Защита от атмосферного электричества

Ф изические процессы, происходящие в атмосфере Земли, при­водят к образованию электрических зарядов, потенциал которых может достигать 1 млрд В. При повышении напряженности элект­рического поля до критических значений возникает разряд сопровождающийся ярким свечением (молнией) и звуком (громом). Сила тока в канале молнии может достигать 200 000 А. Время су­ществования молнии 0,1-1 с. Температура канала молнии составля­ет 6 000-10 000 °С и более.

Различают первичные проявления молнии (прямой удар) и вто­ричные проявления в виде электростатической и электромагнитной индукции. Прямой удар молнии может вызвать пожар и произвес­ти разрушения сооружений. Наиболее подвержены действию мол­нии высокие строения, трубы, мачты, опоры ЛЭП.

Электростатическая индукция возникает в результате действия электрических зарядов грозовых облаков на наземные предметы, электромагнитная индукция - в результате быстрых изменений тока молнии, занос высоких потенциалов возникает в результате действия молнии на различные металлические коммуникации. Вторичные про­явления молнии опасны тем, что возможно искрение. Устранить искрообразование можно посредством заземления металлических эле­ментов.

Устройство, служащее для защиты объектов при прямых ударах молнии, на­зывается молниеотводом. Последнее принимает удар молнии на себя и отво­дит ток в землю. Молниеотвод состоит из опоры, молниеприемника, токоотвода и заземлителя. Молниеприемники могут быть стержневыми, тросовыми и сетча­тыми.

Молниеприемники должны иметь се­чение не менее 100 мм², соединяться с заземлителями кратчайшим путем и не иметь петель и острых углов, которые мо­гут быть источниками искровых и дуго­вых разрядов. Защитное действие молние­отвода характеризуется зоной защиты, под которой понимается пространство, защи­щенное с определенной вероятностью от попадания молнии.

Границы зоны, охраняемой одним стержневым молниеотводом высотой до 60 м, определяются образующими двух конусов, мм соты которых равны 0,8 Н и Н (рис. 8.15), где Н - высота стержне вого молниеотвода, а радиусы оснований этих конусов соответственно равны 0,75 Н (зона А) и 1,5 Н (зона Б).

Высоту одиночного стержневого молниеотвода Н в зависимое: н от высоты защищаемого объекта Н_х и радиуса защиты на этой высоте К_х можно определить (для зоны Б) по формуле:

Все здания и сооружения, подлежащие молниезащите, по их устройству относят к трем категориям: I, II, III. Чем выше категории (I), тем более надежной должна быть молниезащита. Большинство сельскохозяйственных объектов относится к более низкой - III кате­гории. Для этой категории допускается использовать искусственный заземлитель из двух вертикальных электродов длиной не менее 3 м и диаметром 10 мм, расположенных на расстоянии друг от дру­га не менее 5 м и соединенных между собой полосой на глубине не менее 0,5 м. Проверка состояния устройств молниезащиты должна производиться для объектов III категории один раз в 3 года. При этом сопротивление заземлителя не должно более чем в 5 раз превышать результаты замеров на стадии приемки.