Охрана Труда

  • Увеличить размер шрифта
  • Размер шрифта по умолчанию
  • Уменьшить размер шрифта

Противогрозовая защита

Сложные процессы атмосферного электричества вызывают разделение образующихся электрических зарядов на противопо­ложно заряженные тучевые массы. Вследствие электрической индукции поверхность земли под тучей и находящиеся на земле сооружения заряжаются противоположным зарядом;

в резуль­тате между тучами, а также между тучей и поверхностью земли возникают электрические поля. Постепенно накапливаясь, заряды повышают потенциал тучи до критической величины, при кото­рой начинается развитие разряда между соседними тучами или тучей и землей. Этот разряд сопровождается сильным све­чением канала разряда, резким звуковым эффектом и характе­ризуется малой продолжительностью (доли секунды) и значи­тельными по величине и напряжениям токами.

Разряды между тучами, как правило, оказывают меньшее- влияние на сооружения, находящиеся на поверхности земли, чем разряды между тучей и землей.

При разрядах на землю может иметь место:

а) непосредственное поражение людей;

б) поражение каналом молнии наземных сооружений, сопро­вождаемое значительными механическими и термическими эффек­тами и вызывающее пожары и разрушения зданий и сооружений такие поражения сооружений прямыми ударами молнии носят название первичных воздействий молнии;

в) разряд молнии на некотором расстоянии от сооружений. Такой разряд, не оказывая прямого воздействия на здания и со­оружения, проявляется в виде вторичных явлений, которые мо­гут, в свою очередь, привести к значительным воздействиям на огнеопасные и взрывоопасные сооружения. Такого рода прояв­ления молнии носят название вторичных воздействий молнии.

При первичном воздействии молнии в месте соприкосновения канала с объектом выделяется значительное количество тепла, вследствие чего горючие материалы могут воспламеняться.

При соприкосновении канала молнии с негорючим материа­лом происходит его частичное разрушение, а легко воспламеняю­щиеся жидкости и вещества загораются.

Вторичные действия молнии вызываются электростатической индукцией и электромагнитной индукцией.

Вследствие электростатической индукции грозовое облако скапливает на наземных объектах заряды, противоположные по знаку заряда облака. Это накапливание происходит относительно медленно, и заряды практически образуются на объектах, изоли­рованных от земли.

После грозового разряда, который может произойти, напри­мер, между заряженными облаками, заряд облака изменяется по величине или совершенно исчезает. Оставшиеся на изолированных объектах заряды, не успевая разрядиться вслед за разрядом туч, создают значительные потенциалы на незаземленных металличе­ских частях этого объекта по отношению ко всем заземленным предметам.

Такая разность потенциалов может появиться, например, ме­жду металлической крышей деревянного или каменного здания и любыми металлическими предметами, имеющими соединение с землей (трубопроводы, кабели). Эта разность потенциалов мо­жет привести к образованию искры внутри помещения и возник­новению пожара или взрыва, если в этих помещениях хранятся легковоспламеняющиеся или взрывчатые вещества.

Надежной мерой защиты от электростатической индукции является заземление металлических предметов.

Прямой удар молнии в молниеотвод или в непосредственной близости от защищаемого объекта сопровождается появлением сильного электромагнитного поля, которое индуктирует во всех металлических контурах электродвижущую силу, способную вызвать искрообразование. В зависимости от характера изменения тока. размеров контура и его удаленности от канала молнии или молниеотвода, эта электродвижущая сила может достигать значительных величин. Такие контуры внутри объекта могут быть образованы из различного рода металлических предметом (трубо­проводы, кабели) или их сочетаний.

Надежной защитой от воздействия электромагнитной индукции является создание замкнутых контуров путем соединения между собой всех металлических протяженных предметов в местах их сближения и образования хороших контактов как между различ­ного рода предметами оборудования, так и во фланцах, стыках и пр. Индуктируемая же в таких замкнутых контурах электро­движущая сила вызывает появление электрического тока и не­значительное нагревание элементов контура, которое не может вызвать какой-либо опасности.

Наряду с первичными и вторичными воздействиями молнии, значительную опасность для взрывоопасных помещений представ­ляют заносы высоких потенциалов. Такие заносы могут происхо­дить как по воздушным проводам любого назначения, так и по подземным трубопроводам, кабелям, имеющим связь с заземлителями молниеотводов или близко расположенными от них.

Высокие потенциалы на воздушных проводах могут появиться в результате электростатической индукции или прямого удара молнии в них. Эти потенциалы способны вызвать внутри поме­щений разряд с арматуры сети на ближайшие предметы и послу­жить причиной взрыва. Защитой от заноса высоких потенциалов является отделение заземлителей от подземных магистралей и их заземление у ввода в объект.

Разряд молнии опасен также тем, что ее удар может вызвать поражение людей, находящихся вблизи грозозащитных устройств, а именно при соприкосновении с элементами этих устройств в мо­мент поражения- молнией (напряжение прикосновения) или при нахождении в непосредственной близости от заземлителей мол­ниеотводов (шаговое напряжение).

