Блискавкозахист вибухонебезпечних об'єктiв

З розвитком сучасних промислових виробництв невпинно зростає і кількість вибухонебезпечних об'єктів, які потребують організації надійного захисту від негативних атмосферних явищ, і перш за все - блискавкозахисту. Наведемо лише кілька характерних прикладів, які переконливо показують, що нехтування захистом таких об'єктів призводить до трагічних наслідків.

Блискавкозахист вибухонебезпечних

об'єктів В. В. Любас

У травні 2004 року в Україні сталася

для їх повної, ефективної і безпечної

відсутній блискавкозахист.

велика техногенна катастрофа - вибух

ліквідації необхідно використати метод

ланцюгова реакція, гільзи, снаряди, ос-

боєприпасів на артилерійській базі в Но-

підриву на місці.

вобогданівці під Мелітополем [10,11]. На

Зазначимо, що на території України

цій базі загальною площею 173 га зберігалося 91631 тонна боєприпасів

Почалася

колки пішли в розкид по всій прилеглій території, яка не була обвалована, влуча-

налічується кілька сот подібних артбаз і

ючи при цьому в ящики боєприпасів, що

умови зберігання боєприпасів на них мало

складувалися уздовж залізниці за схе-

(4775 умовних вагонів при штатній нормі

чим відрізняються від умов Новобог-

мою: штабель зліва - штабель справа, до-

4000), причому дві третини боєприпасів

данівської артбази. Тому вірогідною при-

пуск - 50 вагонів просто неба,

зберігались на 40 відкритих майданчиках

чиною спалаху і вибуху боєприпасів може

Звернемо увагу на ще один, розташо-

просто неба і за відсутності обвалування.

стати не лише злочинна недбалість, а й

ваний поблизу донбаського міста Сло-

Причина вибуху - злочинна недбалість

прямий удар блискавки, адже за офіційни-

в'янська, вибухонебезпечний об'єкт -

бійця, який працював на технічній тери-

ми даними всі склади на території України

підприємство «Содовий завод» [12]. Саме

лише на 88 % обладнано блискавкозахис-

це, нині збанкрутіле підприємство, загро-

торії артбази і вирішив використати як онучу м'яку фланель, в яку обертають

том, а прямий удар блискавки в склад

жує Слов'янську техногенною катастро-

боєприпаси, попередньо обпаливши її

боєприпасів - не така вже й рідкість, про

фою у вигляді екологічної «фосфорної

бахрому. Поспішаючи на обід, безтурбот-

що може свідчити такий факт.

но сунув просочену порохом тліючу тканину між ящиками зі снарядами, що й

В серпні 1977 р. біля села Даннен-

бомби», яка виникла в результаті накопичення на підприємстві великої кількості

вальд в бувшій НДР на опечатаному засе-

насичених фтором побічних продуктів,

креченому складі боєприпасів, розташо-

що з'явились на підприємстві при виго-

призвело до спалаху й вибуху снарядів з надзвичайно тяжкими наслідками: реак-

ваному на колишніх військових складах

товленні прального порошку. Раніше ці

тивні снаряди «Град» і «Смерч» роз-

німецького вермахту, в вихідний день, за

відходи вивозилися на поховання аж до

летїлись у всі сторони на відстань до 10

відсутності на складі будь-яких робіт, не-

Казахстану, а після його відмови прийма-

кілометрів, утворивши в місцях падіння

сподівано вибухнули боєприпаси [9]. В

ти їх відходи почали зберігати в де-

воронки завглибшки 5, 10 і навіть 25

повітря злетіло 550 вагонів снарядів, які

кількох десятках цистерн на заводській

метрів. Трагічні наслідки катастрофи до

розлетілись в радіусі кількох кілометрів.

території, перетворивши її на екологічне

цього часу ще не ліквідовані. На тери-

Від значно більшого розльоту снарядів

звалище. Відсоток активного фосфору в

торії бази ще залишаються не зібраними

врятували 50 - 100-річні сосни, серед

цих цистернах настільки значний, що

біля 44000 тонн боєприпасів, частина з

яких розміщувався склад боєприпасів.

