Etm2000.ru

Стройка и ремонт
3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Расчет молниезащиты здания пример

Расчет молниезащиты зданий и сооружений

Попадание в жилой дом молнии может принести немало бед его хозяевам, поэтому еще на этапе проектирования строения необходимо выполнять грамотный расчет молниезащиты и впоследствии правильно смонтировать все ее элементы. Безусловно, далеко не каждое здание может попасть под губительное воздействие молнии, но все же если такое произойдет, убытки будут несоизмеримо большими, чем средства, затраченные на монтаж системы молниезащиты.

Чем опасна молния?

Удар молнии по незащищенному жилому зданию или какому-либо хозяйственному сооружению может обернуться следующими негативными последствиями:

  • возникновение травм и увечий у людей,
  • возникновения повреждений конструкции здания,
  • выход из строя системы электроснабжения дома,
  • возникновение возгораний, которые могут перерасти в масштабные пожары.

Чтобы уберечь свое имущество от попадания молнии следует грамотно рассчитать, а затем смонтировать систему молниезащиты.

Как защититься от молнии?

В настоящее время для защиты от молнии широко используется пассивная система молниезащиты. Она состоит из следующих конструктивных элементов:

  1. Молниеприемник (металлическая сетка, трос или штырь),
  2. Токоотвод,
  3. Заземляющий контур.

Молниеприемник является самой высокой частью системы. Его располагают на высоте 2-3 метра от самой верхней точки защищаемого здания. Устанавливать молниеприемник выше не следует, так как он может притягивать к себе молнии, в результате чего во время грозы сооружение будет подвержено воздействию частых ударов молнии.

Токоотвод расположен между приемником молний и заземлителем. Его назначение сводится к отводу электрического тока в землю. Как известно, электрический ток проходит по пути наименьшего сопротивления, поэтому для монтажа токоотводов выбирают стальную полосу или арматуру сечением не менее 6 мм.

Заземлитель состоит из вертикальных стальных труб диаметром около 50 мм с толщиной стенки 3 мм, забитых в землю на глубину не менее 1,5 м, соединенных между собой горизонтальными полосами стали 12х4 мм. При отсутствии труб, роль вертикальных заземлителей контура может исполнять стальной пруток сечением 10 мм или уголок 50х5 мм.

При обустройстве подземной части молниезащиты сооружения, в грунте выкапывают траншею в виде равностороннего треугольника, глубиной 500-800 мм. В вершинах этого треугольника забивают заземлители. По периметру треугольника устанавливают горизонтальные заземлители и приваривают их вертикальным элементам, завершая создание контура заземлителя.

На заключительном этапе выполняют электрическое соединение всех конструктивных элементов между собой с использованием сварки. Заземлитель должен быть расположен рядом со стеной защищаемого здания, вдали от входных дверей и тропинок, по которым могут ходить люди или домашние животные.

Как выполнить расчет молниезащиты?

В качестве примера, рассмотрим расчет молниезащиты для частного дома, защищенного одиночным штыревым молниеотводом. Зоной защиты молниеотвода называют определенную часть примыкающего к нему пространства, внутри которого здание надежно защищено от прямого попадания молнии. Иными словами, зона защиты того или иного сооружения представляет собой некий воображаемый конус, внутри которого находится защищаемый объект. Вершиной этого конуса является самая верхняя точка молниеприемника.

Радиус защиты rx того или иного сооружения на любой его высоте hx можно определить, решив следующее соотношение:

где rx – радиус защиты сооружения на интересующем уровне от поверхности грунта, hа активная высота молниеотвода, hx – высота защищаемой точки сооружения, h – собственная высота молниеотвода.

Несмотря на кажущуюся простоту методики расчета молниезащиты, доверить ее выполнение следует только профессионалам, так как только они способны учесть множество факторов, которые дилетант может даже не заметить.

Интернет предлагает пользователям ряд ресурсов, на которых имеются программы для необходимого расчета. Нужно всего лишь ввести в соответствующие поля геометрические размеры здания и выбрать географическую зону.

Также, следует сказать о том, что в настоящее время для защиты строений от удара молнии используют активные системы молниезащиты. Активные молниеотводы сами провоцируют удар молнии в токоприемник. Зона защиты, обеспечиваемая активными системами, гораздо превышает аналогичный показатель пассивных систем.

В заключение следует сказать несколько слов о техническом обслуживании молниеотвода. Все элементы молниезащиты здания категорически запрещается красить, так как это снижает их электропроводность. Ежегодно, перед началом грозового сезона, контур заземления необходимо откапывать и визуально прослеживать целостность его элементов. В случае возникновения на поверхности элементов системы ржавчины, ее следует удалять при помощи

Как рассчитать молниезащиту

Под молниезащитой понимается специальная система защиты от поражения молнией, воздействие которой способно нанести непоправимый ущерб любому жилому зданию или сооружению. Она состоит из ряда конструктивных элементов, каждый из которых выполняет свою вполне определенную функцию. Расчет молниезащиты вследствие этого сводится к вычислению параметров всех составляющих системы, определяемых согласно стандартным методикам.

