Зони захисту блискавковідводів
Головна | Про нас | Зворотній зв'язок
Зоною захисту прийнято називати певний простір навколо громовідводу: удари блискавки в об'єкт, повністю розташований в цьому просторі, малоймовірні. Оскільки розрядні напруги довгих повітряних проміжків мають значні статистичні розкид, громовідводи забезпечують захист об'єкта лише з деякою, але досить високим ступенем надійності (до 0,999). Зони захисту блискавковідводів визначаються дослідним шляхом на моделях. При цьому приймається, що зони захисту реальних блискавковідводів геометрично подібні зонам, отриманим для лабораторних моделей. Як «моделі» блискавки використовується імпульсний іскровий розряд (рис. 5.1), який в довгих проміжках має дві основні стадії розвитку - лідерних і головну - і володіє, таким чином, якісним подібністю з блискавкою.
Мал. 5.1. Схема дослідів по визначенню зон захисту:
1 - електрод імітує кінець лідерних каналу на висоті орієнтування; 2 - модель громовідводу; 3 - заземлена металева площина; 4 - генератор імпульсних напруг
Справедливість прийнятої методики визначення зон захисту не може бути строго доведена, тому отримані в лабораторії зони захисту мають до деякої міри умовний характер. Однак надійність розроблених на основі лабораторних експериментів рекомендацій підтверджена багаторічним досвідом експлуатації блискавковідводів, і це дає можливість з упевненістю користуватися цими рекомендаціями.
Визначення радіуса зони захисту на висоті hx проводиться за допомогою стрижня висотою hx, що імітує об'єкт, що захищається. Верхній електрод, модель громовідводу і модель об'єкта знаходяться в одній площині і переміщаються один щодо одного. При кожному взаємне розташування електродів проводиться певна кількість розрядів. В результаті знаходиться максимальна відстань rx між об'єктом і громовідводи, при якому об'єкт не уражається розрядами. Це відстань rx є радіусом зони захисту блискавковідводів на висоті hx.
Чим більше розрядів проводиться при кожному розташуванні електродів, тим з більшою надійністю визначається радіус зони захисту і тим менше ймовірність ураження об'єкта, розташованого в зоні захисту громовідводу.
Мал. 5.2. Визначення на моделі зони захисту стрижневого блискавковідводу
Аналогічно проводиться визначення зон захисту систем стрижневих блискавковідводів і тросових блискавковідводів.
Зони захисту стрижневих блискавковідводів. Зона захисту одиночного стрижневого блискавковідводу (рис. 5.3) являє собою простір поблизу громовідводу, обмежене поверхнею обертання в вигляді «намету», утворює, якої може бути знайдена за емпіричною формулою
де p = 1 при h £ 30 м, = при h = 30 -100 м.
Інші позначення видно на малюнку. Перевищення висоти громовідводи над висотою, що захищається називається активною висотою блискавковідводу (h - hx = hа).
Замість використання (5.1) можна застосувати спрощене побудова обрисів захисної зони, замінивши криволинейную утворить ламаною лінією (рис. 5.3). Один з відрізків цієї ламаної аb є частиною прямої, що з'єднує вершину громовідводу з точкою на поверхні землі, розташованої за відстань 0,75ph від осі громовідводу, а інший відрізок bс є частиною прямої, що з'єднує точку громовідводу на висоті 0,8h з точкою на відстані 1,5ph від громовідводу.
Мал. 5.3. Зона захисту стрижневого блискавковідводу (1) і її спрощене побудова (2)
Зона захисту двох стрижневих блискавковідводів має значно більші розміри, ніж сума зон захисту двох одиночних блискавковідводів. Вище зазначалося, що при R = 3,5h (рис. 5.2) все розряди потрапляють в блискавковідвід (R називається радіусом зони 100% -ного попадання). Очевидно, що якщо два громовідводи знаходяться на відстані а = 2R = 7h. то точка поверхні, що лежить посередині між громовідводи, що не буде дивуватися блискавкою. Якщо потрібно захистити точку, що знаходиться посередині між громовідводи висотою h на висоті hо. то відстань між громовідводи на висоті ho має становити а<7р(h — hо ). Если известны высота и расстояние между молниеотводами, то высота защищенной точки посредине между молниеотводами находится как:
Внутрішня частина зони захисту двох стрижневих блискавковідводів (рис. 5.4) в площині, що проходить через обидва громовідводу, обмежується дугою кола, яку можна побудувати за трьома точкам: дві з них - вершини блискавковідводів, а третя розташована посередині між громовідводи на висоті ho. Зовнішня частина зони захисту будується так само, як і для одиночних стрижневих блискавковідводів. Побудова перетинів зони захисту зрозуміло з рис. 5.4.
Мал. 5.4. Зона захисту двох стрижневих блискавковідводів
Такі об'єкти, як відкриті розподільні пристрої підстанцій, розташовуються на досить великій території і тому захищаються декількома громовідводи. У цьому випадку зовнішня частина зони захисту визначається так само, як і зона захисту двох блискавковідводів. Об'єкт висотою hх. що знаходиться всередині остроугольного трикутника або прямокутника, в вершинах якого встановлені громовідводи, захищений в тому випадку, якщо діаметр окружності, що проходить через вершини трикутника, в яких встановлені громовідводи, або діагональ прямокутника, в кутах якого знаходяться громовідводи, задовольняють умові:
При довільному розташуванні блискавковідводів умова (5.3) має бути перевірено для кожних трьох найближчих один до одного блискавковідводів окремо. При всіх умовах висота hx повинна бути менше фіктивної висоти ho, визначеної для кожної окремо взятої пари блискавковідводів.