Выбор типа и высоты молниеотводов.. Одиночный стержневой молниеотвод.. Замкнутый тросовый молниеотвод.. Высота молниеприемника и надежность молниезащиты.. Площадь стягивания стержневого молниеотвода.. Частота ударов молнии.. Грозовые перенапряжения в электрических сетях.. Система молниеотводов малого превышения.
Инструкция СО 153-34.21.122-2003 пункт 3.3.1 :
«Выбор типа и высоты молниеотводов производится исходя из значений требуемой надежности Рз.
Объект считается защищенным, если совокупность всех его молниеотводов обеспечивает надежность защиты не менее Рз.
...При прочих равных условиях высоту молниеотводов можно снизить, если вместо стержневых конструкций применять тросовые, особенно при их подвеске по внешнему периметру объекта».
Почему чаще используют одиночные стержневые молниеотводы?
На практике рекомендации СО 153-34.21.122-2003 о целесообразности снижения высоты молниеотводов редко принимают во внимание, поскольку молниеотвод рассчитывается для защиты от прямых ударов молнии, а связь высоты молниеотвода с надежностью микропроцессорного оборудования сразу неочевидна и поэтому не учитывается.
Есть и другие причины. Одиночные стержневые молниеотводы начали применять раньше других, расчеты и построение их зон защиты отработаны и широко используются специалистами по молниезащите. Проектировщики привыкли использовать одиночные молниеотводы, поскольку элементарное построение зон защиты легко выполнить для типовых одиночных и двойных молниеотводов. Расчет большего количества молниеприемников и их комбинаций для большинства проектировщиков становится трудновыполнимой задачей.
Кроме того, в технических требованиях на проектирование тип молниеотвода, как правило, не указывается. В этом случае проектировщик возьмет то оборудование, которое он использовал в своем предыдущем проекте, схожем с проектом новым. Никого не привлекают эксперименты с новыми техническими решениями, расчетами и оборудованием. Если нет жестких указаний, какое именно оборудование применять, проекты всегда будут строиться по накатанной колее, где технические решения и спецификации повторяются из проекта в проект. В разумных пределах, разумеется (если решение не подходит для данного объекта, то его никто применять не станет).
В целом, это не так уж и плохо: обкатанные решения надежнее новых, механизм исполнения отлажен, сроки выверены. Но...
О надежности одиночных стержневых молниеотводов
Проектируя молниезащиту, проектировщику нужно помнить, что при прочих равных условиях одиночные стержневые молниеотводы менее надежны. Причины этого нетрудно понять из простой схемы (рис. 1). У молнии из точки А, прилетающей на объект с фронта объекта, явно больше шансов прорваться к объекту, чем у молнии из точки В, с тыла – со стороны молниеотвода.
Рис. 1
Получается, что стержневой молниеотвод действует односторонне, именно поэтому он получается излишне высоким по сравнению с тросовым молниеотводом или системой из нескольких молниеприемников.
Два молниеотвода, установленные с противоположных сторон объекта, окажутся эффективнее одиночного, а четверка молниеотводов будет эффективнее двойки, потому что теперь хотя бы один из молниеотводов встанет на пути молнии, с какой бы стороны она не прилетела.
С увеличением числа стержней надежность защиты возрастает. В этом отношении идеальным оказывается замкнутый тросовый молниеотвод, когда он охватывает защищаемую территорию по внешнему периметру. Такое решение позволяет существенно снизить высоту молниеприемников, экономя и материалы, и деньги без снижения надежности защиты.
Высота молниеотвода и надежность слаботочного оборудования
Но все-таки экономия средств – не самое главное. Нужно помнить, что защищая от прямого удара молнии, молниеотвод мало влияет на воздействие ее электромагнитного поля. Ток молнии, распространяясь по молниеотводу, также оказывает мощное электромагнитное воздействие на электрические коммуникации защищаемого объекта.
Вызванные им индуцированные перенапряжения – одно из наиболее опасных воздействий грозового электричества на современные объекты с большим удельным весом микропроцессорного оборудования.
Очевидно, что чем выше молниеотвод, тем больше его площадь стягивания, соответственно, увеличивается и частота ударов молнии в молниеприемник NМ = nM*Sст (где nM - удельная плотность грозовых разрядов).
Неважно, что почти все они будут перехвачены молниеотводом. Ток молнии, распространяясь по молниеприемнику и токоотводам к заземлителю, создает мощное электромагнитное поле, приводящее к опасным перенапряжениям в слаботочных электрических коммуникациях.
Нетрудно предположить, что при той же надежности защиты замкнутый тросовый молниеотвод, установленный по периметру объекта, располагался бы на значительно меньшей высоте, а частота ударов молнии в него при этом оказалась бы также в несколько раз меньше. Это подтверждают и расчеты, выполненные согласно методике, приведенной в СО 153-34.21.122-2003 (п.3.3.2.5).
