Расчет молниезащитного устройства

Молниезащита – комплекс защитных устройств, предназначенный для обеспечения безопасности людей, сохранности сооружений, оборудования и материалов от возможных взрывов, загораний и разрушений, возникающих при воздействии молнии и других проявлений атмосферного электричества.

Молниезащитой называется комплекс защитных устройств, предназначенных для обеспечения безопасности людей, сохранности зданий и сооружений, оборудования и материалов от возможных взрывов, загораний и разрушений, вызванных электрическим, тепловым или механическим воздействием молний. Одним из основных нормативных документов в области защиты сооружений и объектов от воздействия молний является Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений РД 34.21.122-87

На подстанциях 6-500 кВ трансформаторы, ЗРУ, маслохозяйство и другие взрывоопасные и пожароопасные сооружения должны быть защищены от прямых ударов молнии. В зданиях и сооружениях, имеющих металлическую кровлю, достаточно заземлить металлические части. ОРУ защищают стержневыми молниеотводами. Полное сопротивление заземлителя не должно превышать 80 Ом.

Установка отдельно стоящих молниеотводов исключает возможность термического воздействия на объект при поражении молниеотвода; для объектов с постоянной взрывоопасностью, отнесенных к I категории, принят этот способ защиты, обеспечивающий минимальное количество опасных воздействий при грозе. Указанные на рисунках расстояния, не должны быть менее рекомендованных Инструкцией РД 34.21.122-87 (4 м).

Защита изоляции от прямых ударов молнии осуществляется установкой молниеотводов на концевой опоре ВЛ 10 кВ высотой 35 м. Территория подстанции относится зоне защиты Б.

Рассчитаем размеры зоны защиты с надежностью типа Б одиночного стержневого молниеотвода высотой = 25 м. Расчеты произвести для зоны на поверхности земли и для высоты = 4,5 м (высота здания).

Рассматриваемый молниеотвод (рис. 2.5) размещен на расстоянии 4 м от середины большей стороны прямоугольного здания с высотой h =4,5 м, длиной l =12 м, шириной a =4 м.

Зоны защиты одиночных стержневых молниеотводов высотой h?150 м имеют следующие габаритные размеры.
Зона A:

h₀ = 0,85h,
r₀ = (1,1 — 0,002h)h,
r_x = (1,1 — 0,002h)(h — hx/0,85).
Зона Б:

h₀ = 0,92h;
r₀ = 1,5h;
r_x =1,5(h — hx/0,92).

Для зоны Б высота одиночного стержневого молниеотвода при известных значениях h и может быть определена по формуле
h = (r_x + 1,63h_x)/1,5.

Рис1. Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода:

Определить максимальную высоту h _о, на которой данный молниеотвод обеспечивает защиту с заданной надежностью.

Определим габаритные размеры зоны защиты, м:

h₀ = 0,92 h = 0,92_*33=31 м

Границы зоны защиты на уровне земли:

r₀ = 1,5 h =1,5_*33=49,5м

Расстояние от молниеотвода до крайней точки РУ 10 кВ (максимальное расстояние):

L= = = 10 м.

r₀ >L – зона защиты на уровне земли больше, чем расстояние L.

Границы зоны защиты на высоте h_x = 4,5 м – максимальной высоты основного оборудования подстанции:

r_X > L - зона защиты на уровне крыши здания больше, чем расстояние L.

Покажем на рис. 1 рассчитанные размеры зон защиты молниеотвода. Заштрихованная область обозначает защищаемое здание. Как видно из рисунка, защищаемый объект на высоте крыши полностью попадает в зону защиты молниеотвода, т.е. здание защищено.

Предусматривается растекание тока молнии по магистралям заземления в нескольких направлениях, а также установка 2 вертикальных электродов длиной 5 м для молниеотвода.

Зоны защиты молниеотвода, соотнесенные с генеральным планом подстанции, показаны на чертеже.

Список литературы

1. РД 34.21.122-87 «ИНСТРУКЦИЯ ПО УСТРОЙСТВУ МОЛНИЕЗАЩИТЫ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ».

2. СО 153-34.21.122-2003 «ИНСТРУКЦИЯ по устройству МОЛНИЕЗАЩИТЫ ЗДАНИЙ, СООРУЖЕНИЙ И ПРОМЫШЛЕННЫХ КОММУНИКАЦИЙ»

3. Дьяков В.И. «Типовые расчеты по электрооборудованию»: Практ. Пособие -7е изд. Перераб. И доп.-М.: Высш. Шк., 1991г. -160с.

4. ПУЭ Правила устройства электроустановок. Пособие -6е изд. Перераб. И доп. с изменениями. 1998г. -607с.

5. Маньков В.Д. Заграничный С.Ф. «Защитное заземление и зануление электроустановок» 2005г.

Дата добавления: 2015-07-20