2 Конструктивне виконання і розрахунок стержневого блискавковідводу

Блискавковідвід - пристрій, що сприймає удар блискавки і відводить його струм у землю.

Блискавковідводи складаються з опори; блискавкоприймача, який безпосередньо сприймає удар блискавки; струмовідводу, по якому струм блискавки передається у землю; заземлювача, який забезпечує розтікання струму блискавки у землі.

Захисна дія блискавковідводу грунтується на явищі вибірко­вого ураження блискавкою високих об'єктів. Висота над поверхнею землі, при якій лідер починає орієнтуватись за напрямком до найбільш високого наземного об'єкта, називається висотою орієнтування блискавки. Якщо головка лідера на висоті орієн­тування знаходиться у точці, що розташована неподалік від блискавкоприймача, то розряд влучить саме у нього. Лідер ніби «відчу­ває» блискавковідвід і починає орієнтуватись на нього, тобто блис­кавковідвід «збирає» на себе блискавки з певної площі неба. При цьому простір навколо нього майже не уражується, тобто стає захищеним. Цей простір називається зоною захисту блис­кавковідводу.

Зона захисту блискавковідводу - простір, всередині якого будинок або споруда захищені від прямих ударів блискавки з надійністю не менше визначеного значення. Зона захисту типу А має ступінь надійності 99,5 % і вище, а типу Б – 95 %.

Блискавкозахист об'єктів може здійснюватись одним або декількома блискавко-відводами. У разі використання декількох - за рахунок їхньої взаємодії утворюється спільна зона захисту.

Блискавковідводи можуть виконуватись як окремостоячі кон­струкції, або встанов-люватись на будівлях чи спорудах.

Зони захисту блискавковідводів

Зона захисту одинарного стержневого блискавковідводу - це конус висотою h₀ (рис. 1). Параметри зони захисту наведені у табл. 3. За розмір h_х приймається висота найвищої точки будинку або споруди.

Зона захисту двостержневого блискавковідводу однако­вої висоти при h < 150 м зображена на рис. 2. Вона має дві торцеві області і внутрішню область. Габарити торцевих облас­тей визначаються за наведеними вище формулами (табл. 3) як зони одинарних стержневих блискавковідводів.

Габаритні розміри внутрішньої області зони захисту визначають за форму­лами табл. 4.

Т аблиця 3

Габарити торцевих облас­тей

	Зона А	Зона Б
hо	0,85 h	0,92 h
rо	(1,1 - 0,002 h) h	1,5 h
rx	(1,1 - 0,002 h)(h - hх/0,85)	1,5 (h - hх / 0,92)

Рис. 1. Зона захисту одинарного стержневого блискавковідводу:

1 - межа зони захисту на рівні h_x;

2 - межа зони захисту на рівні грунту

Рис. 2. Зона захисту подвійного стержневого блискавковідводу

1 - межа зони захисту на рівні h_x; 2 - межа зони захисту на рівні грунту

Таблиця 4

Габаритні розміри внутрішньої області зони захисту

		Зона А	Зона Б
L ≤ h	hc	hо	hо
	rcx		rх
	rc	ro
h < L ≤ 2h	hc
	rcx
	rc	rо -ьх )/ ь с
2h < L ≤ 4h	hc
	rcx
	rc		rо
4h < L ≤ 6h	hc	Блискавковідводи слід розглядати як одинарні
	rcx
	rc		rо

При відстані між стержневими блискавковідводами L > 6h для побудови зони Б блискавковідводи слід розглядати як одинарні.

Зона захисту двостержневого блискавковідводу різної висоти при h₁ і h₂ < 150 м зображена на рис. 3

Рис. 3. Зона захисту двох стержневих блискавковідводів різної висоти

1 - межа зони захисту на рівні h_x; 2 - межа зони захисту на рівні грунту

Габаритні розміри торцевих областей зон захисту h₀₁, h₀₂, r₀₁, r₀₂, r_x1, r_x2 визна­чаються за формулами табл. 3 як для зон захисту обох типів одинарного стержневого блискавко-відводу. Габаритні розміри внутрішніх областей зони захисту визначають за формулами табл. 5, де значення h_с1, h_с2 розраховуються за формулами для h_с (табл. 4).

Таблиця 5

Габаритні розміри внутрішніх областей зон захисту

Для двох блискавковідводів різної висоти побудова зони А виконується при L ≤ 4h_mіn, а зони Б - при L ≤ 4h_min. При більших відстанях між блискавковідводами, вони розглядаються як одинарні.

Зона захисту багатократного стержневого блискавковідводу (рис. 4) визначається як зона захисту по­парно взятих сусідніх стержневих блискавковідводів. Основною умовою захищеності однієї чи групи споруд заввишки h_х з надійністю, яка відповідає зонам захисту А і Б, є виконання нерівності r_cx>0 для всіх попарно взятих блискавковідводів. В іншому випадку побудова зон захисту повинна бути виконана як для одинарних чи подвійних блискавковідводів.

Рисунок 4 - Зона захисту багатократного стержневого блискавковідводу