Розділ 6 охорона праці

Грозові розряди атмосферної електрики небезпечні для життя людей. До того ж блискавка при ударі в будівлю або споруду може завдати великих руйнувань, викликати пожежу.

Блискавовідводи мають різні конструкції: стержньові, антенні та сіточні. Найбільш поширені стержньові.

Блискавковідводи складаються з таких елементів: блискавкоприймача, струмовідводу, заземлювача та мачти.

Одиночний стержньовий блискавковідвод створює навколо споруди, біля якої він встановлений, захисну зону у вигляді подвійного конуса з круглою основою. Радіус його в півтора рази більше висоти блискавкоприймача.

Захисну зону блискавкоприймача можна відобразити графічно. Проведемо горизонтальну лінію та перпендикулярно до неї в масштабі висоту блискавкоприймача, рівну R (рис.5.1).

Рис. 5.1. Схема захисту будівлі від блискавки одиночним стержньовим блискавковідводом

На горизонтальній лінії із точки О в обидва боки в тому ж масштабі відкладемо радіуси основи r, що дорівнюють 1,5 h. Кінці радіусів позначимо літерою Б. На лінії ОН, на відстані 0,8 h від основи, відзначимо точку В, а на лінії радіусів – точки Г, котрі ділять радіуси на дві рівні частини.

За одержаними даними можна побудувати переріз подвійного конуса – зони захисту. Для цього проведемо прямі лінії з точки Н до точки Г, а з точки В до точки Б. Після такої побудови одержимо трикутник, при обертанні якого навколо осі ОН утвориться зона захисту з блискавковідводом висотою h.

Горизонтальний переріз зони захисту на висоті споруди h _x зображує коло радіусом r _x , яке називається радіусом захисту.

При одиночному стержньовому блискавковідводі висотою менш 60 м радіус захисту визначають за такими співвідношеннями:

а) при

б) при _.

Зона захисту одиночного стержньового блискавковідводу висотою більше 60 м, але не вище 100 м, за формою аналогічна зоні захисту одиночного стержньового блискавковідводу висотою менше 60 м, за основу конуса приймається коло радіусом 90 м.

Радіус захисту r _x при висоті споруди h _x, що захищаеться, для цього випадку визначається такими виразами:

а) при

б) при _.

При застосуванні одиночного стержневого блискавковідводу переріз блискавкоприймача повинен бути не менше 100 мм². За струмоприймач можна використовувати стальний дріт діаметром 6 мм.

Визначення висоту одиночного стержньового блискавковідвода для окремо стоячої лабораторії шириною 5 м та довжиною 8 м. Висота зони захисту м.

Розв’язок.

Визначимо радіус зони r _x за формулою

,

де а та b – ширина та довжина складу відповідно.

У даному випадку

м.

Підставимо значення та у формулу

м.

Опір заземлення розтіканню струму при стержньовому блискавковідводі повинен бути не більше 10 Ом.

Конструкція контуру заземлення може бути різною. Але частіше всього вона виконується із трубчастих або виготовлених з кутиків стержнів, які вбиваються в ґрунт до незамерзаючого шару.

Верхні кінці стержнів з’єднуються між собою металічною штабою за допомогою круглого залізного прута або електрозварюванням. До контуру також електрозварюванням приєднують товстий залізний провід (перетином не менше 50 мм²), який з’єднується зі струмопроводом.

Рис. 5.2. Типи одиночних заземлювачів:

а) – верхній кінець стержня на рівні землі; б) – верхній кінець стержня заглиблений; в) – горизонтальний смуговий заземлювач

Надійність захисного заземлення залежить від величини його опору.

Опором заземлення називають опір, який віддає земля поширенню електричного струму із заземлювача в ґрунтовий шар.

Опір розповсюдженню одиночних трубчастих або стержньових заземлювачів, верхній кінець якого знаходиться на рівні поверхні землі (див. рис. 5.2, а), визначається за формулою:

_.

При заглибленні труби (стержня) нижче рівня поверхні (див. рис. 5.2, б) розрахунок ведеться за формулою:

_.

Відповідно до продольного смугового заземлювача (див. рис. 5.2, в) опір можна знайти за допомогою формули

_.

У наведених формулах прийняті такі позначення:

– питомий опір ґрунту, Ом·см

– довжина заземлюючої труби або стержня, см;

d – діаметр труби або стержня, см;

b – ширина штаби, см;

h – відстань від поверхні землі до середини заземлювача, см.

Питомий опір ґрунту залежить від стану ґрунту, його структури, наявності солей та його вологості. При розрахунках застосовують середнє значення питомого опору ґрунту, який становить 0,1-5,8 Ом·см. Для розрахунків рекомендується приймати значення, рівне 2 Ом·см.

У відповідності до правил встановлення стержньових блискавковідводів при захисті тваринницьких приміщень щогли та заземлювачі розміщують не ближче 4 м від будови. З метою попередження враження кроковою напругою місце заземлення повинно бути огороджено, щоб тварини не змогли підійти ближче 3 м.

При влаштуванні декількох блискавковідводів заземлювач повинен бути загальним для всіх блискавковідводів.

Оскільки грозовий розряд відбувається миттєво, то через блискавковідвод перебігає імпульс електричного струму. Опір заземлювача поширенню імпульсного струму менший, ніж для струму промислової частоти. Ця різниця враховується імпульсним коефіцієнтом , який для стержневого блискавковідводу приймається. 0.7.