шлам необхідно постійно поливати звер-

яких сильно пошкоджена, а частина

Саме ліс сильно «загальмував» розліт і

ху водою, оскільки при контакті з

піддалася сильній термічній дії, що у

уберіг місцевих жителів. Сосни ж сильно

повітрям він займається. Таким чином,

будь-який момент може призвести до ми-

постраждали: їх верхівки виявилися зрі-

мовільного вибуху. Маса уцілілого пороху боїться сонячних променів, оскільки

заними неначе пилкою (рис). Як потім

поступово створився своєрідний супергігантський сірник вагою 400 тонн,

з'ясувалося, перед тим, як на складі тра-

який у будь-який момент може спалахну-

пився вибух боєприпасів, над Даннен-

ти внаслідок прямого удару блискавки чи

Тому висновки надзвичайної комісії

вальдом пройшов дощ, який супроводжу-

роз'їдання металу цистерн зсередини,

Міноборони України за результатами пе-

вався грозовими розрядами. В результаті

знищуючи все живе на прилеглій тери-

ревірки артбази категоричні: промислова

блискавка попала в штабель реактивних

торії. Якщо ж найсильніша отрута потра-

утилізація боєприпасів неможлива, і тому

снарядів «Град», тобто саме туди, де був

пить в ґрунт, а звідти в ґрунтові води, а

схильна до розкладання і запалювання.

можливо, і в найбільші річки Донбасу Казенний Тор і Сіверський Донець, екологічний апокаліпсис охопить велику частину індустріального регіону з населенням в декілька мільйонів чоловік. Наведені приклади незаперечно свідчать про нагальну потребу мати надійний блискавкозахист вибухонебезпечних об'єктів, основні вимоги до якого наведено далі. Основні види блискавкозахисту вибухонебезпечних об'єктів Вибухонебезпечні об'єкти - це об'єкти, в яких можуть постійно знаходитись вибухонебезпечні матеріали, а також можуть

утворюватись

вибухонебезпечні

концентрації газів, пилу, пари тощо. Характерними прикладами таких об'єктів, крім наведених вище, можуть слугувати сховища постійних і тимчасових поверхневих, напівпоглиблених і поглиблених (при товщині покриття менше 10 м) складів вибухових матеріалів, об'єкти морської техніки, нафтобази, засоби транспортування і зберігання нафтопродуктів тощо. Будь-який удар блискавки, який викликає вибух, створює підвищену небезпеку руйнувань та жертв не лише для кожного з таких об'єктів, а й для місцевих жителів, навколишніх споруд, комунікацій тощо. Саме тому, відповідно до прийнятої в нормативному документі [4] класифікації, ці об'єкти відносять до першої категорії щодо електричної та пожежної безпеки, і вони повинні мати надійний блискаекозахист незалежно від грозової активності місцевості. Для об'єктів першої категорії щодо електричної та пожежної безпеки мають бути передбачені такі обов'язкові види захисту [1 - 8]. Захист від прямих ударів блискавки. Цей захист має здійснюватись за допомогою наземних та підземних металевих комунікацій, які включають в себе природні та штучні блискавковідводи і розгалужену систему блискавкозахисту. Захист має виконуватись стрижньовими або

тросовими

блискавковідводами,

включаючи бяискавкоприймачі, струмовідводи та заземлювачі, що стоять окремо. Підведення повітряних ліній до будівель і споруд, що захищаються від прямих ударів блискавки, забороняється.

