Как рассчитать молниезащиту?

Расчет молниеотвода

Как рассчитать молниезащиту?

Молниезащита – это комплекс технических мер, направленных на организацию защиты строения от прямого удара молнии (ПУМ). У нас вы получите квалифицированную консультацию и расчет параметров защиты от ПУМ для вашего объекта.

Оснащение сооружения комплектом молниезащитного оборудования позволяет улавливать разряд молнии, проводить его по предназначенным для этого путям и передавать через систему заземления в почву, не причиняя вреда имуществу и оберегая его от разрушения.

Система молниезащиты здания включает:

  • Молниеприемник – элемент, принимающий на себя разряд. В обиходе более популярное название этого устройства – молниеотвод или громоотвод. Внешне он выглядит как металлический заостренный стержень или мачта либо как горизонтальный трос, протянутый вдоль конька крыши.
  • Токоотвод – проложенный по наружной стене, металлическим элементам конструкции или на удалении от строения металлический провод, по которому проходит ток высокого напряжения во время разряда молнии.
  • Заземление – металлические конструкции, выполненные по разным схемам, погруженные в почву в соответствии с инженерными расчетами. Они подсоединены к токоотводу и передают электрический разряд на землю.

Качественное соединение всех элементов системы молниезащиты предотвращает появление искр, повышает проводимость контура, обеспечивая максимальную эффективность конструкции.

Типы конструкций молниезащиты

Наша компания предлагает различные модели защитного электрооборудования. В каталоге представлены молниеотводы:

Одностержневые – выполнены в виде заостренного сверху стержня или мачты. Стержневая молниезащита устанавливается непосредственно на здание в высшей его точке либо рядом с ним на некотором удалении, не превышающем радиус зоны молниезащиты

Двухстержневые, выполненные с одинаковой или различной высотой, — устанавливаются на противоположных концах зданий либо с максимально возможным удалением друг от друга, но при этом создающие неразрывную зону молниезащитывытянутого контура. 

Многократные стержневые – используются для создания плотной зоны молниезащитысложной формы на больших площадях, выделенных под малоэтажную застройку. 

Одиночные тросовые – из многожильного металлического троса, натянутого вдоль здания или линии электропередачи по высшим точкам конструкции и закрепленного на опорах, соединенных с заземлением посредством токоотводов. Тросовая молниезащита обеспечивает безопасность объектов большой протяженности. 

Многократные тросовые – выполнены в виде сетки, изготовленной из металлических тросов. Предварительный расчет зон молниезащитыдает показатель расстояния между параллельными тросами, образующими сетку. В местах пересечения граней ячеек используется сварка для обеспечения надежного соединения жил, препятствующего образованию искры. Сетка размещается поверх верхней плоскости объекта, надежно фиксируется и подключается через токоотводы к системе заземления.

Различают два типа грозозащиты:

  • Пассивная молниезащита – система, принимающая на себя прямой удар молнии во время разряда.
  • Активная молниезащита – приспособление, провоцирующее электрический разряд в себя. Осуществляется посредством инициации процесса ионизации воздуха при росте потенциалов напряжения, возникающего перед началом появления молнии.

Классификация степеней надежности защиты

Эффект использования молниезащиты заключается в создании вокруг них зоны, в которой прямой разряд молнии произойдет с минимальной вероятностью. При устройстве системы и расчете зон молниезащитыучитывается не только высота, на которой должна находиться высшая точка молниеотвода, но и степень надежности создаваемой защиты.

Различают степень надежности:

  • А – ее показатель составляет > 99,5 % вероятности перехвата прямого удара молнии во время грозы.
  • Б – параметр колеблется в пределах 95… 99,5 % надежности защиты от прорыва электроразряда к контролируемому объекту.

Зона А включается в построение зоны молниезащиты для жилых домов, объектов повышенной опасности (легко воспламеняемых, взрывоопасных), объектов высокой ответственности и ценности.

Зона Б рассчитывается для сельскохозяйственных комплексов, ангаров, стоянок, складов, не связанных с хранением особо ценной продукции и товаров.

В разрезе, сделанном по вертикали молниеотвода, эти зоны молниезащиты накладываются, причем А расположена внутри Б. Внешние границы зоны А должны охватывать все находящиеся на территории контроля строения. Зона Б при этом имеет большее покрытие.

