Рассчитать молниезащиту - это значит определить тип защиты, ее зону и параметры.
По типу молниезащита (м/з) может быть следующей:
· одностержневой;
· двухстержневой одинаковой или разной высоты;
· многократной стержневой;
· одиночной тросовой;
· многократной тросовой.
По степени надежности защиты различают два типа зон:
А - степень надежности защиты ≥ 99,5 %;
Б- степень надежности защиты 95... 99,5 %.
Параметрами молниезащиты являются:
h – полная высота стержневого молниеотвода, м;
– высота вершины конуса стержневого молниеотвода, м;
– высота защищаемого сооружения, м;
– высота стержневого молниеприемника, м;
– активная высота молниеотвода, м;
– радиусы защиты на уровне земли и на высоте защищаемого сооружения, м;
– высота средней части двойного стрежневого молниеотвода, м;
– ширина средней части зоны двойного стержневого молниеотвода на уровне земли и
на высоте защищаемого объекта, м;
– угол защиты (между вертикалью и образующей), град;
L – расстояние между двумя стержневыми молниеотводами, м;
а – длина пролета между опорами троса, м;
– высота опоры троса, м;
– ширина зоны тросового молниеотвода на уровне защищаемого сооружения, м;
– длина зоны двойного тросового молниеотвода на уровне защищаемого
сооружения, м;
– длина зоны двойного тросового молниеотвода на уровне земли, м.
Ожидаемое количество поражений (N) молнией в год производится по формулам:
–– для сосредоточенных зданий и сооружений (дымовые трубы, вышки, башни)
где – наибольшая высота здания или сооружения, м;
n – среднегодовое число ударов молнии в 1 км2 земной поверхности в месте
нахождения здания или сооружения (т. е. удельная плотность ударов молнии в
|
|
землю), 1 /(км2 ·год), определяется по таблице 4.2;
–– для зданий и сооружений прямоугольной формы
где А и В – длина и ширина здания или сооружения, м.
Примечание. Если здание и сооружение имеют сложную конфигурацию, то А и В – это стороны прямоугольника, в который вписывается на плане защищаемый объект.
Таблица 4.1
Расчетные формулы молниеотводов при h ≤ 150 м
| Зона А | Зона Б | |||||||||||||||||
| Одиночные стержневые молниеотводы (рис. 4.1) | ||||||||||||||||||
= 0,85 h
| = 0,92 h
 = 1,5 h
| |||||||||||||||||
| Двойные стержневые молниеотводы одинаковой высоты (рис. 4.2) | ||||||||||||||||||
При L ≤ h
| ||||||||||||||||||
При h < L ≤ 2 h
| При h < L ≤ 6 h
| |||||||||||||||||
При 2 h < L ≤ 4 h
| ||||||||||||||||||
| При L > 4 h Молниеотводы рассматривать как одиночные | При L > 6 h Молниеотводы рассматривать как одиночные | |||||||||||||||||
| Двойные стержневые молниеотводы разной высоты (рис. 4.3) | ||||||||||||||||||
Габаритные размеры торцевых областей зон защиты 
определяются как для одиночных стержневых молниеотводов.
Габаритные размеры внутренней области зоны защиты определяются по формулам:
Значения  и  определяются как для двойных стержневых молниеотводов одинаковой высоты.
| ||||||||||||||||||
| Многократные стержневые молниеотводы (рис. 4.4) | ||||||||||||||||||
Зона защиты строится посредством попарно взятых соседних стержневых молниеотводов.
Основным условием защищенности одного или нескольких объектов высотой с надежностью зон А или Б является  >О.
| ||||||||||||||||||
| Одиночные тросовые молниеотводы (рис. 4.5) | ||||||||||||||||||
= 0,85 h
| = 0,92 h
= 1,7 h
| |||||||||||||||||
| Двойные тросовые молниеотводы одинаковый высоты (рис. 4.6) | ||||||||||||||||||
| При L ≤ h
| ||||||||||||||||||
При h < L ≤ 2 h
| При h < L ≤ 6 h
| |||||||||||||||||
| Двойные тросовые молниеотводы разной высоты (рис. 4.7) | ||||||||||||||||||
Значения  определяются по формулам одиночных торосовых молниеотводов. Для определения размеров  и используются формулы:
Значения  вычисляются по выше приведённым формулам двойного тросового молниеотвода.
| ||||||||||||||||||
Примечание. Для одиночного тросового молниеотвода h – это высота троса в середине пролета. С учетом провеса троса сечением
35…50 мм2 при известной высоте опор () и длине пролета (а) высота троса (в метрах) определяется по формулам:
h =  2 – при а ≤ 120 м;
h =  3 – при 120 < а ≤ 150 м.