Назначение и состав системы

Для защиты зданий от грозовых разрядов чаще всего используется так называемая «пассивная» молниезащита, состоящая из таких конструктивных элементов, как:

  • молниеприемник, обустраиваемый в виде металлического штыря, троса или специальной сеточной конструкции;
  • токоотвод (спуск), используемый для перенаправления разряда на заземляющее устройство (ЗУ);
  • сама заземляющая конструкция.

Далее будут рассмотрены основные параметры системы молниезащиты, подлежащие расчету.

Молниеотвод и спуск

Что касается первой составляющей молниезащиты (молниеприемника) – требованиями ПУЭ предусматривается, чтобы он располагался в самой верхней точке защищаемого строения.

Для стандартных конструкций штыревого класса место размещения этого элемента выбирается исходя из того, чтобы заостренный конец его пики находился на 2-3 метра выше плоскости или конька крыши.

При наличии на защищаемом объекте нескольких штыревых молниеприемников согласно общепринятой методике обязательно просчитывается расстояние между соседними молниеотводами.

В случае использования тросового или сеточного молниеприемника для соответствующих элементов молниезащиты проводят расчеты либо основные параметры троса (длина и сечение), либо размеры отдельной ячейки сетки.

Молниеотводы большей длины применять не рекомендуется, поскольку они начнут притягивать к себе даже те грозовые разряды, которые ничем не угрожают данному объекту.

Токоотвод необходим для перенаправления электрического разряда, принятого молниеприемником, в направлении заземляющего устройства. С одной стороны он подсоединяется к «уловителю» молний, а с другой – к конструкции заземлителя.

Его основными расчетными величинами являются материал отводящей ленты, ее длина и сечение, обеспечивающие наименьшее электрическое сопротивление отводящей цепочки.

С точки зрения расчета системы для достижения требуемого результата этот элемент должен изготавливаться из металлов с высокой электропроводностью и иметь достаточно большое сечение (обычно оно составляет 6-8 кв. мм).

Заземляющее устройство

Заземляющая конструкция для молниезащиты рассчитывается исходя из требования достижения надежного контакта с грунтом, обеспечивающего идеальные условия для растекания токового разряда в землю.

Расчету этой части молниезащиты нужно уделить особое внимание, поскольку без надежного заземления все остальные элементы защитной системы теряют свою функциональность.

Перед расчетом заземляющего контура молниезащиты необходимо отметить, что его конструкция изготавливается из вертикально забиваемых в землю толстых металлических штырей, труб или стальных профилей (швеллеров).

Их длина и сечение определяются расчетным путем исходя из требований создания идеальных условий для стекания тока разряда молнии в землю.

Помимо этого, к расчетным элементам заземления относятся и стальные перемычки, объединяющие вбитые в землю стержни в единый контур и соединяемые методом сварки. Их расчетными параметрами являются длина и сечение, а также марка стали, которые обеспечивают требуемое сопротивление растекания.

В следующем разделе приводится пример расчета системы защиты от поражения молниевым разрядом.

Образец расчета

В качестве образца расчета данных по молниезащите рассмотрим вариант определения ее параметров для частного загородного дома, с установленным на крыше одиночным штыревым молниеприемником.

В соответствии с методическими указаниями в этом случае исходят из необходимости образования особой зоны защиты (воображаемого конуса вокруг мачты со штырем), в пределах которой располагается защищаемый объект.

Радиус защиты Rx такого конуса со штырем, установленным на высоте hx, определяется из следующего соотношения:

где под вторым элементом пропорции (ha) понимается активная высота всей зоны грозозащиты (воображаемого конуса), под hx – высота защищаемой точки данного строения, а просто h – это собственная высота устанавливаемого молниеотвода.

Несмотря на внешнюю простоту приведенной методики расчета молниезащиты, полный обсчет всей системы в целом желательно перепоручить профессионалам, которые в состоянии отметить множество неучтенных дилетантом деталей.

Расчет системы молниезащиты может быть осуществлен и в режиме онлайн, где пользователю предлагается специальная программа для проведения соответствующих операций.

Для получения требуемого результата необходимо ввести в соответствующие графы геометрические размеры защищаемого строения и выбрать нужную географическую зону.

7 Расчет молниезащиты

Молниезащита — комплекс защитных устройств и мероприятий, предназначенных для обеспечения безопасности людей, предохранение здания, сооружения, оборудования и материалов от возможных взрывов, загораний и разрушений возникающих при разрядах молнии.

Для приема электрического разряда молнии и отвода ее тока в землю применяются устройства, называемые молниеотводами. Молниеотвод состоит из несущей части- опоры (которая может служить само здание), молниеприемника, токоотвода и заземлителя.

Читать еще:  Договор на кровельные работы

Здание насосной цеха №2 расположено в районе со средней грозовой деятельностью 20 и более грозовых часов в год. Класс помещения по пожароопасности В-1г. Следовательно по [15] площадь цеха по устройству молниезащиты относится к III категории.

