Protezione contro i fulmini
Protezione contro i fulmini (protezione contro i fulmini, protezione contro i fulmini) è un insieme di soluzioni tecniche e dispositivi speciali atti a garantire la sicurezza dell'edificio, nonché dei beni e delle persone in esso presenti. Ogni anno sul globo si verificano fino a 16 milioni di temporali, ovvero circa 44mila al giorno. Il pericolo per gli edifici (strutture) a causa di un fulmine diretto può portare a:
- danni all'edificio (struttura) e alle sue parti,
- guasto delle parti elettriche ed elettroniche poste all'interno,
- morte e lesioni ad esseri viventi che si trovano direttamente nell'edificio (struttura) o nelle sue vicinanze.
La protezione contro i fulmini degli edifici è divisa in esterna ed interna.
Sistema di protezione contro i fulmini esterno
La protezione antifulmine esterna è un sistema che intercetta i fulmini e li devia verso terra, proteggendo così l'edificio (struttura) da danni e incendi. Al momento di una fulminazione diretta in un cantiere edile, un dispositivo di protezione contro i fulmini adeguatamente progettato e costruito deve assorbire la corrente del fulmine e condurla attraverso le calate nel sistema di terra, dove l'energia di scarica deve essere dissipata in modo sicuro. Il passaggio della corrente del fulmine deve avvenire senza danni all'oggetto protetto ed essere sicuro per le persone che si trovano sia all'interno che all'esterno dell'oggetto.
Esistono i seguenti tipi di protezione antifulmine esterna:
- rete di protezione contro i fulmini;
- filo di fulmine allungato;
- parafulmine.
Oltre alle soluzioni tradizionali sopra citate (riportate sia nella norma internazionale IEC 62305.4 che nei documenti normativi russi RD 34.21.122-87 e CO 153-343.21.122-2003), dalla metà degli anni 2000, la protezione contro i fulmini con uno dei primi sistemi di emissione di streamer, chiamato anche protezione attiva dai fulmini. L'utilizzo di questo sistema è regolamentato da diverse norme, in primis la francese NFC 17-102.
In generale, la protezione antifulmine esterna è costituita dai seguenti elementi:
- Parafulmine(parafulmine, parafulmine) - un dispositivo che intercetta la scarica del fulmine. In metallo (acciaio inossidabile o zincato, alluminio, rame)
- Calate(discese) - parte di un parafulmine progettata per deviare la corrente del fulmine dal parafulmine all'elettrodo di terra.
- Elettrodo di terra- una parte conduttiva o un insieme di parti conduttrici interconnesse che sono in contatto elettrico con il suolo direttamente o attraverso un mezzo conduttivo.
Protezione contro i fulmini delle linee elettriche
Sistema interno di protezione contro i fulmini
La protezione contro i fulmini interna è un insieme di dispositivi di protezione contro le sovratensioni (SPD). Lo scopo dell'SPD è proteggere le apparecchiature elettriche ed elettroniche dalle sovratensioni nella rete causate da accoppiamenti resistivi e induttivi che si verificano sotto l'influenza della corrente di fulmine. È generalmente accettato distinguere le sovratensioni causate da fulmini diretti e indiretti. Il primo si verifica quando un fulmine colpisce un edificio (struttura) o linee di comunicazione collegate all'edificio (struttura) (linee elettriche, linee di comunicazione). Il secondo - a causa di scioperi vicino a un edificio (struttura) o un fulmine vicino alle linee di comunicazione. A seconda del tipo di impatto, anche i parametri di sovratensione differiscono.
Le sovratensioni causate da impatto diretto sono dette di Tipo 1 e sono caratterizzate da una forma d'onda di 10/350 µs. Sono i più pericolosi perché trasportano molta energia immagazzinata.
Le sovratensioni causate da scosse indirette sono dette di Tipo 2 e sono caratterizzate da una forma d'onda di 8/20 µs. Sono meno pericolosi: l’energia immagazzinata è circa diciassette volte inferiore a quella del Tipo 1.
Gli SPD sono classificati di conseguenza.
Documenti normativi
In Russia si è sviluppata una situazione difficile con i documenti normativi che regolano i requisiti per la protezione dai fulmini degli edifici. Al momento esistono due documenti sulla base dei quali è possibile progettare un sistema di protezione contro i fulmini.
Si tratta delle “Istruzioni per la protezione dai fulmini degli edifici e delle strutture” RD 34.21.122-87 del 30 luglio 1987 e delle “Istruzioni per la protezione dai fulmini degli edifici, delle strutture e delle comunicazioni industriali” CO 153-343.21.122-2003 del 30 giugno 2003 .
In conformità con le disposizioni della legge federale del 27 dicembre 2002 n. 184-FZ "Sulla regolamentazione tecnica" art. 4 autorità esecutive hanno il diritto di approvare documenti e atti esclusivamente di natura raccomandativa. Questo documento comprende le “Istruzioni per l'installazione della protezione contro i fulmini di edifici, strutture e comunicazioni industriali” CO 153-343.21.122-2003.
L'Ordine del Ministero dell'Energia della Russia del 30 giugno 2003 n. 280 non annulla l'edizione precedente "Istruzioni per la protezione contro i fulmini di edifici e strutture" del 30 luglio 1987. Pertanto, le organizzazioni di progettazione hanno il diritto di utilizzare le disposizioni di una qualsiasi delle istruzioni menzionate o la loro combinazione quando determinano i dati iniziali e quando sviluppano misure protettive.
