Расчет и выбор системы молниезащиты

Все здания и сооружения по требованиям молниезащиты разделя­ются на три категории:

I категория – производственные здания и сооружения совзрывоопасными помещениями классов В-1 и В-2 по ПУЭ. К ней относят также здания электростанций и подстанций.

II категория – другие здания и сооружения со взрывоопасными помещениями, не относимые к I категории.

IIIкатегория – все остальные здания и сооружения, в том числевсе пожароопасные помещения.

Молниезащита здания и сооружений I категории выполняется: а) от прямых ударов молний — отдельно стоящими стержневыми и тросовымимолниеотводами, обеспечивающими требуемую зону защиты; б) отзарядов статического электричества— заземлением всех металлических корпусов оборудования, установленного в защищаемых зданиях через специальные заземлители с сопротивлением растеканию тока не более 10 Ом; в) от магнитного поля, проявляющегося как вторичное действие молнии и индуцирующего в контурах ЭДС, — устройством металлических перемычек, объединяющих контуры в единую систему и уменьшающих размеры контуров.

Молниезащита зданий и сооружений ΙΙ категории от прямых ударов молнии выполняется одним из следующих способов: а) отдельно стоящими или установленными на зданиях неизолированными стержневыми или тросовыми молниеотводами, обеспечивающими защитную зону; б) молниеприемной заземленной металлической сеткой размерами ячеек 6x6 м, накладываемой на неметаллическую кровлю; в) заземлением металлической кровли.

Защита от зарядов статического электричества и от действия магнитного поля выполняется аналогично защите сооружений, I категории.

Защита зданий III категории выполняется, как и для II категории, нопри этом молниеприемная сетка имеет ячейки размером 12x12 или 6x24м, а величина сопротивления заземлителя прямых ударов молнии может повышаться до 20 Ом.

Назначение системы молниезащиты состоит в обеспечении защиты здания от возгорания и механического разрушения, предотвращении угрозы травмирования и гибели людей и сохранности нормального функционирования электрического и электронного оборудования во время грозы. Комплексная система молниезащиты состоит из внешней системы молниезащиты (молниезащита и заземление) и внутренней системы молниезащиты (защита от импульсных перенапряжений).

Назначение внешней системы молниезащиты:

· перехват молнии от защищаемого объекта молниеприемниками;

· безопасное стекание тока молнии по токоотводам;

· растекание тока молнии в земле через заземлители.

При расчете молниеотводов учитывается необходимость полученияопределенной зоны защиты, которая представляет собой пространство,защищаемоеот прямых ударов молнии.

На рисунке 6.2 показана схема взаимного расположения защищаемогосооружения и молниеотвода.

Рисунок 6.2 Взаимное расположение защищаемого сооружения имолниеотвода.

Определяем защитную зону одиночного стержневого молниеотвода и его высоту при ударе молнии, если 1_м =150 кА, импульсивное сопротивление заземлителя R_имп=10 Ом, высота защищаемого сооружения h_x = 24 м, размеры здания мельницыа х b = 30х18 м.

Находим амплитудное импульсное напряжение:

Расстояния по воздуху:

Расстояние в земле:

При этих расстояниях не произойдет пробоя между молниеотводом и защищаемым сооружением. Высота молниеотвода должна быть выбрана такой, чтобы защищаемое сооружение находилось в защищаемой зоне молниеотвода. Для этого при одиночном молниеотводе необходимо, чтобырадиус конца защитной зоны над сооружением был  м, где а=30 м – размер стороны здания мельницы.

Определяю значение г₀, задаваясь высотой молниеотвода h_м=30 м:

Для тросовыхмолниеприемников наименьшее допустимое провисание до защищаемого сооружения:

Зона защиты, на уровне равной высоте здания равен:

Следовательно надо поставить 4 молниеотвода высотой h_м= 30 м.

В данном разделе был произведен расчет заземления и молниезащиты здания. В качестве заземляющего контура были выбраны20 стальных электродов (стальной уголок размером 50x50x5) и 4молниеотвода со стальными тросами.