Dynameters.ru

Стройка и ремонт
3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Расчет молниезащиты здания пример

Методы расчета молниезащиты зданий

Грозовой разряд (молния), попавший в жилой дом, практически всегда приносит серьезные проблемы его владельцам, именно поэтому расчетом молниезащиты необходимо заниматься еще на этапе проектирования дома. В лучшем случае все может закончиться выбиванием пробок и повреждением бытовой техники. В худшем и наихудшем случаях молния может вызвать серьезный пожар, а подчас и гибель людей.

  • Принцип работы защиты от молнии
  • Изготовление громоотвода для дома
  • Расчеты радиуса грозозащиты
  • Заключение

Для того чтобы оградить себя и свое жилище от подобных неприятностей, хозяевам частных домов и загородных коттеджей и дач необходимо самостоятельно заняться обустройством громоотводов (или молниеотводов) на своих участках. Кстати, если в радиусе 100 метров от вашего дома находится громоотвод или подстанция с вышкой мобильной связи, то дополнительный громоотвод строить в своем дворе не нужно. Но это, пожалуй, единственный случай, когда можно обойтись без сооружения молниеотвода

Громоотводы в обязательном порядке устанавливаются на любом здании, где могут находиться люди или электрическое оборудование, обеспечивая тем самым его так называемую молниезащиту. Предусмотрена защита от молнии и на линиях электрических передач. Можно сказать, что единственным местом, где может не быть громоотвода, по-прежнему остаются частные домовладения, в которых устройство подобных сооружений полностью ложится на плечи их владельцев.

Наиболее электропроводны водоносные участки почвы, поэтому более всего подвержены попаданию молний строения, расположенные вблизи рек, озер и прочих водоемов. Для защиты одиноко стоящих строений от удара молний применяются так называемые одностержневые громоотводы.

Назначение и состав системы

Для защиты зданий от грозовых разрядов чаще всего используется так называемая «пассивная» молниезащита, состоящая из таких конструктивных элементов, как:

  • молниеприемник, обустраиваемый в виде металлического штыря, троса или специальной сеточной конструкции;
  • токоотвод (спуск), используемый для перенаправления разряда на заземляющее устройство (ЗУ);
  • сама заземляющая конструкция.

Далее будут рассмотрены основные параметры системы молниезащиты, подлежащие расчету.

Виды молниеприемников

Системы молниезащиты зданий могут выполняться по различным схемам. Чаще всего используются классические варианты со стержневыми молниеотводами, состоящими из стержней, соединенных с заземляющим контуром специальным проводником. Они отличаются простотой изготовления и надежностью в процессе эксплуатации. В других конструкциях основным элементом служит пространственная сетка, расположенная на крыше здания.

При прямом ударе молнии, она выполняет распределение и последующее гашение разряда. Натяжные системы работают по такому же принципу, что и стержневые конструкции, только принимающие проводники натягиваются по всему периметру крыши защищаемого объекта.

В конструкциях перечисленных схем используются стальные стержни, тросы или сетки, изготовленные из прутка диаметром не ниже 6 мм. Соединение узлов выполняется с помощью сварки. Натяжной защитный молниеотвод применяются на кровлях со сложной конфигурацией. Для пространственной сетки необходимо больше материалов, а их установка достаточно сложная, требующая знаний и практических навыков.

Каждый молниеотвод выбирается в индивидуальном порядке. Учитываются конструктивные особенности зданий и сооружений, их форма, размеры и расположение относительно друг друга. На основе этих данных делается расчет молниезащиты. Все подобные устройства создают условную защитную зону, примыкающую к ним со всех сторон.

Внутри этого пространства все объекты оказываются под защитой, и им не страшны прямые удары молний. Здесь обеспечивается определенная степень надежности, разделенная на два типа: А – 99,5% и более, Б – 95% и более. Второй вариант, как правило, используется на объектах сельского хозяйства.

