На объекте защиты

Расчет молниезащиты при установке молниеотвода

Одиночный тросовый молниеотвод

Зона защиты тросового молниеотвода приведена на рис. 9.8 (А < 150 м). Здесь h – высота троса в точке наибольшего провеса. С учетом стрелы провеса при известной высоте опор h_оп и длине пролета а<120 м высота троса h = h_on – 2 м, а при 120< а <150м высота троса h = h_on – 3м

1 – граница зоны защиты на высоте h_х; 2 – граница зоны защиты на уровне земли

Рис. 9.8. Зона защиты одиночного тросового молниеотвода

Размеры зоны защиты одиночных тросовых молниеотводов определяют, по формулам

а) для зоны типа А

r₀=(1,35-6,0025-h)h; (9.21)

r_x =(1,35-0,0025h)(h-h_x/ 0,85) (9.22)

h₀=0,85 h (9.23)

б) для зоны типа Б

h₀=0,92 h; (9.24)

r₀=1,7 h; (9.25)

r_х = 1,7(h-h_х/0,92) (9.26)

Для зоны типа Б высота одиночного тросовогомолниеотвода при известных h_х и r_х равна

h = (r_x +1.85 h_x)1,7

Расчет молниезащиты при установке молниеотвода на объекте защиты ве­дут в следующей последовательности. Первоначально определяют коэффици­ент грозозащиты (к_гз) по формуле [23]

к_гз = (l + сtgα)B_н (9.28)

где α – угол защиты, принимается равным 45–50°;

β_н – коэффициент надежности защиты, (для штыревой защиты при непо­средственном соединении молниеотвода с защищаемым объектом β_н =0,65 в остальных случаях – β_н = 0,6).

Находят суммарную высоту крыши (рис. 9.9) и молниеприемннка (S h) по формуле

S h = 0,5b_mах k_гз (9.29)

где b_max – максимальная ширина сооружения, м.

Рис. 9.9. Схема к расчету молниезащиты водонапорной башни

Рассчитывают длину молниеприемника (h_мп) по формуле

h_мп= S h – h_кр (9.30)

где h_кр – высота крыши, м.

Производят расчет обшей высоты штыревой грозозащиты (Н_гз) по формуле

Н_гз = h_зд+ S h (9.31)

Вычисляют радиус грозозащиты на уровне земли (r_о) по формуле

r₀ = к_гзН_гз (9.32)

Рассчитывают импульсный очаг заземления:

а) определяют сопротивление одиночного заземлителя (R_оз) растеканию тока промышленной частоты из выражения (Ом)

- расположенного вровень с поверхностью земли по формуле

(9.33)

где l и d – длина и диаметр трубы, соответственно, м;

ρ – удельное сопротивление грунта, Ом.м (табл. 9.2).

- заглубленного на расстояние t от поверхности земли

(9.34)

Таблица 9.2 – Удельное сопротивление грунта ρ

Характер фунта	Сопротивление грунта, ρ, Ом м
Торф
Садовая земля
Глина	70....80
Каменистая глина
Суглинок
Известняк, щебень, глина
Чернозем
Супесь
Песчаная почва	700...900
Известняк, мергель
Скальный грунт

б) Производят расчет импульсного сопротивления трубы (R_и.тp) по формуле

R_{и.тр =} R_оз α _и(9.35)

где α_и – коэффициент импульсного сопротивления (табл. 9.3).

Таблица 9.3 – Значение коэффициентов импульсного сопротивления α_и

Удельное сопротивление грунта ρ, Ом · см	Импульсный коэффициент единичных заземлителей
для трубы длиной 2 – 3 м	для горизонтального троса длиной, м
10^4 3х10^4 5x10^4 10^5	0,8 0,6 0,4 0,35	0,9 0,7 0,7 0,4	1,1 0,9 0,7 0,6	1.4 1,0 0,8 0,7

в) Рассчитывают количество труб для импульсного заземлителя (n) по формуле

(9.36)

где R_д – допустимое сопротивление растеканию тока, Ом (для живот­новодческих помещений и водонапорных башен, принимается 10 Ом, для про­мышленных и гражданских сооружений – 20 Ом);

–коэффициент сезонности (для центрального региона России = 1,6);

–коэффициент экранирования ( = 0,3...0,95).

г) Находят сопротивление растеканию тока полосового заземлителя (R_пол)

- расположенного у поверхности земли по формуле

(9.37)

- заглубленного на расстояние t от поверхности земли по формуле

(9.38)

где ρ – удельное сопротивление грунта, Ом-м;

l – длина заземлителя (полосы), м;

l=1,05∙а∙п, (9.39)

где а – расстояние между стержнями заземления (а = 2,5…3м)...5

d – диаметр (ширина) заземлителя, м (l >> d);

д) Рассчитывают импульсное сопротивление полосы (R_и.пол) по формуле

R_и.пол ⁼ R_пол ∙ α _и (9.40)

где α _и – импульсное сопротивление полосы (табл. 9.3).

е) Подсчитывают импульсное сопротивление растеканию тока всей систе­мы заземлителя (R_общ) по формуле

(9.41)

Импульсное сопротивление растеканию тока системы заземления не должно превышать пределов, указанных в пункте «в».

Пример 9.5. Рассчитать импульсное сопротивление заземлителя грозовой защиты в суг­линистом фунте (ρ = 0,5·10⁴ Ом · см), Длина полосы 8 м, ширина 60 мм, глубина укладки 1 м.

Решение. Сопротивление протяженного заглубленного заземлителя найдем по форму­ле (9.38)

Для условий задачи α _и = 0,9 (табл. 9.3). Тогда импульсное сопротивление грозозащиты рассчитаем по формуле (9.40)

R_и.пол = R_пол – α_и= 7,5x0,9 = 6, 75 Ом.

Вывод. Сопротивление заземления молниезащиты равно 6,75 Ом, что удовлетворяет условию надежного срабатывания защиты 6,75<10 Ом.

Дата добавления: 2014-11-20