На объекте защиты

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

к_гз =

ctga)B_H

(9.28)

где а - угол защиты, принимается равным 45-50°;

/?„- коэффициент надежности защиты, (для штыревой защиты при не­посредственном соединении молниеотвода с защищаемым объектом /?„ =0,65 в остальных случаях -/?„ = 0,6).

Находят суммарную высоту крыши (рис. 9.9) и молниеприемннка (Х/г) по

формуле

ЕЛ =0,5b_mахk_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

hмп

h_un=I<h-h_Kp

(9.30)

где h_кр - высота крыши, м.

Производят расчет обшей высоты штыревой грозозащиты (Н_гз) по формуле

(9.31)

Вычисляют радиус грозозащиты на уровне земли (r_о) по формуле

гз

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

271-1 d

L

D

(9.33)

где Ind длина и диаметр трубы, соответственно, м;

р — удельное сопротивление грунта, Ом.м (табл. 9.2). - заглубленного на расстояние t от поверхности земли

1 4t + l\ 0,36
—ln 4 t —

2 4t-l) I

Таблица 9.2 - Удельное сопротивление грунта р

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

Ru.mp = Ro₃ «и (9.35)

где а_и - коэффициент импульсного сопротивления (табл. 9.3). Таблица 9.3 - Значение коэффициентов импульсного сопротивления а_и

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

п =

(9.36)

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

'Псез ~ коэффициент сезонности (для центрального региона России г\_сез = 1,6);

?1 _ст- коэффициент экранирования (ц_ст = 0,3...0,95). г) Находят сопротивление растеканию тока полосового заземлителя (R_пол)

- расположенного у поверхности земли по формуле

К_т,=^Л=°^Л (9.37)

2л-I d l d

- заглубленного на расстояние t от поверхности земли по формуле

(9.38)

^ln lg

⁰³ 2л--/ d-t I ^&d-t

где p - удельное сопротивление грунта, Ом-м; / длина заземлителя (полосы), м;

1=1,05ап, (9.39)

где а — расстояние между стержнями заземления (а = 2,5... м)...5 d диаметр (ширина) заземлителя, м (l» d);

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

К.ПОЯ ⁼ Rnon «И (9.40)

где а_и - импульсное сопротивление полосы (табл. 9.3).

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

*\..

тр

^и.тр -^и.пол

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 (р = 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)

_ 2. l² 0,366-0,5-10⁴ 2-800

R _п = —-—In0= lg = 7,50м

^пол 2л-I d-t 800 6-100

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

Rи._пол = R_пол -Ou= 7,5x0,9 = 6,75 Ом.

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

Задачи

1 Размеры защищаемого от атмосферного электричества объекта равны: l =
6м - длина объекта, b = 4м - ширина объекта, h_х = 3м - высота объекта. Рассчи­
тайте высоту стержневого молниеотвода на пересечении диагоналей плоскости
крыши объекта, обеспечивающего защиту.

2 Высота защищаемого объекта h_х = 8 м, а радиус зоны защиты на высоте
защищаемого объекта r_х= 10 м. Определить высоту одиночного стержневого
молниеотвода.

3 Рассчитать заземление молниеотвода, если известно, что заземлитель в
супесчаной почве выполнен из 4 труб диаметром 50 мм и длиной 2 м, располо­
женных в ряд. Верхние концы труб заглублены от поверхности земли на 60 см
и соединены стaльной полосой шириной 60 мм. Расстояние между трубами 3 м.
Определить импульсное сопротивление растеканию тока.

4 Рассчитать молниезащиту двухрядного коровника. Использовать полосо­
вые заземлители, размещенные на расстоянии 0,6 м от поверхности земли.

5 Рассчитать молниезащиту стога грубых кормов с помощью стальной
проволоки диаметром 8-10 мм, подвешенной над стогом. Проволока закреплена
на деревянных кронштейнах, благодаря чему обеспечивается удаление токоот-
водов от сена (соломы) на расстояние 0,8-1 м. Заземление выполнено в виде
труб длиной 3 м, забитых по обе стороны стога.

6 Спроектировать молниезащиту конефермы с помощью 4 молниеотводов
высотой 9 м от поверхности земли. Для заземляющего контура использовать
протяженный полосовой заземлитель.

7 Спроектировать молниезащиту для здания насосной станции легковос­
пламеняющихся жидкостей (ЛВЖ), которая находится в местности с интенсив­
ностью грозовой деятельности 40-60 ч в год. Определить категорию и тип мол­
ниезащиты, рассчитать высоту модниеприемника.

8 Спроектировать молниезащиту производственного сооружения с кир-
пичной дымовой трубой. Высота трубы 23 м. Размеры здания 22x7,5 м2.

9 Рассчитать молниезащиту для жилого здания при помощи молниеотвода,
установленного на дереве. Расстояние от дерева до здания 10-15 м. Высота де­
рева 15-20 м.

10 Спроектировать молниезащиту жилого дома площадью 150 м2 и высо­
той 7 м. с неметаллической кровлей.

11 Рассчитать молниезащиту коровника, используя 5 стержневых молние-
приемников.