Как рассчитать молниезащиту

Пример расчета молниезащиты здания

Высота здания – hзд

= 50 м;

ширина здания – S

= 45 м;

длина здания – L

= 45 м.

Здание относится к III категории опасности поражения молнией и устройств молниезащиты (рис. 10.8).

Ожидаемое количество N

поражений молнией в год здания, не оборудованного молниезащитой, определяем по формуле

где S −

ширина здания, м;

L −

длина здания, м;

n

= 4 – среднее число ударов молнии в месте расположения здания для г. Ростова-на-Дону.

N

= ((45 + 6·50)(45 + 6 · 50) − 7,7 · 50 2 ) · 4 · 10 -6 = 0,4.

Рис. 10.8. Схема для расчета молниезащиты

Принимаем зону защиты Б.

Радиус зоны защиты по высоте здания (см. рис. 10.8)

м.

Для зоны защиты типа Б.

При известных значениях hx

иrx согласно п. 10.2.1 определяем высоту молниеотвода по формуле

h

= (50,3 + 1,63 ∙ 50) / 1,5 = 87,9 м

Вывод: рассчитанная зона молниезащиты здания полностью соответствуют требованиям защиты объекта.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Предельно допустимые уровни звукового давления, уровни звука

и эквивалентные уровни звука для наиболее типичных видов трудовой деятельности и рабочих мест (извлечение из СН 2.2.4/2.1.8.562-96)

№ п/п Вид трудовой деятельности, рабочее место Уровни звукового давления, дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц Уровни звука и эквивалентные уровни звука (в дБА)
31,5
Рабочие места в помещениях дирекции, проектно-конструктор- ских бюро, расчетчиков, программистов вычислительных машин
Административно-управленческая деятельность, рабочие места в помещениях цехового управленческого аппарата, в рабочих комнатах конторских помещений, в лабораториях
Рабочие места в помещениях диспетчерской службы, кабинетах и помещениях наблюдения и дистанционного управления с речевой связью по телефону, в помещениях мастеров, в залах обработки информации на вычислительных машинах

Окончание прил. 1

Рабочие места за пультами в кабинах наблюдения и дистанционного управления без речевой связи по телефону, в помещениях для размещения шумных агрегатов вычислительных машин
Выполнение всех видов работ (за исключением перечисленных в п.п. 1 – 4 и аналогичных им) на постоянных рабочих местах в производственных помещениях и на территории предприятий
Подвижной состав железнодорожного транспорта
Рабочие места в кабинах машинистов тепловозов, электровозов, поездов метрополитена, дезель-поездов и автомотрис
Рабочие места в кабинах машинистов скоростных и пригородных поездов
Помещения для персонала вагонов поездов дальнего следования, служебные помещения рефрижераторных секций

Допустимые уровни звукового давления, уровни звука, эквивалентные

и максимальные уровни звука проникающего шума в помещениях жилых

и общественных зданий и шума на территории жилой застройки (извлечение из СН 2.2.4/2.1.8.562-96)

№п/п Назначение помещений или территорий Вре-мя суток Уровни звукового давления, дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц Уровни звука LA и эквивалент ные уровни звукаLAэкв, дБА Максимальные уровни звука LAмакс , дБА
31,5
Классные помещения, учебные кабинеты, учительские комнаты, аудитории школ и других учебных заведений, конференц-залы, читальные залы библиотек
Жилые комнаты квартир, жилые помещения домов отдыха, пансионатов С 7 до 23 ч
С 23 до 7 ч
Территории, непосредственно прилегающие к жилым домам С 7 до 23 ч
С 23 до 7 ч

1 Допустимые уровни шума от внешних источников в помещениях устанавливаются при условии обеспечения нормативной вентиляцией помещений (для жилых помещений, палат, классов − при открытых форточках, фрамугах, узких створках окон).

2 Эквивалентные и максимальные уровни звука дБА для шума, создаваемого на территории средствами автомобильного, железнодорожного транспорта, в 2 м от ограждающих конструкций первого эшелона шумозащитных типов жилых зданий, зданий гостиниц, общежитий, обращены в сторону магистральных улиц общегородского и районного значения, железных дорог, допускается принимать на 10 дБА выше (поправка D = + 10 дБА) указанных в позиции 3 приложения 2.