  • Для однократной стержневой молниезащиты зона безопасности занимает внутренний объем конуса, вершина которого совпадает с верхушкой молниеотвода. Его основание представляет круг на земле, радиус которого для зоны А рассчитывается по формуле:

r0 = (1,1 — 0,002 h) h,

где ro — радиус основания, h — высота молниеотвода и ее значение меньше 150 м.

Читайте также  Как рассчитать сопротивление параллельно соединенных резисторов?

Для зоны Б формула: r0 = 1,5 h.

Высота объекта (hx), расположенного внутри зоны безопасности, создаваемой молниеотводом известной высоты (h), составляет соответственно:

Для А – hx = 0,85 h; при этом радиус объекта: rx = (1,1 — 0,002 h) (h — hx / 0,85).

Для Б – hx = 0,92 h, с радиусом объекта: rx =1,5 (h — hx / 0,92).

Исходя из этого и известных данных о высоте уже имеющихся на территории сооружений, можно сделать расчет необходимой высоты молниеотвода:

h = (rx + 1,63 hx) / 1,5.

  • Расчет молниеотвода (hc) двукратной комплектации происходит по формулам:

hc=ho-(0,17+3*10-4h)(L-h)

rc=ro

rcx=ro(hc-hx)/hc

Расчет зон молниезащиты учитывает высоту молниеотводов (h), расстояние между точками их установки (L), высоту (hx) расположенных на территории объектов.

  • Для расчета многократных молниеотводов, из которых устраивается грозозащита большой площади покрытия, учитываются параметры расположенных рядом парных точек.
  • Расчеты для тросовой молниезащиты проводятся с использованием формулы:

hc=ho-(0,14+5*10-4h)(L-h);

где h

Источник: https://groze.net/raschet-molnieotvoda.html

Типовые расчеты молниеотводов

Как рассчитать молниезащиту?

В настоящее время существуют два одновременно действующих нормативных документа по молниезащите: Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений РД 34.21.122-87 и Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций СО 153-34.21.122-2003. В данной статье мы поможем рассчитать защитное действие простейшего молниеотвода (громоотвода) в соответствии с РД 34.21.122-87. Расчет многокомпонентных или объемных систем молниезащиты лучше доверить специалистам.

Расчет молниеотвода выполняется в зависимости от его типа, который, в свою очередь, зависит от различных параметров – формы, размеров и конструктивных особенностей объектов, их положения относительно других строений. Различают громоотводы двух типов – стержневые и тросовые, которые в свою очередь делятся на одиночные, двойные и многократные.

При высоте до 150 метров стержневой громоотвод обеспечивает определенную защитную зону.

Под зоной защиты понимают часть пространства/области вокруг молниеотвода, внутри которого он способен защитить строение от прямых попаданий разрядов с заданным уровнем надежности. Зоны громоотводов бывают двух основных видов: А – с уровнем надежности не менее 99,5%; Б – с уровнем надежности не менее 95%. Для большинства строений сельскохозяйственного сектора достаточно зоны Б-типа.

Стержневой молниеотвод

При высоте до 150 метров защитное пространство стержневого громоотвода имеет конусовидную форму, основание которой представляет собой круг радиусом rх, а вершина расположена на высоте H0 < H. 

Эти размеры для зоны А-типа вычисляются при помощи уравнения:

H0 = 0,85H; R0 = (1,1 — 0,002H)H; Rх = (1,1 — 0,002H)(H – Hх/0,85), для  зоны Б-типа формула несколько иная:

H0 = 0,92H; R0 = 1,5H; Rх = 1,5(H – Hх/0,92).

Если имеются значения Нх и Rх, то высота молниеотвода для защитного пространства Б-типа

H = (Rх + 1,63Hх)/1,5.

Двойной стержневой молниеотвод

Защитные пространства пары молниеотводов стержневого типа влияют друг на друга, если L < 6А. При этом величины H0, R0, Rх рассчитываются в том же порядке, как и для громоотвода стержневого одиночного типа. Для определения защитной области между несколькими стержнями молниеотвода используют другое уравнение:

Для зоны А-типа: при L ≤ H

Hc = H0 = 0,85H; Rc = R0 = (1,1 — 0,002H)H; Rcx = Rx = (1,1 — 0,002H)(H – Hx/0,85);

при 2H < L ≤ 4H

Hc = H0 — (0,17 + 3·10-4H)(L — H); Rc = R0; Rcx = R0(Hc – Hx)/Hc.

