Молниезащита

Задачи:

– выбрать надежность защиты (А, Б), категорию защиты (1-3);

– определить высоту молниеприемника и вероятность попадания молнии в объект.

Молниезащита – это комплекс защитных мероприятий от воздействий молнии: прямых ударов, заноса высоких потенциалов, наведения статической и электромагнитной индукции. От прямых ударов молнии защищают молниеотводы одиночные, двойные и многократные, а также тросовые и сетчатые. При устройстве последних на крышу накладывают металлическую сваренную из прутьев сетку. Стержневые и тросовые молниеотводы устанавливают на объект или отдельно от него. Молниеотводы состоят из молниеприемника, токопровода и заземления. В сельскохозяйственном производстве распространены стержневые молниеотводы.

Молниеотвод защищает от проникновения в зону защиты с определенной вероятностью, которая возрастает в глубь зоны. Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода представляет конус с основанием на земле и с вершиной, расположенной от основания на определенной высоте, составляющей долю высоты молниеотвода. Конус, на границе которого вероятность защиты 0,95, назван зоной Б, а вероятность 0,995 – зоной А. Параметры зоны Б: радиус основания r_о = 1,5 h, высота h_о = 0,92 h, где h - высота молниеотвода. Параметры зоны А: r_о= (1,1-0,002h)h, h_о=0,85 h.

Выполняется молниезащита в соответствии с руководящим документом РД 34.21.122-87 «Инструкция по проектированию и устройству молниезащиты зданий и сооружений». В зависимости от требуемой надежности молниезащита бывает трех категорий. Первая категория наиболее надежная. Она выполняется отдельно стоящими или установленными на объекте, но изолированно, молниеотводами. Молниезащиту второй категории допускается выполнять устанавливаемыми на зданиях изолированными стержневыми молниеотводами или путем наложения молниеприемной сетки, а также использованием металлической кровли здания. К устройству молниезащиты первой и второй категорий предъявляются повышенные требования, изложенные в инструкции РД 34.21.122-87. Обе категории защищают от всех воздействий молнии. Третья категория предусматривает такое же устройство молниеотводов, как и вторая, но с менее жесткими требованиями к величине импульсивного сопротивления заземления, защиты от заноса высоких потенциалов и др. Молниезащита третьей категории от прямых ударов и заноса высоких потенциалов.

При устройстве молниезащиты первой категории применяется зона защиты типа А, второй и третьей категории – как А, так и Б.

Категорию и зону защиты выбирают по приложению 15 в зависимости от взрывопожароопасности производства, степени огнестойкости строения, материальной ценности его и грозовой активности местности.

Класс взрывоопасности производств оценивается исходя из применяющихся или хранящихся в них веществ, а следовательно, зон вокруг них. К зонам класса В-1 и В-2 относят пространства в помещениях, в которых выделяются горючие газы, пары и волокна, способные образовывать с воздухом взрывоопасные смеси при нормальных режимах работы (например, при загрузки или хранении).

К зонам класса В-1а, В-1б, В-2а относят пространства в зданиях и сооружениях, в которых смеси горючих газов, паров, пыли или волокон с воздухом могут образовываться только в результате аварии или неисправностей.

Наружные установки и склады (например, емкости, сливно-наливные эстакады и т. п.), содержащие взрывоопасные пары, газы, горючие и легковоспламеняющиеся жидкости, относят к классу В-1.

К зонам класса П-1, П-2 и П-2а относятся пространства в помещениях, в которых применяют или хранят горючие жидкости с температурой вспышки паров выше 61^о С (например, склады минеральных масел, установки по их регенерации и т.п.), горючие пыли и волокна, переходящие во взвешенное состояние с нижним концентрационным пределом воспламенения > 65 г/м³ ( например, малозапыленные помещения мельниц, элеваторов, комбикормовых заводов, деревоотделочные цехи и т.п.), твердые или волокнистые вещества (дерево, ткани и т.п.).