3 Уровни звукового давления в октавных полосах частот в дБ, уровни звука и эквивалентные уровни звука­ в дБА для шума, создаваемого в помещениях и на территориях, прилегающих к зданиям, системами конди­ционирования воздуха, воздушного отопления и вентиляции и др. инженерно-технологическим оборудованием, следует принимать на 5 дБА ниже (поправка D = − 5 дБА), указанных в приложении 2.

4 Для тонального и импульсного шума следует принимать поправку − 5 дБА.

Расчет заземляющих устройств

Как и предыдущий вариант, это тоже относительно простая в использовании программа для расчетов заземления. Помимо интересующего нас направления, она позволяет определять и параметры молниезащиты. Интерфейс этого программного обеспечения при вычислениях также не вызывает никаких сложностей с операциями.


Расчет заземляющих устройств

Для вычислений в поля программы необходимо внести такую информацию:

  • нормативную величину сопротивления электрическому току, которую можно получить;
  • тип грунта от которого выбирается его удельное сопротивление;
  • климатическая зона, в которой будет устанавливаться заземление;
  • габаритные параметры вертикальных и горизонтальных заземлителей и способ их размещения.

В результате работы программы пользователь получает количество электродов и прогнозируемую величину сопротивления.

Процесс монтажа

Как только все необходимые данные получены, можно приобретать все части для громоотвода и начинать его сооружение. Необходимо внимательно осмотреть крышу и выбрать на ней наивысшую точку. Если речь идет о плоской кровле, то ей может послужить крыша домика, который предназначен для выхода на крышу. В этой точке фиксируется молниеприемник. В его роли может выступать обычный металлический штырь или отрезок медной арматуры. Сечение выводится по калькулятору. Высоты мачты должно быть достаточно, чтобы молния не могла попасть в другие элементы крыши. При необходимости мачта громоотвода фиксируется на растяжках, чтобы ее не снесло ветром и разрядом молнии.

Совет! Между кровлей и штоком мачты должна быть прокладка из диэлектрика, которая не даст разряду молнии пойти дальше.

В качестве мачты может быть использована не металлическая труба, а деревянный брус. Именно на него необходимо закрепить молниеприемник. К последнему осуществляется подвод промежуточного звена громоотвода, который должен состоять из медной проволоки большого диаметра. Кабель громоотвод должен быть кратчайшим путем спущен к земле. При этом отличным решением будет в качестве короба использовать систему сбора дождевой воды. в этом случае можно будет не переживать, что кабель будет сорван ветром.

Рядом с домом, в точке, куда будет опущен кабель, необходимо выкопать приямок. Его глубина должна быть не больше 80 см. При этом его расположение подбирается в четырех или трех метрах от дома. Лучше выбрать такое место, где редко ходят люди и не ставят автомобили. После этого в землю забиваются металлические штыри в виде вершин треугольника. Они должны быть соединены между собой посредством металлической планки или уголка, которые привариваются сверху. Длина прута должна составлять минимум два метра, а расстояние между ними высчитывается на калькуляторе. Толщина арматуры для громоотвода должна быть не меньше 12 мм. Провод, идущий от молниеприемника, соединяется с заземлением. Далее приямок можно закопать. Видео с процессом установки громоотвода есть ниже.

О разрушительных действиях молний

Видимой частью проявления молнии является прямой удар, который расщепляет вековые стволы деревьев, оплавляет металлические конструкции и является причиной возгорания.

Невидимые, но не менее опасные вторичные проявления молнии, такие как наведенные токи и появление высокого потенциала, визуально не проявляется, но не становятся менее опасными, поскольку разрушения, вызванные этими факторами, носят массовый характер.

Токи, вызванные грозовыми электромагнитными полями, являются причиной выхода со строя различных электроприборов. Наведенные токи и занос высокого потенциала, вызывают искрение, особо опасное в помещениях с взрывоопасной концентрацией взрывчатых веществ. При наличии дорогостоящего электрооборудования, ущерб от молнии будет значительным.

Как выполняется монтаж контура заземления дома?

  • простота проведения работ;
  • отсутствие проблем при измерении сопротивления контура.

