Габариты наземных объектов I категории, подлежащих защите от прямых ударов молнии, определяются с учетом выступающих над объектами конструктивных элементов и наружных зон взрывоопасности.

При размещении объектов I категории в грунте, защите от прямых ударов молнии подлежит поверхность земли с выступающими над ней конструкциями (вентиляционными трубами, входами в хранилища и т.п.) и наружными зонами взрывоопасности.

Защита от прямых ударов молнии должна обеспечиваться с надежностью не ниже 0,9999; допускается снижение надежности защиты от ПУМ: до 0,999 для обсыпных котлованных сооружений и до 0,99 для подземных сооружений.

Защиту от прямых ударов молнии во всех случаях, следует выполнять только отдельно стоящими молниеотводами (рисунки 3.21, 3.22), для чего могут использоваться:

- стальные или железобетонные опоры, мачты и прочие разновидности стержневых молниеотводов;

- тросы произвольной конфигурации;

- естественные молниеотводы – соседние невзрывоопасные и непожароопасные здания и сооружения, имеющие металлический или железобетонный каркас, соединенный посредством сварки с арматурой своего фундамента.

Для простых систем молниеотводов (одиночных и двойных стержневых или тросовых, замкнутых) предусмотрено использование зон защиты молниеотводов гарантирующих заданную степень надежности.

Отдельно стоящий стержневой молниеотвод.

1 – защищаемый объект; 3 – опора молниеотвода; 2 – металлические коммуникации;4 – заземлитель; 5 – зона взрывоопасности

Рисунок 3.21 -  Отдельно стоящий тросовый молниеотвод

Рисунок 3.22 - Отдельно стоящий тросовый молниеотвод

Зоны защиты молниеотводов простых конфигураций построены на основании вероятностной методики расчета (Приложение В). Определение надежности защиты объектов многократными стержневыми и тросовыми молниеотводами, в том числе разной высоты, можно произвести с помощью специального программного обеспечения, которое представлено в Пособии к данным Нормам.

С учетом требуемой надежности защиты от прямых ударов молнии для объектов категории I наиболее эффективно и экономично использование замкнутого тросового молниеотвода или двойного тросового молниеотвода, обеспечивающего расположение объекта во внутренней области (рис. Б.5 и Б.6).

При выборе расстановки молниеотводов должно быть учтено, что минимально необходимое удаление отдельно стоящих молниеотводов от защищаемых объектов категории I определяется требованиями защиты объектов от перекрытий по воздуху, в грунте и по его поверхности.

Защита от перекрытий по воздуху достигается путем обеспечения безопасного расстояния по воздуху (S _В) между молниеотводом и объектом (с учетом наружной зоны взрывоопасности, если она есть). При наличии у объекта зоны взрывоопасности безопасное расстояние отсчитывается от ее внешней границы до молниеотвода.

Объект высотой h £ 30 м считается защищенным от перекрытий по воздуху, если от него (включая наружные зоны взрывоопасности) до стержневого молниеотвода (рис. 1) или до опоры тросового молниеотвода (рис. 2) обеспечено безопасное расстояние S_В (м), которое удовлетворяет следующим условиям:

S_В = 10                                   при r £ 500

S_В = 10 + 10^-2 × (r - 500)            при 500 < r < 1500

S_В = 20                                   при r ³ 1500

где r - удельное сопротивление грунта (Ом × м).

Для объектов высотой более 30 м подсчитанное расстояние S_В увеличивается на

DS_В = 0,1 × (h - 30) (м)

Безопасное расстояние по воздуху S_ВТ от тросового молниеприемника до границ объекта (включая его зоны взрывоопасности) до зоны взрывобезопасности, определяется по тем же соотношениям что и для S_В. При этом если сумма l длины троса в пролете и высот двух его опор превышает 60 м, значение S_ВТ  должно быть увеличено на

DS_ВТ = 0,1 × (h - 30) (м)

При удельном сопротивлении грунта свыше 1500 Ом × м безопасное расстояние между объектом и молниеотводом принимается равным 20 м. Для объектов высотой более 30 м это расстояние увеличивается из расчета 1 м на каждые 10 м высоты объекта свыше 30 м.