Выводы
Вывод из вышесказанного достаточно прост: когда требуется защита от прямых ударов молнии, желательно выполнять ее тросовыми молниеотводами или отдельными молниеприемниками, установленными на защищаемых зданиях, чтобы чрезмерно не увеличивать высоту наземных молниеотводов, влияющую на частоту ударов молнии.
Тем самым удастся значительно ограничить число опасных перенапряжений в электрических цепях защищаемого объекта, опасность которых может быть не меньше, чем опасность прямых ударов молнии.
Другими словами, во всех возможных ситуациях молниеотводы должны проектироваться так, чтобы избежать заметного увеличения числа ударов молнии в них по сравнению с числом ударов в незащищенный объект.
В соответствии с этим правилом, система из многих молниеотводов малого превышения над защищаемым объектом всегда предпочтительнее одиночного молниеотвода большой высоты.
Молниеприемники малого превышения
Многие европейские и российские компании учитывают это достаточно простое правило. Их каталоги содержат набор молниеприемников самой различной высоты, в т.ч. и весьма малой. Их удобно крепить на крыше здания с кровлей из самых различных материалов.
Например, фирма DEHN+SÖHNE серийно производит стержневые молниеотводы высотой от 1 до 14 м из алюминия, меди, оцинкованной и нержавеющей стали.
При малой высоте этих стержней их установка не требует сложных подготовительных работ. С помощью специальных держателей молниеприемники легко крепятся на коньке крыши, на плоской или наклонной части кровли, вблизи или непосредственно на технологическом оборудовании, вынесенном на крышу. Предлагаемый набор комплектующих позволяет при необходимости смонтировать изолированную систему защиты от прямых ударов молнии.
Принцип преимущественного использования систем из нескольких молниеприемников или тросовых молниеотводов по сравнению с одиночными стержневыми верен практически всегда, и именно им в первую очередь должен руководствоваться проектировщик.
Что касается методик проектирования. Порядок расчета зон защиты замкнутого тросового молниеотвода представлен в инструкции СО 153-34.21.122-2003 в разделе 3.3.2.5.
Вопрос расчета системы молниеотводов малого превышения заслуживает отдельного рассмотрения.
Источники:
1. Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций СО 153-34.21.122-2003;
2. Новости электротехники 1/2011;
3. Оценка частоты ударов молнии в объект.
Если статья оказалась Вам полезной и Вы цените вложенные в этот проект усилия – у Вас есть возможность внести посильный вклад в развитие сайта на странице «Поддержка проекта».
Внимание!
Всех интересующихся практической электротехникой приглашаю на страницы своего нового сайта «Электрика для дома». Он посвящен основам электротехники и электричества с акцентом на домашние электрические установки и процессы, в них происходящие.
Инструкция СО 153-34.21.122-2003 пункт 3.3.1 :«Выбор типа и высоты молниеотводов производится исходя из значений требуемой надежности Рз.
Объект считается защищенным, если совокупность всех его молниеотводов обеспечивает надежность защиты не менее Рз.
...При прочих равных условиях высоту молниеотводов можно снизить, если вместо стержневых конструкций применять тросовые, особенно при их подвеске по внешнему периметру объекта».
Почему чаще используют одиночные стержневые молниеотводы?
На практике рекомендации СО 153-34.21.122-2003 о целесообразности снижения высоты молниеотводов редко принимают во внимание, поскольку молниеотвод рассчитывается для защиты от прямых ударов молнии, а связь высоты молниеотвода с надежностью микропроцессорного оборудования сразу неочевидна и поэтому не учитывается.
Есть и другие причины. Одиночные стержневые молниеотводы начали применять раньше других, расчеты и построение их зон защиты отработаны и широко используются специалистами по молниезащите. Проектировщики привыкли использовать одиночные молниеотводы, поскольку элементарное построение зон защиты легко выполнить для типовых одиночных и двойных молниеотводов. Расчет большего количества молниеприемников и их комбинаций для большинства проектировщиков становится трудновыполнимой задачей.
Кроме того, в технических требованиях на проектирование тип молниеотвода, как правило, не указывается. В этом случае проектировщик возьмет то оборудование, которое он использовал в своем предыдущем проекте, схожем с проектом новым. Никого не привлекают эксперименты с новыми техническими решениями, расчетами и оборудованием. Если нет жестких указаний, какое именно оборудование применять, проекты всегда будут строиться по накатанной колее, где технические решения и спецификации повторяются из проекта в проект. В разумных пределах, разумеется (если решение не подходит для данного объекта, то его никто применять не станет).
В целом, это не так уж и плохо: обкатанные решения надежнее новых, механизм исполнения отлажен, сроки выверены. Но...
О надежности одиночных стержневых молниеотводов
Проектируя молниезащиту, проектировщику нужно помнить, что при прочих равных условиях одиночные стержневые молниеотводы менее надежны. Причины этого нетрудно понять из простой схемы (рис. 1). У молнии из точки А, прилетающей на объект с фронта объекта, явно больше шансов прорваться к объекту, чем у молнии из точки В, с тыла – со стороны молниеотвода.