Под землей располагают конструкции из металла. В отношении частных домов оптимально подходит контур в виде треугольника. Заложенный в грунт заземлитель соответствующей конфигурации:

  • имеет внушительную площадь;
  • в состоянии обеспечить небольшое сопротивление (электрическое) контура.

Монтаж заземлителей начинают с выбора подходящего места. Глубина залегания конструкции выбирается ниже отметки промерзания грунта — м. Траншея в сторону силового щита копается от одного из углов треугольника.

Молниезащита частных домов подразумевает вбивание в вершины треугольника электродов (играют роль заземлителей). Оптимально для данных целей подходит уголок стали со стороной шириной 50 мм. Стержни вбивают в землю. При плотном грунте возникает необходимость бурения скважин. Электроды должны выступать над уровнем земли.

Молниезащита зданий обустраивается в результате формирования контура. На практике для этих целей используется полоса стали 40*5 мм. Ее необходимо приварить к стержням. Полосу от металлического треугольника отводят к силовому шкафу. Там ее крепят к кабелю посредством болта. Данный крепеж следует приварить к полосе.

Заземление зданий требует проверки контура. Для этих целей задействуется диагностический прибор — омметр. Обязательное требование: значение показателя заземления менее регламентируемого. При необходимости в грунт вбиваются дополнительные металлические стержни.

Этапы проектирования

Первый этап включает сбор пакета документов и информации:

  • Генплан объекта (все сооружения, которые необходимо защищать, а также инфраструктура, технологические линии, наземные и подземные коммуникации, трубопроводы, телекоммуникационные каналы, электро и слаботочка и т.п.) (если необходимо защищать несколько зданий или учитывать соседство других);
  • Отдельные чертежи (планы) кровли и фасадов здания с перечнем используемых при строительстве материалов, включая наличие и материалы водосточной системы;
  • Прочие необходимые для расчета чертежи в составе строительной и архитектурной части, наличие и габаритные размеры крышных надстроек;
  • Назначение объекта, степень присутствия в нем людей;
  • Климатические условия местности, зона грозовой активности;
  • Характеристики грунта (тип почвы, уровень грунтовых вод).

На втором этапе разрабатывается концепция проекта, при котором производится:

  • Определение категории молниезащиты объекта. По регламентирующим документам РД 34.21.122-87 или СО 153-34.21.122-2003 выбираем класс молниезащиты (I, II, III или IV);
  • Выбор метода молниезащиты (защитный угол, катящаяся сфера или сетка) и типа контура заземления (очаговое, кольцевое или фундаментное);
  • Выбор материала элементов системы. На основе нормативов с учетом эстетических и экономических соображений, а также особенностей монтажа и окружающей среды (самые распространенные – Al, Cu, сталь оцинкованная или нержавеющая);
  • Определение мест установки молниеприемников и прокладки токоотводов.

На третьем этапе рассчитываются:

  • Молниеприемное оборудование – расчет зон защиты, выбор молниеприемной системы (стержневые, тросовые молниеприемники или сетка, а также их комбинация), определение их диаметров и длин;
  • Токоотводы (расчет количества и диаметра);
  • Расчет количества и мест установки кровельных и фасадных держателей;
  • Расчет контура заземления.

Калькулятор elec.ru

Достаточно удобный вариант расчета заземления, если у вас нет времени для установки программы на ПК. Это онлайн калькулятор, который даже при минимальной скорости интернета позволит рассчитать основные параметры заземляющих проводников. Для этого вам достаточно перейти на страницу калькулятора и внести соответствующие данные в поля сайта:

  • предельное значение сопротивления для заземления;
  • характеристики грунта, в котором оно будет устанавливаться;
  • параметры для вертикальных электродов и горизонтальных соединений;

Нажмите кнопку «Рассчитать» и в разделе расчетных данных появятся интересующие вас параметры.


Программа расчета elec.ru

Чтобы перейти к этой утилите нажмите на ссылку: https://www.elec.ru/calculators/zazemlenie/

Расчет элементов заземляющего устройства

Определение параметров проводников, используемых в конструкции любого заземлителя, проводится с учетом следующих соображений:

  • Длина металлических стержней или штырей в значительной мере определяет эффективность всей системы защитного заземления.
  • Большое значение имеет и протяженность элементов металлических связей.
  • От линейных размеров этих конструктивных составляющих зависят расход материала, а также суммарные затраты на обустройство ЗУ.
  • Сопротивление вертикально забиваемых электродов в первую очередь определяется длиной.
  • Их поперечные размеры не оказывают существенного влияния на качество и эффективность обустраиваемой защиты.

