Порядок выполнения работы

1. Используя рекомендуемую литературу, изучить следующие вопросы:

а) существующие категории молниезащиты и их применение;

б) молнии и ее разновидности, основные элементы молниезащиты;

в) одиночный стержневой молниеотвод, его характеристики, порядок расчета графоаналитическим методом;

г) двухстержневой молниеотвод, его основные характеристики;

д) расчет молниеотвода с помощью номограмм.

2. По заданию преподавателя произвести расчет молниеотвода и оценить его эффективность для защиты здания с заданными параметрами.

Общие сведения

Молния – это электрический разряд атмосферного электричества, накопленного облаком, относительно земли или соседнего облака с разноименным зарядом.

Различают два рода воздействия молнии: первичное, связанное с прямым ударом, и вторичное, вызываемое электромагнитной индукцией. Последнее может приводить к заносу •высоких потенциалов через металлические коммуникации и сооружения.

Молния может быть линейной и шаровой. Она характеризуется следующими показателями: электрический потенциал между грозовым облаком и землей составляет 10⁸ В; сила тока разряда молнии 200 – 500 кА; время одиночного разряда 0,1 с; температура в канале молнии 30000 ⁰С. Шаровая молния появляется одновременно с линейной недалеко от места ее удара и выглядит как небольшой огненный шар диаметром 10 – 20 см, иногда больше. Цвет ее может быть красным, оранжевым, желтым или бельм. Перемещается шаровая молния горизонтально, со скоростью несколько метров в секунду Исчезая, шаровая молния обычно «взрывается», производя разрушения зданий, сооружений.

При прямом ударе молнии могут возникать перенапряжения на проводах электрической сети, поражения людей, взрывы, пожары, разрушения.

Молниезащита. Для защиты от прямых ударов молнии применяют различные по конструкции молниеотводы. Их назначение состоит в том, чтобы принять на себя заряд молнии, отклонить его траекторию от защищаемого объекта и отвести в землю. Молниеотводы состоят из следующих основных элементов: молниеприемник, токоотвод и заземлитель. Различают несколько разновидностей молниеотводов: одиночный, стержневой, двойной стержневой, многократно стержневой, одиночный и двойной тросовые.

Каждый молниеотвод создает определенную зону защиты, характеризуемую радиусом (r_x) и высотой зоны защиты (h_x).

Расчет одиночного стержневого молниеотвода графоаналитическим методом состоит в графическом построении молниеотвода высотой h и зоны его защиты. В общем случае зона защиты молниеотвода представляет собой конус, вершина которого находится на высоте h₀ < h и который образует на, поверхности земли круг с радиусом r₀ .На высоте защищаемого объекта горизонтальное сечение конуса дает несколько меньшую по величине зону защиты с радиусом r_x.

Для одиночного стержневого молниеотвода все его основ­ные показатели имеют вид:

При заданных значениях r_x и h_x высоту молниеотвода определяют по формуле:

(м);

Контрольные вопросы

1. Молния и виды её воздействия на людей, животных, здания, сооружения.

2. Основные требования к устройству молниезащиты.

3. Основные показатели молниеотвода.

4. Графический метод расчета молниеотвода.

5. Как определить требуемую высоту молниеотвода, если известны все геометрические параметры защищаемого объекта?

6. Как оценить эффективность действующего молниеотвода?

7. Какие основные правила безопасности следует соблюдать во время грозы водителю транспортного средства, пешеходу, чабану?

8. Как определить интенсивность грозовой деятельности для данной местности? От каких факторов она зависит?

9. Могут ли встречаться участки с повышенной грозовой активностью в пределах одного административного района?