Нормативные основы организации молниезащиты

Молниезащита является важной составляющей системы безопасной эксплуатации, особенно для электрооборудования и при работе во взрывоопасных зонах. Опасные и неблагоприятные факторы атмосферного электричества принято разделять на прямые удары молнии и вторичные явления – электромагнитные помехи в части обеспечения электромагнитной совместимости. Методы расчета и защиты оборудования от электромагнитных помех хорошо разработаны и нормативно достаточно обеспечены, включая способы измерений и проверок работоспособности.

Организация защиты от прямых ударов молнии имеет ряд особенностей:

• установленная молниезащита не подлежит проверке опытным путем или измерениями, вместе с тем последствия отказа могут быть весьма существенными;
• вероятностный характер защиты, любое устройство молниезащиты может предотвратить развитие молнии лишь с конечной степенью надёжности;
• уровень нормативных документов – стандарты организаций и национальные стандарты.

В Федеральном законе № 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений» содержаться необходимые требования. В статье 9 указано требование, являющееся основой для молниезащиты: «Здание или сооружение на территории, на которой возможно проявление опасных природных процессов и явлений и (или) техногенных воздействий, должно быть спроектировано и построено таким образом, чтобы в процессе эксплуатации здания или сооружения опасные природные процессы и явления и (или) техногенные воздействия не вызывали последствий …». В соответствии со статьей 18: «Для обеспечения безопасности зданий и сооружений …, в проектной документации должны быть предусмотрены: меры, направленные на защиту людей, здания или сооружения, территории, на которой будут осуществляться строительство, реконструкция и эксплуатация здания или сооружения, от воздействия опасных природных процессов и явлений и техногенных воздействий, а также меры, направленные на предупреждение и (или) уменьшение последствий воздействия опасных природных процессов и явлений и техногенных воздействий».

В редакции, введенной в действие с 1 сентября 2024 года статус стандартов организаций повышается, при определённых условиях их использование является доказательством соответствия зданий и сооружений требованиям Технического Регламента о безопасности зданий и сооружений (статья 6, Федеральный закон от 30.12.2009 № 384-ФЗ). Стандарты организаций, предусматривающие требования к безопасности зданий, сооружений, процессов, осуществляемых на всех этапах их жизненного цикла, применяются со дня регистрации указанных стандартов в Федеральном информационном фонде стандартов в порядке, установленном законодательством Российской Федерации о стандартизации. В части обеспечения соблюдения требований пожарной безопасности применяются стандарты организаций, согласованные в соответствии с пунктом 4 части 1 статьи 6 Федерального закона от 22 июля 2008 года № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности».

Доказательством соответствия построенного сооружения или применяемого устройства требованиям технических регламентов является их характеристики (например, сопротивление заземляющего устройства, тип и площадь сечения проводов и кабелей и т. п.). В случае отсутствия значимых характеристик требуется соответствие конструктивных характеристик сооружения требованиям нормативных документов, входящих в доказательную базу технических регламентов. Учитывая вероятностный характер воздействия прямых ударов молнии, следование принятым нормативным документам является доказательством эффективности системы молниезащиты. При анализе аварийных ситуаций требуется установить, являлась ли авария следствием неверно устроенной молниезащиты, или укладывается в норму вероятности прямого удара молнии – простейший способ установить это – проверить соответствие системы молниезащиты техническим регламентам. При проектировании следует придерживаться порядка, установленного нормативными документами, обеспечивающими указанное соответствие.

Основные нормативные документы по организации молниезащиты:

1. ГОСТ Р МЭК 62305-1-2010. Национальный стандарт Российской Федерации. Менеджмент риска. Защита от молнии. Часть 1. Общие принципы;
2. ГОСТ Р МЭК 62305-2-2010. Национальный стандарт Российской Федерации. Менеджмент риска. Защита от молнии. Часть 2. Оценка риска;
3. ГОСТ Р 59789-2021 (МЭК 62305-3:2010). Национальный стандарт Российской Федерации. Молниезащита. Часть 3. Защита зданий и сооружений от повреждений и защита людей и животных от электротравматизма;
4. ГОСТ Р МЭК 62305-4-2016. Национальный стандарт Российской Федерации. Защита от молнии. Часть 4. Защита электрических и электронных систем внутри зданий и сооружений. Это перевод и адаптация международного стандарта IEC 62305. Стандарт соответствует современному представлению о молниезащите и содержит информацию о большинстве аспектов организации молниезащиты. Далее эти стандарты будут рассматриваться как единая система ГОСТ Р МЭК 62305/59789;
5. РД 34.21.122-87 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений»;
6. СО 153-34.21.122-2003 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций». Наиболее распространенные нормативные документы по организации молниезащиты. Некоторые считают их единственными действующими документами, до 2010 года так и было. Эти нормы перекрываются по содержанию, но несмотря на это признаны действующими и могут применяться одновременно (в соответствии с письмом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 01.12.2004 № 10-03-04/182);
7. СТО Газпром 2-1.11-170-2007 Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и коммуникаций ОАО «Газпром»;
8. РД-91.020.00-КТН-276-07 Нормы проектирования молниезащиты объектов магистральных нефтепроводов и коммуникаций ОАО «АК «Транснефть» и дочерних акционерных обществ;
9. СТО РЖД 08.026-2015 «Устройства железнодорожной инфраструктуры. Защита от атмосферных и коммутационных перенапряжений. Устройства молниезащиты и заземления технических средств. Технические требования»;
10. СТО 5694700729.240.01.22156947007-221-2016 (ОАО «ФСК ЕЭС») «Руководство по защите электрических сетей напряжением 110-750 кВ от грозовых и внутренних перенапряжений»;
11. СТО 56947007-29.240.02.001-2008 (ОАО «ФСК ЕЭС») «Методические указания по защите распределительных электрических сетей напряжением 0,4-10 кВ от грозовых перенапряжений»;
12. ВСП 22-02-07 (МО РФ) Нормы по проектированию, устройству и эксплуатации молниезащиты объектов военной инфраструктуры;
13. ГОСТ 35053-2023 Магистральный трубопроводный транспорт нефти и нефтепродуктов. Обеспечение защиты от молнии и статического электричества. Основные положения;
14. ГОСТ Р 54418.24-2023(МЭК 61400-24:2019) Ветроэнергетика. Установки ветроэнергетические. Часть 24. Молниезащита.

Стандарты некоторых крупных организаций, содержащие порядок организации молниезащиты, сюда же отнесём ГОСТ 35053 и ГОСТ Р 54418.24 в связи с ограниченной областью применения. Достаточно полно проработанные документы, которые можно использовать при проектировании. Основным ограничением для использования является отсутствие общедоступных официальных текстов данных документов. Фактически для использования такого документа при проектировании требуется включение в состав проектной документации экземпляра стандарта организации и, возможно, соглашения о его использовании сторонней организацией.

Для начала определим место этих документов в системе нормативной документации. Как известно, обязательные для применения и исполнения требования к объектам технического регулирования (продукции или к продукции и связанным с требованиями к продукции процессам проектирования (включая изыскания), производства, строительства, монтажа, наладки, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации) устанавливают технические регламенты. Соблюдение требований обеспечивается применением документов, входящих в перечень документов в области стандартизации, в результате применения которых на добровольной основе обеспечивается соблюдение требований соответствующего технического регламента. Для технического регламента о безопасности зданий и сооружений национальные стандарты и своды правил применяются со дня включения таких требований в реестр требований, подлежащих применению при проведении экспертизы проектной документации и (или) экспертизы результатов инженерных изысканий, осуществлении архитектурно-строительного проектирования, строительства, реконструкции, капитального ремонта, эксплуатации и сноса объектов капитального строительства (стройкомплекс.рф). Стандарты организаций, предусматривающие требования к безопасности зданий, сооружений, процессов, осуществляемых на всех этапах их жизненного цикла, применяются со дня регистрации указанных стандартов в Федеральном информационном фонде стандартов (www.gostinfo.ru) в порядке, установленном законодательством Российской Федерации о стандартизации. В части обеспечения соблюдения требований пожарной безопасности применяются стандарты организаций, согласованные в соответствии с пунктом 4 части 1 статьи 6 Федерального закона от 22.07.2008 № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности». Документ может входить в указанные перечни и реестры непосредственно, а может содержаться в ссылках документов, входящих в них – такие документы мы также будем считать входящими в доказательную базу технических регламентов. Результаты сведены в таблицу 1.

Таблица 1

Использование документов по молниезащите в качестве доказательной базы

*¹Для получения текста нормативного документа Системы стандартизации ПАО «Газпром» следует руководствоваться порядком, установленным СТО Газпром 1.13.

*² Деятельность по ведению отраслевого информационного фонда ПАО «Транснефть» и распространению нормативных документов ПАО «Транснефть» осуществляет ООО «НИИ Транснефть».