Защита от перекрытий в грунте и от скользящих разрядов обеспечивается выполнением следующих мероприятий:

- отдельно стоящие молниеотводы (или выполняющие их функции соседние здания и сооружения и другие естественные молниеотводы, возвышающиеся над защищаемым объектом более, чем на 15 м) должны быть удалены на уровне земли и в земле от объекта, от его наземных и подземных коммуникаций, а также от его зон взрывоопасности у поверхности земли на безопасное расстояние S_З ³ 10 м;

- указанные молниеотводы или соседние здания и сооружения должны быть оборудованы заземлителем, выполненным одним из следующих способов:

- в виде одного или нескольких вертикальных электродов длиной не менее 5 м, расположенных в непосредственной близости от фундамента опоры молниеотвода (фундамента здания или сооружения) и соединенных с арматурой фундамента; суммарное сопротивление току промышленной частоты всего заземлителя (с учетом фундамента) не должно превышать 10 Ом;

- в виде уложенной на глубине не менее 0,5 м от поверхности земли горизонтальной полосы не менее 3 м, дополненной вертикальными электродами длиной не менее 2 м; полоса должна быть соединена с арматурой фундамента и проложена в сторону, противоположную объекту, его коммуникациям и зонам взрывоопасности; длина полосы, количество и длина вертикальных электродов должны быть выбраны из условия, что сопротивление току промышленной частоты заземлителя (с учетом фундамента) не превышает 10 Ом.

Площадки открытого временного хранения боеприпасов и взрывчатых веществ, отнесенные по требованиям молниезащиты к I категории, должны иметь железобетонное основание (пол) со сварными соединениями арматуры. При отсутствии железобетонного основания, снаружи по контуру площадки на расстоянии не менее 5 м от ее внешней границы прокладывается замкнутый ограждающий контур заземления в виде горизонтальной полосы на глубине 0,5 м, к которой через каждые 5-7 м присоединяются вертикальные электроды длиной не менее 2 м. Контур заземления считается строительным элементом объекта и именно от него исчисляется минимально допустимое расстояние до молниеотводов.

Для объектов с взрывчатыми веществами и взрывоопасными изделиями, имеющих зоны взрывоопасности у поверхности земли, контур заземления, аналогичный указанному в п. 4.3.7, необходимо выполнять в следующих случаях:

- при расположении контура заземления объекта в пределах возможной области размещения взрывоопасных (пожароопасных) зон у поверхности земли или ближе их к объекту;

- когда собственный контур заземления объекта имеет сопротивление при переменном токе (с учетом сопротивления заземления фундамента) выше 5 Ом.

Для обвалованных и заглубленных хранилищ и сооружений, для которых в силу специфических требований (например, по условиям маскировки и т.п.) не могут применяться стержневые или тросовые молниеотводы, при соответствующем обосновании допускается выполнять молниезащиту с помощью металлической сетки, уложенной на грунт на тонкий слой гидрофобного диэлектрического материала (рисунок 3).

1 – защищаемый объект; 2 – молниезащитная сетка; 3 – диэлектрическая прослойка;     4 – заземлитель.

Рисунок 3.23 -  Молниезащита обвалованного сооружения

При этом наименьшее допустимое расстояние от молниеприемной сетки S, до любой точки поверхности защищаемого сооружения и подземных металлических инженерных коммуникаций должно составлять S_З+2 (м).

Сетка должна иметь квадратные ячейки с шагом не более 4х4 м² и быть присоединена к контуру заземления не реже чем через 25 м.

Допускается; укладка грунта на молниеприемную сетку слоем 50 - 100 мм.

