33

Министерство образования Республики Беларусь

Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное учреждение высшего профессионального обрАзования

БЕЛОРУССКО-РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра “Безопасность жизнедеятельности”

Методические указания к лабораторной работе

“МОЛНИЕЗАЩИТА”

Разработали: доцент Галюжин С.Д.,

ст.препод Галюжин А.С.

Рецензент: доцент Матусевич С.В.

Методические указания

утверждены на

заседании кафедры БЖД

Протокол № 1

от 30.08.2008 г.

Могилев 2008

1 Цель работы

1.1 Изучить методику расчета молниезащитных зданий и сооружений.

1.2 Рассчитать молниезащиту для одного из объектов.

2 Теоретические основы

2.1 Виды воздействия тока молнии

Грозовой разряд оказывает электромагнитные, тепловые и механические воздействия.

С грозовым разрядом связано электромагнитное поле, которое индуктирует напряжение на проводах и проводящих конструкциях зданий и сооружений вблизи места удара.

Индуктированные напряжения на линиях электропередачи мо­гут достигать сотен киловольт и вызывать перекрытие изоляции в ус­тановках с рабочим напряжением до 35...110 кВ.

Ток молнии I_M, протекая через заземленный объект, с сопро­тивлением растекания R₃ создает на этом сопротивлении падение заряжения I_MR₃, которое ввиду больших значений тока молнии может достигать сотен и даже тысяч киловольт.

Падение напряжения I_MR₃ совместно с напряжением, индук­тированным электромагнитным полем канала молнии, приводит к так называемым перенапряжениям прямого удара молнии.

Перенапряжения индуктированные и прямого удара молнии, объединяемые под общим названием атмосферных перенапряжений, распространяются на все участки электрически связанной системы. Протекание тока молнии связано с выделением тепла в проводнике.

Ток молнии I_M может вызвать нагревание проводника до температуры каления, плавления или испарения.

Механические воздействия тока молнии проявляются в расщеплениях деревьев, разрушении небольших каменных строений, кирпичных труб, незащищенных молниеотводами и др.

Механическое воздействие тока молнии связано также с электростатическими силами, возникающими между зарядами в диэлектрике (дерево, камень), остающимися после прохождения тока молнии. Эти силы, имеющие ударный характер, и приводят к разрушению кирпичных построек.

2.2 Основные термины и определения

Прямой удар молнии (поражение молнией) – непосредственный контакт канала молнии со зданием или сооружением, сопровождающийся протеканием через него тока молнии.

Вторичное проявление молнии – наведение потенциалов на металлических элементах конструкции, оборудования, в незамкнутых металлических контурах, вызванное близкими разрядами молнии и создающее опасность искрения внутри защищаемого объекта.

Занос высокого потенциала – перенесение в защищаемое здание или

сооружение по протяженным металлическим коммуникациям (подземным и наземным трубопроводам, кабелям и т.п.) электрических потенциалов, возникающих при прямых и близких ударах молнии и создающих опасность искрения внутри защищаемого объекта.

Молниеотвод – устройство, воспринимающее удар молнии и отводящее ее ток в землю.

В общем случае молниеотвод состоит из опоры; молниеприемника, непосредственно воспринимающего удар молнии; токоотвода, по которому ток молнии передается в землю; заземлителя, обеспечивающего растекание тока молнии в земле. В некоторых случаях функции опоры, молниеприемника и токоотвода совмещаются, например, при использовании в качестве молниеотвода металлических труб или ферм.

Зона защиты молниеотвода – пространство, внутри которого здание или сооружение защищено от прямых ударов молнии с надежностью не ниже определенной величины. Наименьшей и постоянной надежностью обладает поверхность зоны защиты; в глубине зоны защиты надежность выше, чем на ее поверхности.

В зависимости от надежности молниезащиты объектов народного хозяйства зоны защиты делятся на зоны защиты типа А и типа Б.

Зона зашиты типа А обладает надежностью 99,5 % и выше, а типа Б – 95 % и выше.

Конструктивно молниеотводы разделяются на следующие виды: стержневые – с вертикальным расположением молниеприемника; тросовые (протяженные) – с горизонтальным расположением молниеприемника, закрепленного на двух заземленных опорах; сетки – многократные горизонтальные молниеприемники, пересекающиеся под прямым углом и укладываемые сверху на защищаемое здание.

Одиночным молниеотводом называется единичная конструкция стержневого или тросового молниеотвода.

Двойным (многократным) молниеотводом называется сочетание двух (или более) стержневых и тросовых молниеотводов, образующих общую зону защиты.

Заземлитель молниезащиты – один или несколько проводников, находящихся в соприкосновении с землей и предназначенных для отвода в землю токов молнии или ограничения перенапряжений, возникающих на металлических корпусах, оборудовании, коммуникациях при близких разрядах молнии.

Естественными заземлителями служат заглубленные в землю металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений.

Искусственные заземлители специально прокладываются в земле в виде контуров из полосовой или круглой стали либо в виде сосредоточенных конструкций, состоящих из вертикальных и горизонтальных проводников.