13.03.02 Электроэнергетика и электротехника / ТВН_практика / стр 60

билке, вагоноопрокидывателям, резервуарам с горючими жидкостями или газа-

ми; местам хранения баллонов с водородом; градирням и дымовым трубам.

Электрические цепи 6 и 10 кВ, имеющие гальванические связи с генераторным напряжением, также защищаются от прямых ударов молнии.

Конструктивно молниеотводы разделяются на стержневые, тросовые, а

также молниезащитные сетки и металлические кровли. Стержневые молниеот-

воды выполняются в виде вертикально установленных стержней (мачт) на за-

земленных конструкциях сооружения или рядом с ним, надежно соединенных с заземлителем. Стержневые молниеотводы бывают одиночными, двойными и многократными. Тросовые молниеотводы имеют молниеприемник в виде гори-

зонтально подвешенных проводников – тросов, соединенных с заземлителем через токоотводы, проложенные по поддерживающим трос опорам. Тросовые молниеотводы в виде грозозащитных тросов применяют для защиты протяжен-

ных объектов, например, ВЛ (рис. 4.1), перемычек между трансформаторами,

установленными на плотине ГЭС, и распределительными устройствами. Тросо-

вые молниеотводы бывают одиночными и двойными. Их натягивают над за-

щищаемыми проводами на достаточной высоте и заземляют на опорах для сво-

бодного стекания тока молнии в землю.

Рис. 4.1. Расположение грозозащитного троса на опоре ВЛ высокого напряжения

71

4.3. Определение зон защиты молниеотводов

4.3.1. Одиночный стержневой молниеотвод

Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода представляет собой круговой конус с вершиной, расположенной на высоте h0 < h, где h – высота молниеотвода. На уровне земли зона защиты образует круг радиусом r0. Гори-

зонтальное сечение зоны защиты на высоте защищаемого объекта hx также представляет собой круг, но радиусом rx. Параметры зоны защиты зависят от степени надежности защиты (см. рис. 4.2). Зоны защиты одиночного стержне-

вого молниеотвода на уровне земли и на высоте защищаемого объекта приве-

дены на рис. 4.3.

Рис. 4.2. Пояснение зон молниезащиты при разной степени надежности защиты

Рис. 4.3. Зоны защиты одиночного стержневого молниеотвода:

Зоны защиты одиночного стержневого молниеотвода

а) на уровне земли; б) на высоте защищаемого объекта

а) на уровне земли;

б) на высоте защищаемого объекта hi

72

К параметрам зоны защиты одиночного стержневого молниеотвода отно-

сятся:

•эффективная высота молниеотвода hэф,

•радиус зоны защиты на уровне земли r0,

•радиус зоны защиты на высоте защищаемого объекта rх.

Они определяются в зависимости от зоны защиты и высоты молниеотвода.

Зона А (р ≤ 0,005)

Эффективная высота молниеотвода hэф и радиус зоны защиты на уровне земли r0 определяются в зависимости от высоты молниеотвода по разным вы-

ражениям.

73

4.3.2.Двойной стержневой молниеотвод

Два молниеотвода рассматриваются как совместно действующие, если расстояние между ними, LМ –М не превышает четырех высот наименьшего по высоте молниеотвода для зоны А и шести высот – для зоны Б:

Зона А - LМ М 4hmin , зона Б - LМ М 6hmin .

Эти молниеотводы и являются двойными стержневыми, у них зона защиты

увеличивается по сравнению с суммой зон защиты каждого из них. Если высо-

ты молниеотводов одинаковые, то они являются равновеликими, если их высо-

ты не одинаковы, то молниеотводы разновеликие.

Равновеликие молниеотводы

Зоны защиты двойного стержневого равновеликого молниеотвода высотой до 150 м на уровне земли и на высоте защищаемых объектов показаны на рис.

4.4.

Рис. 4.4. Зоны защиты двойного стержневого молниеотвода:

а) на уровне защищаемого объекта hi1;

б) на высоте защищаемого объекта hi2;

в) на уровне земли

74

У двойных молниеотводов различают внешнюю и внутреннюю зоны защи-

ты. К параметрам внешней зоны защиты относятся:

•эффективная высота молниеотвода hэф,

•радиус зоны защиты на уровне земли r0,

•радиус зоны защиты на высоте защищаемого объекта rх.