³ Применение настоящего стандарта сторонними организациями оговаривается в договорах (соглашениях) с ОАО «РЖД».

Получается, что формально для доказательства соответствия проектной документации требованиям технических регламентов практически без ограничений можно использовать РД 34.21.122-87 и СО 153-34.21.122-2003 (на эти нормы есть ссылки во всех основных сводах правил), а ГОСТ Р МЭК 62305/59789 - для ограниченного числа объектов, в своде правил для которых есть ссылка на него. Остальные документы можно использовать совместно с ними, при этом использование должно быть обосновано заданием на проектирование. Использование СТО Газпром 2-1.11-170, РД-91... (АК «Транснефть») и СТО РЖД 08.026-2015 сторонними организациями также должно быть оговорено соглашением с разработчиками. Полноценное использование в качестве доказательной базы для стандартов организаций может быть доступно после их регистрации в Федеральном информационном фонде стандартов, в настоящее время ни один из них не зарегистрирован и обоснованием для проектных решений (в части соответствие техническому регламенту о безопасности зданий и сооружений) не является. Национальные стандарты ГОСТ 35053-2023 и ГОСТ Р 54418.24 можно использовать без ограничений, но самостоятельно доказательной базой они не являются.

Кроме возможности обоснования важную роль играет область применения нормативного документа. Области применения документов по молниезащите сведены в таблицу 2. При определении учитывались прямые указания нормативного документа и наличие специфических проектных решений для областей применения. Например, для взрывоопасных установок специфичным является молниезащита взрывоопасных зон, а не только самого объекта. В этом смысле СО 153-34.21.122-2003 не содержит проектных решений по молниезащите взрывоопасных установок, хотя и не содержит явных ограничений по области применения.

Документы по молниезащите, как выполненные для проектных решений по одной тематике, обладают сложными и неоднозначными связями между собой. Наиболее старые документы - РД 34.21.122-87 и СО 153-34.21.122-2003 – являются основой для остальных документов. СО 153-34.21.122-2003 ссылается IEC 1024-1-1 для обычных объектов и стандарт МЭК 61312 (IEC-61312-1 «Защита от электромагнитного импульса молнии. Часть 1. Основные принципы») для вторичных явлений молнии. Стандарт IEC 1024 «Защита сооружений от удара молний» давно заменён, на сайте IEC нет даже упоминания о нём. В настоящее время используется стандарт ГОСТ Р МЭК 62305. Фактически в настоящее время параметры молниезащиты для расчета методом защитного угла и размеры сеток для уровня защиты III, указанные в СО 153-34.21.122-2003 (заимствованные из IEC 1024), не соответствуют международным и российским национальным стандартам – ГОСТ Р МЭК 62305-1-2010, IEC 62305-3:2010. СТО Газпром 2-1.11-170-2007 выполнен на основе СО 153-34.21.122-2003 и РД 34.21.122-87. Разработчики, по-видимому, попытались совместить оба документа, обновленный и методически полный документ. Получившийся документ действительно по качеству превосходит стандартные – он подробно объясняет все вопросы молниезащиты и является лучшим из всех для организации молниезащиты взрывоопасных объектов. РД-91.020.00-КТН-276-07 в основном основан на РД 34.21.122-87 с некоторыми добавлениями из СО 153-34.21.122-2003, то есть нормы в нем чуть более жесткие. Основным достоинством РД-91.020.00-КТН-276-07 является альбом подробных типовых решений молниезащиты объектов магистральных нефтепроводов. СТО РЖД 08.026-2015 основан на ГОСТ Р МЭК 62305 с дополнением из СО 153-34.21.122-2003. Это наиболее современный документ, соответствующий международным стандартам. Применяется он только к обычным объектам, как и ГОСТ Р МЭК 62305.

Таблица 2

Область применения документов по молниезащите

Рассматривая выбор норм для разработки молниезащиты, уместно привести сравнительную характеристику вышеперечисленных нормативных документов для основных параметров проектирования защиты от прямых ударов молнии:

Таблица 3

Сравнительная характеристика нормативных документов молниезащиты

При выборе способа обоснования проектных решений требуется проанализировать различия и сильные стороны нормативной документации. Кроме того, пригодность для проектирования определяется наличием последовательности проектных решений и размерами защитных зон при сопоставимой надежности защиты. Однако некоторая оптимизация проектных решений оправдана только при доказанном соответствии решений требованиям технических регламентов, помощь в установлении которой оказывает эта статья.