РПЗ. «Расчет молниезащиты»
Методика расчета.
Рассчитать молниезащиту - это значит определить тип защиты, ее зону и параметры (таблица 1.14.1).
По типу молниезащита (м/з) может быть следующей:
— одностержневой;
— двухстержневой одинаковой или разной высоты;
— многократной стержневой;
— одиночной тросовой;
— многократной тросовой.
По степени надежности защиты различают два типа зон:
А — степень надежности защиты ≥ 99,5 %;
Б — степень надежности защиты 95... 99,5 %.
Параметрами молниезащиты являются:
h— полная высота стержневого молниеотвода, м;
h0— высота вершины конуса стержневого молниеотвода, м;
hx— высота защищаемого сооружения, м;
hм — высота стержневого молния приемника, м;
hа— активная высота молниеотвода, м;
rо, rx— радиусы защиты на уровне земли и на высоте защищаемого сооружения, м;
hс— высота средней части двойного стрежневого молниеотвода, м;
2rc, 2rx— ширина средней части зоны двойного стержневого молниеотвода на уровне земли и на высоте защищаемого объекта, м;
α— угол защиты (между вертикалью и образующей), град;
L— расстояние между двумя стержневыми молниеотводами, м;
а— длина пролета между опорами троса, м;
hоп, — высота опоры троса, м;
rx + r′x— ширина зоны тросового молниеотвода на уровне защищаемого сооружения, м;
α+2rcx — длина зоны двойного тросового молниеотвода на уровне защищаемого сооружения, м;
α+2rc — длина зоны двойного тросового молниеотвода на уровне земли, м.
Ожидаемое количество поражений (N ) молнией в год производится по формулам:
—для сосредоточенных зданий и сооружений (дымовые трубы, вышки, башни)
N =9πhx2∙0-6
где hx- наибольшая высота здания или сооружения, м;
n- среднегодовое число ударов молнии в 1 км2 земной поверхности вместе нахождения здания или сооружения (т.е. удельная плотность ударов молнии в землю), I (км/год) определяется по таблице 1.14.2;
—для зданий и сооружений прямоугольной формы:
N=[(B+6hx)(A+6hx)- 7,7hx2]n∙10-6,
Где А и В — длина и ширина здания или сооружения, м.
Примечание. Еслиздание и сооружение имеют сложную конфигурацию, то А и B- это стороны прямоугольника, в который вписывается наплане защищаемый объект.
Таблица 1.14.1. Расчетные формулы молниеотводов при h≤150 м.
|
Зона А |
Зона Б |
|
|
1 |
2 |
|
|
Одиночные стержневые молниеотводы ( рис. 1.14.1.) |
||
|
h0=0,85h r0=(1,1–2∙10-3h)h rx=(1,1 -2∙10-3h)(h–1,2hx) |
h0=0,92h r0=1,5h hx=1,5(h–1,1hx) |
|
|
Двойные стержневые молниеотводы одинаковой высоты (рис. 1.14.2.) |
||
|
При L≤h hc=h0 rcx=rx rc=r0 |
||
|
При h<L≤2h hc=h0-(0,17+3∙10-4h)(L-h) rc=r0 rcx=r0(hc–hx)1/hc При 2h<L≤4h hc=h0-(0.17+3∙10-4h)(L-h) rc=r0[1-0,2/h∙ (L-2h)] rcx=rc(hc – hx)∙1/hc При L>4h Молниеотводы рассматривать как одиночные |
При h<L≤6h hc=h0-0,14(L-h) rc=r0 rcx=r0(hc-hx) 1/hc
При L>6h Молниеотводы рассматривать как одиночные |
|
|
Двойные стержневые молниеотводы применяются разной высоты (рис. 1.14.3) |
||
|
Габаритные размеры торцевых областей зон защиты h01, h02, r01, r02, rx1, rx2 определяются как для одиночных стержневых молниеотводов. Габаритные размеры внутренней области зоны защиты определяются по формулам rc=0,5(r01+r02); hc =0,5(hc1+hc2); rx=(hc-hx) ∙rc/hc Значение hc1 и hc2 определяются как для двойных стержневых молниеотводов одинаковой высоты. |
