Технический бюллетень TNP003 20.03.2009 г. Зоновая концепция молниезащиты

Зоновая концепция молниезащиты

Зоновая концепция молниезащиты применяется для защиты объектов, имеющих в своем составе электротехническое и электронное оборудование, от электромагнитных воздействий, вызванных прямыми ударами молнии, атмосферными разрядами и коммутационными процессами в электроэнергетических системах. Зоны характеризуются различными электромагнитными параметрами на своих границах. Основная идея зонирования состоит в том, что оборудование должно располагаться в той зоне, где допустимые пиковые значения импульсов будут меньше импульсного выдерживаемого напряжения, определенного для данной категории оборудования.

1 – молниеприемники МЗС;	У₁ – удар молнии в объект;
2 – объект;	У₂ – удар молнии вблизи объекта;
3 – токоотводы МЗС;	У₃ – удар молнии в коммуникации объекта;
4 – аппаратная;	У₄ – удар молнии вблизи коммуникаций.
5 – стойки с аппаратурой;	УЗИП I – УЗИП класса испытаний I (серии К2Р СК, К2Р СГМ)
6 – заземлители МЗС;	УЗИП I+II+III – УЗИП класса испытаний I+II+III (серий К2Р СВ25, К2Р СВ30, К2Р СВР25)
7 – цепи электроснабжения;	УЗИП II – УЗИП класса испытаний II (серии ГСВ2 и ГСК2)
8 – линии связи и ПД;	УЗИП III – УЗИП класса испытаний III (серий К2Р Н3, ГСВ3, ГСК3 и ГСД3)
O – эквипотенциальное соединение с помощью УЗИП;	▼ – уровень земли

В стандарте МЭК 62305-1 «Защита от удара молнии. Часть 1. Основные положения» (на основе которого разработана действующая в России «Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций» СО-153-34.21.122-2003) определены зоны молниезащиты с различными уровнями воздействия тока молнии:

- Зона 0_А: Внешняя область объекта, не защищенная от прямого удара молнии. На все части объекта, находящиеся в границах этой зоны, возможно воздействие полного тока молнии и сопутствующего электромагнитного поля.

- Зона 0_В: Внешняя область объекта, защищенная от прямого удара молнии внешней молниезащитной системой (МЗС). Характеризуется растеканием практически всего тока молнии и неослабленным электромагнитным полем.

- Зона 1: Внутренняя область объекта, в которой индуцированные токи и токи растекания имеют существенно меньшее значение, чем в зонах 0_Аи 0_В. Воздействие электромагнитного поля на объект ослабляется за счет экранирования строительными конструкциями. По возможности кабели электропитания, связи и другие металлические коммуникации должны входить в защищаемую Зону 1 в одной точке и своими экранными оболочками или металлическими частями подключаться к главной заземляющей шине на границе раздела Зон 0_А-0_Ви Зоны 1. На вводе коммуникаций в эту зону (например, в вводно-распределительном устройстве или главном распределительном щите) должны устанавливаться УЗИП класса испытаний I, согласно ГОСТ IEC 61643-12-2022.

- Зона 2: Внутренняя область объекта, в которой происходит дальнейшее снижение значений растекания тока молнии и электромагнитного поля. На вводе коммуникаций в эту зону (например, в распределительных щитах) должны устанавливаться УЗИП класса испытаний II, согласно ГОСТ IEC 61643-12-2022.

- Зона 3: Внутренняя область объекта, в которой практически не происходит растекание тока молнии, а электромагнитное поле ослаблено до минимума, обеспечивающего нормальную работу аппаратуры. На вводе коммуникаций в эту зону (например, в помещения серверных, боксы с аппаратурой на узле связи и т.п.) должны устанавливаться УЗИП класса испытаний III, согласно ГОСТ IEC 61643-12-2022.

Необходимости в проектировании последующих зон нет, если это не определено требованиями по ограничению внешних воздействий, влияющих на защищаемое оборудование.

Существует общее правило, согласно которому с увеличением номера защитной зоны уменьшается влияние электромагнитного поля и тока молнии. На границах раздела зон необходимо обеспечить присоединение к системе уравнивания потенциалов всех металлических элементов и коммуникаций. Разделение объекта на условные зоны позволяет на практике эффективно решать вопросы защиты сетей электропитания до 1000 В, а также линий связи, линий передачи данных и других коммуникаций, входящих в объект, с помощью применения различного типа устройств защиты от импульсных перенапряжений.

Литература:
1. ГОСТ IEC 61643-12-2022 «Устройства защиты от импульсных перенапряжений в низковольтных силовых распределительных системах. Принципы выбора и применения».
2. ГОСТ Р МЭК 62305-4-2016 Защита от молнии. Часть 4. Защита электрических и электронных систем внутри зданий и сооружений.
3. ГОСТ Р МЭК 62305-1-2010 Менеджмент риска. Защита от молнии. Часть 1. Общие принципы.
4. СО-153-34.21.122-2003 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций».
5. Технические материалы АО «Хакель»