Для зданий и сооружений III категории должна быть осуществлена защита от прямых ударов молнии и защита от заноса высоких потенциалов через наземные (подземные) металлические коммуникации.

Защита от прямых ударов молнии в данном случае осуществляется отдельно стоящими или установленными на зданиях стержневыми или тросовыми молниеотводами, причем расстояние от них до здания и подземных коммуникаций не нормируется. Каждый токоотвод от молниеприемника подсоединяется к замкнутому заземляющему контуру, уложенному по периметру здания.

Занос высоких потенциалов в здание возможен по наземным трубопроводам, кабелям, эстакадам в результате прямых ударов непосредственно в коммуникации или в связи с появлением индуктированных зарядов при ближайших разрядах молнии. На вводе в здание все подземные металлические коммуникации (трубопроводы, кабели), а также наземные металлические конструкции и коммуникации присоединяются к защитному заземлению.

Радиус зоны защиты одиночного стержневого молниеотвода на высоте защищаемого сооружения определяется по выражению [7]:

(м) (7.1)

где – полная высота стержневого молниеотвода, м;

– высота защищаемого сооружения, м.

Для установки принимаю отдельно стоящий стержневой молниеотвод высотой 50 м.

.

Необходимо установить четыре молниеотвода в соответствии с размерами цеха.

Зона защиты между молниеотводами описывается дугой окружности, проходящей через вершины молниеотводов. Высота зоны:

(м) (7.2)

где – высота вершины конуса молниеотвода, м;

– расстояние между молниеотводами, м.

(7.3)

Ширина средней зоны защиты двойного стержневого молниеотвода:

(м) (7.4)

где – радиус зоны защиты на уровне земли, м.

(7.5)

Здание насосной цеха полностью защищено.

8. Технико-экономическое обоснование спроектированной сети

В этом разделе определяются основные показатели, характеризующие полные расходы денежных средств на тепловое и электрическое оборудование, необходимое для сооружения и эксплуатации спроектированной тепловой и электрической сети.

Основной целью данного проекта является модернизация системы энергообеспечения завода полиолефинов. Поэтому проект можно рассматривать как затратный, предполагающий возврат вложенных средств от прибыли после пуска завода в эксплуатацию и вывода его на проектную мощность.

В данном разделе проводится сметно-финансовый расчёт схемы теплоснабжения и электроснабжения с целью определения размеров финансирования проекта, устанавливается ориентировочный срок монтажа системы теплоснабжения и электроснабжения, расчёт заработной платы слесарей по монтажу стальных конструкций и электромонтажников, а также анализ срока окупаемости проекта.

Реализация данного проекта позволит производить до 180 тыс. тонн пропилена в год по средней стоимости продукции равной 30000 руб/т.

На основании генерального плана и схемы электроснабжения проводится сметно-финансовый расчет, представляющий сметную стоимость строительно-монтажных работ. Полная сметная стоимость, является обоснованием необходимого объема инвестиций (капитальных вложений). Сметно-финансовый расчет определяется по укрупненным сметным нормативам, прейскурантам и стоимостным показателям объектов-аналогов. Утвержденная смета является предельно-допустимой на весь период строительства.

Как произвести расчет молниезащиты зданий и сооружений

Из-за повсеместного распространения средств связи, бытовой техники и электроники процесс развития электромагнитного смога только лишь усиливается. Это, в свою очередь, делает все более актуальной молниезащиту зданий и сооружений. Все дело в том, что попадание электрического разряда в жилой дом может спровоцировать не только выход из строя бытовой техники, но и пожар.

Отдельно следует отметить необходимость защиты промышленных объектов, например, электрические подстанции особенно активно притягивают к себе разряды молний. Соответственно, здесь нужен совсем иной, более серьезный комплекс мер. Также следует обезопасить и линии электропередач. Здесь защита осуществляется тросовым молниеотводом.

Расчет молниезащиты – что нужно учитывать

Если при строительстве многоэтажных домов или каких-либо промышленных объектов защитные меры предусматриваются еще на этапе проектирования, то в частном строительстве все обстоит несколько по-иному. Здесь в подавляющем большинстве случаев о необходимости защитить здание задумываются уже после того, как оно построено. Следует отметить, что если в радиусе 100 метров от вашего жилища находится вышка сотовой связи или громоотвод, то ничего устанавливать уже не нужно. Все дело в том, что дом в таком случае находится под достаточно надежной защитой.

Для того чтобы защитить одиноко стоящие строения от поражения молнией, рекомендовано применение стержневого громоотвода. Его конструкция достаточно простая. Состоит такой громоотвод из 3-х основных частей:

  • молниеприемник;
  • токопровод;
  • заземлитель.

Давайте рассмотрим систему более детально. В частности, молниеприемник следует располагать так, чтобы он находился выше самой высокой точки дома – дымовой трубы или антенны. При этом он не должен быть слишком большим. В данном случае рекомендована высота не более 3-х метров.