Как рассчитать заземление в частном доме вручную

Как вы уже поняли, основной параметр, который необходимо рассчитать – это общее сопротивление на растекание, т.е. нужно подобрать такую конфигурацию электродов, чтобы сопротивление заземляющего устройства, не превышало нормативное. Согласно положениям правил устройств электроустановок (ПЭУ), необходимо соблюдать определенные максимумы для токов:

  • 2 Ом — для 380 вольт;
  • 4 Ом — для 220 вольт;
  • 8 Ом — для 127 вольт.
Читать еще:  Как правильно сделать водосток с крыши

Правильный расчет начинается с подсчета оптимального размера и количества стержней. Для того чтобы сделать это вручную, легче всего воспользоваться упрощенными формулами, приведенными ниже.

  • Ro – сопротивление стержня, Ом;
  • L – длина электрода, м;
  • d – диаметр электрода, м;
  • T – расстояние от середины электрода до поверхности, м;
  • pэкв – сопротивление грунта, Ом;
  • ln — натуральный логарифм;
  • π — константа (3,14).

  • Rн – нормируемое сопротивление заземляющего устройства (2, 4 или 8 Ом).
  • ψ – поправочный климатический коэффициент сопротивления грунта (1,3, 1,45, 1,7, 1,9, в зависимости от зоны).

Используя эти формулы, вы можете рассчитать заземляющее устройство достаточно точно, однако для упрощения расчета некоторые коэффициенты опускаются.

Также очень важно, чтобы при выборе глубины залегания и длины заземляющих стержней, нижний конец проходил ниже уровня промерзания, так как при отрицательных температурах резко возрастает сопротивление грунта, и возникают определенные сложности.

Виды молниеприемников

Системы молниезащиты зданий могут выполняться по различным схемам. Чаще всего используются классические варианты со стержневыми молниеотводами, состоящими из стержней, соединенных с заземляющим контуром специальным проводником. Они отличаются простотой изготовления и надежностью в процессе эксплуатации. В других конструкциях основным элементом служит пространственная сетка, расположенная на крыше здания.

При прямом ударе молнии, она выполняет распределение и последующее гашение разряда. Натяжные системы работают по такому же принципу, что и стержневые конструкции, только принимающие проводники натягиваются по всему периметру крыши защищаемого объекта.

В конструкциях перечисленных схем используются стальные стержни, тросы или сетки, изготовленные из прутка диаметром не ниже 6 мм. Соединение узлов выполняется с помощью сварки. Натяжной защитный молниеотвод применяются на кровлях со сложной конфигурацией. Для пространственной сетки необходимо больше материалов, а их установка достаточно сложная, требующая знаний и практических навыков.

Каждый молниеотвод выбирается в индивидуальном порядке. Учитываются конструктивные особенности зданий и сооружений, их форма, размеры и расположение относительно друг друга. На основе этих данных делается расчет молниезащиты. Все подобные устройства создают условную защитную зону, примыкающую к ним со всех сторон.

Внутри этого пространства все объекты оказываются под защитой, и им не страшны прямые удары молний. Здесь обеспечивается определенная степень надежности, разделенная на два типа: А – 99,5% и более, Б – 95% и более. Второй вариант, как правило, используется на объектах сельского хозяйства.

Молниезащита зданий и сооружений промышленности проектируется в зависимости от вида опасного воздействия, которое проявляется от разряде молнии:

  • Прямой удар молнии несёт термическую и механическую опасность для сооружения.
  • Второстепенное действие приводит к появлению электрического тока в токопроводящих цепях здания (проводка, трубы и т.п.). Это может привести к искрению и нагреву металлических конструкций, что спровоцирует пожар или взрыв.
  • Занос высоких потенциалов через токопроводящие конструкции непосредственно в электрооборудование и вывод его из строя.

Самой большей опасности подвержены высотные объекты на производстве – мачты, опоры ЛЭП и др.

