РД 34.21.121

     

РУКОВОДЯЩИЕ УКАЗАНИЯ
ПО РАСЧЕТУ ЗОН ЗАЩИТЫ СТЕРЖНЕВЫХ И ТРОСОВЫХ МОЛНИЕОТВОДОВ

СОСТАВЛЕНО ВЭИ, ГКИЭИ, Энергосетьпроектом

Авторы кандидаты техн. наук А.А.Акопян, Э.М.Базелян, Б.Н.Горин и инженер А.С.Беляев

УТВЕРЖДЕНЫ заместителем начальника Главтехуправления Ф.Синьчуговым 4 октября 1972 г.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Защитное действие молниеотводов основано на свойстве молнии с большей вероятностью поражать более высокие и хорошо заземленные металлические предметы по сравнению с рядом стоящими менее высокими. Молниеотвод, принимающий на себя разряд молнии, представляет собой возвышающееся над защищаемым сооружением металлическое устройство, состоящее из молниеприемника, токоотвода и заземлителя. Для защиты электротехнических установок от прямых разрядов молнии рекомендуется применять стержневые и тросовые молниеотводы. Стержневые молниеотводы выполняются в виде вертикальных металлических конструкций, установленных самостоятельно или на каких-либо сооружениях (например, порталах, дымовых трубах), а тросовые - в виде горизонтально подвешенных проводов (тросов).

Степень защищенности сооружения молниеотводом определяется вероятностью прорыва молнии к защищаемому сооружению, минуя молниеотвод. Вероятность прорыва молнии равна отношению числа разрядов молнии в защищаемое сооружение к общему числу разрядов молнии в молниеотвод и защищаемое сооружение.

Расчет молниезащиты ведется по зонам защиты. Вероятность прорыва молнии к любому объекту, расположенному внутри зоны защиты, не должна превышать допускаемой величины.

Очертания и размеры зоны защиты определяются числом, высотой и взаимным расположением молниеотводов и зависят от допускаемой вероятности прорыва молнии. Зона защиты тем меньше, чем меньшую вероятность прорыва молнии требуется обеспечить. Пространство между молниеотводами защищено более надежно, чем с внешней стороны молниеотводов. Защитное действие молниеотводов снижается с увеличением высоты защищаемого объекта.

Зоны защиты стержневых молниеотводов высотой до 60 м проверены многолетним опытом эксплуатации и обеспечивают достаточную надежность. Зоны защиты стержневых молниеотводов высотой более 60 м по методике настоящих Руководящих указаний определяются с расчетной вероятностью прорыва молний в объект не более 10, а тросовых молниеотводов - не более 10 и 10. Указанная расчетная вероятность прорыва молнии установлена на основе лабораторных испытаний на модели, опыта эксплуатации и сведений о развитии разрядов молнии.

ЗОНЫ ЗАЩИТЫ СТЕРЖНЕВЫХ МОЛНИЕОТВОДОВ

1. Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода высотой до 60 м имеет форму, показанную на рис.1, размеры зоны определяются соотношением

                   ,                                                                                  (1)

где - радиус защиты на высоте ;

- превышение молниеотвода над уровнем высотою .     

при м; при м.

Рис.1. Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода высотой до 60 м:

- высота молниеотвода; - высота точки на границе защищаемой зоны;
  - активная высота молниеотвода

Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода высотой от 60 до 250 м усечена на расстоянии от вершины (рис.2) и определяется соотношениями:

                                                                         (2)

  при м;                                                     (3)

                        при м.                                                    (4)

Рис.2. Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода высотой более 60 м:

  при м; при м

На рис.3 показаны графики для определения размеров зоны защиты одиночного стержневого молниеотвода высотой до 30 м, рассчитанные по формуле (1), а на рис.4 и 5 - номограммы для стержневого молниеотвода высотой до 30 и 100 м соответственно. Через точки заданных значений на шкалах и проводится прямая линия, пересечение которой со шкалой определяет соответствующее значение отношения , а, следовательно, искомую высоту молниеотвода. Если , высота молниеотвода определяется по шкале точкой пересечения с прямой, проведенной через точку на шкале и через точку с заданным значением на шкале .

Рис.3. Зависимость высоты одиночного стержневого молниеотвода высотой до 30 м
от радиуса защиты на различных уровнях

Рис.4. Номограмма для расчета зоны защиты одиночного стержневого молниеотвода высотой до 30 м

Рис.5. Номограмма для расчета зоны защиты одиночного стержневого молниеотвода высотой до 100 м

Для защищаемых объектов высотой 60-100 м высота молниеотвода , определенная по номограмме рис.5, сравнивается с критической высотой , определяющей границу усечения зоны защиты,

          .                                                                                     (5)

Вследствие усечения зон защиты при меньше высота молниеотвода выбирается равной критической.

При высоте молниеотводов м построение зоны защиты производится непосредственно по формулам (2), (3) и (4).

2. Очертания зоны защиты двух стержневых молниеотводов (двойной молниеотвод) показаны на рис.6 для м и рис.7 для м. Для каждого из молниеотводов высотой более 60 м зона защиты усекается на расстоянии от вершины, как и для одиночного молниеотвода.