Национальный стандарт РФ ГОСТ Р 59789-2021 (МЭК 62305-3:2010) "Молниезащита. Часть 3. Защита зданий и сооружений от повреждений и защита людей и животных от электротравматизма" (утв. и введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 22 октября 2021 г. N 1266-ст)

Национальный стандарт РФ ГОСТ Р 59789-2021 (МЭК 62305-3:2010)
"Молниезащита. Часть 3. Защита зданий и сооружений от повреждений и защита людей и животных от электротравматизма"
(утв. и введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 22 октября 2021 г. N 1266-ст)

Protection against lightning. Part 3. Protection of buildings and structures from damage and people and animals from electrotraumatism

УДК 621.316.99.006.354
ОКС 29.020

Дата введения - 1 марта 2022 г.
Введен впервые

ГАРАНТ:

Курсив в тексте не приводится

Предисловие

1 Подготовлен Обществом с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма. Электротехника: наука и практика" (ООО "НПФ ЭЛНАП") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4

2 Внесен Техническим комитетом по стандартизации ТК 337 "Электрические установки зданий"

3 Утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 22 октября 2021 г. N 1266-ст

4 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному стандарту МЭК 62305-3:2010 "Защита от молнии. Часть 3. Физические повреждения конструкций и опасность для жизни" (IEC 62305-3:2010 "Protection against lightning - Part 3: Physical damage to structures and life hazard", MOD). При этом дополнительные примечания, включенные в текст стандарта, выделены курсивом. Внесение указанных технических отклонений направлено на учет действующих в Российской Федерации нормативных документов.

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2012 (пункт 3.5).

Сведения о соответствии ссылочных межгосударственных и национальных стандартов международным стандартам, использованным в качестве ссылочных в примененном международном стандарте, приведены в дополнительном приложении ДА

5 Введен впервые

Введение

Настоящий стандарт распространяется на защиту зданий и сооружений от повреждений, а также людей и животных от электротравм из-за превышения предельно допустимых значений напряжений прикосновения и шага.

Основной и наиболее эффективной мерой защиты сооружений от повреждений является система молниезащиты (СМЗ): внешняя и внутренняя.

Внешняя СМЗ состоит из молниеприемников, токоотводов и заземляющего устройства.

Внутренняя СМЗ обеспечивает уравнивание потенциалов и электрическую изоляцию между компонентами внешней СМЗ и другими электропроводящими частями внутри здания или сооружения, предотвращая опасное искрение.

Основные меры защиты людей и животных от электротравм:

a) уменьшение опасного тока, протекающего через тела, путем изоляции открытых проводящих частей и/или увеличения удельного сопротивления поверхности грунта;

b) уменьшение возможности возникновения опасных напряжений прикосновения и шага при помощи ограждений и/или предупредительных надписей.

На начальной стадии проектирования нового здания или сооружения тип и размещение СМЗ должны быть выбраны с учетом максимального использования электропроводящих частей сооружения. При этом проектирование и конструкция СМЗ упрощаются, общие эстетические аспекты могут быть улучшены, а эффективность СМЗ может быть повышена при минимуме затрат средств и усилий.

Если на площадке уже начаты строительные работы, то использование металлоконструкций фундамента для заземления будет затруднено. По этой причине данные об удельном сопротивлении и свойствах грунта должны быть получены на самой ранней стадии проектирования. Данная информация является основополагающей для проектирования заземляющего устройства и может оказать влияние на проектирование фундамента сооружения.

Регулярные консультации между организациями, выполняющими проектирование СМЗ и ее монтаж, архитекторами и строителями имеют важное значение для достижения наилучшего результата при минимальных затратах.

Если СМЗ выполняется для существующих сооружений, она должна максимально соответствовать требованиям настоящего стандарта. При выборе типа и расположения СМЗ необходимо учитывать особенности существующего сооружения.

1 Область применения

Настоящий стандарт содержит требования к защите зданий и сооружений от внешних и внутренних повреждений с помощью системы молниезащиты (СМЗ), а также к защите людей и животных от электротравм из-за воздействия напряжений прикосновения и шага вблизи СМЗ.

Настоящий стандарт распространяется:

a) на проектирование, монтаж, проверку и эксплуатацию СМЗ сооружений без ограничения их высоты;

b) на выполнение мероприятий по защите людей и животных от электротравм из-за воздействия напряжений прикосновения и шага.

Примечания

1 Специальные требования к СМЗ взрывоопасных сооружений находятся в разработке. В приложении D приведены временные требования к СМЗ таких сооружений.

2 В настоящем стандарте не рассмотрены меры по защите от повреждений электрических и электронных систем из-за перенапряжений. Специальные требования по данному вопросу приведены в ГОСТ Р МЭК 62305-4.

3 Специальные требования к СМЗ ветряных электростанций приведены в ГОСТ Р 54418.24.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ IEC 60079-10-1 Взрывоопасные среды. Часть 10-1. Классификация зон. Взрывоопасные газовые среды

ГОСТ IEC 60079-10-2 Взрывоопасные среды. Часть 10-2. Классификация зон. Взрывоопасные пылевые среды

ГОСТ IEC 60079-14 Взрывоопасные среды. Часть 14. Проектирование, выбор и монтаж электроустановок

ГОСТ IEC 60728-11 Сети кабельные для передачи звуковых и телевизионных сигналов и интерактивных услуг. Часть 11. Безопасность

ГОСТ IEC 61643-11 Устройства защиты от перенапряжений низковольтные. Часть 11. Устройства защиты от перенапряжений, подсоединенные к низковольтным системам распределения электроэнергии. Требования и методы испытаний

ГОСТ IEC 61643-21 Устройства защиты от перенапряжений низковольтные. Часть 21. Устройства защиты от перенапряжений, подсоединенные к телекоммуникационным и сигнализационным сетям. Требования к эксплуатационным характеристикам и методы испытаний

ГОСТ ISO 3864-1 Графические символы. Сигнальные цвета и знаки безопасности. Часть 1. Принципы проектирования знаков и сигнальной разметки

ГОСТ Р 54127-4 (МЭК 61557-4:2007) Сети электрические распределительные низковольтные напряжением до 1000 В переменного тока и 1500 В постоянного тока. Электробезопасность. Аппаратура для испытания, измерения или контроля средств защиты. Часть 4. Сопротивление заземления и эквипотенциального соединения

ГОСТ Р 54418.24 (МЭК 61400-24:2010) Возобновляемая энергетика. Ветроэнергетика. Установки ветроэнергетические. Часть 24. Молниезащита

ГОСТ Р МЭК 60050-426 Международный электротехнический словарь. Часть 426. Оборудование для взрывоопасных сред

ГОСТ Р МЭК 60050-826 Установки электрические. Термины и определения

ГОСТ Р МЭК 62305-1 Менеджмент риска. Защита от молнии. Часть 1. Общие принципы

ГОСТ Р МЭК 62305-2 Менеджмент риска. Защита от молнии. Часть 2. Оценка риска

ГОСТ Р МЭК 62305-4 Защита от молнии. Часть 4. Защита электрических и электронных систем внутри зданий и сооружений

ГОСТ Р МЭК 62561.1 Компоненты систем молниезащиты. Часть 1. Требования к соединительным компонентам

ГОСТ Р МЭК 62561.2 Компоненты систем молниезащиты. Часть 2. Требования к проводникам и заземляющим электродам

ГОСТ Р МЭК 62561.3 Компоненты систем молниезащиты. Часть 3. Требования к разделительным искровым разрядникам

ГОСТ Р МЭК 62561.4 Компоненты систем молниезащиты. Часть 4. Требования к устройствам крепления проводников

ГОСТ Р МЭК 62561.5 Компоненты систем молниезащиты. Часть 5. Требования к смотровым колодцам и уплотнителям заземляющих электродов

ГОСТ Р МЭК 62561.6 Компоненты систем молниезащиты. Часть 6. Требования к счетчикам ударов молнии

ГОСТ Р МЭК 62561.7 Компоненты систем молниезащиты. Часть 7. Требования к смесям, нормализующим заземление

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение следует применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 система молниезащиты; СМЗ (lightning protection system, LPS): Система, позволяющая защитить здание или сооружение от воздействий молнии.

Примечание - СМЗ включает в себя внешнюю систему молниезащиты и внутреннюю систему молниезащиты, в частных случаях только внешнюю или только внутреннюю составляющую.

3.2 внешняя система молниезащиты (external lightning protection system): Комплекс, состоящий из молниеприемников, токоотводов и заземляющего устройства.

3.3 изолированная внешняя система молниезащиты (external LPS isolated from the structure to be protected): Система молниезащиты, включающая в себя молниеприемники и токоотводы, не имеющие контакта с защищаемым сооружением.

3.4 неизолированная внешняя система молниезащиты (external LPS not isolated from the structure to be protected): Система молниезащиты, включающая в себя молниеприемники и токоотводы, выполненные таким образом, что ток молнии может протекать по защищаемому сооружению.

