Входящие в него предельные расстояния и вычисляются по эмпирическим формулам приведенным в табл. 9.7, пригодным для тросов с высотой подвеса до 150 м.

Рис. 9.23. Зона защиты двойного тросового молниеотвода

Длина горизонтального сечения зоны зашиты на высоте h_x определяется по фор­мулам

или

при

Для расширения защищаемого объема на зону двойного тросового молниеотвода может быть наложена зона защиты опор, несущих тросы, которая строится как зона двойного стержневого молниеотвода, если расстояние L между опорами меньше , вычисленного по формулам табл. 9.6. В про­тивном случае опоры рассматриваются как одиночные стержневые молниеотводы.

Когда тросы непараллельны или разно­высоки, либо их высота изменяется по длине пролета, для оценки надежности их защиты следует воспользоваться специаль­ным программным обеспечением. Так же рекомендуется поступать при больших про­весах тросов в пролете, чтобы избежать излишних запасов по надежности защиты.

Таблица 9.7. Параметры зоны защиты двойного тросового молниеотвода

Надежность защиты	Высота молниеотвода h, м	Высота конуса , м	Радиус конуса , м
0,9	0-150	6,0 h	3,0 h
0,99	0-30 30-100 100-150	5,0 h 5,0 h [5,0-5∙10-3(h-100)]h	2,5 h [2,5-7,14∙10-3(h-30)]h [2,0-5∙10-3(h-100)]h
0,999	0-30 30-100 100-150	4,75 h [4,75-3,57∙10-3(h-30)]h [4,5-5∙10-3(h-100)]h	2,25 h [2,25-3,57∙10-3(h-30)]h [2,0-5∙10-3(h-100)]h

Воздушные линии электропередачи ежегодно подвергаются десяткам ударов молнии в каждые 100 км линии. Поражение молнией фазного провода, сопровождающееся прохождением большого тока, создает на проводе такое высокое импульсное напряжение, что практически невозможно создать изоляцию, которая могла бы его выдержать. Поэтому в большинстве случаев линии на металлических и железобетонных опорах номинальным напряжением 110 кВ и выше имеют один или два заземленных троса, подвешиваемых выше фазных проводов и воспринимающих на себя удар молнии.

Вероятность прорыва молнии через тросовую защиту, т.е. поражения фазного провода, можно оценить в соответствии с опытом эксплуатации по эмпирической формуле

где - высота опоры, м; - угол защиты, образованный вертикалью, проходящей через трос, и прямой, соединяющей трос с проводом.

Для ВЛ 110-750 кВ при положительных углах защиты троса (трос расположен ближе к оси опоры, чем провод) вероятность порыва молнии на провода рекомендуется определять по эмпирической формуле

,

где

;

; ,

где - номинальное напряжение линии, кВ; - разность высот подвеса проводов и тросов на опоре, м; - смещение троса и провода по горизонтали, м; - высота подвеса троса на опоре, м; - радиус провода (для расщепленной фазы – эквивалентный радиус ), м; - средняя высота подвеса провода, м.

9 РЕКОМЕНДАЦИ МЕЖДУНАРОДНОЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ КОМИССИИ (МЭК) ПО МОЛНИЕЗАЩИТЕ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

---

В документах МЭК, в том числе и в [21],рекомендуется определять зоны защиты либо методом катящейся сферы радиусом , либо методом защитного угла . Для плоских крыш рекомендуются сеточные молниеприемники с регламентированными размерами ячеек сетки.

Метод катящейся сферы состоит в том, вокруг защищаемого объекта перемещается расчетная сфера. Пространство между точками касания с объектами, сферой и поверхностью земли является защитной зоной. Наивысшие точки касания дают точки возможных ударов в объект, где, если требуется, могут устанавливаться молниеприемники.

Метод катящейся сферы приведен и в отечественном нормативном документе [18]. Он называется методом фиктивной сферы. Там же приведен и метод защитного угла. Любые приведенные методы определения защитных зон допускаются при проектировании отечественных объектов. Однако при проектировании объектов по контрактам с другими странами целесообразно использовать рекомендации МЭК [21].

