Задача 3.

Грозовой разряд произошел в столб телеграфной линии, расположенной на расстоянии от ВЛ напряжением. Высота подвеса проводов на опорах ВЛ, стрела провеса проводов. Зарегистрированная величина тока.

Определить:

1. Величину индуктированного перенапряжения на проводах высоковольтной линии.

2. Кратность перенапряжения.

Таблица 3.1 - Параметры разряда молнии и телеграфной линии.

20	15	14	4	5

Решение:

При разряде в землю или соседний объект на проводах возникает только индуктированное напряжение:

Величина коэффициента принимается равной 25-30 Ом.

Средняя высота подвеса проводов ВЛ в пролете определяется как:

; .

Так как индуктированное напряжение можно принять одинаковым для всех трёх проводов и учитывая, что оно действует на фазную изоляцию линии, определяется кратность перенапряжения по отношению к фазному напряжению:

;

Задача 4.

Выполнить расчет молниезащиты для здания производственного назначения шириной S_З, длиной Lз и высотой h_З отдельно стоящими молниеотво­дами с заданными типами заземлителей (в соответствии с методикой РД 34.21.122-87).

Известно удельное сопротивление грунта . По условиям электромагнитной совместимости требуется соблюдение допустимых расстояний по воз­духу от молниеотводов до здания (РД 34.21.122-87, п. 2.3).

Требуется:

1. Определить класс пожаро- или взрывоопасности здания.

2. Рассчитать ожидаемое количество поражений молнией в год защищаемого объекта.

3. Определить тип зон и категорию молниезащиты.

4. Рассчитать допустимое расстояние по воздуху от молниеотводов до здания.

5. Выбрать место расположения и тип молниеотводов на основе технико-экономического сравнения двух вариантов исполнения молниезащиты – с одиночным стержневым молниеотводом и с двойным стержневым молниеотво­дом.

6. Рассчитать зоны защиты молниеотводов для двух вариантов исполнения молниезащиты.

7. Начертить разрезы защищаемого объекта по линии расположения молниеотводов с указанием вертикальных сечений зон защиты для двух вари­ антов исполнения молниезащиты.

8. Начертить планы защищаемого объекта с указанием горизонтальных сечений зон защиты на высоте h_З для двух вариантов исполнения молниезащи­ты.

Таблица 4.1 - Исходные данные.

Назначение здания				Расположение здания		Тип заземлителя молниеотвода
Подстанция закрытого типа	24	30	18	Тюмень	80	Железобетонный подножник

Решение:

Определение класса пожаро- или взрывоопасных зон.

По классу взрывоопасной зоны объект относится к установкам класса В-IIа – зоны, расположенные в помещениях, в которых опасные состояния, указанные для зон класса В-II не имеют места при нормальной эксплуатации, а возможны только в результате аварий или неисправностей.

Ожидаемое количество поражений объекта молнией в год:

где h - наибольшая высота здания или сооружения, м; S, L - соответственно ширина и длина здания или сооружения, м; n - среднегодовое число ударов молнии в 1 км² земной поверхности (удельная плотность, ударов молнии в землю) в месте нахождения здания или сооружения.

Мето расположения объекта	Среднегодовая продолжительность гроз, ч	Плотность ударов молнии в землю, 1/км2год
Тюмень	40-60	4,0

Объект относится к II-й категории молниезащиты, здания и сооружения, или их части, помещения которых относятся к зонам классов В-Iа, В-Iб, В-IIа тип зоны защиты – зона Б (при , в местностях со средней продолжительностью гроз 10ч в год и более).

На основании анализа конструкции защищаемого объекта выбирается тип молниезащитного устройства – двойной стержневой молниеотвод.

Выбирается зона защиты Б (для здания II-й категории при ожидаемом количестве поражений молнией в год N≤1).

Для зданий и сооружений высотой не более 30 м наименьшее допустимое расстояние S_B, м, равно: при ρ< 100 Омм для заземлителя любой конструкции S_B = 3 м.

Расчет двойного стержневого молниеотвода.

При высоте здания , принимается высота заземлителей над уровнем земли.

С учетом наименьшего допустимого расстояния от заземлителя до здания расстояние между двумя стержневыми молниеотводами:

.

Для двойного стержневого молниеотвода определяются параметры зоны защиты Б (при условии ).

Высота средней части двойного стержневого молниеотвода:

где - высота вершины конуса стержневого молниеотвода (для зоны защиты Б).

Радиус защиты на уровне земли:

Радиус защиты на высоте защищаемого объекта:

Ширина средней части зоны двойного стержневого молниеотвода на высоте защищаемого объекта:

Ширина средней части зоны двойного стержневого молниеотвода на уровне земли: .

По результатам расчетов изображается зона защиты двойного стержневого молниеотвода (рис. 4.1).

Рисунок 4.1 – Зона защиты двойного стержневого молниеотвода.

Расчет одиночного стержневого молниеотвода.

При высоте здания , принимается высота заземлителей над уровнем земли.

Для зоны Б высота одиночного стержневого молниеотвода определяется по формуле:

Рассчитываются параметры зоны защиты Б одиночного стержневого молниеотвода.

;

Рисунок 4.2 - Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода.