Рис. 9.45. Внутренние спуски в промышленных сооружениях:

а — в стенах; б — под крышей; 1 — проводник системы молниезащиты с водонепроницаемым вво­дом; 2 - стальная арматура колонны; 3 — стальная арматура стен, 4 — проводник заземлителя в фунда­менте

Рис. 9.46. Молниезащита здания с телевизионной антенной, укрепленной на молниеотводе:

1 - металлическая мачта; 2 — горизонтальный молниеприемник на коньке крыши; 3 — соединение мачты с металлическим спуском; 4 — кабель антенны; 5 - основная шина (оболочки кабеля антенны соединена с основной шиной), 6 - контрольная точка; 7 — телевизионное оборудование; 8 - параллельная прокладка кабеля антенны и силовых проводов питания телевизионного оборудования; 9 — кабель электропитания; 10 — система заземления, 11 - распределительный шит с защитным устройством; 12 - проводник заземлителя фундамента; 13 — спуск системы молниезащиты, l - расстояние между точками присоединения к системе молниезащиты; — защитный угол

Рис. 9.47. Система молниезащиты с двумя спусками и с использова­нием в качестве заземлителя арма­туры фундамента:

1 - электротехническое оборудование; 2 — электропроводка. 3 — шины системы молниезащиты, 4 - распределительный шит с защитным устройством, 5 – контрольные точки; 6 — заземлитель; 7 — сило­вой кабель; 8 — арматура фунда­мента; s — расстояние между шинами системы молниезащиты и электропроводкой: l — длина спуска

Рис. 9.48. Система молниезащиты с использованием металлических элементов крыши здания:

1 – парапет крыши; 2 – гибкий проводник; 3 – соединение горизонтального молниеприемника с парапетом; 4 – соединение горизонтального молниеприемника с проводником спуска; 5 – крепление молниеприемника; 6 – водонепроницаемый ввод спуска вовнутрь помещения; 7 – стальная балка; 8 – соединение

а) б) в) г)

Рис. 9.49. Молниезащита зданий с черепичными крышами:

а - молниеприемник над коньком, б - молниеприемник для защиты вытяжной трубы, дымохода, в - спуск с присоединением к металлическому водостоку; г - спуск с контрольными точками и присоединением к металлической водосточной трубе

На рис. 9.49, а, б приведены примеры фиксации спусков на черепичной крыше и кирпичной трубе, а на рис. 9.49, в, г - к водостоку и к водосточной трубе. Харак­терные расстояния а=1 м; b=0.15 м; с=1 м; d - по месту; l=0,2 м; f 0,3 м; g=1 м; h=0,05 м; x=0,3 м; i=1,5 м; k= 0,5 м.

Типичные конфигурации внешней части систем молниезащиты зданий приведены на рис. 9 50. Они представляют собой сетки проводников, объединенных во мно­гих точках. Сетка имеет достаточное число контрольных точек.

Иногда систему молниезащиты выпол­няют скрытой под крышей, как показано на рис. 9.51.

Спуски в консольной части здания выполняются согласно рис. 9 52.

естественные элементы системы, например, водостоки;

шины системы молниезащиты;

---

контрольные точки;

соединения

Рис. 9.50. Типичные конфигурации внешней части системы молниезащиты

Провод, шина,

металлический

водосток и т.п.

Провод под коньком

А-А

Вертикальный молниеприемник

Проводники скрытой сетки

- скрытые проводники

- вертикальные неизолированные молниеприемники

- спуски

Рис. 9.51. Скрытая система молниезащиты с дополнительными вертикальными молниеприемниками

При этом принимается высота человека с поднятой рукой 2,5 м, а безопасное расстояние s определяется по падению напряжения на участке l спуска в консольной части здания, с учетом того, что по спуску протекает часть тока молнии, обратно пропорцио­нальная количеству спусков.

На рис. 9.53—9.55 показаны типичные примеры защиты оборудования, находяще­гося в защитных зонах. Иногда используется молниеприемник в виде шляпки (рис. 9.56). Использование в качестве молниеприемника патрубка, выходящего из крыши здания, показано на рис. 9.57. В этом случае патрубок может быть соединен с горизонтальным молниеприемником. Обязательным является его соединение с системой выравнивания потенциалов.

Неотъемлемой частью системы молниезащиты является заземлитель. Он обычно представляет собой комбинацию парал­лельно объединенных заземлителей зданий, сооружении. Объединение реализуется, как правило, сетками, проложенными на терри­тории предприятия. На электроэнергетиче- ских предприятиях сопротивление заземли­теля нормируется. Для подстанций, рас­пределительных устройств сопротивление заземлителя не должно превышать 0,5 Ом. Если расчетное сопротивление сеточного заземлителя с учетом естественных элемен­тов превышает указанное значение, то сеточ­ный заземлитель дополняется вертикаль­ными стержнями. Существуют достаточно полные рекомендации по расчетам заземли­теля, измерениям его сопротивления, диа­гностике и обслуживанию.

