Блискавкозахист виробничих і складських приміщень

Дізнаємось

1. Наслідки удару блискавки та заходи її попередження.
Грозові розряди атмосферної електрики небезпечні для життя людей. До того ж блискавка при ударі в будівлю або споруду може завдати великих руйнувань, викликати пожежу.
Блискавка — особливий вид проходження електричного струму через величезні повітряні прошарки, джерелом якого є атмосферний заряд, накопичений грозовою хмарою. Блискавка - електричний розряд між хмарами або між хмарою і землею. Умови утворення таких хмар — велика вологість та швидка зміна температури повітря. За таких умов у атмосфері Землі проходять складні фізичні процеси, які призводять до утворення та накопичення електричних зарядів. При підвищенні напруженості електричного поля до критичних значень виникає розряд, який супроводжується яскравим свіченням (блискавкою) та звуком (громом). Довжина каналу блискавки може досягати кількох кілометрів, сила, струму — 200 000 А, напруга — 150 000 кВ, а температура — 10 000 °С і більше. Час існування блискавки 0,1—1 с. Щосекунди земну кулю уражають в середньому більше 100 блискавок.
Розрізняють первинні (прямий удар) і вторинні прояви блискавки.
Прямий удар блискавки (ураження блискавкою) — безпосередній контакт каналу блискавки з будівлею чи спорудою, що супроводжується протіканням через неї струму блискавки.
Під вторинними проявами блискавки розуміють явища під час близьких розрядів блискавки, що супроводжуються появою потенціалів на конструкціях, трубопроводах, електропроводах всередині будівель і споруд, які не зазнали прямого удару блискавки. Вони виникають внаслідок електростатичної та електромагнітної індукції.
Блискавки поділяються на лінійні, плескаті, кулясті і чоткові. Лінійні блискавки спостерігають часто, а кулясті та чоткові -- дуже рідко.
Блискавки -- велика загроза для життя людей. Ураження блискавкою можливо як при перебуванні просто неба, так і в закритому приміщенні. Частіше страждають люди що знаходяться під час грози на відкритій місцевості, переховуються від дощу під деревами і поблизу від працюючого електроустаткування (включеного в мережу телевізора, радіоприймача або увімкненого мобільного телефону). Високі дерева -- часта мішень для блискавок. На реліктових деревах-довгожителях легко можна знайти численні шрами від блискавок. Вважається, що одиночне дерево, частіше вражається блискавкою, хоча в деяких лісових районах шрами від блискавок можна побачити майже на кожному дереві.
Під час грози робота призупиняється, займається безпечне місце на галявині, ділянці листяного молодняку, між деревами, що ростуть на відстані 20 м один від одного, по можливості розташуватися на ізоляційних матеріалах (сухий хмиз, мох, береста), віддалити від себе на відстань 10м. металеві предмети, мобільний телефон, машини і механізми.
Забороняється під час грози: перебувати в русі, на узліссі; зупинятися біля струмків, озер; ховатися під окремо стоячими деревам; стояти біля і під ЛЕП.
Перш за все потрібно навчитися передбачати наближення грози і в такому випадку краще утриматися від поїздок в ліс, поле або до водойми, бажано не віддалятися далеко від дому. Якщо чутні далекі гуркіт грому і видно спалахи блискавки, то визначити приблизну відстань до місця грозової активності можна по проміжку часу між спалахом блискавки і першим гуркотом грому.
Блискавка небезпечна тоді, коли за спалахом тут же слід гуркіт грому, тобто грозову хмару знаходиться над вами, і небезпека удару блискавки найбільш вірогідна.
Ваші дії перед грозою і під час її повинні бути наступними:
– не виходити з дому, закрити вікна, двері і димарі, подбати, щоб не було протягу, який може залучити кульову блискавку.
– під час грози не топити грубку, бо дим, що виходить з труби, має високу електропровідність і вірогідність удару блискавки зростає;
– під час грози подалі триматися від електропроводки, антен, вікон, дверей і всього іншого, пов'язаного з зовнішнім середовищем. Не розташовуватися біля стіни, поряд з якою росте високе дерево;
– радіо і телевізори відключити від мережі, не користуватися електроприладами та мобільним телефоном;
– під час прогулянки сховатися в найближчому будинку. особливо небезпечна гроза в полі. при пошуку укриття віддайте перевагу металевої конструкції великих розмірів або конструкції з металевою рамою, житлового будинку або іншої будівлі, захищеної блискавковідводом;
– якщо немає можливості сховатися в будівлі, не треба ховатися в невеликих господарських спорудах, під одинокими деревами;
– не перебувати на височинах і відкритих незахищених місцях, поблизу металевих або сітчастих огорож, великих металевих об'єктів, вологих стін, заземлення блискавковідводу;
– за відсутності укриття лягти на землю, при цьому перевагу слід віддати сухому піщаному грунту, віддаленого від водойми;
– якщо гроза застала вас у лісі, необхідно сховатися на низькорослій ділянці. не можна ховатися під високими деревами, особливо соснами, дубами, тополями. Краще перебувати на відстані 30 м від окремого високого дерева, зверніть увагу чи немає поруч дерев, раніше уражених грозою, розщеплених, бо велика кількість уражених блискавкою дерев свідчить, що грунт на даній ділянці має високу електропровідність і удар блискавки в цю ділянку місцевості досить імовірний;
– ймовірність попадання блискавки в конкретне дерево прямо пропорційна його висоті;
– під час грози не можна перебувати на воді і біля води - купатися, ловити рибу. необхідно трохи далі відійти від берега;
– під час грози не займайтеся спортом на відкритому повітрі;
– якщо вас застала гроза на велосипеді або мотоциклі, припиніть рух і перечекайте грозу на відстані приблизно 30 м від них;
– якщо гроза застала вас в автомобілі, не потрібно його залишати, необхідно закрити вікна і опустити автомобільну антену. Рухатися під час грози на автомобілі не рекомендується.
– при зустрічі з кульовою блискавкою не проявляйте стосовно неї ніякої агресивності, зберігайте спокій і не рухайтеся. Не потрібно наближатися до неї, торкатися її чим-небудь, тому що може статися вибух. Не слід тікати від кульової блискавки, тому що це може спричинити її за собою виникли потоком повітря.
Та найголовніше – подбайте, щоб ваші будинки були захищені блискавкозахистом.