Помимо этого всегда нужно помнить о «золотом» правиле, согласно которому чем больше металлических заготовок предусмотрено в схеме – тем лучше характеристики безопасности контура.

Схема установки одиночного вертикального заземлителя

Также следует учесть, что мероприятия по организации заземления нельзя назвать легким занятием. При большом количестве составляющих системы увеличиваются объемы земляных работ. А решение вопроса о том, каким конкретно способом улучшать качество заземления (за счет длины или количества электродов) остается за самим исполнителем.

В любом случае при обустройстве ЗУ произвольного типа рекомендуется придерживаться следующих правил:

  1. стержни необходимо вбивать до отметки, находящейся ниже уровня промерзания почвы минимум на 50 сантиметров;
  2. такое их расположение позволит учесть сезонные факторы и исключить их влияние на работоспособность защитной системы;
  3. расстояние между вертикально вбитыми элементами зависит от формы выбранной конструкции и длины самих стержней.

Для корректного выбора этого показателя рекомендуется воспользоваться справочными таблицами.

Таблица определения параметров заземлителей

С целью сокращения объема предстоящих расчетов (их упрощения) сначала желательно определить величину сопротивления стеканию токов КЗ для одиночного стержня.

С учетом влияния, оказываемого на искомую величину горизонтальными элементами конструкции, сопротивление для вертикальных штырей вычисляется по следующей формуле:

Если монтируемое ЗУ обустраивается в разнородном грунте (другое его название – двухслойный), удельное сопротивление можно определить так:

где Ψ – это так называемый «сезонный» коэффициент;

ρ1 и ρ2– удельные сопротивления слоев почвы (верхней и нижней прослойки соответственно), учитываемые при расчетах в Омах на•метр;

Н – толщина слоя грунта в метрах, расположенного в верхней части земляного покрова;

t – заглубление вертикальных штырей или стержней (оно соответствует глубине подготовленной траншеи), равное 0,7 метрам.

Достаточное для получения эффективного заземления число стержней (горизонтальные составляющие пока не учитываются) определяется так:

где Rн – это нормируемое ПТЭЭП сопротивление растеканию.

С учетом горизонтальных элементов ЗУ формула для определения количества вертикальных штырей принимает такой вид:

где под ηв понимается коэффициент использования конструкции, указывающий на взаимное влияние токов стекания различных единичных элементов друг на друга.

При уменьшении шага монтажа этих элементов защитного контура его общее сопротивление растеканию тока заметно увеличивается. Число элементов заземляющего сооружения, полученное по результатам описанных выкладок, следует округлить до большего значения.

Расчеты заземления онлайн удается автоматизировать, если воспользоваться разработанным для этого специальным онлайн калькулятором на нашем ресурсе.

Установка контура заземления

Цифровой измеритель мощности, тока, амперметр, напряжения и энергии в электросети с ЖК дисплеем

Согласно классическому порядку монтажа контура заземления, сначала выполняются подготовительные работы, затем осуществляют непосредственно установку устройства и измеряют сопротивление.

Подготовка к монтажу

Для монтажа необходимо подготовить инструменты:

  • лопату;
  • болгарку или ножовку по металлу;
  • сварочный инвертор;
  • перфоратор;
  • гаечные ключи на 8, 10;
  • измерители тока, напряжения, сопротивления.

Подготовка к заземлению в частном доме

Из материалов потребуются:

  • Уголки, изготовленные из стойкой к коррозии стали, 40×40×4/50×50×5 см и длиной не менее 2,5 м. Или стальные круглые стержни диаметром 20 мм.
  • Три металлических полосы длиной 250 см, шириной от 40 до 60 мм и толщиной в районе 5 мм. Чем больше расстояние между электродами, тем лучше растекание токов, так как электромагнитные поля меньше взаимодействуют друг с другом. В идеале расстояние между электродами должно соответствовать их длине или увеличиваться кратно этому параметру.
  • Полоса из нержавеющей стали для соединения контура с фундаментом 40×4 или 50×5 мм или силовой кабель.
  • Болты М8, М10.
  • Токопроводник из меди.

