивают данные, имеющиеся в проектной документации, с реальными показателями.
2. Проверяют соответствие защитных зон и конструкции требованиям нормативных документов.
3. Осуществляют осмотр защитных устройств, токоотводов, соединительных контактов с целью проверки их целостности, отсутствия следов ржавления и качества монтажных соединений.
4. Проверяют сварные швы на целостность и прочность путем применения механических усилий (простукивание молотком).
5. Замеряют показатели сопротивления соединений, скрепленных болтами.

Измерения коэффициента сопротивления заземления молниеприемников проводится по отдельности для каждого устройства. Итоговый показатель должен отличаться не более чем в пять раз от данных, полученных при вводных испытаниях. Если заземлитель осуществляет смежную задачу (рабочий заземлитель здания и системы защиты от молнии), в замерах сопротивления нет необходимости.

Для получения максимально точных результатов плановые и пусковые проверочные работы проводят во время наименьшего уровня влажности прилегающего к зданию грунта. В регионах, относящихся к зонам вечной мерзлоты, замеры осуществляют в период максимального промерзания земли.

Обратите внимание! При тестировании системы принимается во внимание уровень атмосферного давления. Данный параметр второстепенен, однако вносится в итоговый протокол.

Технические мероприятия

Перечень необходимых технических мероприятий определяет допускающий совместно с производителем работ в соответствии с требованиями СНиП 12-03-99.

При осмотре и проверке состояния молниеприемников и токоотводов на крышах зданий и сооружений необходимо использовать пояса монтерские предохранительные. При недостаточной длине стропа пояса необходимо пользоваться страховочным канатом, предварительно закрепленным за конструкцию здания. При этом одно из лиц, проводящих испытания медленно опускает или натягивает страховочный канат. При проверке сварных соединений наружных токопроводов, конструкции молниеприемников инструмент (мо­лоток) необходимо привязывать во избежание падения. При приближении грозы все работы должны быть прекращены, бригада удалена с рабочего места.

Нормируемые величины

Защита от прямых ударов молний зданий и сооружений, относимых по устройству молниезащиты к I категории должна выполняться отдельно стоящими стержневыми или тросовыми молниеотводам

Защита от прямых ударов молний зданий и сооружений, относимых по устройству молниезащиты ко II и III категориям, с неметаллической кровлей должна быть выполнена отдельно стоящими или установленными на защищаемом объекте стержневыми или тросовыми молниеотводами.

При уклоне кровли не более 1:8 в качестве молниеотвода можно использовать молниеприемную сетку, выполненную из стальной проволоки диаметром не менее 6 мм с шагом ячеек для II категории защиты не более 6х6 м и 12х12 м для II I проложены к заземлителям не реже, чем через 25 м по пе­риметру здания, располагать их следует не ближе 3 м от входов в здания и в местах недоступных прикосновению людей и животных. категории защиты. Токоотводы от метал­лической кровли или молниеприемной сетки должны быть

Во всех вышеизложенных случаях дополнительно в ка­честве естественных заземлителей систем молниезащиты следует использовать железобетонные фундаменты зданий.

Размеры молниеприемников, токоотводов и элементов заземлителей приведены в таблице 1.

ТАБЛИЦА 1.

*Только для уравнивания потенциалов внутри зданий и для про­кладки наружных контуров на дне котлована по периметру здания Соединения молниеприемников с токоотводами и токоотводов с заземлителями должны выполняться сваркой, а при недопустимости огневых работ — болтовыми соединениями с переходным сопротивлением не более 0,05 Ом. Сварные швы не должны иметь трещин, прожогов, непроваров величиной более 10% длины шва, незаправленных кратеров и подрезов. Поверхность шва должна быть равномерно-чешуйчатой, без наплывов. Длина сварного шва должна быть: для конструкции круглых сечений не менее 6d (d—диаметр молниеприемника, токоотвода, заземли-теля), прямоугольных — 2 В, где В — ширина полосовой стали конструкций систем молниезащиты (п. 3.2 ВСН 164-82, ГОСТ 10434-82, СНиП Ш-33-76 раздел II).

