Разработка внешней молниезащитной системы для комплекса из двух зданий, с помощью двойного стержневого молниеотвода

КУРСОВАЯ РАБОТА

Разработка внешней молниезащитной системы для комплекса из двух зданий, с помощью двойного стержневого молниеотвода

 

1. Термины и определения

 

Защищаемый объект - здание или сооружение, их часть или пространство, для которых выполнена молниезащита, отвечающая требованиям настоящего норматива.

Устройство молниезащиты - система, позволяющая защитить здание или сооружение от воздействий молнии. Она включает в себя внешние (снаружи здания или сооружения) и внутренние (внутри здания или сооружения) устройства. В частных случаях молниезащита может содержать только внешние или только внутренние устройства.

Устройства защиты от прямых ударов молнии (молниеотводы) - комплекс, состоящий из молниеприемников, токоотводов и заземлителей.

Молниеприемник - часть молниеотвода, предназначенная для перехвата молний.

Токоотвод (спуск) - часть молниеотвода, предназначенная для отвода тока молнии от молниеприемника к заземлителю.

Заземляющее устройство - совокупность заземлителя и заземляющих проводников.

Заземлитель - проводящая часть или совокупность соединенных между собой проводящих частей, находящихся в электрическом контакте с землей непосредственно или через промежуточную проводящую среду.

Заземляющий контур - заземляющий проводник в виде замкнутой петли вокруг здания в земле или на ее поверхности.

Зона защиты молниеотвода - пространство в окрестности молниеотвода заданной геометрии, отличающееся тем, что вероятность удара молнии в объект, целиком размещенный в его объеме, не превышает заданной величины

 

Введение

 

Молния, как явление природы, носит случайный характер. Кто знает, попадет или не попадет? История знает много печальных инцидентов, когда природа таким способом наносила существенный ущерб. Сейчас, при нынешнем развитии технологий, существует способ защиты от столь пагубного воздействия природы, и сейчас надеяться на «авось» просто глупо. Молниезащита или (грозозащита) нужна:

В первую очередь для защиты людей

Для защиты техники и электрооборудования

Для улучшений общего электромагнитного фона

Для предотвращения возгорания легковоспламеняющихся материалов крыши и горючих материалов стен здания.

Основная задача внешней части устройства молниезащиты - молниеприемника - не пропустить молнию к поверхности крыши и другим элементам здания. Молниеприемник отведет токи молнии в специальные заземляющие устройства. Требования к установке всего два: качественная изоляция и соблюдение достаточного расстояния. Установку данного оборудования производит специалист. Если установить молниезащиту еще в стадии постройки здания, то можно минимизировать влияние данной конструкции на внешний вид дома.

Так что же это такое - молниезащита? Молниезащита - это настоящая система связанных составляющих защиты дома и дорогостоящего оборудования от попадания молнии в строение или электропровода. При внешней молниезащите сверху строения устанавливается молниеприемник, который ловит разряд и очень оперативно переводит по специальным токоотводам к устройству заземления дома.

Устройства заземления расположены под землей. Места расположения приемника молний и устройств заземления дома должны рассчитываться и монтироваться специалистам.

Молниезащита зданий и сооружений

Необходимость молниезащиты

 

Молниезащитой называется комплекс различного рода мероприятий и средств для их осуществления, обеспечивающих безопасность людей, сохранность зданий и сооружений, оборудования и материалов от прямых ударов молнии, электромагнитной и электростатической индукции, а также от заноса высоких потенциалов через металлические конструкции и коммуникации.

На земном шаре ежегодно происходит до 16 миллионов гроз, т.е. около 44 тыс. за день. При этом ожидаемое число поражений молнией в год зданий и сооружений, не оборудованных молниезащитой, можно определить по формуле (1.1

 

N=10-6n[(a+6hx) (b+6hx) - 7,7hx2] (2.1)

 

где п - среднее число поражений молнией 1 км 2 земной поверхности в год, зависящее от интенсивности грозовой деятельности, изменяющееся в пределах 2,5…7,5: для средней полосы России можно принять п = 5;, b - соответственно длина и ширина защищаемого здания или сооружения- высота здания (сооружения) по его боковым сторонам Для дымовых труб котельных, водонапорных и силосных башен, мачт, деревьев и других объектов ожидаемое число ударов молнии в год определяют по формуле (1.2)

= 10-6πr2* h, (2.2)

 

где r - эквивалентный радиус= 3,5 A;- высота объекта

Прямой удар молнии очень опасен для людей, зданий и сооружений вследствие непосредственного контакта канала молнии с поражаемыми объектами. Убытки только от пожаров и взрывов, вызванных этим явлением, в ряде случаев колоссальные. Прямой удар молнии также может производить сильные механические разрушения, приводя в негодность чаще всего дымовые трубы, мачты, вышки, а иногда и стены зданий. Вместе с тем расчеты показывают, что затраты на осуществление молниезащитных мероприятий приблизительно в 1,5 раза меньше стоимости сгоревших за пять лет зданий и сооружений.

Существуют две основные разновидности молний:

линейные

шаровые.

Линейная молния представляет собой разряд атмосферного электричества между облаками или между облаками и землей, происходящий за десятитысячные доли секунды, сопровождающийся громом и протеканием тока в десятки килоампер (в некоторых случаях до 500 кА). Путь молнии ветвистый, так как на ее пути встречаются участки воздуха с различными свойствами, а разряд всегда выбирает путь наименьшего сопротивления. При приближении разряда к земной поверхности на его дальнейшее продвижение начинают влиять другие факторы. Чаще всего разряд устремляется к возвышенным местам рельефа земли (холмы) или к высоким строениям (трубы, мачты и др.), где заряды противоположного знака (положительные) особенно велики.

На избирательность разряда влияет и электрическая проводимость грунта. Нередки случаи прямого попадания молнии в дно глубоких оврагов с влажной почвой, обладающей хорошей электропроводностью. Поэтому в холмистой местности наиболее безопасными считаются каменистые и песчаные склоны, так как большое электрическое сопротивление грунта в таких местах снижает вероятность попадания в них молнии. При нахождении человека во время грозы на равнинной местности ему не следует идти, стоять или располагаться вблизи деревьев. В этом случае безопаснее сесть на какой-нибудь камень. При ударе молнии в автомобиль или трактор люди обычно не страдают, потому что металлическая кабина отводит возникающие при разряде токи мимо них в землю. Не имеющее молниеотвода здание с неметаллической крышей не всегда обеспечивает полную безопасность, так как при ударе молнии в строения такого типа возможны разряды со стен и крыши внутри здания.

Шаровая молния встречается сравнительно редко, примерно в 300…500 раз реже линейной. Она имеет вид светящегося шара, иногда вытянутого в форме груши. Температура шаровой молнии 3000…5000°С, диаметр 10…20 см, а длительность существования от долей секунды до нескольких минут. Она способна перемещаться со скоростью до 2 м/с чаще всего по извилистому пути и в большинстве случаев в направлении ветра. При соприкосновении с шаровой молнией на теле человека возникают сильные ожоги, иногда приводящие к смерти.

Шаровая молния проникает в помещения через открытые окна, двери, дымоходы и даже через небольшие щели или замочные скважины, а иногда по электропроводке. После нескольких перемещений она может исчезнуть, но часто шаровая молния взрывается, что приводит к воспламенению сгораемых предметов, механическим разрушениям и в отдельных случаях к гибели людей.

Средства защиты от линейных молний часто неэффективны против шаровой. Поэтому рекомендуется дополнительно во время грозы закрывать все окна, двери, дымоходы и т.п., а вентиляционные решетки снабжать заземленными металлическими сетками, выполненными из проволоки диаметром 2…2,5 мм, с ячейками площадью 3…4 см².

Заземлители МЗС

 

МЗС нужен, чтобы отвести в землю ток молнии после ее удара в молниеприемник. Но для этой цели нет нужды в специальном контуре заземления. Току молнии некуда деваться. Он безо всякого заземлителя растечется в грунте после удара молнии в поверхность земли или, например, в дерево.

Может быть при низком сопротивлении заземления молниеотвод эффективнее притягивает молнию? Теория и эксперимент дают здесь отрицательный ответ. Для притяжения молнии важен рост плазменного канала от вершины объекта, так называемого встречного лидера. Развитие лидера сопровождается током через сопротивление заземления молниеотвода и на нем теряется напряжение. Однако потеря очень мала, потому что этот ток вряд ли превышает 10 - 20 А. Даже на сопротивлении заземления Rз = 000 Ом потеря напряжения составит 10 - 20 кВ - величина пренебрежимо малая по сравнению с потенциалом 20 - 100 кВ, который несет к земле канал молнии. Итак, рассмотренные причины отпадают. Остается одно - безопасность процесса растекания тока молнии в земле. При ударе в молниеотвод ток молнии может превысить 100 кА. Даже в случае качественного заземления молниеотвода с сопротивлением заземления Rз ~ 10 Ом речь пойдет о напряжении порядка 1000 кВ. Столь сильный подброс напряжения становится причиной больших напряжений. Прикосновения к металлоконструкциям молниеотвода, на достаточно большом расстоянии от молниеотвода возникают опасные шаговые напряжения, между зеземлителем и подземными коммуникациями (например, кабелями цепей управления) действуют высокие напряжения, достаточные для искрового пробоя грунта и ввода в эти коммуникации значительной доли тока молнии. При очень высоком напряжении возможен даже искровой пробой по воздуху на металлоконструкции объекта, которые этот молниеотвод призван защищать [2].

Заключение

 

В данной курсовой работе, была разработана внешняя молниезащитная система (МЗС) для комплекса из двух зданий, отнесенных к обычным объектам. МЗС выполнена с помощью двойного стержневого молниеотвода. В результате его расчета выясняли, что нужно высоту молниотвода принять h=18,8 м. и расположить их на расстоянии L=28 м. По результатам расчета построили зону защиты в проекциях: спереди и сверху

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

Разработка внешней молниезащитной системы для комплекса из двух зданий, с помощью двойного стержневого молниеотвода

 

1. Термины и определения

 

Защищаемый объект - здание или сооружение, их часть или пространство, для которых выполнена молниезащита, отвечающая требованиям настоящего норматива.

Устройство молниезащиты - система, позволяющая защитить здание или сооружение от воздействий молнии. Она включает в себя внешние (снаружи здания или сооружения) и внутренние (внутри здания или сооружения) устройства. В частных случаях молниезащита может содержать только внешние или только внутренние устройства.

Устройства защиты от прямых ударов молнии (молниеотводы) - комплекс, состоящий из молниеприемников, токоотводов и заземлителей.

Молниеприемник - часть молниеотвода, предназначенная для перехвата молний.

Токоотвод (спуск) - часть молниеотвода, предназначенная для отвода тока молнии от молниеприемника к заземлителю.

Заземляющее устройство - совокупность заземлителя и заземляющих проводников.

Заземлитель - проводящая часть или совокупность соединенных между собой проводящих частей, находящихся в электрическом контакте с землей непосредственно или через промежуточную проводящую среду.

Заземляющий контур - заземляющий проводник в виде замкнутой петли вокруг здания в земле или на ее поверхности.

Зона защиты молниеотвода - пространство в окрестности молниеотвода заданной геометрии, отличающееся тем, что вероятность удара молнии в объект, целиком размещенный в его объеме, не превышает заданной величины

 

Введение

 

Молния, как явление природы, носит случайный характер. Кто знает, попадет или не попадет? История знает много печальных инцидентов, когда природа таким способом наносила существенный ущерб. Сейчас, при нынешнем развитии технологий, существует способ защиты от столь пагубного воздействия природы, и сейчас надеяться на «авось» просто глупо. Молниезащита или (грозозащита) нужна:

В первую очередь для защиты людей

Для защиты техники и электрооборудования

Для улучшений общего электромагнитного фона

Для предотвращения возгорания легковоспламеняющихся материалов крыши и горючих материалов стен здания.

Основная задача внешней части устройства молниезащиты - молниеприемника - не пропустить молнию к поверхности крыши и другим элементам здания. Молниеприемник отведет токи молнии в специальные заземляющие устройства. Требования к установке всего два: качественная изоляция и соблюдение достаточного расстояния. Установку данного оборудования производит специалист. Если установить молниезащиту еще в стадии постройки здания, то можно минимизировать влияние данной конструкции на внешний вид дома.

Так что же это такое - молниезащита? Молниезащита - это настоящая система связанных составляющих защиты дома и дорогостоящего оборудования от попадания молнии в строение или электропровода. При внешней молниезащите сверху строения устанавливается молниеприемник, который ловит разряд и очень оперативно переводит по специальным токоотводам к устройству заземления дома.

Устройства заземления расположены под землей. Места расположения приемника молний и устройств заземления дома должны рассчитываться и монтироваться специалистам.