Эти параметры определяются также как для одиночного стержневого мол-

ниеотвода.

Кпараметрам внутренней зоны защиты относятся:

•наименьшая высота внутренней зоны hсх,

•половина ширины внутренней зоны на уровне земли rС0,

•половина ширины внутренней зоны на уровне высоты защищаемого

объекта rСх.

Эти параметры определяются в зависимости от типа зоны и расстояния между молниеотводами.

Зона А (р≤0,005)

Если расстояние между молниеотводами находится в пределах h LМ М 2h , то наименьшая высота внутренней зоны hсх, и половина шири-

ны внутренней зоны на уровне земли rС0 определяются по выражениям:

Если 2h LМ М 4h , то

Зона Б (р≤0,05)

Наименьшая высота внутренней зоны hсх, и половина ширины внутренней зоны на уровне земли rС0 независимо от высоты молниеотводов определяются по выражениям:

75

Для обеих зон половина ширины внутренней зоны на уровне высоты за-

щищаемого объекта rСх определяется по формуле:

Разновеликие молниеотводы

Зоны защиты двойного стержневого разновеликого молниеотвода высотой до 150 м показаны на рис. 4.5.

Рис. 4.5. Зоны защиты двойного стержневого разновеликого молниеотвода а) на уровне защищаемого объекта hi; б) на уровне земли

Параметры внешней зоны определяются также как и для одиночного мол-

ниеотвода отдельно для каждого из них.

Параметры внутренней зоны определяются так. Вначале оба молниеотвода рассматриваются как равновеликие с высотой первого молниеотвода h1 и опре-

деляются параметры внешней зоны hcx1 и r cx1. Затем оба молниеотвода рассмат-

риваются как равновеликие с высотой второго молниеотвода h2 и определяются параметры внешней зоны hcx2 и r cx2. Значения наименьшей высоты внутренней

76

зоны hсх и радиуса зоны защиты на высоте защищаемого объекта rх разновели-

кого молниеотвода определяются как средние между соответствующими пара-

метрами для равновеликих стержневых молниеотводов высотой h1 и h2:

4.3.3. Многократный стержневой молниеотвод

Зона защиты стержневых молниеотводов с числом более двух определяет-

ся объединением зон защиты попарно взятых соседних молниеотводов высотой h ≤ 150 м (рис. 4.6). Такие молниеотводы называются многократными, и их суммарная зона защиты определяется попарными зонами защиты ближайших молниеотводов, если для всех соседних пар rci > 0. В противном случае молние-

отводы рассматриваются как двойные или одиночные.

Рис. 4.6. Зоны защиты многократного стержневого молниеотвода:

а) на уровне высоты защищаемого объекта hx; б) на уровне земли Параметры зоны защиты определяются попарно, рассматривая по два мол-

ниеотвода как двойные стержневые молниеотводы по формулам, приведенным выше.

77

4.3.4. Одиночный тросовый молниеотвод

Зона защиты одиночного тросового молниеотвода (рис. 4.7) определяется по высоте его подвеса h в середине пролета длиной lпрол.

Для троса сечением 35-50 мм2 расчетная высота подвеса равна:

при 120 < lпрол ≤ 150 м h = hоп - 3 (м), при lпрол ≤ 120 м h = hоп - 2 (м),

где hоп - высота подвеса троса на опоре.

Рис. 4.7. Зоны защиты одиночного тросового молниеотвода

а) на уровне высоты защищаемого объекта hi; б) на уровне земли Параметры зоны защиты одиночного тросового молниеотвода

(обозначения те же, что и у стрежневого молниеотвода) определяются в зависимости от зоны защиты.

Зона А (р≤0,005)

78

Зона защиты двух тросов разной высоты показана на рис. 4.9.

Рис.4.9. Зоны защиты системы из двух тросовых молниеотводов разной высоты:

а) на уровне защищаемого объекта hi1;

б) на высоте защищаемого объекта hi2;

в) на уровне земли.

80