Проанализируем рекомендации МЭК [21] подробнее.

Радиус сферы зависит от уровня защиты и высоты защищаемого объекта (рис. 9.24, табл. 9.8.).

Метод защитного угла не используется при высотах молниеотвода, выходящих за кривые, приведенные на рис. 9.24.

Рис. 9.24. Зависимости защитных углов от высоты молниеотвода при разных уровнях молниезащиты

Таблица 9.8. Радиус расчетной сферы и размеры молниезащитной сетки при разных уровнях защиты

Уровень защиты	Радиус сфера , м	Размеры ячеек молниезащитной сетки, м×м
I	20	5×5
II	30	10×10
III	45	15×15
IV	60	20×20

Если высота сооружения превышает ука­занные, то при определении защитных зон используется метод катящейся сферы.

При высоте молниеотвода менее 2 м защитный угол не зависит от высоты мол­ниеотвода.

На рис. 9.25—9.29 демонстрируется метод катящейся сферы. Перемещение сферы по объекту простейшей формы (рис. 9.25) определяет защитные зоны, создаваемые самим объектом, и возможные точки удара молнии в верхнюю часть объекта. Защит­ными зонами являются пространства между катящейся сферой и защищаемым объек­том. Перемещение сферы по поверхности земли вокруг объекта позволяет найти площадь, ограниченную штрихпунктирной линией на рис. 9.26, которую можно исполь­зовать при расчетах числа ударов молнии в объект за грозовой сезон, используя плот­ность ударов молнии (число ударов в единицу площади).

Рис. 9.25. Точки касания сферы и защищаемого объекта, в которые может ударить молния (вид сбоку)

Рис. 9.26. Точки касания сферы и объекта (вид сверху)

Как отмечалось ранее, эта плот­ность зависит от географического места, интенсивности грозовой деятельности и т.д.

Метод катящейся сферы для определе­ния защитных зон в комплексе зданий продемонстрирован на рис. 9.27. Защитной зоной является пространство между катя­щейся сферой и защищаемым объектом.

---

Рис. 9.27. Защитные зоны комплекса зданий, определяемые методом катящейся сферы:

1 - области, требующие защиты; 2 — мачта на здании; — радиус сферы

Рис. 9.28. Защитные зоны, полученные методом катящейся сферы

На рис 9.28 приведен пример определения защитных зон и мест возможных ударов молнии (жирные линии).

Если поверхность, на которой размещен молниеотвод, наклонная (рис. 9.29), то ось защитной зоны перпендикулярна поверх­ности, Вершина конуса защитной зоны совпадает с вершиной молниеотвода.

Защитная зона между двумя стержне­выми или тросовыми молниеотводами определяется методом катящейся сферы согласно рис. 9.30 и 9.31.

Метод катящихся сфер, ранее называв­шийся электрогеометрическим, в 30-е годы прошлого столетия предусматривал аналити­ческую зависимость радиуса сферы R от мак­симального тока молнии Однако в настоя­щее время радиус сферы выбирается в зави­симости от уровня защиты по табл. 9.8.

Молниеотводы, отдельно стоящие (рис. 9.32) и установленные на крыше (рис. 9.33) характеризуются защитным углом. Удовлетворительная молниезащита достигается комбинацией вертикаль­ных и горизонтальных молниеотводов (рис. 9.34), стержневых и сетчатых мол­ниеотводов (рис. 9.33).

На рис. 9.33 и 9.36 показан пример уста­новки стержневых молниеотводов на крыше. Защитный угол (рис. 9.36) определяется высотой молниеприемника над защищае­мой поверхностью (базовая поверхность — крыша); защитный угол определяется суммой высот молниеприемника относи­тельно крыши и высоты здания (базовая поверхность — земля).

