3 Расчет и графическое построение зоны защиты молниеотводов

Зона защиты молниеотвода – это часть пространства, примыкающих к молниеотводу, внутри которого здание или сооружение защищено от прямых ударов молнии с определенной степенью надежности.

Различают зоны защиты двух типов А и Б. зона защиты А обладает степенью надежности 99,5% и выше, а зона защиты типа Б 95% и выше.

Рисунок 2 - Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода высотой до 150 м

Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода высотой h≤150 м и представляет собой круговой конус высотой h_с<h в основание конуса круг радиусом r₀. Горизонтальное сечение зоны защиты на высоте защищаемого сооружения h_х представляет собой круг радиусом r_х.

В таблице 2 приведены расчетные уравнения для различных типов молниеотводов.

Таблица 2 – Формулы для определения размеров зоны защиты

Тип защиты
А		Б
1 Одиночный стержневой молниеотвод высотой Н≤150 м (рисунок 2)
Н0=0,85h r0=(1,1-0,002)Н rх=(1,1-0,002) (Н-	Н0=0,92Н; r0=1,5Н rх=1,5(Н- Н=0,667rх+1,09hх
2 Двойной стержневой молниеотвод высотой Н≤150м (рисунок 3)
при L≤h Нс=Н0; rсх=rх; rс=r при L>h hс=Н0-(0,17+3·10-4Н) (L-Н) rсх= r0 rс=r0 Зона А существует при L≤3Н	при L=1,5Н Нс=Но; rсх=rх; rс=r0 при L>1,5 Нс=Н0-0,14 (L-1,5) rсх=r0 rс=r0 Зона Б существует при L≤1,5Н Н=0,885Нс+0,124L
3 Одиночный тросовый молниеотвод высотой Н≤150м (рисунок 4)
Н0=0,85Н r0=(1,35-0,0025h)Н rх(1,35-0,0025Н) (Н-	Н0=0,92Н r0=1,7Н rх=1,7(Н- Н=0,59rх+1,09hх

Рисунок 4 – Зона защиты одиночного тросового молниеотвода высотой до 150 м.

4 Заземление молниеотводов

Величина импульсного сопротивления заземляющих устройств должна быть:

1 для молниезащиты I и II категории не более 10 Ом, но в грунтах с удельным сопротивлением более 500 Ом и допускается увеличение до 40 Ом.

2 для молниезащиты III – не более 20 Ом, а в грунтах с удельным сопротивлением более 500 Ом – не более 40 Ом. Однако для конюшен и ферм крупного рогатого скота импульсное сопротивление каждого заземлителя не должно быть более 10 Ом.

Так как грозовой разряд происходит мгновенно, через молниеотвод проходит импульс электрического тока. Сопротивление заземлителя растеканию импульсного тока R_u связано с предельно допустимым сопротивлением R_~ растеканию тока промышленной частоты формулой

R_u=α·R_~

где α – импульсный коэффициент, зависящий от величины тока молнии, удельного сопротивления грунта и конструкции заземлителя.

Целесообразно применять лишь те заземлители, для которых α ≤1

Таблица 3- Значение импульсного коэффициента

ρ, Ом·м	до 100	100	500	1000	2000
α	0,9/0,9	0,7/0,9	0,5/0,7	0,3/05	-/0,35

Примечание: в числителе цифры для комбинированного заземлителя, в знаменателе – для вертикального.

Чтобы люди и животные не были поражены шаговым напряжением, заземлители молниезащиты рекомендуется располагать не ближе 5 м от дорог и пешеходных дорожек, от входов в здания, в редко посещаемых местах (газоны, кустарники). Токоотводы не должны проходить вблизи дверей или ворот животноводческих помещений.