7.5. Конструктивні особливості блискавковідводів

Блискавковідводи складаються з опори, блискавкоприймача, струмовідводу та заземлювача. З'єднання блискавкоприймачів з струмовідводами, окремих частин струмовідводів і струмовідводів з заземлювачами повинні виконуватися за допомогою зварювання і, як виняток, для об'єктів з блискавкозахистом III категорії — болтами. З'єднання сталевої покрівлі та струмоприймальної сітки з струмовідводами виконується спеціальними затискачами.

Опори стержневих блискавковідводів розраховуються на міцність як вільно стоячі конструкції, а в тросових — з врахуванням натягу троса та вітрового навантаження на трос. Опори можна виконувати зі сталі, залізобетону та дерева. Як опори блискавковідводів допускається використовувати стовбури дерев, які ростуть на віддалі більше ніж 5 м від будівлі, що захищається, а також самі споруди.

Блискавкоприймачі встановлюють зі сталі будь-якої марки різного профілю, перетином не менше 100 мм² та довжиною не менше 200 мм.

Запобігання корозії блискавкоприймачів досягається шляхом оцинкування, лудіння або фарбування. Як блискавкоприймачі можуть бути використані металеві конструкції, що знаходяться над будівлями (труби, дефлектори, покрівля, сітка тощо).

Блискавкоприймачі тросових блискавковідводів виконуються з сталевого багатодротового оцинкованого троса перетином не менше 35 мм².

Струмоводи виготовляються зі сталі круглого (діаметром 6 мм) і прямокутного (4x12 мм) перетину. Допускається використовувати металеві конструкції (напрямні ліфтів, поздовжню арматуру залізобетонних колон, пожежні драбини тощо). З'єднання струмоводів здійснюється за допомогою болтів з перехідним опором не більше 0,05 Ом.

Заземлювачі виконуються:

• заглиблені — зі стрічкової або круглої сталі, вкладені на дно котлованів у вигляді протяжних елементів або контурів по периметру фундаментів на глибині не менше 0,6—0,8 ж.

• вертикальні — загвинчені стрижні з круглої сталі (довжина 2—5 м, діаметр — 10—20 мм) або забиті електроди з кутникової сталі (довжина 2—3 м, кутник 40x40 мм); верхній кінець вертикального заземлювача повинен бути заглибленийГ від поверхні землі на 0,6—0,7 м;

— горизонтальні — з круглої або штабової сталі (перетином не менше 160 мм) довжиною від 2 до 40 м, які укладені горизонтально на глибині 0,6—0,8 м від поверхні землі однцм або кількома променями; ці заземлювачі використовуються і для зв'язку між собою електродів вертикальних заземлювачів;

-=-- комбіновані — вертикальні та горизонтальні, об'єднані в загальну систему.

Переріз елементів заземлювачів приймається: круглих — діаметром 10—20 мм, прямокутних — 160 мм² (товщиною 4 мм); з кутникової сталі — 160 мм² (товщиною 4 мм); з] ртальних труб з товщиною стінки 3,5 мм.

7 J. Розрахунок зон захисту блискавковідводів

Зонд захисту одинарного стержневого блискавковідводу являє собою конус (рис. 7.4) щисотою h_o< h з радіусом основи г , де h < 150 — висота блискавковідводу (з врахуванням блйкавкоприймача); г_х — радіус кола зони захисту на висоті споруди h_x, що захищається.

Одинарні стержневі блискавковідводи доцільно використовувати при співвідношенні сторін споруди в плані не більше, ніж 1:2. _s

Блискавковідвід розташовується з розрахунку отримання найменшого значення г .

При розрахунку зони захисту підбирається висота h або, якщо величини h_x та т_х іриймаються відомими, тоді г_о визначається графічним шляхом з врахуванням їланових розмірів споруди і місця розташування блискавковідводу.

Основні габарити зони захисту визначаються наступним чином:

— зона А:

З цієї рівності складаємо квадратне рівняння для h. При відомих h_x та г_х можна знайти необхідне значення з розв'язанням складеного рівняння за формулою

де Ь = 1,1 + 0,00235/г^; с = 1,294Л_Х = г_х.

З двох коренів h приймаємо логічне його значення.

— зона Б:

За відомих величин h та г висота блискавковідводу може бути визначена з формули

Зона захисту двох стержневих блискавковідводів однакової висоти при

h < 150 ж зображена на рис. 7.5.

