Что такое зона защиты молниеотвода

Определение зоны защиты отдельно стоящего стержневого молниеотвода

Молния – удивительное природное явление, представляющее собой мощный электрический разряд длиной до нескольких километров, возникающий вследствие разности потенциалов между грозовым облаком и землей, зданиями, сооружениями и др. наземными объектами.
Воздействие молний может представлять серьезную угрозу жизни и здоровью людей и животных, состоянию зданий и сооружений, нормальной работе механизмов и систем.

Прямой удар и вторичное воздействие молнии оказывает электрические (удар током, перенапряжение в сети), термические (резкое выделение тепла), механические (ударная волна), а также электростатическую и электромагнитную индукции, занос потенциала в коммуникации объекта. Человечество издавна пыталось выработать эффективные средства и способы защиты от негативного воздействия молний.

Наиболее эффективным средством внешней молниезащиты служит молниеотвод — устройство, предназначенное для непосредственного привлечения канала молнии и направления его в землю.

В качестве молниеотводов могут применяться отдельно стоящие стержневые молниеотводы и тросовые молниеотводы.

Функцию стержневых молниеотводов может обеспечить широкий ассортимент существующих моделей молниеотводных мачт и опор

• молниеотводы на базе граненых конических опор освещения (МОГК, Iglica)
• молниеотводы на базе стальных трубчатых опор освещения (МОТ)
• молниеотводы на базе мачт с мобильной короной (ВГМ, МГФ-М-М)
• молниеотводы на базе мачт со стационарной короной (ВГН, МГФ-СР-М)
• Молниеотводы, совмещенные с осветительными кронштейнами.

Типовая конструкция любого стержневого молниеотвода состоит из молниеприемника, токоотвода заземлителя. В качестве молниеприемника используется молниеотводный шпиль – штыревой молниеприемник. Токоотводом может служить как само тело металлической опоры (мачты), на которой располагается молниеприемник, так и отдельный проводник – кабель. Токоотвод соединяется с контуром заземления, смонтированным в грунте.
Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода высотой h будет образовывать круговой конус, вершина которого располагается на высоте ho < h. На уровне земли зона защиты ограничивается окружностью с радиусом ro.
Эффект молниезащиты конкретного объекта будет определяться высотой молниеприемника, расположением молниеотвода и даже материалом и сечением используемых материалов.

Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода определяется его общей высотой (h) и образует собой коническое пространство высотой ho (ho < h). На поверхности земли зона защиты образует круг радиусом ro. На правой схеме условно показаны 1 – граница зоны защиты на уровне hx; 2 – граница зоны защиты на уровне земли.
На высоте защищаемого сооружения (hx) зона молниезащиты образует круг радиусом rx.
Естественным образом, rx < ro.
С учетом определенных в результате измерений и испытаний коэффициентов, габаритные размеры для зон высчитываются по следующим формулам:
Зона молниезащиты на уровне земли
ho = 0,85h; ro = (1,1 – 0,002h)·h; rх = (1,1 — 0,002h)(h – hх/0,85).
Зона молниезащиты на уровне защищаемого объекта
ho = 0,92h; ro = 1,5h; rх = 1,5(h – hх/0,92).
Зная значения hх и rх, высоту одиночного стержневого молниеотвода для защиты защищаемого объекта можно определить по формуле:
h = (rх + 1,63hх)/1,5.

Всё о зонах защиты молниеотводов

Вот уже много лет зона защиты остается любимым инструментом проектировщика. Особых объяснений этому не требуется. Зону легко построить. Ещё легче проверить, размещается ли в ней защищаемый объект. А если размещается, молниеотвод обеспечит его защиту от прямых ударов молнии с надёжностью не меньше той, что приписана построенной зоне. В интернете куча программ для таких построений, среди них много трехмерных и даже выполненных в цвете. Удобно и красиво. Получив такой проект, заказчик вряд ли поинтересуется тем, насколько избыточно принятое решение. И очень жаль, потому что в проекте чаще всего используются одиночные молниеотводы, как правило, стержневые. Это их зоны защиты в виде кругового конуса удобны для построения. А то, что надёжность защиты одиночными стержневыми молниеотводами самая низкая, так этого заказчику не подскажут. И дело здесь не в повышенной стоимости молниеотводов неоправданно большой высоты, — значительно опаснее то, что высотный молниеотвод стягивает на себя повышенное число разрядов молний. Их ток, протекая по опоре молниеприемника, почти в полной мере сохраняет свое магнитное поле. Отсюда повышенное число опасных электромагнитных воздействий на электронную аппаратуру защищаемого объекта. Сегодня, в век массового освоения ”умных” электронных устройств электромагнитная наводка нередко опаснее прямого воздействия канала молнии.

