Молниязащита

Удары молнии могут быть особо опасны для информационных систем, систем управления, контроля и  электроснабжения. Для электронных  устройств, установленных в объектах разного назначения, требуется специальная  защита.

Рассматриваемые объекты могут подразделяться на обычные и специальные.

Обычные объекты - жилые и административные строения, а также здания и сооружения высотой не более 60 м, предназначенные  для торговли, промышленного производства, сельского хозяйства.

Специальные объекты:

объекты, представляющие опасность для непосредственного  окружения;

объекты, представляющие опасность для социальной и физической окружающей среды (объекты, которые при поражении молнией  могут вызвать вредные биологические, химические и радиоактивные выбросы);

прочие  объекты, для которых может предусматриваться  специальная молниезащита, например строения высотой более 60 м, игровые  площадки, временные сооружения, строящиеся объекты.

В таблице 9 даны примеры разделения объектов на четыре класса.

 

 

 

                                                                                       Т а б л и ц а 9   

Примеры классификации обьектов

 

Объект	Тип объекта	Последствия удара молнии
Обычный	Жилой дом	Отказ электроустановок, пожар и    повреждение имущества. Обычно не-  большое повреждение предметов,     расположенных в месте удара мол-   нии или задетых ее каналом
	Ферма	Первоначально - пожар и занос      опасного напряжения, затем - по-   теря электропитания с риском ги-   бели животных из-за отказа элек-   тронной системы управления венти-  ляцией, подачи корма и т.д.
	Театр; школа;      универмаг; спор-   тивное сооружение	Отказ электроснабжения (например,  освещения), способный вызвать па-  нику. Отказ системы пожарной сиг-  нализации, вызывающий задержку     противопожарных мероприятий
	Банк; страховая    компания; коммер-  ческий офис	Отказ электроснабжения (например,  освещения), способный вызвать па-  нику. Отказ системы пожарной сиг-  нализации, вызывающий задержку     противопожарных мероприятий. По-   тери средств связи, сбои компью-   теров с потерей данных
	Больница; детский  сад; дом для пре-  старелых	Отказ электроснабжения (например,  освещения), способный вызвать па-  нику. Отказ системы пожарной сиг-  нализации, вызывающий задержку     противопожарных мероприятий. По-   тери средств связи, сбои компью-   теров с потерей данных. Необходи-  мость помощи тяжелобольным и не-   подвижным людям
	Промышленные       предприятия	Дополнительные последствия, зави-  сящие от условий производства, -   от незначительных повреждений до   больших ущербов из-за потерь про-  дукции
	Музеи и археоло-   гические памятни-  ки	Невосполнимая потеря культурных    ценностей
Специальный   с ограничен-  ной опасно-   стью	Средства связи;    электростанции;    пожароопасные      производства	Недопустимое нарушение коммуналь-  ного обслуживания (телекоммуника-  ций). Косвенная опасность пожара   для соседних объектов
Специальный,  представляю-  щий опас-     ность для     непосред-     ственного     окружения	Нефтеперерабаты-   вающие предприя-   тия; заправочные   станции; произ-    водства петард и   фейерверков	Пожары и взрывы внутри объекта  и   в непосредственной близости
Специальный,  опасный для   экологии	Химический завод;  атомная электро-   станция; биохими-  ческие фабрики и   лаборатории	Пожар и нарушение работы оборудо-  вания с вредными последствиями     для окружающей среды

          При строительстве и реконструкции  для каждого класса объектов  требуется определить необходимые  уровни надежности защиты от  прямых ударов молнии (ПУМ). Например, для обычных объектов может  быть предложено четыре уровня  надежности защиты, указанные в  таблице 10

 

                                                                                                    Т а б л и ц а 10

Уровни защиты ПУМ для обычных обьектов

 

┌────────────────────────────────┬───────────────────────────────┐

│         Уровень защиты         │   Надежность защиты от ПУМ    │

├────────────────────────────────┼───────────────────────────────┤

│              I                 │             0,98              │

│              II                │             0,95              │

│              III               │             0,90              │

│              IV                │             0,80              │

└────────────────────────────────┴───────────────────────────────┘

 

 

Для специальных  объектов минимально допустимый уровень  надежности защиты от ПУМ 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.

По желанию  заказчика в проект может быть заложен уровень надежности, превышающий  предельно допустимый.

 

 

 

 

 

 

 

 

6 Расчет зоны защиты молниеотводов 

 

В соответствии с таблицами 1 и 3 РД 34.21.122-87 (Инструкция по устройству молниезащиты зданий и  сооружений) резервуарный парк по устройству молниезащиты относится ко II категории  зона Б.

Защита  от прямых ударов молнии резервуаров 100 тыс.м³ и резервуаров дизельного топлива на резервуарном парке запроектирована отдельно стоящими молниеотводами.

Расчеты зон молниезащиты, высоты молниеприемников и их расположения выполнены в  соответствии с требованиями РД 34.21.122-87.

Молниеприемники для защиты резервуаров 100 тыс.м³ приняты высотой 65,0 м, для защиты резервуаров дизельного топлива высотой 24,0 м.

 

5.1 Расчет  зоны защиты молнеотводов резервуара  №1

Отдельно  стоящие в пределах каре молниеотводы Н=65,0 м.

