Лекции для студентов

Основы охраны труда — санитария и гигиена труда, улучшения условия труда, техника безопасности — Защита от молнии

Защита от молнии

Молния — это интенсивный разряд атмосферного электричества, то есть разряд между электрически заряженной тучей и землей, или между разноименно заряженными краями двух туч. Электростатическая электризация грозовых туч происходит вследствие движения мощных воздушных потоков и конденсации в них водяного пара. Действие молнии на дома и сооружения может быть в виде прямого удара, электростатической или электромагнитной индукции и в виде занесения высоких электрических потенциалов.

Из этих видов действия молний опаснейший — прямой удар, так как при этом происходит непосредственный контакт молнии с объектом, что сопровождается прохождением через него кратковременного (импульсного) тока молнии.

Выяснено, что при прямом ударе молнии за частицы секунды по каналу молнии проходит ток силой 200 . . . 50 кА, разогревая его до 2000 . . . 3000⁰С.

Во избежание опасности поражения молнией, оборудуют защиту, которая представляет собой комплекс защитных приспособлений, предназначенных обезопасить людей, дома и сооружения, оборудование и материалы от возможных взрывов, загораний и разрушений, которые возникают при действии молнии, а в домах сельскохозяйственных предприятий — также для безопасности животных и птиц.

Устройства, предназначенные непосредственно для приема электрического разряда молнии, отводят его ток в землю и называют молниеотводами.

Зоной защиты молниеотвода называют часть пространства, которае прилегает к молниеотводу и защищает сооружение от прямых ударов молнии с достаточной степенью надежности (99%). Радиус зоны защиты вычисляется по конкретным параметрам для того или другого молниеотвода. В зависимости от характера необходимых мероприятий защиты все дома и сооружения разделяют на три категории. К І категории относятся промышленные дома и сооружения с взрывоопасными зонами классов В-І и В-2, расположенные в любом месте территории Украины, к ІІ категории — промышленные дома и сооружения с зонами классов В-Іа, В-Іб и В-IIа, расположенные в местности с средне грозовой деятельностью 10 и больше часов на год. По этой самой категорией должны ограждаться надворные технологические установки и открытые склады, отнесенные к классу В-Іг независимо от места нахождения этих объектов на территории Украины. По этим категориям (І и ІІ) предполагается защита домов и сооружений от прямых ударов молнии, от электростатической и электромагнитной индукции и занесения высоких потенциалов через наземные и подземные металлические конструкции и коммуникации.

К ІІІ категории относятся много других производственных, сельскохозяйственных, жилых и общественных зданий, сооружений и складов, дымовые трубы, водонапорные и силосные башни, пожарные вышки и прочие объекты классов П-1, П-ІІ и П-IIа при таких условиях:

-объекты расположены в местностях с грозовой деятельностью 20 грозовых часов на год и больше;

-ожидаемое количество поражений не менее чем 0-0,5 на год для зданий и сооружений І и ІІ степеней огнестойкости;

-ожидаемое количество поражений не менее чем 0-0,1 на год для зданий и сооружений ІІІ, ІV и V степеней огнестойкости.

-Ожидаемое количество поражений на год (N) зданий и сооружений, не оборудованных защитой от молнии, определяется из выражения

N = (В + 6 h_x) (L + 6 h_x) n · 10^-6

где В и L — соответственно ширина и длина дома, м; h_x — наибольшая высота дома по его боковым сторонам; n — среднее число поражений молнией 1 км² земной поверхности в мест расположения здания, берется в зависимости от грозовой деятельности, А, ч/год:

А, ч/год n

10 — 20 1

20 — 40 3

40 — 60 6

60-80 9

80 — 100 и большее 12

Относительно степени надежности зоны защиты молниеотводов разделяют на два типа: А — с степенью надежности 99,5% и выше; Б — 95% и выше.

Для объектов, которые относятся к первой категории защиты, предусматривают молниеотводы с зонами защиты только типа А. Тип зоны защиты молниеотводов для объектов ІІ и ІІІ категории зависит от ожидаемого числа поражений на год зданий и сооружений, которые не имеют защиты (N). При показателе N>1 для домов и сооружений ІІ категории предполагается зона типа А, а при N<1 — типа Б. Надворные технологические установки класса В-І, что отнесены также к ІІ категории, подлежат защите от прямых ударов молнии на всей территории Украины, а молниеотводы предполагаются с зонами защиты типа Б. Для объектов ІІІ категории зону защиты молниеотводов типа А берут при N>2, а типа Б — при N<2 с учетом степеней огнестойкости строительных конструкций.

Самым сложным является сооружение защиты І категории. Молниеотводы обязательно изолируются от защищаемого сооружения или размещаются в отдельности. При ІІ категории защиты, кроме размещенных в отдельности или установленных на домах изолированных молниеотводах, допускается использование молниеприемной сетки, наложенной на крышу. Заземлители молниеотводов необходимо размещать в редко посещаемых местах на расстоянии 5 м и больше от проезжих и пешеходных путей. Сопротивление заземлителя может быть не более чем 10 Ом.

Молниеприемники должны быть изготовлены (оцинкованные или выкрашенные): стержневой — сечением не менее чем 10 мм² и длиной не менее чем 200 мм, тросовый (многопроволочный оцинкованный трос) — сечением не менее чем 35 мм².