Приложение В (справочное). Оценка вероятности повреждений для здания (сооружения)

Приложение В
(справочное)

Оценка вероятности повреждений для здания (сооружения)

B.1 Общие положения

Приведенные в настоящем приложении значения вероятности повреждений здания (сооружения) следует применять только в тех случаях, если применяемые меры защиты соответствуют:

- МЭК 62305-3 - для мер защиты, направленных на снижение вреда живым существам и уменьшение физических повреждений здания (сооружения);

- МЭК 62305-4 - для мер защиты, направленных на снижение отказов внутренних систем.

В конкретной ситуации могут быть выбраны другие значения вероятности повреждений здания (сооружения).

Значение вероятности меньше 1 может быть принято только в случае, когда мера защиты или характеристика соответствуют всему защищаемому зданию (сооружению) или всей защищаемой зоне здания (сооружения) со всем соответствующим оборудованием.

B.2 Вероятность того, что удар молнии в здание (сооружение) нанесет вред живым существам

Значение вероятности поражения электрическим током живых существ вследствие скачка электрического тока или напряжения, вызванных ударом молнии в здание (сооружение), зависит от применяемых LPS и дополнительных мер защиты. Значение рассчитывают по формуле

,

(В.1)

где зависит от применяемых дополнительных мер защиты от скачка электрического тока или напряжения (см. таблицу В.1);

- характеризует уровень защиты от молнии (LPL), для которого разрабатываемая система защиты от молнии (LPS) соответствует МЭК 62305-3 (см. таблицу В.2).

Если применяют несколько мер защиты, то значение вероятности равно произведению соответствующих значений.

Примечания

1 Меры защиты эффективны для снижения только в зданиях (сооружениях), оснащенных системой защиты от молнии (LPS), или в зданиях (сооружениях), имеющих сплошную металлическую или железобетонную структуру, действующую как естественная система защиты от молнии (LPS), где требования к соединениям и заземлению соответствуют МЭК 62305-3.

2 Если в здании (сооружении), имеющем каркас из железобетонных элементов, использована система токоотводов или если существуют физические препятствия удару молнии в здание (сооружение), то значение вероятности незначительно.

3 Дополнительная информация приведена в подразделах 8.1, 8.2 МЭК 62305-3.

Таблица В.1 - Значения вероятности того, что удар молнии в здание (сооружение) нанесет вред живым существам вследствие поражения электрическим током, вызванного скачком напряжения или тока

Дополнительные меры защиты
Меры защиты отсутствуют	1
Предупредительные надписи
Электрическая изоляция (например, изоляция из сшитого полиэтилена толщиной не менее 3 мм) выступающих частей (например, токоотвода)
Эффективное выравнивание потенциалов с землей (заземление)
Физические ограничители или структура, подобная системе токоотводов	0

В.3 Вероятность физического повреждения здания (сооружения) при ударе молнии в здание (сооружение)

Система защиты от молнии (LPS) является наиболее подходящей мерой защиты для снижения значения .

Значения вероятности физического повреждения, вызванного ударом молнии в здание (сооружение), для различных уровней защиты от молнии приведены в таблице В.2.

Примечание 1 - Возможно применение других значений , кроме приведенных в таблице В.2, если они основаны на детальном исследовании конкретной ситуации с учетом требований к критериям по размерам и проводимости, установленным в МЭК 62305-1.

Примечание 2 - Характеристики LPS, включая характеристики устройств защиты от импульсных перенапряжений для соединения по уравниванию потенциалов, приведены в МЭК 62305-3.

Таблица В.2 - Значения для различных мер защиты от физического повреждения здания (сооружения)

Характеристики здания (сооружения)	Класс LPS
Здание (сооружение), не оснащенное LPS	-	1
Здание (сооружение), оснащенное LPS	IV	0,2
	III	0,1
	II	0,05
	I	0,02
Здание (сооружение) с системой токоотводов, соответствующей I классу LPS, или со сплошной металлической или железобетонной структурой, действующей как естественная система токоотвода		0,01
Здание (сооружение) с металлической крышей или системой токоотводов, возможно включающей некоторые естественные компоненты, с полной защитой всех частей крыши от прямых ударов молнии и сплошной металлической или железобетонной структурой, действующей как система естественных токоотводов		0,001

В.4 Вероятность отказа внутренних систем при ударе молнии в здание (сооружение)

Система устройств защиты от импульсных перенапряжений является наиболее подходящей мерой защиты для снижения значения .