Захист від електромагнітних дій цях введення в об'єкт електричних мереж розрядів блискавки. Необхідність заосвітлення. Цей захист залежно від констосування цього виду захисту викликаструкції кабелів, що використовуються на наявністю в вибухонебезпечних для освітлення вибухонебезпечних об'єктах металевих предметів, а також об'єктів, повинен забезпечуватись: кабельного підведення освітлення. Про• приєднанням металевої броні і оботе площадки, призначені для зберігання лонки кабелю до заземлювача захисту від вибухових речовин, та пункти відстоювторинної дії блискавки, а за його відсутвання транспортних засобів з вибуховиності - до спеціального заземлювача з ми матеріалами цим захистом не забез- імпульсним опором не більше 10 Ом - у печуються: для них вважається достатнім випадку застосування для освітлення прозастосування лише захисту від прямих кладених в землі броньованих кабелів; ударів блискавки. Захист від електро• приєднанням до заземлювача захимагнітної дії розрядів блискавки має сту від вторинної дії блискавки - у виздійснюватись за допомогою спеціальпадку застосування для освітлення неного технічного засобу - сталевої сітки, броньованих кабелів; накладеної на захищуваний об'єкт. При • підключенням в місці переходу поцьому захисне заземлення для захисту вітряної лінії в кабель металевої броні і від вторинної дії блискавки має бути виоболонки, а також штирів (крюків) до конане у вигляді контуру, що прокласпеціального заземлювача з імпульсним дається в землі ззовні об'єкту по його пеопором не більше 10 Ом - у випадку зариметру на відстані від 0,5 до 1 м від стосування для освітлення кабелів, прифундаменту на глибині 0,5 м, з опором єднаних до повітряної лінії (для складів розтіканню струму промислової частоти вибухових матеріалів, що знаходяться в не більше 10 0м. Для зниження цього експлуатації), опору допускається приєднувати до за землення всі трубопроводи, розташовані Захист від струмів та перенапруг, в землі (водопровід, труби опалювання і що виникають внаслідок дії блискавт. п.). В ґрунтах з електричним питомим ки. Основу схем цього виду захисту поопором 500 0м-м і вище опір заземлювинні складати: іскрові і (або) газонавального пристрою не нормується. повнені розрядники з підвищеною на пругою пробою (для здійснення першого. Захист від занесення високих погрубого ступеня захисту), низьковольтні тенціалів в вибухонебезпечні об'єкти по газонаповнені розрядники (для другого, підземних металевих комунікаціях в міссереднього ступеня захисту) та напів-

провідникові елементи (для третього,

магнітної індукції, викликаної дією блис-

точного ступеня захисту).

кавки, а саме: всі прокладені по території

сталі і укладені горизонтально на глибині

Крім того, за наявності в вибухоне-

складу трубопроводи, броньовані кабелі

0,6 - 0,8 м від поверхні землі, або зазем-

безпечних сховищах і будівлях металевих

тощо мають бути надійно сполучені один з

лювачі вертикального типу, виконані із

комунікацій великої протяжності, а також

одним в місцях їх зближення менш ніж на

сталевих, вертикально угвинчених стриж-

у випадках, коли вибухові матеріали

10 см, а також через 15 - 20 м їхньої до-

нів (діаметром 32 - 56 мм) завдовжки 3 -

зберігаються в металевих упаковках, по-

вжини при паралельному розташуванні і

5 м чи електродів з кутової (40x40 мм)

винен забезпечуватись захист від елект-

становити замкнений контур. Надійні ме-

сталі, що забиваються на глибину 2,5-3 м.

ростатичної індукції. Цей захист має

талеві з'єднання мають бути виконані та-

Верхній кінець вертикального заземлю-

здійснюватись накладенням металевої

кож і у всіх інших випадках зближення ме-

вача повинен бути заглиблений на 0,5 -

сітки по даху будівлі з відповідним за-

талевих протяжних предмет з каркасами

0,6

земленням і заземленням всіх металевих конструкцій, що знаходяться в будівлі;

40x4 мм) чи круглої (діаметром 20 мм)

м

від

поверхні

землі,

сталевих конструкцій будівель, устатку- У випадку ґрунтів, що мають неодванням, оболонками кабелів тощо. При

норідну провідність, слід застосовувати

при цьому приєднання всіх металевих

цьому контакти в місцях з'єднання трубо-

горизонтальні заземлювачі, якщо елект-

предметів до заземлювача повинно вико-

проводів,у фланцях, муфтах і т. п. повинні

ричний питомий опір верхнього шару

нуватись найкоротшими шляхами. За на-

мати перехідний електричний опір не

фунту менший, ніж нижнього, і верти-

явності металевої покрівлі захист необ-

більше 0,05 0м на один контакт, що, зокре-

кальні заземлювачі - у разі більшої про

хідно здійснювати приєднанням покрівлі

ма, може бути забезпечене застосуванням

БІДНОСТІ НИЖНЬОГО

до захисного заземлювача від вторинно-

додаткових металевих перемичок із стале-

нього. Електроди заземлювачів повинні

го впливу блискавки шляхом прокладки

вого проводу площею перерізу не менше

з'єднуватись між собою і з струмовідво-

вертикальних струмовідводів по зовніш-

16 мм' або іншими провідниками відповід-

дами способом зварювання. Болтовий

ніх сторонах будівель на відстані до 25 м.