2. Конструкції блискавковідводів та їх розрахунок.
Для захисту об’єкта від прямих ударів блискавки застосовують блискавковідвід — пристрій, який височіє над захищуваним об’єктом, сприймає удар блискавки та відводить її струм у землю. Захисна дія блискавковідводу базується на властивості блискавки уражати найбільш високі та добре заземлені металеві конструкції.
Блискавковідвід характеризується зоною захисту — частиною простору, навколо блискавковідводу, яка захищена від прямих ударів блискавки з відповідним ступенем надійності.

Блискавкозахист — це система захисних пристроїв та заходів, що призначені для забезпечення безпеки людей, збереження будівель та споруд, устаткування та матеріалів від можливих вибухів, займань та руйнувань, спричинених блискавкою.
Найбільш часто виникають лінійні блискавки, тривалість яких становить десяті частки секунди. Такі блискавки найбільш небезпечні при прямому ударі. В основному вони вражають предмети, що мають велику висоту, ніж інші розташовані по близькості, по цьому для захисту від блискавок використовують блискавковідводи.
Блискавковідводи складаються з таких елементів:
Блискавкоприймач -- слугує для прийому розряду блискавки й розташовується в зоні можливого контакту з каналом блискавки; в залежності від захищуваного об'єкта, може являти собою металевий штир, мережу із провідного матеріалу або металевий трос, натягнутий над захищуваним об'єктом.
струмовідвідні спуски -- провідники, що слугують для відводу заряду від блискавко-приймача до заземлювач; звичайно являє собою провід досить великого перетину
заземлювач -- провідник або кілька з'єднаних між собою провідників, що торкаються ґрунту; звичайно являє собою металеву плиту, заглиблену в ґрунт.
Елементи блискавковідводу з'єднуються між собою й закріплюються на несучій конструкції. Оскільки ймовірність влучення у наземний об'єкт блискавкою зростає із збільшенням його висоти, блискавковідвід розташовується на якомога більшій висоті або безпосередньо на об'єкті, що захищається, або як окреме спорудження поруч із об'єктом. Іноді блискавковідвід вбудовується в декоративні елементи будинку або споруди.
Одиночний стержньовий блискавковідвод, що стоїть окремо, складається з опори (висотою до 25 м - із дерева або залізобетону, до 5 м - із металу), блискавко-приймача (сталевий профіль перерізом не менше 100), струмовідводу (перерізом не менше 48) і заземлювача. Зона захисту блискавковідводу є обсяг конуса, висота якого дорівнює 0,8 h. На рівні землі утворює захисну зону у вигляді подвійного конуса з круглою основою. Радіус його в півтора рази більше висоти блискавкоприймача.
Захисну зону блискавкоприймача можна відобразити графічно. Проведемо горизонтальну лінію та перпендикулярно до неї в масштабі висоту блискавкоприймача, рівну R (мал.1).
На горизонтальній лінії із точки О в обидва боки в тому ж масштабі відкладемо радіуси основи r, що дорівнюють 1,5 h. Кінці радіусів позначимо літерою Б. На лінії ОН, на відстані 0,8 h від основи, відзначимо точку В, а на лінії радіусів – точки Г, котрі ділять радіуси на дві рівні частини.
За одержаними даними можна побудувати переріз подвійного конуса – зони захисту. Для цього проведемо прямі лінії з точки Н до точки Г, а з точки В до точки Б. Після такої побудови одержимо трикутник, при обертанні якого навколо осі ОН утвориться зона захисту з блискавковідводом висотою h.
Горизонтальний переріз зони захисту на висоті споруди h x зображує коло радіусом r x , яке називається радіусом захисту.



