Зонная концепция систем молнии-защиты зданий и ЛЭП

Размещено на http://www.allbest.ru/

КОЛЛЕДЖ ВЫСШЕЙ КАТЕГОРИИ

Выпускная квалификационная работа

Зонная концепция систем молнии-защиты зданий и ЛЭП

Выполнил:

Проверил:

Город

2015

Содержание

Введение

1. Теоретическая часть

1.1 Природа молнии

1.2 История создания молниеотвода

1.3 Понятие молниезащиты и зон защиты молниеотводов для зданий и сооружений

1.4 Молниеотводы и их конструкции

1.4.1 Стержневые молниеотводы

1.4.2 Одиночный стержневой молниеотвод

1.4.3 Двойной стержневой молниеотвод

1.4.4 Многократный стержневой молниеотвод

1.4.5 Тросовые молниеотводы

1.4.6 Одиночный тросовый молниеотвод

1.4.7 Двойной тросовый молниеотвод

1.4.8 Сетчатые молниеприёмники

1.5 Токоотводы

1.6 Заземлители

1.7 Расчетная схема определения безопасных расстояний от молниеотвода до сооружения

1.8 Нормирование сопротивления заземления

1.9 Внутренняя молниезащита

2. Практическая часть

2.1 Молниезащита линий электропередач (ЛЭП)

2.2 Расчет молниезащиты

3. Охрана труда и электробезопасность

3.1 Организация работы по охране труда на предприятии и на рабочем

месте

3.2 Мероприятия по технике безопасности при монтаже молниезащитных установок

3.3 Организационные и технические мероприятия по охране труда

при эксплуатации молниезащиты

3.4 Противопожарная безопасность при эксплуатации высоковольтного электрооборудования

4. Охрана окружающей среды и энергосбережение

4.1 Мероприятия по охране окружающей среды при эксплуатации электроустановок

4.2 Мероприятия по снижению электропотребления и рациональному использованию электроэнергии

Заключение

Список литературы

Введение

В данной дипломной работе будет рассматриваться зонная концепция систем молнии-защиты зданий и ЛЭП. Данная тема очень актуальна, так как ввиду совершенной непредсказуемости и огромной мощности молнии, она представляет высокую потенциальную опасность, ведь на Земле происходит около 32миллиардов ударов молний в год. Прямой удар молнии опасен для людей, зданий, энергообъектов вследствие непосредственного контакта канала молнии с поражаемыми объектами. Затраты на осуществление молниезащитных мероприятий приблизительно в 1,5 раза меньше стоимости сгоревших за 5 лет зданий и сооружений. Без системы молниезащиты здания, люди и имущество, находящееся в нем, беззащитны перед ударом стихии. Молниезащита обязательная часть любого здания или производственного объекта. И в настоящий момент современный уровень науки и техники позволяет создать действительно функционально надежную и соответствующую техническому уровню систему молниезащиты.

1. Теоретическая часть

1.1 Природа молнии

молниеотвод заземление молниезащита

Явление молнии само по себе очень интересно, ведь в природе все взаимосвязано и процесс её возникновения ученые долго изучают, но они смогли объяснить только немногие процессы, а остальные остаются для людей загадкой и по сей день.

Рассмотрим сначала природу молнии. Молния - это одно из самых мощных, зрелищных и непредсказуемых явлений природы. Во все времена пытались понять ее природу и спрогнозировать последствия. Молнии, бьющие с неба, несущие смерть и пожары, воспринимались людьми стрелами богов, а гром, сопровождавший вспышки, казался выражением их гнева. Во всех религиях были свои боги, которые могли извергать молнии, наказывать провинившихся. Их боялись, заклинали, приносили им жертвы. Потом стали считатать что молния это и «огненный пар», и «атмосферный огонь». И только в 1752 году Бенджамин Франклин доказал своим экспериментом, что молния - это мощнейший электрический заряд. Он провел свой известный опыт с воздушным змеем, который был запущен навстречу грозовому облаку и продемонстрировал: «Как только грозовая туча окажется над змеем, заостренная проволока станет извлекать из нее электрический огонь, и змей вместе с бечевой наэлектризуется… А когда дождь смочит змея и бечеву, сделав их способными свободно проводить электрический огонь, Вы увидите, как он обильно стекает с ключа при приближении вашего пальца». Вот так впервые были употреблены слова «электризуется», «электрический огонь»,«способными свободно проводить», которые с тех пор трактуются как «электризация», «электрический заряд», «токопроводимость», а «заостренная проволока» - это не что иное, как молниеприемник,а бечева - это молниеотвод.

Итак, мы видим, причина этого явления природы заключается в огромной концентрации атмосферного электричества (заряженных частиц) в грозовых облаках, в которых при присутствии восходящих потоков, происходит разделение отрицательных и положительных зарядов с накоплением заряженных частиц в различных частях тучи. Сегодня существует несколько теорий, касающихся атмосферного электричества и электризации грозовых облаков, как важнейших факторов, оказывающих непосредственное влияние на проектирование и создание комплексной молниезащиты и заземления зданий, сооружений и энергообъектов.

По современным представлениям образование заряженных частиц в облаках связано с наличием у Земли электрического поля, имеющего отрицательный заряд. Вблизи поверхности планеты напряжённость электрического поля равняется 100 В/м. Эта величина практически везде одинакова, не имеет зависимости от времени и места проведения измерений. Электрическое поле Земли обусловлено наличием в атмосферном воздухе свободных заряженных частиц, которые находятся в постоянном движении.

Например, в 1 см3 воздуха насчитывается более 600 положительно заряженных частиц и такое же количество отрицательно заряженных частиц. При удалении от земной поверхности в воздухе резко возрастает плотность частиц, имеющих заряд. Вблизи от земли электрическая проводимость воздуха ничтожно мала, но уже на высотах более 80 км электропроводимость возрастает в 3 000 000 000 раз и становится равной проводимости пресной воды. Если провести аналогии, то в первом приближении нашу планету можно сравнить с огромным конденсатором в форме шара.

При этом в качестве обкладок принимается поверхность Земли и воздушный слой, сосредоточенный на высоте восьмидесяти километров над земной поверхностью. В качестве изолятора выступает часть атмосферы толщиной 80 км, которая обладает низкой электропроводностью. Между обкладками виртуального конденсатора возникает напряжение до 200 кВ, а сила тока может составить до 1 400 А.

Подобный конденсатор обладает невероятной мощностью - порядка 300 000 кВт. В электрическом поле планеты, на высоте между 1 и 8 километрами от уровня земной поверхности, конденсируются заряженные частицы и возникают грозовые явления, которые ухудшают электромагнитную обстановку и являются источником импульсных помех в энергетических системах.