3.5 внутренняя система молниезащиты (internal lightning protection system): Часть системы молниезащиты, включающая в себя систему уравнивания потенциалов и/или электрическую изоляцию между защищаемым сооружением и внешней системой молниезащиты.

3.6 система молниеприемников (air-termination system): Часть внешней системы молниезащиты, состоящая из металлических стержней, тросов или сеток и предназначенная для перехвата молний.

3.7 система токоотводов (down-conductor system): Часть внешней системы молниезащиты, предназначенная для отведения тока молнии от молниеприемников в заземляющее устройство.

3.8 кольцевой проводник (ring conductor): Проводник, образующий контур вокруг сооружения и обеспечивающий взаимное соединение токоотводов для распределения тока молнии между ними.

3.9 заземляющее устройство молниезащиты (earth-termination system): Часть внешней системы молниезащиты, предназначенная для отведения тока молнии и рассеивания его в земле.

3.10 заземлитель (earth electrode): Часть или несколько элементов заземляющего устройства, находящихся в непосредственном электрическом контакте с землей и обеспечивающих рассеивание тока молнии в земле.

3.11 кольцевой заземлитель (ring earth electrode): Заземлитель, образующий замкнутый контур вокруг сооружения и расположенный в земле или на поверхности земли.

3.12 фундаментный заземлитель (foundation earth electrode): Проводящая часть, как правило, в виде замкнутого контура, расположенная в грунте под фундаментом здания или, что предпочтительнее, в бетонном фундаменте здания.

3.13 сопротивление заземляющего устройства (conventional earth impedance): Отношение амплитудного значения напряжения на заземляющем устройстве к амплитудному значению тока, стекающего в заземляющее устройство, которые в общем случае не совпадают по времени.

3.14 напряжение на заземляющем устройстве (earth-termination voltage): Напряжение, возникающее при стекании тока с заземлителя между точкой ввода тока в заземляющее устройство и зоной нулевого потенциала.

3.15 естественный компонент системы молниезащиты (natural component of LPS): Проводящий элемент, установленный не для целей молниезащиты, но который может быть использован в дополнение к системе молниезащиты или в определенных случаях может выполнять функцию одной или нескольких частей системы молниезащиты.

Примечание - Естественные компоненты СМЗ включают в себя:

- естественные молниеприемники;

- естественные токоотводы;

- естественные заземлители.

3.16 соединительный компонент (connecting component): Часть внешней системы молниезащиты, используемая для присоединения проводников одного к другому или к металлическим конструкциям.

Примечание - Соединительные компоненты включают в себя соединители, зажимы, перемычки и температурные компенсаторы.

3.17 фиксирующий компонент (fixing component): Часть системы молниезащиты, используемая для крепления элементов системы молниезащиты к защищаемому сооружению.

3.18 металлические конструкции (metal installations): Протяженные металлические части сооружения, которые могут создавать путь протеканию тока молнии, такие как трубы, лестницы, направляющие рельсы лифтов, короба вентиляции, отопления, кондиционирования, взаимосвязанные части стальной арматуры и металлические элементы каркаса здания.

3.19 внешние проводящие части (external conductive parts): Протяженные металлические элементы, входящие в защищаемое сооружение или выходящие из него, такие как трубопроводы, металлические элементы кабелей, металлические короба и т.п., по которым может протекать часть тока молнии.

3.20 электрическая система (electrical system): Система электроснабжения низкого напряжения.

3.21 электронная система (electronic system): Система, включающая в себя чувствительные электронные компоненты, такие как оборудование связи, компьютеры, системы управления и измерения, системы радиосвязи, установки силовой электроники.

3.22 внутренние системы (internal systems): Электрические и электронные системы, расположенные внутри сооружения.

3.23 молниезащитное уравнивание потенциалов (lightning equipotential bonding): Соединение с системой молниезащиты отдельных проводящих частей непосредственно или через устройства защиты от перенапряжений, предназначенное для уменьшения разности потенциалов, создаваемых током молнии.

3.24 шина уравнивания потенциалов (bonding bar): Металлическая шина, с помощью которой металлические конструкции, внешние проводящие части, линии связи, электрические и другие кабели могут быть соединены с системой молниезащиты.

3.25 проводник уравнивания потенциалов (bonding conductor): Проводник, соединяющий отдельные проводящие части с системой молниезащиты.

3.26 взаимосвязанная стальная арматура (interconnected reinforcing steel): Стальная арматура внутри бетонного сооружения, рассматриваемая как электрически непрерывная.

3.27 опасное искрение (dangerous sparking): Возникающий из-за молнии электрический разряд, вызывающий физическое повреждение в защищаемом сооружении.

3.28 разделительное расстояние (separation distance): Расстояние между двумя проводящими частями, при котором не может происходить опасное искрение.

3.29 устройство защиты от импульсных перенапряжений; УЗИП (surge protective device, SPD): Устройство, предназначенное для ограничения кратковременных перенапряжений и отвода импульса тока и содержащее как минимум один нелинейный элемент.

3.30 испытательный зажим (test joint): Зажим (разъемное соединение), предназначенный(ое) для выполнения электрических измерений при испытаниях компонентов молниезащиты.

3.31 класс системы молниезащиты (class of LPS): Число, классифицирующее системы молниезащиты в соответствии с уровнем защиты от молнии, обеспеченным при проектировании.

3.32 проектировщик системы молниезащиты (lightning protection designer): Специалист, компетентный и квалифицированный в части проектирования систем молниезащиты.

3.33 монтажник системы молниезащиты (lightning protection installer): Лицо, компетентное и квалифицированное в части монтажа систем молниезащиты.

3.34 взрывоопасные сооружения (structures with risk of explosion): Сооружения, содержащие твердые взрывчатые материалы или взрывоопасные зоны.

Примечание - Определения данного вида сооружений приведены в ГОСТ IEC 60079-10-1 и ГОСТ IЕС 60079-10-2.

3.35 разделительный искровой разрядник; РИР (isolating spark gap, ISG): Устройство с искровым промежутком для электрического разделения проводящих частей установки.

Примечание - В случае удара молнии части установки временно соединяются электрически в результате действия разряда.

3.36 разделительные интерфейсы (isolating interfaces): Устройства, способные уменьшить импульсы напряжения в линиях, пересекающих границы зон защиты от молнии.

Примечания

1 Такими устройствами являются разделительные трансформаторы с заземленным экраном между обмотками, волоконно-оптические кабели без металлических элементов и оптроны.

2 Характеристики электрической прочности изоляции этих устройств подходят для их применения в качестве разделительных интерфейсов по своим внутренним свойствам или при помощи устройств защиты от импульсных перенапряжений.

4 Система молниезащиты

4.1 Класс системы молниезащиты

Характеристики защищаемого сооружения и рассматриваемый уровень защиты определяют параметры молниезащиты.

Четыре класса молниезащиты, приведенные в таблице 1, определены в настоящем стандарте в соответствии с уровнями защиты от молнии согласно ГОСТ Р МЭК 62305-1.

Таблица 1 - Соответствие классов молниезащиты уровням защиты от молнии

Уровень защиты от молнии	Класс молниезащиты	Уровень защиты от молнии	Класс молниезащиты
I	I	III	III
II	II	IV	IV

Каждый класс молниезащиты характеризуется нижеприведенными параметрами.

a) Данные, зависящие от класса молниезащиты:

- параметры молнии (см. таблицы 3 и 4 в ГОСТ Р МЭК 62305-1-2010);

- радиус катящейся сферы, размер ячейки и защитный угол (см. 5.2.2);

- типовые рекомендуемые расстояния между токоотводами (см. 5.2.3);

- разделительное расстояние для защиты от опасного искрения (см. 6.3);

- минимальная длина заземлителей (см. 5.4.2).

b) Факторы, не зависящие от класса молниезащиты:

- молниезащитное уравнивание потенциалов (см. 6.2);

- минимальная толщина металлических листов или металлических труб, используемых в системах молниеприемников (см. 5.2.5);

- материалы, применяемые в СМЗ, и условия их использования (см. 5.5.1);

- материалы, конфигурация и минимальные размеры молниеприемников, токоотводов и заземляющих устройств (см. 5.6);

- минимальные размеры соединительных проводников (см. 6.2.2).

Технические данные каждого класса молниезащиты приведены в ГОСТ Р МЭК 62305-1.

Класс молниезащиты должен быть выбран на основе оценки риска (см. ГОСТ Р МЭК 62305-2).

4.2 Проектирование системы молниезащиты

Этапы проектирования и монтажа СМЗ должны быть согласованы с этапами проектирования и монтажа защищаемого сооружения. При проектировании сооружения его металлические части следует использовать как части СМЗ.

Для существующих сооружений при выборе класса и расположения СМЗ должны быть учтены имеющиеся ограничения.