Вот почему решено написать серию маленьких, связанных между собой статей, которые должны раскрыть происхождение зон защиты молниеотводов, пояснить их форму и геометрические размеры, честно рассказать об удобстве проектирования молниезащиты по зонам и не менее честно выложить все неприятности таких проектных решений.

Сегодня трудно определить, сколько таких статей понадобится, тем более, что это зависит и от вас, уважаемый читатель. Любой ваш вопрос, посланный на адрес info@zandz.ru, будет проанализирован и принят во внимание при подготовке очередного материала.

Э. М. Базелян, д.т.н., профессор;
Энергетический институт имени Г.М. Кржижановского, г. Москва;
признанный отечественный Эксперт в области заземления и молниезащиты

1. Почему у стержневого молниеотвода зона защиты в виде конуса?

Ответ на этот вопрос мог быть получен даже во времена Франклина и Ломоносова. Эксперименты показали , что молния – это длинная искра гигантских размеров. Её подобие можно было получить в лаборатории даже в XVIII веке с помощью уже существующей тогда электрофорной машины. Лучшие из них давали напряжение в сотни киловольт – вполне достаточно для формирования искр длиной в десятки сантиметров. Такая физическая модель уже может дать основу для качественного анализа.

2. Что можно ждать от лабораторных испытаний молниеотводов

Такие испытания начали проводить еще в 30-ые годы прошлого века. Использовались воздушные промежутки длиной 1 – 3 м, потом в 60-е годы они выросли примерно до 10 м, а несколько лет назад эксперименты выполнялись при длине воздушных промежутков до 30 метров. Как видите, это давняя история, а строгого решения задачи не получено до сих пор. Пока еще нет однозначного ответа о правилах переноса результатов масштабных экспериментов на реальную молнию. Удивительного здесь мало. Искровому разряду в промежутке длиной в 10 – 30 м всё-таки еще очень далеко до канала молнии протяженностью в километры.

3. Происхождение зон защиты в отечественных нормативных документах

Приходится честно заявить, что зоны защиты в отечественных нормативных документах – результат компьютерного моделирования. В качестве исходных данных в расчётный алгоритм введены два рассмотренных выше положения – типовая зона защиты стержневого молниеотвода имеет форму кругового конуса, а вершина конуса размещена на оси молниеотвода тем ниже его вершины, чем больше требуемая надёжность защиты.

4. Чем плохи зоны защиты

Ответ на этот вопрос уже можно извлечь из ранее написанного. Положим, что объект целиком размещен в зоне защиты одиночного стержневого молниеотвода.

5. Почему ненадёжен одиночный стержневой молниеотвод

Для иллюстрации малой надёжности одиночного стержневого молниеотвода часто приводят фотографию, на которой молния промахнулась мимо вершины Останкинской телебашни, аж на 200 м. Самый высокий в Европе молниеотвод посредственно справляется с защитными функциями. В какой-то степени это справедливо и для одиночного стержневого молниеприёмника любой высоты.

6. Для чего пригодна молниезащитная сетка

Почти любой проектировщик скажет, что удобнее одиночного молниеотвода только молниезащитная сетка. Для неё вообще ничего считать не надо, — ячейки 6х6 м для защиты по второй категории и 12х12 м по третьей. Никаких забот. На деле же есть одна забота – нужно внимально прочитать Инструкцию РД 34.21.122-87.

7. Как всё-таки относиться к молниезащитной сетке

Ясно, что молниезащитная сетка не защищает заземленные металлические элементы кровли. Особых доказательств для этого не требуется. Для надёжности защиты, большей 0,5, молниеприёмник обязательно должен превышать защищаемый объект. Превышение это достаточно солидное.

зона защиты молниеотвода

пространство, внутри которого здание или сооружение защищено от прямых ударов молнии с надежностью не ниже определенного значения. Наименьшей и постоянной надежностью обладает поверхность зоны защиты; в глубине зоны защиты надежность выше, чем на ее поверхности. Зона защиты типа А обладает наделенностью 99,5% и выше, а типа Б — 95% и выше. (Смотри: РД 34.21.122-87. Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений.)

Источник: «Дом: Строительная терминология», М.: Бук-пресс, 2006.