Для зоны Б-типа: при L ≤ H

Hc = H0; Rcx = Rx; Rc = R0;

при H < L< 6H

Hc = H0 — 0,14(L — H); Rc = R0; Rcx = R0(Hc – Hx/Hc)

Если имеются размеры Hc, L и Rcx = 0, то для защитной области Б-типа высота громоотвода рассчитывается посредством уравнения

H = (Hc +0,14H)/1,06.

Если между двумя стержневыми громоотводами расстояние увеличивается до L > 6H, они уже не образуют пару и считаются одиночными, при этом их объединенное защитное поле прекращает существовать.

Тросовый молниеотвод

Защитная пространство одиночного тросового молниеотвода принимается ограниченной в верхней части проходящей через точку max прогиба троса горизонтальной прямой, а ее боковые части принимаются аналогичными боковым частям одиночного громоотвода.

Расчет защитного пространства тросового громоотвода выполняется на основе уравнения:

для зоны А-типа:

H0 = 0,85/H; R0 = (1,35 — 0,0025H)H;

Rx = (1,35 — 0,0025H)(H — Hx0,85);

для Б-типа:

H0 = 0,92H; R0 = 1,7А; Rx = 1,7(H — Rx/0,92).

Если известны величины Hx и Rx, то для защитного пространства Б-типа высота одиночного громоотвода тросового типа: 

H = (Rx+ 1,85Hx)/1,7.

Данные геометрические формулы расчёта зон защищённости одиночных и тросовых молниеотводов, проведённые в нормах РФ по молниезащите, являются производными от специальной компьютерной программы для определения вероятности прорыва тока молнии к объектам молниезащиты. Современным и более точным методом расчета уровня защищенности не только простых, но и многокомпонентных систем является использование специальной компьютерной программы рекомендуемой нормативом СО 153-343.21.122-2003.

Читайте также  Рассчитать мощность автомата 220 вольт

Расчет молниеотвода выполняется в зависимости от его типа, который, в свою очередь, зависит от различных параметров – формы, размеров и конструктивных особенностей объектов, их положения относительно других строений. » data-yashareImage=»» data-yashareL10n=»ru» data-yashareQuickServices=»yaru,ontakte,,,odnoklassniki,moimir,gplus» data-yashareTheme=»counter»>

Источник: https://www.amnis.ru/staty/tipovye-raschety-molnieotvodov/

Как рассчитать молниезащита?, Общие сведения, Как рассчитать отдельный стержневой молниеотвод?, Как рассчитать отдельный тросовый молниеотвод? раинском учебникахв

Как рассчитать молниезащиту?

БЖД Охрана труда Предыдущая СОДЕРЖАНИЕ Следующая

Молниезащита — это система мер по предотвращению и нейтрализации опасных проявлений атмосферного электричества, которые защищают здания, сооружения, материалы от пожаров, взрывов и разрушений

Наиболее опасным является прямой удар молнии, так как при этом происходит непосредственный контакт молнии с объектом поражается. В результате индукции возникают токи высокого напряжения на металлических с изолированный от земли предметах. Это приводит к искрение между ними и заземленными металлическими элементами конструкций и оборудованя.

От прямых ударов молнии сооружения защищают молниеотводами, которые воспринимают молнию и отводят ее ток в землю молниеотвод состоит из трех частей: молниеприемника, токоотвода и с заземлительа.