||
|
Многократные стержневые молниеотводы (рис. 1.14.4) Много |
||
|
Зона защиты строится посредствам попарно взятых соседних стержневых молниеотводов. Основным условием защищенности одного или не скольких объектов высотой с надежности зон А или Б являются rcx>0 |
||
|
Одиночные тросовые молниеотводы (рис. 1.14.5) |
||
|
h0=0,85h r0=(1,35-25∙10-4h) rx=(1,35-25∙10-4h)(h-1,2hx) |
h0=0,92h r0=1,7h rx=1,7(h-1,1hx) |
|
|
Двойные тросовые молниеотводы одинаковой высоты (рис. 1.14.6.) |
||
|
При L≤h hc =h0 rcx=rx rc=r0 |
||
|
1 |
2 |
|
При h<L ≤2h hc=h0-(0,14+5∙10-4h)(L-h) r′x=L(h0-hx)/2(h0-hc) rc=r0 rcx=r0(hc-hx)*1/hc |
При h<L ≤6h hc=h0-0,12(l-h) r′x= L(h0-hx)/2(h0-hc) rc=r0 rcx=r0(hc-hx)∙1/hc |
|
Двойные молниеотводы разной высоты (рис. 1.14.7.) |
|
|
Значения h01, h02, r01, r02, rx1, rx2 определяются по формулам одиночных торсовых молниеотводов. Для определения размеров rc и hc используются формулы rc=0,5(r01+r02); hc=(hc1=hc2) Значения hc1, hc2, r′x1, r′x2, rcx вычисляются по выше приведенным формулам двойного тросового молниеотвода. |
|
Примечание. Для одиночного тросового молниеотвода h —это высота троса в середине пролета. С учетом провеса троса сечением 36... 50 мм2 при известной высоте опор (hoп) и длине пролета (а) высота троса (в метрах) определяется по формулам h = hоп - 2—при а≤120 м; h = hоп -3 — при 120<а ≤150 м.
Таблица 1.14.2. Зависимость n=F(tср)
|
tcр, ч/год
|
10…20 |
21…40 |
41…60 |
|
n, 1/(км2*год) |
1 |
2 |
4 |
|
tср, ч/год |
61…80 |
81…100 |
101 и более |
|
n, 1/(км2*год) |
5,5 |
7 |
8,5 |
|
Примечание. tср- среднегодовая продолжительность гроз, ч/год. Определяется по картам, составленным на основании метеосводок за 10 лет. |
|||
рис.
1.14.1. Зона одиночного стержнего
молниеотвода.
Рис. 1.14.2. Зона защиты двойного стержнего молниеотвода равной длины.
Рис. 1.14.3. Зона защиты двойного стержнего молниеотвода разной длины.
Рис. 1.14.4. Зона защиты (в плане) многократного стержнего молниеотвода.
Рис. 1.14.5. Зона защиты одиночного тросового молниеотвода.
Рис. 1.14.6. Зона защиты двойного торсового молниеотвода
Рис. 1.14.7. Зона защиты двух тросовых молниеотводов разной высоты.
Пример 1.
Дано:
h= 50 м.
hx= 20 м.
B= 20 м.
n= 6 1/(км2∙год)
Тип молниезащиты – однострежневая.
Требуетс:.
· Определить параметры зон молниезащиты и изобразить их ;
· Определить габоритные размеры защитного объекта;
· Определить возможную поражаемость объекта.
Решение:
1. По формулам (таблица 1.14.1) для одиночного стержнего молниеотвода определяются параметры молниезащиты (м/з) для зон.
В мастштабе изображаются зоны А и Б (рис. 1.14.8.).
Зона А:
h0=0,85h=0,85∙50=42,5 м;
r0=(1,1-2∙10-3h)(h=(1,1-2∙10-3∙50) ∙50=50 м;
rx=(1,1 – 2∙10-3h)(h-1,2hx)=(1,1-2∙10-3∙50)∙(50-1,2∙50)=26;
hм=h-h0=50-42,5=7,5м;
ha=h-hx=50-20=30м;
α(A)=arctg(r0/h0)= arctg (50/42,5)=49,6°.
Зона Б:
h0=0,92h=0,92∙50=46 м;
r0=(1,5h)=1,5∙50=75 м;
rx=1,5(h-1,1hx)=1,5∙ (50-1,1∙20)=42 м;
hм=h-h0=50-46=4 м;
ha=h-hx=50-20=30 м;
α(Б)= arctg(r0/h0)= arctg (75/46)=58°
2. Определяются габаритные размеры защищаемого объекта в каждой зоне молниезащиты . Для этого на расстоянии B/2 от средней линии параллельно проводится
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.