Таблица 4.2
Зависимость 
|
| |||||||||||||||||
Примечание.  – среднегодовая продолжительность гроз, ч/год. Определяется по картам, составленным на основании метеосводок за 10 лет.
| Рис. 4.1. Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода | |||||||||||||||||
Рис. 4.2. Зона защиты двойного стержневого молниеотвода одинаковой высоты
Рис. 4.3. Зона защиты двойного стержневого молниеотвода разной высоты
Рис. 4.4. Зона защиты (в плане) многократного стержневого молниеотвода
Рис. 4.5. Зона защиты одиночного тросового молниеотвода
| Рис. 4.6. Зона защиты двойного тросового молниеотвода одинаковой высоты |
|
Рис. 4.7. Зона защиты двойного тросового
молниеотвода разной высоты
АЛГОРИТМЫРЕШЕНИЯ ЗАДАЧ
Пример 1
| Исходные данные: | Требуется: |
Тип м/з – 1C,
h = 50 м,
 = 20 м,
В = 20 м,
n = 6 1/(км2·год).
| 1. определить параметры зон молниезащиты и изобразить их; 2. определить габаритные размеры защищаемого объекта; 3. определить возможную поражаемость объекта. |
Решение:
|
|
1. По формулам (таблица 3) для одиночного стержневого молниеотвода определяются параметры молниезащиты (м/з) для зон. В масштабе изображаются зоны А и Б (рис. 4.8).
Зона А:
= 0,85 h 
42,5м;
50 м;
26 м;
50 
42,5 = 7,5 м;
м;
Зона Б:
= 0,92 h 
;
= 1,5 h 
;
;
50 
46 = 4 м;
м;
2. Определяются габаритные размеры защищаемого объекта в каждой зоне молниезащиты. Дл я этого на расстоянии 
от средней линии параллельно проводится линия до пересечения с окружностью 
(рис. 4.8).
Зона А:
;
м;
м.
Зона Б:
;
м. Принимается А = 81 м.
м.
3. Определяется возможная поражаемость защищаемого объекта в зонах при отсутствии молниезащиты.
поражений.
поражений.
В зоне молниезащиты Б количество поражений в rод больше.
Рис. 4.8. Зоны защиты одиночного стержневого молниеотвода
Ответ: Параметры зон молниезащиты указаны на рис. 4.8.
Для зоны А: м. 
поражений.
Для зоны Б: м. 
поражений.
Пример 2
| Исходные данные: | Требуется: |
Тип м/з – 2T,
 = 22 м,
= 10 м,
L = 25 м,
a = 40м,
n = 7 1/(км2·год).
| 1. определить параметры зон молниезащиты и изобразить их; 2. определить габаритные размеры защищаемого объекта; 3. определить возможную поражаемость объекта. |
Решение:
1. По формулам (таблица 1) для двойных тросовых молниеотводов одинаковой высоты определяются параметры м/з для зоны А.
В масштабе зона А изображается на плане (рис. 4.9), так как а < 120 м, то
Примечание. При пересечении верхней отметки сооружения с линией в пролете определяется 
.
2. Определяются максимальные габариты защищаемого сооружения по рис. 9:
м.
Принимается целое значение А = 59 м.
м.
Принимается целое значение В = 45 м.
м.
3. Определяется возможная поражаемость защищаемого объекта в зоне А при отсутствии молниезащиты.
поражений.
Рис. 4.9. Зона А защиты двойного тросового молниеотвода одинаковой высоты
Ответ: Параметры зоны А молниезащиты указаны на рис. 4.9.
м. 
поражений.
Таблица 4.3