Молниезащита зданий и сооружений. Защита подземных сооружений от электрокоррозии.

Защита зданий и сооружений от молнии состоит из молниеприемника, токоотвода и заземлителя. Первый из них должен выдерживать электродинамические и тепловые удары. Для изготовления молниеприемника можно использовать металлические трубы, металлические карнизы и кровлю и пр. (рис. 1).

Рис. 1. Устройство элементов молниезащиты:

а, б — молниеприемники из стальной проволоки; в — молниеприемники из круглой стали; г — молниеприемники из водогазопроводных труб; д — молниеприемники из полосовой стали; е — молниеприемники из угловой стали;

Молниеприемник обязательно должен быть соединен с заземлителем. Для этого нужен токоотвод. Его нельзя располагать ближе 15 см к сгораемым конструкциям. Как правило, токоотводы изготавливают из круглой оцинкованной стальной проволоки, угловой или полосовой стали, а также металлических труб. Токоотводы и молниеприемники между собой соединяют при помощи сварки, болтов или заклепок. После этого их обязательно изолируют.

Заземлители предназначены для передачи электрического разряда молнии в землю. Вертикальные заземлители применяют при сухой почве, в местах с низким уровнем грунтовых вод. Такого рода заземлители изготавливают в виде металлических стержней длиной 2—3 м. Их вбивают в землю на расстоянии не более 3 м друг от друга. Под землей они соединены друг с другом при помощи металлической перемычки, к середине которой приварен токоотвод.

Горизонтальные заземлители представляют собой стальную арматурную проволоку диаметром 15—20 мм или полосовую сталь площадью сечения около 160 мм2, уложенные в почву на глубину не менее 80 см. Горизонтальные заземлители применяются в том случае, если почвы влажные, а уровень грунтовых вод высокий. И вертикальные, и горизонтальные заземлители должны прокладываться не ближе 5 м от крыльца и пешеходных дорожек. Если жилой дом имеет металлическую кровлю, то молниезащиту можно выполнить следующим образом. К скатам крыши крепят токоотвод, который соединяют с заземлителем (в качестве такового может выступить водопроводная труба). На рис. 85 наглядно показано, как можно выполнить тросовую систему молниезащиты на строении с металлической кровлей.

В том случае, когда на небольшом расстоянии от построек расположено высокое дерево или деревья, то есть возможность смонтировать молниезащиту для всех построек, находящихся во дворе. Как и все устройства, молниезащита также требует регулярного осмотра, ухода и при необходимости ремонта. Когда из строя выходит электрод вертикального заземлителя, необязательно его выкапывать. Достаточно рядом с негодным электродом поставить новый и подсоединить его к общему токоотводу.

Защита подземных сооружений от электрокоррозии.

Переход тока с подземного металлического сооружения в земно в анодных зонах вызывает электрокоррозию металла, которая может быть очень интенсивной. Например, наблюдались случаи, когда стальные трубопроводы вследствие электрокоррозии выходили из строя через три года, еще быстрее повреждались кабели связи. Разрушались также рельсы и рельсовые скрепления в анодных зонах рельсовой сети.

Особую опасность блуждающие токи представляют для подземных частей опор контактной сети. Стекая с подземной части железобетонной опоры или железобетонного фундамента в грунт, блуждающие токи вызывают электрокоррозию их металлической арматуры. Плохое качество бетона, трещины, сколы, выкрошивания усиливают интенсивность разрушения арматуры.

Опасность электрокоррозии стальной арматуры железобетона в результате действия блуждающих токов усугубляется тем обстоятельством, что объем получающихся продуктов коррозии при этом в два с лишним раза больше объема металла, подвергнувшегося электрокоррозии. Это создает большие внутренние напряжения в бетоне, вызывающие его растрескивание. Последнее в свою очередь приводит к еще более интенсивной коррозии арматуры, так как к действию электрокоррозии добавляется действие атмосферной и почвенной коррозии. Для определения состояния подземную часть опор периодически обследуют. В случае обнаружения каких- либо ненормальностей определяют степень повреждения, устанавливают необходимый объем ремонта и срок его проведения.

На электрифицированных дорогах переменного тока подземные сооружения подвергаются электрокоррозии в значительно меньшей степени. Это объясняется тем, что переменный электрический ток меняет свое направление 100 раз в 1 с. Соответственно уменьшается опасность электрокоррозии.

Мероприятия по защите подземных сооружений от коррозии блуждающими токами в первую очередь направлены на снижение утечки тяговых токов с рельсов в землю. Для этого стремятся увеличить переходное сопротивление между рельсами и землей путем укладки рельсов на щебень, пропитки шпал антисептиками, исключения касания подошвы рельсов основания пути (просвет между основанием пути и подошвой рельсов должен быть не менее 30 мм). Особое внимание обращают на то, чтобы рельсы не имели случайного электрического контакта с металлическими подземными сооружениями. В местах примыкания не электрифицированных линий, рельсы которых не используются для прохождения тяговых токов, устанавливают изолирующие стыки.

На мостах рельсы изолируют от металлических пролетных строений и арматуры железобетона; применяют изолирующие покрытия для трубопроводов, избегают пересечения трубопроводов и кабелей с электрическими железными дорогами. Если такие пересечения необходимы, дополнительно изолируют подземные сооружения.
Увеличивая переходное сопротивление между рельсами и землей, принимают также меры к уменьшению сопротивления рельсовой сети. Кроме того, снижают блуждающие токи, используя различные электрические способы защиты.