Il processo di progettazione è complicato dal fatto che nessuna di queste istruzioni copre la questione dell'utilizzo di dispositivi di protezione da fulmini e di commutazione. La vecchia versione delle istruzioni non prevedeva affatto tale sezione, e la nuova CO 153-343.21.122-2003 copre questo problema solo a livello teorico, non vengono fornite istruzioni per l'uso pratico dei dispositivi di protezione; Tutte le questioni che non sono trattate nelle istruzioni stesse sono prescritte per essere prese in considerazione in altri documenti normativi su argomenti rilevanti, in particolare negli standard dell'organizzazione IEC (Commissione elettrotecnica internazionale).
Nel dicembre 2011, l'Agenzia federale per la regolamentazione tecnica e la metrologia ha emesso la norma GOST R IEC 62305-1-2010 “Gestione del rischio. Protezione contro i fulmini. Parte 1. Principi generali" e GOST R IEC 62305-2-2010 "Gestione del rischio. Protezione contro i fulmini. Parte 2. Valutazione del rischio." Questi documenti rappresentano il testo autentico della norma IEC 62305, composto da quattro parti, e hanno lo scopo di chiarire la situazione con i sistemi di protezione contro i fulmini sul territorio della Federazione Russa.
Tipologie di SPD e schemi applicativi tipici per la protezione contro i fulmini interni
Dispositivo di protezione contro le sovratensioni
I dispositivi di protezione contro le sovratensioni (SPD) si dividono in tipo 1, tipo 2 e tipo 3.
Il tipo 1 è in grado di trasmettere tutta l'energia di un tipico fulmine senza essere distrutto. Ma un dispositivo di tipo 1 mantiene una sovratensione abbastanza elevata (pochi kilovolt).
In genere il Tipo 1 viene installato solo nelle aree rurali con linee aeree. Le linee guida richiedono il Tipo 1 negli edifici con parafulmini, così come negli edifici collegati da linee aeree e negli edifici indipendenti o vicino a oggetti alti (alberi).
Il tipo 2 non è in grado di resistere autonomamente, senza il precedente tipo 1, a un fulmine senza distruggersi. Tuttavia, la sua sopravvivenza è garantita se utilizzato insieme al tipo 1. La sovratensione dietro il tipo 2 è solitamente di circa 1,4-1,7 kV.
Il tipo 3, per la sua sopravvivenza, richiede l'uso dei tipi 1 e 2 davanti a sé e viene installato direttamente accanto al consumatore. Può essere, ad esempio, un limitatore di sovratensione o una protezione varistore negli alimentatori di alcuni elettrodomestici (automazione delle caldaie per il riscaldamento).
L'SPD non protegge dalle sovratensioni a lungo termine, ad esempio da un aumento a 380 V durante un "burnout zero". Inoltre, le sovratensioni a lungo termine possono portare al guasto dell'SPD. In caso di esaurimento completo dell'SPD dalla fase al PE, su di esso potrebbe essere rilasciata un'enorme quantità di calore e potrebbe verificarsi un incendio nel pannello. Per proteggersi da ciò, l'SPD deve essere installato con protezione: fusibili o interruttori automatici.
Nel caso in cui l'ingresso “macchina” abbia un valore nominale<= 25A, возможно подключение УЗИП за ним, в этом случае вводной автомат также выполняет функции защиты УЗИП.
Gli schemi di protezione contro i fulmini sono implementati con priorità di sicurezza o con priorità di continuità. Nel primo caso, la distruzione di SPD e altri dispositivi è inaccettabile, così come una situazione in cui la protezione contro i fulmini è temporaneamente disattivata, ma è accettabile il funzionamento automatico con lo spegnimento completo dei consumatori. Nel secondo caso, è accettabile un'interruzione temporanea della protezione contro i fulmini, ma è inaccettabile un'interruzione della fornitura ai consumatori.
Quando si installano contemporaneamente il tipo 1 e il tipo 2, la distanza tra loro lungo il cavo deve essere di almeno 10 m, anche la distanza dal tipo 2 al tipo 3 e le utenze devono essere di almeno 10 m. Ciò crea l'induttanza necessaria per la macchina uno stadio più alto per operare prima. È anche possibile utilizzare gli SPD del tipo 1+2, che riuniscono entrambi i dispositivi in un unico alloggiamento (protetto contro la bruciatura allo stesso modo del tipo 1).
I dispositivi SPD hanno design diversi per diversi sistemi TN-C, TN-S e TT. È necessario selezionare un dispositivo per il proprio sistema di messa a terra.
Vedi anche
Note
Collegamenti
- Domande frequenti sulla protezione contro i fulmini. URL consultato il 29 ottobre 2011 (archiviata dall' url originale il 27 marzo 2012).
Fondazione Wikimedia.
2010.:Sinonimi
Scopri cos'è "Protezione contro i fulmini" in altri dizionari: Protezione contro i fulmini...
Libro di consultazione del dizionario ortografico protezione contro i fulmini - Un sistema di dispositivi di protezione utilizzati per proteggere edifici e strutture da incidenti e incendi quando colpiti da fulmini [Dizionario terminologico dell'edilizia in 12 lingue (VNIIIS Gosstroy URSS)] DOMANDA: COS'È LA PROTEZIONE DAI FULMINI... ...