Значення величин h, h₀, r_v r., h_x торцевих областей зони захисту визначаються як відповідні величини стержневих блискавковідводів. Величина h_x приймається рівною висоті споруди, аг — з розрахунку перекривання зоною захисту половини споруди на рівні його висоти h . Два стержневі блискавковідводи доцільно застосовувати при розмірах споруди в плані в межах від 1:1,5 до 1:3. Блискавковідводи розташовуються в торцях споруди.

Розміри зони захисту між блискавковідводами (h_c, r_c, г_сх, г_со) визначаються наступним чином:

— зона А:

Зона А існує при L < 4/г, де L — віддаль між блискавковідводами. При L> Ah для побудови зони А блискавковідводи потрібно розглядати як одинарні. — зона Б:

сіона Ь існує при L < 6/г. При L> 6/г стержневі блискавковідводи слід розглядати як одинарні. За відомих величин h_c та L (при г_сх - 0) висота блискавковідводу для юни Б визначається за формулою

Зона захисту двох стержневих блискавковідводів різної висоти /г, та

h₂ < 150 лі (при різній висоті частин будинку), а також її габарити h_ol, h_o2, r_oV r_o2, г_хУ г_х2 визначаються за формулами, наведеними вище для торцевих областей одинарних блискавкоприймачів. Габарити внутрішніх областей зони захисту визначаються за формулами:

де п_СІ і а п_С2 вистачаю! ьі_л <sa ціи^тулиіи дли п_с.

Для двох різновисоких блискавковідводів побудова зони А подвійного стержневого блискавковідводу виконується при L < 4/z_mjn, а зони Б — при L < 6/i_min. При відповідно більших відстанях між блискавковідводами вони розглядаються як одинарні.

Зона захисту багатократного стержневого блискавковідводу однакової висоти визначається як зона захисту попарно взятих сусідніх стержневих блискавковідводів. Основною умовою захисту однієї споруди чи групи споруд висотою h_x з надійністю, яка відповідає зонам захисту А і Б, є дотримання нерівності г_сх > 0 для всіх попарно взятих блискавковідводів; г_сх визначається за формулами, що наведені вище; r_cl, r_c2,...r_cn, r відкладаються відповідно від ліній, які попарно з'єднують у плані сусідні блискавковідводи. Захисну площу доцільно розбивати на рівні ділянки за кількістю блискавковідводів.

Зона захисту одинарного тросового блискавковідводу висотою h < 150 ж зображена на рис 7.6, де h — висота троса в точці найбільшого провисання. З врахуванням стріли провисання висота опори h_o = h + 3 м при L = 120—150 м.

Одинарний тросовий блискавковідвід доцільно застосовувати при співвідношенні . сторін споруди більше ніж 1:3.

Зона захисту одинарних тросових блискавковідводів має габарити:

— зона А:

При розрахунках зони захисту підбирають висоту h, або значення h_x та r_s приймаються як відомі, при цьому г_х, як і у випадку з одинарним стержневим блискавковідводом, визначається графічно, виходячи з перекривання споруди на рівні її висоти h . Знаючи h та г , можемо знайти /г, розв'язуючи квадратне рівняння:

де Ь = 1,35 + 0.00294А,; с = 1,59h_x + г_х.

З двох коренів А приймається його логічне значення.

Для об'єктів першої категорії блискавкозахисту при визначенні величини А враховується мінімальна висота троса над спорудою. — зона Б:

За відомих величин А' та г_х висота А для зони Б може бути визначена за формулою

Подвійний або потрійний тросовий блискавковідвід застосовується длї захисту об'єктів великої площі (рис. 7.7).

При цьому споруда розбивається на смуги з співвідношенням сторін більше ніж 1:3, які захищаються звичайними тросовими блискавковідводами висотою А < 150 Величини h, r_o, h_o, r_x визначаються для обох тросових блискавковідводів зг формулами:

Задача 1. Розрахувати систему захисного заземлення. Електродвигун асинхронний серії АА, тип 4А132М2.

	Потужність трансформатора, кВА	З’єднання обмотки трансформатора	Напруга, В	Частота обертання трансформатора, об/хв.
1	463	Трикутником	220	2500
2	425		220	1520
3	400		220	5400
4	850		220	3500
5	540		220	2550
6	350		220	2750
7	255		360	3632
8	750		360	5458
9	632		360	2751
10	458		360	2264
11	751		360	2480
12	264		360	4630
13	654		360	4250
14	850		360	4000
15	530		660	8500
16	400	Зіркою	660	5400
17	520		660	3500
18	320		660	2550
19	425		660	7500
20	400		660	6320
21	850		660	4580
22	540		660	7510
23	350		600	2640
24	255		600	6540
25	750		600	8500
26	632		600	5300
27	458		600	2500
28	751		600	3240
29	264		600	2650
30	248		600	5320