Параметры токов молнии, предлагаемые для нормирования средств защиты от электромагнитных воздействий молнии

Кроме механических и термических воздействий ток молнии создает мощные импульсы электромагнитного излучения, которые могут быть причиной повреждения систем, включающих оборудование связи, управления, автоматики, вычислительные и информационные устройства и

т.п. Эти сложные и дорогостоящие системы используются во многих отраслях производства и бизнеса. Их повреждение в результате удара молнии крайне нежелательно по соображениям безопасности, а также по экономическим соображениям.

Удар молнии может содержать либо единственный импульс тока, либо состоять из последовательности импульсов, разделенных промежутками времени, за которые протекает слабый сопровождающий ток. Параметры импульса тока первого компонента существенно

отличаются от характеристик импульсов последующих компонентов. Ниже приводятся данные,

характеризующие расчетные параметры импульсов тока первого и последующих импульсов (табл.

2.4 и 2.5), а также длительного тока (табл. 2.6) в паузах между импульсами для обычных объектов при различных уровнях защиты.

Т абл ица 2.4 - Параметры первого импульса тока молнии

Параметртока Уровеньзащиты

I II III, IV

Максимум тока I, кА 200 150 100

ДлительностьфронтаT1,мкс 10 10 10

ВремяполуспадаT2,мкс 350 350 350

ЗарядвимпульсеQсум*,Кл 100 75 50

Удельная энергия в импульсе W/R**, МДж/Ом 10 5,6 2,5

* Поскольку значительная часть общего заряда Qсум приходится на первый импульс, полагается, что общий заряд всех коротких импульсов равен приведенной величине.

** Поскольку значительная часть общей удельной энергии W/R приходится на первый импульс, полагается, что

общий заряд всех коротких импульсов равен приведенной величине.

Т абл ица 2.5 - Параметры последующего импульса тока молнии

Параметртока Уровеньзащиты

I II III, IV

Максимум тока I, кА 50 37,5 25

ДлительностьфронтаT1,мкс 0,25 0,25 0,25

ВремяполуспадаT2,мкс 100 100 100

Средняя крутизна а, кА/мкс 200 150 100

Т абл ица 2.6 - Параметры длительного тока молнии в промежутке между импульсами

Параметрытока Уровеньзащиты

I II III, IV

ЗарядQдл*,Кл 200 150 100

Длительность Т, с 0,5 0,5 0,5

* Qдл - заряд, обусловленный длительным протеканием тока в период между двумя импульсами тока молнии.

Средний ток приблизительно равен QL/T.

Форма импульсов тока определяется следующим выражением

где I - максимум тока;

t - время;

t2- постоянная времени для спада;

h - коэффициент, корректирующий значение максимума тока.

, (2.2)

Значения параметров, входящих в формулу (2.2), описывающую изменение тока молнии во времени, приведены в табл. 2.7.

Т абл ица 2.7 - Значения параметров для расчета формы импульса тока молнии

Первыйимпульс Последующий импульс

Параметр

Уровень защиты Уровень защиты

I II III, IV I II III, IV

I, кА 200 150 100 50 37,5 25

h 0,93 0,93 0,93 0,993 0,993 0,993

t1,мкс 19,0 19,0 19,0 0,454 0,454 0,454

t2,мкс 485 485 485 143 143 143

Длительный импульс может быть принят прямоугольным со средним током I и длительностью

T, соответствующими данным табл. 2.6.

ЗАЩИТА ОТ ПРЯМЫХ УДАРОВ МОЛНИИ

КОМПЛЕКС СРЕДСТВ МОЛНИЕЗАЩИТЫ

Комплекс средств молниезащиты зданий или сооружений включает в себя устройства защиты

от прямых ударов молнии [внешняя молниезащитиая система (МЗС)] и устройства защиты от вторичных воздействий молнии (внутренняя МЗС). В частных случаях молниезащита может

содержать только внешние или только внутренние устройства. В общем случае часть токов

молнии протекает по элементам внутренней молниезащиты.

Внешняя МЗС может быть изолирована от сооружения (отдельно стоящие молниеотводы -

стержневые или тросовые, а также соседние сооружения, выполняющие функции естественных молниеотводов), или может быть установлена на защищаемом сооружении и даже быть его

частью.

Внутренние устройства молниезащиты предназначены для ограничения электромагнитных воздействий тока молнии и предотвращения искрений внутри защищаемого объекта.

Токи молнии, попадающие в молниеприемники, отводятся в заземлитель через систему токоотводов (спусков) и растекаются в земле.

ВНЕШНЯЯ МОЛНИЕЗАЩИТНАЯ СИСТЕМА

Внешняя МЗС в общем случае состоит из молниеприемников, токоотводов и заземлителей. В случае специального изготовления их материал и сечения должны удовлетворять требованиям табл. 3.1.