При разработке мер защиты от молнии следует считаться с выявленной «избирательной поражаемостью молнией», т. е. свойством некоторых мест земной поверхности как бы притягивать молнию. Избирательная поражаемость молнией находится в связи с наличием повышенной грозовой деятельности в поражаемых районах и объясняется влиянием повышенной электропроводи­мости воздуха и почвы. В зависимости от геологического строе­ния могут существовать отдельные точки, в которых ионизация воздуха больше, чем в окружающих местах; например, гранитные скалы и железистые графиты поражаются чаще, чем известняки. Имеет значение и высота уровня грунтовых вол.

Обычно молнии ударяют в места с пониженным электрическим сопротивлением почвы, например в места соприкосновения двух горных пород, в расщелины гранитных скал с водяными жилами и т. д.

Для предохранения зданий и сооружений от разрушитель­ного действия молнии предусматриваются устройства грозоза­щиты. Действие грозозащиты основано на свойстве более высоких металлических, соединенных с землей предметов принимать на себя удары молнии, защищая от нее расположенные поблизости более низкие объекты.

В настоящее время применяются три основных типа грозоза­щитных сооружений: диверторная защита, антенная защита и сеточная защита.

Грозозащитные сооружения состоят из: молниеуловителей (или приемников), токоотводов и заземлителей.

Молииеуловитель является наиболее высоко расположенной частью грозозащитного устройства и служит для приема грозо­вого разряда и подвода его к другим частям грозозащитного устройства.

Токоотвод — металлический проводник или система провод­ников, соединяющих молниеуловители с заземлителями и обес­печивающих безопасный отвод в землю грозового разряда, при­нятого молниеуловителем.

Заземлители представляют собой проводник или систему про­водников, находящуюся в непосредственном плотном соприкосно­вении с почвой и предназначенную для отвода в нее грозовых разрядов.

Диверторная грозозащита. Диверторная или шты­ревая грозозащита выполняется в виде хорошо заземленных ме­таллических или деревянных штанг (диверторов) с укрепленными на них в случае деревянных штанг молниеприемником и прово­дами токоотвода.

Антенная грозозащита. Здесь молниеприемником служит один или несколько проводов, горизонтально натянутых над защищаемым сооружением. Сечение стальных проводов бе­рется не менее 70—100 мм2 и медных—50 мм2.

Сеточная грозозащита устраивается в виде одной или двух металлических сеток с размерами клеток от нескольких метров до десятков сантиметров. Сеточные молниеприемники раз­мещают над защищаемым объектом на специальных опорах, устанавливаемых на расстоянии от защищаемого объекта, или на деревянных опорах на самом объекте.

Защита от прямых ударов молнии. Защитное действие молние­отвода определяется его зоной защиты. Зона защиты молниеот­вода представляет пространство, которое с достаточной надеж­ное II,к) не может поражаться прямыми ударами молнии. Соору­жение будет защищено от прямых ударов молнии, если все его части окажутся в пределах зоны защиты молниеотводов.

Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода высотой h представляет собой конус с образующей в виде ломаной линии (рис. 58), вершина которого совпадает с вершиной молниеотвода. Основание конуса представляет окружность радиуса r — 1,5h. Го­ризонтальным сечением зоны защиты на высоте hx (высота за­щитного уровня) от земли является круг радиуса rх (rх—радиус защиты) с центром по оси молниеотвода.

Графическое построение зоны защиты производится путем соединения прямыми точек на оси молниеотвода на расстоянии 0,8h и h от земли с точками по обе стороны от основания молние­отвода на расстоянии, соответственно, 1,5h и 0,75h.

Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода

Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода

Рис.58. Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода.

Зона защиты двойного стержневого молниеотвода одной вы­соты при расстоянии между молниеотводами, равном а, представ­лена на рис. 59. Торцевые области зоны строятся аналогично зоне одиночного молниеотвода. Часть зоны, расположенная между молниеотводами, сверху ограничивается дугой окруж­ности, проходящей через вершины молниеотводов. Эта окружность при графическом построении проводится из центра, расположен­ного на вертикальной прямой, проведенной из середины между

молниеотводами (a/2)/ Центр этой окружности расположен от по­верхности земли на расстоянии  H = 4h. Сечение зоны защиты вертикальной плоскостью, проходящей в середине между мол­ниеотводами, по своему очертанию подобно зоне защиты одиноч­ного молниеотвода высотой h0, где h0 расстояние от поверхности земли до верхней границы зоны в этой плоскости; соответственно этому r0= 1,5h0 и rxo — радиус защиты в самом узком месте зоны.

Зона защиты двойного стержневого молниеотвода

Рис. 59. Зона защиты двойного стержневого молниеотвода.

Исправное состояние систем грозозащиты должно периоди­чески подвергаться проверке.


 

Чтобы оставить комментарий зарегистрируйтесь или авторизируйтесь пожалуйста на сайте.