Заземляющие устройства молниеотводов

ЗАЩИТА ОТ ЗАНОСА ВЫСОКИХ ПОТЕНЦИАЛОВ

При ударе молнии в провода и опоры линии электропереда­чи или другие токопроводящие коммуникации, имеющие ввод в здание, по этим коммуникациям и линиям возможен занос вы­соких потенциалов в сооружения.

Защита от заноса высоких потенциалов осуществляется для объектов всех трех категорий молниезащиты.

Если в объекты, относящиеся к I и II категории молниеза­щиты, запрещается ввод воздушных линий электропередачи, а при вводе других коммуникаций существует ряд ограничений, то для объектов III категории допускается ввод в здания как воз­душных линии электропередачи, так и надземных и подземных коммуникаций.

Защита от заноса высоких потенциалов по воздушным лини­ям электропередачи напряжением до 1000 в осуществляется пу­тем заземления штырей и крюков изоляторов на концевой опоре (сопротивление заземлителя не более 30 ом), а также путем установки на проводах ввода искровых промежутков или низко­вольтных разрядников, подключенных к заземлителю с сопро­тивлением не более 20 ом.

Защита от заноса высоких потенциалов по трубопроводам осуществляется путем заземления трубопровода у ввода в объ­ект (сопротивление заземлителя не более 20 ом и у двух бли­жайших опор сопротивление не более 40 ом). При значительной длине трубопровод в дальнейшем заземляют через каждые 250—300 м (сопротивление не более 50 ом).

Подземные коммуникации у ввода следует присоединять к заземляющим устройствам защиты от прямого удара молнии или электрозащиты.

После завершения строительства объектов I и II категорий мероприятия по защите от заноса высоких потенциалов (так же как и мероприятия по защите от прямого удара молнии и ее вто­ричных проявлений) должны быть приведены в соответствие с требованиями проекта молниезащиты и категории объекта по молниезащите.

Основные конструктивные схемы заземлителей приведены на рис. 41. Так же как и при устройстве электрозащиты, наибо­лее часто при устройстве молниезащиты применяют протяжен­ные и комбинированные заземлители, так как вертикальный за-

Рис. 41. Конструктивные схемы заземлителей а — вертикальный;

б — протяженный (горизонтальный); в — комбинированный

землитель ввиду ограниченных по условиям его устройства размеров обладает значительным сопротивлением растеканию тока.

При хорошей проводимости верхнего слоя грунта применяют протяженные заземлители при длине луча до 10 м. В грунтах с удельным сопротивлением более 4·10⁴ ом·см применяют ком­бинированные заземлители при расположении полосы связи в плане в виде прямоугольника, кольца или лучей.

Элементы заземляющих устройств могут быть выполнены из уголка, круглой или полосовой стали сечением не менее 48 мм² и толщиной не менее 4 мм².

Заземляющие устройства рассчитывают по тем же формулам и по той же методике, что и заземлитель электрозащиты (см. табл. 35). Но при этом необходимо учитывать некоторые спе­цифические особенности.

Ввиду импульсного характера тока молнии сопротивление заземлителя току молнии может быть больше или меньше по величине, чем при протекании такого же по величине тока про­мышленной частоты. Вследствие этого явления при расчете за­земляющих устройств молниеотводов необходимо учитывать импульсный коэффициент.

Импульсный коэффициент α_и измеряется отношением сопро­тивления заземлителя току молнии (импульсного сопротивления R_и) к сопротивлению этого же заземлителя растеканию тока промышленной частоты (R):

Значения импульсных коэффициентов для одиночных заземлителей приведены в табл. 40.

Таблица 40

Тип заземлителя	Значение импульсного коэффициента αи при удельном сопротивлении грунта ρ в ом·см
0,5·10^4	1·10^4	3·10^4	5·10^4	10·10^4
Вертикальный (одностержневой) с элек­тродом длиной 2 — 3 м Протяженный (однолучевой) при длине полосы в м: 2,5 Протяженный (двухлучевой) при длине полосы в м: 5—10 Кольцевой диаметром в м:	0,95   0,95   1,12   1,75     0,95 l,12   1,75     0,8 0,8 0,94 0,98 0,99	0,8   0,8 0,9 1,1 1,4 1,7     0,8 0,9 1,1 1.4 1,7   0,7 0,79 0,84 0,88 0,89	0,6   0.6 0,7 0,9 1,3     0,6 0,7 0,9 1,3   0,5 0,55 0,6 0,65 0,7	0,4   0,4 0,5 0,7 0,8 0,9     0,4 0,5 0,7 0,8 0,9   0,4 0,4 0,44 0,46 0,59	0,35   0,35 0,4 0,6 0,7 0,8     0,35 0,4 0,6 0,7 0,8   0,34 0,35 0,34 0,38 0,4

При расчете заземляющих устройств молниеотводов необхо­димо также учитывать, что коэффициенты использования (экра­нирования) заземлителей при импульсных токах ниже, чем при протекании токов промышленной частоты, и приближенно мо­гут быть определены

где η_и — импульсный коэффициент использования;

η — коэффициент использования при токах промышленной частоты, определяемый по табл. 38 и 39.

Обозначив индексом «и» сопротивления одиночного зазем­лителя, очага заземлителей и общего сопротивления заземляю­щего устройства протеканию импульсного тока молнии, можно записать расчетные формулы в следующем виде:

для одиночного заземлителя ;

для комбинированных заземлителей ;

,

R_п — сопротивление полосы связи;

.

Пример. Определить импульсное сопротивление заземляющего устрой­ства молниеотвода дымовой трубы высотой 70 м. Комбинированный заземли­тель предполагается устроить из труб диаметром 63 мм, длиной 200 см. За­глубление полосы связи 80 см. Грунт — суглинок. ρ = 10000 ом·см. Повы­шающий коэффициент К_п = 1,8.

Максимально допустимое импульсное сопротивление для заземляющих устройств молниеотводов труб составляет: R_и = 50 ом. Расчетное сопротивле­ние грунта составляет: ρ = 1,8·10000 = 18000 ом·см.

Сопротивление вертикального трубчатого электрода растеканию тока промышленной частоты будет равно:

ом

α_и = 0,8 — принимаем по табл. 40 при длине трубы 2 м и удельном сопротив­лении грунта 10000 ом.

Сопротивление очага труб R_o.и = 2 R_и = 2·50=100 ом.

Необходимое количество труб

шт.

Так как по правилам безопасности заземлитель должен состоять не ме­нее чем из двух труб, принимаем n = 2. Тогда сопротивление очага труб с уче­том импульсного коэффициента использования при двух электродах и рас­стоянии между трубами а =2 l (по табл. 38 η₁ = 0,9) будет:

см

Так как сопротивление очага труб без учета влияния полосы связи мень­ше допускаемого по условиям молниезашиты, то влияния полосы связи не учитывают и дальнейшего расчета не производят.

Дата добавления: 2015-06-28