ної площі перерізу.

контакт допускається тільки для тимчасо-

шару ґрунту, ніж верх-

Верхні кінці струмовідводів повинні

Ряд особливих вимог висувається і до

вих заземлювачів і в місцях з'єднання

з'єднуватись з металом даху, а нижні - із

конструктивного виконання блискав-

між

заземлювачем. У випадку виконання

ковідводів. Так, опори блискавковідводів

собою

окремих

контурів,

покрівлі з непровідного матеріалу по

мають бути виготовлені із сталі будь-якої

верху даху необхідно накладати металеву

марки, залізобетону, а також деревини,

сітку з розміром комірок до 5x5 м, вико-

проте у разі застосування дерев'яних опор

нану із сталевого проводу діаметром не

для збільшення терміну служби їх необ-

менше 6 мм, і приєднувати її до заземлю-

хідно встановлювати на рейкових або

ковідводів, установлених на кожній щоглі

вача струмовідводами з того ж самого ма-

залізобетонних приставках. Площа пе-

судна. Якщо корпус судна і щогла виготов-

рерізу

лені з металу і мають надійний електрич-

теріалу.

сталевого

блискавкоприймача

стрижневого блискавковідводу має бути

Блискавкозахист суден з вибуховими матеріалами Блискавкозахист

суден

повинен

здійснюватись за допомогою блискав-

ний контакт, а на верхівці (топі) металевої

2

Особливості улаштування

не менше 100 мм при довжині не менше

щогли відсутнє будь-яке електричне чи

та конструктивного виконання

200 мм. Блискавкоприймачі тросових блис-

електронне обладнання, ця щогла забезпе-

пристроїв електрозахисту

кавковідводів мають бути виконані із ста-

чує захист від дії блискавки. У разі наяв-

Кожен блискавковідвід повинен мати

левого багатопроводового оцинкованого

ності на топі металевої щогли будь-якого

свій заземлювач. При цьому імпульсний

троса площею перерізу не менше 35 мм

2

електричного чи електронного обладнання

опір заземлювача для кожного окремого

Блискавкоприймачі повинні з'єднуватись

на щоглі має бути встановлений блискав-

стрижньового блискавковідводу і для

з струмовідводами способом зварювання,

коприймач, що підноситься над цим облад-

кожного струмовідводу тросового блис-

а у разі неможливості застосування зва-

нанням не менше, ніж на 300 мм.

кавковідводу має бути не більше 10 0м.

рювання - за допомогою болтових з'єд-

Лише в ґрунтах з електричним питомим

нань з перехідним електричним опором не

блискавки у випадку, коли корпус судна

опором 500 0м-м і більше допускається

більше 0,05 0м. Сталева покрівля може

виготовлений з непровідного матеріалу, а

збільшення імпульсного опору кожного

з'єднуватись з струмовідводами затисками

щогла з металу. Тоді на л'й частині корпусу

заземлювача до 40 0м з видаленням бли-

з площею контактної поверхні в з'єднанні

судна, що знаходиться у воді, повинен

скавковідводів від захищуваної вибухо-

не меншою, ніж подвоєна площа перерізу

небезпечної споруди. За наявності на

струмовідводів.

Більш складним є захист судна від дії

встановлюватися заземлювальний лист, до якого має бути приєднана щогла. При цьому

складах вибухових матеріалів декількох

Конструкцію заземлювача слід виби-

сховищ вибухових речовин в районах з

рати залежно від необхідного імпульсно-

якого електричного чи електронного об-

електричним питомим опором ґрунтів

го опору з урахуванням структури і елек-

ладнання, на щоглі має бути встановлений

1000 0м-м і більше заземлювачі кожного

тричного питомого опору ґрунту, а також

блискавкоприймач, що підноситься над

блискавковідводу можуть бути об'єднані

зручності ведення робіт з їх укладання.

цим обладнанням не менше, ніж на 300 мм.

в єдину систему заземлення.