Проектная документация СМЗ должна содержать всю информацию, необходимую для обеспечения ее правильного монтажа. Более подробная информация приведена в приложении Е.

Проектирование и монтаж СМЗ должны быть выполнены опытными и квалифицированными проектировщиками и монтажниками (см. приложение Е, Е.4.2).

4.3 Электрическая непрерывность арматуры железобетонных сооружений

Стальную арматуру в железобетонных конструкциях считают электрически непрерывной при условии, что большая часть точек соединений вертикальных и горизонтальных стержней выполнена путем сварки или обеспечено надежное соединение другим способом. Соединения вертикальных стержней должны быть сварены, соединены зажимом, вязкой внахлест с перепуском не менее 20 диаметров или другим способом (см. приложение Е, рисунок Е.5). Для новых сооружений тип соединения элементов арматуры между собой должен быть определен проектировщиком или монтажником совместно с инженером-строителем.

Для сооружений из железобетона (в том числе сборного или предварительно напряженного железобетона) электрическая непрерывность арматурных стержней должна быть определена измерением электрического сопротивления между наивысшей точкой и уровнем земли. Общее электрическое сопротивление должно быть не более 0,2 Ом. Если это значение превышено или такие измерения не могут быть выполнены на практике, то арматура железобетона не должна быть использована в качестве естественных токоотводов, как указано в 5.3.5. В этом случае рекомендуется установка внешних токоотводов. Для сооружений из сборного железобетона электрическая непрерывность арматуры должна быть обеспечена между соседними железобетонными элементами.

Примечания

1 Дополнительная информация о электрической непрерывности арматуры железобетонных сооружений приведена в приложении Е.

2 В некоторых странах использование железобетона в качестве элементов СМЗ не допускается.

3 Соединительные элементы для обеспечения непрерывности арматуры железобетона должны соответствовать ГОСТ Р МЭК 62561.1.

5 Внешняя система молниезащиты

5.1 Общие требования

5.1.1 Область применения внешней СМЗ

Внешняя СМЗ предназначена для перехвата прямых ударов молнии в сооружение, включая удары в боковые поверхности сооружения, и отведения тока молнии от точки удара в землю. Кроме того, внешняя СМЗ предназначена для рассеяния тока в земле таким образом, чтобы не вызывать термических и механических повреждений или опасного искрения, которое может стать причиной пожара или взрывов.

5.1.2 Выбор внешней СМЗ

В большинстве случаев внешняя СМЗ может быть присоединена к защищаемому сооружению.

Изолированная внешняя СМЗ должна быть установлена в том случае, если здание или его содержимое может быть повреждено вследствие термического или динамического воздействия в точке удара молнии или вблизи проводников с током молнии (см. приложение Е). Примерами таких объектов являются здания с горючими покрытиями и/или стенами, изготовленными из горючих материалов, здания с взрыво- и пожароопасными помещениями.

Примечание - Применение изолированной внешней СМЗ возможно, если в дальнейшем для этого здания может потребоваться модификация СМЗ вследствие изменения его назначения, содержимого или конструкции.

Применение изолированной внешней СМЗ также возможно, если при этом обеспечено снижение излучаемого электромагнитного поля, вызванного протеканием тока молнии по токоотводам.

5.1.3 Использование естественных компонентов

Естественные компоненты, изготовленные из проводящих материалов, которые не могут быть демонтированы или изменены за весь срок эксплуатации (например, взаимосвязанная железобетонная арматура, стальной каркас сооружения и т.п.) могут быть использованы в качестве части СМЗ. Другие естественные компоненты могут быть рассмотрены только в качестве дополнительных элементов СМЗ.

Примечание - Дополнительная информация приведена в приложении Е.

5.2 Молниеприемники

5.2.1 Общие требования

Вероятность проникновения тока молнии в сооружение существенно снижается при наличии правильно спроектированной системы молниеприемников.

Система молниеприемников может состоять из любой комбинации следующих элементов:

a) стержневых молниеприемников (включая отдельно стоящие мачты);

b) молниезащитных тросов;

c) молниеприемных сеток.

Все типы систем молниеприемников должны быть расположены согласно 5.2.2, 5.2.3 и приложению А. Все типы молниеприемников должны полностью соответствовать требованиям настоящего стандарта.

Для всех типов молниеприемников при определении защищаемого объема следует использовать только действительные физические размеры металлических молниеприемников.

Стержневые молниеприемники соединяют между собой на уровне крыши для обеспечения более равномерного распределения тока.

Применение радиоактивных молниеприемников запрещено.

5.2.2 Расположение молниеприемников

Компоненты молниеприемников, установленные на сооружении, должны быть расположены в углах, на выступающих частях здания и ребрах (особенно на верхнем уровне фасадов) в соответствии с одним или несколькими из методов, указанных ниже.

Допустимые методы, которые должны применять при определении расположения системы молниеприемников, включают в себя:

- метод защитного угла;

- метод катящейся сферы;

- метод сетки.

Метод катящейся сферы применим на постоянной основе.

Метод защитного угла используют для сооружений, имеющих простую форму, но его применение ограничено высотой молниеприемника, указанной в таблице 2.

Метод сетки применяют для защиты плоских поверхностей.

Примечание - В Российской Федерации применяют также вероятностный метод для определения защищаемого объема [1], [2].

Значения защитного угла, радиуса катящейся сферы и размера ячейки для каждого класса СМЗ приведены в таблице 2 и на рисунке 1. Требования к размещению системы молниеприемников более подробно изложены в приложении А.

Таблица 2 - Максимальные значения радиуса катящейся сферы, размера ячейки и защитного угла для каждого класса СМЗ

	Метод защиты
Класс СМЗ	Радиус катящейся сферы r, м	Размер ячейки W m, м	Защитный угол , °
I	20	5 x 5	См. рисунок 1
II	30	10 х 10
III	45	15 х 15
IV	60	20 х 20

Примечания

1 Не применяют для значений h больше отмеченных как °. В этих случаях используют только метод катящейся сферы и метод сетки.

2 h - высота молниеприемника над плоскостью начала отсчета защищаемого участка.

3 Для значений высоты h менее 2 м угол постоянный.

Рисунок 1 - Защитный угол для каждого класса СМЗ

Вероятностный метод расчета зон защиты в Российской Федерации применяют в соответствии с требованиями нормативных документов [1]-[3].

5.2.3 Молниеприемники для защиты от ударов молнии в боковые поверхности высотных сооружений

5.2.3.1 Сооружения высотой менее 60 м

Вероятность ударов молнии с малыми токами в вертикальную боковую поверхность сооружения высотой менее 60 м настолько мала, что необходимость ее рассматривать отсутствует. Крыши и горизонтальные поверхности должны быть защищены в соответствии с классом СМЗ, определяемым расчетом риска по ГОСТ Р МЭК 62305-2.

5.2.3.2 Сооружения высотой 60 м и более

При высоте сооружения 60 м и более возможны удары молнии в его боковую поверхность, особенно в выступающие части, углы и края поверхностей.

Примечание - Риск таких ударов молнии незначителен. Боковые удары молнии составляют лишь несколько процентов от общего числа ударов молнии по высоким сооружениям. Параметры таких ударов значительно ниже, чем при ударах молнии по верхней части сооружений. Однако электрическое и электронное оборудование, размещенное на внешних стенах сооружений, может быть повреждено даже ударами молнии с небольшими значениями тока молнии.

Система молниеприемников должна быть установлена для защиты верхней части боковых поверхностей сооружений (верхнюю часть сооружения, превышающую по высоте 60 м, но не более 20 % верхней части сооружения) и оборудования, установленного на этой части сооружений (см. приложение А).

Правила размещения систем молниеприемников на верхних частях сооружения должны соответствовать требованиям IV уровня защиты от молнии. Молниеприемники должны быть расположены на углах, краях и выступающих частях (таких как балконы, смотровые площадки и т.п.).

Допускается использовать в качестве молниеприемников внешние металлические элементы: металлическое покрытие или металлические навесные панели стен, при условии соответствия их минимальных размеров требованиям таблицы 3. Кроме того, можно применять в качестве естественных молниеприемников токоотводы или соединения с естественными токоотводами, такими как стальной каркас сооружения или металлическая электрически непрерывная арматура бетона, отвечающая требованиям 5.3.5.

Примечание - Рекомендуется использование естественных токоотводов и заземляющих устройств.

5.2.4 Конструкции молниеприемников

Молниеприемники неизолированной СМЗ допускается устанавливать следующим образом:

- если кровля выполнена из негорючего материала, то проводники молниеприемников могут быть размещены на поверхности кровли;

- если кровля выполнена из горючего материала, то должно быть выбрано безопасное расстояние между проводниками молниеприемников и материалом. Для соломенной крыши, для монтажа кровли, в которой не используют стальные стержни, достаточным является расстояние не менее 0,15 м; для других горючих материалов - не менее 0,10 м;

- части сооружения, выполненные из горючего легковозгораемого материала, не должны находиться в прямом контакте с элементами внешней СМЗ и непосредственно под любым металлическим покрытием крыши, в котором возможен прожиг током молнии (см. 5.2.5).