Элементы, возвышающиеся над поверхностью грунта, должны иметь дополнительные молниеприемники и токоотводы, присоединенные к молниезащитной сетке. Части этих элементов, расположённые под молниезащитной сеткой, до места входа в сооружение или хранилище необходимо выполнять из диэлектрического гидрофобного материала.

Для защиты от вторичных проявлений молнии внутри объекта между трубопроводами и другими протяженными металлическими предметами и конструкциями (каркас сооружения, оболочки кабелей, обрамляющие уголки каналов и т. п.) в местах взаимного сближения на расстояние 10 см и меньше через каждые 20 м следует приваривать или припаивать металлические перемычки из стальной проволоки диаметром не менее 5 мм или стальной ленты сечением не менее 24 мм², для кабелей с металлическими оболочками или броней перемычки должны выполняться из гибкого медного проводника в соответствии с указаниями СНиП 3.05.06-85.

В местах соединения элементов трубопроводов и других протяженных металлических предметов и конструкций, расположенных внутри защищаемого объекта, необходимо обеспечить контакт с переходным электрическим сопротивлением не более 0,03 Ом на одно соединение. При фланцевом соединении труб такая величина переходного сопротивления достигается нормальной затяжкой болтов при их количестве на фланец не менее шести.

В местах соединений с переходным сопротивлением более 0,03 Ом необходимо приваривать перемычки, выполненные в соответствии с указаниями данного пункта.

Для защиты от вторичных проявлений молнии металлические конструкции объекта (кровля фермы, балки, краны, подкрановые пути, трубопроводы и т. п.) и металлические корпуса оборудования должны быть присоединены к заземлителю, сопротивление току промышленной частоты которого не должно превышать 5 Ом.

Специальное выполнение такого заземлителя не требуется, если этому условию удовлетворяет какой либо из нижеперечисленных заземлителей:

- заземлитель электрооборудования, установленного внутри объекта.

При использовании в качестве заземлителей защиты от вторичных проявлений молнии заземлителя защиты от скользящих разрядов, последний должен быть соединен с металлоконструкциями фундамента объекта горизонтальными шинами, которые укладываются в земле на глубине не менее 0,5 м с шагом не более 25 м. В качестве соединительных шин, число которых должно быть не менее двух, допускается использовать стационарно уложенные в земле металлические коммуникации и конструкции.

При любом расположении заземлителей защиты от вторичных проявлений молнии они рассматриваются как принадлежащие ему конструктивные элементы, с учетом чего должны определяться безопасные расстояния S_З до отдельно стоящих молниеотводов.

Для объектов, размещенных в зданиях длиной или шириной более 100 м, защита от вторичных проявлений молнии должна включать также прокладку внутри здания в земле на глубине не менее 0,5 м протяженных горизонтальных электродов сечением не менее 100 мм². Электроды прокладываются с шагом не более 60 м по ширине здания. Каждый электрод с двух концов должен быть присоединен к арматуре фундамента здания.

Для боеприпасов в металлических корпусах, хранимых на открытых площадках, и другого оборудования наружных установок с устройствами повышенной чувствительности к напряженности электрического поля, защита от вторичных воздействий молнии должна быть выполнена с применением специальных технических мер, исключающих наличие участков металлических конструкций и корпусов, электрически не связанных с заземляющим устройством.

Для защиты от заноса высоких потенциалов подземные металлические коммуникации и конструкции (трубопроводы, рельсы, кабеля, в т. ч. проложенные в каналах и туннелях, обрамляющие уголки каналов и т. п.) необходимо до ввода в защищаемый объект присоединять к заземлителю защиты от вторичных проявлений молнии или к любому из заземлителей.

Ввод линий электропередачи и сетей телефона, радио, сигнализации, а также других проводок в объекты категории I необходимо осуществлять только кабелями с металлической броней или проложенными в металлических трубах. Оболочки кабелей, а также трубы и инженерные коммуникации до ввода в защищаемый объект должны быть присоединены к заземлителю защиты от вторичных проявлений молнии или к любому из заземлителей.