Так, в грунтах з електричним питомим

Якщо щогла виготовлена з дерева або

опором менше 500 0м*м мають застосову-

іншого непровідного матеріалу, на ній

пристроїв електрозахисту для захисту ви-

ватись або горизонтальні заземлювачі,

обов'язково має бути встановлений блис-

бухонебезпечних об'єктів від електро-

виконані із смугової (з площею перерізу

кавкоприймач, що підноситься також не

Певні особливості має улаштування

у разі встановлення на топі щогли будь-

менше ніж на 300 мм над будь-яким

• розрахунку захисту від вторинних

пристроєм, що знаходиться на топі щог-

дій блискавки;

ли. При цьому блискавкоприймач має

• робочих креслень всіх конст-

бути з'єднаний з металевим корпусом

рукцій;

судна або із заземлювальним листом на

• специфікації матеріалів,

судах з непровідним корпусом за допо могою струмовідводу. складу блискавкоприймача,

Література:

призначеного для установлення на

До

1. ДСТУ3680 -98 (ГОСТ30586 - 98)

щоглах суден, повинні входити:

Сумісність технічних засобів електро-

• стрижень діаметром не менше 12 мм,

магнітна. Стійкість до дії грозових

виготовлений з міді, мідних сплавів або

розрядів. Методи захисту.

сталі, поверхня якої захищена метале-

2. ДСТУ 3681 - 98 (ГОСТ 30585 - 98)

вим антикорозійним покриттям;

Сумісність технічних засобів електро-

• струмовідвід у формі шини, прута,

магнітна. Стійкість до дії грозових

троса, мідного проводу площею пе-

розрядів. Технічні вимоги та методи

2

рерізу не менше 70 мм або захищений від корозії сталевий провід площею пе2

рерізу не менше 100 мм .

випробувань. 3. ДСТУ 2793 - 94 Сумісність технічних засобів електромагнітна. Стій-

Струмовідводи повинні прокладатися з зовнішнього боку щогл і надбудов.

кість до потужних електромагнітних завад. Загальні положення. 4. РД 34.21.122 - 87 Инструкция по

На суднах з корпусом, витотовле-

устройству молниезащитьі зданий и

ним з непровідного матеріалу, в якості

сооружений.

заземлювачів необхідно застосовувати

5. ІЕС-61024-1 (1990-04): Молние-

листи з вуглецевої сталі площею не

защита строительньїх конструкций,

2

менше 1,5 м і завтовшки 5 - 6 мм, за-

Часть 1. Основньїе принципы.

нурені у воду за будь-якого осідання і

6. ІЕС-61024-1-1 (1993-09): Молни-

найбільшого допустимого крену судна.

езащита строительньїх конструкций.

З'єднання між блискавкоприйма-

Часть 1. Основньїе принципы. Руковод-

чем, струмовідводом і заземлювачем

ство А: Вьібор уровней защити для

мають бути виконані способом зварю-

молниезащитньїх систем.

вання або болтовими затисками. У ви-

7. ІЕС-61312-1 (1995-05): Защита

падку застосування болтових затисків

.от злектромагнитного импульса мол-

площа контактної поверхні між стру-

ний. Часть 1. Основньїе принципы.

мовідводом і блискавкоприймачем або

8. ІЕС-61643-12 (2002): Устройст-

заземлювачем має бути не менше 100

ва защиты от перенапряжений для

2

2

мм для міді і її сплавів і 1000 мм для

низковольтньїх систем распределения

сталі.

злектрознергии. Часть 12. Вьібор и принциыи применения.

Приймання в експлуатацію засобів блискавкозахисту вибухонебезпечних об'єклв

9. Иван Иваницкий. Возле села Данненвальд взорвался склад боеприпасов // Фак тиы и к омм ентарии, 27 июл я

Повністю змонтовані і перевірені

2004 г.

засоби блискавкозахисту вибухонебез-

10. Александр Ильченко. 275-я ба-

печних об'єктів можуть бути введені в

за в Новобогдановке как и раньте яв-

експлуатацію тільки після прийняття їх

ляется минньїм полем // Сегодня, 26

комісією у встановленому порядку за

апреля 2005 г.

наявності наступної проектної докумен-

11. Павел Динец. В Новобогдановке

тації:

собирают «железный» урожай // Ком-

• плану вибухонебезпечного об'єк-

сомольская правда, 11 мая 2005 г.

та зі всіма прилеглими до нього спору-

12. Петр Аленсеев. «Суперспичка»

дами; • розрахунку зон захисту від прямих ударів блискавки з обґрунтуван ням і розмірами всіх блискавкозахисних елементів;

в 400 тонн угрожает Славянску// Вечерние вести, 23 марта 2005 г.