При одиночному стержньовому блискавковідводі висотою менш 60 м радіус захисту визначають за такими співвідношеннями:

а) при

При захисті довгих споруд встановлюють два стержньових блискавковідводи. Зона захисту рівних за висотою ( h не більш 60 м) блискавковідводів із відстанню між ними а зображена на мал.2.

Мал. 2. Схема захисту будівлі від блискавки двома стержньовими блискавковідводами



Торцева частина зони захисту визначається як зона одиночних стержньових блискавковідводів. Верхня межа зони являє собою дугу кола, що проходить через вершини блискавковідводів з центром, який знаходиться на перпендикулярі, проведеному зі середини відстані на висоті 4h.
Окреслення зони захисту в перерізі вертикальною площиною посередині між блискавковідводами визначають за правилом побудови зони захисту одиночного стержньового блискавковідводу висотою h0 (рис. 2), при цьому радіус основи r0 = 1,5 h0 .
Висоту зони в середині подвійного стержньового блискавковідводу h0, при відомій висоті h та довжині будови а визначають за формулою
.
При побудові подвійного стержньового блискавковідводу слід враховувати, що при а > 5h спільна дія одиночних блискавковідводів порушується, оскільки в такому випадку h0 = 0.
Висоту блискавковідводу при відомих h0 та а розраховують за формулою

За дуже довгих побудовах, коли блискавкозахист не можна виконати двома стержньовими блискавковідводами, влаштовують одиночні або подвійні тросові (антенні) блискавковідводи.


Мал. 3. Схема захисту будівлі від блискавки одинарним тросовим блискавковідводом.

3. Конструкція контуру заземлення та його розрахунок
Конструкція контуру заземлення може бути різною, частіше всього вона виконується із трубчастих або металевих стержнів різного січення, які вбиваються в ґрунт до незамерзаючого шару.
Верхні кінці стержнів з’єднуються між собою електрозварюванням. До контуру також електрозварюванням приєднують товстий залізний провід (перетином не менше 50 мм2), який з’єднується зі струмопроводом.

Типи одиночних заземлювачів:
а) – верхній кінець стержня на рівні землі;
б) – верхній кінець стержня заглиблений;
в) – горизонтальний смуговий заземлювач.
Надійність захисного заземлення залежить від величини його опору. Опір заземлення розтіканню струму при стержньовому блискавковідводі повинен бути не більше 10 Ом. Опором заземлення називають опір, який віддає земля поширенню електричного струму із заземлювача в ґрунтовий шар.
Опір розповсюдженню одиночних трубчастих або стержньових заземлювачів, верхній кінець якого знаходиться на рівні поверхні землі, визначається за формулою:
При влаштуванні декількох блискавковідводів заземлювач повинен бути загальним для всіх блискавковідводів.
Питомий опір ґрунту залежить від стану ґрунту, його структури, наявності солей та його вологості. При розрахунках застосовують середнє значення питомого опору ґрунту (табл. 1).
Питомі електричні опори ґрунтів і кліматичні коефіцієнти
Ґрунт Питомий опір,Ом/см
При вологості 10-12% до маси ґрунту Можливі обмеження коливань Рекомендовано для розрахунків
Торф
Чорнозем
Садова земля
Глина
Суглинок
Мергель, вапняк
Супісок
Пісок 20
200
40
40
100
250
300
700 -
9-53
30-60
8-70
40-150
200-300
150-400
400-2500 20
30
50
60
100
250
300
500
У відповідності до правил встановлення стержньових блискавковідводів при захисті тваринницьких приміщень щогли та заземлювачі розміщують не ближче 4 м від будови. З метою попередження враження кроковою напругою місце заземлення повинно бути огороджено, щоб тварини не змогли підійти ближче 3 м.

Проблемні питання

Д.з.

Доступно тільки для зареєстрованих користувачів