Основные теоретические положения по молниезащите зданий и сооружений

Термины и определения

 

Молниезащита – комплекс защитных устройств предназначенных для обеспечения безопасности людей, сохранности зданий, сооружений, оборудования, материалов от возможных взрывов, разрушений, загораний возникающих при воздействии молнии, а в зданиях связанных с сельским хозяйством, для обеспечения безопасности животных.

Здания и сооружения (в дальнейшем – объекты защиты) в зависимости от их назначения, интенсивности грозовой деятельности в районе их местонахождения, а также от ожидаемого количества поражений молний в год, должны быть защищены в соответствии с категорией устройства молниезащиты и типом зоны защиты по табл. 1 РД [27], или классом объекта защиты и уровнем защиты по табл. 2.1 и табл. 2.2 [28].

Классификация объектов определяется по опасности ударов молнии для самого объекта и его окружения.

Объекты могут иметь защиту как от прямых ударов молнии (ПУМ), т.е. от первичных ее воздействий.

Молниеотвод – устройство защиты от прямых ударов молнии. Он состоит из молниеприемника, токоотвода, заземлителя. Наиболее распространенными являются молниеотводы: стержневой, тросовый и сетка.

Зона защиты молниеотвода – пространство в окрестности молниеотвода заданной геометрии, отличающееся тем, что вероятность удара молнии в объект, целиком, размещенный в его объеме не превышает заданной величины.

Устройства защиты от вторичных воздействий молнии – устройства ограничивающие воздействия электрического и магнитного полей молнии.

Устройства для уравнивания потенциалов – элементы устройств защиты, ограничивающие разность потенциалов, обусловленную растеканием тока молнии.

Устройство защиты перенапряжений – устройство, предназначенное для ограничения напряжений на защищаемом объекте (например, разрядник, нелинейный ограничитель перенапряжений или иное защитное устройство).

Допустимая вероятность прорыва молнии – предельная вероятность Р удара молнии в объект, защищаемый молниеотводом.

Надежность защиты определяется как 1-Р.

Промышленные коммуникации – кабельные линии (силовые, информационные, измерительные, управления, связи и сигнализации) проводящие трубопроводы, непроводящие трубопроводы с внутренней проводящей средой.

 

2.11.2. Оценка габаритов зоны защиты одиночных стержневых молниеотводов (h 150 м и 150<h 600 м)

Габариты зоны защиты одиночных стержневых молниеотводов оцениваются по формулам (см. рис. 2.1 и табл. 2.16) и зависят от надежности защиты Р_з.

Таблица 2.16

Параметры зон защиты одиночного стержневого молниеотвода по РД [27] и [28]

Надежность защиты Рз	Высота молниеотвода h, м	Высота конуса hо, м	Радиус конуса rо, м
0,9*	h 100	0,85 h	1,2 h
100<h 150	0,85 h
0,95**	h 150	0,92 h	1,5 h
150<h 600
0,99*	h 30	0,8 h	0,8 h
30<h 100	0,8 h
100<h 150		0,7 h
0,995**	h 150	0,85 h	(1,1-0,002 h) h
150<h 600
0,999*	h 430	0,7 h	0,6 h
30<h 100
100<h 150

*По [28];**По РД [27].

 

Радиус горизонтального сечения зоны защиты r_х на высоте защищаемого объекта h_х, определяют по формуле (2.38):

. (2.38)

 

2.11.3. Оценка габаритов зоны защиты одиночных тросовых молниеотводов (h 150 м)

 

Габариты зоны защиты одиночных тросовых молниеотводов оцениваются по формулам (см. рис. 2.2 и табл. 2.17) и зависят от надежности защиты Р_з.

Таблица 2.17

Параметры зон защиты одиночного тросового молниеотвода по РД [27] и [28]

Надежность защиты Рз	Высота молниеотвода h, м	Высота hо, м	Радиус конуса r0, м
0,9*	h 150	0,87 h	1,5 h
0,95**	h 150	0,92 h	1,7 h
0,99*	h 30	0,8 h	0,95 h

Продолжение таблицы 2.17

	30<h 100	0,8 h
100<h 150	0,8 h
0,995**	h 150	0,85 h	(1,35-0,0025 h) h
h 30	0,75 h	0,7 h
0,999	30<h 100
100<h 150

*По [28];**По РД [27].

 

Расчетные формулы приведенные в табл. 2.16 b 2.17 пригодны для молниеотводов высотой до 150 м.

Зона защиты одиночного тросового молниеотвода высотой h (м) ограничена симметричными двускатными поверхностями, образующими в вертикальном поперечном сечении равнобедренный треугольник высотой h_о< h с основанием 2r_о (рис. 2.2). За значение h принимают минимальную высоту троса над уровнем земли с учетом провеса троса. При длине пролета L 120 м, где L обозначает расстояние между точками подвеса троса, провес составляет 2 м по отношению к высоте опора, а при 120<L<150 м соответственно 3 м.

Для одиночного тросового молниеотвода радиус r_x зоны защиты требуемой надежности на высоте защищаемого объекта h_х определяют по формуле (2.38).

В РД [27] и [28] приводятся также схемы и формулы расчета зон защиты двойного стержневого молниеотвода, двойного тросового молниеотвода и замкнутого тросового молниеотвода.