Решение.

1. Определяем требуемый тип зоны защиты жилого здания. В соответствии с РД 34.21.122-87 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений» интенсивность грозовой деятельности в месте расположения защищаемого здания составляет 60 ч/год, а также среднегодовое число ударов молнии в 1 км2 земной поверхности n=9.

2. Определим ожидаемое число поражений молнией в год зданий и сооружений, расположенных в заданном районе строительства (г.Алушта, ул.Ленина, 37) и необорудованных молниезащитой по формуле:

N = (S + 6 hx) · (L + 6 hx) · n · 10 ^-6 = (30 + 6·54,6) · (21,6 + 6·54,6) · 9 · 10 ^-6 = 1,12 >1,

где S и L – ширина и длина защищаемого здания, имеющего в плане прямоугольные формы (т.е. в поперечном сечении здание может иметь любую форму, но она, форма, должна вписываться в прямоугольник согласно методики, приведенной в РД 34.21.122-87).

Защищаемое жилое здание относится к III категории молниезащиты, зона типа Б (P= 95%), так как 0,01<N<2 (с учетом степени огнестойкости).

3. Определим геометрические размеры конуса зоны защиты типа Б.

   1. Определим радиус зоны защиты на высоте hx =54,6 м объекта, при условии, что стержневой молниеотвод установлен в центре крыши здания

2. Высота молниеотвода:

h = (r_x + 1,63hx)/ 1,5 = (19,5 + 1,63 · 54,6)/1,5 = 72,4 м

3. Определим радиус защиты на уровне земли (r_o) для зоны защиты типа Б:

r_o = 1,5 · h = 1,5 · 72,4 = 108,6 м

4. Определим высоту конуса защиты (h_o):

h_o = 0,92 · h = 0,92 · 72,4 = 66,6 м

Рис.1. Схема зоны защиты стержневого молниеотвода

1 – молниеприемник; 2 – изолятор; 3 – диэлектрическая опора; 4 – токовод;; 5 – горизонтальный заземлитель; 6 – вертикальный заземлитель

4.Основным условием установки конструкции молниеотвода на крышу здания является обеспечение безопасного расстояния Sв по воздуху между тоководом и защищаемым зданием, исключающее возможность электрического разряда между ними. Кроме того, для предупреждения заноса высоких потенциалов в здание через грунт должно быть обеспечено безопасное расстояние Sз между заземлителем и металлическими конструкциями Sз = 0,5 R_и < 3 м

Для объектов III категории молниезащиты R_и = 20 м, тогда Sз = 0,5 · 20 = 1 м

5.Описание заземляющего устройства.

Заземлитель в суглинистой почве выполнен в виде пяти вертикальных труб диаметром Ø50 мм и длиной l = 2м, расположенных в ряд. Верхние концы труб заглублены от поверхности земли на 800мм и соединены стальной полосой шириной 80 мм. Расстояние между трубами – 4м.

4. Расчет заземлителя .

   1. Определим сопротивление растеканию тока одной трубы. Ток стандартной частоты.

R_0.3 = 0.366

R_0.3 = 0.366 = 157 Ом

2. Сопротивление растеканию тока всех труб находим по формуле:

Rт = Ом

3. Для горизонтального заземлителя (полоса) сопротивление растеканию тока определим по формуле:

Rп = 0.366 lg = 0.366 lg = 263,7 Ом

Рис.2. Схема заземлителя.

5. Подсчитаем сопротивление растеканию тока всей системы заземлителей:

Rк = Ом >> 4,0 Ом

6. С учетом импульсного коэффициента α = 0,9

R_ик = α ·Rк = 0,9 ·30,9 = 27,8 Ом >> 4,0 Ом

Контрольные вопросы

1. Что называется молниезащитой?

2. На основании каких нормативных документов рассчитывается зона защиты любого молниеотвода?

3. Как рассчитывается зона защиты стержневого молниеотвода?

4. Как рассчитывается зона защиты двойного стержневого молниеотвода?

5. Какие объекты относятся к первой второй и третьей

6. Какие объекты относятся к второй категории защиты?

7. Какие объекты относятся к третьей категории защиты?

8. Поясните устройство молниеотвода?