Измерительное оборудование

Для проведения тестирования применяется высокоточное оборудование типа М-416. Устройство используют в совокупности с измерителем данных электробезопасности оборудования и электрических установок (MPI-511). В то же время существующие нормативы допускают использование и других, похожих по возможностям измерительных приборов.

Сопротивление функциональных элементов защитной системы измеряют прибором MRU-101. Устройство способно в автоматическом режиме останавливать проверку при возникновении внештатных ситуаций и показывает на мониторе такие показатели:

1. Преодоление уровня шума 24В (LIMIT и UN).
2. Превышения напряжения шума показателя 40B (LIMIT и OFL).
3. Отсутствие текущего тока (-r- и значок измерительного гнезда).
4. Слишком высокий уровень сопротивления измерительных щупов — свыше 50 кОм (LIMIT и показатель на щупе).
5. Превышение измерителями штатного диапазона (OFL).

Показатель напряжения шума устанавливается путем нажатия на кнопку R или в результате избрания функции измерения поворотом переключателя устройства.

Полученные данные не признаются корректными, если оборудование выявило следующие ситуации:

1. Отклонение уровня сопротивления щупов на 30 % (LIMIT).
2. Батарея находится в разряженном состоянии (BAT).

В случае отсутствия оснований для блокирования или небольших отклонений вводных данных от нормативов MTU-101 проводит замеры и выдает на дисплей такие данные:

1. Величина сопротивления на заданном участке.
2. Сопротивление щупов.
3. Удельное сопротивление грунта.
4. Другие показатели (для получения дополнительной информации нужно нажать на кнопку SEL).

Обратите внимание! Диапазон замеров для каждого параметра определяется оборудованием в автоматическом порядке.

Условия для проведения обследования

Проведение плановых испытаний производится до начала грозового сезона. Визуальный осмотр внешних элементов молниезащиты объекта должен проводиться в ясную сухую погоду при относительной влажности атмосферного воздуха уровня низкой или нормальной.

Измерение сопротивления заземляющих контуров системы в ходе вводных и плановых проверок производится в условиях, когда почва обладает наибольшим электрическим сопротивлением, для получения максимальной точности и достоверности результатов измерений. Такие условия климатически соответствуют моментам глубокого промерзания в зимний период или наиболее засушливым в весенне-летний.

Трехполюсная система измерений

Для замеров сопротивления системы защиты от ударов молнии метод считается базовым. Работы проводятся следующим образом:

1. Заземлитель присоединяют к измерительному гнезду оборудования.
2. Токовый щуп направляют в грунт. Измерение проводят на расстоянии свыше 40 метров от защитной системы. Щуп специальным проводником присоединяют к гнезду прибора под названием «H».
3. Потенциальный щуп устанавливают в грунт на расстоянии более 20 метров от исследуемой защитной системы. Далее щуп соединяют с измерительным гнездом, обозначенным буквой S.
4. Щупы и заземлитель выстраивают в единую линию.

Поворотный переключатель ставят в позицию RE 3p. Далее начинают замеры после нажатия на клавишу START.

После окончания процедуры на мониторе появляется показатель сопротивления заземлителя (RE) и данные, полученные со щупов. Дистанцию между потенциальным щупом и защитной системой сокращают до одного метра. После делают еще один замер. Если результаты разнятся более чем на 3 %, токовый щуп отдаляют на большее расстояние. Измерение осуществляют повторно — вплоть до получения приемлемого соотношения полученных данных.

Измерения по трехполюсной схеме предполагают учет нескольких нюансов. Например, при повышенном сопротивлении щупов данный показатель для заземления устанавливается с определенной погрешностью. То же следует сказать и о замерах сопротивления заземлительного контура, находящегося в свободном контакте с грунтом. Причина имеющихся погрешностей заключается в чрезмерно высоком соотношении сопротивлений щупов и заземлителя.

Чтобы улучшить точность полученных данных, необходимо добиться более качественного контакта щупов с землей. С этой целью щупы переставляют в другое, более влажное место. Альтернатива такому решению — искусственное увлажнение почвы перед выполнением проверки. Кроме того, нужно осмотреть измерительные проводники, чтобы убедиться в целостности изоляционного материала, отсутствии следов ржавчины, проверить контакты с клеммами щупов.

