Устройство системы молниезащиты

Размещено на http://www.allbest.ru/

Устройство системы молниезащиты

Категории молниезащиты

Существует три категории молниезащиты. Принадлежность здания к определенной категории зависит от присвоенного класса пожаро -- и взрывоопасности и других факторов.

К первой категории относятся здания, помещения которых относятся к зонам классов В-I, В-II (согласно ПУЭ). Речь идет про помещения с горючими и легко воспламеняющимися парами и газами, взрывающимися при контакте с воздухом (В-I). К классу В-II относятся места проведения работ с горючей пылью или волокнами, способными взорваться при нормальных режимах работы.

Вторая категория - помещения, относящиеся к зонам классов В-Iа, В-Iб и В-IIа. Сюда относятся сооружения для работы со смесями горючих газов, взрывоопасные смеси которых образуются в результате аварий или неисправностей (В-Iа и В-Iб), а также места проведения работ с горючей пылью и волокнами.

К третьей категории относят абсолютное большинство непроизводственных зданий и сооружений, как то: вычислительные центры, учебные и медицинские сооружения, спортивные здания и пр.

Устройство молниезащиты должно выполняться в зданиях всех классов, описанных в нормативных документах.

Исчерпывающие пояснения, касающиеся категорий молниезащиты и классов помещений, находятся в РД 34. 21.122-87, ПУЭ (раздел 7.3). Подробные правила устройства молниезащиты можно обнаружить там же.

Жилые и общественные здания относятся к третьей категории. Их надлежит охранять от попаданий молнии, и также заноса высокого потенциала через наземные/надземные металлические коммуникации.

Мероприятия по молниезащите отличаются для разных зданий. Так, в зданиях шириной более 100 м в обязательном порядке требуется производить выравнивание потенциалов (п. 1.2 из РД 34. 21.122-87).

Согласно п. 2.25 этого же документа молниезащита зданий и сооружений, относимых по устройству молниезащиты к 3 категории, должна выполняться одним из методов, указанных в п. 2.11, с соблюдением требований п. 2.12 и 2.14. в указанных местах документа.

В приведенных параграфах описана защита дома от молнии в зависимости от типа крыши (металлическая либо неметаллическая).

Во всех возможных случаях рекомендуется использовать ж/б фундаменты зданий в качестве естественных заземлителей при прямом попадании молнии.

Если же это осуществить невозможно, следует позаботиться об искусственных заземлителях. Например, о вертикальных либо горизонтальных электродах определенной длины.

Системы молниезащиты

Их всего две -- внешняя и внутренняя.

Внешняя молниезащита - система, состоящая из молниеприемника, токоотвода и заземлителя. Служит для защиты от непосредственного воздействия молнии на защищаемый объект.

Основная функция -- принять удар молнии. Сила тока молнии принимается на себя системой молниезащиты и отводится в землю через токоотводы молниезащиты.

Прохождение электрического тока молнии должно происходить без ущерба для самого здания или сооружения, электрооборудования, находящегося в нем, и, что самое главное -- быть безопасным для жизни людей, находящихся в здании или около него.

Внешняя молниезащитная система может представлять собой стоящие на определенном расстоянии друг от друга молниеотводы (тросовые либо стержневые), в качестве естественных молниеотводов могут выступать соседние сооружения. Такая система называется изолированной от защищаемого сооружения.

Также внешняя молниезащитная система может быть установлена непосредственно на защищаемом сооружении или (и) быть его частью (например, водосточная труба).

В качестве естественных молниеприемников защищаемых зданий и сооружений можно использовать:

Металлические крыши при соблюдении некоторых условий относительно непрерывности металлического покрытия крыши и его долговечности, толщины металла, а так же толщины изоляции металлического покрытия (например, слоя краски или каких-либо пластиковых покрытий).

Различные металлические конструкции крыши (например, стальная, соединенная между собой, арматура).

Разнообразные металлические элементы: водосточные трубы, орнамент и т. п. Подобные молниеприемники должны иметь сечение не меньше, чем обычные.

Токоотвод соединяет точку поражения с землей. Для увеличения безопасности и снижения риска искрения длина этого пути должна быть минимальной.

Также необходимым условием безопасности является растекание тока в землю по нескольким параллельным путям.

В случае изолированной молниезащитной системы для разных конструкций молниеприемников предусматривается разное количество токоотводов.