Guida del traduttore tecnico Enciclopedia geologica
Sostantivo, numero di sinonimi: 2 messa a terra contro i fulmini (1) protezione contro i fulmini (1) Dizionario dei sinonimi ASIS. V.N. Trishin. 2013… Dizionario dei sinonimi
PROTEZIONE DAI FULMINI- un insieme di misure e mezzi per garantire la sicurezza delle persone, la sicurezza degli edifici e delle strutture, delle apparecchiature e dei materiali dalla fulminazione diretta, dall'induzione elettromagnetica ed elettrostatica, nonché dall'introduzione di potenziali elevati attraverso... ... Enciclopedia russa della protezione del lavoro
Libro di consultazione del dizionario ortografico- protezione antirus (g) dai fulmini, protezione dai fulmini (g); protezione contro i fulmini (g) eng protezione contro i fulmini fra protezione (f) contre la foudre, protezione (f) contre les décharges atmosphériques deu Blitzschutz (m) spa protección (f) contra rayos … Sicurezza e salute sul lavoro. Traduzione in inglese, francese, tedesco, spagnolo
Uguale alla protezione contro i fulmini... Grande Enciclopedia Sovietica
Protezione contro i fulmini, una serie di misure tecniche. significa proteggere gli edifici, le strutture, oltre che gli impianti elettrici gli apparecchi da danni dovuti a fulmini diretti. I dispositivi di protezione contro i fulmini includono parafulmini, scaricatori, ecc. Grande Dizionario Enciclopedico Politecnico
Sistema di dispositivi di protezione utilizzati per proteggere gli edifici e le strutture da incidenti e incendi quando vengono colpiti da un fulmine (lingua bulgara; Български) protezione contro i fulmini (lingua ceca; Čeština) ochrana proti blesku (lingua tedesca;… … Dizionario delle costruzioni
Libro di consultazione del dizionario ortografico- protezione contro i fulmini, s... Dizionario ortografico russo
Un fulmine è un fenomeno naturale. Ed è assolutamente chiaro a tutti che è di natura casuale: potrebbe colpire, o forse no! Tuttavia, se viene colpito, le conseguenze possono essere molto tristi.
Esempio uno: ai margini del bosco, non lontano da un pittoresco lago, si trova una casa in legno. Solido, accogliente, con tetto in metallo. Durante un forte temporale di giugno, un fulmine colpisce il tetto della casa...
Ma prima di continuare, dobbiamo dire solo alcune parole sull'essenza fisica del fulmine. Quando un fulmine “parte” da una nube temporalesca, la direzione del suo sviluppo è determinata dal cosiddetto leader. È quasi impossibile prevedere la traiettoria del suo movimento; a volte è solo possibile indovinare con un certo grado di probabilità il punto finale verso cui si sta dirigendo. Il leader del fulmine può essere figurativamente paragonato a un ago seguito da un filo. Il filo nel nostro caso è il cosiddetto canale del fulmine. Al suo centro, il canale del fulmine è costituito da aria altamente ionizzata riscaldata a diverse migliaia di gradi, che forma un mezzo conduttivo ideale tra una nuvola carica di differenze di potenziale molto grandi e la superficie della terra. Correnti impulsive di enorme entità (fino a centinaia di kiloampere) iniziano a fluire nel canale del fulmine, il cui compito principale è equalizzare la differenza potenziale esistente tra la nuvola e il suolo.
|
Ora immaginiamo che sul percorso del fulmine sia sorto un ostacolo sotto forma di un cottage, una casa di legno o qualsiasi altro oggetto (tubi della caldaia, edificio di una fabbrica, palo dell'antenna di un impianto di comunicazione, semplicemente un albero alto... ). Dopo aver percorso una distanza di diverse centinaia, o anche più, di metri, che costerebbe un fulmine, bruciare un buco nelle tegole metalliche del tetto, friggendo allo stesso tempo le travi, sfondare l'isolamento del cavo posato in soffitta, provocando un cortocircuito nell'impianto elettrico, e propagando un arco o una fontana di scintille tra il tetto e i tubi delle grondaie, e poi allo stesso modo a terra, lungo il percorso, dando fuoco alla lanugine di pioppo che non aveva è ora di bagnarsi... Una favola terribile può essere raccontata a lungo. Ma la cosa spaventosa è che a volte una favola diventa realtà. Qualcosa di simile è accaduto a quella casa ai margini del bosco; l’unica cosa che l’ha salvata dal disastro è stato che i proprietari erano in casa e sono riusciti a spegnere l’incendio sulle strutture in legno del tetto! E se la casa in quel momento fosse vuota?! E se ciò accadesse di notte... quando tutti dormivano?!
E ora un altro caso! E almeno qualcuno dica che è assicurato contro di esso, a meno che non abbia già imparato dalla propria o dall'amara esperienza di qualcun altro, e non abbia previsto tutte le soluzioni tecniche necessarie per ridurre al minimo le spiacevoli conseguenze di un fulmine. Quindi: è in corso la costruzione di un edificio residenziale d'élite con un'ampia area paesaggistica, fontane, gazebo, campo da tennis... È chiaro che il costo di una struttura del genere è molto, molto alto. Le reti ingegneristiche interne previste (elettrica, climatizzazione, sistemi domotici, sistemi di sicurezza e videosorveglianza, ecc.) corrispondono all'aspetto.
|
Durante un temporale, un fulmine colpì il pino di una nave, accanto al quale era interrato un cavo elettrico per illuminare il percorso pedonale. Le correnti di fulmine, avendo danneggiato l'isolamento del cavo, sono penetrate attraverso i suoi conduttori metallici nel quadro di distribuzione principale situato in un edificio di servizio separato. Dopo aver bruciato diversi interruttori lungo il percorso, si sono diffusi in tutti i circuiti elettrici collegati a questo pannello, penetrando anche nei locali del locale caldaia automatizzato a gas, che era già stato installato e funzionante. Poiché solo una piccola parte della corrente totale del fulmine è entrata nel controller (dispositivo di controllo elettronico) del locale caldaia, questo è stato immediatamente disattivato. Il costo di un dispositivo del genere può variare da diverse migliaia di dollari o più. Va subito detto che le perdite avrebbero potuto essere molto più elevate se in questo impianto fossero stati messi in funzione tutti gli impianti sopra elencati. A salvarlo è stato il fatto che l'edificio residenziale era ancora in fase di finitura e gli impianti elettronici previsti dal progetto non erano ancora stati installati né collegati alla rete di alimentazione elettrica.
Ora è giunto il momento di rispondere alla prima parte della domanda posta all’inizio dell’articolo:
Cos'è la protezione contro i fulmini?
