ОПГ_блискавкозахист_последний вариант
.pdf11
Таблиця 3.2 - Розрахунок параметрів зони захисту подвійного стрижневого блискавковідводу
Надійність |
Висота |
|
|
|
блискавко- |
Lmax , м |
Lc, м |
||
захисту Р3 |
||||
відводу Н, м |
|
|
||
|
|
|
||
0,9 |
від 0 до 30 |
5,75 Н |
2,5Н |
|
від 30 до 100 |
[5,75 – 3,57·10-3(Н – 30)]Н |
2,5Н |
||
(ІІІ РБЗ) |
|
|
|
|
від 100 до 150 |
5,5Н |
2,5Н |
||
|
||||
0,99 |
від 0 до 30 |
4,75Н |
2,25Н |
|
від 30 до 100 |
[4,75–3,57·10-3(Н – 30)] Н |
[2,25 – 0,01007(Н – 30)]Н |
||
(ІІ РБЗ) |
|
|
|
|
від 100 до 150 |
4,5Н |
1,5Н |
||
|
||||
0,999 |
від 0 до 30 |
4,25Н |
2,25Н |
|
від 30 до 100 |
[4,25–3,57·10-3(Н – 30)] Н |
[2,25–0,01007(Н –30)]Н |
||
(І РБЗ) |
|
|
|
|
від 100 до 150 |
4,0Н |
1,5Н |
||
|
Для відстаней Lс≤ L ≤ Lmax висота Нс визначається за формулою
HC |
= |
Lmax |
− L |
H0 |
(3.9) |
|
Lmax |
− LC |
|||||
|
|
|
|
Граничні відстані Lmax і Lc обчислюються за емпіричними формулами табл. 3.2, придатними для блискавковідводів висотою до
150 м.
Розміри горизонтальних перерізів зони обчислюються за наступними формулами, загальними для всіх рівнів надійності захисту:
–максимальна напівширина зони Rx в горизонтальному перетині на висоті Hx вичисляється за формулою (3.2);
–ширина горизонтального перерізу в центрі між блискавковідводами 2Rcx на висоті Hx ≤ Hc :
RCX |
= |
R0 (HC − Hx ) |
|
(3.10). |
|
HC |
|||||
|
|
|
|||
12
Величина Нх приймається рівною висоті споруди, а Rх – з розрахунку перекривання зоною захисту половини споруди на рівні його висоти Нх.
Два стрижневі блискавковідводи доцільно застосовувати при розмірах споруди в плані в межах від 1:1,5 до 1:3. Блискавковідводи розташовуються в торцях споруди. (При співвідношенні сторін споруди більше ніж 1:3 доцільно застосовувати одинарний тросовий блискавковідвід).
Розміри зони захисту між стрижневими блискавковідводами (Нс, Rс, Rсх, Rсо) при висоті блискавковідводів від 0 до 30 м
визначають таким чином: |
|
|
|
|
|
|
||||
І РБЗ: |
|
L<Lс (L<2,25Н) |
|
|
|
|
|
|||
а) При |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
Нс = Н0; |
|
Rcx = Rх; Rсо = Rо |
|
(3.11) |
||||
б) При |
|
Lс <L< Lmax (2,25Н<L< 4,25Н) |
|
|
||||||
HC = |
|
4,25H − L |
0,7H = 0,35(4,25H − L) |
|
(3.12) |
|||||
4,25H − |
2,25H |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
RCX = |
|
HC − HX |
|
R0 |
|
(3.13) |
||
|
|
|
|
|||||||
|
|
Rсо = Rо |
|
HC |
|
|
|
|
(3.14) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
ІІ РБЗ: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а) При L< 2,25Н |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
Нс = Н0; |
|
Rcx = Rх; Rсо = Rо |
|
(3.15) |
||||
б) При |
|
2,25Н<L< 4,75Н |
|
|
|
|
|
|||
HC = |
|
4,75H − L |
|
0,8H = 0,32(4,75H |
− L) |
(3.16) |
||||
|
4,75H − 2,25H |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
RCX = |
|
HC − HX |
R0 |
|
(3.17) |
|||
|
|
|
|
|
||||||
|
|
Rсо = Rо |
|
HC |
|
|
|
|
(3.18) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
13
ІІІ РБЗ: |
|
|
|
|
||
а) При L< 2,5Н |
|
|
|
|
||
|
Нс = Н0; |
Rcx = Rх; Rсо = Rо |
(3.19) |
|||
б) При |
2,5Н<L< 5,75Н |
|
|
|
||
HC = |
5,75H − L |
0,85H = 0,38(5,75H − L) |
(3.20) |
|||
5,75H − 2,5H |
||||||
|
|
|
|
|||
|
RCX = |
HC − HX |
R0 |
(3.21) |
||
|
|
|||||
|
Rсо = Rо |
HC |
|
|
(3.22) |
|
|
|
|
|
|||
Для збільшення загальної площі зони захисту використовують багатократний стрижневий блискавковідвід, який складається з трьох і більшої кількості стрижневих блискавковідводів, розташованих на відстані L один від одного (за умови L < Lmax). Зона захисту багатократного стрижневого блискавковідводу визначається як сума зон захисту попарно взятих сусідніх блискавковідводів з висотою до 150 м. основною умовою захищеності одного або декількох об’єктів висотою Нх з надійністю, відповідно І, ІІ, ІІІ або ІV РБЗ, є виконання нерівності Rcx > 0 для всіх попарно взятих блискавковідводів. В інших випадках (якщо L ³ Lmax) побудову зон захисту необхідно виконувати для одинарних або подвійних стрижневих блискавковідводів.
4 ВИБІР ШТУЧНИХ ЗАЗЕМЛЮВАЧІВ БЛИСКАВКОВІДВОДІВ
Для захисту від ПУБ слід, як правило, використовувати природні заземлювачі - металеві і залізобетонні конструкції будівель, споруд, зовнішніх установок, опор блискавковідводів, що стоять окремо, тощо, які перебувають у контакті з землею за умови забезпечення неперервного електричного зв’язку по їх арматурі і приєднання її до закладних деталей за допомогою зварювання.
14
Використовувати залізобетонні фундаменти споруд, що захищаються як заземлювачі блискавко захисту, не допускається.
При відсутності природних заземлювачів для блискавковідводів, що стоять окремо, використовуються наступні штучні заземлювачі:
–для І і ІІ РБЗ – заземлювач, який складається з трьох і більше вертикальних електродів завдовжки не менше ніж 3 м, об’єднаних горизонтальним електродом і відстанню між ними не менше ніж 3 м;
–для ІІІ РБЗ – заземлювач, який складається мінімум із двох вертикальних електродів завдовжки не менше ніж 3 м, об’єднаних горизонтальним електродом і відстанню між ними не менше ніж 3 м;
–для ІV РБЗ – заземлювач, який складається з одного вертикального або горизонтального електрода завдовжки 2÷3 м,
прокладеним на глибині не менше ніж 0,5 м.
У всіх випадках для стрижневих блискавковідводів, які встановлюють на будівлі (за винятком блискавковідводів, що стоять окремо), або мають блискавкоприймачі із сіток або металевої покрівлі заземлювач блискавкозахисту слід суміщувати із пристроєм захисного заземлення електроустановок і засобів зв’язку.
Площа поперечного перерізу сталевих блискавкоприймачів і струмовідводів повинна становити не менше 50 мм2 (круг діаметром 8-10 мм). Переріз сталевих штучних заземлювачів повинен становити не менше 100 мм2 (наприклад, круглі стрижні діаметром 12-14 мм).
З'єднання в системі бликавкозахисту слід виконувати зварюванням, паянням, допускається також вставка в затискний наконечник або болтове кріплення.
Приклад 1
Розрахувати і побудувати блискавкозахист димової труби, яка має висоту Нтр =25 м, зовнішній діаметр її верхнього отвору Дв = 1 м, зовнішній діаметр нижнього отвору Дн = 2 м, розташованої в місцевості з середньорічною тривалістю гроз від 40 до 60 год.
Розв’язок
1. Встановлюємо рівень блискавкозахисту.
Із табл. 3 (див. додаток) видно, що димова труба висотою Д більше 15 м відноситься до ІІІ рівня блискавкозахисту незалежно від
N.
15
2. Обираємо одиночний стрижневий блискавковідвід і визначаємо його висоту за формулою (3.8):
Н = 0,83Rx + 1,18Hx = 30,33 м,
оскільки Rх = ДВ =1м.
Висота блискавкоприймача Нм дорівнює:
Нм = Н – Нтр = 30,33 – 25 = 5,33 м.
Перетин сталевого блискавкоприймача і перетин струмовідводу приймаємо рівним 100 мм2.
3. Побудову зони блискавкозахисту виконуємо за такою послідовністю. Через блискавкоприймач проводимо осьову лінію, на якій відкладаємо відрізок ОА = 0,85Н = 25,8 м. Від основи труби (точка О) відкладаємо відрізки ОВ і ОВ1 рівні 1,2Н = 36,4 м. Точку А з’єднуємо з точками В і В1. Отримуємо зону захисту димової труби у вигляді конусу з основою ВВ1 і утворюючими АВ і АВ1.
Рисунок 4.1 - Побудова зони захисту блискавковідводу
4. Заземлюючий пристрій для блискавковідводу ІІІ РБЗ складається мінімум із двох сталевих вертикальних електродів з перерізом не менше 100 мм2 і довжиною не менше 3 м, об’єднаних горизонтальним електродом і відстанню між ними не менше ніж 3 м.
