Методики расчета зон защиты молниеотводов

Защитное действие стержневого молниеотвода основано на свойстве молнии поражать наиболее высокие и хорошо заземленные металлические сооружения. Во время лидерной стадии разряда молнии на вершине молниеотвода скапливаются заряды, создающие на ней очень большие напряженности электрического поля. К этой области и направляется канал молнии.

Зоной защиты молниеотвода называется пространство вокруг него, в котором объект защищен от прямых ударом молнии с определенной степенью надежности. Защищаемый объект не поражается молнией, если он целиком входит в зону молниеотвода. В настоящее время существуют три основные методики определения зон защиты стержневых молниеотводов.

Первая методика была предложена в ВЭИ на основе обширных лабораторных исследований, проведенных в 1936−1940 гг. А.А. Акопяном. По этой методике зона защиты одиночного молниеотвода представляет собой «шатер» (рис.1.4а), по ней можно рассчитывать зоны защиты молниеотводов высотой до 60 м. Объекты, находящиеся на границе этой зоны, защищены с вероятностью Р 0,999.

Рис.1.4. Зона защиты одиночного молниеотвода по первой (а),

второй (б) и третьей (в) методикам

Эта методика вошла в «Руководящие указания по расчету зон защиты стержневых и тросовых молниеотводов»[9]. Эта методика очень удобна как для ручного расчета, так и для расчета на ЭВМ, так как она была специально создана для расчета зон защиты станций и подстанций. Правда, в последние годы ей перестали пользоваться.

В 70-e годы в МЭИ была предложена упрощенная методика расчета зоны защиты одиночного молниеотвода, в которой шатер заменен отрезками двух прямых (рис.1.4б.). Вероятность такой методики Р=0,99. Эта методика подробно изложена в учебнике [11] и справочниках [8], изданных МЭИ. Однако в нормативные документы она не вошла. Расчетные формулы у нее точно такие же, что и у первой методики. Электротехнический справочник 2002 года [8] рекомендует ее для расчета молниезащиты подстанции.

В третьей методике учтено, что вершина молниеотвода не защищена, поэтому зона защиты одиночного молниеотвода высотой до 150 м представляет собой круговой конус высотой h_o<h (рис.1.4в.). Эта методика вошла в “Инструкцию по устройству молниезащиты зданий и сооружений” [4], но этой инструкцией до выхода дополнительных рекомендаций воспользоваться нельзя.

Поэтому расчет молниезащиты подстанции (до выхода специальных разъяснений) студентам рекомендуется выполнять по первой (или второй) методике, а защиту некоторых объектов проверять по 3-й методике и окончательно принимать решение по наиболее жестким требованиям.

Подстанции и ЛЭП рассчитывают по первой методике, здания и сооружения по третьей (зона А – взрыво- и пожароопасные объекты с Р=0,995 и зона Б – дет.сады и школы с Р=0,95).

В руководстве 99 года разрешено ПС и ЛЭП по третьей методике зон А.

В 2004 году вышла «Инструкция по защите зданий, сооружений и пром. конструкций», в котрой сказано, что всю молниезащиту выполнять по третьей методике.