9.8. Одиночный тросовый молниеотвод

Зона защиты тросового молниеотвода приведена на рис. 9.8 (А < 150 м). Здесь h — высота троса в точке наибольшего провеса. С учетом стрелы провеса при известной высоте опор h_оп и длине пролета а<120 м высота троса h = h_on - 2 м, а при 120< а <150м высота троса h = h_on - 3м

236

1 - граница зоны защиты на высоте h_х; 2 - граница зоны защиты на уровне земли Рис. 9.8. Зона защиты одиночного тросового молниеотвода

Размеры зоны защиты одиночных тросовых молниеотводов определяют, по формулам

а) для зоны типа А

r₀=(1,35-6,0025-h)h;

r_x =(1,35-0,0025h) (h-hx/ 0,85)

h₀=0,85 h

(9.21) (9.22) (9.23)

б) для зоны типа Б

h₀=0,92 h;

r₀=1,7 h;

r_х = 1,7(h-hх/0,92)

(9.24) (9.25) (9.26)

Для зоны типа Б высота одиночного тросовогомолниеотвода при извест­ных h_х и r_х равна

h = (r_x+1.85 h_x)1,7

9.9. Расчет молниезащиты при установке молниеотвода на объекте защиты

Расчет молниезащиты при установке молниеотвода на объекте защиты ве­дут в следующей последовательности. Первоначально определяют коэффици­ент грозозащиты (к_гз) по формуле [23]

к_гз =

ctga)B_H

(9.28)

где а - угол защиты, принимается равным 45-50°;

/?„- коэффициент надежности защиты, (для штыревой защиты при не­посредственном соединении молниеотвода с защищаемым объектом /?„ =0,65 в остальных случаях -/?„ = 0,6).

Находят суммарную высоту крыши (рис. 9.9) и молниеприемннка (Х/г) по

237

формуле

ЕЛ =0,5b_mахk_гз

(9.29)

где b_max- максимальная ширина сооружения, м.

Рис. 9.9. Схема к расчету молниезащиты водонапорной башни Рассчитывают длину молниеприемника (h_мп ) по формуле

^hмп

h_un=I<h-h_Kp

(9.30)

где h_кр - высота крыши, м.

Производят расчет обшей высоты штыревой грозозащиты (Н_гз) по формуле

(9.31)

Вычисляют радиус грозозащиты на уровне земли (r_о) по формуле

гз

r₀ = к_гзН_гз

(9.32)

Рассчитывают импульсный очаг заземления:

а) определяют сопротивление одиночного заземлителя (R_оз) растеканию тока промышленной частоты из выражения (Ом)

- расположенного вровень с поверхностью земли по формуле

271-1 d

l

d

(9.33)

где Ind длина и диаметр трубы, соответственно, м;

р — удельное сопротивление грунта, Ом.м (табл. 9.2). - заглубленного на расстояние t от поверхности земли

238

р ( 2l lg2 +—

366pf, 2l 1₄ lg— +—lg

[^B d 2*

1 4t + l\ 0,36 —ln 4 t —

2 4t-l) I

Таблица 9.2 - Удельное сопротивление грунтар

Характер фунта	Сопротивление грунта,/?, Ом м
Торф	40
Садовая земля	40
Глина	70....80
Каменистая глина	100
Суглинок	150
Известняк, щебень, глина	150
Чернозем	200
Супесь	400
Песчаная почва	700...900
Известняк, мергель	14000
Скальный грунт	3000

б) Производят расчет импульсного сопротивления трубы (R_и._тp) по фор­муле

Ru.mp = Ro₃ «и (9.35)

где а_и - коэффициент импульсного сопротивления (табл. 9.3). Таблица 9.3 - Значение коэффициентов импульсного сопротивления а_и

Удельное сопротивление грунта />, Ом • см	Импульсный коэффициент единичных заземлителей
	для трубы длиной 2-Зм	для горизонтального троса дли­ной, м
		10	20	30
104 3х104 5x104 105	0,8 0,6 0,4 0,35	0,9 0,7 0,7 0,4	1,1 0,9 0,7 0,6	1.4 1,0 0,8 0,7

в) Рассчитывают количество труб для импульсного заземлителя (n) по формуле

п =

(9.36)

где Rд - допустимое сопротивление растеканию тока, Ом (для живот­новодческих помещений и водонапорных башен, принимается 10 Ом, для про­мышленных и гражданских сооружений - 20 Ом);

'Псез ~ коэффициент сезонности (для центрального региона России г\_сез = 1,6);

?1 _ст- коэффициент экранирования (ц_ст = 0,3. ..0,95). г) Находят сопротивление растеканию тока полосового заземлителя (R_пол)

239

- расположенного у поверхности земли по формуле

К_т,=^Л=°^Л (9.37)

2л-I d l d

- заглубленного на расстояние t от поверхности земли по формуле

(9.38)

^ln lg

⁰³ 2л--/ d-t I ^&d-t

где p - удельное сопротивление грунта, Ом-м; / длина заземлителя (полосы), м;

1=1,05ап, (9.39)

где а — расстояние между стержнями заземления (а = 2,5... м)...5 d диаметр (ширина) заземлителя, м (l» d);

д) Рассчитывают импульсное сопротивление полосы (R_и._пол) по формуле

К.ПОЯ ⁼ Rnon «И (9.40)

где а_и - импульсное сопротивление полосы (табл. 9.3).

е) Подсчитывают импульсное сопротивление растеканию тока всей систе­мы заземлителя (R_общ) по формуле

*\..

тр

^и.тр -^и.пол

Импульсное сопротивление растеканию тока системы заземления не долж­но превышать пределов, указанных в пункте «в».

Пример 9.5. Рассчитать импульсное сопротивление заземлителя грозовой защиты в суглинистом фунте (р = 0,5-10⁴ Ом-см), Длина полосы 8 м, ширина 60 мм, глубина укладки 1 м.

Решение. Сопротивление протяженного заглубленного заземлителя най­дем по формуле (9.38)

_ 2 . l² 0,366-0,5-10⁴ 2-800

R _п = —-—In0= lg = 7,50м

^пол 2л-I d-t 800 6-100

Для условий задачи а_и = 0,9 (табл. 9.3). Тогда импульсное сопротивление грозозащиты рассчитаем по формуле (9.40)

240

Rи._пол = R_пол -Ou= 7,5x0,9 = 6,75 Ом.

Вывод. Сопротивление заземления молниезащиты равно 6,75 Ом, что удовлетворяет условию надежного срабатывания защиты 6,75<10 Ом.

Задачи

69. Размеры защищаемого от атмосферного электричества объекта равны: l =6м - длина объекта, b = 4м - ширина объекта, h_х = 3м - высота объекта. Рассчи­тайте высоту стержневого молниеотвода на пересечении диагоналей плоскостикрыши объекта, обеспечивающего защиту.

70. Высота защищаемого объекта h_х = 8 м, а радиус зоны защиты на высотезащищаемого объекта r_х= 10 м. Определить высоту одиночного стержневогомолниеотвода.

3 Рассчитать заземление молниеотвода, если известно, что заземлитель всупесчаной почве выполнен из 4 труб диаметром 50 мм и длиной 2 м, располо­женных в ряд. Верхние концы труб заглублены от поверхности земли на 60 сми соединены стaльной полосой шириной 60 мм. Расстояние между трубами 3 м.Определить импульсное сопротивление растеканию тока.

71. Рассчитать молниезащиту двухрядного коровника. Использовать полосо­вые заземлители, размещенные на расстоянии 0,6 м от поверхности земли.

72. Рассчитать молниезащиту стога грубых кормов с помощью стальнойпроволоки диаметром 8-10 мм, подвешенной над стогом. Проволока закрепленана деревянных кронштейнах, благодаря чему обеспечивается удаление токоот-водов от сена (соломы) на расстояние 0,8-1 м. Заземление выполнено в видетруб длиной 3 м, забитых по обе стороны стога.

73. Спроектировать молниезащиту конефермы с помощью 4 молниеотводоввысотой 9 м от поверхности земли. Для заземляющего контура использоватьпротяженный полосовой заземлитель.

74. Спроектировать молниезащиту для здания насосной станции легковос­пламеняющихся жидкостей (ЛВЖ), которая находится в местности с интенсив­ностью грозовой деятельности 40-60 ч в год. Определить категорию и тип мол­ниезащиты, рассчитать высоту модниеприемника.

8 Спроектировать молниезащиту производственного сооружения с кир-пичной дымовой трубой. Высота трубы 23 м. Размеры здания 22x7,5 м2 .

9 Рассчитать молниезащиту для жилого здания при помощи молниеотвода,установленного на дереве. Расстояние от дерева до здания 10-15 м. Высота де­рева 15-20 м.

75. Спроектировать молниезащиту жилого дома площадью 150 м2 и высо­той 7 м. с неметаллической кровлей.

76. Рассчитать молниезащиту коровника, используя 5 стержневых молние-приемников.

241