Справочник от Автор24
Найди эксперта для помощи в учебе
Найти эксперта
+2

Воздействие молнии на объекты защиты

Опасность грозовых разрядов

Такое явление, как гроза, которая часто сопровождается молнией, несет в себе опасность не только для людей и животных, но и для объектов, антропогенного и природного характера. Чтобы устранить опасность разряда атмосферного электричества и обеспечить безопасность, используются меры, которые называются защитой от молниезащиты.

Мгновенное нагревание токоведущих конструкций происходит при прямом ударе молнии. Они нагреваются до температуры плавления или даже испарения. Если в край металлического резервуара попадет прямой удар молнии, то выделится такое количество тепла, которого будет достаточно для оплавления стального листа толщиной $4$ мм.

В результате разности потенциалов на металлических частях оборудования, трубопроводах могут возникнуть вторичные проявления молнии, что является следствием электромагнитной и электростатической индукции от прямого её удара.

От вторичных воздействий молнии защите подлежат здания и сооружения $I$-й и $II$—й категории. В воздушном пространстве при разряде молнии образуется магнитное поле. Со временем оно изменяется. В металлических конструкциях, трубопроводах, электрических проводниках это поле индуцирует электродвижущую силу. Электрический ток в замкнутых конструкциях вызывает их нагрев, а в незамкнутых, проходящих на поверхности земли, электромагнитная индукция вызывает искрение.

Довольно большое число пожаров ёмкостей с нефтепродуктами – цистерн и резервуаров – происходит в результате вторичного проявления молнии от искр, генерируемых в этих резервуарах.

Электростатическая индукция. В наземных объектах грозовой тучей индуцируются электрические заряды, по величине они равны зарядам облака, но противоположны по знаку. Индуцируются электростатические заряды на объектах, которые хорошо изолированы от земли:

  1. Это могут быть металлические крыши домов;
  2. Провода воздушных линий связи;
  3. Водопроводные и канализационные трубы;
  4. Какие-либо заземленные конструкции.
«Воздействие молнии на объекты защиты» 👇
Помощь эксперта по теме работы
Найти эксперта
Решение задач от ИИ за 2 минуты
Решить задачу
Помощь с рефератом от нейросети
Написать ИИ
Замечание 1

В обязательном порядке все металлические проводящие элементы зданий и сооружений заземляют. Это делается для того, чтобы вследствие электростатической индукции, внутри и снаружи зданий не возникало между оборудованием разности потенциалов.

Зоны защиты от воздействия молнии

Электрические и электронные системы, расположенные в пространстве, делят на зоны различной степени защиты. На границах зон электромагнитные параметры существенно изменяются. В пространстве зоны значения параметров электромагнитных полей, токов и напряжений будут тем меньше, чем выше номер зоны.

  • 0 – это та зона, в которой каждый объект может быть подвержен прямому удару молнии и протекание полного её тока. Электромагнитное поле здесь имеет максимальное значение;
  • 0E – объекты этой зоны прямому удару молнии не подвержены, но электромагнитное поле по-прежнему имеет максимальное значение;
  • 1 – объекты прямому удару молнии не подвержены и ток внутри зоны значительно меньше, чем в предыдущей зоне. Электромагнитное поле может быть ослаблено экранированием;

Прочие зоны – установление этих зон происходит в том случае, если необходимо уменьшить ток или ослабить электромагнитное поле.

Меры по экранированию и соединению всех металлических элементов и коммуникаций, осуществляются на границах зон. Уменьшить электромагнитные помехи можно путем экранирования, который для этого является основным способом. В качестве экрана можно использовать металлическую конструкцию сооружения, например, стальную арматуру стен, полы здания, металлические детали крыши, стальные каркасы и др. Подобная экранирующая структура за счет окон, дверей, щелей в металлическом фасаде, образует электромагнитный экран с отверстиями. Влияние электромагнитных полей уменьшится, если металлические элементы объекта объединить электрически и соединить с системой молниезащиты.

Индуцированные помехи уменьшатся:

  1. Если использовать внешнее экранирование;
  2. Рационально прокладывать кабельные линии;
  3. Экранировать линии питания и связи.
Замечание 2

Данные мероприятия выполнять можно одновременно. Если экранированные кабели находятся внутри защищаемого пространства, то их экраны на обоих концах и границах зон соединяются с системой молниезащиты. В металлические трубы, сетчатые короба, в железобетонные короба с сетчатой арматурой укладываются кабели, идущие от одного объекта к другому, причем укладываются по всей длине. Если специалисты считают, что экраны кабелей способны выдержать ток молнии, который предполагается, то металлические коробы или лотки можно не использовать.

Соединения внутри защищаемого объекта

Значительные по размерам внутренние проводящие элементы, например, направляющие лифтов, металлические полы, рамы металлических дверей, трубы, кабельные лотки, присоединяются к ближайшей общей шине. Дополнительные соединения проводящих элементов не помешают. В соединительных проводниках, предполагают специалисты, проходит только незначительная часть тока молнии. Информационные системы, имеющие открытые проводящие части, соединяются в единую сеть. Такая сеть только в особых случаях может не иметь соединения с заземлителем.

Существует два способа присоединения к заземлителю:

  1. Радиальная система соединений;
  2. Соединения в виде сетки.

Металлические части при радиальной системе от заземлителя изолированы, кроме точки соединения. Система используется для небольших объектов, в которой все элементы и кабели входят в объект в одной точке. К общей системе заземления радиальная система присоединяется только в одной точке. При ударе молнии, появляющиеся токи низкой частоты, не попадают в информационную систему благодаря заземлению в одной точке. К тому же эта общая точка – наилучшее место присоединения устройств защиты от перенапряжений.

Металлические части при использовании сетки от общей системы заземления не изолируются. С общей системой сетка соединяется во многих точках. Чаще всего сетка используется для открытых систем и довольно протяженных. Оборудование в этих системах связано с различными линиями и кабелями и в объект они входят в различных точках. Вся система на всех частотах обладает низким сопротивлением. Более того, короткозамкнутые контуры сетки вблизи информационной системы ослабляют магнитное поле. Приборы соединяются друг с другом в защитной зоне несколькими проводниками по кратчайшим расстояниям. Соединение происходит с экраном зоны и с металлическими частями защищенной зоны. При этом имеющиеся в устройстве металлические части, например, арматура в полу, металлические решетки, трубы, металлическое оборудование неэлектрического назначения, вентиляционные короба, используются максимально.

Замечание 3

Радиальная система соединений и сетка могут быть объединены в комплексную систему. Совсем не обязательно, но обычно, соединение локальной сети заземления с общей системой происходит на границе зоны молниезащиты.

Дата последнего обновления статьи: 02.03.2024
Получи помощь с рефератом от ИИ-шки
ИИ ответит за 2 минуты
Все самое важное и интересное в Telegram

Все сервисы Справочника в твоем телефоне! Просто напиши Боту, что ты ищешь и он быстро найдет нужную статью, лекцию или пособие для тебя!

Перейти в Telegram Bot