12. Молниезащита

Молния – разряд между электрически заряженным облаком и землей или между разноименно заряженными частями двух облаков (t 100 мкс, I=100-200 кА, T=30000 ⁰C).

Основные виды опасности:

1. Прямой удар молнии.

2. электростатическая и электромагнитная индукция.

3. Проникновение («занос») электрического потенциала в здания.

Наибольшую опасность представляет прямой удар молнии, когда из-за высокой температуры в канале молнии происходит мгновенный нагрев конструкций здания, воздуха, его расширение, образование ударной воздушной волны, вызывающей разрушения.

Вторичное воздействие связано с возникновением электростатической и электромагнитной индукции.

Электростатическая индукция проявляется в том, что на изолированных металлических предметах в результате разряда молнии наводятся опасные электрические потенциалы, в результате чего возможно искрение между отдельными металлическими элементами конструкций и оборудования.

Под действием электромагнитной индукции в незамкнутых металлических контурах в результате изменения тока молнии, следовательно, магнитного поля, наводится ЭДС, что приводит к опасности искрения в местах сближения этих контуров.

«Занос» электрического потенциала в здания происходит по его внутренним и внешним металлическим сооружениям и коммуникациям (эстакады, монорельсы, канатные дорожки, трубопроводы, кабели с металлическими оболочками и др.).

Молниезащита осуществляется путем устройства молниеотводов и основана на свойстве молнии поражать наиболее высокие и хорошо заземленные металлические сооружения.

Молниеотвод состоит из:

1. опоры (несущей части);

2. молниеприемника, непосредственно воспринимающего удар молнии;

3. токоотвода, соединяющего молниеприемник с заземлителем;

4. заземляющего устройства, через которое ток стекает в землю.

По типу молниеприемника молниеотводы могут быть:

1. стержневые;

2. тросовые;

3. сеточные.

По количеству – одиночные, двойные, многократные.

а) б)

в)

Рис. 13.-Виды молниеотводов: а--- стержневой одиночный молниеотвод; б--- тросовый молниеотвод; в--- сеточный молниеотвод: 1--- молниеприемник; 2--- опора; 3--- токоотвод; 4--- заземляющее устройство

Молниеотводы образуют зону защиты – это пространство, в котором обеспечивается защита зданий от прямых ударов молнии. Различают зону защиты типа А, обладающую степенью защиты 99,5% и выше, и типа Б – 95% и выше.

Для зоны типа Б высота одиночного стержневого молниеотвода при известных величинах и , может быть определена по формуле:

,

где --- радиус зоны защиты молниеотвода, равный половине длины

здания, м.

--- высота защищаемого здания.

В зависимости от значения зданий и сооружений, вероятности возникновения в них пожаров и взрывов устанавливают три категории молниезащиты.

Здания и сооружения, отнесенные к I и II категориям молниезащиты, должны быть защищены от прямых ударов молнии и её вторичных проявлений, а к III категории – только от прямых ударов.