Рис. 9.29. Зона защиты стержневого молниеотвода, установленного на наклонной поверхности, определен­ная метолом катящейся сферы:

а — метод катящейся сферы, б — границы зоны зашиты. 1 — тона зашиты; 2 — базовая плоскость; 3 — стержневой молниеотвод; h — расчетная высота стержневого молниеотвода; - физическая высота стержне­вого молниеотвода; — защитный угол; В, С — точки соприкосновения катящейся сферы с молниеотводом и базовой плоскостью; С — границы защищаемой области

Рис. 9.30. Защита от прямых ударов молнии объектов, расположенных на крыше, с помощью вертикальны молниеприемников:

1 — катящаяся сфера радиуса R для определения защитных зон; 2 — стержневые молниеприемники; 3 - электротехническое оборудование; 4 — спуски, 5 — металлический резервуар; s — расстояние между элект­рооборудованием и молниеприемником или спуском

Рис. 9.31. Защитная зона двух горизонтальных молниеотводов, определенная метолом катящейся сферы ( ):

1 — горизонтальные провода, 2 — базовая плоскость; 3 — зона защиты; — физическая высота молние­отводов над базовой плоскостью; р — провисание сферы; R — радиус сферы: d — расстояние между молние­отводами

Рис. 9.32. Система молниезащиты с двумя отдельно стоящими молниеотводами и зона защиты, определен­ная с помощью метола защитного угла:

---

а — вертикальная проекция; б — горизонтальная проекция; 1 — мачта молниеотвода; 2 — защищаемый объект, 3 — земля (базовая поверхность); 4 - пересечение защитных зон; s — наименьшее расстояние между молниеотводом и защищаемым объектом; - защитный угол

Молниеприемники, горизонтально уста­новленные над проводящей крышей, пока­заны на рис. 9.37. В этом случае катящаяся сфера радиусом R должна быть выше выс­тупов на крыше (превышение обозначено буквой а).

Молниеотвод в виде горизонтального проводника установленного выше конька крыши, показан на рис. 9.38. Защищаемый объект должен полностью находиться в защитной зоне, определяемой защитным углом.

Примеры молниеприемников в виде сеток, устанавливаемых на крышах, приве­дены на рис. 9.39 и 9.40. Размер ячейки М выбирается по табл. 9.8 в зависимости от

Рис. 9.33. Пример выполнения системы молниезащиты стержневыми молниеотводами, установленными на защищаемом объекте:

1 – стержневые молниеотводы; 2 – защищаемый объект; 3 – базовая плоскость; - защитный угол

Рис. 9.34. Внешняя система молниезащиты с использованием двух стержневых молниеотводов и с нелиняю­щего их тросового молниеотвода:

а, б — вертикальные проекции; в — горизонтальная проекция на базовую плоскость; 1 — стержневые мол­ниеотводы; 2 — защищаемый объект; 3 — зона защиты на базовой поверхности; 4 - тросовый молниеотвод; - наименьшие расстояния между молниеотводом и защищаемым объектом; — защитный угол возле стержневого молниеотвода; - защитный угол в середине между стержневыми молниеотводами

Рис. 9.35. Система молниезащиты здании с установ­ленными на крыше стержневым и сетчатым молниеприемниками:

1 — протяженный молниеприемник; 2 - стержневой молниеприемник, 3 - размеры сетки; 4 - спуск; 5 - заземлитель; h — высота стержневого молниеприемника; — защитный угол

Рис. 9.36. К определению защитных углов для объектов с расположенными на крыше молниеприемниками

Рис. 9.37. Система молниеприемников на крыше с проводящим покрытием, в котором не допускается появ­лении отверстий:

R — радиус катящейся сферы; а — расстояние от сферы до выступа; b - молниеприемниками

Рис. 9.38. Пример выполнения системы молниезащиты с помощью тросового молниеотвода, установленного на защищаемом объекте

Рис. 9.39. Молниезащитная Рис. 9.40. Защита здания

сетка на плоской крыше с двухскатной крышей

здания:

М – размер ячейки сетки

уровня зашиты В отличие от [18], в [21] для III уровня защиты М=15x15 м².