Место под установку контура должно располагаться недалеко от фундамента и распределительного щитка.

Монтаж защитного устройства

Земельная подготовка к прокладке контура заземления

Первым шагом делают траншеи глубиной порядка 80 см под контур заземления и полосу, соединяющую систему с фундаментом. Конфигурация траншей должна соответствовать форме контура заземления. В данном случае выполняется заземление в виде треугольника со сторонами размером по 2,5 м каждая.

Металлические уголки стоит заострить, чтобы они легче входили в грунт. Их вбивают в почву, а не выкапывают углубления. Электроды должны войти в грунт плотно. Перемычки приваривают к электродам. Обрабатывают сварные швы битумной мастикой для защиты от коррозии. Кабель по траншее подводят в дом, к электрощитку. Для этого с помощью болтов и гаек закрепляют на вертикальный заземлитель запакованный в концевой контакт кабель. Для этого используют шины из меди (10мм2), алюминия (16 мм2) или металла (75 мм2). Засыпают контур сначала песком, потом землей.

Замер сопротивления защитного устройства

Измерение сопротивления заземляющих устройств

Чтобы проконтролировать работоспособность устройства, рекомендуется замерить его сопротивление растеканию токов по всем правилам. Работы лучше выполнять зимой или летом, когда сопротивление грунта максимальное. За норму сопротивления защитного контура принимают показатели 15, 30, 60 Ом или 2, 4 и 8 Ом при измерении с естественными заземлителями и повторными заземлителями отходящих линий для сети 660-380, 380-220 или 220-127 В, соответственно.

Проверка сопротивления в контуре

Чтобы замерить заземление правильно, должны использоваться специальные измерительные устройства – «МС-08» или «МС-416» и пробные электроды. Методика такова:

  1. Потенциальный электрод размещают между контуром и домом на расстоянии не менее 20 м. Другой на прямой линии с первым и защитным устройством, на расстоянии не более 40 м.
  2. Подключив напряжение, измеряют сопротивление.
  3. Измерение заземления проводят несколько раз, постепенно приближая выносной электрод, но не ближе чем на 5 м.

Программа «Заземление»

Представляет собой довольно простую в использовании программу. Расчет заземления в ней производится на основании простых алгоритмов расчета. С рабочим полем и принципом ее работы несложно разобраться даже новичку, поэтому такую программу можно считать универсальной.

Для начала вычислений вам достаточно внести:

  • размеры вертикальных и горизонтальных заземлителей;
  • способ их расположения и соединения;
  • климатические условия, в которых эксплуатируется заземление;
  • данные о грунте, питании сети.

Нажав кнопку «Расчет» на экране появятся интересующие вас данные.


Работа в программе Заземление

Активная и пассивная молниезащита

Разные типы внешней молниезащиты представляют собой систему, состоящую из токопроводящих конструкций, часть которых устанавливается в верхней части объектов. Они перехватывают разряд молнии, а затем отводят в землю ее высокую энергию. Эффект от подобной защиты зависит от количества компонентов и плотности покрытия опасной зоны, от архитектурных особенностей конкретного здания. Все процессы здесь происходят естественным путем, поэтому такие стандартные системы представляют собой пассивную молниезащиту.

Как правило, она включает в себя следующие компоненты:

  • Молниеприемник. Притягивает к себе и принимает электростатический атмосферный разряд. Конструктивно варианты исполнения бывают в виде металлических стержней, тросов, натянутых между опорами или приемной сетки с установленным шагом ячейки. Последний вариант используется в основном на плоских крышах с большими площадями.
  • Токоотводы. Находятся вроде бы на второстепенных ролях, однако без них совершенно невозможно отведение высоких токов, попавших в молниеприемник. Они изготавливаются из толстой стальной проволоки, диаметром от 8 мм и более. Такое сечение обеспечивает безопасное прохождение большого потенциала в течение короткого промежутка времени.
  • Заземление и молниезащита. Используются в совместном виде и состоят из отдельных заземлителей или целой системы, объединяющей сразу несколько электродов в единый контур заземления. Токоотводы могут подключаться к уже действующему заземлению, но для этого в цепь потребуется подключить специальные разрядники.

