Методы определения защитной зоны при грозоразрядах

время грозового разряда в течение очень короткого времени (-100 мке) при токе молнии порядка 100 - 200 кА в канале молнии развивается температура до 30000 °С.

В разных районах нашей страны число грозовых дней и число грозовых часов различно. Так, на южных приморских территориях среднее годовое число грозовых часов превышает 100, в средней полосе Европейской части РФ - от 60 до 80. в районах Крайнего севера - менее 10 час.

Ток молнии производит электромагнитное, тепловое и механическое воздействия на те сооружения, по которым проходит во время удара молния.

Производственные, жилые и общественные здания и сооружения, в зависимости от их назначения, а также от ожидаемого ежегодного количества поражений их молнией должны иметь молниезащиты в соответствии с одной из трех категорий устройств (см. СН-305-69). Так, взрывоопасные производственные здания и сооружения классов В-1 и В-2 должны иметь 1 категорию молниезащиты. Нужные технологические установки, содержащие взрывоопасные газы, пары, горючие и легковоспламеняющиеся жидкости, относимые ПУЭ к классу В-1г, (взрыв в этих сооружениях не может повлечь за собой человеческие жертвы) должны обеспечиваться молниезащитой 2 категории. Молниезащиту 3 категории должны иметь здания и сооружения классов II-I, II-II, II - IIа при условиях:

1.  объекты расположены в местностях со среднегодовой грозовой деятельностью более 20 ч/год;

2.  ожидаемое количество поражений более 0,05 в год для зданий 1 и 2 степени огнестойкости;

3.  ожидаемое количество поражений не менее 0,01 в год для зданий и сооружений 3, 4, 5 степеней огнестойкости.

Таблица 1

Среднее число поражений молнией 1 км² земной поверхности

Ожидаемое количество поражений в год зданий и сооружений оборудованных молниезащитой, определяется по формуле:

где

Sи α - ширина и длина здания, м;

 - высота здания по его боковым сторонам, м;

п - среднее число поражений молнией 1 км² поверхности в гос месте строительства здания (см. табл. 1).

Горизонтальные заземлители из полосовой стали, укладывают одним или несколькими расходящимися лучами в грунт, на глубину 0.6 - 0,8 м от поверхности. Вертикальные заземлители из стальных стержней ввинчиваются или забиваются в грунт на глубину 4 - 5 м.

ЗАЩИТА ОТ ПРЯМЫХ УДАРОВ МОЛНИИ

Сооружение будет защищено от прямых ударов молнии, если все его части окажутся в пределах зоны защиты молниеотводов.

Существует несколько способов определения зоны защит молниеотводов:

■  графический,

■  пономограммам,

■  аналитический.

ГРАФИЧЕСКИЙ СПОСОБ

Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода высотой h, представляет собой конус с образующей в виде ломанной лини (рис. 1), вершина которого совпадает с вершиной молниеотвода. Основание конуса представляет собой окружность радиусом r, Графическое построение зоны защиты производится соединением точек на оси молниеотвода на расстоянии 0,8h и hот земли с точками по обе стороны от основания молниеотвода на расстоянии соответственно 1,5 hи 0,75 h.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЫСОТЫ МОЛНИЕПРИЁМНИКА ПО НОМОГРАММАМ

На рисунке 3 представлена номограмма для определения высоты одиночного стержневого молниеотвода. На номограмме по одной из двух шкал (при  и ) определяется высота молниеотвода.

Есть номограммы для определения высоты двойного молниеотвода (2).

Для защиты от прямых ударов молнии применяются молниеотводы, состоящие из молниеприёмника, токовода-проводника и заземлителя.

При прохождении тока молнии через молниеотвод на почве вблизи заземлителей могут возникнуть опасные для людей потенциалы. Поэтому необходимо заземлители молниеотводов размещать в редко посещаемых местах в удалении на 5 и более метров от проезжих и пешеходных дорог.

В зависимости от вида молниеприёмника молниеотводы подразделяются на стержневые (диверторные), антенные (тросовые) и сетчатые. По числу совместно действующих молниеприёмников делятся на одиночные, двойные и многократные. Каждый молниеотвод должен иметь свой заземлитель. Величина импульсного сопротивления растеканию заземлителя каждого молниеотвода должна быть менее 10 Ом.

Опоры стержневых молниеотводов могут быть выполнены из любых марок сталей и из дерева, пропитанного антисептиками (допускается использование стволов деревьев, растущих вблизи защищаемых зданий и сооружений).

Могут быть использованы молниеприёмники из любых марок сталей