Как отечественные нормативные доку­менты, так и рекомендации МЭК допус­кают использование металлических крыш, трубопроводов в качестве молниеприемников. При этом документы МЭК ставят сле­дующие условия

Минимальная толщина металлического листа или трубы; из стали — 4 мм, если не допускается возникновение отверстий, 0,5 мм — если допускается; из меди — 5 и 0,5 мм; из алюминия — 7 и 0,6 мм соответс­твенно.

---

Рассмотрим выполнение внешней части молниезащиты — спусков от молниеприемника до заземлителя. На рис. 9.41 показана система молниезащиты здания со ступенчатой крышей с несколькими спус­ками, по которым распределяется ток молнии при ударе в стержневой молниеотвод или молниеприемники на кромках крыши.

Внешняя часть системы молниезащиты должна содержать контрольные точки для проверки соединений с заземлителем и для измерения сопротивления растекания самого заземлителя. Контрольные точки, разме­щенные на системе молниезащиты, обозна­чены и на других рисунках.

Внешние части систем молниезащиты зданий других конфигураций показаны на рис. 9.42 - 9.44.

Рис. 9.41. Молниезащита здания со ступенчатой крышей:

А - контрольные точки

Типичные расстояния между точками присоединения спусков к кольцевому элект­роду заземлителя составляют 10 м для I и II защитных уровней, 15 м для III и 20 м - для IV уровня. В любом случае должно быть не менее двух спусков. Допускается скрутка вертикальных соединительных проводни­ков. Длина скрутки должна быть не менее 20-кратного диаметра проводника.

Активное сопротивление цепи с исполь­зованием в качестве спусков арматуры железобетона (рис. 9.43) должно быть не менее 0,2 Ом. Примеры выполнения внут­ренних спусков в промышленных сооруже­ниях приведены на рис. 9.45.

На рис. 9.46 показана система молниезащиты здания с укрепленной на молние­отводе телевизионной антенной, на рис. 9.47 — система молниезащиты с использованием фундаментного заземли­теля. На рис. 9.48 приведен пример исполь­зования металлических элементов здания в системе молниезащиты. Так, металличе­ский парапет может служить молниеприем- ником, а металлические балки каркаса зда­ния — спуском.

Рис. 9.42. Внешняя часть системы молниезащиты мания из изоляционных материалов со ступенча­той крышей:

1 — горизонтальный молниеприемник, 2 — спуск, 3 — коррозионно-стойкое соединение с заземлителем, 4 - контрольная точка, 5 - кольцевой проводник заземлителя, 6 - соединения на углах системы молниезащиты; 7 — сетка со стандартными размерами

Рис. 9.43. Система молниезащиты здания из желе­зобетона с использованием степ в качестве естест­венных элементов системы:

1 — стержневой молниеприемник; 2 — горизон­тальный молниеприемник; 3 — спуск; 4 — соеди­нения горизонтальных молниеприемников; 5 — крестообразное соединение, 6 — соединения с арматурой стен; 7 - контрольные точки; 8 — коль­цевой контур заземлении; 9 — плоская крыша; 10 - коррозионно-стойкие соединения в контуре заземления

Рис. 9.44. Система молниезащиты деревянного или кирпичного здания высотой до 60 м с плоской кры­шей:

1 - стержневой молниеприемник; 2 - горизон­тальные молниеприемник; 3 — спуск; 4 - соеди­нение горизонтальных молниеприемников; 5 - крестообразные соединения; 6 — контрольные точки; 7 — кольцевой контур заземления. 8 — коль­цевой контур выравнивания потенциалов; 9 — креп­ление системы молниезащиты на крыше; 10 — место присоединения шины выравнивания потенци­алов внутри здания; 11 — вертикальный электрод заземлителя

---

Смотрите также файлы

• Санитарлы-қорғаныс аймақты анықтау және зиянды қоспалардың атмосферада сейілуін есептеу.docx

• шпоры саясаттану.docx

• все формулы вышмат.doc

• Алгебра 1 семестр.pdf

• ЭОиУП A416 5В070200 каз Тузелбаев.pdf