Молниезащита зданий и сооружений

     
МОЛНИЕЗАЩИТА ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

     
     
Общие сведения

Электрические разряды в атмосфере-молнии - производят тепловое, механическое и электромагнитное воздействия на предметы, по которым протекает ток разряда, а также на вблизи расположенные предметы. В результате этих воздействий возможны пожары, разрушения, взрывы, гибель людей и животных.

Опасными проявлениями молнии являются:

- прямой удар;

- электромагнитная и электростатическая индукции;

- занос высоких потенциалов через наземные и подземные металлические коммуникации.  

Здания, сооружения и электроустановки, которые могут быть подвержены опасным воздействиям молнии, должны быть оборудованы молниезащитными устройствами.

Защита от прямых ударов молнии

Защиту от прямых ударов молнии осуществляют молниеотводами. Защитное действие молниеотводов основано на свойстве молнии поражать наиболее высокие заземленные металлические сооружения. Благодаря этому более низкие здания, находящиеся в зоне защиты, не поражаются молнией. В общем случае молниеотвод представляет собой возвышающееся над защищаемым объектом устройство, воспринимающее прямой удар молнии и отводящее токи молнии в землю.

Каждый молниеотвод состоит из следующих основных элементов: молниеприемника, непосредственно воспринимающего прямой удар молнии; несущей конструкции, предназначенной для установки молниеприемника; токоотвода, обеспечивающего электрическую связь молниеприемника с заземлителем и заземлителя, обеспечивающего контакт с землей. Металлические или железобетонные несущие конструкции могут служить одновременно и токоотводами.

В зависимости от конструкции молниеприемника и его расположения по отношению к защищаемому объекту различают молниеотводы: стержневые отдельно стоящие (рис.1, а); тросовые или антенные отдельно стоящие (рис.1, б); стержневые, установленные непосредственно на защищаемом объекте или изолированные от него (рис.1, в); сетчатые, накладываемые на кровлю защищаемого объекта (рис.1, г).

Рис.1. Типы молниеотводов:

а - отдельно стоящий стержневой; б - отдельно стоящий тросовый;
 в - стержневой, изолированный от защищаемого объекта;
 г - сетчатый, накладываемый на кровлю защищаемого объекта

Защита от прямых ударов молнии зданий и сооружений (объектов), отнесенных по устройству молниезащиты к III категории, может выполняться отдельно стоящими или установленными на объектах стержневыми или тросовыми молниеотводами; сетчатыми молниеотводами, накладываемыми на кровлю, или использованием в качестве молниеприемника металлической кровли объекта.

Молниеприемная сетка может иметь ячейки площадью не более 150 м (например, ячейки 12х12 м).

Для каждого заземлителя импульсное сопротивление молниеотвода должно быть не более 20 Ом, а в грунтах с удельным сопротивлением 500 Ом·м и выше - не более 40 Ом. Исключением являются строения для крупного рогатого скота и конюшен, для которых импульсное сопротивление каждого заземлителя должно быть не более 10 Ом.

Высоту одиночного стержневого молниеотвода, необходимого для защиты того или иного объекта, можно определить по упрощенной формуле (обозначения показаны на рис.2).

     
Рис.2. Зона защиты одиночного стержня молниеотвода

При защите от прямых ударов молнии объектов, относимых по устройству молниезащиты к III категории, следует максимально использовать существующие металлические конструкции, вытяжные трубы, водонапорные башни и возвышающиеся сооружения.

Неметаллические вертикальные трубы зданий, сооружений и котельных, водонапорные башни, вышки и т.п. высотой более 15 м защищают от прямых ударов молнии установкой на них молниеприемников. При этом для труб высотой до 50 м устанавливается один молниеприемник высотой 1 м и прокладывается один токоотвод; при высоте 50-150 м необходимы установка не менее двух симметричных (соединенных между собой на верхнем торце труб) молниеприемников высотой по 1 м каждый и прокладка двух токоотводов (одним токоотводом может служить металлическая ходовая лестница). В качестве токоотводов железобетонных труб должна использоваться их арматура.

Для металлических труб, башен, вышек установка молниеприемника и прокладка токоотвода не требуется; они присоединяются непосредственно к заземлителю.

Величина импульсного сопротивления заземлителя для металлических и неметаллических труб, башен и вышек должна быть не более 50 Ом.

Наружные металлические установки или отдельные емкости, содержащие горючие жидкости с температурой вспышки выше плюс 61 °С, должны быть защищены от прямых ударов молнии одним из следующих способов:

-  при толщине металла крышки менее 4 мм - отдельно стоящими или установленными на сооружении молниеотводами;