5.3 Расчет зоны защиты двойного тросового молниеотвода одинаковой высоты

Зона защиты двойного тросового молниеотвода высотой h150 м приведена на рис.7, где h — высота троса в середине пролета. С учетом стрелы провеса троса сечением 35—50 мм² при известной высоте опор h_оп и длине пролета a высота троса (в метрах) определяется:

h = h_оп — 2 при a < 120 м;

h = h_оп — 3 при 120 < a < 150 м.

По степени надежности защиты различают два типа зон:

А – степень надежности защиты превышает 99,5%;

Б – степень надежности защиты составляет 95-99,5%.

Рис.7. Зона защиты двойного тросового молниеотвода одинаковой высоты

Выбор типа зоны защиты осуществляется в соответствии с [7] в зависимости от назначения, географического местоположения, классов взрыво- и пожароопасности защищаемого объекта, а также с учетом средней продолжительности гроз в год.

Зоны защиты двойного тросового молниеотвода имеют следующие габаритные размеры.

Зона А:

;

;

.

Зона Б:

;

;

.

Остальные размеры зон определяются следующим образом.

Зона А:

при L  h

;

;

при h < L  2h

;

;

;

при 2h < L  4h

;

;

;

При расстоянии между тросовыми молниеотводами L > 4h для построения зоны А молниеотводы следует рассматривать как одиночные.

Зона Б:

при L  h

;

;

при h < L  6h

;

;

;

При расстоянии между тросовыми молниеотводами L > 6h для

построения зоны Б молниеотводы следует рассматривать как одиночные. При известных значениях h_c и L (при r_cx = 0) высота тросового молниеотвода для зоны Б определяется по формуле

h = (h_c + 0,12L)/1,06.

Ожидаемое количество поражений N молнией в год зданий и сооружений без молниезащиты производится по формулам:

для сосредоточенных зданий и сооружений (дымовые трубы, вышки, башни)

,

где n – среднегодовое число ударов молнии в 1 км² земной поверхности в месте нахождения здания или сооружения, 1/(км²·год);

для зданий и сооружений прямоугольной формы

,

где A – длина объекта, м; B – ширина объекта, м; h-наибольшая высота здания,м.

для протяженных объектов

.

Исходные данные для расчета зоны защиты двойного тросового молниеотвода:

Длина объекта А=200 м

Ширина объекта В=50 м

Высота объекта h_X=8 м

Удельная плотность ударов молнии в землю n=6 1/км²·год

Средняя продолжительность гроз в год t_CP=40-60 часов.

Таблица 1.

Интенсивность грозовой деятельности, ч/год		Среднегодовое число ударов молнии на 1 км2 земной поверхности
10-20		1
20-40		3
40-60		6
60-80		9
80 и более		12

По формулe получаем ожидаемое количество поражений молнией в год:

N == 0,38 шт/год.

В зависимости от N и t_CP из [7] определяем требуемый тип зоны молниезащиты (зона Б). Зона защиты двойного тросового молниеотвода с указанием размеров приведена на рис. 8.

Таким образом, с учетом выбранной зоны защиты «Б», высоты опор h_оп= 40 м, расстояния между тросовыми молниеотводами L=60 м получаем:

h = h_оп - 3

h =40 - 3=37 (м);

=0,92·37=34,04 (м);

1,7·37=62,9 (м);

= 1,7(37-30/0,92) = 7,47 (м);

=34,04-0,12(60-37)=31,28 (м);

=62,9(31,28-30)/31,28=2,57 (м);

=62,9 (м).

При проверке защищенности объекта проверяется соблюдение условий:

; A<a+2 ; B<L+2.

=34,04=30;

A=125<a=125+2·7,47;

B=50<60+2·7,47.

Условие A<a+2 и B<L+2 соблюдено.

Рисунок 8. Зона защиты двойного тросового молниеотвода с размерами