• зона дыхания
• зона контроля пожарной сигнализации

Смотреть что такое «зона защиты молниеотвода» в других словарях:

• Зона защиты молниеотвода — пространство в окрестности молниеотвода заданной геометрии, отличающееся тем, что вероятность удара молнии в объект, целиком размещенный в его объеме, не превышает заданной величины. Источник: СО 153 34.21.122 2003: Инструкция по устройству… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
• Зона защиты молниеотвода — пространство в окрестности молниеотвода заданной геометрии, отличающееся тем, что вероятность удара молнии в объект, целиком размещенный в его объеме, не превышает заданной величины. Источник: Приказ Минэнерго РФ от 30.06.2003 N 280 Об… … Официальная терминология
• Зона защиты молниеотвода — часть пространства в окрестностях молниеотвода, внутри которого здание или сооружение защищено от прямых ударов молнии с надежностью определенной величины. З. з. м. типа А обладает надежностью 99,5% и выше, а типа Б 95% и выше … Российская энциклопедия по охране труда
• Зона защиты — участок подземного металлического сооружения, на котором примененными защитными средствами обеспечена защита от коррозии. Источник: snip id 5429: Руководство по проектированию и защите от коррозии подземных металлических сооружений связи … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
• зона — 3.11 зона: Пространство, содержащее логически сгруппированные элементы данных в МСП. Примечание Для МСП определяются семь зон. Источник: ГОСТ Р 52535.1 2006: Карты идентификационные. Машиносчитываемые дорожные документы. Часть 1. Машин … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
• РД 91.020.00-КТН-276-07: Нормы проектирования молниезащиты объектов магистральных нефтепроводов и коммуникаций ОАО «АК «Транснефть» и дочерних акционерных обществ — Терминология РД 91.020.00 КТН 276 07: Нормы проектирования молниезащиты объектов магистральных нефтепроводов и коммуникаций ОАО «АК «Транснефть» и дочерних акционерных обществ: 3.1 Безопасное расстояние (защитное разделение… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
• СО 153-34.21.122-2003: Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций — Терминология СО 153 34.21.122 2003: Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций: Безопасное расстояние минимальное расстояние между двумя проводящими элементами вне или внутри защищаемого объекта, при… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
• Молниезащита — (a. lightning protection, lightning discharge protection; н. Blitzschutz; ф. protection contre la foudre; и. proteccion contra royo) совокупность мероприятий и техн. средств по предохранению зданий, сооружений, оборудования и электрич.… … Геологическая энциклопедия
• МОЛНИЕЗАЩИТА — молниеотвод, громоотвод, устройство для защиты зданий, пром., с. х. и др. сооружений от разрушит, последствий прямого попадания молнии. Молниеотводы устанавливают при стр ве здания или сооружения. Он состоит из молниеприёмника металлич. стержня… … Сельско-хозяйственный энциклопедический словарь
• ГОСТ 12.1.004-91: Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Общие требования — Терминология ГОСТ 12.1.004 91: Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Общие требования оригинал документа: Горючая среда Среда, способная самостоятельно гореть после удаления источника зажигания Определения термина из… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Расчет зоны молниезащиты одиночного стержневого молниеотвода

Расчет основан на Инструкциии по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций Министерства энергетики Российской Федерации СО 153-34.21.122-2003.

Для специальных объектов минимально допустимый уровень надежности защиты от ПУМ (прямого удара молнии) устанавливается в пределах 0,9-0,999 в зависимости от степени его общественной значимости и тяжести ожидаемых последствий от ПУМ по согласованию с органами государственного контроля.

Пояснения к расчёту

Стандартной зоной защиты одиночного стержневого молниеотвода высотой h является круговой конус высотой h₀h, вершина которого совпадает с вертикальной осью молниеотвода. Габариты зоны определяются двумя параметрами: высотой конуса h₀ и радиусом конуса на уровне земли r₀.

Приведенные ниже расчетные формулы пригодны для молниеотводов высотой до 150 м. Полуширина rx зоны защиты требуемой надежности на высоте hx от поверхности земли определяется выражением:

Надежность защиты	Высота молниеотвода h, м	Высота конуса h0, м	Радиус конуса r0, м
0.9	От 0 до 100	0,85h	1,2h
	От 100 до 150	0,85h	(1,2-10 -3 (h-100))h
0,99	От 0 до 30	0,8h	0,8h
	От 30 до 100	0,8h	(0,8-1,43·10 -3 (h-30))h
	От 100 до 150	(0,8-10 -3 (h-100))h	0,7h
0,999	От 0 до 30	0,7h	0,6h
	От 30 до 100	(0,7-7,14·10 -4 (h-30))h	(0,6-1,43·10 -3 (h-30))h
	От 100 до 150	(0,65-10 -3 (h-100))h	(0,5-2·10 -3 (h-100))h

Пожелания, замечания, рекомендации по улучшению раздела расчётов на нашем сайте просьба присылать по электронной почте support@ivtechno.ru

Разрешается копирование java-скриптов при условии ссылки на источник.