Также должны быть защищены и менее горючие кровли, такие как деревянные листы.

Примечания

1 Если на плоской крыше возможно накопление воды, то молниеприемники должны быть установлены выше ее самого высокого уровня.

2 Примеры элементов зданий из негорючих материалов: металлический каркас со стенами из кирпичной кладки, кирпичная кладка, кладка из бетонных блоков, металлическое покрытие, гравийная крыша, металлические панели с фальцованным соединением, бетонные плиты, сталь, стекло.

3 Примеры элементов зданий из горючих материалов: деревянные стропила, стены с деревянным каркасом, деревянные полы и крыши, деревянные листы, однослойные пластиковые мягкие кровли.

4 Примеры горючих легко возгораемых материалов: ткани, дерево или бумага.

5.2.5 Естественные молниеприемники

В качестве естественных молниеприемников и части СМЗ в соответствии с 5.1.3 допускается использовать нижеприведенные части сооружения.

а) Металлические листы, покрывающие сооружение, при условии, что:

- обеспечена надежная электрическая непрерывность между различными частями (например, посредством пайки твердым припоем, сварки, обжатия, фальцовки, соединения винтами или болтами);

- толщина металлического листа не менее значения , приведенного в таблице 3, если допускается прожиг листа или воспламенение горючих материалов под листом;

- толщина металлического листа не менее значения t, приведенного в таблице 3, если не допускается прожиг листа или нагрев внутренней поверхности листа в месте удара молнии может представлять опасность;

- они не покрыты изолирующим материалом.

Примечание - Должно быть подтверждено, что нагрев внутренней поверхности в точке удара молнии не представляет опасности. Вопросы нагрева внутренней поверхности и воспламенения допускается не рассматривать, если металлические листы лежат в зоне защиты от молнии 0 _В (см. ГОСТ Р МЭК 62305-4).

Таблица 3 - Минимальная толщина металлических листов или металлических труб, применяемых в системах молниеприемников

Класс системы молниезащиты	Материал	Толщина t a, мм	Толщина  b, мм
От I до IV	Свинец	-	2,0
	Сталь (нержавеющая, оцинкованная)	4	0,5
	Титан	4	0,5
	Медь	5	0,5
	Алюминий	7	0,65
	Цинк	-	0,7
а t - прожиг отсутствует. b - только для металлических листов, если не требуется предотвращать прожиг листа, воспламенение материала под листом и не имеет значения нагрев внутренней поверхности листа.

b) Металлические элементы конструкции крыши (фермы, взаимосвязанная арматура и т.п.) под неметаллической кровлей, если повреждение этой неметаллической кровли допустимо.

c) Металлические части, такие как украшения, перила, трубы, покрытия парапетов и т.п., имеющие площадь поперечного сечения не менее, чем требуемая для стандартных молниеприемников.

d) Металлические трубы и резервуары на крыше при условии, что они выполнены из материала, имеющего толщину и площадь поперечного сечения в соответствии с таблицей 6.

e) Металлические трубы и резервуары с горючими или взрывоопасными смесями при условии, что они выполнены из материала с толщиной не менее значения t, приведенного в таблице 3, и что повышение температуры на внутренней поверхности в точке удара молнии не представляет опасности (дополнительная информация приведена в приложении D).

Если условия по толщине материала не выполнены, то трубы и резервуары должны быть защищены от прямого удара молнии.

Трубопроводы с горючими или взрывоопасными смесями не следует рассматривать в качестве естественных молниеприемников, если прокладка во фланцевом соединении неметаллическая или если фланцы не соединены электрически.

Примечание - Тонкое покрытие защитной краской или покрытие битумом толщиной около 1 мм, или покрытие ПВХ толщиной 0,5 мм не считают изолятором. Подробная информация приведена в приложении Е (Е.5.3.4.1 и Е.5.3.4.2).

5.3 Система токоотводов

5.3.1 Общие требования

Для уменьшения вероятности повреждения током молнии, протекающим в СМЗ, токоотводы должны быть выполнены таким образом, чтобы от точки удара молнии до земли:

a) существовало несколько параллельных путей протекания тока;

b) длина пути тока была сведена к минимуму;

c) уравнивание потенциалов с проводящими частями сооружения было выполнено в соответствии с требованиями 6.2.

Примечание - Рекомендуется дополнительное соединение токоотводов между собой.

Геометрия токоотводов и кольцевых проводников влияет на разделительное расстояние (см. 6.3).

Примечание - Выполнение наибольшего возможного числа токоотводов, расположенных по периметру на равном расстоянии и объединенных кольцевыми проводниками, уменьшает возможность опасного искрения и способствует защите внутренних установок (см. ГОСТ Р МЭК 62305-4). Это условие соблюдено в сооружениях с металлическим каркасом и в железобетонных сооружениях, в которых арматура электрически непрерывна.

Типовые рекомендуемые значения расстояний между токоотводами приведены в таблице 4.

Более подробная информация о распределении тока молнии между токоотводами приведена в приложении С.

5.3.2 Расположение изолированной системы молниезащиты

Расположение должно быть следующим:

a) если система молниеприемников состоит из стержневых молниеприемников на отдельных опорах (или на одной опоре), выполненных(ой) не из металла или железобетона с взаимосвязанной арматурой, то для каждой мачты необходимо не менее одного токоотвода. Для мачт, выполненных из металла или железобетона с взаимосвязанной арматурой, дополнительные токоотводы не требуются;

b) если система молниеприемников состоит из подвесных тросов (или одного троса), то на каждой поддерживающей конструкции необходимо не менее одного токоотвода;

c) если система молниеприемников образует сеть взаимосвязанных проводников, то для каждой поддерживающей опоры необходимо не менее одного токоотвода.

5.3.3 Расположение неизолированной СМЗ

Для каждой неизолированной СМЗ количество токоотводов должно быть не менее двух, и они должны быть распределены по периметру защищаемого сооружения в зависимости от архитектурных и других ограничений.

Токоотводы следует располагать максимально равномерно по периметру. Рекомендуемые значения расстояния между токоотводами приведены в таблице 4.

Примечание - Значения расстояний между токоотводами коррелируется с расстояниями, приведенными в 6.3.

Таблица 4 - Рекомендуемые значения расстояния между токоотводами в зависимости от класса системы молниезащиты

Класс СМЗ	Типовые расстояния, м	Класс СМЗ	Типовые расстояния, м
I	10	III	15
II	10	IV	20

Токоотвод следует устанавливать на каждом внешнем углу сооружения, при возможности.

5.3.4 Конструкция токоотводов

Токоотводы должны быть выполнены таким образом, чтобы они образовывали непосредственное продолжение проводников молниеприемника.

Токоотводы должны быть установлены прямо и вертикально, для того чтобы они обеспечивали самый короткий и прямой путь к земле. Образование петель должно быть исключено. Там, где это невозможно выполнить, расстояние s, измеренное между двумя точками петли проводника, и длина l проводника между этими точками (см. рисунок 2) должны соответствовать положениям 6.3.

Рисунок 2 - Петля токоотвода

Токоотводы, даже если они покрыты изоляционным материалом, не следует устанавливать в водосточных желобах и трубах.

Примечание - Воздействие влаги в водосточных желобах ведет к интенсивной коррозии токоотводов.

Рекомендуется располагать токоотводы таким образом, чтобы между ними и любыми дверями и окнами были обеспечены разделительные расстояния согласно требованиям 6.3.

Токоотводы неизолированной СМЗ могут быть установлены следующим образом:

- если стена выполнена из негорючего материала, то токоотводы могут быть расположены на поверхности или в стене;

- если стена выполнена из горючего материала, то токоотводы могут быть расположены на поверхности стены при условии, что их температура при протекании тока молнии не представляет опасность для материала стены;

- если стена выполнена из горючего материала и повышение температуры токоотводов представляет опасность для нее, то токоотводы должны быть расположены таким образом, чтобы расстояние между ними и стеной всегда было более 0,1 м. Монтажные кронштейны могут быть в контакте со стеной.

Если расстояние между токоотводом и горючим материалом не может быть обеспечено, площадь поперечного сечения стального или эквивалентного по тепловыделению материала должна быть не менее 100 мм ².

5.3.5 Естественные токоотводы

В качестве естественных токоотводов могут быть использованы нижеприведенные части сооружения.

a) Металлические конструкции при условии, что:

- электрическая непрерывность между различными частями металлоконструкций обеспечена в соответствии с 5.5.3;

- размеры металлоконструкций соответствуют требованиям таблицы 6 для токоотводов.

Трубопроводы с горючими или взрывоопасными смесями не должны быть использованы в качестве естественных токоотводов в том случае, если прокладка во фланцевом соединении не металлическая или если фланцы не соединены надлежащим образом.

