Рассчитать зону защиты одиночного молниеотвода (рис 1.2)

Вносим исходные данные в табл.2.
Таблица 2 – Данные по расчету зоны защиты молниеотвода
Вариант задания 12
Место расположения объекта Самара
Размеры объекта, м Длина, L 140
Ширина, S 12
Высота, H 6
Диаметр верхней части объекта, Dверх
-
Диаметр наземной части объекта, Dназем
-
Удельное сопротивление грунта, ρ, Ом·м
500
Зона класса взрыво-пожароопасности и ее характеристика П-III
Наружные установки, в которых содержатся горючие жидкости (с температурой вспышки выше 61 о С) или твердые горючие вещества.
Категория молниезащиты
III
Тип зоны защиты Б
Степень огнестойкости здания III
Удельная плотность ударов молнии в землю, п/км2·год
1,34
Количество поражений объекта молнией, раз/год 0,0082
Расстояние от объекта до молниеотвода, Sв, м 4
Радиус зоны защиты rx на высоте сооружения hx, м 6
Высота молниеотвода, h, м 10,1
Радиус зоны стягивания, r0, м 6,1
2. По классификации зданий и сооружений по устройству молниезащиты определяем категорию молниезащиты, класс взрывоопасной зоны, степень огнестойкости строительных конструкций, тип зоны защиты.
3. Определяем удельную плотность ударов молнии в землю.
Плотность ударов молнии в землю, выраженная через число поражений 1 км2 земной поверхности за год, определяется по данным метеорологических наблюдений в месте расположения объекта.
Если же плотность ударов в землю (Nq) неизвестна, её можно рассчитать по следующей формуле, 1/(км2 год):
Nq = 6,7  Td /100,
где Td – среднегодовая продолжительность гроз в часах, определенная по региональным картам интенсивности грозовой деятельности (табл. 3).
Nq = 6,7  20 /100 = 1,34.
4. Определяем ожидаемое количество поражений молнией объекта в год и выбираем тип зоны защиты, если она не предопределена категорией молниезащиты.
Ожидаемое количество N поражений молнией в год для зданий и сооружений прямоугольной формы определим по формуле:
где h – наибольшая высота здания или сооружения, м; S, L – соответственно ширина и длина здания или сооружения, м; n – среднегодовое число ударов молнии в 1 км2 земной поверхности (удельная плотность ударов молнии в землю) в месте нахождения здания или сооружения.
Выбираем тип зоны защиты Б . Категория молниезащиты – III.
Материал и сечения элементов внешней МЗС выбираем по табл. 3: Сталь сечением 50 мм2.
5. Поскольку расчет заземлителей в задании не предусмотрен, то Sb для объектов I категории высотой до 30 м и при удельном сопротивлении грунта 100 < ρ ≤ 1000 Омм принимаем 4 м.
Зона защиты одиночного тросового молниеотвода приведены на рис. 3, где h – высота троса в середине пролета.
Зоны защиты одиночного тросового молниеотвода имеют следующие размеры:
Зона Б:
hо = 0,92h; ro = 1,7h; rх = 1,7(h – h/0,92)
rx = 12 / 2 = 6 м; hx = H = 6 м
Для зоны типа Б высота одиночного тросового молниеотвода при известных значениях hх и rх определяется по формуле
С учетом стрелы провеса троса высоту стоек следует принять такой, чтобы удовлетворялось равенство h = hоп – 2 м, откуда hоп = h + 2 = 10,1 + 2 = 12,1 м.
h0 = 0,92 h = 0,92 10,1 = 9,3 м.
Вывод: высота опор молниеотвода должна быть hоп = 12,1 м, высота зоны защиты h = 10,1 м, радиус зоны защиты r0 = 6,1 м.
Рис. 2. Зона защиты одиночного тросового молниеотвода:
1 – граница зоны защиты на уровне hx; 2 – граница зоны защиты на уровне земли
Вывод: высота опор молниеотвода должна быть hоп = 12,1 м, высота зоны защиты h = 10,1 м, радиус зоны защиты r0 = 6,1 м.
Контрольные вопросы
1. Какова природа возникновения молнии?
Молния возникает в сильно наэлектризованных дождевой туче, между облаком и землей либо между соседними облаками. Причиной электризации выступает сила притяжения, которая возникает вследствие трения сконденсированных капелек или льдинок, из которых и образуется грозовая туча. Эти частички находятся в непрекращающемся движении вызванным потоками теплого воздуха, поднимающимися вверх от нагретой поверхности земли.
2