Рис. 9.51. Молниезащита в консольной части зда­ния:

s — безопасное изоляционное расстояние; l — рас­четная длина спуска

Рис. 9.53. Защита электротехнического оборудовании, установленного на крыше и присоединенного к молниеприемнику, от прямых ударов молнии:

1 — молниеприемник; 2 — кожух из изоляционного материала; 3 - соединительный проводник; 4 — горизонтальный молниеприемник; 5 — электротехническое оборудование; 6 — клеммник для присоединения про­вода электропитания; 7 - точка соединения проводящих элементов здания; d - расстояние между изоляци­онным кожухом и молниеприемником; s — изоляционное расстояние

Некоторые из них содержатся в МУЭ [ 16], различных руко­водящих документах и инструкциях, таких как [17, 18].

Рис. 9.54. Стержневой молниеприемник для защиты металлической крыши устанавливаемый рядом с электротехническим оборудованием, не присоединенным к молниеприемнику:

---

1 - защитный конус, 2 — крепление металлических элементов крыши; 3 — горизонтальный молниеприемник; 4 — силовая электропроводка в экране; 5 — электротехническое оборудование. s — неизоляционное расстояние, - защитный угол

Рис. 9.55. Защита антенн и другого внешнего обо­рудования:

1 — стержневой молниеотвод, 2 - стальная мачта антенны; 3 — защитный барьер, 4 — соединения арматуры железобетонных конструкций: 5 — защит­ное устройство на линии, идущей из зоны 0_В; 6 — шипи (внутри мачты), идущие из зоны 1 и не тре­бующие защитных устройств; R - радиус катя­щейся сферы

Рис. 9.56. Молниеприемник в виде шляпки на кры­шах автомобильных парковок:

1 - шляпка молниеприемника: 2 — стальные про­водники для присоединений к арматуре: 3 - сталь­ная арматура

На рис. 9.58 и 9.59 показаны примеры выполнения присоединений к простейшим вертикальным стержневым заземлителям, рекомендованные МЭК [21].

Рис. 9.57. Присоединение естественных молниеприемников-патрубков к системе молниезащиты и к системе выравнивания потенциалов здания (в данном случае к арматуре железобетонного зда­ния):

1 - крепление молниеприемника; 2 - металличе­ская труба; 3 — горизонтальный молниеприемник; 4 - стальная арматура железобетона

Рис. 9.58. Пример заземляющего устройства на с вертикальным электродом и удаляемой при необходимости верхней частью:

1 — удаляемая (при необходимости) верхняя часть вертикального электрода; 2 — шина, присоединяемая к заземляю­щему злектроду (верхняя часть может иметь изоляционную оболочку); 3 — грунт, 4 — короткие участки заземляю­щего электрода, забитые в грунт; 5 — стальной направляющий наконечник

Рис. 9.59. Пример вертикального заземлителя с соединительной муфтой:

1 - участки составного электрода; 2 — соединительная муфта; 3 - грунт; 4 — соединение шины 5 с электродом 1; 5 — шина заземлителя

Рис. 9.60. Варианты соединений системы молниезащиты и заземлителя с использованием естественных спусков и детали контрольных точек:

а — контрольная точка на стене; б - контрольная точка на полу; в — с металлоконструкцией на наружной стороне стены; г — с использованием шины, расположенной в люках на полу рядом с помещением; 1 — спуск; 2 — присоединение к заземлителю типа А; 3 - присоединение к заземлителю типа В; 4 - присоединение к арматуре фундамента; 5 - шина связи с внутренней частью системы молниезащиты; 6 — контрольная точка на стене, 7 — коррозионно-стойкие присоединения типа Т к проводникам заземлителя в земле; 8 - коррозионно-стойкие присоединения в земле; 9 - соеди­нения системы молниезащиты с металлоконструкцией

В заземлителе, показанном на рис. 9.58, вертикаль­ный электрод, забиваемый в грунт, состоит из коротких стержней, имеющих хороший контакт при их соединении. Короткие стержни облегчают забивание электрода. При необходимости верхняя часть элек­трода может быть удалена после забивания. Пример вертикального составного заземли­теля показан на рис. 9.59.

---

Как отмечалось, экран здания и заземлитель имеют контрольные точки для изме­рения параметров заземлителя и системы выравнивания потенциалов. Рекомендуе­мое МЭК размещение контрольных точек приведено на рис. 9.60. Контрольные точки следует располагать на внешней или внут­ренней стене здания или на полу.

Рис. 9.61. Безопасные расстояния l и s между систе­мой молниезащиты и металлоконструкциями внутри здания:

а — соединение металлических элементов 1 с шиной выравнивания потенциалов 2; б — соединение металлических элементов 1 с шиной выравнивания потенциалов 2 и со спуском на наибольшем расстоя­нии от шины выравнивания потенциалов

Заземлитель типа А на рис. 9.60 имеет не менее двух вертикальных электродов, типа В – с наружным кольцевым проводником или с горизонтальной сеткой.

