Типовые зоны защиты стержневых и тросовых молниеотводов

Зоны защиты одиночного стержневого молниеотвода

Стандартной зоной защиты одиночного стержневого молниеотвода высотой h является круговой конус высотой h0< h, вершина которого совпадает с вертикальной осью молниеотвода (рис. 3.1). Габариты зоны определяются двумя параметрами: высотой конуса h0и радиусом конуса

на уровне земли r0.

Приведенные ниже расчетные формулы (табл. 3.4) пригодны для молниеотводов высотой до

150 м. При более высоких молниеотводах следует пользоваться специальной методикой расчета.

Т абл ица 3.4 - Расчет зоны защиты одиночного стержневого молниеотвода

Надежность защиты Pз Высотамолниеотводаh,м Высота конуса h0, м Радиус конуса r0, м

0,9 от 0 до 100 0,85h 1,2h

от100до 150 0,85h [1,2 - 10-3(h - 100)]h

0,99 от 0 до 30 0,8h 0,8h

от30до 100 0,8h [0,8 - 1,43×10-3(h - 30)]h

от100до 150 [0,8 - 10-3(h - 100)]h 0,7h

0,999 от 0 до 30 0,7h 0,6h

от30до 100 [0,7 - 7,14×10-4(h - 30)]h [0,6 - 1,43×10-3(h - 30)]h

от100до 150 [0,65 - 10-3(h - 100)]h [0,5 - 2×10-3(h - 100)]h

Рисунок 3.1 - Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода

Для зоны защиты требуемой надежности (рис. 3.1) радиус горизонтального сечения rx на высоте hхопределяется по формуле:

. (3.1)

Зоны защиты одиночного тросового молниеотвода

Стандартные зоны защиты одиночного тросового молниеотвода высотой h ограничены

симметричными двускатными поверхностями, образующими в вертикальном сечении равнобедренный треугольник с вершиной на высоте h0< h и основанием на уровне земли 2r0(рис.

3.2).

Приведенные ниже расчетные формулы (табл. 3.5) пригодны для молниеотводов высотой до

150 м. При большей высоте следует пользоваться специальным программным обеспечением.

Здесь и далее под h понимается минимальная высота троса над уровнем земли (с учетом провеса).

Полуширина rxзоны защиты требуемой надежности (рис. 3.2) на высоте hх от поверхности

земли определяется выражением:

. (3.2)

Рисунок 3.2 - Зона защиты одиночного тросового молниеотвода

При необходимости расширить защищаемый объем к торцам зоны защиты собственно тросового молниеотвода могут добавляться зоны защиты несущих опор, которые рассчитываются

по формулам одиночных стержневых молниеотводов, представленным в табл. 3.4. В случае

больших провесов тросов, например, у воздушных линий электропередачи, рекомендуется рассчитывать обеспечиваемую вероятность прорыва молнии программными методами, поскольку

построение зон защиты по минимальной высоте троса в пролете может привести к неоправданным затратам.

Т абл ица 3.5 - Расчет зоны защиты одиночного тросового молниеотвода

Надежность защиты Pз Высотамолниеотводаh,м Высота конуса h0, м Радиус конуса r0, м

0,9 от 0 до 150 0,87h 1,5h

0,99 от 0 до 30 0,8h 0,95h

от30до 100 0,8h [0,95 - 7,14×10-4(h - 30)]h

от100до 150 0,8h [0,9 - 10-3(h - 100)]h

0,999 от 0 до 30 0,75h 0,7h

от30до 100 [0,75 - 4,28×10-4(h - 30)]h [0,7 - 1,43×10-3(h - 30)]h

от100до 150 [0,72 - 10-3(h - 100)]h [0,6 - 10-3(h - 100)]h

Зоны защиты двойного стержневого молниеотвода

Молниеотвод считается двойным, когда расстояние между стержневыми молниеприемниками L

не превышает предельной величины Lmах. В противном случае оба молниеотвода рассматриваются как одиночные.

Конфигурация вертикальных и горизонтальных сечений стандартных зон защиты двойного

стержневого молниеотвода (высотой h и расстоянием L между молниеотводами) представлена на

рис. 3.3. Построение внешних областей зон двойного молниеотвода (полуконусов с габаритами h0,

r0) производится по формулам таблицы 3.6для стержневых молниеотводов.

Рисунок 3.3 - Зона защиты двойного стержневого молниеотвода

Размеры внутренних областей определяются параметрами h0и hс, первый из которых задает максимальную высоту зоны непосредственно у молниеотводов, а второй - минимальную высоту зоны по середине между молниеотводами. При расстоянии между молниеотводами L £ Lcграница зоны не имеет провеса (hс= h0). Для расстояний Lс£ L ³ Lmахвысота hсопределяется по выражению

. (3.3)

Входящие в него предельные расстояния Lmахи Lcвычисляются по эмпирическим формулам табл. 3.6, пригодным для молниеотводов высотой до 150 м. При большей высоте молниеотводов следует пользоваться специальным программным обеспечением.

Размеры горизонтальных сечений зоны вычисляются по следующим формулам, общим для всех уровней надежности защиты:

длина горизонтального сечения lхна высоте hx³ hс:

причем при hx< hсlх= L/2;

; (3.4)

, (3.5)

ширина горизонтального сечения в центре между молниеотводами 2rсхна высоте hx£ hс:

. (3.6)