13.2. Захист будинків і споруджень від удару блискавки

Захист будинків і споруд виконується відповідно до «Інструкції улаштування захисту від блискавки будинків і споруджень» (РД 34.21.22-87).

Рис. 13.1. Стрижневий блискавковідвід:

1 – блискавкоприймач; 2 – опора блискавкоприймача; 3 – заземлювальний пристрій; 4 – шлях розтікання струму

Захищають будинки і споруди від прямих ударів блискавки блискавковідводами. Блискавковідвід провокує розряд атмосферної електрики (хмари) через себе, запобігаючи розряду через будинок чи споруду, на якому чи поблизу якого він встановлюється, тому що струм блискавки, насамперед, розряджається через заземлені металеві предмети і конструкції, які розташовані високо, над поверхнею землі.

Блискавковідвід – це пристрій, який встановлюється на об’єкті, що захищається, чи поблизу нього, що сприймає прямий удар блискавки і відводить струм у землю. Блискавковідвід (рис. 13.1) складається з наступних елементів: блискавкоприймача 1, що провокує розряд блискавки; опори 2 блискавкоприймача заземлювального пристрою 3, який забезпечує розтікання струму блискавки в землі. Якщо опора блискавкоприймача залізобетонна чи металева, то арматура чи, відповідно, металева ферма використовується як струмовідвід.

Рис.13.2. Зони захисту одиночного стрижневого блискавковідводу висотою до 150 м: 1 – на рівні землі; 2 – на висоті об'єкта, що захищається

Вирізняють блискавковідводи стрижневі, тросові і сітчасті. Найбільше поширення одержали стрижневі блискавковідводи як найбільш прості, дешеві й надійні. Тросові блискавковідводи менш надійні порівняно з стрижневими і тому їх використовують при захисті об'єктів великої довжини. Сітчасті блискавковідводи надійні в експлуатації і широко використовуються при захисті будинків і споруд III категорії.

Рис.13.2. Зони захисту одиночного стрижневого блискавковідводу висотою до 150 м: 1 – на рівні землі;

2 – на висоті об'єкта, що захищається

Зона захисту, усередині якої будинок чи споруда захищається від прямих ударів блискавки з визначеним ступенем надійності, називається зоною захисту блискавковідводу. Найменший ступінь надійності має поверхня зони захисту. Ступінь надійності захисту зростає в міру просування усередину її від поверхні. З погляду надійності захисту розрізняють дві зони – типу А і Б. Зона захисту типу А має ступінь надійності 99,5% і вище. У зоні Б надійність захисту 95% і вище.

Одиночний стрижневий блискавковідвід висотою м має зону захисту у вигляді конуса (рис. 13.2). Зона захисту блискавковідводом на рівні землі визначається навкруги радіусом , а на висоті об'єкта, що захищається, – навкруги радіусом . Вершина конуса знаходиться нижче висоти блискавковідводу .

Габаритні розміри зони захисту одиночного блискавковідводу визначають за формулами:

для зони А:

;

=(1,1–0,002 ) ;

=(1,1–0,002 )( – ).

для зони Б:

;

;

.

Якщо відома висота і радіус об'єкта, який потрібно захистити одиночним стрижневим блискавковідводом, то висоту блискавковідводу для зони Б визначають за формулою

Приклад 13.1 Знайти висоту одиночного стрижневого блискавковідводу для захисту об'єкта радіусом = 10 м і висотою = 25 м.

Розв’язок. Підставимо значення радіуса об’єкта і висоту його у формулу (13.1). Тоді

= м.

Опори блискавковідводів виготовляють з деревини, залізобетону й металу. На складах ПММ найбільш поширені опори із залізобетону й металу. Залізобетонні опори для окремо стоячих блискавковідводів мають низку переваг.

Стрижневі блискавкоприймачі виготовляються зі сталевого прутка перерізом не менше 100 мм² чи водопровідних труб. Труба у верхній частині повинна бути закарбована, блискавкоприймач повинен мати стійкість до механічних навантажень. Довжина стрижневого блискавкоприймача не повинна перевищувати 2-2,5 м.

Як струмовідводи застосовують сталевий прокат різного профілю. Для струмовідводів, що прокладають по стінах будинків і споруд, частіше застосовують смугову сталь площею перерізу 48 мм². Струмовідводи прокладають по найкоротшій відстані між блискавкоприймачем і заземлювачем і кріплять сталевими скобами, цвяхами, дюбелями і т.ін. Блискавкоприймачі і заземлювачі з’єднують шляхом зварювання. Якщо опора металева, то вона використовується як струмовідвід.

Конструкцію заземлювачів вибирають в залежності від нормованого імпульсного опору. Розрізняють опір заземлення розтіканню імпульсного струму , струму прямого удару блискавки й опір заземлення розтіканню струму промислової частоти. Опір заземлювального пристрою при відводі струму промислової частоти визначається досить точно, якщо відомі струм замикання, розміри заземлювача і питомий опір ґрунту. Визначення опору заземлювача для імпульсних струмів блискавки дуже складне і залежить від низки причин. Імпульсний струм блискавки навколо заземлювача (рис. 13.1) зумовлює утворення іскрової зони, що охоплює заземлювач навкруги, немов би збільшуючи його геометричні розміри і тим самим знижуючи величину опору від заземлювача.

Методичні вказівки

При вивченні матеріалу щодо захисту від блискавки слід усвідомити, що розряди атмосферної електрики становлять велику небезпеку для людини.

Необхідно навчитися визначати зони захисту блискавковідводів. Слід знати види блискавковідводів та їхні принципові відмінності. Необхідно уміти робити розрахунки висоти стрижневого і тросового блискавковідводів.

Література: [3]; [6]; [11]; [21].