Молниезащита зданий и сооружений с индивидуальным комплексом мер

  • Системы для высотных объектов и металлических сооружений выполняется с использованием заземления всего каркаса не менее чем в двух местах.
  • Системы для открытых сооружений, где высока взрывоопасность, выполняется с использованием стержневого отвода молний, или же молниеотводов монтируемых внутри самих установок.
  • Подстанции, на которых используются устройства распределения от прямого попадания молнии, защищаются с применением молниеотвода из троса или стержня. Если сопротивление конструкции заземления у подстанции менее 1Ом, молниеотвод подключают непосредственно к заземлителю, иначе выполняют монтаж дополнительного молниеотвода.
  • Трубы на заводах и фабриках защищаются молниеотводом из стальных стержней сечением 25мм. Количество стержней молниеотвода зависит от высоты трубы. Для труб более 40 м, монтируют два спуска, менее 40м – достаточно одного.
Читать еще:  Кровля из керамической черепицы

Для остальных промышленных зданий и сооружений молниезащита проектируется в соответствии с нормативной документацией.

Громоотвод — пассивная защита от молнии

Основные формы громоотвода

Тросовая защита от молнии представляет собой не что иное как стержневая грозозащита установленная на противоположных сторонах одного и того же здания и соединена между собой тросом. Расчет и проектирование тросовой молниезащиты также происходит путем определения угла защиты;

Сетка «Фарадея» отличается от двух предыдущих систем тем, что на кровле здания устанавливается не стержневой молниеприемник, а по кровле раскладывается горизонтальный молниеприемник в виде сетки, с определенным шагом ячейки и с учетом захвата каждого отдельного выступа на кровле.

Чаще всего при монтаже систем молниезащиты применяется комбинированный подход, и с использованием несколько видов молниезащиты одновременно. Этот подход оптимизирует затраты и дает высокую степень защиты. Область применения пассивной молниезащиты – все здания и сооружения, где живут и работают люди, производственные сооружения, памятники архитектуры, зверофермы т.д.
Защита от молнии – неотъемлемая инженерно-техническая часть любого здания.

Выполняя работы по молниезащите, мы для начала определяем ее необходимость. После вступления в силу ТКП 336-2011 она стала обязательной в большинстве случаев. Затем делается расчет рисков , и по его результату рекомендуются мероприятия по молниезащите. Риски требуется оценивать, чтобы в дальнейшем определить нужный уровень.

Средства защиты зданий от молнии становятся совершеннее, и одновременно повышается степень безопасности. Тщательный расчет молниезащиты для зданий и сооружений, а также рекомендации будут различными. Например:

  • для жилого дома молниезащитные мероприятия будут включать защиту электросетей с помощью УЗиП одновременно с уравниванием потенциалов,
  • для котельных или производственных помещений в качестве защиты применяют не одни лишь УЗиП, уравнивание потенциалов, но и наружные молниеотводы.

Оставьте Ваш номер телефона и наш менеджер свяжется с Вами в течение 5ти минут

Молниезащита

В процессе разряда молнии происходит мощный электромагнитный импульс. Этот импульс представляет собой возмущение электромагнитного поля с возникновением наведённых напряжений и токов в различных проводниках, элементах электрического и электронного оборудования. В результате его возникновения возможен выход из строя изоляции электрооборудования, трансформаторов, полупроводниковых приборов и электронных элементов. Основным способом защиты от электромагнитного импульса является экранирование. Также широкое распространение получили устройства защиты от импульсных перенапряжений УЗИП.

В энергетике защита от молний и их вторичных проявлений является важнейшей задачей, т.к. энергетическое оборудование: силовые трансформаторы, выключатели, оборудование ОРУ является весьма дорогостоящим и зачастую уникальным. Поломки или даже временный выход из строя оборудования высоковольтных подстанций может поставить под угрозу систему энергоснабжения целых городов, районов, а в случае с перебоями в работе ПС-750 кВ и выше могут быть нарушены перетоки мощности между АЭС, ГЭС и частями энергосистемы России.

Читать еще:  Обшивка дома доской

Обратимся к ПУЭ:

Молниезащита ― это комплекс технических мероприятий, направленных на минимизацию разрушительных негативных последствий воздействия молнии.