Примечание - Металлические конструкции могут быть покрыты изоляционным материалом.

b) Металлическая электрически непрерывная арматура железобетонного каркаса сооружения.

Примечания

1 Для сооружений из сборного железобетона у каждого элемента необходимо предусмотреть выводы для соединения арматуры железобетонных элементов между собой. Внутри железобетонных элементов между этими выводами должно быть обеспечено электрическое соединение. Арматуру отдельных элементов сооружения из сборного железобетона соединяют между собой при строительстве (см. приложение Е).

2 В случае применения предварительно напряженных железобетонных конструкций должно быть исключено появление недопустимых механических воздействий вследствие протекания тока молнии или в результате соединения с СМЗ.

c) Взаимосвязанные стальные конструкции каркаса сооружения.

Примечание - Если в качестве токоотводов используют части металлического каркаса или взаимосвязанную арматуру сооружения, то кольцевые проводники не применяют.

d) Элементы фасадов, профильные рейки и металлический каркас фасадов при условии, что:

- их размеры соответствуют требованиям для токоотводов (см. 5.6.2) и толщина металлических листов или металлических труб составляет не менее 0,5 мм;

- их электрическая непрерывность в вертикальном направлении соответствует требованиям 5.5.3.

Примечание - Дополнительная информация приведена в приложении Е.

5.3.6 Испытательные зажимы

В месте присоединения токоотвода к заземляющему устройству на каждом токоотводе должен (должно) быть предусмотрен(о) испытательный зажим (разъемное соединение), за исключением случая использования естественного токоотвода, объединенного с фундаментным заземлителем.

Испытательный зажим должен быть выполнен с возможностью разъединения с помощью инструмента при проведении измерений, и при эксплуатации он должен оставаться замкнутым.

5.4 Заземляющее устройство

5.4.1 Общие требования

Конфигурация и размеры заземляющего устройства имеют важное значение для сведения к минимуму любых потенциально опасных перенапряжений при стекании тока молнии (обладающего высокочастотными свойствами) в землю. Сопротивление заземляющего устройства должно быть не более 10 Ом (при измерении на низкой частоте).

Следует выполнять, как правило, единое заземляющее устройство для молниезащиты, систем электроснабжения и систем связи.

Заземляющие устройства должны быть включены в систему уравнивания потенциалов в соответствии с требованиями 6.2.

Примечания

1 Условия разделения и присоединения других заземляющих устройств определены в нормативных документах Российской Федерации [3].

2 При соединении заземляющих устройств, выполненных из различных металлов, они должны быть защищены от коррозии.

5.4.2 Заземляющее устройство в общих условиях

Применяют две основных конфигурации заземлителей.

5.4.2.1 Конфигурация А

Данная конфигурация представляет собой горизонтальные или вертикальные заземлители, установленные снаружи защищаемого сооружения и соединенные с каждым токоотводом, либо фундаментные заземлители, не образующие замкнутый контур.

Для конфигурации А общее число заземлителей должно быть не менее двух.

Примечание - Параметры заземлителя для СМЗ классов III и IV не зависят от удельного сопротивления грунта.

Рисунок 3 - Минимальная длина l ₁ каждого заземлителя в зависимости от класса СМЗ

Минимальная длина каждого заземлителя, присоединенного к каждому токоотводу, равна:

- l ₁ - для горизонтальных заземлителей или

- 0,5l ₁ - для вертикальных (или наклонных) заземлителей,

где l ₁ - минимальная длина горизонтальных электродов согласно рисунку 3.

Для комбинированных (вертикальных или горизонтальных) заземлителей длина общая.

Требования к минимальным длинам, приведенным на рисунке 3, могут не соблюдаться при условии, что сопротивление заземления заземляющего устройства составляет менее 10 Ом (измеренное на частоте, отличной от промышленной частоты и ее гармоник, во избежание помех).

Примечания

1 Если указанные выше требования не могут быть выполнены, то должна применяться конфигурация типа В.

2 Уменьшение сопротивления заземляющего устройства за счет увеличения длины заземлителей имеет практический смысл, если их длина не превышает 60 м. Для грунта с удельным сопротивлением более 3000 рекомендуется применять конфигурацию В или специальные смеси для уменьшения сопротивления грунта.

3 Дополнительная информация приведена в приложении Е.

5.4.2.2 Конфигурация В

Данная конфигурация представляет собой либо кольцевой проводник, расположенный вне защищаемого сооружения и не менее 80 % которого (по длине) находится в контакте с грунтом, либо фундаментные заземлители, образующие замкнутый контур. Заземлители также могут образовывать сетку.

Примечание - Хотя 20 % кольцевого заземляющего проводника (по длине) может не иметь контакта с грунтом, он должен быть электрически непрерывным по всей своей длине.

Для кольцевого заземлителя (или для фундаментного заземлителя) значение радиуса r _e области, охваченной кольцевым заземлителем (или фундаментным заземлителем), должно быть не меньше значения l ₁:

,

(1)

где - согласно рисунку 3 в зависимости от класса СМЗ.

Если требуемое значение l ₁ превышает значение r _e, которое может быть реализовано для данного объекта, должны быть добавлены дополнительные горизонтальные или вертикальные (или наклонные) заземлители длиной l _r (горизонтальные) и l _v (вертикальные), значение которых определяют по следующим выражениям:

;

(2)

и

.

(3)

Количество дополнительных заземлителей должно быть не менее числа токоотводов, но не менее двух.

Дополнительные заземлители должны быть подключены к кольцевому заземлителю в тех точках, где подключены токоотводы, и как можно более равномерно по периметру.

5.4.3 Монтаж заземлителей

Кольцевой заземлитель (конфигурация В) следует располагать на глубине не менее 0,5 м и на расстоянии около 1 м от внешних стен.

Заземлители конфигурации А должны быть смонтированы на глубине не менее 0,5 м от верхнего конца и распределены как можно более равномерно по периметру, для того чтобы свести к минимуму взаимное влияние.

Примечание - Если заземлитель конфигурации А расположен в пределах инспекционного колодца, который, в свою очередь, размещен в покрытии с высоким электрическим сопротивлением или примыкает к бетону, то требованием относительно глубины 0,5 м можно пренебречь.

Заземлители должны быть установлены таким образом, чтобы во время строительства можно было проводить их проверку.

Глубина расположения и конфигурация заземлителя должны обеспечивать минимизацию коррозионных процессов, влияния высыхания и промерзания почвы и тем самым сохранять неизменным сопротивление заземляющего устройства. Верхнюю часть вертикального заземлителя, расположенную в пределах глубины промерзания грунта, рекомендуют не учитывать в условиях промерзания грунта.

Примечание - Таким образом, для каждого вертикального заземлителя значение l ₁, рассчитанное по 5.4.2.1 и 5.4.2.2, должно быть увеличено на 0,5 м.

В голых скальных породах рекомендуют применять заземляющее устройство конфигурации В.

Для сооружений с разветвленными электронными системами или с высокой пожароопасностью рекомендуют сооружение заземляющего устройства конфигурации В.

5.4.4 Естественные заземлители

В качестве заземлителей рекомендуется использовать взаимосвязанную стальную арматуру в бетонных фундаментах, выполненную в соответствии с 5.6, или другие пригодные для этой цели подземные металлические конструкции. Когда в качестве заземлителя использована металлическая арматура железобетона, особое внимание должно быть уделено местам соединений для предотвращения механического растрескивания бетона.

Примечания

1 При применении предварительно напряженного бетона следует учитывать последствия прохождения токов молнии, которые могут создать опасные механические напряжения.

2 Если использован фундаментный заземлитель, то возможно увеличение сопротивления заземления со временем.

3 Дополнительная информация приведена в приложении Е.

5.5 Компоненты

5.5.1 Общие требования

Компоненты СМЗ должны выдерживать без разрушения электромагнитные воздействия тока молнии и расчетные механические воздействия. Это может быть достигнуто за счет выбора компонентов, прошедших испытания в соответствии с требованиями ГОСТ Р МЭК 62561.1 - ГОСТ Р МЭК 62561.7.

Компоненты СМЗ должны быть изготовлены из материалов, указанных в таблице 5, или из других материалов с эквивалентными механическими, электрическими и химическими (в отношении коррозии) рабочими характеристиками.

Примечание - Неметаллические компоненты могут быть использованы в качестве креплений.