Задача токопровода состоит в доставке электрического разряда, полученного молниеприемником, к заземлителю. Здесь стоит немного напомнить курс школьной физики. Многие знают, что электрический ток всегда движется по пути наименьшего сопротивления. Соответственно, чем меньшим данный показатель будет у заземляющего устройства – тем лучше. Оно должно стать своего рода ловушкой для разряда. Здесь электричество, поступившее по токопроводу, в итоге передается в землю. Это означает, что заземлитель должен быть установлен на определенном расстоянии от жилого дома, пешеходной дорожки, хозяйственных помещений, и так далее.

Систему молниезащиты частного или многоквартирного дома вполне можно установить и самостоятельно. При этом нужно будет сделать определенные расчеты. Давайте рассмотрим простой пример. Это методика, созданная институтом имени Кржижановского, позволяющая рассчитать молниезащиту многоэтажного здания, расположенного в городе. Здесь нам понадобятся такие величины, как длина (L), ширина (S) и высота (h) здания. Все они указываются в метрах. Далее нам понадобится узнать такой параметр, как ожидаемое количество поражений здания молнией в год (N). Для этого воспользуемся следующей формулой: N = ((S + 6hзд)(L + 6hзд) − 7,7 h2зд) n ×10-6.

Нужно прояснить, что буквой n обозначается среднее количество ударов молнии в месте расположения сооружения или здания. Здесь все просчитывается индивидуально для каждого населенного пункта. Впрочем, желательно пойти и по более простому пути – это автоматизированный подсчет. Здесь впору воспользоваться одним из многочисленных соответствующих сервисов, которые без труда можно отыскать в Интернете. В данном случае понадобится просто подставить свои конкретные параметры, а программа сама сделает нужные расчеты.

На следующем этапе нам необходимо узнать требуемый радиус молниезащиты. Стержневой громоотвод имеет довольно простую конструкцию, и поэтому грамотно сделав расчеты, ее вполне можно смонтировать самостоятельно. Итак, узнаем зону защиты, то есть пространство, которое будет находиться «под охраной» системы, и после этого высчитываем высоту молниеотвода. Здесь можно воспользоваться следующей формулой: h = (rx + 1,63hx) ÷ 1,5. Следует пояснить, что h и hx – это высота молниеотвода и защищаемой точки сооружения, а rx – радиус защиты здания.

Если же вы хотите защитить свое жилье одиночным молниеотводом, стоящим на определенном расстоянии, то здесь понадобятся более сложные расчеты. В таком случае лучше всего доверить работу специалистам, поскольку ими будут учтены все нюансы, имеющие важное значение, тогда как рядовой обыватель нередко не обращает на них внимания. Соответственно, самому осуществлять расчеты или сооружать такого рода конструкцию, наверное, не стоит, ведь речь идет о вашей безопасности.

Расчет молниезащиты. Расчетные формулы молниеотводов

Страницы работы

Фрагмент текста работы

РПЗ. «Расчет молниезащиты»

Рассчитать молниезащиту — это значит определить тип защиты, ее зону и параметры (таблица 1.14.1).

По типу молниезащита (м/з) может быть следующей:

— двухстержневой одинаковой или разной высоты;

По степени надежности защиты различают два типа зон:

А — степень надежности защиты ≥ 99,5 %;

Б — степень надежности защиты 95. 99,5 %.

Параметрами молниезащиты являются:

h— полная высота стержневого молниеотвода, м;

h— высота вершины конуса стержневого молниеотвода, м;

hx— высота защищаемого сооружения, м;

hм — высота стержневого молния приемника, м;

hа— активная высота молниеотвода, м;

rо, rx— радиусы защиты на уровне земли и на высоте защищаемого сооружения, м;

hс— высота средней части двойного стрежневого молниеотвода, м;

2rc, 2rx — ширина средней части зоны двойного стержневого молниеотвода на уровне земли и на высоте защищаемого объекта, м;

α— угол защиты (между вертикалью и образующей), град;

L— расстояние между двумя стержневыми молниеотводами, м;

а— длина пролета между опорами троса, м;

hоп, — высота опоры троса, м;

rx + rx— ширина зоны тросового молниеотвода на уровне защищаемого сооружения, м;

α+2rcx — длина зоны двойного тросового молниеотвода на уровне защищаемого сооружения, м;

α+2rc — длина зоны двойного тросового молниеотвода на уровне земли, м.

Ожидаемое количество поражений (N ) молнией в год производится по формулам:

—для сосредоточенных зданий и сооружений (дымовые трубы, вышки, башни)

N =9πhx 20 -6

где hx— наибольшая высота здания или сооружения, м;

Читать еще:  Обозначение двутавра на чертеже

n среднегодовое число ударов молнии в 1 км 2 земной поверхности вместе нахождения здания или сооружения (т.е. удельная плотность ударов молнии в землю), I (км/год) определяется по таблице 1.14.2;

—для зданий и сооружений прямоугольной формы:

Где А и В — длина и ширина здания или сооружения, м.

Примечание. Еслиздание и сооружение имеют сложную конфигурацию, то А и B- это стороны прямоугольника, в который вписывается наплане защищаемый объект.

