Пример. Разработать устройство, обеспечивающее молниезащиту объекта, отнесенного по взрывоопасности к классу В-Iа (согласно ПУЭ)

Разработать устройство, обеспечивающее молниезащиту объекта, отнесенного по взрывоопасности к классу В-Iа (согласно ПУЭ). Объект расположен в г.Магнитогорске (рисунок 10).

1. Определяем какой категории должно быть выполнено устройство молниезащиты:

А) Поскольку объект расположен в г. Магнитогорске то, согласно карте, интенсивность грозовой деятельности составляет от 60 до 80 часов в год.

Б) Здание, в котором находится объект, отнесено по взрывоопасности к классу В-Iа (зоны, расположенные в помещениях, в которых при нормальной эксплуатации взрывоопасные смеси горючих газов или паров ЛВЖ с воздухом не образуется, а возможны только в результате аварий или неисправностей).

Учитывая а) и б) - согласно табл.1 «Инструкции по проектированию и устройству молниезащиты» определяем, что объект должен быть защищен устройством молниезащиты II категории. Соответственно устройство молниезащиты должно обеспечивать защиту:

· От прямых ударов молнии

· От электростатической индукции

· От электромагнитной индукции

· От заноса высоких потенциалов через подземные и наземные металлические коммуникации.

2. Защита от прямых ударов молнии объектов, отнесенных по устройству молниезащиты ко II категории должна быть выполнена одним из следующих способов:

А) отдельно стоящими или установленными на зданиях неизолированными стержневыми или тросовыми молниеотводами, обеспечивающими соответствующую требованиям «Инструкции» зону защиты.

Б) путем наложения молниеприемной сетки на плоскую неметаллическую кровлю или использования в качестве молниеприемника металлической кровли здания или сооружения.

Рис. 10. План защищаемого объекта и зона защиты, обеспечиваемая выбранным устройством молниезащиты.

3. Молниеприемная сетка должна быть выполнена из стальной проволоки диаметром 6-8 мм и уложена на кровлю непосредственно или под слой негорючего утеплителя или гидроизоляции. Сетка должна иметь ячейки площадью не более 36 квадратных метров (6х6м). Узлы сетки должны быть соединены сваркой. Токоотводы, соединяющие молниеприемную сетку или металлическую кровлю с заземлителями, должны быть проложены не реже, чем через каждые 25 м по периметру объекта.

4. Защита отдельно стоящими токоотводами.

Сначала определяют, какой тип зоны защиты должен обеспечиваться – А или Б (см. табл.1 «Инструкции»).

Для рассматриваемого объекта при ожидаемом количестве поражений молнией в год

N < 1 – должна обеспечиваться зона типа Б

При N > 1 – зона типа А.

Согласно «Приложению2» «Инструкции»:

N = ((S+6h) * (L+6h) - 7, 7 * h²) * n * 10^-6

Для Магнитогорска, согласно карте, интенсивность грозовой деятельности составляет 60-80 часов в год, следовательно, n=5, 5.

Тогда для 1^го и 2^го зданий:

N_{1, 2} =((20+6*8)*(6+6*8) -7, 7*8²)*5, 5*10^-6=0, 0175

N_{1, 2}< 1, следовательно, должна быть обеспечена зона защиты типа Б.

Для здания №3:

N₃= ((10+6*4)*(6+6*4)-7, 7*4²)*5, 5*10^-6=0, 49*10^-2

N₃< 1, следовательно, должна быть обеспечена зона защиты типа Б.

5. Устанавливаем 3 отдельно стоящих стержневых молниеотвода высотой (h) 15 м. Зона защиты типа Б существует при выполнении условия L< 5 h (где L - расстояние между молниеприемниками). При принятом расположении молниеотводов данное условие выполняется.

1. Расчет сводится к определению параметров зоны защиты в местах наименьших размеров ее (h_c и r_cx) и определению – попадают ли защищаемые объекты в эту зону защиты.

Для зоны Б:

h₀ = 0, 92h = 13, 8 (м)

r₀ = 1, 5h = 22, 5 (м)

Поскольку h < L < 6h получаем:

h_c1-3 = h₀ - 0, 14(L-h) = 13, 5 - 0, 14(32-15) = 11, 42 (м)

h_c1-2=13, 8 -0, 14(39-15)=10, 44 (м)

Получили, что h_c1-3 и h_c1-2 > h_{объектов}

r_c8м1-3 = r₀(h_c-h_x)/h_c=22, 5(11, 42-8)/11, 42=6, 74 (м)

r_c8м1-2 = 22, 5(10, 44-8)/10, 44=5, 26 (м)

7. Далее выполняем в масштабе план защищаемого объекта с обозначением зоны защиты, обеспечиваемой молниезащитным устройством. См. рис. 10 и рис. 11.

Расчеты показывают, что все объекты попадают в зону защиты молниеотвода типа Б, т.е. задание выполнено.

8. Далее при выполнении задания следует написать:

· Как выполняется защита от электростатической индукции

· Как выполняется защита от электромагнитной индукции

· Как выполняется защита от заноса высоких потенциалов в защищаемое здание

Рис. 11. Зона защиты, обеспечиваемая молниезащитным устройством.

· Определяется конструкция заземлителя в зависимости от конструкции фундамента объекта, от требуемого сопротивления растеканию тока в земле и от удельного сопротивления грунта (написать, что такое заземлитель молниезащиты и как они технически выполняются).

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений РД 34.21.122-87 с приложениями.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Опасные воздействия молнии 3

2. Классификация защищаемых объектов 5

3. Средства и способы молниезащиты 6

4. Защитное действие и зоны защиты молниеотводов 9

5. Молниезащитные устройства 10

6. Требования к выполнению молниезащиты зданий

и сооружений 20

6.1. Молниезащита I категории 20

6.2. Молниезащита II категории 24

6.3. Молниезащита III категории 26

7. Конструкции молниеотводов 27

8. Зоны защиты молниеотводов 28

8.1. Одиночный стержневой молниеотвод 28

8.2. Двойной стержневой молниеотвод 30

8.3. Многократный стержневой молниеотвод 32

8.4. Одиночный тросовый молниеотвод 32

8.5. Двойной тросовый молниеотвод 34

9. Задания 38

10. Пример 58

Библиографический список 62

Приложение 1 64