Молниезащита

Во многих районах  в летнее время наблюдаются интенсивные грозы. Разряды молнии могут вызывать пожары.

Молния — это электрический разряд в атмосфере между отдельными облаками или между облаками и землей.

По внешнему виду молнии различны; наиболее часто возникают линейные молнии — ярко светящиеся искровые разряды. Когда напряженность электрического поля в каком-либо месте облака достигает критического значения (порядка 30 кв/см) возникает ионизация, распространяющаяся с большой скоростью по направлению к земле в узком канале, который становится проводящим. При этом воздух разогревается. Через этот проводящий канал заряд все в большем количестве стекает к земле; скорость движения заряда превышает 750 км/сек, и за сотые доли секунды электронная лавина достигает поверхности земли.
 

Описанный процесс представляет первую стадию разряда молнии — лидерную. Лидер прокладывает путь второй, более мощной стадии разряда — главной. (Когда лидер достигнет земной поверхности, проводящий канал связывает облако и землю; через этот канал протекают отрицательные электрические заряды от облака к земле и положительные заряды от земли к облаку. В результате происходит процесс нейтрализации зарядов в канале молнии, скорость распространения которого достигает нескольких десятков тысяч километров в секунду. Это и, есть главный разряд, представляющий собой ток большой силы (и громадной мгновенной мощности; воздух в канале разогревается до температуры 20000°С. При этом канал быстро расширяется и возникает ударная волна.
 

По одному и тому же каналу нередко происходит несколько разрядов молнии подряд.
 

Наиболее опасен прямой удар молнии, сопровождающийся непосредственным контактом канала молнии со зданиями и сооружениями, 

В результате воздействия электрических зарядов грозовых облаков на наземные объекты может возникнуть электростатическая индукция, которая вызывает искрение между металлическими элементами конструкций и оборудования.
 

При быстрых изменениях тока молнии (возникает электромагнитная индукция, вызывающая искрение в местах сближения металлических контуров.
 

Зная интенсивность грозовой деятельности (она может быть оценена по «Карте среднегодовой продолжительности гроз в грозочасах по территории» или по данным метеорологических станций) и размеры здания, можно рассчитать ожидаемое число поражений молнией зданий и сооружений в год .
В соответствии с Временными указаниями по проектированию и устройству молниезащиты зданий и сооружений (ОН 305—65) осуществляют молниезащиту — комплекс защитных мероприятий от ударов молнии, обеспечивающих безопасность людей, сохранность зданий и сооружений, оборудования и материалов от разрушений, загорания и взрывов.

 

По мероприятиям молниезащиты промышленные здания и сооружения классифицируют на три категории.
 

I    категория — помещения классов В-I и В-II и производства категории А; молниезащита обязательна в любой местности;
 

II    категория — помещения классов В-Iа, В-1б, В-IIа и производства категории Б; молниезащита обязательна в местностях со средней грозовой деятельностью 10 и более часов в год;
 

III    категория — помещения классов В-Iг, П-I, П-IIа, П-Ш и производства категорий В, Г, Д; молниезащита обязательна в местностях южнее 65-й параллели со средней грозовой деятельностью 20 и более часов в год.
 

Для защиты зданий и сооружений от прямых ударов молнии применяют молниеотводы — устройства, воспринимающие молнию и отводящие ее ток в землю.
 

Молниеотвод состоит из несущей части (опоры), молниеприемника, токоотвода (спуска) и заземлителя.
 

Защитное действие молниеотвода основано на том, что молния поражает наиболее высокие и хорошо заземленные металлические сооружения; сооружение не будет поражено молнией, если оно полностью входит в зону защиты молниеотвода. Зона защиты молниеотвода — часть пространства, примыкающая к молниеотводу, которая обеспечивает защиту сооружения от прямых ударов молнии с достаточной степенью надежности (99%).
 

Применяют различные типы молниеотводов; наиболее распространенные типы — стержневой и тросовый. Они бывают отдельно стоящие изолированные и не изолированные от защищаемого здания или сооружения (рис. 10. 2).
 

типы молниеотводов

Стержневые молниеотводы представляют собой один, два или больше вертикальных стержней, устанавливаемых на защищаемом сооружении или вблизи него.
 

Тросовые молниеотводы — один или два горизонтальных троса, закрепленных (каждый) на двух опорах, по которым прокладывают токоотвод, присоединенный к отдельному заземлителю; опоры тросового молниеотвода устанавливают на защищенном объекте или вблизи него.
 

В качестве молниеприемников используют круглые стальные стержни, толстую стальную проволоку, сталь различных профилей, стальные трубы, металлические конструкции защищаемых сооружений (трубы, дефлекторы, кровлю), стальную сежу, стальной оцинкованный многопроволочный трос и др. Молниеприемники для защиты от коррозии красят, лудят или оцинковывают.
 

Молниеприемники стержневых молниеотводов имеют длину 300—2500 мм и сечение не менее 100 мм2.
 

Расчетной высотой молниеотвода является расстояние по вертикали от уровня земли, на котором расположен защищаемый объект, до вершины стержневого молниеприемника или до точки максимального провеса тросового молниеприемника. 

Опоры стержневых молниеотводов рассчитывают на механическую прочность как свободно стоящие конструкции, а тросовые — с учетом натяжения троса и ветровой нагрузки. Опоры отдельно стоящих .молниеотводов изготовляют из стали любой маржи в виде труб, мачт решетчатой конструкции, железобетонных и деревянных колонн и др.

 

Токоотводы выполняют из стальной проволоки, катанки или стали любой марки и профиля сечением не менее 35 мм2 используют и металлические конструкции защищаемых сооружений (колонны, фермы, пожарные лестницы, стенки резервуаров, арматуру железобетонных элементов и др.).
 

Заземлители бывают поверхностные, углубленные и комбинированные, изготовленные из стали различного сечения или труб. Поверхностные заземлители (полосовые, горизонтальные) укладывают на глубине 1 м и более от поверхности земли в виде одного или нескольких лучей длиной до 30 м. Углубленные заземлители (стержневые вертикальные) длиной 2—3 м забивают в грунт на глубину 0,7—0,8 м (от верхнего конца заземлители до поверхности земли).
 

Заземлители располагают в малодоступных местах; на поверхности земли над ними желательно асфальтовое покрытие и ограждение.
 

Все части молниеотводов соединяют сваркой.
 

Сопротивление заземлители (электрическое переходное сопротивление между электродами заземлителя и землей при протекании токов молнии) для каждого отдельно стоящего или изолированного молниеотвода и для каждого токоотвода тросового молниеотвода не должно превышать 10 Ом для молниезащиты I и II категорий и 20 ом для III категории.
 

Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода высотой h < 60 м представляет собой конус с образующей в виде ломаной линии и основанием в виде круга радиусом г = 1,5 h. Горизонтальное сечение зоны защиты на высоте защищаемого сооружения h2 представляет собой круг радиусом r2 (радиус защиты) (рис. 10.3).

Молниезащита

Категория: Охрана труда в металлургии | Добавил: laborsafety
Просмотров: 76 | Теги: характеристики молниезащиты, молниезащита, параметры молниезащиты, Молниезащита зданий, расчет молниезащиты