Таблица 1.14.1. Расчетные формулы молниеотводов при h≤150 м.

Одиночные стержневые молниеотводы ( рис. 1.14.1.)

Подробный пример расчёта молниезащиты и заземления коттеджа

С приходом весны наступает пора ожидания грозового сезона, поэтому важно заблаговременно позаботиться о молниезащите собственного дома. Множество новостей в последние годы о всё более частых ударах молнии в частные дома говорит о том, что этот вопрос не может быть оставлен без внимания.

Современные дома в коттеджных поселках обязательно должны быть снабжены надёжными и долговечными молниеприёмниками, заземляющими устройствами и устройствами защиты от перенапряжений. Все это оборудование должно быть правильно рассчитано и установлено, тогда оно будет справляться со своей задачей. Представляем вам пример расчёта молниезащиты и УЗИП для коттеджа с подробным расположением необходимого оборудования на рисунках.

Задача:

Произвести расчёт системы молниезащиты и заземления коттеджа.

Решение:

Расчёты произведены в соответствии со следующими документами:

Согласно этим документам, коттедж относится к типу “обычные” (по СО) и к 3-ей категории молниезащиты*, защита от молнии выполняется установленными на крыше молниеприёмниками (молниеотводами). В случае попадания молнии в молниеприёмника, ток молнии, минуя защищаемый объект, отводится в землю. Система внешней молниезащиты также включает в себя токоотвод и заземлитель.
*больше о классификации объектов

Подробное описание организации молниезащиты:

На крыше дома устанавливаются два молниеприёмника высотой 4 м и один высотой 1,5 м. Их крепление осуществляется по краям конька крыши с учётом, что 0,5 м длины стержня будет занято креплением.

К молниеприёмникам подключаются четыре токоотвода, выполненные из омедненной проволоки D=8 мм. Два токоотвода устанавливаются на доме и два — на бане. Молниеприёмники также соединяются между собой для организации двух токоотводов от каждого молниеприёмника. Токоотводы располагаются на расстоянии не менее 3 метров от входов или в местах недоступных для прикосновения людей.

Крепление токоотводов на крыше осуществляется с помощью зажимов GL-11747A. Крепление токоотводов к водосточным трубам производится с помощью зажимов GL-11514 (шаг крепления 0,6-1 м). Соединение и разветвление токоотводов производится с использованием зажимов GL-11551A.

Устанавливается заземляющее устройство, состоящее из трех вертикальных электродов длиной 3 м. Электроды вдоль стены дома в грунте объединяются омедненной полосой 4х30 мм. Расстояние между вертикальными электродами составляет не менее 5 метров. Расстояние от горизонтального электрода до стен здания составляет 1 м, а глубина — 0,5 метра. Эскиз конструкции заземляющего устройства показан на рисунке 3.

Соединение токоотвода с выводом омеднённой полосы из земли осуществляется с помощью контрольного зажима GL-11562A.


Рисунок 1. Эскиз с расположением оборудования молниезащиты и заземляющего устройства

Рисунок 2. Зона защиты

Расчёт заземляющего устройства

В соответствии с ПУЭ 7 изд. п. 1.7.103 общее сопротивление растеканию заземлителей (в том числе естественных) всех повторных заземлений PEN-проводника каждой ВЛ в любое время года должно быть не более 10 Ом соответственно при линейных напряжениях 380 В источника трехфазного тока или 220 В источника однофазного тока.

Расчёт заземления проведён с помощью программного обеспечения, разработанного ОАО «Энергетический институт им. Г.М.Кржижановского» (ОАО «ЭНИН»). Расчётное значение удельного сопротивления грунта типа суглинок принято равным 100 Ом∙м.

Расчётное сопротивление заземляющего устройства с учётом скважины равняется 6 Ом, что меньше требуемого значения 10 Ом.


Рисунок 3. Соcтавляющие заземляющего устройства

Внутренняя молниезащита (УЗИП)

Для защиты оборудования и электрических коммуникаций внутри здания мы рекомендуем предусмотреть комплекс мер, позволяющих исключить воздействие опасных перенапряжений.

Защита электрической сети. Защита в главном/вводном распределительном щите

В главном/вводном распределительном щите устанавливается устройство защиты от импульсных перенапряжений УЗИП класса I+II+III LEUTRON PP BCD TT 25/100, которое выбрано в соответствии с трехфазным вводом в дом и системой питания TT или TN-S.

Подключение выполняется последовательно (V-подключение). Мы рекомендуем использовать предохранители F1(см.схему на рисунке 4) без временной задержки, номиналом до 125 А.

Если установлен вводной выключатель (или защитные предохранители вместо него), рассчитанный по нагрузке электросети, и его номинал меньше 125 А, то установка дополнительных предохранителей F1 не требуется.

Схема подключения УЗИП показана на рисунке 4.


Рисунок 4. Схема подключения УЗИП класса 1+2+3 для коттеджа

Без указанных мер молниезащита объекта является неполной, поскольку только применение защитных устройств позволяет снизить перенапряжения в сети до безопасного для защищаемого оборудования уровня.