Вероятность отказа внутренних систем вследствие удара молнии в здание (сооружение) рассчитывают по формуле

.

(В.2)

Значение зависит от применяемой системы устройств защиты от импульсных перенапряжений (отвечающей требованиям МЭК 62305-4), соответствующей LPL. Значения приведены в таблице В.З.

Коэффициент зависит от особенностей экранирования, заземления и изоляции линий коммуникаций, с которыми связаны внутренние системы. Значения , приведены в таблице В.4.

Таблица В.3 - Значение вероятности для разных LPL, в соответствии с которыми разработана система устройств защиты от импульсных перенапряжений

LPL
Отсутствует система устройств защиты от импульсных перенапряжений	1
III - IV	0,03
II	0,02
I	0,01
Примечание 2	0,005-0,001

Примечание 1 - Система устройств защиты от импульсных перенапряжений эффективна для снижения только в зданиях (сооружениях), защищенных системой защиты от молнии (LPS), или зданиях (сооружениях), имеющих сплошные металлические или железобетонные структуры, которые действуют как естественные LPS, при этом должны быть учтены требования МЭК 62305-3 к соединениям и заземлению.

Примечание 2 - Значение может быть снижено путем применения устройств защиты от импульсных перенапряжений, имеющих более высокие характеристики защиты (от более высокого номинального электрического тока , при более низком уровне защиты и т.п.) по сравнению с требованиями, определенными для LPL I (см. таблицу А.3 МЭК 62305-1, приложение Е МЭК 62305-1 и приложение D МЭК 62305-4). Эти приложения могут быть использованы для устройств защиты от импульсных перенапряжений, имеющих высокую вероятность .

Примечание 3 - При расчете вероятности для неэкранированных внутренних систем принимают .

Примечание 4 - Для неэкранированных внутренних систем:

- не соединенных с внешними линиями коммуникаций (автономная система);

- соединенных с внешними линиями коммуникаций через изолирующее средство;

- соединенных с внешними линиями коммуникаций, состоящими из кабелей, специально защищенных от молний или системы проводов, заложенных в кабельный канал, металлических проводников или труб, специально защищенных от молнии, подсоединенных к общей заземляющей шине, в соответствии с требованиями МЭК 62305-4, отсутствует необходимость в системе устройств защиты от импульсных перенапряжений для снижения при условии, что индуцируемое напряжение выше, чем выдерживаемое импульсное напряжение внутренних систем (). Дополнительная информация об оценке индуцируемого напряжения приведена в МЭК 62305-4 (приложение А).

Таблица В.4 - Значения коэффициентов и в зависимости от условий экранирования, заземления и изоляции

Тип внешних линий коммуникаций	Соединение на концах
Неэкранированные воздушные линии коммуникаций	Не определено		1
Неэкранированные подземные линии коммуникаций	Не определено		1
Нулевой провод многократно заземленной линии электропередачи	Отсутствует		0,2
Экранированные подземные линии коммуникаций (линии электропередачи и телекоммуникационные линии)	Экран, не связанный с шиной заземления оборудования		0,2
Экранированные воздушные линии коммуникаций (линии электропередачи и телекоммуникационные линии)	Экран, не связанный с шиной заземления оборудования		0,02
Экранированные подземные линии коммуникаций (линии электропередачи и телекоммуникационные линии)	Экран, связанный с шиной заземления оборудования		0
Экранированные воздушные линии коммуникаций (линии электропередачи и телекоммуникационные линии)	Экран, связанный с шиной заземления оборудования		0
Кабель или провода, экранированные от воздействия молнии кабельными каналами, металлической оплеткой или трубками, защищенными от молнии	Экран, не связанный с шиной заземления оборудования	0	0
Отсутствуют внешние линии коммуникаций	Отсутствует связь с внешними линиями коммуникаций (автономная система)	0	0
Все типы	Изолирующие средства	0	0

В.5 Вероятность отказа внутренних систем вследствие удара молнии вблизи здания (сооружения)

Для снижения значения в качестве мер защиты наиболее подходят следующие меры: разработка и расположение LPS в виде сетки; экранирование; соблюдение мер предосторожности при выборе и прокладке трассы для проводки; применение материалов, выдерживающих более высокое напряжение, изолирующих средств и системы устройств защиты от импульсных перенапряжений.