Активная защита определяется ГОСТ и существенно отличается от пассивной, в первую очередь наличием в ней активного молниеприемника, представляющего собой не стержень, а специальное электронное устройство с возможностью самостоятельной активации непосредственно перед наступлением грозы. Поля статического электричества, возникающие во время грозы, воздействуют на головку приемника и способствуют возникновению импульсов высокого напряжения. Под их влиянием в окружающем воздушном пространстве создается обратная ионизация, вызывающая эффект притягивания электрических разрядов.

Монтаж активного компонента осуществляется на металлическом стержне, превышающем наиболее высокую точку здания не менее чем на 1 метр. Все остальные компоненты устанавливаются и работают практически одинаково, как и на пассивной защите.

Как рассчитать заземление в частном доме вручную

Как вы уже поняли, основной параметр, который необходимо рассчитать – это общее сопротивление на растекание, т.е. нужно подобрать такую конфигурацию электродов, чтобы сопротивление заземляющего устройства, не превышало нормативное. Согласно положениям правил устройств электроустановок (ПЭУ), необходимо соблюдать определенные максимумы для токов:

  • 2 Ом — для 380 вольт;
  • 4 Ом — для 220 вольт;
  • 8 Ом — для 127 вольт.

Правильный расчет начинается с подсчета оптимального размера и количества стержней. Для того чтобы сделать это вручную, легче всего воспользоваться упрощенными формулами, приведенными ниже.

  • Ro – сопротивление стержня, Ом;
  • L – длина электрода, м;
  • d – диаметр электрода, м;
  • T – расстояние от середины электрода до поверхности, м;
  • pэкв – сопротивление грунта, Ом;
  • ln — натуральный логарифм;
  • π — константа (3,14).
  • Rн – нормируемое сопротивление заземляющего устройства (2, 4 или 8 Ом).
  • ψ – поправочный климатический коэффициент сопротивления грунта (1,3, 1,45, 1,7, 1,9, в зависимости от зоны).

Используя эти формулы, вы можете рассчитать заземляющее устройство достаточно точно, однако для упрощения расчета некоторые коэффициенты опускаются.

Также очень важно, чтобы при выборе глубины залегания и длины заземляющих стержней, нижний конец проходил ниже уровня промерзания, так как при отрицательных температурах резко возрастает сопротивление грунта, и возникают определенные сложности

5.1. Зона защиты стержневых молниеотводов

Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода (рис. 16 и 17) представляет собой в вертикальном сечении конус с образующей в виде ломаной линии.
Построение зоны защиты для молниеотвода высотой h<60 м (рис. 16) производится следующим образом. От основания молниеотвода в противоположные стороны откладываются два отрезка СА’ и СВ’, равные 0,75h, концы полученных точек А’ и В’ соединяют с вершиной О молниеотвода. Далее на молниеотводе на высоте 0,8h находится точка О’, которая соединяется прямой линией с концами

Рис. 17. Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода высотой более 60 м Рис. 16. Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода высотой до 60 м

Ломаная BDO и является образующей зоны защиты для определения величины радиуса защиты гх, м, на любой высоте hx зоны защиты используют формулы:

Решая приведенные выше формулы относительно h, можно при известных (заданных) значениях гх и hx получить величину оптимальной высоты молниеотвода: Для молниеотводов высотой более 60 м и до 100 м включительно зона защиты определяется исходя из лимитированной величины основания конуса на уровне земли г = 90 м (рис. 125). При этом радиус защиты на высоте hx определяется из соотношений: 5.2. Зона защиты двойного стержневого молниеотвода
Зона защиты двойного стержневого молниеотвода (при расположении двух одинаковых молниеприемников на одном уровне и на определенном расстоянии друг от друга) показана на рис. 18а. Определение очертаний торцевых частей зоны выполняется по расчетным формулам, используемым для построения зоны защиты одиночного молниеотвода.
Расчет предусматривает следующие обязательные условия: высота молниеотвода не должна превышать 60 м, молниеотвод рассматривается как двойной только при соотношении L/h <5.
Рис. 18. Зона защиты двойного стержневого молниеотвода:
а — при расположении молниеприемников на одном уровне; б — при расположении молниеприемников на разных уровнях Верхняя граница зоны защиты представляет собой дугу окружности радиуса R, соединяющую вершины молниеотводов и точку, расположенную на перпендикуляре, идущем из середины расстояния между молниеотводами на высоте h0.
Величина h0, в метрах, вычисляется по эмпирической формуле: Радиус окружности R, дуга которой описывает верхнюю границу зоны, соответственно определяется из выражения: В тех случаях, когда величины h0 и L известны, оптимальную высоту молниеотводов, находят по формуле: При этом в вышеприведенной формуле значение h0 соответствует значению, вычисленному исходя из необходимой (требуемой) ширины зоны защиты, величина которой определяется высотой защищаемого сооружения и его размерами в плоскости, перпендикулярной оси молниеотводов.
Ширина зоны защиты bх, м, на уровне hx вычисляется по формулам: Решая приведенные выше выражения относительно h0, получаем соответственно: 1,5
Зона защиты двойного стержневого молниеотвода (при расположении молниеприемников на разных уровнях) показана на рис. 18б. Принцип построения зоны защиты данного типа молниеотвода сводится к следующему: вначале строится зона защиты молниеотвода большей высоты и торцевая часть зоны защиты второго молниеотвода. Далее от вершины молниеотвода меньшей высоты проводится горизонтальная линия до пересечения с образующей зоны защиты молниеотвода большей высоты. Полученная точка пересечения условно принимается за вершину фиктивного молниеотвода, высота которого соответствует высоте меньшего молниеотвода. Дальнейший ход расчета и построения зоны защиты аналогичен описанному выше для двух молниеотводов одинаковой высоты.
Для определения внешних границ зоны защиты многократных молниеотводов используются те же приемы, что и для одиночного или двойного стержневых молниеотводов. При этом для расчета и построения внешних очертаний зоны молниеотводы берут попарно в определенной последовательности (например, для четырехкратного молниеотвода: 1—2, 2—3, 3—4, 4—1). При применении четырехкратного и более стержневого молниеотвода необходимо выполнение дополнительных условий, а именно:

  1. для зданий и сооружений I и II категорий следует принимать h0 >hx для попарно взятых молниеотводов по диагоналям многоугольника, образованного единичными молниеотводами;
  2. для зданий и сооружений III категории допускается D<5ha (D — длина диагонали многоугольника, составленного единичными молниеотводами).

Для молниеотводов высотой более 30 м величина D должна быть уменьшена путем введения коэффициента р.

Устройство заземления молниезащиты

Заземляющие контуры располагаются на расстоянии не менее 1 метра от самого объекта, дорожек и прочих мест частого появления людей. Данное требование позволяет избежать шагового напряжения, возникающего в процессе растекания заряда по грунту.

При наличии у объекта массивного железобетонного фундамента, заземление должно располагаться еще дальше, а внутри здания устанавливаются грозоразрядники, защищающие электронную аппаратуру. Это требование обязательно для выполнения, поскольку часть заряда молнии попадает на фундамент и другие элементы, контактирующие с ним – инженерные сети, корпуса оборудования.

Основным показателем заземления является его сопротивление. Если используются два отдельных контура, они соединяются между собой стальными проводниками при помощи сварки. Показатель сопротивления контура должен быть минимальным, чтобы ток мог легко уходить в землю. Если удельное сопротивление грунта 500 Ом, то нормативное сопротивление заземлителя составит 10 Ом. При более высоких сопротивлениях грунта для вычислений применяется формула: Rз = 10 + 0,0022 (ρ – 500) Ом, где Rз – сопротивление заземлителя, ρ – показатель удельного сопротивления грунта.

Нормативные значения можно получить путем замены грунта. Старый грунт убирается, а в яму или траншею закладывается земля с другими параметрами и характеристиками. После этого в обновленном грунте выполняется монтаж заземления. В другом случае в грунт добавляются химические реагенты, способные изменить его показатели в нужную сторону.

После того как заземление установлено, в дальнейшем проводятся регулярные замеры его сопротивления. Если его показатели выходят за пределы нормативного диапазона, следует выполнить установку дополнительного штыря или заменить несоответствующий элемент

Особое внимание обращается на соединения между всеми компонентами заземляющего устройства