Таблица 1. Перечень необходимых материалов:

Методика расчета молниезащиты

Эффективность системы молниезащиты напрямую зависит от правильности ее организации. В данной статье мы расскажем, как производится методика расчета молниезащиты и какие этапы она в себя включает.

Общее понятие

Прежде чем перейти непосредственно к теме, стоит напомнить, что каждый молниеотвод имеет свою зону защиты. Вероятность поражения молнией в ее пределах чрезвычайно мала, но все же существует, и составляет 1%. В зависимости от количества молниеоводов, их расположения и типа, эта зона может принимать различные геометрические формы.

Методика расчета молниезащиты – подготовительный этап

Перед тем, как приступить непосредственно к расчету, необходимо оценить свой объект, и выделить к какой категории он относится. Напомним, что их существует три:

  • Первый класс предусматривает наиболее серьезную молниезащиту и относит к себе помещения, где при нормальном технологическом режиме образуются взрывоопасные концентрации;
  • Ко второму классу относят помещения, в которых возможность взрыва появляется при нарушении технологического режима;
  • К третьему классу относят все остальные случаи, в которых поражение молнией здания приведет к меньшим материальным расходам.

После потребуется выбрать средства молниезащиты, которые вы собираетесь использовать. Конечно, сюда относятся молниеотводы, которые могут быть отдельностоящими, либо располагаться непосредственно на объекте.

Хотим обратить внимание, что для зданий первой категории используют отдельно стоящие молниеотводы, которые обеспечивают растекание тока, минуя помещения. Для второго класса возможны оба варианта. И, наконец, для третьего целесообразным вариантом будет последний.

Методика расчета молниезащиты

Охватить тему в полной мере невозможно, так как в зависимости от выбранного молниеотвода используются различные системы расчета.

Лишь в качестве примера мы вам расскажем, как происходит расчет стержневого молниеотвода одиночного. Стоит заметить, что зона его безопасности имеет форму конуса. Соответственно, здесь основными будут два параметра – высота этого конуса и его радиус на земле.

h – высота конуса;

r – радиус конуса;

hх – горизонтальное сечение на высоте здания и его радиус ;

rх – высота здания.

Наконец, в заключении хочется добавить, что в интернете сейчас возможно найти специальные программы, которые способны самостоятельно рассчитать все необходимые параметры. Для удобства использования существует возможность создания файла DXF, для последующей работы в программах CAD.

Обратите внимание, что если вы сомневаетесь в собственных силах, и никогда раньше не имели дела с подобными расчетами, вам лучше перепоручить это дело профессионалам. Ведь ошибка в этом случае может стоить слишком дорого. Потому и экономия в данном случае неуместна.

  • Что такое молниезащита?
  • Громоотвод
  • Молниеотвод
  • Молниеприемник
  • Токоотвод
  • Заземление
  • Устройства защиты от перенапряжений
  • Активная система молниезащиты
  • Зонная концепция молниезащиты
  • Система уравнивания потенциалов

Адрес объекта: Москова, ул. 1-я Рейсовая, д. 12, Терминал «А»

Вид работ: техническое обслуживание и диагностика комплексной системы молниезащиты с восстановлением элементов и соединений, замеры сопротивлений заземления

Исполнение: Молниезащита внешнего участка кровли выполнена в виде молниеприемной сетки, к которой присоединяются металлические поручни ограждения кровли. Для крепления проводника на профилях кровельных листов Kalzip применяются специальные держатели фирмы OBO Bettermann. Все выступающие элементы (световые фонари, вентиляционные установки, киоски выходов кабелей и др.) замыкаются на общий молниезащитный контур.

Комплект заземления OBO Bettermann

Производитель молниезащиты и заземления из Германии представил на рынке РФ новинку — готовый комплект модульно-штыревого заземления на основе оцинкованных стержней диаметром 20 мм.

Проектирование устройств молниезащиты

Для защиты здании, сооружений, коммуникаций и людей от опас­ного воздействия ударов молнии выполняют устройства молниезащиты.

Защита от прямых ударов молнии осуществляется молниеотвода­ми, воспринимающими удар молнии и отводящими его в землю Для защиты от вторичных воздействий молнии выполняют соединение всех металлических конструкций и корпусов оборудования и аппа­ратов, находящихся в защищаемом здании, и присоединение их к за­земляющему устройству электроустановок или к железобетонному фундаменту здания, а также ряд других мероприятий.

Молниезащита зданий и сооружений выполняется в соответствии с требованиями «Инструкции по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций», утвержденной Ми­нэнерго России 30.06.2003 г. и, ведомственными нормативными документами и утвержденного ра­бочего проекта.

Читать еще:  Дефектная ведомость на ремонт кровли

Необходимость устройства молниезащиты определяется в зави­симости от опасности ударов молнии для самого объекта и его окру­жения с учетом среднегодовой продолжительности гроз. Значение среднегодовой продолжительности гроз на территории России при­водятся на картах, представленных в ПУЭ. или по региональным кар­там интенсивности грозовой деятельности.