Итак, молнии возникают при очень сильной электризации воздушных масс, вследствие чего накапливается огромная разность потенциалов между землей и грозовой тучей. По мере того, как эта разность потенциалов увеличивается, в туче начинают образовываться светящиеся каналы ионизированного воздуха - лидеры. По направлению движения лидера от облака вниз или от наземного сооружения вверх молнии подразделяются на нисходящие и восходящие. Соприкосновение одного из них с нисходящим лидером (или касание последним поверхности земли) определяет место удара молнии в землю или какой-либо объект. Развитие нисходящей молнии происходит следующим образом. После установления сквозного лидерного канала следует главная стадия разряда - быстрая нейтрализация зарядов лидера, сопровождающаяся ярким свечением и нарастанием тока до пиковых значений, варьирующихся от единиц до сотен килоампер. При этом происходит интенсивный разогрев канала. Продолжительность вспышки составляет 0,2 с, а в редких случаях 1,0-1,5 с. Восходящие лидеры возбуждаются с высоких заземленных сооружений и с остроконечных элементов рельефа, у вершин которых электрическое поле во время грозы резко усиливается. Как-только, эти лидеры соединяются, образовывается сплошной канал ионизированного воздуха, который расширяется взрывообразно и при достижении земли происходит разряд молнии, который мы видим, а затем и слышим. Обычно по каналу проходят не один, а серия из нескольких разрядов, мощность которых со временем уменьшается и молния исчезает. Потом снова происходит накопление разности потенциалов и, как следствие, вспыхивает молния. Одно из ошибочных утверждений состоит в том, что мы видим молнию, когда она устремляется в землю. На самом же деле мы видим обратный путь молнии в небо. Молния - это не однонаправленный удар в землю, а фактически это кольцо, путь в обе стороны. Сама вспышка молнии, которую мы видим, так называемый обратный удар, это завершающая фаза цикла. И когда обратный удар молнии раскаляет воздух, появляется её визитная карточка - гром. Обратный путь молнии - это та часть молнии, которую мы видим как вспышку и слышим как гром. Обратный ток силой в тысячи ампер и миллионы вольт устремляются от земли к облаку со скоростью до 100-140 тыс. км/сек. Длина линейной молнии составляет несколько километров, но может достигать 20 км и более. Основной канал молнии имеет несколько ответвлений длиной 2-3 км. Диаметр канала молнии составляет от 10 до 45 см. Внутренний канал, по которому течет ток, не превышает 1 см, хотя видимый достигает 1 м. Сила тока при этом в момент разряда достигает до 200 тыс. А. Напряженность электрического поля внутри грозового облака составляет от 100 до 300 В/см, но перед разрядом молнии в отдельных небольших объемах она может доходить до 1600 В/см. В каждом разряде молнии переносится от 1 до 10 Кл электричества. Температура в канале разогревается до 30 тыс. градусов и превышает температуру на поверхности Солнца.

Наряду с наиболее распространенной линейной молнией встречаются шаровая молния, ракетообразная и чечеточная молнии.

В различных частях нашей страны интенсивность грозовой деятельности имеет существенные отличия. В северных районах отмечается наиболее слабая грозовая активность. При продвижении на юг наблюдается рост грозовой деятельности, которая характеризуется числом дней в году, когда были грозы. В горной местности восходящие молнии возникают чаще и характеризуются более высокими параметрами. На равнинной местности восходящие молнии поражают объекты выше 150 м (более чем в 90 % случаев), а в горных районах - с меньшей высоты. Средняя продолжительность гроз за один грозовой день на территории Российской Федерации составляет от 1,5 до 2 часов. Грозовая активность для любой точки РФ устанавливается по специальным метеорологическим картам грозовой деятельности, которые составляются на основании данных многолетних наблюдений метеорологических станций.

1.2 История создания молниеотвода

Еще моряки Древней Греции оснащали корабли уникальными системами, которые устанавливали на вершины мачт: мечи с привязанными веревками, концы которых опускались в воду. Потом (примерно 200 лет назад) единственным способом борьбы с молниями считали беспрерывный колокольный звон во время грозы. Итогами такой "борьбы" были разрушенные колокольни и погибшие звонари (400 колоколен и 120 звонарей только за 33 года и только в одной Германии).

К середине XVIII столетия появились первые молниеотводы или как их тогда называли громоотводы, за широкое распространение которых мы должны быть признательны выдающемуся американскому физику и политическому деятелю Бенджамину Франклину. После знаменитого эксперимента с воздушным змеем он стал известен как учёный. Из этого эксперимента впоследствии и родилась идея молниеотвода. Бенджамин Франклин, пытаясь защитить Капитолий столицы штата Мериленд, в 1775 году прикрепил к зданию толстый железный стержень, который возвышался над куполом на несколько метров и был соединен с землей. Ученый отказался патентовать свое изобретение, желая, чтобы оно как можно скорее начало служить людям.

Одновременно с Франклином исследованием электрической природы молнии занимались М.В. Ломоносов и Г.В. Рихман.

Жак де Рома также пришел к такому же выводу на основе опыта с воздушным змеем, несколько отличавшемся от змея Франклина: медный провод шел вокруг веревки к земле.

В России усовершенствованием громоотводов занимался русский ученый, Акинфий Демидов. В 18-ом веке под его руководством в центре Невьянска была построена огромная 60-ти метровая башня, на вершине которой красовался металлический шпиль, увенчанный флюгером. Уникальностью подобного сооружения была система молниезащиты - заземление. Изобретение не было запатентовано, но имеются документальные подтверждения о его появлении, что гораздо раньше (25 лет), чем устройство Франклина.

В 1880 году бельгийский физик Мелланс рекомендует защищать здания, покрывая их металлическими проводами, связанными с несколькими установленными на крыше стержнями и надежно заземленными. Это была самая первая "пространственная клетка".

В 1914 году были сделаны первые попытки усовершенствования одиночного молниеотвода венгром Сциллардом и французом Дозером.

1.3 Понятие молниезащиты и зон защиты молниеотводов для зданий и сооружений

Различают 3 типа воздействия тока молнии:

- прямой удар при разряде молнии в объект с сильным тепловым и механическим воздействием;

-вторичное воздействие разряда с появлением магнитного поля, индуцируемого в контурах в виде протяженных металлических устройств - трубопроводов, электропроводки и т.п., которое вызывает искрение, что опасно для помещений, где образовываются опасные концентрации взрывоопасных веществ;

- занос высоких потенциалов по любым металлоконструкциям: эстакадам, ЛЭП, трубопроводам, что может явиться причиной взрывов и пожаров.

Поэтому понятие молниезащита и понимается как комплекс технических решений и специальных приспособлений для обеспечения безопасности людей, сохранность зданий и сооружений, оборудования и материалов от прямых ударов молнии, электромагнитной и электростатистической индукции, а также заноса высоких потенциалов через металлические конструкции и коммуникации.

Молниезащита разделяется на внешнюю и внутреннюю.

Внешняя молниезащита представляет собой систему, обеспечивающую перехват молнии и отвод её в землю, тем самым, защищая здание (сооружение) от повреждения и пожара. В момент прямого удара молнии в строительный объект правильно спроектированное и сооруженное молниезащитное устройство должно принять на себя ток молнии и отвести его по токоотводам в систему заземления, где энергия разряда должна безопасно рассеяться. Прохождение тока молнии должно произойти без ущерба для защищаемого объекта и быть безопасным для людей, находящихся как внутри, так и снаружи этого объекта.

Внешняя молниезащита состоит из следующих элементов:

Молниеприемник (громоотвод)-- устройство, перехватывающее разряд молнии. Выполняется из металла (нержавеющая либо оцинкованная сталь, алюминий, медь)

Токоотводы (спуски) -- часть молниеотвода, предназначенная для отвода тока молнии от молниеприемника к заземлителю.

Заземлитель -- проводящая часть или совокупность соединенных между собой проводящих частей, находящихся в электрическом контакте с землей непосредственно или через проводящую среду.

Внутренняя молниезащита представляет собой совокупность устройств защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП). Назначение УЗИП -защитить электрическое и электронное оборудование от перенапряжений в сети, вызванных резистивными и индуктивными связями, возникающих под воздействием тока молнии.

Из этого следует, что проблема защиты от импульсных грозовых перенапряжений может быть решена только комплексным путем, при условии выполнения всех перечисленных технических мероприятий. Такой подход дает зонная концепция защиты, разработанная в стандартах Международной Электротехнической Комиссией (МЭК), в которых изложены принципы защиты зданий и сооружений любого назначения от перенапряжений, позволяющие грамотно проектировать строительные конструкции и системы молниезащиты объекта, рационально размещать оборудование и прокладывать коммуникации. К ним в первую очередь относятся следующие стандарты:

· IEC-61024-1 (1990-04): «Молниезащита строительных конструкций. Часть 1. Основные принципы»

· IEC-61024-1-1 (1993-09): «Молниезащита строительных конструкций. Часть 1. Основные принципы. Руководство А: Выбор уровней защиты для молниезащитных систем»

· IEC-61312-1 (1995-05): «Защита от электромагнитного импульса молнии. Часть 1. Основные принципы».

Требования данных стандартов формируют зонную концепцию молниезащиты, основные принципы которой:

· применение строительных конструкций с металлическими элементами (арматурой, каркасами, несущими элементами и т.п.), электрически связанными между собой и системой заземления и образующими экранирующую среду для уменьшения воздействия внешних электромагнитных влияний внутри объекта («клеть Фарадея»);

· наличие правильно выполненной системы заземления и выравнивания потенциалов;

· деление объекта на условные защитные зоны и применение специальных устройств защиты от перенапряжений (УЗИП);

· соблюдение правил размещения защищаемого оборудования и подключенных к нему проводников относительно другого оборудования и проводников, способных оказывать опасное воздействие или вызвать наводки. В России на сегодняшний день взамен РД 34.21.122-87 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений» утверждена и внесена в реестр действующих в электроэнергетике документов «Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций» СО-153-34.21.122-2003. В основе новой инструкции - перечисленные выше стандарты МЭК, однако в нее не вошел ряд требований, в том числе к системам молниезащиты взрывоопасных объектов.

Принято решение о постепенном издании методических рекомендаций по вопросам, не рассмотренным в настоящей инструкции, в частности, по выбору схем и типов устройств защиты от импульсных перенапряжений для каждой конкретной электроустановки (УЗИП). В настоящее время данная инструкция не прошла согласование в Министерстве юстиции РФ, поэтому может быть применена лишь в качестве рекомендательного документа. В следствии Госэнергонадзором рекомендовано одновременно пользоваться как этим документом, так и старым РД 34.21.122-87.

1.4 Молниеотводы и их конструкции

Для приёма электрического разряда молнии (тока молнии) служат устройства - молниеотводы, состоящие из несущей части (например, опоры), молниеприёмника (металлический стержень, трос или сетка), токоотвода и заземлителя. Защитное действие молниеотвода основано на свойстве молнии с большей вероятностью поражать более высокие и хорошо заземленные предметы по сравнению с расположенными рядом объектами меньшей высоты. Поэтому на молниеотвод, возвышающийся над защищаемым объектом возлагается функция перехвата молний, которые в отсутствие молниеотвода поразили бы объект. Количественно защитное действие молниеотвода определяется через вероятность прорыва- отношение числа ударов молнии в защищенный объект (числа прорывов) к общему числу ударов в молниеотвод и объект.

Рис.1. Вертикальный молниеотвод: 1 - защищаемый объект; 2 - металлические коммуникации; 3 - молниеприемник; 4 - токоотвод; 5 - заземлитель; Sb - расстояние от защищаемого объекта до опоры токоотвода; S3 - расстояние от заземлителя до металлических коммуникаций

Молниеотводы характеризуются зоной защиты, которая определяется как часть пространства, защищенного от удара молнии с определенной степенью надежности. В зависимости от степени надежности зоны защиты могут быть двух типов - А и Б. Тип зоны защиты выбирают в зависимости от ожидаемого количества поражений молнией зданий и сооружений в год (N). Если величина N> 1, то принимают зону защиты типа А (степень надежности защиты в этом случае составляет не менее 99,5%). При N ? 1 принимают зону защиты типа В (степень надежности этой защиты - 95% и выше) . Для оценки грозовой деятельности в различных районах страны используется карта распределения среднего числа грозовых часов в году, на которой нанесены линии равной продолжительности гроз или данные местной метеорологической станции.

Величина N рассчитывается по следующей формуле:

где L, S, hx -- соответственно длина, ширина и наибольшая высота здания, м; n-- среднегодовое число ударов молнии на 1 км2 земной поверхности, где расположено здание. Если здание сложной конфигурации, то в качестве величин L и S принимаются длина и ширина наименьшего прямоугольника, который может быть вписан в план здания.

Степень взрывопожароопасности объектов оценивается по классификации Правил устройства электроустановок (ПУЭ). Инструкция по проектированию и устройству молниезащиты СН 305-- 77 устанавливает три категории устройства молниезащиты (I, II, III)

По I категории организуется защита объектов, относимых по классификации ПУЭ к взрывоопасным зонам классов В-1 и В-П.). В них хранятся или содержатся постоянно либо появляются во время производственного процесса смеси газов, паров или пыли горючих веществ с воздухом или иными окислителями, способные взорваться от электрической искры. Зона защиты для этих объектов (независимо от места расположения объекта на территории РФ и от интенсивности грозовой деятельности в месте расположения) применяется только типа А.

По II категории осуществляется защита объектов, относимых по классификации ПУЭ к взрывоопасным зонам классов В-1а, В-1б и В-Па. В таких сооружениях опасные смеси появляются лишь при аварии или неисправностях в технологическом процессе. К этой же категории принадлежат наружные технологические установки и открытые склады, содержащие взрывоопасные газы и пары, горючие и легковоспламеняющиеся жидкости (газгольдеры, цистерны и резервуары, сливо-наливные эстакады и т. п.). Для них тип зоны защиты при расположении объектов в местностях со средней грозовой деятельностью 10 ч и более в год определяется по расчетному количеству N поражений объекта молнией в течение года:

при N<=1 достаточна зона защиты типа Б; при N> 1 должна обеспечиваться зона защиты типа А. . Для наружных технологических установок и открытых складов, относимых по ПУЭ к зонам класса В-1г, на всей территории РФ (без расчета N) принимается зона защиты типа Б.

В III категорию входят:

1) здания и сооружения с пожароопасными зонами классов П-I, П-II, П-IIа согласно ПУЭ;

2) открытые склады твердых горючих веществ и наружные технологические установки, в которых применяют или хранят горючие жидкости с температурой вспышки паров выше 61єС, относимые по ПУЭ к классу П-III;

3) здания и сооружения III, IV и V степени огнестойкости, в которых отсутствуют производства с зонами, относимыми по ПУЭ к классам пожаро - и взрывоопасным;

4) жилые и общественные здания, возвышающиеся на 25 м и более над средней высотой окружающих зданий в радиусе 400 м, а также отдельно стоящие здания высотой более 30 м, удаленные от других зданий на 400 м и более;

5) общественные здания III, IV и V степени огнестойкости следующего назначения: детские сады и ясли, школы и школы-интернаты, спальные корпуса и столовые санаториев, домов отдыха, лечебные корпуса больниц, клубы, кинотеатры;

6) здания и сооружения, являющиеся памятниками истории и культуры;

7) дымовые трубы предприятий и котельных, водонапорные и силосные башни, вышки различного назначения высотой более 15 м.

При расположении объектов в местностях со средней грозовой деятельностью 20 ч и более в год и при N> 2 должна обеспечиваться зона защиты типа А, в остальных случаях -- типа Б. По III категории осуществляется также молниезащита общественных и жилых зданий ,башен, вышек, труб, предприятий, зданий и сооружений сельскохозяйственного назначения. Тип зоны защиты этих объектов определяется в соответствии с указаниями СН 305--77.

Здания и сооружения I и II категории должны быть обязательно защищены от прямых ударов молнии, от электрической и электромагнитной индукции, от заноса высокого потенциала через подземные и наземные коммуникации. Объекты III категории должны быть защищены от прямых ударов молнии и заноса высоких потенциалов по коммуникациям. При ширине зданий и сооружений более 100 м должны выполняться мероприятия по выравниванию потенциала внутри здания.

Для устройств молниезащиты первой категории от прямых ударов молнии применяются отдельно стоящие стержневые и тросовые молниеотводы или изолированные стержневые молниеотводы, установленные на самом здании.

Для зданий высотой равной более 30 м, допускается осуществлять защиту от прямых ударов молнии путем установки на защищаемом здании или сооружении неизолированных стержневых или тросовых молниеотводов, обеспечивающих достаточную зону защиты или путем наложения на металлическую кровлю здания молниеприемной сетки или использования в качестве молниеприемника металлической кровли.

Для защиты больших площадей, а также для большей надежности зоны защиты применяют многократные стержневые молниеотводы.

1.4.1 Стержневые молниеотводы

Стержневые молниеотводы представляют собой один, два или больше вертикальных стержней, устанавливаемых на защищаемом сооружении или вблизи него. Стержневые молниеприемники изготавливаются, как правило,

из прокатной стали различного профиля. Молниеприемник должен обладать достаточной прочностью при динамических воздействиях тока молнии, его сечение принимается не менее 100 мм2 при длине не более 2 м от точки закрепления на доме или конструкции молниеотвода.

1.4.2 Одиночный стержневой молниеотвод

а) Зоны защиты одиночных стержневых молниеотводов высотой h ? 150 м имеют следующие габаритные размеры:

Тип А: зона защиты на уровне земли:

радиус зоны защиты на уровне земли:

радиус зоны защиты на высоте защищаемого здания высотой hx:

Тип Б: зона защиты и радиус зоны защиты на уровне земли и зона защиты на высоте защищаемого здания высотой hx соответственно

Для типа Б высота одиночного стержневого молниеотвода при известных значениях hx и rx определяется по формуле:



Рис.2 Зона защиты одиночного стержневого молниеприемника

1- границы зоны защиты на уровне hx

2- границы зоны защиты на уровне земли

б) Зоны защиты одиночных стержневых молниеотводов высотой 150 < h < 600 м имеют следующие габаритные размеры:

Тип А:

Тип Б:

1.4.3 Двойной стержневой молниеотвод

а) Зона защиты двойного стержневого молниеотвода высотой h ? 150 м. Торцевые области зоны защиты определяются как зоны одиночных стержневых молниеотводов, габаритные размеры которых h0, r0, rx1, rx2 определяются соответственно типу.

Тип А:

При расстоянии между стержневыми молниеотводами L > 4h молниеотводы следует рассматривать как одиночные.

Тип Б:

При расстоянии между стержневыми молниеотводами L> 6h молниеотводы следует рассматривать как одиночные.

б) Зоны защиты стержневых молниеотводов разной высоты и h1 и h2 <150м. Габаритные размеры торцевых областей зон защиты h01, h02, r01, r02, rx1, rx2 определяются по формулам одиночного молниеотвода.



Рис.3 Зона защиты двойного стержневого молниеотвода высотой до 150 м; 1-граница защиты на уровне hx2;2- на уровне hx1;3- на уровне земли

Габаритные размеры внутренней области защиты определяются по формулам:

где значения hc1, hc2 вычисляются по формулам для hc из пункта 1.4.3.