Значение импульсного сопротивления заземления должно быть не более 10. Ом

Для защиты от индукции все расположено горизонтально металлическое оборудование соединяют между собой так, чтобы оно представляло собой единый и непрерывный электрический цепь, заземляют в нескольких местах

Объекты и сооружения или их части в зависимости от назначения, интенсивности грозовой деятельности, а также от ожидаемого количества поражений молнией в год должны быть защищены в соответствии с категорией ул обустройство молниезащиты и типа зоны защиты (А или. Б). Молниезащита объектов I — й категории и складов взрывчатых материалов должен устраиваться с типом зоны защиты. А независимо от грозового а ктивности. Ожидаемое количество N поражений молнией за год объектов, не оборудованных молниезащитой, определяется по формулеою:

N = (S 6h) • (L 6h) • n • l (Г6, где *?. И. Ь — соответственно ширина и длина защищаемого объекта, м;

И — наибольшая высота объекта, м;

п — среднегодовое количество ударов молнией на 1 кв км земной поверхности, на территории Украины преимущественно п — 9 (в. Прикарпатье п — 1 2, в. Крыму п = 6)

Зона защиты — это часть пространства, внутри которого здание или сооружение защищена от прямых ударов молнии с определенной степенью надежности. По мере продвижения к середине зоны надежность защиты увели ьшуеться. Зона защиты типа. А имеет степень надежности 99,5% и выше, а зона защиты типа. Б — 95% и высшще.

Как рассчитать отдельный стержневой молниеотвод?

Зона защиты отдельного стержневого молниеотвода высотой. Ь 150 м представляет собой круговой конус (рис. 527). Вершина конуса находится на высоте. Ьо п. Горизонтальный сечение зоны защиты на высоте объе объекта, защищаемого. Ьх представляет собой круг радиусом гх. На уровне земли зона защиты образует круг радиусом градіусом го.

Зоны защиты имеют следующие габариты:

Рис 527 3она защиты отдельного стержневого молниеотвода

Если. Ьч и. ГЧ известны, необходимую высоту молниеотвода можно определить по формулам:

для зоны. А: ее = 0,713 (гх 1,63 пх) для зоны. Б:. Ь»0,67 (гх 1,63 пх)

Каков порядок расчета двойного стержневого молниеотвода? авковидводив. Габариты. По, го,. ГБ |, гх2 определяются по формулам, приведенным высшми вище.

Зона защиты. А существует при. Ь 3 ее, зона. Б — при. Ь 5. Ь. Они имеют следующие габариты:

при известных пс и гь (при. ГЗТ = и) высота молниеотвода для зоны. Б определяется по формуле:

Рис 528. Зона защиты двойного молниеотвода

Как рассчитать отдельный тросовый молниеотвод?

Зона защиты приведена на рис 528, где h — высота троса в точке наибольшего провисания. С учетом стрелы провеса по известной высотой опор hon стального троса сечением 35 — * 50 мм2 h определяется как /?? 120 + 150 м.

Для зоны типа. Б h при известных величинах hx и гх, определяется по формуле:

Рис 529. Зона защиты отдельного тросового молниеотвода

. Расчеты зоны защиты

. Пример 1. Рассчитать молниезащита производственного здания отдельным стержневым молниеотводом по следующим данным; здание длиной / / = 30 м, шириной. Б = 16 м, высотой. Их = 8 м, которая расположена в. Ровенской області.

. Пример 2. Осуществить молниезащита хранилища взрывчатых материалов (ВМ) следующих размеров: длина. А = 50 м, ширина на уровне крыши. В = 16 м, высота до конька крыш тамбуров пх = 4,7 м, расстояние от оси хранилища до д дверей тамбуров гу = 11,1 м. Здание деревянная. Расчетный удельное сопротивление грунта 450. Ом»м. Импульсный сопротивление заземлителя. Я, 10. Ом. Защита от прямых ударов молнии осуществить двойным стержневым блеска вковидводом, расположив его у торцевых стен хранилищ стін сховища.

Читайте также  Как рассчитать делитель напряжения на резисторах?

Предыдущая СОДЕРЖАНИЕ Следующая

Источник: http://uchebnikirus.com/bgd/ohorona_pratsi_-_moskalova_vm/yak_rozrahuvati_bliskavkozahist.htm

Как рассчитать молниезащиту

Как рассчитать молниезащиту?

Под молниезащитой понимается специальная система защиты от поражения молнией, воздействие которой способно нанести непоправимый ущерб любому жилому зданию или сооружению. Она состоит из ряда конструктивных элементов, каждый из которых выполняет свою вполне определенную функцию. Расчет молниезащиты вследствие этого сводится к вычислению параметров всех составляющих системы, определяемых согласно стандартным методикам.