La protezione contro i fulmini si riferisce a tutta una serie di soluzioni tecniche e dispositivi speciali. Innanzitutto è necessario installare sulla casa un sistema di protezione antifulmine esterno (vedi foto sotto). Il suo elemento principale sono uno o più parafulmini. Questi dispositivi possono avere aspetti diversi, ma tutti devono svolgere un compito molto importante: impedire ai fulmini di raggiungere la superficie del tetto e dei suoi elementi, nonché le facciate dell'edificio e l'area circostante. Dai parafulmini vengono calati lungo le pareti dell'edificio diversi conduttori metallici chiamati calate. Il loro compito è deviare le correnti dei fulmini catturati verso speciali dispositivi di messa a terra situati sotto la superficie della terra, lontano dagli ingressi della casa e dai percorsi pedonali. Le zone di protezione dei parafulmini, le posizioni dei dispositivi di messa a terra e i percorsi per la posa dei conduttori sono calcolati dal progettista dei sistemi di alimentazione dell'impianto. Ed è molto importante che ciò avvenga nella fase di progettazione architettonica dell'edificio con l'interazione obbligatoria con l'architetto. Allora sarà possibile evitare molte difficoltà tecnologiche che sicuramente sorgeranno (abbiamo già tristi esperienze) durante l'installazione di un sistema di protezione contro i fulmini esterno su una casa già pronta, splendente di materiali di finitura freschi! Allora sarà possibile camuffare il più possibile tutti gli elementi di questo importantissimo sistema per la casa, in modo che si inseriscano organicamente nel suo aspetto e nella sua architettura!!!
|
Le fotografie sopra mostrano una casa il cui sistema di protezione dai fulmini è realizzato sotto forma di una cosiddetta rete di protezione dai fulmini. Poiché l'edificio ha un'architettura piuttosto complicata, oltre alla rete, sugli elementi sporgenti della struttura del tetto sono installati parafulmini verticali a perno aggiuntivi, che dovrebbero fornire un aumento della zona di protezione da un fulmine diretto. Esistono diversi metodi per calcolare un tale sistema di protezione contro i fulmini. Per posizionare e installare correttamente tutti i suoi elementi, è necessario contattare specialisti in questo campo, altrimenti la sua efficienza sarà inaccettabilmente bassa e non corrisponderà in alcun modo ai costi materiali sostenuti.
Il suo elemento principale è il cosiddetto parafulmine attivo. Il principio di funzionamento di un tale sistema di protezione contro i fulmini è che durante un temporale viene creata un'area di ionizzazione attorno al parafulmine attivo. E in quel momento, quando l'intensità del campo elettrico tra la nube temporalesca e la superficie terrestre raggiunge un valore critico (cioè la scarica del fulmine diventa inevitabile), un controconduttore (scarica a scintilla) parte dal parafulmine verso il fulmine. già in via di sviluppo dal cloud. Nel caso in cui il fulmine continui il suo percorso verso l'oggetto protetto, verrà sicuramente “tirato” verso il parafulmine (all'interno della sua zona di protezione prevista). Se si allontana dalla zona di protezione, il parafulmine attivo non avrà alcun effetto su di esso. Il vantaggio di un tale sistema di protezione dai fulmini è la relativa facilità di installazione e l'impatto minimo sull'aspetto della casa. Lo svantaggio è la mancanza di un quadro normativo nazionale per il suo utilizzo. Tuttavia, diversi modelli di questo tipo sono ampiamente utilizzati negli Stati Uniti, in Francia, nei paesi baltici, in Polonia e in molti altri paesi. Lo standard principale per l'utilizzo dei sistemi di protezione attiva contro i fulmini è lo standard francese NFC 17-102.
E in conclusione, assicurati di notare una cosa molto importante. Inizialmente, il principio di funzionamento dei sistemi di protezione attiva dai fulmini si basava sull'uso di isotopi radioattivi, il che, ovviamente, non ha contribuito alla loro popolarità! Attualmente tali soluzioni tecniche non vengono utilizzate, ma comunque, quando scegliete questo dispositivo tecnico molto costoso, chiedete al venditore come è progettato e qual è il suo principio di funzionamento, e se non sentite nulla di comprensibile in risposta, guardatevi dall'acquistarlo incautamente . Dio protegge la cassaforte!!!
Allora perché abbiamo ancora bisogno della protezione contro i fulmini?
Probabilmente lo hai già indovinato! Naturalmente, prima di tutto, per proteggere la casa dal fuoco in caso di fulmine! Dopo aver ricevuto un fulmine, un sistema costituito da conduttori collegati in modo affidabile tra loro determinerà il percorso più diretto e più semplice per le correnti di fulmine fino al punto in cui si è tanto impegnata: a terra! In questo caso non ci saranno scintille, perché non ci sono spazi attraverso i quali sia necessario saltare sotto forma di scintilla. Le sezioni trasversali degli elementi esterni di protezione contro i fulmini sono tali che non si verifica un forte riscaldamento quando vengono attraversati da correnti di fulmine molto grandi. Sì, e sono posati secondo i documenti normativi internazionali e ora russi ("Istruzioni per l'installazione della protezione contro i fulmini di edifici, strutture e comunicazioni industriali", SO-153-34.21.122-2003), a una certa distanza dalla superficie di le pareti e il tetto, se realizzati in materiale infiammabile.
