Министерство образования Российской Федерации

Ростовский государственный строительный университет

Утверждено на заседании кафедры

Пожарная и производственная

безопасность

«25», ноября 1999 г.

Методические указания

к практической работе № П-2

«ПРОЕКТИРОВАНИЕ МОЛНИЕЗАЩИТЫ»

Ростов-на-Дону

2000 г.

УДК 69.05:658 382

Методические указания к практической работе № П-2 "Проектирование молниезащиты" - Ростов н/Д: Рост. гос. строит. ун-т, 2000. - 20 с.

В методических указаниях содержатся общие вопросы молниезащиты зданий и сооружений, справочные сведения и порядок проектирования молниеотводов.

Предназначены для студентов всех специальностей и форм обучения, изучающих дисциплину «БЖД в производственной среде» в дисциплине «БЖД», а также для раздела «БЖД» в дипломных проектов.

СОСТАВИЛИ. проф., д-р техн. наук Е.И Богуславский,

доц.., канд. техн. наук С.Л. Пушенко,

ассист. Е.С. Филь

Редактор Н.Е. Гладких

Темплан 2002г., поз. 32

ЛР №020818 от 13.01.1999г. Подписано в печать 25.01.2000. Формат 60 x 84/16.

Бумага писчая. Ризограф. Уч. - изд. л. 1,0.

Тираж 50 экз. Заказ 325

Редакционно-издательский центр

Ростовского государственного строительного университета

344022, Ростов-на-Дону, ул. Социалистическая, 162

© Ростовский государственный

строительный университет, 2000 г

1. Цель работы

Изучение устройства и методики проектирования молниезащиты зданий и сооружений.

2. Общие положения

2.1. Основные термины и определения

Молния - электрический разряд длиной в несколько километров, развивающийся между грозовым облаком и землей или наземным сооружением.

Прямой удар молнии (поражение молнией) - непосредственный контакт ка­нала молнии с объектом, сопровождающийся протеканием по нему тока молнии.

Вторичное проявление молнии - наведение высокого потенциала на изоли­рованных от земли металлических конструкциях, вызванное разрядами молнии.

Занос высоких потенциалов - перенесение в здание или сооружение по под­земным, наземным и надземным металлическим коммуникациям электрических потенциалов, возникающих при прямых и близких ударах молнии.

Молниезащита - комплекс мероприятий, направленных на предотвращение прямого удара молнии в объект и устранение опасных последствий, связанных с прямым ударом и вторичным воздействием молнии.

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

Зона защиты молниеотвода - пространство, внутри которого объект защи­щен от прямых ударов молнии с надежностью не ниже определенного значения.

Заземлитель молннезащиты - заглубленные в землю проводники, предназначенные для отвода в землю токов молнии

Естественный заземлитель - заглубленные в землю железобетонные конст­рукции зданий и сооружений.

Искусственный зазсмлитель - специально проложенные в земле контуры, состоящие из вертикальных и горизонтальных проводников.

2.2. Теоретические сведения

Одной из особенностей земной атмосферы является, непрерывное взаимное перемещение разноименно заряженных ионов между земной поверхностью иионосферой. В ясную погоду ноны достигают поверхности Земли или ионосфе­ры, взаимодействуют с ионами противоположного знака и нейтрализуются. В пасмурную погоду свободному дрейфу препятствуют облака, состоящие из кри­сталлов льда с высоким электрическим сопротивлением. Ионы оседают на обоих поверхностях облака, при этом нижняя сторона облака и земная поверхность приобретают разноименные электрические заряды, в результате чего образуется конденсатор, обкладками которого являются облако и Земля, а диэлектриком -воздух. Поскольку дрейф иоиов происходит постоянно, то величина электриче­ского потенциала между обкладками конденсатора непрерывно возрастает и может составлять более 1 млрд. В.

При грозе толщина диэлектрического слоя в конденсаторе относительно мала, поскольку грозовые облака расположены значительно ниже облаков других ти­пов, а сопротивление диэлектрика снижено, т.к. воздух насыщен водяными па­рами и каплями. В результате может произойти электрический пробой воздуш­ного промежутка между облаком и землей - молния. Пробой наиболее вероятен там, где величина промежутка минимальна, поэтому чаще всего разряд молнии попадает в наиболее высокие объекты, имеющие контакт с землей.

Разряд молнии начинается с развития лидера - слабо светящегося канала с током в несколько сот ампер. По мере продвижения его к земле с наземных объек­тов могут возбуждаться встречные лидеры. После установления сквозного лидерного канала следует главная стадия разряда - быстрая нейтрализация зарядов лидера, сопровождающаяся ярким свечением, нарастанием тока до сотен тысяч ампер, разогревом канала молнии до десятков тысяч градусов и ударным расши­рением, воспринимаемым как раскат грома. Кроме того, при быстром перемеще­нии заряженных частиц возникает сильное электромагнитное поле, стягивающее диаметр канала до 1-2 см, чем объясняется высокая плотность тока в молнии. Суммарное время вспышки молнии составляет в среднем 0,2 с, в редких случаях может доходить до 1,5 с.

По направлению движения лидера молнии делятся на восходящие и нисходящие. Более 90% молний являются нисходящими. Восходящие молнии на равнинной местности поражают обьекты высотой более 150 м, в горных районах - сооружения меньшей высоты и наблюдаются чаще. Нисходящие молнии перено­сят больший заряд (до 100 Кл) и характеризуются большими значениями токов, поэтому требования к конструкции и размерам молниезащиты [1] составлены с учетом параметров, соответствующих не менее 99% нисходящих молний.