Выполнить расчет молниезащиты для здания производственного назначения шириной Sз

1. Определим класс пожаро- или взрывоопасности здания.
По ПУЭ определим категорию здания по молниезащите и тип зоны защиты молниеотвода.
В соответствии с правилами устройства электроустановок (ПУЭ, п. 7.3.40–7.3.46, 7.4.3–7.4.8), помещение комплектной трансформаторной подстанции относятся к зонам классов В-IIа.
По карте определим среднегодовую продолжительность гроз в заданной местности (Ялта): 40-60 часов в год.
По данным РД 34.21.122-87 на основании интенсивности грозовой деятельности определим n - удельную плотность ударов молний в 1 квадратный километр земной поверхности в год, n=4.
2. Рассчитаем ожидаемое количество поражений молнии в год по формуле:
.
3. Определим тип зон и категорию молниезащиты.
Определим тип зоны защиты молниеотвода по значению N=0,0662 – зона Б, категория здания по молниезащите - II.
Здания и сооружения, отнесенные по устройству молниезащиты к I и II категориям, должны быть защищены от прямых ударов молнии, вторичных ее проявлений и заноса высокого потенциала через наземные (надземные) и подземные металлические коммуникации.
4 . Рассчитаем допустимое расстояние по воздуху от молниеотводов до здания.
Наименьшее допустимое расстояние Sв по воздуху от защищаемого объекта до опоры (токоотвода) стержневого или тросового молниеотвода определяется в зависимости от высоты здания, конструкции заземлителя и эквивалентного удельного электрического сопротивления грунта r, Ом·м.
Для зданий и сооружений высотой не более 30 м наименьшее допустимое расстояние Sв при 100>ρ>1000 Ом·м для заземлителя, состоящего из железобетонной сваи Sв =2+0,01ρ=2+0,01·280=5,6 м.
5. Выберем место расположения и тип молниеотводов на основе технико-экономического сравнения двух вариантов исполнения молниезащиты - с одиночным стержневым молниеотводом и с двойным стержневым молниеотводом.
Минимальные размеры молниеотводов, обеспечивающие защиту здания для зоны защиты Б будут при hx=hз=18 м и при минимальном расстоянии от молниеотвода до наиболее удаленной точки здания на плане
rx= м.
Тогда минимально требуемая высота одиночного будет равна:
h= (rx+1,76hx)/1,5=(39+1,76·18)/1,5=47,1 м.
Поскольку в каталогах отсутствует железобетонный молниеотвод требуемой высоты h= 47,1 м (имеется максимум h=30,6 м), то по требуемой высоте одиночного молниеотвода выбираем стальной стержневой молниеотвод типа СМ-50 высотой h=50 м и весом Р1=6359 кг.
Выбор двойного молниеотвода выполним методом подбора, принимаем предварительно два молниеотвода типа МЖ-27,1 высотой h=27,1 м и общим весом стали двух молниеотводов Р2=2·218=436 кг.
Рассчитаем высоту hc и радиус rсх для двойного молниеотвода, поскольку h <L<6h, то применяем формулы:
м> hx= 18 м,
где L – расстояние между молниеотводами, L= Lз+2 Sв =30+2·5,6=41,2 м; м, что удовлетворяет требованию по ширине зоны защиты, поскольку ширина здания составляет Sз =12 м.
Сравнивая вес одиночного молниеотвода и двойного можно сделать вывод, что по технико-экономическому сравнению выгоднее использовать двойной молниеотвод, поскольку его суммарный вес ниже, чем у одинарного.
6