Вероятность отказа внутренних систем вследствие удара молнии зависит от принятых мер LPM.

Если система устройств защиты от импульсных перенапряжений не отвечает требованиям МЭК 62305-4, то значение принимают равным значению .

Если система устройств защиты от импульсных перенапряжений отвечает требованиям МЭК 62305-4, то значение вычисляют по формуле

.

(B.3)

Для внутренних систем с оборудованием, не обладающим уровнем сопротивления и устойчивости к напряжениям, установленным в соответствующих стандартах на продукцию, значение вероятности должно быть принято равным 1 ( = 1).

Значение вероятности вычисляют по следующей формуле:

,

(B.4)

где - коэффициент, характеризующий эффективность экранирования здания (сооружения), LPS или других мер защиты в пределах LPZ 0/1;

- коэффициент, характеризующий эффективность экранирования внутренних систем здания (сооружения) в пределах LPZ X/Y (X > 0, Y > 1);

- коэффициент, характеризующий внутреннюю проводку (см. таблицу В.5);

- коэффициент, характеризующий выдерживаемое импульсное напряжение защищаемой системы.

Таблица В.5 - Значение коэффициента в зависимости от типа внутренней проводки

Тип внутренней проводки
Неэкранированный кабель - имеются большие петли проводников(a)	1
Неэкранированный кабель - петли проводников не более 10 (b)	0,2
Неэкранированный кабель - петли проводников не более 0,5 (с)	0,01
Экранированные кабели и кабели в металлическом кабельном канале(d)	0,001
(а) Петли проводников в больших зданиях (область петли примерно 50 ). (b) Петли проводников, проложенных в общем кабельном канале, или петле проводников в небольших зданиях (область петли примерно 10 ). (с) Петли проводников, проложенных в общем кабельном канале (область петли примерно 0,5 ). (d) Экраны и металлические кабельные каналы и проводники имеют соединение для уравнивания потенциалов с заземляющей шиной на обоих концах, а оборудование соединено с той же заземляющей шиной.

Примечание 1 - В случае если оборудование, обеспеченное изолирующими средствами, состоит из трансформаторов с заземленным экраном между обмотками или использованы волоконно-оптические кабели или оптические соединители, то значение вероятности должно быть принято равным 0 ( = 0).

Внутри зоны защиты от молнии на безопасном расстоянии от границ защитного экрана, равном шагу сетки или более, коэффициенты и для LPS или экрана из пространственной сетки могут быть рассчитаны следующим образом:

;

(B.5)

,

(B.6)

где и - размер шага сетки пространственного экрана, или типовой ячейки LPS токоотвода, или интервал между металлическими столбами здания (сооружения), или интервал между железобетонными балками конструкции, действующими как естественные LPS.

Для сплошного металлического экрана толщиной от 0,1 до 0,5 мм = = .

Примечание 2 - В случае если создана сеть в соответствии с МЭК 62305-4, значения и могут быть уменьшены в два раза.

В случае если индукционная петля проходит вблизи от экранированных проводников, расположенных на границе LPZ на расстоянии от экрана менее безопасного расстояния, значения и должны быть выше. Например, значения и должны быть удвоены, если расстояние до экрана составляет от 0,1 до 0,2 .

Для LPZ каскадного типа результирующее значение равно произведению соответствующих значений каждой LPZ.

Примечание 3 - Максимальное значение и равно 1.

Коэффициент рассчитывают по формуле

,

(В.7)

где - номинальное выдерживаемое импульсное напряжение защищаемой системы, кВ.

Примечание 4 - Максимальное значение равно 1.

Если существует оборудование с различными уровнями выдерживаемого напряжения во внутренней системе, должен быть выбран коэффициент , относящийся к самому низкому уровню выдерживаемого импульсного напряжения.

В.6 Вероятность нанесения вреда живым существам при ударе молнии в линии коммуникаций

Значение вероятности нанесения вреда живым существам вследствие удара молнии в линии коммуникаций, подведенные в здание (сооружение), зависит: от характеристик экранирования коммуникаций; выдерживаемого напряжения внутренних систем, связанных с коммуникациями, обычных защитных мер (физические ограничения, предупредительные надписи, изолирующие средства и набор устройств защиты от импульсных перенапряжений, обеспечивающий выравнивание потенциалов на концах линий коммуникаций) в соответствии с МЭК 62305-3.