Назначение и состав системы

Для защиты зданий от грозовых разрядов чаще всего используется так называемая «пассивная» молниезащита, состоящая из таких конструктивных элементов, как:

  • молниеприемник, обустраиваемый в виде металлического штыря, троса или специальной сеточной конструкции;
  • токоотвод (спуск), используемый для перенаправления разряда на заземляющее устройство (ЗУ);
  • сама заземляющая конструкция.

Далее будут рассмотрены основные параметры системы молниезащиты, подлежащие расчету.

Молниеотвод и спуск

Что касается первой составляющей молниезащиты (молниеприемника) – требованиями ПУЭ предусматривается, чтобы он располагался в самой верхней точке защищаемого строения.

Для стандартных конструкций штыревого класса место размещения этого элемента выбирается исходя из того, чтобы заостренный конец его пики находился на 2-3 метра выше плоскости или конька крыши.

При наличии на защищаемом объекте нескольких штыревых молниеприемников согласно общепринятой методике обязательно просчитывается расстояние между соседними молниеотводами.

В случае использования тросового или сеточного молниеприемника для соответствующих элементов молниезащиты проводят расчеты либо основные параметры троса (длина и сечение), либо размеры отдельной ячейки сетки.

Молниеотводы большей длины применять не рекомендуется, поскольку они начнут притягивать к себе даже те грозовые разряды, которые ничем не угрожают данному объекту.

Токоотвод необходим для перенаправления электрического разряда, принятого молниеприемником, в направлении заземляющего устройства. С одной стороны он подсоединяется к «уловителю» молний, а с другой – к конструкции заземлителя.

Его основными расчетными величинами являются материал отводящей ленты, ее длина и сечение, обеспечивающие наименьшее электрическое сопротивление отводящей цепочки.

С точки зрения расчета системы для достижения требуемого результата этот элемент должен изготавливаться из металлов с высокой электропроводностью и иметь достаточно большое сечение (обычно оно составляет 6-8 кв. мм).

Заземляющее устройство

Заземляющая конструкция для молниезащиты рассчитывается исходя из требования достижения надежного контакта с грунтом, обеспечивающего идеальные условия для растекания токового разряда в землю.

Расчету этой части молниезащиты нужно уделить особое внимание, поскольку без надежного заземления все остальные элементы защитной системы теряют свою функциональность.

Перед расчетом заземляющего контура молниезащиты необходимо отметить, что его конструкция изготавливается из вертикально забиваемых в землю толстых металлических штырей, труб или стальных профилей (швеллеров).

Их длина и сечение определяются расчетным путем исходя из требований создания идеальных условий для стекания тока разряда молнии в землю.

Помимо этого, к расчетным элементам заземления относятся и стальные перемычки, объединяющие вбитые в землю стержни в единый контур и соединяемые методом сварки. Их расчетными параметрами являются длина и сечение, а также марка стали, которые обеспечивают требуемое сопротивление растекания.

В следующем разделе приводится пример расчета системы защиты от поражения молниевым разрядом.

Образец расчета

В качестве образца расчета данных по молниезащите рассмотрим вариант определения ее параметров для частного загородного дома, с установленным на крыше одиночным штыревым молниеприемником.

В соответствии с методическими указаниями в этом случае исходят из необходимости образования особой зоны защиты (воображаемого конуса вокруг мачты со штырем), в пределах которой располагается защищаемый объект.

Радиус защиты Rx такого конуса со штырем, установленным на высоте hx, определяется из следующего соотношения:

где под вторым элементом пропорции (ha) понимается активная высота всей зоны грозозащиты (воображаемого конуса), под hx – высота защищаемой точки данного строения, а просто h – это собственная высота устанавливаемого молниеотвода.

Несмотря на внешнюю простоту приведенной методики расчета молниезащиты, полный обсчет всей системы в целом желательно перепоручить профессионалам, которые в состоянии отметить множество неучтенных дилетантом деталей.

Расчет системы молниезащиты может быть осуществлен и в режиме онлайн, где пользователю предлагается специальная программа для проведения соответствующих операций.

Для получения требуемого результата необходимо ввести в соответствующие графы геометрические размеры защищаемого строения и выбрать нужную географическую зону.

Источник: https://evosnab.ru/ustanovka/molnija/raschet-molniezashhity