МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Ижевская государственная сельскохозяйственная академия

Кафедра «Безопасность жизнедеятельности»

24

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к работе

«Расчет молниезащиты сельскохозяйственных объектов»

Выполнил доцент С.М. Чурин

Ижевск 2011

Практическая работа

Расчет молниезащиты сельскохозяйственных объектов

1 Цель работы: Изучить назначение, устройство молниезащиты. Научиться производить расчеты молниезащиты.

2 Общие сведения

Молния – грозное явление природы – представляет собой разряд атмосферного электричества между тучей и землей или между разноименно заряженными частями облака.

Молния характеризуется следующими параметрами: потенциал между тучей и землей достигает 10⁸ В, ток молнии 2·10⁵, время действия 0,1…1,2 с, температура в канале молнии до 3·10^{4 0}С.

При прямом ударе молнии возникают пожары, взрывы, разрушения сооружений и оборудования, поражения людей и животных, перенапряжение на проводах электрической сети. Кроме прямого поражения молнией различают вторичные проявления прямого удара: электростатическую и электромагнитную индукцию. Во время грозы у поверхности земли вследствие электростатической индукции возникает сильное электрическое поле, напряженность которого особенно велика на концах острых предметов, где его можно наблюдать в виде свечения или коронного разряда. При разряде молнии в металлических конструкциях возникает значительная разность потенциалов, что может привести к искровому разряду через воздушный промежуток в несколько см.

Молниезащита – комплекс защитных устройств, предназначенных для обеспечения безопасности людей, животных, сохранности зданий и сооружений, оборудования, материалов от возможных взрывов, загораний и разрушений, возникающих при воздействии молнии.

Для защиты зданий и сооружений от прямого удара молнии устраивают молниеотводы.

Молниеотводом называют устройство, воспринимающее прямой удар молнии и отводящее ток молнии в землю. Молниеотвод (рисунок 1) состоит из четырех частей: молниеприемника1, токоотвода 2, опоры 3, заземлителя 4.

1. молниеприемник; 2 –токоотвод; 3- опора; 4 –заземлитель.

Рисунок 1-Молниеотвод

В качестве молниеприеника используют сталь любых марок различного профиля с площадью сечения 100 мм² и длиной 200-300 мм.

Токоотводы выполняют из стальной проволоки (катанки) диаметром не менее 6 мм (или из стали другого профиля).

Заземлители молниеотводов по конструкции не отличаются от заземлителей электроустановок.

Опоры могут быть деревянными, стальными, железобетонными.

Защитное действие молниеотвода основано на свойстве молнии поражать в первую очередь более высокие и хорошо заземленные металлические объекты. Токи молнии воспринимаются молниеприемником и отводятся в землю через токоотвод и заземлитель. Все соединения элементов молниеотвода выполняются сваркой.

Молниеотводы по устройству могут быть стержневые (рисунок 1), тросовые и сетчатые.

Тросовые молниеотводы применяют для защиты зданий большой длины. В качестве молниеприемника используется трос сечением не менее 35 мм², натянутый между двумя опорами.

Сетчатые молниеотводы выполняют в виде металлической сетки сваренной из проволоки диаметром 6…8 мм, которую накладывают на крышу защищаемого здания или под слой гидроизоляции (только для объектов II и III категории молниезащиты) и соединяют с заземлителями. Для объектов II категории размер ячейки не должен превышать 36 м² (6х6м) , а для категории III – 150 м² (12х12м), при этом спуски заземлителей делаются через 25 м по периметру здания.

В зависимости от степени опасности поражения молнией и значимости объекта все здания и сооружения подразделяют на три категории. Молниезащита объектов 1-й категории применяется для промышленных зданий со взрывоопасными помещениями классов В-I, и В-II (имеются горючие газы, пары или пыль, которые могут образовывать с воздухом или другими окислителями взрывоопасные смеси при нормальных недлительных режимах работы).

Молниезащита объектов 2-й категории используется для защиты производственных зданий с помещениями классов В-Iа, В-Iб, В- IIа, в которых при нормальной работе взрывоопасных смесей паров газов или пыли с воздухом или другими окислителями не образуется, а образуются они только в результате аварий или неисправностей. К таким помещениям относятся мельницы, заводы или цехи по производству комбикормов, сенной муки, зарядно-аккумуляторные станции, склад минеральных удобрений и ядохимикатов, открытые склады горюче-смазочных материалов, баллонов с горючими газами и т.д.

Молниезащита объектов 3-й категории применяется для пожароопасных помещений классов I, II, IIa, III в районах со средней грозовой деятельностью 20 и более часов в год. Она используется для животноводческих и птицеводческих зданий и сооружений из сгораемых или трудносгораемых материалов (III,IV,V степени огнестойкости) в местностях со средней грозовой деятельностью 40 и более грозовых часов в год, жилых и общественных зданий или их частей, возвышающихся над уровнем массива застройки более чем на 25 м, общественных зданий из сгораемых и трудносгораемых материалов (детсадов, яслей, школ, больниц, клубов, кинотеатров) в районах со средней грозовой деятельностью 20 и более грозовых часов в год.

Здания и сооружения, отнесенные по устройству молниезащиты к I и II категориям, защищаются от прямых ударов молний, от электростатической и электромагнитной индукции и от заноса высоких потенциалов через подземные и надземные металлические коммуникации.

Здания и сооружения, отнесенные по устройству молниезащиты к III категории, защищаются от прямых ударов молнии и от заноса высоких потенциалов через надземные металлические коммуникации.

Ожидаемое количество поражений молнией в год зданий или сооружений, не оборудованных молниезащитой, определяется по формуле:

N=[(L+6h_х)(S+6h_х)-7,7h²_х]·n·10^-6 (1)

где L и S – соответственно длина и ширина строения, имеющего в плане прямоугольную форму, м;

h_х – наибольшая высота строения, м;

n – удельная плотность ударов молнии в землю(таблица 1).

Если здания имеют сложную конфигурацию, то при расчете за S и L принимают ширину и длину наибольшего прямоугольника, в который вписывается план здания.

Величина n зависит от интенсивности грозовой деятельности.

Таблица 1- Удельная плотность ударов молнии в землю

Среднегодовая продолжительность гроз, ч	Удельная плотность ударов молнии в землю n, (1/км2 год)
10…20 20…40 40…60 60…80 80…100 100 и более	1 2 4 5,5 7 8,5

Продолжительность грозовой деятельности определяется по специальной карте или по данным метеорологической станции.