Примечание 1 - В данном случае отсутствует необходимость применения системы устройств защиты от импульсных перенапряжений в соответствии с МЭК 62305-4 для снижения . Достаточно применения устройств защиты от импульсных перенапряжений в соответствии с МЭК 62305-3.

Значение рассчитывают по формуле

,

(В.8)

где - вероятность, характеризующая меры защиты живых существ от поражения электрическим током, такие как физические ограничения и предупредительные надписи. Значения вероятности приведены в таблице В.6

Таблица В.6 - Значения вероятности нанесения вреда живым существам вследствие удара молнии во входящие линии коммуникаций

Меры защиты
Меры защиты отсутствуют	1
Предупреждающие надписи
Электрическая изоляция
Физические ограждения	0

- вероятность, характеризующая уравнивание потенциалов (ЕВ) в соответствии с МЭК 62305-3 и уровень защиты от молнии (LPL), для которого разработаны эти устройства защиты от импульсных перенапряжений. Значения вероятности приведены в таблице В.7.

Таблица В.7 - Значения вероятности для разных уровней защиты от молнии (LPL), для которых разработаны устройства защиты от импульсных перенапряжений

Уровень защиты от молнии
Устройства защиты от импульсных перенапряжений отсутствуют	1
III - IV	0,05
II	0,02
I	0,01
Примечание 4	0,005 - 0,001

- вероятность, характеризующая отказ внутренних систем вследствие удара молнии в линии коммуникаций, вызвавшего изменения характеристик этих линий. Значения вероятности приведены в таблице В.8.

Таблица В.8 - Значения вероятности в зависимости от сопротивления защитного экрана и выдерживаемого импульсного напряжения оборудованием

Тип линий коммуникаций	Тип прокладки линий коммуникаций,	свойства защитных экранов	Выдерживаемое импульсное напряжение , кВ
			1	1,5	2,5	4	6
Линии электропередачи/ или линии телекоммуникации	Воздушные или подземные, экранированные или неэкранированные линии коммуникаций, которые не соединены с шиной заземления оборудования		1	1	1	1	1
	Экранированные воздушные или подземные линии коммуникаций, экраны которых соединены с той же заземляющей шиной, что и оборудование	5 Ом/км < 20 Ом/км	1	1	0,95	0,9	0,8
		1 Ом/км < 5 Ом/км	0,9	0,8	0,6	0,3	0,1
		1 Ом/км	0,6	0,4	0,2	0,04	0,02

- коэффициент, характеризующий особенности экранирования, заземления и изоляции коммуникаций. Значения приведены в таблице В.4.

Примечание 2 - Если в соответствии с МЭК 62305-3 для выравнивания потенциалов на концах линий коммуникаций установлены устройства защиты от импульсных перенапряжений, то система заземления и соединений в соответствии с МЭК 62305-4 может дополнительно улучшить защиту от молнии.

Примечание 3 - Если использовано несколько типов мер защиты, то значение вероятности равно произведению значений, соответствующих мерам защиты.

Примечание 4 - Значение вероятности может быть снижено при применении устройств защиты от импульсных перенапряжений, имеющих более высокие характеристики защиты (более высокий номинальный электрический ток , низкий уровень защиты и т.д.) по сравнению с требованиями, установленными для LPL I (см. таблицу А.3 МЭК 62305-1, приложение D МЭК 62305-4). Эти приложения могут быть использованы для устройств защиты от импульсных перенапряжений, имеющих высокую вероятность .

Примечание 5 - В городских и пригородных районах низковольтные линии электропередачи обычно не экранированы кабельным каналом, тогда как телекоммуникационные линии обычно прокладывают внутри экранированных кабельных каналов (которые обычно содержат не менее 20 проводников с сопротивлением экрана 5 Ом/км и медные провода диаметром 0,6 мм). В сельской местности для низковольтных линий электропередачи, как и для телекоммуникационных линий, обычно используют неэкранированный воздушный кабель (медный провод диаметром 1 мм). Для высоковольтных линий электропередачи обычно используют экранированные кабели с сопротивлением экрана от 0,1 до 5 Ом/км. Требования к линиям электропередачи и телекоммуникационным линиям установлены в обязательных требованиях РФ.