Con il primo esempio ormai tutto è diventato chiaro. Ma che dire del secondo caso, quando un fulmine colpisce un albero, ma nelle zone suburbane questo può succedere continuamente! Danni ancora più gravi possono verificarsi se i fulmini colpiscono direttamente le linee elettriche aeree, che rappresentano il principale metodo di fornitura di elettricità nelle zone rurali. In questo caso, la maggior parte delle sue correnti fluirà attraverso il dispositivo di input della tua casa e poi, utilizzando tutti i percorsi possibili, fino a terra. Chissà che tipo di percorsi saranno questi e quali attrezzature costose queste correnti potranno incontrare lungo il percorso. Per preservare le moderne apparecchiature elettroniche complesse e intelligenti, è necessario posizionare un ostacolo affidabile sotto forma di dispositivi di protezione da sovratensione sul percorso delle correnti di fulmine. Insieme al sistema di equalizzazione del potenziale, che il progettista dovrà prevedere, realizzeranno un sistema di protezione contro i fulmini interno alla vostra abitazione. Immagina questo: un corvo è seduto su un filo di una linea elettrica aerea. E anche se attraverso i fili scorrono grandi correnti, anche se sono presenti tensioni elevate, queste non causano alcun danno all'uccello, perché non lo attraversano. Ma questo è tutto finché non viene catturato, sbattendo con noncuranza l'ala, su un filo vicino. Non proseguiamo oltre... La stessa cosa accade anche a casa tua. Un sistema di messa a terra e di equalizzazione potenziale eseguito correttamente eviterà scosse elettriche alle persone all'interno o nelle vicinanze della casa, anche durante un temporale. Poiché all'interno della casa non ci saranno punti con potenziali diversi, non ci sarà nessun posto dove possano fluire le correnti. I dispositivi di protezione contro le sovratensioni (scaricatori, varistori, dispositivi combinati) forniscono un collegamento a breve termine al sistema di equalizzazione potenziale di quei cavi (elettrici, telefonici, televisivi e altri) che nel loro stato normale non sono mai collegati alla terra. Tutte le correnti che avrebbero dovuto fluire attraverso i vostri elettrodomestici fluiranno attraverso i dispositivi progettati a questo scopo, che li proteggeranno dai guasti elettrici. E poi tutto tornerà al suo stato originale. Molto probabilmente non noterai nemmeno nulla!!
La scarica di un fulmine che colpisce gli elementi strutturali di una struttura è accompagnata da un impressionante effetto elettromagnetico. Ciò, a sua volta, ha l'impatto più negativo sul funzionamento delle apparecchiature elettriche. La progettazione di un sistema di protezione contro i fulmini consente di ridurre i danni ai conduttori dei cavi e di ridurre al minimo la probabilità che un oggetto venga danneggiato da una forte carica.
Struttura
Il parafulmine è una misura di protezione passiva che garantisce il funzionamento sicuro delle strutture, preserva la salute e la vita del personale e dei residenti durante gli effetti distruttivi dei disastri naturali. I sistemi di protezione contro i fulmini sono costituiti dai seguenti elementi principali:
- Ricevitore di scarico.
- Discesa.
- Anello di terra.
Tipi di protezione contro i fulmini
Attualmente esistono sistemi di protezione contro i fulmini attivi e passivi. La versione tradizionale - passiva è composta da un ricevitore di scarica, un elemento che trasporta corrente e una messa a terra. Il principio di funzionamento di un tale sistema è abbastanza semplice. Il parafulmine assorbe il fulmine e lo dirige poi a terra attraverso i percorsi conduttivi della calata. Alla fine, la scarica si spegne nel terreno.
A sua volta, il sistema di protezione contro i fulmini attivo funziona secondo questo principio. Grazie a questo effetto, la scarica viene intercettata. I sistemi di protezione contro i fulmini attivi sono costituiti dagli stessi elementi di quelli passivi. Tuttavia il loro raggio d'azione è molto maggiore e raggiunge circa 100 metri. In questo caso viene protetto non solo l'oggetto su cui sono installati gli elementi del sistema, ma anche gli edifici vicini.
La protezione attiva dai fulmini è molto più efficace. Pertanto, non sorprende che questa sia l’opzione preferita dagli utenti nella maggior parte dei paesi sviluppati. Tuttavia, il costo di tali soluzioni è molto più elevato.
Opzioni per ricevitori a scarica
Nella versione standard, il ricevitore completo è un normale perno metallico montato in posizione verticale sul tetto della struttura. È estremamente importante fissare questo elemento nel punto più alto e aperto del tetto. Se l'edificio ha una struttura del tetto complessa, per aumentare il livello di sicurezza si consiglia di installare più ricevitori di scarico.
Esistono opzioni separate per i parafulmini, che differiscono in base al loro design:
- Protezione dei perni.
- Cavo metallico.
- Rete di protezione contro i fulmini.
Protezione dei perni
Se la struttura contiene un tetto metallico, la soluzione corretta è installare un sistema di protezione contro i fulmini. Il ricevitore di scarico sotto forma di asta metallica standard è installato su una collina. Quest'ultimo è collegato alla terra tramite calate.
La protezione del perno può essere presentata sotto forma di un'asta metallica rotonda con una sezione trasversale di almeno 8 mm o un pezzo di striscia di metallo con parametri 25 x 4. La lunghezza dell'elemento che riceve lo scarico deve essere tale che la sua estremità si alzi sopra il punto più alto dell'oggetto di circa 2 metri.
La capacità del sistema di protezione contro i fulmini e di messa a terra di proteggere vaste aree dai danni da scarica dipende direttamente dall'altezza del perno. L'area che un parafulmine a spillo può proteggere è definita come un cerchio di raggio identico all'altezza del parafulmine.
Protezione del cavo
Se il tetto è ricoperto di ardesia, il ricevitore per i fulmini è realizzato sotto forma di cavo metallico. Quest'ultimo è allungato lungo il colmo del tetto. L'altezza della sua posizione dovrebbe essere di almeno 0,5 metri dalla superficie.
Se è necessario creare la protezione più affidabile, per tensionare il cavo vengono utilizzati supporti metallici, isolati dal ricevitore di scarica. Questo metodo è applicabile anche per edifici con tetti in legno e tetti in tegole di ceramica.
Protezione in rete
Questa soluzione è la più difficile da implementare. Tipicamente utilizzato per tetti in tegole. Il ricevitore di scarico in questo caso è una rete metallica posata sul tetto dell'edificio. La sezione dei conduttori elettrici in questo caso dovrebbe essere di almeno 6 mm e il passo delle celle dovrebbe essere di circa 6 x 6 m.
Il sistema considerato è collegato alla calata e all'elemento di terra mediante saldatura. Se ciò non è possibile, è consentito l'uso di elementi di fissaggio bullonati.
L'installazione delle calate qui viene eseguita utilizzando filo d'acciaio tondo. Si posano verso terra lungo le pareti ed il tetto dell'edificio, fissando i conduttori elettrici con apposite staffe.
Il percorso per la posa degli elementi conduttori è scelto in modo tale che gli elementi conduttori di corrente non entrino in contatto con porte, finestre, portici, porte di garage in metallo e altre strutture con le quali le persone possono interagire durante il funzionamento dell'impianto.
Se l'edificio contiene nella sua struttura una grande quantità di materiali infiammabili (polistirolo espanso, legno, plastica), le calate dovrebbero essere posate ad una distanza di circa 15-20 cm dalle superfici. Questo approccio alla sistemazione del sistema di protezione contro i fulmini aiuterà evitare incendi durante temporali forti e prolungati.
In questo caso può essere installato anche un sistema interno di protezione contro i fulmini, che prevede l'installazione di appositi scaricatori in grado di proteggere le apparecchiature elettriche dalle sovratensioni. Tali mezzi sono posti in prossimità del punto in cui il cavo di alimentazione entra nell'impianto.
Discesa
È un elemento obbligatorio dei sistemi di protezione contro i fulmini. Progettato per trasferire la carica al circuito di terra.
Il conduttore di corrente è un filo metallico con uno spessore di almeno 6 mm, collegato al ricevitore di scarica. La combinazione di entrambi gli elementi permette di assorbire carichi fino a 200.000 Ampere. La condizione più importante per combinare questi componenti strutturali è l'esecuzione di una saldatura altamente affidabile, che elimina la possibilità di rottura delle connessioni e indebolimento degli elementi di fissaggio sotto l'influenza del vento o della caduta di strati di neve.
La calata viene abbassata lungo le pareti dell'oggetto dal tetto, fissando il conduttore con staffe. L'estremità del filo metallico è diretta al circuito di terra. Se l'impianto prevede l'installazione di più elementi conduttori di carica, questi vengono posti ad una distanza di circa 20-25 metri l'uno dall'altro alla massima distanza possibile da porte e finestre.
Secondo le norme di sicurezza è vietato piegare bruscamente i conduttori. Fare tali calcoli errati aumenta la probabilità che si verifichi una scarica di scintilla nel caso in cui un oggetto venga colpito da un fulmine. Ciò, a sua volta, può portare alla struttura che prende fuoco.
Quando si installa un sistema di protezione contro i fulmini, è consigliabile che la calata sia quanto più corta possibile. Allo stesso tempo, si consiglia di installarlo più vicino a sporgenze taglienti, bordi di timpani,
Messa a terra
Progettato per garantire un efficace scarico a terra. È costituito da diversi elettrodi interconnessi conficcati nel terreno.
Quando si mette in funzione un impianto, secondo le regole, è necessario inizialmente fornire una messa a terra comune per tutti gli apparecchi elettrici collegati alla rete. Se non è presente, preparare l'elemento non è così difficile. Per fare ciò, prendi un conduttore in acciaio o rame con una sezione trasversale di 50-80 mm. Viene scavata una trincea lunga 3 me profonda almeno 0,8 m. Le aste vengono inserite nei lati opposti della rientranza e collegate mediante una traversa in acciaio mediante saldatura. Una calata è fissata alla struttura risultante. Infine, i gomiti di saldatura vengono verniciati, dopodiché la struttura di messa a terra viene portata sul fondo della trincea.
Controllo dei sistemi di protezione contro i fulmini
Il test del sistema di scarico di scarico comporta un'ispezione visiva degli elementi strutturali, nonché la misurazione degli indicatori di resistenza. Esternamente viene verificata l'affidabilità del collegamento dei contatti tra parafulmine, calate e messa a terra. Tutti i punti di saldatura vengono battuti con un martello.
L'esecuzione delle misurazioni degli indicatori di resistenza dei conduttori di terra dei singoli parafulmini richiede la presenza di attrezzature speciali registrate secondo le normative.
Alla fine
Come puoi vedere, ci sono diverse opzioni per la protezione contro i fulmini di un oggetto. Alcune soluzioni vengono selezionate in base all'ampiezza del budget, alla natura della struttura e alla necessità di garantire un certo livello di sicurezza.
Attualmente, lo sviluppo di progetti di alimentazione elettrica durante la messa in funzione di un impianto non prevede la creazione di protezioni contro i fulmini. Per lo meno, la sua presenza non è un requisito obbligatorio. Pertanto, la decisione sull'opportunità di installare un sistema per proteggere un edificio dai danni dei fulmini viene presa da ciascun proprietario sulla base di considerazioni personali.
Il meccanismo della scarica di un fulmine è stato sufficientemente studiato, ma la natura riserva spesso delle sorprese e in alcuni casi anche i professionisti si ritrovano in un vicolo cieco. Un efficace sistema di protezione contro i fulmini comprende la protezione contro i fulmini esterna ed interna. Il primo protegge contro un fulmine diretto su una casa, un edificio o qualsiasi oggetto (antenna parabolica, monumento, serbatoio del carburante, ecc.). Allo stesso tempo, gli esperti conoscono da tempo la possibile diffusione della corrente del fulmine attraverso le comunicazioni sotterranee e superficiali come condutture e reti di comunicazione. Hanno imparato a proteggere in modo affidabile le persone e le loro proprietà dai danni diretti dei fulmini. In conformità con le normative nazionali vigenti, vengono determinate le categorie di protezione contro i fulmini diretti e vengono eseguiti i calcoli sulla protezione dai fulmini.