Таблица 5 - Материалы системы молниезащиты и условия их применения

Материал	Область применения			Коррозия
	на открытом воздухе	в земле	в бетоне	Стойкость к коррозии	Факторы, увеличивающие коррозию	Образование гальванической пары со следующими материалами
Медь	Одножильная. Многожильная	Одножильная. Многожильная. В качестве покрытия	Одножильная. Многожильная. В качестве покрытия	Эффективная во многих условиях окружающей среды	Соединения серы. Органические материалы	-
Сталь горячего цинкования b, с, d	Одножильная. Многожильная	Одножильная	Одножильная. Многожильная	Приемлемая при применении на открытом воздухе, в бетоне и в плодородной части грунта	Высокое содержание хлоридов	Медь
Сталь с гальваническим покрытием медью	Одножильная	Одножильная	Одножильная	Эффективная во многих условиях окружающей среды	Соединения серы	-
Нержавеющая сталь	Одножильная. Многожильная	Одножильная. Многожильная	Одножильная. Многожильная	Эффективная во многих условиях окружающей среды	Высокое содержание хлоридов	-
Алюминий	Одножильный. Многожильный	Не пригоден	Не пригоден	Эффективная в среде с низкой концентрацией серы и хлоридов	Щелочные среды	Медь
Свинец f	Одножильный. В качестве покрытия	Одножильный. В качестве покрытия	Не пригоден	Эффективная в среде с высокой концентрацией сульфатов	Кислые почвы	Медь. Нержавеющая сталь
а В данной таблице приведены только общие указания. В особых случаях требуется более тщательное рассмотрение стойкости к коррозии (см. приложение Е). b Оцинкованная сталь может корродировать в глинистом или влажном грунте. с Оцинкованная сталь в бетоне не должна заходить в грунт из-за опасности коррозии стали на границе бетона и грунта. d Оцинкованную сталь, находящуюся в контакте с арматурной сталью в бетоне, не следует применять в тех прибрежных областях, в грунтовых водах которых может быть соль. е Многожильные проводники более подвержены коррозии, чем одножильные проводники. Многожильные проводники также уязвимы в месте выхода из грунта или бетона. По этой причине многожильные стальные оцинкованные проводники не рекомендованы для использования в грунте. f Использование свинца в земле часто запрещено или ограничено в целях защиты окружающей среды.

5.5.2 Крепление

Молниеприемники и токоотводы должны быть надежно закреплены таким образом, чтобы электродинамические или механические воздействия (например, вибрации, смещение слоев снега, тепловое расширение и т.п.) не привели к разрыву проводников или ослаблению их крепления (см. приложение D ГОСТ Р МЭК 62305-1-2010).

Примечание - Рекомендуемые расстояния между точками крепления приведены в приложении Е (таблица Е.1).

5.5.3 Соединения

Число соединений проводников по длине должно быть сведено к минимуму. Соединения должны быть выполнены надежными средствами, такими как пайка твердым припоем, сварка, соединение зажимом, опрессовка, фальцовка, винтовое или болтовое соединение.

Соединения стальной арматуры железобетонных элементов должны соответствовать требованиям 4.3 и ГОСТ Р МЭК 62561.1.

5.6 Материалы и размеры

5.6.1 Материалы

Материал и размеры компонентов должны быть выбраны с учетом возможной коррозии как защищаемого сооружения, так и СМЗ.

5.6.2 Размеры

Конфигурация и минимальные значения площади поперечного сечения проводников молниеприемных сеток, стержневых молниеприемников и токоотводов приведены в таблице 6. Параметры должны соответствовать требованиям и условиям испытаний согласно ГОСТ Р МЭК 62561.1 - ГОСТ Р МЭК 62561.7.

Конфигурация и минимальные размеры заземлителей приведены в таблице 7. Параметры должны соответствовать требованиям и условиям испытаний согласно ГОСТ Р МЭК 62561.1 - ГОСТ Р МЭК 62561.7.

Таблица 6 - Материал, конфигурация и минимальная площадь поперечного сечения проводников молниеприемников, проводников в месте ввода в грунт и токоотводов ^a

Материал	Профиль сечения	Площадь поперечного сечения, мм 2
Медь, медь, покрытая оловом	Прямоугольный	50
	Круглый b	50
	Многожильный проводник b	50
	Круглый с	176
Алюминий	Прямоугольный	70
	Круглый	50
	Многожильный проводник	50
Сплав алюминия	Прямоугольный	50
	Круглый	50
	Многожильный проводник	50
	Круглый c	176
Алюминиевый сплав с медным покрытием	Круглый	50
Сталь горячей оцинковки	Прямоугольный	50
	Круглый	50
	Многожильный проводник	50
	Круглый c	176
Сталь с медным покрытием	Круглый	50
	Прямоугольный	50
Нержавеющая сталь	Прямоугольный d	50
	Круглый d	50
	Многожильный проводник	70
	Круглый c	176
а Механические и электрические характеристики, коррозионная устойчивость должны отвечать требованиям ГОСТ Р МЭК 62561.1 - ГОСТ Р МЭК 62561.7. b В специальных случаях, когда механическая прочность не является необходимой, минимальные требования к сечению площадью 50 мм 2 (8 мм в диаметре) могут быть снижены до 25 мм 2. В этом случае следует уменьшить расстояния между элементами крепления. с Применяется для стержневых молниеприемников и проводников в месте ввода в грунт. В качестве стержневого молниеприемника, для которого механическая нагрузка, например ветровая, не является существенной, может быть использован пруток диаметром 9,5 мм и длиной 1 м. d Если тепловое и механическое воздействия являются значительными, то эти значения должны быть увеличены до 75 мм 2.

Таблица 7 - Материал, профиль сечения и минимальные размеры заземлителей ^a, b

Материал	Профиль сечения	Размеры
		Диаметр проводника круглого сечения, мм	Поперечное сечение проводника, мм 2	Заземлитель в виде пластины, мм
Медь; медь, покрытая оловом	Многожильный проводник	-	50	-
	Круглый	15	50	-
	Прямоугольный	-	50	-
	Труба	20	-	-
	Цельнометаллическая пластина	-	-	500 х 500
	Решетка с	-	-	600 х 600
Сталь горячей оцинковки	Круглый	14	78	-
	Труба	25	-	-
	Прямоугольный	-	90	-
	Цельнометаллическая пластина с	-	-	500 х 500
	Решетка с	-	-	600 х 600
	Произвольный профиль	d	-	-
Сталь черная е	Многожильный проводник	-	70	-
	Круглый	-	78	-
	Прямоугольный	-	75	-
Сталь с медным покрытием	Круглый	14	50	-
	Прямоугольный	-	90	-
Нержавеющая сталь	Круглый	15	78	-
	Прямоугольный	-	100	-
а Механические и электрические характеристики, коррозионная устойчивость должны отвечать требованиям ГОСТ Р МЭК 62561.1 - ГОСТ Р МЭК 62561.7. b В случае применения фундаментного заземлителя конфигурации В заземлитель должен быть надежно соединен с арматурной сталью, по меньшей мере через каждые 5 м. с Решетка с минимальной общей длиной проводников 4,8 м. d Допускается применять проводники произвольного профиля с площадью поперечного сечения 290 мм 2 и минимальной толщиной 3 мм, например крестообразного. е Должны быть заглублены в бетон на глубину не менее 50 мм.

6 Внутренняя система молниезащиты

6.1 Общие требования

Внутренняя СМЗ должна предотвращать появление опасного искрения внутри защищаемого сооружения при протекании тока молнии по внешней СМЗ или по другим проводящим частям сооружения.

Опасное искрение может возникнуть между частями внешней СМЗ и другими элементами, такими как:

- металлические конструкции;

- внутренние системы;

- внешние проводящие части и линии, подходящие к сооружению.

Примечания

1 Искрение, происходящее во взрывоопасном сооружении, опасно при любых обстоятельствах. В этом случае требуются дополнительные меры защиты, которые в настоящее время находятся в разработке (см. приложение D).

2 Информация о защите внутренних систем от перенапряжений приведена в ГОСТ Р МЭК 62305-4.

Опасное искрение между различными частями может быть предотвращено посредством:

- уравнивания потенциалов в соответствии с 6.2;

- электрической изоляции между частями в соответствии с 6.3.

6.2 Молниезащитное уравнивание потенциалов

6.2.1 Общие требования

Уравнивание потенциалов достигают присоединением к СМЗ следующих элементов:

- металлических конструкций;

- внутренних систем;

- внешних проводящих частей и линий, подходящих к сооружению.

Если молниезащитное уравнивание потенциалов выполнено для внутренних систем, часть тока молнии может протекать по этим системам, и это воздействие должно быть учтено.

Присоединение может быть выполнено с помощью:

- проводников уравнивания потенциалов, когда электрическая непрерывность не обеспечена естественным соединением;

- УЗИП, когда непосредственное соединение с помощью проводников уравнивания потенциалов нецелесообразно;

- РИР, когда непосредственное соединение с помощью проводников уравнивания потенциалов не допускается.

Способ выполнения молниезащитного уравнивания потенциалов необходимо согласовать с операторами сети связи, электрической сети, газопроводов, а также с другими организациями и ведомствами, кого это может касаться, так как их требования могут противоречить друг другу.

Устройства защиты от перенапряжений должны быть установлены таким образом, чтобы была обеспечена возможность их проверки.

Примечания

1 При установленной СМЗ могут быть поражены металлоконструкции, расположенные снаружи защищаемого сооружения. Это должно быть учтено при проектировании таких систем. В этом случае может быть выполнено молниезащитное уравнивание потенциалов для внешних металлоконструкций.

