Расчет молниеотводов
16.06.2011
Необходимость в молниезащите любого здания и сооружения при грозе возникает из-за особенностей молниевого разряда, который стремится при ударе сократить свой путь до земли. Естественно, что возвышающиеся над землей объекты являются потенциальными «жертвами», и поэтому для сохранения имущества, а самое главное для обеспечения безопасности людей требуется предпринимать меры защиты от поражения молнией.
Применение молниезащиты основано на опережающем перехвате разряда за счет монтажа конструкции, возвышающейся над защищаемыми объектами, и которая обладает хорошей проводимостью для электрического тока, гася молниевые разряды в землю. Но тогда возникают закономерные вопросы о том, какой должна быть высота молниеотвода, как определяются зоны защиты молниеотводов, каким сопротивлением должен обладать молниеотвод и какие материалы можно использовать?
Существует несколько способов расчета молниезащитных систем, которые основываются на разных нормативных документах, регламентирующих данный вопрос. Например, многие страны в мире опираются на стандарт молниезащиты, разработанный международной комиссией по электротехнике IEC 62305. В России существует и свои стандарты, регламентирующиеся двумя документами «Инструкцией по устройству молниезащиты зданий и сооружений» и более новой «Инструкцией по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций». Следует учитывать, что все указанные документы содержат противоречащие друг другу данные, и в частности, зоны защиты молниеотводов вызывают множество вопросов.
Выбор системы молниезащиты и требуемая высота молниеотвода определяются с помощью того или иного документа, но многие проектировщики, зная о существующих противоречиях, опираются на свой практический опыт, здравый смысл и элементарные законы физики, касающиеся электрического тока. Территория считается надежно защищенной, если высота молниеотвода позволяет предотвратить от поражения молнией окружающие объекты. При применении нескольких систем, зоны зашиты молниеотводов объединяются.
Наиболее простым и наглядным с точки зрения применения является стандарт IEC, поэтому появляется вполне естественное желание опираться при расчетах на зоны защиты молниеотводов, описанные в этом документе. Согласно этому стандарту упрощенно считается, что одиночный стержневой молниеотвод создает зону защиты в виде конуса, вершиной которого является верхняя точка молниеприемника, а угол расхождения определяется в зависимости от высоты молниеотвода и требуемой степени надежности. Такой способ расчета применяется только для построения зоны защиты молниеотводов высотой не более 20 м для первого класса надежности, и не более 30, 45 и 60 метров для трех последующих классов надежности соответственно.
Более сложный анализ показывает, что вершина зоны защиты для классов надежности, превышающих 50%, не может находиться в верхней точке, поэтому следует осторожно пользоваться данной методикой, и помнить о правиле, что чем надежней требуется защита, тем большей должна быть высота молниеотвода.
Отечественные нормативные документы описывают зоны защиты молниеотводов различных типов, учитывая описанные выше особенности, и позволяют выполнять расчет систем высотой до 150 метров. Но наличие двух регламентирующих документов, которые предоставляют разные данные для расчета, требует помощи опытных проектировщиков.
Поэтому при возникновении необходимости установки молниеотвода лучше всего обратиться к специалистам, которые обладают достаточным опытом и знаниями, чтобы с учетом всех нюансов и противоречий, правильно рассчитать и спроектировать оптимальную для конкретной ситуации систему молниезащиты, как с точки зрения надежности, так и по стоимости комплектующих и монтажа.