К зонам класса П-3 относят наружные склады, в которых применяют или хранят горючие жидкости с температурой вспышки выше 61⁰ С или твердые горючие вещества (например, склады минеральных масел, угля, торфа и т.п.).

Ожидаемое в течение года число поражений молнией строений, не оборудованных молниезащитой, определяется по формуле

N = [(L + 6 h_x) (B + 6 h_x)] n 10^-6,

где L и B – соответственно длина и ширина строения, имеющего в плане пря­моугольную форму, м;

h_x – наибольшая высота строения, м;

n – среднегодовое число ударов молний в 1 км² земной поверхности в районе расположения здания, зависит от интенсивности грозовой деятельности (Н = 60-80 ч/год), n = 6 для Новосибирской области.

Для дымовых труб котельных, водонапорных и силосных башен, мачт, деревьев, занимающих незначительную территорию, ожидаемое число поражений обуславливается их высотой:

N = 9 π h² n 10^-6

Огнестойкость зданий и сооружений оценивается по возгораемости материалов конструкций и пределу огнестойкости в часах. К I-й и 2-й степени огнестойкости относятся сооружения, у которых выполнены из несгораемого материала несущие стены, колонны, стены лестничных клеток с пределом огнестойкости 2 ч и более, плиты, настилы и другие несущие конст-

Таблица 13

Объекты и требуемая молниезащита

(извлечение из РД 34.21.122-87)

№ п/п	Здания и сооружения	Местопо­ложение	Типы зон защиты	Категория защиты
1	Здания и сооружения, помещения которых по ПУЭ относятся к зонам классов В-1, В-2	На всей территории страны	А	1
2	Наружные установки, создающие согласно ПУЭ зону класса В-1г	То же	Б	2
3	Здания и сооружения, помещения которых по ПУЭ имеют зоны классов П-1, П-2, П-2а	При продолжительности гроз 20 ч в год и более	Для сооружений 1-й и 2-й ст. огнестойкости при 0,1<N≤2 и для 3-5-й ст. огнестойкости при 0,02<N≤2- зона Б, при N>2 – зона А	3
4	Сельские небольшие стро­ения 3-5 степени огнестойкости, помещения которых по ПУЭ относятся к зонам классов П-1, П-2, П-2а	При продолжительности гроз 20 ч в год и более при N<0.02		3 (упрощенно)
5	Наружные установки и склады, создающие по ПУЭ зону класса П-3	При продолжительности гроз 20 ч в год и более	При 0,1<N≤2 – зона Б, при N>2- зона А	3
6	Сооружения 3,3а,3б,4,5 степеней огнестойкости, в которых отсутствуют помещения с взрыво- и пожароопасными зонами	То же	То же	3
7	Животноводческие и птицеводческие сооружения 3-5-й ст. огнестойкости: для КРС и свиней на 100 голов и более, овец на 500, птицы на 1000, лошадей на 40 и более	При продолжительности гроз 40 ч в год и более	Б	3
8	Общественные здания 3-5-й степеней огнестойкости след. назначения: дошкольные учреждения, школы, учреждения здравоохранения и отдыха	При продолжительности гроз 20 ч в год и более	Б	3

рукции перекрытий и покрытий, внутренние перегородки с пределом огнестойкости 0,25 ч и выше. Все остальные сооружения, в которых применяются сгораемые, несгораемые и трудно сгораемые конструкции с пределом огнестойкости 0,25-0,5 ч, относятся к 3,4,5 степеням огнестойкости.

В сельскохозяйственном производстве почти все объекты защищают по третьей категории и молниеотводы размещают на крыше объектов. По 1-й и 2-й категориям защищают взрывоопасные производства, склады горюче-смазочных материалов (класс В-1г), склады газовых баллонов, газогенераторные. Молниеотводы для них устанавливают как на самих объектах, так и изолированно.