В здании с внешней молниезащитой предъявляются особые требования к разме­щению оборудования в помещениях. Безо­пасные расстояния s между системой молниезащиты и металлическими заземлен­ными предметами внутри здания (рис. 9.61 и 9.62) нормированы как и расстояния и на рис. 9 33. Наименьшее расстояние

где — коэффициент, зависящий от уровня защиты; - коэффициент, зависящий от тока, протекающего по ближайшему спуску или металлоконструкции; — коэффици­ент, зависящий от изоляции; - длина спуска от земли до точки определения рас­стояния.

Для уровня I коэффициент для уровня II и для уровней III и IV .

Рис. 9.62. К расчетам безопасного расстояния s для наибольшего расстоянии l от шины выравнивания потенциалов:

1 — металлический радиатор системы отопления; 2 — стена из кирпича или дерева; 3 — нагреватель; 4 — шина выравнивания потенциалов; 5 — заземлитель; 6 — соединение с заземлителем или спуском; 7 — наиболее опасная точка поражения

Значения коэффициента зависят от числа проводников спуска. При одном про­воднике , при двух - , а при четырех и более .

Для воздуха , для кирпича и бетон При комбинированной изоляции принимается наименьшее значение .

9.7. ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКИ МОЛНИИ И МОЛНИЕЗАЩИТЫ С ПОМОЩЬЮ ИСКУССТВЕННЫХ ЗАРЯЖЕННЫХ АЭРОЗОЛЬНЫХ ОБЛАКОВ

Исследование инициирования и развития разряда в облаках заряженных капель воды (в электрически активных облаках) и нейтрализации облачного заряда необходимо для более глубокого понимания физики раз­ряда молнии, чтобы ответить па такие воп­росы как:

• где будут происходить разряды внутри грозового облака;

• в какой степени облако будет разря­жено;

• как влияют разрядные процессы в облаке на распространение разряда молнии;

• каковы шансы возникновения пов­торных разрядов и где они могут случиться и т.п.

Остаются открытыми важные вопросы: как присутствие крупных облачных капель или другого аэрозоля будет влиять на раз­витие разрядов внутри облака и как протя­женные объемы облачного заряда эффек­тивно нейтрализуются молнией. Без ответа на эти вопросы невозможно продвинуться в создании общей теории разряда молнии и физики грозы.

---

В настоящее время нет единого взгляда па роль развития разрядных процессов в заряженных областях грозового облака на разных этапах возникновения и распро­странения молнии. Это связано с тем, что представления о разрядных процессах внутри электрически активных облаков во многом основывались на мало информа­тивных для этой цели наземных измере­ниях электромагнитного излучения раз­ряда, а детали и многие разрядные формы из-за дистанционности в них просто не проявлялись. Еще одна нерешенная про­блема — это моделирование процессов формирования восходящей молнии и пора­жения ею наземных объектов.

С достаточной точностью пока так и не установлены очень важные при инженер­ных приложениях физики молнии и молниезащиты корреляционные зависимости между характеристиками самой главной стадии и между ними и параметрами пред­шествующей лидерной стадии;

• скорости нейтрализации и амплитуды тока главного разряда;

• амплитуды тока главной стадии и заряда предшествующего ему нисходящего лидера;

• амплитуды тока молнии и его макси­мальной крутизны и др.

Знание этих зависимостей даст возмож­ность гораздо точнее прогнозировать случаи ударов молнии в летательный аппарат в полете и в различные стационарные объекты.

Одним из подходов к решению этих проблем является применение искусствен­ных заряженных аэрозольных водных обла­ков с предельной плотностью заряда, спо­собных инициировать электрические раз­ряды (аналоги разрядов молнии) и под­робно исследовать процессы формирования и развития стадий разряда в ситуации, характерной для естественной природной ситуации, в лабораторных условиях.

На кафедре техники и электрофизики высоких напряжений Московского энергети­ческого института (технического универси­тета) создан экспериментальный комплекс, предназначенный для создания в воздушной среде протяженных заряженных аэрозоль­ных образований (искусственных электри­чески активных облаков) с предельной плот­ностью заряда (до 10^-2 —10^-3 Кл/м³), обес­печивающей возникновение протяженных электрических разрядов, моделирующих молнию (рис. 9.63). Электрические потен­циалы создаваемых облаков достигают нескольких мегавольт и создаются сильные электрические поля (с напряженностью, превышающей 10 кВ/см) в протяженных областях (с линейным размером, составляю­щим десятки метров).

Одно из направлений исследований — физическое моделирование влияния гидро­метеоров на условия инициирования и рас­пространения разрядных явлений (мол­нии) в природных электрически активных облаках и вблизи них.

Установлено: если группа модельных гидрометеоров (металлических предметов) с относительно небольшим коэффициентом усиления электрического поля располага­ется недалеко от границ облака или в проме­жутке между облаком и заземленной плос­костью, она может способствовать иниции­рованию разряда и/или его дальнейшему распространению (рис. 9.64).

---

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