Например, для молниеприемника, сделанного из отстоящих друг от друга горизонтальных проводов или из одного провода, на каждый конец провода требуется, по крайней мере, по одному токоотводу. Токоотводы в идеальном случае должны быть расположены вблизи углов зданий и равномерно размещаться по всему периметру защищаемого здания или сооружения.

Не рекомендуется размещать токоотводы в водосточных трубах. Также следует прокладывать токоотводы на максимальном удалении от оконных и дверных проемов.

Токоотводы должны выполняться прямыми линиями, что соответствует кратчайшему пути от точки поражения до земли. Прокладка в виде петель не рекомендуется.

Глубина нахождения в грунте заземлителя, будь то заземляющий контур или вертикальные и горизонтальные заземляющие проводники, производится на уровне 0, 5 м. и ниже. Увеличение глубины закапывания целесообразно, если с увеличением глубины снижается удельное сопротивление грунта.

Внутренняя молниезащита служит для устранения вторичных проявлений молнии, а именно импульсных перенапряжений, возникающих в результате электромагнитного действия тока молнии.

Импульсные перенапряжения могут вызвать выход из строя оборудования. Поэтому существуют специальные устройства защиты от них, так называемые УЗИП.

Перенапряжения могут быть вызваны прямым ударом молнии в здание или в подведенные к нему коммуникации, например, ЛЭП. Такие перенапряжения являются наиболее опасными, так как несут в себе большую энергию.

Существуют так же перенапряжения, вызванные, например, ударом молнии вблизи здания или сооружения. Несут в себе меньшую опасность, если сравнивать с первым случаем.

Устройство молниеотвода может быть выполнено согласно одному из следующих типов:

одиночный стержневой;

одиночный тросовый

двойной стержневой;

двойной тросовый;

замкнутый тросовый.

Далее будут рассмотрены особенности каждого типа.

Одиночный стержневой молниеотвод

Молниеотвод имеет высоту h. Зона защиты - круговой конус высотой h0 < h, его вершина совпадает с вертикальной осью молниеотвода. Зона защиты на земле представляет собой круг радиусом r0.

молниезащита заземлитель токоотвод

Одиночный стержневой молниеотвод. Зона защиты

При высоте молниеотвода h <= 150 м имеют место следующие формулы расчета:

Зона A:

h0 = 0,85h

r0 = (1,1 -- 0,002h)h

rx = (1,1 -- 0,002h)(h -- hx / 0,85)

Зона Б:

h0 = 0,92h

r0 = 1,5 / h

rx =1,5(h -- hx / 0,92)

Для зоны Б при заданных значениях hx и rx может быть рассчитана по формуле:

h = (rx + 1,63 * hx) / 1,5

Основные понятия и определения

Прямой удар молнии - непосредственный контакт молнии со зданием или сооружением, который сопровождается протеканием через него электрического тока молнии.

Вторичные признаки (проявление) молнии -- в металлических элементах и конструкциях зданий, оборудования внутри зданий, не имеющих прямого контакта с каналом молнии, наблюдается наведение потенциалов. Эффект вызван близостью разрядов молнии к объекту. Возникает опасность искрения внутри объекта.

Молниеотвод - специально разработанное защитное устройство, служащее для принятия удара молнии в себя и отведения тока молнии в землю. Молниеприемник отвечает за непосредственный захват разряда. Помимо него в состав молниеотвода входят токоотвод и заземлитель.

Приспособления (устройства) для защиты от вторичных воздействий молнии - специальные устройства, ограничивающие вредное воздействие электрического/магнитного полей молнии в защищаемом объекте.

Устройства для выравнивания потенциалов - элементы защитных устройств, ограничивающие разность потенциалов, вызванную растеканием тока молнии.

Заземлитель - устройство, состоящее из одного или нескольких проводников, которые находятся в непосредственном контакте с землей. Предназначены для отвода пойманного тока молнии в землю. Вторая функция - ограничение перенапряжения, возникающего в результате близких ударов молнии. Заземлители встречаются естественные и искусственные.

Естественные заземлители - металлические или ж/б конструкции зданий и сооружений, которые находятся в прямом контакте с грунтом (заглублены в землю).

Искусственные заземлители - конструкции из нескольких вертикальных/горизонтальных проводников; проложенные в земле контуры заземления.

Размещено на Allbest.ru