Комплекс средств молниезащиты зданий или сооружений вклю­чает в себя устройства защиты от прямых ударов молнии (внешняя молниеэащитная система (МЗС)) и устройства зашиты от вторич­ных воздействий молнии (внутренняя МЗС). Внутренние устрой­ства молниезащиты предназначены для огра­ничения вторичных воздействий молнии — электромагнитных воз­действий тока молнии, а также заноса высоких потенциалов.

В частных случаях молниезащита может содержать только внешние или только внутренние устройства. В общем случае часть токов молнии внешней системы протекает по элементам внутренней молниезащиты. Токи молнии, попадающие в молннеприемники, отводятся в заземлитель через систему токоотводов (спусков) и растекаются в земле.

Выбор типа и размещение элементов устройств молниезащиты производят при проектировании. Выбор и размещение производят так, чтобы иметь возможность максимально использовать проводя­щие элементы защищаемого объекта при максимальной эффектив­ности молниезащиты.

Внешняя молниеэащитная система, в общем случае, состоит из молниеприемников, токоотводов и заземлителей.

Молннеприемники могут быть выполнены из произвольной ком­бинации стержней; проводов (тросов) натянутых над сооружением; проводников выполненных в виде сеток. Такие молниеприемники называются искусственными. Если функции молниеприемника вы­полняют конструктивные элементы защищаемого объекта, то они на­зываются естественными молниеприемниками.

Молниеприемники могут быть изолированы от сооружения (от­дельно стоящие молниеприемники, стержневые или тросовые, а так­же соседние сооружения, выполняющие функции естественных мол­ниеотводов), или могут быть установлены на защищаемом сооруже­нии и даже быть его частью.

На рисунке 1 приведены возможные варианты устройств молни­езащиты от прямых ударов молнии.

Токоотводы это металлические проводники, которые служат для соединения молннеприемников с заземлителем.

Заземлители обеспечивают растекание токов молнии в земле. Заземлители устройств молниезащиты во всех случаях, за исключени­ем использования отдельно стоящего молниеотвода, совмещается с заземлителями электроустановок или средств связи. Если эти зазем­лители разделяются по каким-либо технологическим соображени­ям, их следует объединить в общую систему с помощью системы урав­нивания потенциалов.

В 2007 Управление государственного энергетического надзора раз­решило применение на территории РФ молниезашитного устрой­ства фирмы « FOREND» для защиты объектов от прямых ударов мол­нии

Устройство предназначено для защиты объектов от прямых ударов молнии без применения дополнительной молнисзашитной сетки на кровли здания.

Принцип действия устройства основан на способности конденса­торов заряжаться от электростатического заряда грозового облака

Электрическая схема устройства включает высоковольтные рези­сторы и конденсаторы, соединенные по схеме генератора импульсов. Все эти элементы размещаются в корпусе цилиндрической формы из нержавеющей стали, образуя так называемую, головную часть уст­ройства — головку. Головка навинчивается на мачту, которая устанав­ливается над защищаемым объектом. Корпус головки соединяется с помощью токоотвода с заземлителем.

При приближении грозового облака к защищаемому объекту нарастает напряженность электростатического поля у поверхности земли, что приводит к заряду конденсаторов устройства «FOREND». При достижении на конденсаторах напряжения 12-14 кВ происходит пробой разрядников, и формируется короткий импульс напряжением до 200кВ. Полярность импульса противоположна полярности грозового фронта. Импульс ини­циирует направленный в сторону грозового фронта стример (проводя­щий канал в воздухе), который обеспечивает разряд молнии в землю. Этот процесс, как бы повышает действующую высоту молниеотвода.

Зоны защиты традиционных молниеотводов с одно стержневыми, тросовыми молниеприемниками и молниеприемниками в виде сет­ки определяются в соответствии с мето­дикой их расчета, представленной в «Инструкции по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций». Зона защиты устройства фирмы «FOREND» имеет, по утверждению раз­работчиков, более удачную форму и позволяет более надежно защи­тить больший объем и площадь.

Монтаж молниезашитного устройства фирмы «FOREND» заклю­чается в навинчивании на мачту, установленную над защищаемым сооружением (молниеприемник) корпуса головки с генератором им­пульсов и соединении ее токоотводом с заземлителем.

Если головка устройства размещается на сборной антенной мачте, то острие головки должно находиться на 2 м выше антенн.

в
Рис.1. Устройства защиты от прямых ударов молнии:

а — отдельно стоящим молниеотводом; 6 — молниеотводом установленным на

здании; в — молниеотводом с тросовым молниеотводом; г — молниеотводом с

сетчатым молниеприемником. накладываемым на кровлю
Все объекты по требованиям к устройству их молниеэащиты под­разделяются на обычные и специальные.

Обычные объекты — это жилые и административные строения, а также здания и сооружения, высотой не более 60 м, предназна­ченные для торговли, промышленного производства, сельского хо­зяйства.