La frase protezione contro i fulmini interna non è del tutto chiara a molti. I fulmini non possono penetrare nell'edificio attraverso i vetri delle finestre, la ventilazione o il camino, quindi molti non capiscono perché sia necessario creare una protezione interna e cosa possa essere considerata un'efficace protezione interna dai fulmini. Grazie ad un'efficiente protezione antifulmine esterna, la scarica elettrica viene catturata da un parafulmine e convogliata nelle calate attraverso speciali collegamenti di terra per la dissipazione nel terreno. Tuttavia, l’insieme di queste misure e dispositivi non protegge dal campo elettromagnetico che si genera durante questo processo. Può facilmente penetrare in profondità in un edificio e causare guasti ai dispositivi elettronici di consumo, nonché a complesse unità a microprocessore. Un campo elettromagnetico può danneggiare il funzionamento dell'automazione e provocare comandi falsi o errati nei sistemi di controllo. Il sistema di protezione contro i fulmini interno consente di proteggere in modo affidabile tutte le apparecchiature elettroniche sensibili situate all'interno dell'edificio.
Protezione antifulmine interna: sicurezza vitale
Specialisti esperti considerano arbitraria la divisione della protezione contro i fulmini in esterna e interna. L'intensità dell'influenza negativa del campo elettromagnetico all'interno della casa dipende direttamente dal percorso di propagazione del fulmine e dai percorsi del flusso di corrente. Un chiaro esempio di ciò è un esempio di vita reale non immaginario. Architetti stranieri nel nostro paese hanno progettato e costruito un interessante edificio alto quanto una torre televisiva. Gli architetti hanno utilizzato una sottile guglia installata verticalmente come elegante decorazione per il contorno dell'edificio. La base della guglia era al livello del suolo e la sommità superava il tetto di 50 m. Questa decisione degli architetti non ha causato feedback negativo da parte degli elettricisti, ma al contrario, è piaciuta.
Le statistiche dicono che nella parte centroeuropea della Russia, i fulmini colpiscono gli edifici alti 350 metri in media 10-15 volte durante la stagione dei temporali. Secondo le osservazioni, solo due di loro hanno un meccanismo di scarica standard, cioè si formano in una nube temporalesca e tendono a scendere a terra attraverso un canale di plasma. Tutti i rimanenti si formano nel punto più alto dell'edificio stesso e si precipitano da esso verso la nuvola temporalesca. Questo fenomeno è chiamato "fulmine ascendente". Dato che il punto in cui hanno origine e inizio i fulmini è nella parte superiore della struttura, è facile da intercettare. Sembrerebbe che il parafulmine non sia necessario; le sue funzioni sono state sostituite dalla guglia.
Il problema è stato identificato dopo un'analisi dettagliata e un'analisi della situazione attuale. La guglia era situata sulla parete posteriore della struttura. A causa della geometria asimmetrica fortemente espressa dell'edificio, si è scoperto che la scarica del fulmine veniva diretta in un flusso concentrato verso terra lungo la parete posteriore. Allo stesso tempo, ha creato un campo magnetico di enorme forza, che non è stato compensato da nulla. Il potente campo elettromagnetico ha creato un grave pericolo per la rete elettrica interna dell'edificio. Pertanto, i progettisti hanno dovuto creare un complesso sistema di protezione esterna contro i fulmini, che riducesse il valore del campo elettromagnetico totale. Tutti i loro sforzi non sono ancora riusciti a proteggere completamente le apparecchiature elettriche di questo edificio e i professionisti hanno dovuto progettare e installare elementi interni di protezione contro i fulmini.
Un secondo esempio lampante dell'importanza di un'organizzazione competente della protezione interna è un serbatoio con carburante liquido, che si trova all'aria aperta. Questo oggetto è progettato in modo tale da non temere la scarica diretta di un fulmine. Tuttavia, anche qui durante un temporale si registrano spesso gravi incendi. Si verificano gravi incidenti a causa dell'accensione di emissioni gassose infiammabili sopra la valvola di respirazione del serbatoio. Ciò avviene quando un non perfetto sistema blocca fiamma lascia passare la fiamma all'interno del serbatoio. Soprattutto per questi casi, queste strutture sono dotate di allarmi antincendio automatici e sistemi di estinzione incendi. Durante gli incidenti, il campo elettromagnetico creato dalla corrente del fulmine è la causa del guasto di questi sistemi e la causa principale di incidenti gravi.
Dispositivi di protezione contro le sovratensioni
Anche misure ben eseguite per progettare la protezione dagli effetti negativi delle scariche di fulmini e il corretto calcolo della protezione contro i fulmini non consentono una protezione al 100% dei circuiti elettrici interni dagli effetti distruttivi del campo elettromagnetico. L'elemento principale della protezione interna sono i dispositivi che prevengono le sovratensioni (SPD) e speciali schermi metallici. La funzione principale di un SPD è quella di bloccare la diffusione di potenziali elevati nel percorso verso le apparecchiature elettriche collegate. A causa dell'enorme varietà di dispositivi elettrici che necessitano di protezione, i principali produttori di SPD offrono un'ampia varietà di configurazioni per questi dispositivi. Per questi prodotti sono costretti a allocare volumi separati di grande formato e può essere piuttosto difficile acquistare per loro componenti di protezione contro i fulmini senza una consulenza dettagliata.