B.7 Вероятность физического повреждения здания (сооружения) при ударе молнии в линии коммуникаций

Значение вероятности физического повреждения здания (сооружения) вследствие удара молнии в линии коммуникаций зависит от характеристик экранирования линий коммуникаций, выдерживаемого импульсного напряжения внутренних систем, изолирующих средств и устройств защиты от импульсных перенапряжений, обеспечивающих выравнивание потенциалов на вводе линий коммуникаций в соответствии с МЭК 62305-3.

Если система устройств защиты от импульсных перенапряжений не предусмотрена для обеспечения уравнивания потенциалов в соответствии с МЭК 62305-3, то значение равно значению , где - вероятность отказа внутренних систем вследствие удара молнии в линии коммуникаций.

Примечание - В данном случае отсутствует необходимость в применении устройств защиты от импульсных перенапряжений в соответствии с МЭК 62305-4 для снижения . Достаточно применения устройств защиты от импульсных перенапряжений в соответствии с МЭК 62305-3.

Значения рассчитывают по формуле

,

(В.9)

где - вероятность, характеризующая уравнивание потенциалов (ЕВ) в соответствии с МЭК 62305-3 и уровень защиты от молнии (LPL), для которого разработаны устройства защиты от импульсных перенапряжений. Значения вероятности приведены в таблице В.7;

- вероятность отказа внутренних систем вследствие удара молнии в линии коммуникаций, вызывающего изменение характеристик этих линий. Значения вероятности приведены в таблице В.8;

- коэффициент, характеризующий экранирование, заземление и изоляцию коммуникаций. Значения приведены в таблице В.4.

B.8 Вероятность отказа внутренних систем вследствие удара молнии в линии коммуникаций

Значение вероятности отказа внутренних систем вследствие удара молнии в линии коммуникаций, входящие в здание (сооружение), зависит от характеристик экранирования линий коммуникаций, выдерживаемого напряжения внутренних систем, связанных с линиями коммуникаций, изолирующих средств и системы устройств защиты от импульсных перенапряжений.

Значения рассчитывают по формуле

,

(В.10)

где - вероятность, характеризующая систему устройств защиты от импульсных перенапряжений, соответствующую МЭК 62305-4, и уровень защиты от молнии (LPL), для которого спроектированы эти устройства защиты. Значения приведены в таблице В.3;

- вероятность отказа внутренних систем вследствие удара молнии в линии коммуникаций, вызывающего изменение характеристик этих линий. Значения вероятности приведены в таблице В.8;

- коэффициент, характеризующий экранирование, заземление и изоляцию коммуникаций. Значения приведены в таблице В.4.

B.9 Вероятность отказа внутренних систем вследствие удара молнии вблизи линий коммуникаций

Значение вероятности отказа внутренних систем вследствие удара молнии вблизи линий коммуникаций, входящих в здание (сооружение), зависит от характеристик экранирования линий коммуникаций, выдерживаемого напряжения систем, связанных с линиями коммуникаций, изолирующих средств и системы устройств защиты от импульсных перенапряжений.

Значения рассчитывают по формуле

,

(В.11)

где - вероятность, характеризующая систему устройств защиты от импульсных перенапряжений, соответствующую МЭК 62305-1, и уровень защиты от молнии (LPL), для которого спроектированы эти устройства защиты. Значения приведены в таблице В.3;

- вероятность отказа внутренних систем при ударе молнии вблизи линий коммуникаций в зависимости от характеристик этих линий. Значения вероятности приведены в таблице В.9;

- коэффициент, характеризующий экранирование, заземление и изоляцию линий коммуникаций. Значения приведены в таблице В.4.

Таблица В.9 - Значения вероятности в зависимости от типа линий коммуникаций и выдерживаемого оборудованием напряжения

Тип линий коммуникаций	Выдерживаемое напряжение в кВ
	1	1,5	2,5	4	6
Линии электропередачи	1	0,6	0,3	0,16	0,1
Линии телекоммуникации	1	0,5	0,2	0,08	0,04

Примечание - Более точная оценка для линий телекоммуникации приведена в [10], а для линий электропередачи - в [11].