Молниезащита

Опасность поражения молнией заключается в прямом уда­ре и во вторичном проявлении молнии вследствие электро­статической и электромагнитной индукции. Сила тока в мол­нии − до 200000 А; температура канала − 6000 − 10000 ^оС. Наи­более подвержены поражению высокие объекты (трубы, мачты, ЛЭП).

Молниезащитой называется комплекс защитных устройств, предназначенных для обеспечения безопасности людей, со­хранности зданий и сооружений, оборудования и материалов от возможных взрывов, загорании и разрушений, вызванных электрическим, тепловым или механическим воздействием молнии.

Физическая сущность молниезащиты заключается в на­правлении потока электричества по специальному провод­нику − молниеотводу от защищаемого объекта в землю для дальнейшего растекания тока.

Мероприятия по защите от молний определяются СО 153–34.21.122–2003. Молниезащита.

Комплекс средств молниезащиты зданий или сооружений включает в себя устройства защиты от прямых ударов молнии (внешняя молниезащитная система – МЗС) и устройства защиты от вторичных воздействий молнии (внутренняя МЗС). В частных случаях молниезащита может содержать только внешние или только внутренние устройства. В общем случае часть токов молнии протекает по элементам внутренней молниезащиты.

Конструктивно молниезащита выполняется в виде молниеприёмника (стержневые, тросовые, комбинированные, сетчатые), несущей конструкции, токоотвода, заземлителя.

Наиболее просты в исполнении одиночные стержневые и одиночные тросовые молниеприёмники высотой до 150 м. В случае большой протяжённости или высоты зданий применяются двойные молниеотводы

Молниезащита здания заданных габаритов обеспечивается при размещении его внутри зоны защиты, расчёты параметров которой приведены далее.

Защищаемые объекты могут подразделяться на обычные и специальные.

Обычные объекты - жилые и административные строения, а также здания и сооружения высотой не более 60 м, предназначенные для торговли, промышленного производства, сельского хозяйства (жилые дома, больницы, детские сады, музеи и т. д.).

Специальные объекты:

объекты, представляющие опасность для непосредственного окружения (нефтеперерабатывающие предприятия, химические производства);

объекты, представляющие опасность для социальной и физической окружающей среды (объекты, которые при поражении молнией могут вызвать вредные биологические, химические и радиоактивные выбросы).

прочие объекты, для которых может предусматриваться специальная молниезащита, например строения высотой более 60 м, игровые площадки, временные сооружения, строящиеся объекты.

К двум первым типам одновременно можно отнести котельные, электробойлерные, фабрики, комбинаты и пр.

При строительстве и реконструкции для каждого класса объектов требуется определить необходимые уровни надежности защиты от прямых ударов молнии (ПУМ). Например, для обычных объектов может быть предложено четыре уровня надежности защиты, указанные в табл. 3.3.

Для специальных объектов минимально допустимый уровень надежности защиты от ПУМ устанавливается в пределах 0,9–0,999 в зависимости от степени его общественной значимости и тяжести ожидаемых последствий от ПУМ по согласованию с органами государственного контроля.

Таблица 3.3 Уровни защиты от ПУМ для обычных объектов

Уровень защиты	Надежность защиты от ПУМ
I	0,98
II	0,95
III	0,90
IV	0,80

Зона защиты молниеотвода − это часть пространства, внут­ри которого здание или сооружение защищено от прямых уда­ров молнии с определенной степенью надежности (зона за­щиты А − 99,5%; Б − 95% и выше).

Стандартной зоной защиты одиночного стержневого молниеотвода высотой h является круговой конус высотой h₀ < h, вершина которого совпадает с вертикальной осью молниеотвода (рис. 3.2). Габариты зоны определяются двумя параметрами: высотой конуса h₀ и радиусом конуса на уровне земли r₀.

Рис. 3.2. Одиночный стержневой молниеотвод:

1 – граница зоны защиты на уровне земли;

2 – граница зоны защиты на высоте hx

Стандартные зоны защиты одиночного тросового молниеотвода высотой h ограничены симметричными двускатными поверхностями, образующими в вертикальном сечении равнобедренный треугольник с вершиной на высоте h₀ < h и основанием на уровне земли 2r₀ (рис. 3.3).