Рис. 4 Зона зашиты двух стержневых молниеотводов разной высоты.

Обозначения те же, что и на рис.3

Для двух молниеотводов разной высоты построение зоны А двойного стержневого молниеотвода выполняется при L ?4hmin , а зоны Б - при L ?6hmin . При соответствующих больших расстояниях между молниеотводами они рассматриваются как одиночные.

1.4.4 Многократный стержневой молниеотвод

Зона защиты многократного стержневого молниеотвода определяется как зона защиты попарно взятых стержневых молниеотводов высотой h 150 м.

Основным условием защищенности одного или нескольких объектов высотой hx с надежностью, соответствующей надежности типа А и типа Б, является выполнение неравенства rcx > 0 для всех попарно взятых молниеотводов.

Рис.5 Зона защиты многократного стержневого молниеотвода. Обозначения те же, что и на рис. 3

1.4.5 Тросовые молниеотводы

Тросовые молниеприемники - это стальной трос, подвешенный над защищаемым домом, закрепленный на несущих конструкциях (опорах, мачтах). В качестве троса используют обычный стальной оцинкованный канат марки ТК сечением не менее 35 мм. Тросовые молниеотводы применяются для защиты протяженных сооружений (воздушных линий, зданий большой длины и т.п.)

1.4.6 Одиночный тросовый молниеотвод

Зона защиты одиночного тросового молниеотвода высотой h< 150 м , где h - высота троса в середине пролета. С учетом стрелы провеса троса сечением 35-50 мм2 при известной высоте опор hоп и длине пролета б высота троса (в метрах) определяется:

h=hоп-2 при б<120 м,

h=hоп-3 при 120<б<150 м.

Зоны защиты одиночного тросового молниеотвода имеют следующие габаритные размеры:

Тип А:

Тип Б:

Для зоны типа Б высота одиночного тросового молниеотвода при известных значениях hx и rx определяются по формуле:



Рис.6 Зона защиты одиночного тросового молниеотвода

1.4.7 Двойной тросовый молниеотвод

а) Молниеотвод высотой h < 150 м. Размеры ro, ho, rx для типов А и Б определяются по соответствующим формулам п.1.4.6.

Тип А:

При расстоянии между стержневыми молниеотводами L > 4h для построения типа А молниеотводы следует рассматривать как одиночные.

Тип Б:

При расстоянии между тросовыми молниеотводами L > 6h для построения типа Б молниеотводы следует рассматривать как одиночные.

При известных значениях hc и L (при rcx=0) высота тросового молниеотвода для типа Б определяется по формуле:

Рис.7 Зона защиты двойного тросового молниеотвода

б). Зоны защиты двух тросов разной высоты h1 и h2. Значения h01, h02, r01, r02,rx1, rx2 определяются по формулам п.1.4.6. как для одиночного тросового молниеотвода.

Для определения размеров rc и rh используются формулы:

где значения hc1, hc2 вычисляются по формулам для п.1.4.7.

Рис.8 Зона защиты двойного тросового молниеотвода тросов разной высоты

1.4.8 Сетчатые молниеприёмники

Сетчатые молниеприёмники это металлические сетки эффективной площадью до 150 квадратных метров.

Для изготовления сетки используются стальные прутки толщиной от шести до семи миллиметров. Для обеспечения свободного стока дождя и снега с поверхности кровли молниеприёмники сетчатого типа укладывают между стяжкой крыши и слоями защитной гидроизоляции и теплоизоляции. На Рис. 9. показаны типовые схемы сетчатых молниеприёмников. Для изготовления тоководов применяется стальной прокат в виде прутьев (толщиной от 6 мм) и полос (минимальное сечение 48 мм2 и толщина более четырёх миллиметров).

Если система молниезащиты установлена на здании с металлической крышей, то сами листы будут служить в качестве молниеприёмников.

Для подключения токоотводов к листам металлической кровли применяются специальные прижимающие устройства

Рис. 9. Конструкции молниеприемников сетчатого типа (указаны размеры для объектов II категории; размеры в скобках для объектов III категории)

1.5 Токоотводы

Токоотводы представляют собой связующее звено между молниеприемниками и заземлением. Их задачей является отвод тока молнии от молниеприемника к системе заземления. Токоотводы рассчитывают на пропускание полного тока молнии без нарушений и существенного перегрева. В целях снижения вероятности возникновения опасного искрения токоотводы располагаются таким образом, чтобы между точкой поражения и землей:

- ток растекался по нескольким параллельным путям;

- длина этих путей была ограничена до минимума.

Минимальное количество токоотводов от одного молниеприемника должно быть равно двум. Во всех случаях количество токоотводов должно быть четным. Токоотводы, проложенные по периметру здания, и молниеприемник в виде сетки образуют экран позволяющий снизить наведенную ЭДС в токопроводящих конструкциях внутри здания.

Токоотводы выполняются из различных металлических проводников (медь, оцинкованная сталь, алюминий) и прокладываются по наружным стенам здания в местах, недоступных для прикосновения. Их рекомендуется прокладывать открыто вблизи наружных углов здания, в случае прокладки токоотводов скрыто внутри ограждающих конструкций при прохождении тока молнии по нему возможно повреждение облицовки стены из-за температурного расширения проводника. В этом случае при проектировании и монтаже необходимо учитывать возможность беспрепятственного расширения проводника. Наименьшее сечение токоотводов, выполненных из угловой и полосовой стали и расположенных вне сооружения на воздухе, должно быть равным 48 мм2, для расположенных внутри - 24мм2, а круглые токоотводы должны иметь наименьший диаметр, равный 6 мм. Токоотводами могут служить арматура железобетонных конструкций, направляющие лифтов, пожарные лестницы, водопроводные, водосточные и канализационные трубы, колонны, стенки резервуаров, электрически надежно связанные по всей длине. Соединения токоотводов, специальных и естественных, должны быть сварными (внахлест).

1.6 Заземлители

Заземлитель - устройство, предназначенное для обеспечения электробезопасности, надежной эксплуатации средств производства, электрооборудования и для нормального функционирования системы молниезащиты. Задачей заземлителя является надежный отвод в землю токов, которые возникают в случае протекания тока молнии и при коротких замыканиях.

Заземлитель (заземляющее устройство) является необходимым элементом молниезащиты. Основное назначение заземлителя - это защита людей от высоких контактных напряжений и канализация тока молнии в земле. Под системой заземления понимается сочетание заземлителей и заземляющих проводов, соединенных между собой в единую замкнутую цепь. Оно может быть различного типа и исполнения (контурное заземление вокруг здания, очаговое заземление, глубинное заземление, совмещенные контурное и глубинное заземления с выпусками под токоотводы молниеприемной части).

Заземляющие устройства различного типа и исполнения комплектуются, как правило, элементами заводской готовности из антикоррозионных материалов (круглые и плоские заземляющие проводники, стержни, болтовые соединители и клеммы, антикоррозионный бандаж). Исполнение заземляющего устройства должно быть таким, чтобы обеспечивалась, возможно, меньшая вариация сопротивления заземления в результате высыхания и промерзания грунта, а также условие минимальной коррозии материала заземляющего устройства. Заземляющее устройство должно проходить периодичные проверки для контроля работоспособности и значения сопротивления, так как от этого напрямую зависит жизнь людей при возникновении внештатных ситуаций. По расположению в грунте и форме электродов применяют следующие виды заземлителей:- вертикальные - из стальных вертикально ввинчиваемых стержней из круглой стали или из забиваемых электродов из угловой стали или труб. Длина ввинчиваемых электродов принимается 4,5-5 м, забиваемых- 2,5-3 м, но эта длина в зависимости от условий может быть увеличена. Верхний конец вертикального заземлителя должен быть заглублен на 0,6- 0,7 м от поверхности земли;

-горизонтальные - из круглой или полосовой стали. Их укладывают горизонтально на глубине 0,6-0,8 м от поверхности земли одним или несколькими лучами, расходящимися из одной точки, к которой присоединяется токоотвод;

- комбинированные - вертикальные и горизонтальные заземлители, объединенные в общую систему;

- углубленные - из полосовой или круглой стали, укладываемые на дно котлована под сооружение или фундамент в виде протяженных элементов или контуров по периметру котлована. В грунтах с удельным сопротивлением менее 500 Ом* м в качестве углубленных заземлителей могут быть использованы железобетонные сваи или другие виды железобетонных фундаментов;

- глубинные - из стальных электродов любой формы, располагаемых на глубине, при которой обеспечивается малое удельное сопротивление грунта. Они применяются, когда удельное сопротивление грунта более 1500 Ом*м. Заземлители прокладываются на расстоянии, составляющем не менее 5 м от дорог, в места, малодоступных для людей и животных, чтобы при грозовых разрядах не вызвать шагового напряжения. Тип заземлителей

выбирается с учетом его назначения, величины удельного сопротивления растекания тока промышленной частоты.

Таблица 1

Типовые конструкции заземлителей и их сопротивления растекания тока промышленной частоты

Типы заземлителей	Материал	Значение сопротивления растеканию тока промышленной частоты (Ом) при удельных сопротивлениях грунта
		(Ом · м)
		50	100	500	1000
1	2	3	4	5	6
Вертикальный стержневой	Уголок 40х40 мм: l = 2 м l = 3 м Сталь круглая 10- 20 мм: l = 2 м l = 3 м l = 5 м	19 14 24 17 14	38 28 48 34 28	190 140 240 170 140	380 280 480 340 280
Горизонтальный полосовой	Полоса 4х40 мм: l = 2 м l = 5 м l = 10 м	22 12 7	44 24 14	220 120 70	440 240 140
Горизонтальный полосовой с вводом тока в середину	Полоса 4х40 мм: l = 5 м l = 10 м l = 12 м l = 24 м l = 32 м	9,5 5,85 5,4 3,1 Не применяется То же	19 12 11 6,2 Не применяется То же	95 60 54 31 24 20	190 120 110 62 48 40
Горизонтальный трехлучевой	l = 40 м Полоса 4х40 мм: l = 6 м l = 12 м l = 16 м l = 20 м	4,6 2,6 2 1,7	9 5,2 4 3,4	45 26 20 17	90 50 40 34
Комбинированный двухстержневой	Уголок 40х40х4 мм Полоса 4х40 мм: С = 3 м; l = 2,5 м С = 6 м; l = 2,5 м С = 3 м; l = 3 м С = 6 м; l = 3 м Сталь круглая диаметром 10-20 мм Полоса 4х40 мм: С = 3 м; l = 2,5 м С = 3 м; l = 3 м С = 5 м; l = 2,5 м С = 5 м; l = 3 м С = 3 м; l = 5 м С = 5 м; l = 5 м	7 5,5 б 4,5 7,5 6,8 6 5,5 5,5 4	14 11 12 9,1 15 1,4 12 11 11 8	70 55 60 45 75 70 60 55 55 40	140 110 120 90 150 140 120 110 110 80
Комбинированный трехстержневой	Уголок40х40х4 мм Полоса 4х40 мм: С = 3 м; l = 2,5 м С = 6 м; l = 2,5 м С = 7 м; l = 3 м Сталь круглая диаметром 10-20 мм Полоса 4х40 мм: С = 2,5 м; l = 2,5 м С = 2,5 м; l = 3 м С = 5 м; l = 2,5 м С = 5 м; l = 3 м С = 6 м; l = 5м	4 3 2,5 4,8 4,4 3,5 3,3 2,7	8 6 5,4 9,7 8,9 7,1 6,6 5,4	40 30 27 50 45 36 33 27	80 60 55 100 90 70 65 55
Комбинированный пятистержневой	Уголок 40х40х4 мм Полоса 4х40 мм: С = 5 м; l = 2 м С = 5 м; l = 3 м С = 7,5 м; l = 2 м С = 7,5 м; l = 3 м Сталь круглая диаметром 10-20 мм Полоса 4х40 мм: С = 5 м; l = 2 м С = 5 м; l = 3 м С = 7,5 м; l = 2 м С = 7,5 м; l = 3 м С = 5 м; l = 5 м С = 7,5 м; l = 5 м	2,2 1,9 1,8 1,6 2,4 2 2 1,7 1,9 1,6	4,4 3,8 3,7 3,2 4,8 4,1 4 3,5 3,8 3,2	22 19 18,5 16 24 20,5 20 17,5 9 16	44 38 37 32 48 41 40 35 38 32
Комбинированный четырехстержневой	Уголок 40х40х4 мм Полоса 4х40 мм: С = 6 м; l = 3 м	2,1	4,3	21,5	43
Горизонтальный с вводом тока в центре	Полоса 4х40 мм: D = 4 м D = 6 м D = 8 м D = 10 м D = 12 м	4,5 3,3 2,65 2,2 1,9	9 6 5,3 4,4 3,8	45 323 26,5 22 19	90 66 53 44 38
Комбинированный кольцевой с четырьмя трубками и тремя лучами	Уголок40х40х4 мм D = 8 м; l = 3 м	2	4	20	40
Комбинированный cвайный из 5 ростверков с 20 сваями	Железобетонная свая длиной 6 м и диаметром 0,3 м Полоса 4х40 мм: l = 24 м	0,5	1	5	Не применяется
Комбинированный из 7 ростверков с 28 сваями	Железобетонная свая длиной 6 м и диаметром 0,3 м Полоса 4х40 мм l = 24 м	0,38	0,76	3,8	Не применяется

