Молниезащита зданий
Согласно мерам по электробезопасности, на всех промышленных зданиях и сооружениях должна быть установлена система молниезащиты.
Все здания и сооружения по требованиям молниезащиты, подразделяются на три категории:
1 категория – здания электростанций и подстанций, а так же здания и сооружения с взрывоопасными смесями класса В-1 и В-2.
В данной категории молниезащита выполняется:
а) от прямых ударов молнии, посредством отдельно стоящих стержневых и тросовых молниеотводов, обеспечивающих требуемую зону защитного покрытия;
б) от зарядов статического электричества, путём заземления всех металлических корпусов оборудования, установленных в зданиях через специальные заземлители, с сопротивлением растеканием тока не более 10 Ом;
в) от магнитного поля, появляющегося как вторичное действие молнии и индуктирующего в контурах силы, с помощью небольших перемычек, обьеденяющих контуры в единую систему.
2 категория – другие здания и помещения со взрывоопасными смесями, не относящиеся к первой категории.
Во второй категории, молниезащита зданий и сооружений, от прямых ударов молнии, выполняется одним из указанных способов:
а) отдельно стоящими или расположенными на зданиях, неизолированными тросовыми или стержневыми отводами, обеспечивающие необходимую зону защиты;
б) заземлённой молниеприёмной металлической сеткой, с ячеёй 6х6 метров, накладываемой на неметаллическую кровлю здания;
в) непосредственное заземление металлической кровли.
3 категория — все остальные, в том числе и пожароопасные, здания и сооружения.
Защита зданий и сооружений данной категории, применяется такой же как и во второй категории, но молниеприёмная металлическая сетка, может иметь ячею 12х12 или 6х24, а сопротивление заземлителя, допускается до 20 Ом.
Молниезащита зданий подстанций с распределительными устройствами от прямых ударов молнии, выполняется с помощью стержневых или тросовых молниеотводов. Если сопротивление заземляющего устройства подстанции менее 1 Ом, то молниеотвод разрешается присоединять к заземлителю. Если молниеотвод на концевой опоре не обеспечивает надлежащую защиту подстанции от перенапряжений, то дополнительно устанавливается отдельно стоящий молниеотвод, с сопротивлением заземляющего устройства не более 25 Ом.
Молниезащита фабричных труб осуществляется с помощью молниеотводов, изготовленных из сплошных железных стержней диаметром 25 мм. Трубы высотой менее 40 метров, должны иметь один стержневой спуск к молниеприёмнику, а высотой более 40 метров – не менее двух спусков.
Молниезащита высоких зданий и сооружений (водокачки, градирни, буровые вышки и.т.д.), из стальных строений, обеспечивается молниезащитой посредством заземления стального каркаса минимум в двух точках, а в случае не металлического строения – современной системой молниезащиты.
Молниеотводы открытых взрывоопасных установок (наливные станции, перекачивающие резервуары и.т.д.), обеспечиваются молниезащитой посредством отдельно стоящих, стержневых молниеприёмников, или молниеотводами, установленными в резервуаре на высоте не менее 5 метров, соблюдая прохождения каналов молниеотводов вне сферы, возможного образования взрывоопасной смеси.
Зона покрытия защиты от ударов молнии, является основным параметром при расчёте молниезащиты зданий и сооружений.
Для одиночного стержневого молниеотвода (рис.а), при его высоте менее 60 метров, радиус защиты составляет: rx = 1,6h (h-hx) / (h+hx),
где h – высота молниеотвода;
hx – высота защищаемого объекта;
разность h-hx = hа – называют активной высотой;
Для тросового молниеотвода (рис.б), при высоте подвеса менее 30 метров, радиус защиты составляет: : rx = 0,8h (h-hx) / (h+hx),
где h – высота подвеса троса;
hx – высота подвеса защищаемых проводов;
h-hx = hа –активная высота;
Допустимое расстояние по воздуху при прямом ударе молнии в молниеотвод, определяется импульсным напряжением Uи в точке расположенной от земли на высоте t:
Uи = iмRи + Ldi/dt,
где iм – значение тока молнии;
Rи – импульсное сопротивление заземлителя;
L – индуктивность участка t токоотвода от заземлителя до рассматриваемой точки.
Пусть ток молнии Iм > 150 кА, тогда при ωL = t – амплитудное импульсное напряжение :
Uмакс = (Iм/2) [Rи + Rи + t].
В этом случае, минимальное расстояние по воздуху и в земле составляет:
Sмин.в = Uмакс / Ев;
Sмин.з = Iм Rи / Ез.
Для расчётов принимают Ев – 500 кВ/м, Ез – 300кВ/м.