-высота зоны защиты молниеотвода;

- радиус зоны защиты молниеотвода  на уровне земли;

- радиус зоны защиты на  высоте    h_Х=26,25 м (защита резервуара);

- радиус зоны защиты на  высоте  h_Х=4,5 м (защита каре); 

L=166,16 м – расстояние между молниеотводами № 1-№ 4;

- высота зоны защиты молниеотвода  на расстоянии L/2;

- радиус зоны защиты молниеотводов  на расстоянии L/2 на высоте    h_Х=26,25 м (защита резервуара);

- радиус зоны защиты молниеотводов  на расстоянии L/2 на высоте  h_Х=4,5 м (защита каре);

 

L=154,55 м – расстояние между молниеотводами № 1-№ 2;

;

;

;

L=157,23 м – расстояние между молниеотводами № 2-№ 3;

;

;

;

L=97,35 м – расстояние между молниеотводами № 3-№ 4;

;

;

;

L=218,79 м – расстояние между молниеотводами № 1-№ 3;

;

;

;

 

L=185,88 м – расстояние между молниеотводами № 2-№ 4;

;

;

;

 

5.2 Расчет  зоны защиты молнеотводов резервуара  №2

Отдельно  стоящие в пределах каре молниеотводы Н=65,0 м.

-высота зоны защиты молниеотвода;

- радиус зоны защиты молниеотвода  на уровне земли;

- радиус зоны защиты на  высоте    h_Х=26,25 м (защита резервуара);

- радиус зоны защиты на  высоте  h_Х=4,5 м (защита каре);

 

L=157,43 м – расстояние между молниеотводами № 1-№ 4;

- высота зоны защиты молниеотвода  на расстоянии L/2;

- радиус зоны защиты молниеотводов  на расстоянии L/2 на высоте    h_Х=26,25 м (защита резервуара);

- радиус зоны защиты молниеотводов  на расстоянии L/2 на высоте  h_Х=4,5 м (защита каре);

 

L=148,56 м – расстояние между молниеотводами № 1-№ 2;

;

;

;

 

L=146,56 м – расстояние между молниеотводами № 2-№ 3;

;

;

;

 

L=155,78 м – расстояние между молниеотводами № 3-№ 4;

;

;

;

 

L=222,49 м – расстояние между молниеотводами № 1-№ 3;

;

;

;

 

L=207,17 м – расстояние между молниеотводами № 2-№ 4;

;

;

;

 

5.3 Расчет  зоны защиты молнеотводов резервуара  №3

Отдельно  стоящие в пределах каре молниеотводы Н=65,0 м.

-высота зоны защиты молниеотвода;

- радиус зоны защиты молниеотвода  на уровне земли;

- радиус зоны защиты на  высоте    h_Х=26,25 м (защита резервуара);

- радиус зоны защиты на  высоте  h_Х=4,5 м (защита каре);

 

L=162,55 м – расстояние между молниеотводами № 1-№ 2;

- высота зоны защиты молниеотвода  на расстоянии L/2;

- радиус зоны защиты молниеотводов  на расстоянии L/2 на высоте    h_Х=26,25 м (защита резервуара);

- радиус зоны защиты молниеотводов  на расстоянии L/2 на высоте  h_Х=4,5 м (защита каре);

L=132,22 м – расстояние между молниеотводами № 2-№ 3;

;

;

;

L=204,57 м – расстояние между молниеотводами № 3-№ 4;

;

;

;

L=106,2 м – расстояние между молниеотводами № 4-№ 1;

;

;

;

L=239,15 м – расстояние между молниеотводами № 1-№ 3;

;

;

;

L=194,35 м – расстояние между молниеотводами № 2-№ 4;

;

;

;

 5.4 Расчет зоны защиты молнеотводов резервуара №5

Отдельно  стоящие в пределах каре молниеотводы Н=65,0 м.

-высота зоны защиты молниеотвода;

- радиус зоны защиты молниеотвода  на уровне земли;

- радиус зоны защиты на  высоте    h_Х=26,25 м (защита резервуара);

- радиус зоны защиты на  высоте  h_Х=4,5 м (защита каре); 

L=157,37 м – расстояние между молниеотводами № 1-№ 2;

- высота зоны защиты молниеотвода  на расстоянии L/2;

- радиус зоны защиты молниеотводов  на расстоянии L/2 на высоте    h_Х=26,25 м (защита резервуара);

- радиус зоны защиты молниеотводов  на расстоянии L/2 на высоте  h_Х=4,5 м (защита каре);

L=157,13 м – расстояние между молниеотводами № 2-№ 3;

;

;

;

L=155,74 м – расстояние между молниеотводами № 3-№ 4;

;

;

;

L=157,32 м – расстояние между молниеотводами № 4-№ 1;

;

;

;

L=221,36 м – расстояние между молниеотводами № 1-№ 3;

;

;

;

L=222,31 м – расстояние между молниеотводами № 2-№ 4;

;

;

;

 

5.5 Расчет  заземляющих устройств 

                           Ом.м;

расчетное значение удельного сопротивления  для вертикальных электродов с учетом промерзания и состояния земли  во время измерений;

 значение сезонного коэффициента  при применении вертикальных  электродов длиной 2,4 м для данной  климатической зоны;

 значение коэффициента к измеренным значениям удельного сопротивления  земли, учитывая, что эемля во время  измерения была нормальной влажности, времени измерения предшествовало выпадение небольшого количества осадков;

 удельное сопротивление земли  по измерениям методом простого  пробного электрода.

 

Сопротивление одного вертикального электрода  вычисляется по формуле

 Ом.м;

 длина электрода, м;

d внешний диаметр электрода, м;

  расчетное удельное сопротивление  земли, Ом.м;

t глубина заложения, равная расстоянию от поверхности земли до середины электрода, м.

Количество  вертикальных электродов определяется по формуле

 электрода;

 сопротивление одного вертикального  электрода, Ом.м;

 0,67 значение импускного коэффициента;

R₃ необходимое сопротивление заземляющего устройства (нормируемая величина), Ом.м;

=0,92 значение коэффициента использования  вертикальных электродов размещенных  в ряд без учета влияния  полосы связи.