Обратите внимание! Результаты всех дополнительных процедур записываются в итоговый протокол.

Соблюдение всех рекомендованных условий позволяет получить достаточно точные результаты (с учетом общей погрешности измерений). Следует иметь в виду, что корректная оценка влияния сопротивления щупов требует дополнительных вычислений.

Подведем итоги

Все значения, собранные в ходе проверки, положено заносить в протокол испытаний. Этот документ официально подтверждает проведенную процедуру. Условия проведения исследования также записывают в обязательном порядке. Все измерительные мероприятия нацелены на проверку способности системы защиты от молний выполнять свое предназначение. Базовые значения всех показателей, на которые ориентируются в ходе проверки, содержатся в ГОСТах и стандартах.

Поэтому создание и обслуживание таких систем лучше доверить профессионалам — лицензированной электролаборатории с квалифицированным персоналом, использующим сертифицированные электроизмерительные приборы.

Одним из таких профессионалов является электротехническая лаборатория (ЭТЛ) «Мега.ру», предоставляющая широкий спектр услуг организациям и частным лицам Москвы, Московской области, а также прилегающих областей. Заказать работу, получить консультацию или уточнить детали сотрудничества можно по телефонам и e-mail, опубликованным на странице «Контакты», или просто воспользоваться формой обратной связи в боковой колонке сайта.

Измерения по четырехполюсной системе

При необходимости особо высокой точности результатов нужно исключить погрешности. В этом деле поможет использование четырехполюсной схемы.

Измерения осуществляют следующим образом:

1. Приемник соединяют с гнездами оборудования под литерами E и ES.
2. Оба щупа устанавливают так же, как в трехполюсной методике.
3. Поворотный переключатель направляют в положение RE 4p.
4. Нажимают кнопку START.
5. Фиксируют полученные данные по сопротивлению заземления и щупов (Rs и RH). Данные выводятся на монитор.

Измерительный щуп переставляют на один метр от защитной системы. После этого измерения производятся снова. Полученные результаты интерпретируют в том же ключе, как и в случае применения трехполюсной системы. По окончании исследования данные заносят в итоговый протокол.

Обратите внимание! Вне зависимости от применяемой схемы нормой считается удаленность потенциального щупа на значение, равное 62 % расстояния между исследуемой системой и токовым щупом.

Приборы для замеров

Качество монтажа системы грозозащиты проверяется при помощи специальной техники для измерений. В эту категорию входят как приборы, настраиваемые вручную, так и измерительное оборудование с автоматической настройкой. В данной сфере приоритет отдается современным автоматическим измерителям, в то время как ручные устройства считаются менее надежной и устаревшей техникой.

Среди измерителей с автоматической настройкой, применяемых для тестирования систем грозозащиты, наиболее используемым является устройство MRU-101. С его помощью может быть произведен контроль удельного сопротивления, параметров сопротивления заземления, а также такой характеристики, как ток растекания. Прибор может сохранять в памяти сотни показателей измерения, производит выбор диапазона, включающего нужные настройки.

К очевидным преимуществам данного устройства можно отнести индикацию потенциальной ошибки в показаниях – в такой ситуации он подает специальный сигнал. Кроме этого с помощью MRU-101 можно в постоянном режиме отслеживать условия замеров и уровень шумов: если будет обнаружена очевидная погрешность, то процесс измерения полностью остановится.

Эксплуатация прибора. Наиболее распространенным выбором метода испытаний при помощи MRU-101 является 3-полюсная схема. В этом случае в землю в зоне расположения компонентов заземления вбиваются три щупа на расстоянии до 20 метров друг от друга. Затем к щупам подключаются рабочие входы устройства (E,H и S).

Другим, более точным методом является использование 4-полюсной схемы. Её отличием от вышеописанной схемы является подключение электрода, соединенного с входом маркированным «E», к проводу входа с обозначением «ES».

Бесконтактная технология измерения. Замеры с применением MRU-101 можно проводить и бесконтактно – для этой цели используются специальные клещи, которыми комплектуется прибор. Перед применением клещи калибруются, затем подключаются к пятому входу.

