4.1. Графічні зображення зон захисту блискавковідводів

Одиночний стрижневий блискавковідвід. Зона його захисту при висотіh≤150 м. являють собою конус (мал.4.4.), вершина якого знаходиться на висотіh₀<h, підстава утворить коло радіусомR₀. Горизонтальний перетин зони захисту на висоті захисного рівня спорудженняh_xявляє собою коло радіусомR_x. Ці величини складуть для зони типу А:

h₀=0,85h; R₀=(1,1—0,002h)h; R_x=(1,1—0,002h)(h—h_x/0,85),

для зони типу Б:

h₀=0,92h; R₀=1,5h; R_x=1,5 (h—h_x/0,92),

де R_xіh_xвизначають за законом подоби трикутників.

Для зони типу Б висоту блискавковідводу за відомих величин Rx і hx установлюють за формулою:

h=(R_x+1,63h_x)/1,5.

Подвійний стрижневий блискавковідвід за h≤150 м (рис. 4.5.), Торцеві частини зони захисту визначають як зони одиночних стрижневих блискавковідводів. Значенняh₀,R₀,R_x1іR_x2розраховують за вищенаведеними формулами для обох типів зони захисту.

Зона типу А (при L≤3h):

за L≤h,h_c=h₀;R_c=R₀;R_cx=R_x,

за L>h,h_c=h₀—(0,17+310^-4h)(L—h);R_c=R₀;R_cx=R₀(h_c— h_x)/ h_c.

Зона типу А (при L≤5h):

за L≤1,5h,h_c=h₀;R_cx=R_x;R_c=R₀,

за L>1,5h,h_c=h₀—0,14(L—1,5h).

Величини R_cіR_cxвизначають як для зони типу А. За невідомимиh_c,LіR_cx=0, і висоту блискавковідводу для зони типу Б визначають за формулами:

h_c=(h_c+0,14h)/1,13;

Якщо стрижневі блискавковідводи стоять на відстані L≥3 иL>5, їх розглядають як одиночні.

Подвійний стрижневий блискавковідвід різної висоти за h₁іh₂<150 м. (рис.4.6.). Торцеві частини також є зонами захисту одиночних стрижневих блискавковідводів відповідної висоти, а ,h₀₂,R₀₁, R₀₂,R_x1, R_x2визначають як для одиночного блискавковідводу для обох типів зон.

R_cx=R₀(h_c—h_x)/h_c;R_cx=R_c(R₀₁+R₀₂)/2;

h_c=(h_c1—h_c2)/2,

де h_c1іh_c2для обох типів зон захисту обчислюють за формулами для подвійного стрижневого блискавковідводу заh≤150 м.

Для різновисокого подвійного стрижневого блискавковідводу зона захисту А існує за L≤3h₁типи Б заL≤5h₁.

Рис. 4.4. Зона захисту одиночного стрижневого блискавковідводу висотою понад 150 м.

Багаторазовий стрижневий блискавковідвід. Зону захисту багаторазового стрижневого блискавковідводу однакової висоти визначають як зону захисту попарно взятих сусідніх стрижневих блискавковідводів (рис.4.7.).

Основною умовою захищеності одного спорудження чи групи споруджень висотою h_хз надійністю, що відповідає зонам типу А и Б, є нерівністьR_cx>0 для всіх попарно взятих блискавковідводів. ВеличинуR_cxдля обох типів зони захисту розраховують за формулами для подвійного стрижневого блискавковідводу заh≤150 м.

Рис. 4.5. Зона захисту подвійного стрижневого блискавковідводу висотою понад 150 м.

Рис. 4.6. Зона захисту двох стрижневих блискавковідводів різної висоти.

Одиночний тросовий блискавковідвідзаh≤150 м (мал.4.8.). Тутh- відстань за висотою до троса в точці найбільшого прогину. З урахуванням стріли прогину за відомої висоти опорh_опі довжині прольотуa<120 м висота до тросаh=h_оп– 2 м, а приa=120 – 150 мh=h_оп– 3 м.

Зони захисту одиночних тросових блискавковідводів мають наступні розміри.

Для типу А:

h₀=0,85h; R₀=(1,35 – 0,0025h)h;

R_x= (1,35—0,0025h)(h-h_x/0,85).

Для типу Б:

h₀=0,92h;R₀=1,7h;R_x=1,7(h— h_x/0,85).

Для зони типу Б висота одиночного тросового блискавковідводу за відомих h_xіR_xдорівнює

h=(R_x+1,85h_x)/1,7.

