3. Основні поняття і визначення

В цій практичній роботі розглядається лише питання захисту об’єктів від первинної дії блискавки – прямого удару, як найбільш небезпечного її прояву. Принципи блискавкозахисту об’єктів та методи розрахунку зони блискавкозахисту вказуються в ДСТУ Б В.2.5-38:2008 (IEС 62305:2006, NEQ) «Інженерне обладнання будинків і споруд. Улаштування блискавкозахисту будівель і споруд». Основні поняття і визначення, наведені в цих методичних вказівках, базуються на положеннях ДСТУ Б В.2.5-38:2008

Прямий удар блискавки (ПУБ) — безпосередній контакт каналу блискавки з об’єктом (будівлею або спорудою), що супроводжується протіканням через нього струму блискавки

Удар блискавки в землю — електричний розряд між грозовою хмарою і землею, що складається з одного або декількох імпульсів струму.

Точка ураження — точка, в якій блискавка стикається з землею, будівельною конструкцією або блискавковідводом. Удар блискавки може мати декілька точок ураження.

Струм блискавки – струм, що стікає до точки ураження.

Блискавкозахист - комплекс заходів по запобіганню прямого удару блискавки в об’єкт та по усуненню небезпечних наслідків прямого удару та вторинних його проявів.

Рівень блискавкозахисту (РБЗ) – число (номер), яке пов’язане із зазделегідь встановленими параметрами струму блискавки та імовірністю того, що ці взаємопов’язані максимальні і мінімальні параметри не будуть перевищувати природних параметрів струмів блискавки.

Захист від прямого удару блискавки – зовнішня система заходів, які застосовуються для скорочення матеріальних збитків, обумовлених ударами блискавки в будівельні конструкції.

Надійність захисту (Р_з) від прямого удару блискавки (ПУБ) – визначається, як Р_з=1 - Р_ПУБ, де Р_ПУБ – імовірність прямого удару блискавки в об’єкт, який захищається блискавковідводами зі стрижньовими або тросовими блискавкоприймачами.

Об’єкти, які підлягають захисту сильно різняться за своєю пожежною і ви­буховою небезпечністю. Безпосередня небезпечна дія блискавки — це пожежі, механічні пошкодження, травми та загибель людей і тварин, а також пошкодження електричного і електронного устаткування. Наслідками удару блискавки можуть бути вибухи і руйнування об’єктів з виділенням небезпечних речовин — радіоактивних і отруйних хімічних речовин, а також бактерій та вірусів.

4. Класифікація та рівень блискавкозахисту об’єктів.

Класифікація об'єктів визначається за небезпекою ударів блискавки для самого об’єкта і його оточення. Рівень цієї небезпеки визначається класи­фікацією, яка наведена в правилах улаштування електроустановок (ПУЕ).

Необхідність виконання блискавкозахисту об’єкта від ПУБ і його РБЗ визначаються за таблицею Додатка 1 в залежності від можливо очікуваної кількості уражень об’єкта блискавкою за рік N і суспільного значення і тяжкості наслідків від дії блискавки.

Щодо блискавкозахисту об'єкти поділяються на звичайні та спеціальні.

Звичайні об'єкти (промислові підприємства, тваринницькі і птахівничі будівлі і споруди, житлові і адміністративні будівлі, універмаги, банки, страхові компанії, дошкільні установи, школи, лікарні, притулки для старих, музеї і археологічні пам’ятники, спортивні споруди тощо).

Спеціальні об'єкти – це об'єкти, що становлять небезпеку для безпосеред­нього оточення (нафтопереробні підприємства, заправні станції, підприємства з виробництвом і зберіганням вибухових речовин), об'єкти, що становлять небезпеку для екології (хімічні заводи, атомні електростанції, біохімічні фабрики і лабораторії), об'єкти з обмеженою небезпекою (пожежонебезпечні підприємства, електростанції, підстанції і лінії електропередавання, засоби зв’язку), будови висотою вище 60 м, об'єкти, що будуються

Головний чинник, що визначає блискавкозахист – характеристика місце­вості за грозовою діяльністю. Вона залежить від рельєфу, клімату, характери­тик грунту, рослинності і т.д. Для розрахунку блискавкозахисту треба мати дані про грозову активність у районі розміщення об’єкта. Такі дані можна отримати на метеостанціях. Дані наводяться в кількості годин грозової активності в рік (n), а від цієї активності залежить кількість уражень блискавкою 1 кв.км поверхні. Якщо дані спостережень на метеостанції відсутні, n в 1/(км²рік) може бути приблизно розраховано за формулою

n = (6,7 × Т_гр) /100, [1]

де Т_гр - середня тривалість гроз у годинах, визначена за картами інтенсивності грозової діяльності (Додаток 2) або за середніми багаторічними (не менш 10 р.) даними метеостанції, найближчої до місця знаходження об’єкта.

За цими даними визначають очікувану кількість ударів блискавки за рік по об’єкту

- прямокутної форми шириною S довжиною L і висотою h_об

N=[( S + 6×h_об) × ( L + 6×h_об) – 7,7×h_об²] × n × 10^-6 [2]

- для зосередженого висотного об’єкту (башта, труба, вишка) висотою

N= 9π× h_об² × n × 10^-6 [3]

- для протяжного об’єкта довжиною L (лінії електропередавання, зв’язку і т.п)

N= 6 × L × h_об × n × 10^-6, [4]

В залежності від класифікації споруди за ПУЕ та від кількості очікуваних ударів блискавкою N вибирають тип зони та рівень блискавкозахисту об’єкту (Табл. 1 Додатку).

ДСТУ Б В.2.5-38:2008 визначають чотири рівні блискавкозахисту об’єктів

І та ІІ – об’єкти , які треба захищати від прямих ударів, вторинних проявів та занесення високого потенціалу через надземні і підземні комунікації

ІІІ категорія – будинки і споруди, які треба захищати від прямого удару та занесення високого потенціалу через надземні і наземні комунікації.

Надійність захисту від прямого удару блискавки (Р_з) слід приймати:

0,99 ÷ 0,999 – для об’єктів І рівня блискавкозахисту ;

0,95 ÷ 0,99 – для об’єктів ІІ рівня блискавкозахисту ;

0,9 ÷ 0,95 – для об’єктів ІІІ рівня блискавкозахисту;

не нижче ніж 0,85 – для об’єктів ІV рівня блискавкозахисту