Получается, что стержневой молниеотвод действует односторонне, именно поэтому он получается излишне высоким по сравнению с тросовым молниеотводом или системой из нескольких молниеприемников.
Два молниеотвода, установленные с противоположных сторон объекта, окажутся эффективнее одиночного, а четверка молниеотводов будет эффективнее двойки, потому что теперь хотя бы один из молниеотводов встанет на пути молнии, с какой бы стороны она не прилетела.
С увеличением числа стержней надежность защиты возрастает. В этом отношении идеальным оказывается замкнутый тросовый молниеотвод, когда он охватывает защищаемую территорию по внешнему периметру. Такое решение позволяет существенно снизить высоту молниеприемников, экономя и материалы, и деньги без снижения надежности защиты.
Высота молниеотвода и надежность слаботочного оборудования
Но все-таки экономия средств – не самое главное. Нужно помнить, что защищая от прямого удара молнии, молниеотвод мало влияет на воздействие ее электромагнитного поля. Ток молнии, распространяясь по молниеотводу, также оказывает мощное электромагнитное воздействие на электрические коммуникации защищаемого объекта.
Вызванные им индуцированные перенапряжения – одно из наиболее опасных воздействий грозового электричества на современные объекты с большим удельным весом микропроцессорного оборудования.
Очевидно, что чем выше молниеотвод, тем больше его площадь стягивания, соответственно, увеличивается и частота ударов молнии в молниеприемник NМ = nM*Sст (где nM - удельная плотность грозовых разрядов).
Неважно, что почти все они будут перехвачены молниеотводом. Ток молнии, распространяясь по молниеприемнику и токоотводам к заземлителю, создает мощное электромагнитное поле, приводящее к опасным перенапряжениям в слаботочных электрических коммуникациях.
Нетрудно предположить, что при той же надежности защиты замкнутый тросовый молниеотвод, установленный по периметру объекта, располагался бы на значительно меньшей высоте, а частота ударов молнии в него при этом оказалась бы также в несколько раз меньше. Это подтверждают и расчеты, выполненные согласно методике, приведенной в СО 153-34.21.122-2003 (п.3.3.2.5).
Выводы
Вывод из вышесказанного достаточно прост: когда требуется защита от прямых ударов молнии, желательно выполнять ее тросовыми молниеотводами или отдельными молниеприемниками, установленными на защищаемых зданиях, чтобы чрезмерно не увеличивать высоту наземных молниеотводов, влияющую на частоту ударов молнии.
Тем самым удастся значительно ограничить число опасных перенапряжений в электрических цепях защищаемого объекта, опасность которых может быть не меньше, чем опасность прямых ударов молнии.
Другими словами, во всех возможных ситуациях молниеотводы должны проектироваться так, чтобы избежать заметного увеличения числа ударов молнии в них по сравнению с числом ударов в незащищенный объект.
В соответствии с этим правилом, система из многих молниеотводов малого превышения над защищаемым объектом всегда предпочтительнее одиночного молниеотвода большой высоты.
Молниеприемники малого превышения
Многие европейские и российские компании учитывают это достаточно простое правило. Их каталоги содержат набор молниеприемников самой различной высоты, в т.ч. и весьма малой. Их удобно крепить на крыше здания с кровлей из самых различных материалов.
Например, фирма DEHN+SÖHNE серийно производит стержневые молниеотводы высотой от 1 до 14 м из алюминия, меди, оцинкованной и нержавеющей стали.
При малой высоте этих стержней их установка не требует сложных подготовительных работ. С помощью специальных держателей молниеприемники легко крепятся на коньке крыши, на плоской или наклонной части кровли, вблизи или непосредственно на технологическом оборудовании, вынесенном на крышу. Предлагаемый набор комплектующих позволяет при необходимости смонтировать изолированную систему защиты от прямых ударов молнии.
Принцип преимущественного использования систем из нескольких молниеприемников или тросовых молниеотводов по сравнению с одиночными стержневыми верен практически всегда, и именно им в первую очередь должен руководствоваться проектировщик.
Что касается методик проектирования. Порядок расчета зон защиты замкнутого тросового молниеотвода представлен в инструкции СО 153-34.21.122-2003 в разделе 3.3.2.5.
Вопрос расчета системы молниеотводов малого превышения заслуживает отдельного рассмотрения.
Источники:
1. Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций СО 153-34.21.122-2003;
2. Новости электротехники 1/2011;
3. Оценка частоты ударов молнии в объект.
Если статья оказалась Вам полезной и Вы цените вложенные в этот проект усилия – у Вас есть возможность внести посильный вклад в развитие сайта на странице «Поддержка проекта».
Внимание!
Всех интересующихся практической электротехникой приглашаю на страницы своего нового сайта «Электрика для дома». Он посвящен основам электротехники и электричества с акцентом на домашние электрические установки и процессы, в них происходящие.
Комментариев нет:
Отправить комментарий