Gli SPD sono necessari per impedire che la sovratensione penetri nei circuiti elettrici degli elettrodomestici. Il loro meccanismo d'azione è quello di interrompere rapidamente l'arco elettrico che li accompagna, e questo in alcuni casi è molto difficile. I requisiti per questi dispositivi di protezione sono piuttosto severi. Alcuni prodotti devono svolgere le loro funzioni in modo impeccabile e con elevata affidabilità, nonostante le loro dimensioni miniaturizzate e l'enorme numero di microcircuiti protetti. Da questo dipende spesso non solo la sicurezza e il funzionamento stabile della struttura, ma anche la vita di molte centinaia e migliaia di persone.
La maggior parte dei produttori mondiali di SPD per la protezione dai fulmini dispongono di laboratori di ricerca e test speciali che cercano modi per risolvere il problema dell'affidabilità degli SPD più piccoli. I complessi di prova simulano tutti i possibili effetti negativi di una scarica di fulmine sui dispositivi di protezione. Inoltre, gli specialisti di questi dipartimenti risolvono i problemi di compatibilità dell'SPD con le unità ad alta frequenza (canali di trasmissione di informazioni, sistemi di sicurezza televisiva aziendale, ecc.). Pertanto, i fitti cataloghi di produttori sono piuttosto la chiave per la riuscita implementazione del progetto di protezione contro i fulmini più complesso. Dopotutto, garantiscono sicuramente che sarà facile acquistare i componenti necessari per la protezione contro i fulmini.
Calcolo dei costi
I nostri oggetti
I rappresentanti delle organizzazioni edili e dei proprietari di case si trovano sempre di fronte alla questione di cos'è la protezione contro i fulmini, in cosa consiste, cos'è, come scegliere l'opzione migliore, se è obbligatoria o meno e chi consultare su questo argomento. Nonostante l’effettiva complessità tecnica del problema, cercheremo comunque di capirlo.
La protezione contro i fulmini è un insieme di misure tecniche, comprendenti le fasi di progettazione, installazione e manutenzione, volte a proteggere un oggetto sia dai fulmini diretti che dai fenomeni elettrici avversi associati.
Qual è il pericolo?
Durante un temporale tutti gli edifici, soprattutto se più alti delle strutture circostanti, possono essere colpiti dai fulmini. La potenza di questo fenomeno naturale è tale da sciogliere la sabbia, ma se entra in un cantiere edile, è irto di notevoli distruzioni e incendi.
Ma oltre a questo, l'atmosfera temporalesca comporta anche un altro pericolo: l'aria elettrizzata può provocare forti impulsi elettromagnetici, causando sovratensioni nella rete elettrica. Per i moderni appartamenti, uffici, edifici industriali e case private piene di tutti i tipi di dispositivi elettronici, ciò significa inevitabili guasti, cortocircuiti, guasti alle apparecchiature e incendi che possono estendersi oltre quelli locali.
Pertanto, la minaccia è assolutamente reale e le misure di sicurezza sono estremamente rilevanti per ciascuna struttura.
Come proteggersi?
Fortunatamente, il progresso non si ferma. L'ingegneria moderna offre tutta una serie di misure di protezione, chiamate collettivamente protezione contro i fulmini o protezione contro i fulmini.
Tecnicamente questo include:
- Sistema di protezione contro i fulmini esterno
- Sistema interno di protezione contro i fulmini
protegge dalle scariche dirette. È composto da un palo di captazione che riceve l'attacco principale, una calata e una messa a terra che garantiscono lo scarico delle scariche nel terreno. La tipologia dell'impianto può essere passivo (parafulmine tradizionale) o attivo (intercettazione dei fulmini per ionizzazione dell'aria attorno al parafulmine);
protegge le reti e le apparecchiature elettriche dai fenomeni secondari. Composto da dispositivi di protezione contro le sovratensioni e sistema di equalizzazione potenziale
Le misure di protezione contro i fulmini includono:
Progetto
Per eseguire correttamente tutte le misure protettive, è estremamente importante realizzare un progetto di alta qualità che tenga conto non solo delle caratteristiche di un particolare edificio, ma soddisfi anche tutti i documenti normativi. L'opzione migliore è quando la progettazione della protezione contro i fulmini viene eseguita contemporaneamente alla progettazione complessiva dell'edificio, perché in questo caso è possibile utilizzare gli elementi interni della struttura come componenti di un sistema di protezione contro i fulmini, riducendone i costi. Oggi, durante la progettazione, viene sempre più utilizzato il concetto zonale di protezione contro i fulmini, i cui principi di base possono essere trovati.
L'azienda MZK-Electro elaborerà in modo rapido ed efficiente un progetto per un sistema di protezione contro i fulmini o i suoi singoli elementi sulla base di apparecchiature di produttori di fama mondiale.
Installazione
Di solito, se si dispone di un progetto chiaro, dell'attrezzatura necessaria e di specialisti esperti, sono necessari da 1 a 3 giorni, a seconda della complessità e del volume di lavoro. È possibile installare il sistema in qualsiasi periodo dell'anno, ma è consigliabile prepararsi in anticipo per la stagione dei temporali.
Servizio
Qualsiasi dispositivo tecnico complesso ha le proprie norme di manutenzione preventiva e il sistema di protezione dai fulmini non fa eccezione. Per un funzionamento ininterrotto sono necessari controlli e test periodici dei sistemi. In caso di guasto, l'aiuto dei professionisti è insostituibile, perché... Identificare le cause ed eliminarle richiede qualifiche e competenze.
L'intera gamma di eventi può essere ordinata presso la ditta MZK-Electro. Con noi riceverai una consulenza completa su tutti i problemi di protezione contro i fulmini e un servizio qualificato. Ogni specialista della nostra azienda si distingue per una profonda conoscenza e molti anni di esperienza, tutte le attrezzature e il lavoro sono certificati: tutto ciò ci consente di garantire risultati.