Документирование результатов

Главным документом, свидетельствующим о достоверности полученных данных, выступает протокол испытаний защитной системы. В данном документе отображаются все нужные эксплуатационные характеристики. Отдельными пунктами обозначаются результаты полученных измерений, указываются условия проведения испытаний.

При вводном тестировании оформляются рабочие паспорта. Когда испытания закончены, владельцу объекта или его доверенному лицу передаются документы, указывающие на итоги проверки.

Проверка системы молниезащиты — критически важное мероприятие. От того, насколько качественно проведена работа, зависит жизнь людей и безопасность материальных ценностей. Для проведения проверки рекомендуется обращаться к надежным поставщикам услуг, специализирующимся на подобного рода работах и имеющим хорошую репутацию.

Средства испытаний и оборудование

Перечень необходимых средств испытаний и оборудования определяет допускающий совместно с производите­лем работ. В общем случае комплект приборов, инструментов, защитных средств должен включать следующее:

• пояса монтерские предохранительные, страховочные канаты, защитные каски, приставные лестницы;
• прибор МRU-101
• молоток (вес 400 гр.)
• штангенциркуль
• рулетка 3 м

Безопасные приёмы работы

Работы по проверке систем молниезащиты зданий выполняется по наряду-допуску или по распоряжению. Вид оформления работ определяет работник, имеющий право выдачи нарядов и распоряжений. К работе допускаются лица из электротехнического персонала не моложе 18 лет, обученные и аттестованные на знание ПТБ, ПТЭЭП и данной методики, обеспеченные инструментом, индивидуальными защитными средствами, спецодеждой.

Состав бригады должен быть не менее двух человек:

• производитель работ с группой по электробезопасности­ не ниже III
• член бригады с группой по электробезопасности не ниже III

Указанные лица должны пройти медицинское освидетельствование­ для допуска к верхолазным работам и про­верку знаний СНиП 12-03-99 в объеме требований безопасности верхолазных работ. О разрешении на выполнение верхолазных работ делается специальная запись в жур­нале проверки знаний и в удостоверении о проверке значений на странице «Свидетельство на право проведения спе­циальных работ».

По результатам измерений составляется протокол установленной формы. Лица, допустившие нарушения ПТБ или ПТЭЭП, а также допустившие искажения достоверности и точности измерений, несут ответственность в соответствии с законодательством и положением о передвижной электролаборатории.

Сопротивление заземления

При измерении сопротивления заземления для электроустановок обычно используют ток промышленной частоты. Но при проведении измерений для заземления молниезащиты ситуация принципиально иная. Измерение сопротивления для короткого мощного импульса дает результаты, отличающиеся от измерения на переменном токе. При этом импульсный метод ближе к реальной ситуации, складывающейся при ударе молнии. Многочисленные эксперименты показали, что, чем выше сила тока при импульсном воздействии, тем ниже сопротивление почвы. В свою очередь, мы не можем заранее спрогнозировать, какой именно силы будет удар молнии. Кроме этого, на точность имитации реальных условий при ударе молнии большее влияние, чем величина тока, оказывает длительность фронта импульса.

Можно сделать вывод, что измерения сопротивления заземления импульсным методом допустимо проводить на токе, значительно меньшей величины, чем имеет место быть при реальном ударе молнии. На практике используются импульсы с током до 1 А. Но измерительное устройство обязательно должно давать импульс с длительностью фронта, лежащей в пределах данного параметра для реальных условий. Соответствующие значения длительности фронта импульса приведены в СО 153-34.21.122-2003. В результате проведения измерений по такой методике мы получаем несколько большее значение сопротивления заземления, чем при реальном ударе молнии, из-за меньшего тока. То есть измерение на меньшем токе фактически предъявляет к заземлению более жесткие требования по сравнению с испытанием генератором, полноценно имитирующим удар молнии.

Когда проводятся испытания

Периодичность обслуживания устройств молниезащиты регламентируется инструкцией РД-34.22.121-87, а также положениями ПУЭ, ПТЭЭП и ведомственных нормативов. Независимо от типа оснащаемого объекта и состава защитного комплекса, последний должен пройти комплексную проверку непосредственно перед вводом в эксплуатацию. Мероприятие проводится параллельно с основными строительно-монтажными работами или же в соответствии с графиком реконструкции/переоснащения объекта.