2 Молниезащитное уравнивание потенциалов следует объединять и координировать с другими видами уравнивания потенциалов в сооружении.

6.2.2 Молниезащитное уравнивание потенциалов для металлических конструкций

Для изолированной внешней СМЗ молниезащитное уравнивание потенциалов должно быть выполнено только на уровне земли.

Для неизолированной внешней СМЗ молниезащитное уравнивание потенциалов следует выполнять в следующих точках:

a) в подвале или примерно на уровне земли. Проводники уравнивания потенциалов должны быть подключены к шине уравнивания потенциалов, выполненной и установленной таким образом, чтобы был обеспечен свободный доступ для проверки. Шина уравнивания потенциалов должна быть присоединена к заземляющему устройству. Для больших сооружений (более 20 м длиной) может быть использована кольцевая шина уравнивания потенциалов или может быть установлено несколько шин уравнивания потенциалов при условии, что они будут соединены между собой;

b) в тех местах, где не соблюдены требования к изоляции (см. 6.3).

Соединения молниезащитного уравнивания потенциалов должны быть как можно более короткими и прямыми.

Примечание - Когда молниезащитное уравнивание потенциалов выполнено для проводящих частей сооружения, часть тока молнии может протекать по сооружению, и это должно быть учтено.

Минимальные значения площади поперечного сечения проводников уравнивания потенциалов для соединения шин уравнивания потенциалов между собой и для присоединения шин уравнивания потенциалов к заземляющему устройству приведены в таблице 8.

Таблица 8 - Минимальные размеры проводников для соединения шин уравнивания потенциалов между собой и для присоединения шин уравнивания потенциалов к заземляющему устройству

Класс системы молниезащиты	Материал	Площадь поперечного сечения, мм 2
I-IV	Медь	16
	Алюминий	25
	Сталь	50

Минимальные значения площади поперечного сечения проводников уравнивания потенциалов для присоединения внутренних металлических конструкций к шинам уравнивания потенциалов приведены в таблице 9.

Таблица 9 - Минимальные размеры проводников для присоединения внутренних металлических конструкций к шине уравнивания потенциалов

Класс системы молниезащиты	Материал	Площадь поперечного сечения, мм 2
I-IV	Медь	6
	Алюминий	10
	Сталь	16

Если в газопроводах или водопроводных трубах защищаемого сооружения установлены изолирующие вставки, то эти вставки по согласованию с поставщиками газа и воды должны быть зашунтированы РИР, разработанными для этой цели.

РИР должны быть испытаны в соответствии с ГОСТ Р МЭК 62561.3 и иметь следующие характеристики:

- I _imp  k _cI, где k _cI - часть тока молнии, протекающая по соответствующей части внешней СМЗ (см. приложение С);

- номинальное импульсное пробивное напряжение U _RIMP ниже выдерживаемого импульсного уровня изоляции между частями.

6.2.3 Молниезащитное уравнивание потенциалов для внешних проводящих частей

Для внешних проводящих частей молниезащитное уравнивание потенциалов должно быть выполнено максимально близко к точке ввода в защищаемое сооружение.

Проводники уравнивания потенциалов должны выдерживать часть I _F тока молнии, протекающую по ним и рассчитанную в соответствии с приложением Е ГОСТ Р МЭК 62305-1-2010.

Если непосредственное соединение для уравнивания потенциалов не допустимо, то должны быть использованы РИР, испытанные в соответствии с ГОСТ Р МЭК 62561.3 и имеющие следующие характеристики:

- I _imp  I _F, где I _F - часть тока молнии, протекающая по данной внешней проводящей части (см. приложение Е ГОСТ Р МЭК 62305-1-2010);

- номинальное импульсное пробивное напряжение U _RIMP ниже выдерживаемого импульсного уровня изоляции между частями.

Примечание - В тех случаях, когда требуется выполнить уравнивание потенциалов, а установка внешней СМЗ не требуется, для целей молниезащиты допускается использовать заземляющее устройство электрической установки низкого напряжения. Условия, при которых не требуется СМЗ, рассмотрены в ГОСТ Р МЭК 62305-2.

6.2.4 Молниезащитное уравнивание потенциалов для внутренних систем

Молниезащитное уравнивание потенциалов необходимо выполнять в соответствии с 6.2.2, а) и b).

Если кабели внутренних систем экранированы или проложены в металлических трубах, то может быть достаточным присоединить только эти экраны и трубы (см. приложение В).

Примечание - Уравнивание потенциалов экранов и труб может не защитить оборудование, подключенное к кабелям, от аварий вследствие перенапряжений. Вопросы защиты такого оборудования рассмотрены в ГОСТ Р МЭК 62305-4.

Если кабели внутренних систем не экранированы и не проложены в металлических трубах, то для уравнивания потенциалов они должны быть присоединены к системе уравнивания потенциалов через устройства защиты от перенапряжений. В системах заземления типа TN для уравнивания потенциалов проводники РЕ и PEN должны быть соединены с СМЗ напрямую или с помощью устройств защиты от перенапряжений.

Проводники уравнивания потенциалов должны иметь такой же допустимый ток, который указан в 6.2.2 для искровых разрядников.

Устройства защиты от перенапряжений должны соответствовать требованиям ГОСТ IEC 61643-11 и ГОСТ IEC 61643-21 и должны иметь следующие характеристики:

- I _imp  k _cI, где k _cI - часть тока молнии, протекающая по соответствующей части внешней системы молниезащиты (см. приложение С);

- уровень защиты U _P ниже выдерживаемого импульсного уровня изоляции между частями.

Если для внутренних систем требуется защита от перенапряжений, то должна быть применена система координированных устройств защиты от перенапряжений, отвечающая требованиям раздела 7 ГОСТ Р МЭК 62305-4-2016.

6.2.5 Молниезащитное уравнивание потенциалов для линий, подходящих к защищаемому сооружению

Молниезащитное уравнивание потенциалов для электрических линий и линий связи должно быть выполнено в соответствии с 6.2.3.

Все проводники каждой линии должны быть присоединены к системе уравнивания потенциалов напрямую или с помощью устройств защиты от перенапряжений. Проводники, находящиеся под напряжением, должны быть соединены с шиной уравнивания потенциалов только через устройства защиты от перенапряжений. В системах заземления типа TN проводники РЕ и PEN должны быть присоединены к шине уравнивания потенциалов напрямую или через устройства защиты от перенапряжений.

Если линии экранированы или проложены в металлических трубах, то эти экраны и трубы должны быть соединены для уравнивания потенциалов. Молниезащитное уравнивание потенциалов не требуется при условии, что площадь поперечного сечения S _C этих экранов или труб не менее минимального значения S _CMIN, рассчитанного в соответствии с приложением В.

Молниезащитное уравнивание потенциалов экранов кабелей или труб должно быть выполнено вблизи места их входа в сооружение.

Проводники уравнивания потенциалов должны иметь способность проводить такой же ток, который указан в 6.2.3 для разделительных искровых разрядников.

Устройства защиты от перенапряжений должны соответствовать требованиям ГОСТ IEC 61643-11 и ГОСТ IЕС 61643-21 и должны иметь следующие характеристики:

- I _imp  I _F, где I _F - часть тока молнии, протекающая по линиям (см. приложение Е ГОСТ Р МЭК 62305-1-2010);

- уровень защиты U _P ниже выдерживаемого импульсного уровня изоляции между частями.

Если для внутренних систем, соединенных с линиями, входящими в сооружение, требуется защита от перенапряжений, то должна быть применена система координированных устройств защиты от перенапряжений, отвечающая требованиям раздела 7 ГОСТ Р МЭК 62305-4-2016.

Примечание - В тех случаях, когда требуется выполнить уравнивание потенциалов, а установка внешней СМЗ не требуется, для целей молниезащиты допускается использовать заземляющее устройство электрической установки низкого напряжения. Условия, при которых не требуется СМЗ, рассмотрены в ГОСТ Р МЭК 62305-2.

6.3 Электрическая изоляция внешней системы молниезащиты

6.3.1 Общие требования

Электрическая изоляция между молниеприемниками или токоотводами и частями металлокаркаса, металлическими конструкциями и внутренними системами может быть достигнута за счет обеспечения разделительного расстояния s, м, которое вычисляют по формуле

,

(4)

где - коэффициент, зависящий от принятого класса системы молниезащиты (см. таблицу 10);

- коэффициент, зависящий от материала электрической изоляции (см. таблицу 11);

- коэффициент, зависящий от части тока молнии, протекающей по молниеприемнику и по токоотводу (см. таблицу 12 и приложение С);

l - расстояние вдоль молниеприемника и токоотвода от точки, для которой рассчитывают разделительное расстояние, до ближайшей точки уравнивания потенциалов или заземления (см. приложение Е, Е.6.3), м.

