ОТ ПРЯМЫХ УДАРОВ МОЛНИИ
Здания и сооружения от прямых ударов молнии защищают молниеотводами. Любой молниеотвод состоит из 3-х основных частей: молниеприёмника, токоотвода (спуска), соединяющего молниеприёмник с заземлителем, и заземлителя, через который ток молнии стекает в землю. Вертикальная конструкция (столб или мачта) или часть сооружения для закрепления молниеприемника и токоотвода, называется опорой молниеотвода.
Защитное действие молниеотвода основано на свойстве молнии поражать наиболее высокие и хорошо заземлённые металлические сооружения. Благодаря этому защищаемый объект не поражается молнией, если он полностью входит в зону защиты молниеотвода.
Зона защиты молниеотвода – это часть пространства, примыкающая к молниеотводу, внутри которого здания или сооружения защищены от прямых ударов молнии с определённой (0,995% – зона А и 95% – зона В) степенью надёжности.
По типу молниеприёмников молниеотводы подразделяются на стержневые, тросовые и сеточные; по количеству и общей зоне защиты – на одиночные, двоичные и многократные. Кроме того, различают молниеотводы отдельно стоящие, изолированные и неизолированные от защищаемого здания. Наиболее часто используются стержневые молниеотводы, а в линиях электропередач – тросовые (грозозащитный трос).
При устройстве молниезащиты следует учитывать особенности защищаемого здания.
Одиночный стержневой молниеотвод. Его зона защиты при высоте 150 м представляет собой конус (рис. 9). Вершина конуса находится на высоте . На уровне земли зона защиты образует круг радиусом Ra Горизонтальное сечение зоны защиты по высоте защитного уровня сооружения представляет собой круг радиуса Rx. Эти величины определяются из следующих соотношений:
Зона типа А:
(9)
(10)
. (11)
Рис. 9. Зона защиты
стержневого молниеотвода.
Зона типа В:
(12)
(13)
. (14)
Для зоны типа В высота молниеотвода при известных величинах может быть определена:
. (15)
Защита тросом или тросовым молниеотводом обычно применяется для предотвращения и ограничения перенапряжений в линиях электропередач при прямом ударе молнии, которое может достигать значений 300-400 кВ.
Защитный трос располагается над проводами линии электропередач, кренится к её опорам и заземляется во многих точках. Зона защиты троса показана на рис. 10. При высоте подвеса троса м [5]:
, (16)
где h – высота подвеса троса;
– высота подвеса защищаемых проводов.
Зона защиты представляет собой полосу, шириной
Рис.10. Зона защиты одиночного тросового молниеотвода.
Устройство грозозащитного троса не обеспечивает на должном уровне защиту от перенапряжений в линиях электропередач. Для ограничений таких перенапряжений и защиты изоляции электроустановок от пробоя используются специальные аппараты, называемые разрядниками, которые подразделяются на вентильные и трубчатые. Разрядник разряжает волну перенапряжения на землю с последующим (в первый же полупериод, при переходе питающего напряжения через нулевое значение) немедленным восстановлениием изоляции сети по отношению к земле.