Принцип действия устройств молниезащиты основан на том, что вероятность поражения молнией наземного объекта увеличивается с увеличением его высоты и с увеличением электропроводности грунта под этим объектом. Система молниезащиты состоит из следующих элементов:

  • молниеотвод;
  • токоотвод;
  • заземляющее устройство.

Цены на услуги

Комплексная защита дома от импульсных перенапряжений и ударов молнии.

РАСЧЕТ ЗОНЫ ЗАЩИТЫ ГРПШ МОЛНИЕОТВОДОМ




Рис.1 Расчет зоны молниезащиты ГРПШ. Вид в профиль

Согласно ПУЭ 7.3.43 пространство у наружных установок, содержащих горючие газы или ЛВЖ, относятся к зонам класса В-1г.
Для обеспечения защиты от статического электричества проектом предусматривается заземляющее устройство сопротивлением 4 Ом, к которому присоединяется корпус ГРП, технологические трубопроводы. К этому же заземляющему устройству присоединяется молниеприемник грозозащиты.

Рис.2 Расчет зоны молниезащиты ГРПШ. Вид сверху

Примечание:
1. Сварка производится электродом Э-46 ГОСТ9367-75 двусторонним швом.
2. Длина сварного шва не менее 40 мм.
3. Высота сварного шва — 4 мм.

В качестве защитных мероприятий проектом необходимо предусматривать: молниезащиту, заземление, уравнивание потенциалов, защиту от статического электричества. Проектом необходимо выполнить комбинированное заземляющее устройство, состоящее из вертикальных электродов (уголок 40х40х4), соединённых горизонтальным электродом (полоса 4х20).

Сопротивление искусственного заземлителя, объединённого с естественным заземлителем в любое время года не должно превышать 4 Ом. Места сварных соединений стыков заземляющего устройства после сварки покрыть битумным лаком. Место входа токоотвода (полоса 4х20) в грунт гидроизолировать при помощи гидроизоляционных лент с пропиткой их горячим битумом. Токоотвод следует прокладывать на расстоянии от фундамента не менее, чем 10 мм.

Внутренняя молниезащита

Вред, наносимый перенапряжениями, возникающими в электрических сетях при атмосферных электрических разрядах, может быть не так велик по сравнению с ущербом от разрушающего действия прямых ударов молнии в дом. Тем не менее, ущерб от порчи электроприборов и пробоя электропроводки также может быть значительным. Основными элементами внутренней защиты здания от воздействия грозовых разрядов являются устройства защиты от импульсных перенапряжений.

Основной принцип действия УЗИП заключается в создании электрической цепи для разряда импульса повышенного напряжения фаз на защитный заземляющий проводник. В различных устройствах это достигается двумя основными путями. Первый способ решения задачи заключается в том, что между фазным и защитным нулевым проводом создаётся воздушный промежуток, пробиваемый повышенным импульсом напряжения, который возникает при грозовом перенапряжении.

Так выглядят модульные УЗИП монтируемые в щит.

Устройства, содержащие пробиваемый воздушный промежуток называются разрядниками. Через электрическую дугу, горящую между контактами разрядника, протекает ток импульсного перенапряжения, разряжая импульс на землю. Таким образом осуществляется защита электрооборудования и проводки от повреждения импульсным током.

Более современный вид УЗИП вместо воздушного промежутка содержит нелинейный элемент — варистор. Варистор примечателен тем, что его электрическое сопротивление зависит от приложенного к нему напряжения. Включается варистор между фазой и защитным нулевым проводом. В штатном режиме работы при номинальном напряжении сопротивление варистора стремится к бесконечности, то есть, в этом режиме он является изолятором.

При возникновении импульса перегрузки, резкий скачок напряжения вызывает уменьшение сопротивления варистора, пропускающего при этом большой разрядный ток на заземляющую шину. Таким образом, как системы внешней, так и внутренней молниезащиты работают по принципу создания возможности беспрепятственного разряда опасного импульса на землю.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector