Молниезащита

Важный вопрос электробезопасности - защита от удара молний, или молниезащита.

Молния - это особый вид прохождения электрического тока через огромные воздушные промежутки, источник которого - атмосферный заряд, накопленный грозовым облаком.

Различают три типа воздействия тока молнии: прямой удар, вторичное воздействие заряда молнии и занос высоких потенциалов (напряжения) в здания.

При прямом разряде молнии в здание или сооружение может произойти его механическое или термическое разрушение. Последнее проявляется в виде плавления или даже испарения материалов конструкции.

Вторичное воздействие разряда молнии заключается в наведении в замкнутых токопроводящих контурах (трубопроводах, электропроводках и др.), расположенных внутри зданий, электрических токов. Эти токи могут вызвать искрение или нагрев металлических конструкций, что может стать причиной возникновения пожара или взрыва в помещениях, где используются горючие или взрывоопасные вещества.

К аналогичным последствиям может привести и занос высоких потенциалов (напряжения) по любым металлоконструкциям, находящимся внутри зданий и сооружений, под действием молнии.

Для защиты от действия молнии устраивают молниеотводы (громоотводы). Это заземленные металлические конструкции, которые воспринимают удар молнии и отводят ее ток в землю.

Различают стержневые и тросовые молниеотводы. Их защитное действие основано на свойстве молний поражать наиболее высокие и хорошо заземленные металлические конструкции.

Молниеотводы характеризуются зоной защиты, которая определяется как часть пространства, защищенного от удара молнии с определенной степенью надежности. В зависимости от степени надежности зоны защиты могут быть двух типов - А и Б. Тип зоны защиты выбирают в зависимости от ожидаемого количества поражений молнией зданий и сооружений в год (N). Если величина N > 1, то принимают зону защиты типа А (степень надежности защиты в этом случае составляет не менее 99,5%). При N< 1 принимают зону защиты типа В (степень надежности этой защиты - 45% и выше).

Зона защиты, которую образует стержневой отдельно стоящий молниеотвод, представлена на рис. 1.

Как следует из рисунка, зона защиты для данного молниеотвода представляет собой конус высотой h₀ с радиусом основания на земле r₀. Обычно высота молниеотвода h не превышает 150 м. Остальные размеры зоны в зависимости от величины (h, м) следующие (см. табл. 1).

Существуют также зависимости, позволяющие, задаваясь размерами защищаемого объекта (h_х и г_х), определить величину h. Для зоны Б эта зависимость имеет вид:

h = (г_x + 1,63 h_х /1,5.

Для молниеотводов других типов зависимости иные.

 

Рис. 1. Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода:

1 - граница зоны защиты на уровне высоты объекта; 2 - то же на уровне земли;

h - высота молниеотвода; h₀ - высота конуса защиты; h_x – высота защищаемого объекта; г_х - радиус зоны защиты на уровне высоты объекта; г₀ - радиус зоны защиты объекта на уровне земли

Таблица 1. Параметры зоны защиты для молниеотвода

Параметр, м	Величина параметра для
зоны А	зоны Б
h0 r0 rх	0,85 h (1,1 - 0,002 h) h (1,1-0,02h)(h-hx/0,85)	0,92 h 1,15 h l,5(h – hх /0,92)