Примечание - Расстояние l вдоль молниеприемника может быть не учтено в сооружениях с электрически непрерывной металлической крышей, выступающей в роли естественного молниеприемника.

Таблица 10 - Изоляция внешней системы молниезащиты (значения коэффициента k _i)

Класс СМЗ	k i
I	0,08
II	0,06
III и IV	0,04

Таблица 11 - Изоляция внешней системы молниезащиты (значения коэффициента k _m)

Материал	k m
Воздух	1
Бетон, кирпич, древесина	0,5
Примечания 1 При применении нескольких изолирующих материалов рекомендуют использование меньшего значения k m. 2 При применении других изолирующих материалов указания по их монтажу и значение k m должны быть представлены изготовителем.

Когда линии или внешние проводящие части входят в сооружение, в точке входа в сооружение выполняют молниезащитное уравнивание потенциалов путем непосредственного присоединения или с помощью устройств защиты от перенапряжений.

В сооружениях с металлическим каркасом или с электрически непрерывным железобетонным каркасом разделительное расстояние обеспечивать не требуется.

Коэффициент k _c распределения тока молнии между молниеприемниками/токоотводами зависит от класса СМЗ, общего числа n токоотводов, положения токоотводов, наличия кольцевых проводников и конфигурации заземляющего устройства. Необходимое разделительное расстояние зависит от падения напряжения на самом коротком пути от точки, для которой определяют разделительное расстояние, до заземлителя или ближайшей точки уравнивания потенциалов.

6.3.2 Упрощенный подход

В обычных сооружениях для расчета разделительного расстояния s по формуле (4) должны быть учтены следующие условия:

k _c - коэффициент, зависящий от тока молнии (или его части), протекающего(ей) по токоотводу (см. таблицу 12 и приложение С);

l - расстояние по вертикали вдоль токоотвода от точки, для которой рассчитывают разделительное расстояние, до ближайшей точки уравнивания потенциалов, м.

Таблица 12 - Изоляция внешней системы молниезащиты (приблизительные значения коэффициента k _c)

Количество токоотводов n	k c
1 (только для изолированной СМЗ)	1
2	0,66
3 и более	0,44
Примечание - Значения таблицы 12 применяют для любых заземляющих устройств конфигурации В и для заземляющих устройств конфигурации А при условии, что сопротивление соседних заземлителей отличается не более, чем в два раза. Если сопротивление отдельных заземлителей отличается более чем в 2 раза, то принимают k c = 1.

Дополнительная информация о разделении тока молнии между токоотводами приведена в приложении С.

Примечание - Применение упрощенного подхода, как правило, дает большее значение s.

6.3.3 Уточненный расчет

В СМЗ с молниеприемной сеткой или с кольцевыми проводниками, объединяющими токоотводы, из-за деления тока по молниеприемникам или токоотводам протекают неодинаковые части тока молнии. В этих случаях разделительное расстояние s может быть более точно вычислено по формуле

.

(5)

Когда из-за наличия кольцевых проводников между токоотводами по молниеприемникам или токоотводам протекают различные токи, их значения вычисляют по формулам, приведенным в приложении С (рисунки С.3 и С.4).

Примечания

1 Данный подход пригоден для вычисления разделительного расстояния в крупных сооружениях или в сооружениях со сложной формой.

2 Для определения коэффициентов k _c для отдельных проводников могут быть использованы расчетные программы.

7 Техническое обслуживание и проверка системы молниезащиты

7.1 Общие требования

Эффективность любой СМЗ зависит от качества монтажа, обслуживания и методов испытаний.

Проверки, испытания и обслуживание СМЗ не допускается проводить во время грозы.

Примечания

1 Дополнительная информация по проверке и обслуживанию СМЗ приведена в приложении Е (Е.7).

2 Дополнительная информация о проверке и обслуживании СМЗ в Российской Федерации приведена в [1].

7.2 Цели выполнения проверок

Цель проверок заключается в том, чтобы убедиться, что:

a) СМЗ соответствует проекту, основанному на настоящем стандарте;

b) все компоненты СМЗ находятся в рабочем состоянии и функционируют в соответствии с проектом, и коррозия отсутствует;

c) все выполненные со времени последней проверки коммуникации или конструкции включены в СМЗ.

7.3 Порядок выполнения проверок

Проверки СМЗ должны быть выполнены в соответствии с 7.2 в следующем порядке:

- во время строительства - для проверки проводников, расположенных в бетоне;

- после завершения монтажа;

- периодически, с интервалами, определенными в соответствии со спецификой защищаемого сооружения, т.е. классом СМЗ и наличием коррозионной опасности.

Примечание - Подробная информация приведена в приложении Е (Е.7).

- после внесения изменений, ремонтов или после удара молнии в сооружение.

Во время периодических проверок проверяют следующее:

- наличие повреждений и коррозии элементов молниеприемников, проводников и соединений;

- наличие коррозии заземлителей;

- значение сопротивления заземляющего устройства;

- состояние соединений, системы уравнивания потенциалов и креплений.

7.4 Техническое обслуживание

Регулярные проверки входят в число важных условий надежной эксплуатации СМЗ. Владелец собственности должен быть информирован обо всех замеченных недостатках, которые должны быть устранены без промедления.

8 Средства защиты человека и животных от электротравм в результате воздействия напряжения прикосновения и шагового напряжения

8.1 Средства защиты от напряжения прикосновения

В определенных условиях близость токоотводов СМЗ может представлять опасность, даже если СМЗ спроектирована и выполнена в соответствии с указанными выше требованиями.

Опасность снижают до допустимого уровня, если будет выполнено одно из следующих условий:

a) в нормальных рабочих условиях в пределах 3 м от токоотводов отсутствуют люди;

b) применена система как минимум с 10 токоотводами по 5.3.5;

c) сопротивление в месте контакта с поверхностным слоем грунта в пределах 3 м от токоотвода составляет не менее 100 кОм.

Примечание - Применение слоя изолирующего материала, например асфальта толщиной 5 см (или слоя гравия толщиной 15 см), как правило, снижает опасность до допустимого уровня.

Если ни одно из этих условий не выполнено, то должны быть приняты следующие меры защиты человека и животных от электротравм в результате воздействия напряжения прикосновения:

- должна быть предусмотрена изоляция открытых токоотводов с обеспечением выдерживаемого напряжения 100 кВ с формой импульса 1,2/50 мкс, например слой сшитого полиэтилена толщиной не менее 3 мм;

- физические ограждения и/или предупреждающие плакаты для сведения к минимуму возможности прикосновения к токоотводам.

Средства защиты должны отвечать требованиям соответствующих стандартов (см. ГОСТ ISO 3864-1).

8.2 Средства защиты от шагового напряжения

В определенных условиях близость токоотводов может быть опасна для жизни, даже если СМЗ спроектирована и выполнена в соответствии с указанными выше требованиями.

Опасность может быть понижена до допустимого уровня, если будет выполнено одно из следующих условий:

a) в нормальных рабочих условиях в пределах 3 м от токоотводов отсутствуют люди;

b) применена система как минимум с 10 токоотводами по 5.3.5;

c) сопротивление в месте контакта с поверхностным слоем грунта в пределах 3 м от токоотвода составляет не менее 100 кОм.

Примечание - Применение слоя изолирующего материала, например асфальта толщиной 5 см (или слоя гравия толщиной 15 см), как правило, снижает опасность до допустимого уровня.

Если ни одно из этих условий не выполнено, то должны быть приняты следующие меры защиты человека и животных от электротравм в результате воздействия шагового напряжения:

- уравнивание потенциалов при помощи системы заземления в виде сетки;

- физические ограждения и/или предупреждающие плакаты для сведения к минимуму возможности доступа в опасную зону в пределах 3 м от токоотвода.

Средства защиты должны отвечать требованиям соответствующих стандартов (см. ГОСТ ISO 3864-1).

Библиография

[1]	СО-153-34.21.122-2003	Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций. - М. Издательство МЭИ, 2004 г.
[2]	РД 34.21.122-87	Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений
[3]	ПУЭ	Правила устройства электроустановок. Седьмое издание. - М. "Издательство НЦ ЭНАС", 2003 г.
[4]	ВСП 22-02-07 МО РФ	Нормы по проектированию, устройству и эксплуатации объектов военной инфраструктуры
[5]	РД 91.020.00-КТН-021-11	Нормы проектирования молниезащиты объектов магистральных нефтепроводов и коммуникаций организаций системы "Транснефть"
[6]	СТО Газпром 2-1.11-170-2007	Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и коммуникаций ОАО "ГАЗПРОМ"
[7]	IEC/TR 61000-5-2-1997	Electromagnetic Compatibility (EMC) - Part 5: Installation and Mitigation Guidelines - Section 2: Earthing and Cabling

Ключевые слова: молниезащита, здания и сооружения, внешние и внутренние повреждения, защита от электротравматизма, проектирование, монтаж, техническое обслуживание.