Как правило, вводную проверку назначают до основных отделочных работ, а при защите объектов со взрывоопасными зонами – до комплексного тестирования технологического оснащения. В противном случае вычисления по результатам измерений требуется дополнить поправочными коэффициентами. То же касается технических решений по грозозащите уникальных объектов или таковых, расположенных в особых климатических или сейсмически активных зонах. По результатам исследования составляется акт, который является основанием для ввода громоотводов в эксплуатацию.

Для рабочей системы молниезащиты периодичность проверок определяется в соответствии с п.1.14 РД 34.21.122-87:

• для объектов I и II категории – ежегодно перед началом грозового сезона;
• для объектов III категории – не реже 1 раза на 3 года эксплуатации.

Аналогично объектам I и II категорий 1 раз в год перед началом сезона гроз выполняется осмотр и проверка устройств защиты от молний и грозовых электромагнитных явлений объектов медицины. Мероприятие может включать специфические испытания, по результатам которых составляется отдельный акт.

Классификация объектов осуществляется по типу и назначению, территориальному расположению и типу зоны защиты. Перечень зданий и сооружений, инженерных коммуникаций и технологических установок, подлежащих молниезащите и рекомендации по их оснащению защитой той или иной категории приводятся в таб.1 РД 34.21.122-87.

Для наибольшей точности и достоверности результатов вводные и плановые периодические проверки заземляющих устройств защитной системы проводятся в наиболее засушливые периоды или при глубоком промерзании почвы, когда последняя обеспечивает максимальное сопротивление. Обследование наружных элементов системы выполняется в ясную погоду с нормальной или низкой относительной влажностью воздуха.

Внеочередные проверки устройств молниезащиты назначаются:

• при внесении любых изменений в техническое решение по защите от молний;
• после ремонта или реконструкции в соответствии с предписаниями предыдущих проверок;
• при реконструкции, переоснащении объекта или восстановлении его от повреждений полученных вследствие аварий, катастроф и стихийных бедствий.

Если молниезащита объекта состоит из нескольких громоотводов, проверка их состояния проводится отдельно.

Одним из основных устройств громоотвода является контур заземления. Согласно требованиям ПУЭ его необходимо проверять:

• 1 раз в 6 месяцев – визуально;
• 1 раз в 12 лет – с выборочным вскрытием грунта.

Сопротивление заземляющего контура измеряется:

• 1 раз в 6 лет – на ЛЭП напряжением до 1 кВ;
• 1 раз в 12 лет – на ЛЭП напряжением свыше 1 кВ.

Комплексный характер защиты объекта от грозовых разрядов и стихийных электромагнитных импульсов, наличие особых условий на объекте, присутствие специфических природных факторов, а также многозадачность самой проверки подразумевает возможность проведения различных её этапов на тех или иных участках системы вне нормативных графиков с составлением соответствующих актов и протоколов.

Важность проверки молниезащиты

Необходимость проверки молниезащиты обусловлена тем, что с течением времени рабочие параметры системы могут ухудшаться. Возникают разрывы электрических связей, растёт сопротивление, появляются коррозийные образования и механические повреждения. Обнаружить нарушения в защитных свойствах путём одного лишь визуального осмотра невозможно, поэтому существуют специальные методики проверки молниезащиты, а также методики проверки УЗО. О сути этих методик и их периодичности мы расскажем здесь.

Меры по поддержанию работоспособности

По итогам проверки составляются протокол и ведомость дефектов. В них вносятся данные обо всех недоделках и выявленных недостатках. Неисправности, мешающие работе молниезащиты, должны быть исправлены настолько быстро, насколько это возможно.

Неисправные детали, а также элементы заземления, площадь сечения которых более чем на 25% уменьшились из-за коррозии, подлежать замене. Для профилактики коррозии следует регулярно наносить на элементы молниеотвода, требующие такой обработки, противокоррозионные средства. Такими средствами, в частности, являются подходящие краски и лаки.