Окремий стрижневий блискавковідвід утворює ЗЗ, яка за геометричною формою є конусом, віссю якого є опора.

Рис.4.7. Зона захисту (на плані) багаторазового стрижневого блискавковідводу

Рис.4.8. Зона захисту одиночного тросового блискавковідводу висотою понад 150 м.

Параметри ЗЗ:

h- висота блискавковідводу (відстань від землі до верхньої точки блискавкоприймача), [м];

r₀- радіус основи конуса, тобто радіус ЗЗ на рівні землі, [м];

h₀- висота ЗЗ (висота конуса), [м];

Координати точок ЗЗ, які містяться на її межі (на боковій поверхні конуса):

h_x -висота точки"х"над землею, [м];

r_x- радіус ЗЗ в точці"х"(горизонтальна відстань від осі конуса до точки"х"на висотіh_x[м].

Співвідношення між цими параметрами такі:

Для ЗЗ типу А: Для ЗЗ типу Б:

Подвійний стрижневий блискавковідвід утворюється і вважається саме таким, якщо два з них розташовані на відстані один від одного не більше ніж 4hдля типу А, та6hдля типу Б.

При дотриманні цієї умови ЗЗ виглядає як шатро між двома межуючими конусами, осями яких є дві опори.

Параметри ЗЗ:

h,h₀,r₀- ті ж параметри, що наведені вище;

h_c - висота ЗЗ посередині між опорами на лінії між ними, [м];

r_c-радіус ЗЗ посередині між опорами на рівні землі, [м].

Координати точок, що лежать на межі ЗЗ:

h_x,h_cx -висота точки"х"над землею, відповідно, в окресі опор, та в окресі середини між опорами [м];

r_x,r_cx- радіус ЗЗ в точці"х"(відстань від осі опори до точки"х"на висотіh_x), і відстань від осі блискавковідводу (лінії між опорами) до точки"сх"на висотіh_cx), [м], Співвідношення між параметрами:

Для ЗЗ типу А: Для ЗЗ типу Б:

Окремий тросовий блискавковідвід має ЗЗ у вигляді шатра, який утворений двома конусами, з'єднаними між собою двома площинами за твірними конусами вздовж троса.

Параметри зони захисту:

h -висота блискавкововідводу (від землі до троса в точці максимального його провисання), [м];

h₀ -висота 33 (однакова вздовж всього троса), [м];

r₀- радіус зони захисту на рівні землі [м];

h_оп - висота опори, [м];

h_x,r_x- координати (висота і радіус) точки"х",яка лежить на межі зони захисту [м] в будь-якій ділянці 33.

Співвідношення між параметрами

Для ЗЗ типу А: Для ЗЗ типу Б:

Кожний блискавковідвід має заземлювач. Він може бути горизонтальним і вертикальним, але в будь-якому разі він знаходиться на глибині не менше 0,7 м від поверхні землі (рис. 4.9).

Донедавна для заземлювачів блискавкозахисту нормувався такий параметр, як імпульсний опір розтіканню струму блис­кавки. Але визначити наперед відповідні значення імпульсних опорів неможливо, бо вони можуть бути непередбаченими. Крім того, це було незручно і довго. Тому нормативним доку­ментом РД 34.21.122 - 87 "Инструкция по устройству молниезащиты зданий й сооружений" пропонується готовий вибір схем і параметрів заземлювачів, які відповідають усім вимогам.

а б

Рис. 4.9. Заземлювачі блискавковідводів: а – залізобетонна паля; б – сталевий тристрижневий зі з’єднувальною смугою 404 мм.

Крім того, поширеними є заземлювачі - залізобетонні фундаменти, арматура яких витримує велику густину стру­му блискавки. Отож, на рис. 4.9. показано деякі види заземлювачів для блискавковідводів.

На рис. 4.10, 4.11 показано приклади виконання блискавкозахисту різними способами:

Рис. 4.10. Блискавкозахист металевою граткою, накладеною на покрівлю під гідроізоляцію: 1 – металева гратка; 2 – гідроізоляція; 3,4,5,7,8,9 – будівельні конструкції споруди; 6 – заземлювачі.

Рис. 4.11. Блискавкозахист металевого резервуара стрижневими блискавковідводами; 1 – клапан аварійного викиду газів; 2 – ВНЗ; 3 – межа зони захисту; 4 – понтон; 5 – план зони захисту на висоті резервуара; 6 – гнучкий струмовідвід