11.2. Захист будинків і споруд від дії блискавки

магниевый скраб beletage

Будинки і споруди захищають від прямих ударів блискавкиблискавковідводами. Блискавковідвід провокує розряд атмосфер-ної електрики (хмари) через себе, запобігаючи розряду через бу-динок чи споруду, на якому чи поблизу якого він встановлюється,тому що струм блискавки, насамперед, розряджається через зазем-лені металеві предмети і конструкції, які розташовані високо над по-верхнею землі.

Блискавковідвід - це пристрій, який встановлюється на об'єкті,що захищається, чи поблизу нього, що сприймає прямий удар блис-кавки і відводить струм у землю (рис.11.1, 11.2).

11.3. Розрахунок висоти блискавковідводу

Коли опора блискавкоприймача залізобетонна чи металева, тоарматура чи металева ферма використовується як струмовідвід.

Зона захисту, усередині якої будинок чи споруда захищається відпрямих ударів блискавки з визначеним ступенем надійності, назива-ється зоною захисту блискавковідводу. Найменший ступінь надій-ності має поверхня зони захисту. Ступінь надійності захисту зростає вміру просування усередину її від поверхні. З погляду надійності захис-ту розрізняють дві зони - типу А і Б. Зона захисту типу А має ступіньнадійності 99,5 % і вище. У зоні Б надійність захисту 95 % і вище.

Блискавковідводи можуть бути стрижневі, тросові і сітчасті.

Стрижневі блискавковідводи як найбільш прості, дешеві й на-дійні одержали найбільше поширення. Тросові блискавковідводименш надійні порівняно з стрижневими і тому їх використовуютьпри захисті об'єктів великої довжини. Сітчасті блискавковідводинадійні в експлуатації і широко використовуються при захисті бу-динків і споруд III категорії.

Одиночний стрижневий блискавковідвід висотою h < 150 м маєзону захисту у вигляді конуса (рис.11.2). Зона захисту стрижневимблискавковідводом на рівні землі визначається кругом радіуса ro, ана висоті об'єкта, що захищається, hx - кругом радіуса rx. Вершинаконуса ho знаходиться нижче висоти блискавковідводу h.

Розміри зони захисту одиночного стрижневого блискавковідво-ду визначають за формулами:для зони А:hg = 0,85 h;r0= (1,1-0,002 h) h;

rx=(\,l-0,002h)(h-^~).

0,85

h*

h-

для зони Б:h0 = 0,92 h;Г0 = 1,5 h;

rx=l,5

0.92,

Якщо відома висота hx і радіус rx об'єкта, який потрібно захисти-ти одиночним стрижневим блискавковідводом, то висоту блискав-ковідводу h для зони Б визначають за формулою:

h=rvH63h3L1,5 '

Приклад 11.1. Знайти висоту одиночного стрижневого блискав-ковідводу для захисту об'єкта радіусом rx = 10 м і висотою hx = 25 м.

Розв'язок. Підставимо значення радіуса об'єкта rx і висоту йогоhx у формулу і знайдемо висоту. Тоді

гх + 1,63/іу. 10 + 1,63-25h =  =          = 34 м.

1,5       1,5

Конструкції блискавковідводів виготовляють з залізобетону й металу.Найбільш поширені опори із залізобетону й металу. Залізобетонні опоридля окремо розташованих блискавковідводів мають низку переваг.

Блискавкоприймач стрижневого блискавковідводу виготовляютьзі сталевого прутка перерізом не менше 100 мм2 або з водопровіднихтруб. Труба у верхній частині повинна бути закарбована, блискавко-приймач повинен мати стійкість до механічних навантажень. Довжинастрижневого блискавкоприймача не повинна перевищувати 2-2,5 м.

Для струмовідводів, що прокладають по стінах будинків і споруд,частіше застосовують смугову сталь площею перерізу 48мм2 і стале-вий прокат різного профілю. Струмовідводи прокладають з урахуван-ням найкоротшої відстані між блискавкоприймачем і заземлювачем ікріплять сталевими скобами, цвяхами, дюбелями та інш. Блискавко-приймачі і заземлювачі з'єднують шляхом зварювання. Якщо опораметалева, то вона використовується як струмовідвід.

Заземлювачі вибирають залежно від нормованого імпульсногоопору. Розрізняють опір заземлення розтіканню імпульсного стру-му R, струму прямого удару блискавки й опір заземлення розтікан-ню струму R промислової частоти.

Опір заземлювального пристрою при відводі струму промисло-вої частоти визначається досить точно, якщо відомі струм замикан-ня, розміри заземлювача і питомий опір ґрунту. Визначення опо-ру заземлювача для імпульсних струмів блискавки дуже складне ізалежить від низки причин. Імпульсний струм блискавки навколозаземлювача (рис.11.1) зумовлює утворення іскрової зони, що охо-плює заземлювач навкруги, немов би збільшуючи його геометричнірозміри і тим самим знижуючи величину опору від заземлювача.

Література: [19], [20].

Питання для самоконтролю

Як виникає заряд атмосферної електрики?

Які види блискавки небезпечні для людини та пожеж будинків,устаткування і матеріалів?

Що слід розуміти під поняттям "Занесення високих потенціалів"?

З яких елементів складається блискавковідвід?

Що слід розуміти під поняттям "Зона захисту блискавковідводуна рівні землі"?

Яка небезпека для людини від розрядів атмосферної електрики?

Які заходи безпеки застосовуються на будинках, спорудах длязахисту від розрядів атмосферної електрики?

Що таке " Захист на висоті об'єкта", що захищається?

Як визначаються зони захисту блискавковідводів?

Як розрахувати висоту одиночного стрижневого блискавковідводу?

Розділ 12. Ураження електричним струмом