Железобетонная свая

d=0.25-0.4м l>5 м

Железобетонный подножник

a 1,8м b 0,4м l 2,2м

1.7 Расчетная схема определения безопасных расстояний от молниеотвода до сооружения

Наименьшее допустимое расстояние Sв по воздуху от защищаемого объекта до опоры (токоотвода) стержневого или тросового молниеотвода (см. рис. 12 и 13) определяется в зависимости от высоты здания, конструкции заземлителя и эквивалентного удельного электрического сопротивления грунта .

Рис.12. Расчетная схема для определения безопасных расстояний от отдельно стоящего стержневого молниеотвода до сооружения: 1 - защищаемый объект; 2 - металлические коммуникации; 3 - молниеприемник; 4 - токоотвод; 5 - заземлитель; Sb - расстояние от защищаемого объекта до опоры токоотвода; S3 - расстояние от заземлителя до металлических коммуникаций.

Для зданий и сооружений высотой не более 30 м наименьшее допустимое расстояние Sв, м, определяется по табл. 2. Sв должно быть увеличено на 1 м в расчете на каждые 10 м высоты объекта сверх 30 м.



Рис.13 Расчетная схема для определения безопасных расстояний

от отдельно стоящего тросового молниеотвода до сооружения:

1- защищаемый объект;2- металлические коммуникации

Таблица 2

Sв, м (рис. 12 и 13)	м, Ом	Вариант конструкции заземлителя
3	100	1. Заземлитель любой конструкции (см.табл.1)
3 + 10-2 (р- 100)	1001000	2. Одна железобетонная свая либо подножник или углубленная стойка железобетонной опоры, длины которых не менее 5 м
4		3. Четыре железобетонные сваи или подножники, расположенные в углах прямоугольника на расстоянии 3-8 м один от другого, или железобетонный фундамент произвольной формы с площадью поверхности контакта с землей не менее 70 м2, или искусственный заземлитель не менее 5 м

Наименьшее допустимое расстояние Sв1 от защищаемого объекта до троса в середине пролета (рис. 13) определяется в зависимости от конструкции заземлителя, эквивалентного удельного сопротивления грунта р и суммарной длины lмолниеприемников и токоотводов.

При длине l< 200 м наименьшее допустимое расстояние Sв1 определяется по табл. 3.

При суммарной длине молниеприемников и токоотводов l=200-300 м наименьшее допустимое расстояние Sв1 должно быть увеличено на 2 м по сравнению с определенными по табл3.

Для исключения заноса высокого потенциала в защищаемое здание или сооружение по подземным металлическим коммуникациям любого назначения заземлители защиты от прямых ударов молнии должны быть удалены от этих коммуникаций на максимальные расстояния, допустимые по технологическим требованиям.

Наименьшие допустимые расстояния Sз(см. рис. 12 и 13) в земле должны составлять Sз= Sв+2(м), при Sв по табл. 3.

Таблица 3

Sв1, м (рис.13)	, Ом.м	Вариант конструкции заземлителя
3,5	100	Заземлитель любой конструкции (см. табл.1)
3,5 + 3.10-3(р- 100)	1001000	Заземлитель по варианту 2 (табл. 2)
4		Заземлитель по варианту 3 (табл. 2)

1.8 Нормирование сопротивления заземления

Для заземлителей молниезащиты нормируется импульсное сопротивление RH растеканию тока молнии: его максимально допустимое значение равно 10 Ом для зданий и сооружений I и IIкатегории, 20 Ом - для зданий и сооружений III категории. Возможно увеличение импульсного сопротивления до 40 Ом в грунтах с удельным сопротивлением, равным более 500 Ом.м.

Импульсное сопротивление заземлителя Rи связано с сопротивлением заземлителя при растекании токов промышленной частоты через импульсный коэффициент, определяемый по формуле:

Rи = а*R3,

где а- импульсный коэффициент заземлителя,

R3 -сопротивление заземлителя, определяемые по справочнику.

Таблица 4

Приближенные значения импульсных коэффициентов простейших заземлителей

Рекомендуется использовать совмещенное заземляющее устройство для защиты от прямых ударов молнии, защитного заземления электроустановок и защитного заземления от электростатической индукции. К заземлителю необходимо присоединить все вводимые в здание металлические трубопроводы и оболочки кабелей.

Защита от электрической индукции осуществляется путем присоединения металлических корпусов оборудования и аппаратуры в защищаемом здании или сооружении к специальному заземлителю или защитному заземлителю оборудования.

Для защиты от электромагнитной индукции между трубопроводами и другими протяженными металлическими предметами в местах их взаимного сближения на расстояние, равное 10 см и меньше, через каждые 20 м привариваются стальные перемычки с тем, чтобы не было незамкнутых контуров. При наличии незамкнутых контуров при наведении магнитным полем тока молнии в этих контурах электродвижущих сил в местах разрывов возможно искрение и, следовательно, опасность взрыва или пожара.

От ударов молнии в наружные провода электролиний и линий связи могут возникнуть перенапряжения в линии и занос высоких потенциалов по проводам внутрь здания или сооружения, в результате чего возможны пожары и несчастные случаи. Для защиты сооружений от заноса высоких атмосферных напряжений ввод воздушных линий любого назначения осуществляется только подземными кабельными линиями, оболочка и бронь которых присоединяются к заземлителю.

Для предупреждения заноса высоких потенциалов в здания с большим количеством людей на воздушных линиях устанавливаются разрядники с воздушными промежутками или заземляются штыри и крючья изоляторов фазных проводов, проводов радиотрансляционных, телефонных и других сетей.

1.9 Внутренняя молниезащита

Внутренняя молниезащита представляет собой совокупность устройств защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП). Назначение УЗИП защитить электрическое и электронное оборудование от перенапряжений в сети, вызванных резистивными и индуктивными связями, возникающих под воздействием тока молнии. Общепринято выделяют перенапряжения, вызванные прямыми и непрямыми ударами молнии. Первые происходят в случае попадания молнии в здание (сооружение) или в подведенные к зданию (сооружению) линии коммуникаций (линии электропередачи, коммуникационные линии). Вторые -- вследствие ударов вблизи здания (сооружения) или удара молнии вблизи линий коммуникаций. В зависимости от типа попадания различаются и параметры перенапряжений.

