Воздействие разряда молнии на наземные объекты разделяют на первичные и вторичные. К первичным воздействиям относят непосредственные поражения прямыми ударами молнии зданий, сооружений, резервуаров, высоких труб и др. В результате прямых ударов молнии в объекты, в которых находятся горючие вещества, могут возникнуть пожары и взрывы. К вторичным воздействиям молнии относят появление высоких потенциалов атмосферных перенапряжений на изолированных от земли металлических сооружениях, оборудовании и конструкциях. Эти высокие потенциалы могут вызвать поражения людей, а также появление искр между металлическими частями сооружений и землей, что в свою очередь может послужить причиной возникновения пожаров и взрывов. Вследствие этих причин все пожароопасные и взрывоопасные установки нефтебаз, нефтенасосных и газокомпрессорных станций должны быть защищены как от первичных, так и от вторичных воздействий молнии.
Рис. 97. Молниеприемники
Для защиты от прямых ударов молнии служат молниеотводы, которые состоят из молниеприемника, непосредственно воспринимающего удар молнии, заземлителя, отводящего ток молнии в землю, и токоотвода (спуска), соединяющего молниеприемник с заземлителем. Конструктивно молниеприемники выполняют стержневыми, тросовыми и сетчатыми. Стержневые молниеприемники выполняют отдельно стоящими (рис. 97,а) или укрепленными на зданиях и сооружениях (рис. 96,б). Стержневые молниеприемники изготовляют из стальных уголков размером 50 X 50 или 35X35 мм, круглой стали диаметром 25 мм или из стальных труб диаметром 40—50 мм. Тросовые молниеприемники применяют для защиты длинных и узких объектов (например, технологических эстакад, высоковольтных токопроводов). Тросовые молниеприемники представляют собой стальной трос сечением не менее 35 мм2, подвешенный на двух несущих опорах над защищаемым объектом (рис. 97,в). Сетчатые молниеприемники изготовляют в виде металлической сетки из стальной проволоки диаметром 6—8 мм с ячейками 5Х5 м, укладываемой на неметаллическую крышу (непосредственно или под слой рубероида). Защитное действие молниеотводов основано на том, что разряды молнии поражают наиболее высокие в районе ее действия здания и сооружения. Учитывая это обстоятельство, молниеприемники делают такой высоты, чтобы они были выше защищаемых ими объектов, а сами объекты входили в зону защиты, образуемой молниеприемником. Зона защиты стержневого молниеприемника представляет собой конус, вершиной которого является вершина молниеприемника, а основанием площадь окружности с радиусом r=l,5h, где h — высота молниеприемника. Зона защиты тросового молниеприемника представляет собой трехгранную призму, верхней гранью которой является натянутый трос, а основанием площадь стороны призмы на уровне земли, шириной 2X1,25 h (где h — высота, подвеса троса) и длиной, равной расстоянию между опорами, на которых закреплен трос. Место установки молниеприемников, их высота и зона действия защиты определяются проектом. Токоотводы (спуски) изготовляет из стальной катанки диаметром не менее 6 мм или из полосовой стали сечением не менее 48 мм2 и толщиной не менее 4 мм. Конструктивное выполнение заземлителей молниезащиты и выбор места для их закладки не отличаются от решений, принимаемых для защитного зануления и заземления электроустановок.
Здания и сооружения, подлежащие молниезащите, подразделяются на три категории. К категории I относятся здания и сооружения с взрывоопасными зонами классов В-I и В-II; к категории II — здания и сооружения со взрывоопасными зонами B-Ia, В-I,, В-IIа и наружные взрывоопасные зоны класса В-Iг; к категории III — здания и сооружения, относящиеся к пожароопасным зонам всех классов (П—I, Π—II, П—IIа и П—III). Здания и сооружения категории I защищают от прямых ударов молнии молниеприемниками — стержневыми отдельно стоящими или тросовыми. Молниеприемники и заземлители объектов категории I должны быть изолированы от заземляющих устройств защиты, от вторичных воздействий молнии и защитного зануления (заземления) электроустановок. Здания и сооружения категории II защищают от прямых ударов молнии стержневыми молниеприемниками отдельно стоящими или установленными на зданиях и тросовыми молниеприемниками; допускается использовать сетчатые молниеприемники, наложенные на кровлю здания. Для объектов категории II разрешается объединять заземлители защиты от прямых ударов молнии, от вторичных воздействий молнии и зануления и заземления электроустановок. К категории II молниезащиты относятся также резервуары с горючими жидкостями и газами. При толщине металла крыши менее 4 мм они защищаются от прямых ударов молнии молниеприемниками отдельно стоящими или установленными на резервуарах (рис. 98). При толщине металла более 4 мм достаточно присоединить металлический корпус резервуара к заземляющему устройству. Здания и сооружения категории III защищают от прямых ударов молнии стержневыми молниеприемниками как отдельно стоящими, так и установленными на самом защищаемом объекте. Заземлители защиты от прямых ударов и вторичных воздействий молнии, а также защитного зануления и заземления могут быть общими.
Высокие отдельно стоящие или расположенные на зданиях трубы защищают от прямых ударов молнии молниеприемниками высотой 3 м, устанавливаемыми на самой трубе; если труба имеет высоту более 50 м, необходимо установить два молниеприемника по диаметрально противоположным сторонам трубы.
Защитой от вторичных воздействий молнии служит заземление всех металлических сооружений, оборудования и металлоконструкций, находящихся как внутри здания, так и снаружи. Здания и сооружения категории I по молниезащите должны иметь для защиты от вторичных воздействий молнии заземляющее устройство, отдельное от заземляющего устройства защиты от прямых ударов молнии. Здания и сооружения категории II и III специальной защиты от вторичных воздействий молнии не имеют; их металлические конструкции присоединяют к заземляющим устройствам защитного зануления и заземления электроустановок и защиты от прямых ударов молнии.
Рис. 98. Молниезащита резервуаров
Для предупреждения заноса высоких потенциалов внутрь здания необходимо перед вводом в здание заземлять металлические эстакады, оболочки кабелей, трубы всех назначений и другие протяженные конструкции и коммуникации. Нефтепроводы должны быть заземлены в начале, в конце и на всех ответвлениях. Металлические эстакады, для нефтепродуктопроводов в начале, в конце и через каждые 200—300 м соединяют перемычками с проходящими по ним трубопроводами и присоединяют к заземляющим устройствам.
Для защиты от атмосферных (грозовых) перенапряжений вращающихся машин напряжением 6—10 кВ при питании их распределительных устройств по воздушным, линиям применяют вентильные разрядники. Вентильные разрядники представляют собой фарфоровые цилиндры, в которых последовательно включены искровые промежутки и сопротивления из специального материала, уменьшающего свое сопротивление при увеличении напряжения (т. е. при появлении в сети неренапряжения). Разрядники включают между шинами распределительного устройства 6—10 кВ и заземляющим устройством. При появлении в сети перенапряжения разрядник срабатывает и отводит его в землю, предохраняя таким образом изоляцию машины от повреждения.