16
Приклад 2
Розрахувати і побудувати блискавкозахист виробничого приміщення, яке відноситься за ПБЕ (ПУЕ) до класу В-Іа і має розміри: довжину А = 50 м, ширину В = 20м і висоту h = 10 м. Будинок розташований у Запорізькій області.
Розв’язок
1.Із дод. табл. 2 знаходимо середньорічну грозову діяльність
К= 80-100 год.
2.Із дод. табл. 1 визначаємо очікувану середньорічну кількість ударів блискавки в 1 км2 земної поверхні, n = 7,0.
3.За формулою (3.1) визначаємо очікувану кількість уражень блискавкою за рік :
N = éêë(20 + 6 ×10)(50 + 6 ×10)- 7,7 ×102 ùúû × 7,0 ×10- 6 ,
N = 0,061 рази, тобто N< 1.
4.За дод. табл. 3 визначаємо, що приміщення відноситься до ІІ рівня захисту. Відношення А/В=50/20=2,5 < 3, тож доцільно застосувати два стрижневі блискавковідводи.
5.Приймаємо відстань від стрижневого блискавковідводу до споруди Sв = 4 м. (див. рис.4.2).
Рисунок 4.2 -. Відстань Sв від стрижневого блискавковідводу до споруди
17
Визначаємо відстань між двома окремими блискавковідводами: L = 2Sв + А = 2·4 + 50 = 58 м.
6. Для забезпечення потрібного блискавкозахисту необхідно, щоб будинок перекривався зонами захисту, утвореними блискавковідводами. Тому приймаємо радіус захисту Rх =12 м (тобто
B
Rx дещо перевищує 2 ).
7. Визначимо висоту кожного блискавковідводу для ІІ РБЗ за формулою (3.7), приймаючи Нх = h = 10 м і Rх =12 м.
Тоді Н = 1,25(Rх + Нх) = 27, 5 м. (Lmax = 130,6 м, LC = 61,8 м)
8. В даному випадку L < LC, тобто 58 < 61,8.
Тоді Нс, Rсх і Rсо обчислюються відповідно за формулами (3.15).
Нс= Но ; Rсх = Rх; Rсо = Rо Нс = 0,8H = 22 м
|
Rcx |
= Rx = |
H0 − HX |
× R0 (див. (3.2)) |
|
|
|||
|
|
|
H0 |
|
|
Rо = Rс0 = 0,8Н = 22 м |
|||
Тоді |
R |
= 22 −10 × 22 =12м |
||
|
cx |
22 |
|
|
9. Побудова границь зони захисту блискавковідводу.
Від основи кожного блискавковідводу (точки О і О1) у різні боки відкладаємо по два відрізки величиною RO = 22 м. На осьових лініях блискавкоприймачів відкладаємо відрізки, які дорівнюють НО = 0,8Н = 22 м. Отримані точки А і А1 з’єднуємо з попередньо отриманими точками В і В1.
Із точки С, яка знаходиться на середині відстані поміж блискавкоприймачів, виставляємо перпендикуляр до лінії ВВ1 і відкладаємо відрізок СС1, який дорівнює Нс = 22 м. Отримуємо фігуру ВАС1А1В1, яка у фронтальному перетині буде зоною захисту.
У плані вона буде представлена зонами захисту кожного блискавковідводу.
18
В середині поміж блискавковідводами ширина захисту буде визначатися на рівні землі величиною Rс0 = R0 = 22 м, а на висоті НХ - величиною Rсх = 12 м.
10. Вибір заземлювача виконується за принципом, викладеним в розділі 4.
19
5 ЛІТЕРАТУРА
1.ДСТУ Б В.2.5-38:2008 Улаштування блискавкозахисту будівель і спорпуд
2.РД 34.21.122-87 Инструкция по устройству молниезащиты зданий.
20
Додаток
Таблиця 1 - Очікувана середньорічна кількість ударів блискавки в 1 км2 земної поверхні n в залежності від інтенсивності грозової діяльності К
|
Інтенсивність грозової |
Очікуване середньорічне |
|
діяльності К |
число ударів блискавки n |
|
10-20 |
1 |
|
20-40 |
2 |
|
40-60 |
4 |
|
60-80 |
5,5 |
|
80-100 |
7,0 |
|
100і більше |
8,5 |
|
Таблиця 2 - Середньорічна грозова діяльність, К |
|
|
Області |
Середньорічна грозова |
|
діяльність, К |
|
|
|
|
|
1. Республіка Крим |
40-60 |
|
2. Закарпатська, Запорізька, |
80-100 |
|
Донецька |
|
|
|
|
|
3. Інші області України |
60-80 |