Перенапряжения, вызванные прямым ударом, именуются Тип 1 и характеризуются формой волны 10/350 мкс. Они наиболее опасны, так как несут большую запасенную энергию.

Перенапряжения, вызванные непрямым ударом, именуются Тип 2 и характеризуются формой волны 8/20 мкс. Они менее опасны: запасенная энергия примерно в семнадцать раз меньше, чем у Тип1.

Чтобы решить проблему защиты оборудования от импульсных перенапряжений, МЭК (Международная Электротехническая Комиссия) утвердила стандарты, которые предусматривают соответствующие концепции защиты. Эти стандарты МЭК и легли в основу отечественных ГОСТов, и рекомендованы к выполнению в следующих источниках:

- Правила Устройства Электроустановок (ПУЭ) - 7-ое издание;

Руководящий документ по молниезащите зданий и сооружений -- РД 34.21.122-87;

- Инструкция по молниезащите зданий, сооружений и промышленных коммуникаций -- СО -- 153.34.21.122-2003.

Различают три класса УЗИП:

- класс I (B) - для защиты от прямых попаданий молний в линии электропередач или в систему молниезащиты. Защищают от импульсов 10\350 мксек. Устанавливаются на вводе в здание.

- класс II (C) - для защиты от перенапряжений в коммутационных сетях. Защищают от импульсов 8\20 мксек. Устанавливаются в распределительных щитах.

- класс III (D) - для защиты от высокочастотных помех и остаточных импульсов. Устанавливаются непосредственно перед потребителем. Это могут быть, специальной конструкции розетки, фильтры, модули.

УЗИП создаются с использованием электронных элементов способных резко менять свое сопротивление при перенапряжении, тем самым сглаживая импульс, не пропуская его к потребителю. Для этого используются тиристоры, варисторы, разрядникии т.п. Необходимо выбирать устройство под имеющуюся систему заземления.

2. Практическая часть

2.1 Молниезащита линий электропередач (ЛЭП)

ЛЭП - это линия электропередачи, представляющая собой комплекс сооружений, в состав которого входят провода и различные вспомогательные устройства. Основной функцией является передача или распределение электроэнергии. Линии электропередачи исполняют роль главного звена в энергетической системе. Совместно с электрическими подстанциями, они образуют электрические сети. В связи с созданием современных электрических сетей, линии электропередачи также постоянно развиваются и совершенствуются. В конечном счете, все они объединяются в единые энергетические системы. Основным видом ЛЭП являются воздушные линии, у которых провода подвешиваются над землей. С помощью воздушных ЛЭП производится передача электрической энергии на большие расстояния. Для этой цели используются провода, прикрепляющиеся к столбам или опорам с применением специальных изоляторов. Напряжение ЛЭП полностью зависит от длины линии и мощности передаваемого по ней тока. В воздушных линиях используются различные не изолированные провода из меди, алюминия и других металлов. Эти провода должны иметь хорошую проводимость, механическую прочность, быть стойкими к атмосферным и химическим воздействиям. На воздушных линиях, напряжением до 35 киловольт, устанавливают разрядники или специальные грозозащитные тросы с целью защиты от атмосферных перенапряжений. ЛЭП, у которых протяженность в пределах

100 км рассчитаны для работы с напряжением 220-330 киловольт. Свыше 100 км сооружаются электропередачи, у которых напряжение свыше 500 киловольт. Другие виды линий электропередачи -подземные линии электропередач. Они нашли широкое применение при устройстве электросетей в городах и на промышленных предприятиях. Однако, их себестоимость в несколько раз выше, чем у воздушных. Подземные включают в себя один или несколько кабелей, различные виды муфт, а также крепежные детали. Прокладка их осуществляется под землей, в траншеях, имеющих глубину 0,8-1,0 м в специальных тоннелях, блоках или каналах. В одной траншее допускается прокладка до шести единиц кабелей, а в одном тоннеле можно проложить минимум 20 кабелей. Кабельные линии, служащие для распределения, рассчитаны на напряжение ЛЭП от 1-го до 20-ти киловольт. Выполняющие функцию питания, рассчитываются на напряжение свыше 35-ти киловольт.

Рассмотрим защиту ВЛЭП от молнии. Полностью избежать удара молний на ЛЭП не реально, но существуют способы уменьшения числа отключения воздушных линий, основная цель которых снизить вероятность перекрытия изоляции.

Одним из них является тросовый молниеотвод -- протянутый над фазными проводами трос, заземлённый на опорах. Этот способ получил широкое распространение за счёт простоты и относительной дешевизны. Тросовыми молниеотводами защищают воздушные линии 110 кВ и выше, установленные на металлических и железобетонных опорах. Для ВЛ 6-35 кВ, установленных на деревянных и других опорах заземляющие тросы используются для молниезащиты на подходах к электрическим подстанциям. Обычно применяют стальной трос сечением около 50-70 мм2.

Другим способом является обеспечение малого сопротивления заземления опор. При этом резко снижаются вероятность поражения молнией фазовых проводов и импульсное напряжение на изоляции при ударе в опоры и трос. Максимальное сопротивление заземляющих устройств опор при высоте 50м приведено в ПУЭ:

Таблица 5

Удельное сопротивление грунта, Ом/м	Максимальное сопротивление ЗУ, Ом
до 100	10
100-500	15
500-1000	20
1000-5000	30
Более 5000	6·10-3с

При высоте опор более 50 м сопротивление заземляющего устройства может быть в 2 раза ниже указанных в таблице значений. Однако, на двухцепных и многоцепных опорах воздушных линий (независимо от напряжения линии и высоты опор), рекомендуется снижать сопротивление заземляющих устройств в 2 раза по сравнению с этими же значениями.

2.2 Расчет молниезащиты

Рассчитаем молниезащиту общественного здания находящегося в Московской области.

ширина А=14 м; длина L=28 м; высота здания Н=12 м.

Определяем, что здание относится к III категории опасности поражения молнией и устройств молниезащиты. Зона защиты -Б, так как

ожидаемое количество N поражений молнией в год зданий и сооружений, не оборудованных молниезащитой, вычисляют по формуле

N = (А+6H)(L+6H)n10-6 где,

n -среднегодовое число ударов молний в 1км2 земной поверхности .

Для Московской области n=2

N = (А+6H)(L+6H)n10-6 = (14+6*12) (28+6*12) *2* 10-6=0,0172