Специальные объекты — объекты, представляющие опасность для непосредственного окружения:

— для социальной и физической окружающей среды (объекты, ко­торые при поражении молнией могут вызвать вредные биологичес­кие, химические и радиоактивные выбросы);

— прочие объекты, для которых может предусматриваться специ­альная молниезащита, например, строения высотой более 60 м, игро­вые площадки, временные сооружения, строящиеся объекты.

По уровню молниезащиты объекты подразделяются на четыре класса.

В табл. 2. приводятся примеры разделения объектов на классы.

Алгоритм расчета молниезащиты. Алгоритм расчета молниезащиты

Алгоритм расчета молниезащиты

2. Определить конструкцию молниеотводов в зависимости от параметров защищаемого объекта (рис. 2, 3, 4, 5; табл.4).

3. Определить высоту молниеприемника, для создания необходимой зоны (площади) защиты. (Расчет ведется по формулам, приведенным в табл.3).

4) Определить наименьшее допустимое расстояние Sз доп, Sв доп,Sв1 доп от конструкций и частей молниеотвода от других коммуникаций и наземных сооружений (табл.6, 7, рис.6,7).

5) Проверяем выполнение следующих неравенств:

Рассчитанные (или полученные) расстояния от элементов и конструкций молниеотводов от подземных коммуникаций и наземных сооружений (рис.6,7).

Если неравенства (2-4) не выполняются, необходимо выбирать другую конструкцию молниеотвода.

6. Определить норму сопротивления молниезащиты, в зависимости от категории (Rн ).

7. Определить сопротивление молниезащиты Rз в зависимости от выбранной конструкции заземлителя и удельного сопротивления грунта (табл.5).

8. Вычислить импульсное сопротивление молниезащиты Rн по формуле (1).

9. Проверить выполнение неравенства (5)

если (2) выполняется, то расчет произведен верно.

10. Если неравенство (2) не выполняется, то необходимо выбрать другую конструкцию заземлителя.

11. Выбираем конструкцию молниеотводов в соответствии с рекомендациями раздела «Конструкция молниеотводов» и рис.5, табл.4.

12. Расчет сопровождается схемой молниезащиты, конструкцией молниеотводов и др. пояснениями.

Пример расчета

Задание. Произвести расчет молниезащиты склада горючих материалов, расположенного в г.Ангарске. Размеры склада: длина l=80м, ширина b=40м, высота hзд=8м. Грунт имеет сопротивление р ≤ 100Ом·м (суглинок).

Решение. 1.Определяем категорию молниезащиты, используя основные положения данной практической работы, табл.1,2.

Категория молниезащиты I, зона защиты А.

2. Определяем конструкцию молниеотвода в зависимости от параметров защищаемого объекта.

Анализ типов молниеотводов, показывает, что в нашем случае, подходит тросовый молниеотвод.

3. Определяем высоту молниеприемника для создания необходимой зоны защиты. Ориентировочно, в первом приближении высоту молниеприемника можно определить по формуле приведенной в примечании 6 к табл.3.

Зададимся =6, м, тогда В –ширина здания равна 20м.

Так как высота молниеотвода h≤150м, то определяем параметры зоны зашиты по формулам п.3 табл.3.

Высота зоны защиты м.

Радиус торцевых областей зоны защиты rна уровне земли

Ширина зоны защиты на участке между опорами м.

Ширина зоны защиты на участке между опорами на высоте над землей м.

4. Определяем наименьшее допустимое расстояние от заземлителя до других подземных коммуникаций, используя табл.6,7 и рис.6,7.

Проектирование молниезащиты !Проектирование молниезащиты и заземления! Все согласования! Большой опыт! Жмите!Проектирование молниезащиты и заземления! Все согласования! Большой опыт! Жмите!powerengineer.ruОпыт более 15 летРаботаем по ГОСТМинимальная ценаКороткие срокиПерейтиЯндекс.Директ

; м; м. При монтаже молниеотводов необходимо, чтобы реальные расстояния .

5. Проверяем выполнение неравенства (4). Для этого необходимо рассчитать реальное расстояние между тросовым молнисприемником и крышей здания, с учетом провеса троса. Используем данные, приведенные в примечании п.5 к табл.3.

Расстояние h, м от стального троса сечением 35-50мм 2 до поверхности земли в точке его наибольшего провеса равно:

(при а 2 и диаметром порядка 7мм. В качестве токоотводов используем сталь круглого сечения диаметром не менее 6мм.

Порядок выполнения работы

1. Получить задание преподавателя и необходимые исходные данные для расчета. Недостающие исходные данные принять самостоятельно.

2. Познакомиться с устройством молниезащиты, типами молниеотводов, принципом выбора молниеотводов.

3. Выполнить расчет молниезащиты производственного объекта.

4. Привести схему молниезащиты объекта.

5. Оформить отчет.

6. Ответить на контрольные вопросы.

Варианты заданий к практической работе №15

Задние 1.Произвести расчет молниезащиты производственного объекта, расположенного в г. Иркутске. Размеры объекта: длина lм, ширина bм, высота hзд м. Грунт имеет сопротивление р Ом·м.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector