Jaký je poloměr hromosvodu?
1. úvod Jakýkoli ochrana před bleskem obsahuje hromosvod, který umožňuje včasné zachycení výboje blesku pohybujícího se směrem k budově. Lze jej vyrobit ve dvou provedeních – jako pasivní nebo aktivní způsob příjmu energie blesku. Pasivní varianta je nejjednodušší, ale přesto docela spolehlivá metoda ochrany. Ve srovnání s tím je aktivní hromosvod. To zahrnuje modul ochrany před bleskem, který je schopen generovat speciální elektromagnetické impulsy směrem k bouřkovému mraku. Při bouřce se vzduch kolem takového hromosvodu ionizuje a při pohybu blesku směrem k objektu, který toto aktivní zařízení chrání, je celý elektrický výboj spolehlivě zachycen. Toto zařízení umožňuje rozšířit zónu garantované ochrany, což je velmi důležité na velké příměstské oblasti. V případě, že blesk půjde do strany, aktivní zařízení na něj nebude mít žádný vliv. Jedná se o nejspolehlivější ochranný systém, který je již mnoho let široce používán v mnoha zemích po celém světě. V naší zemi to tak je zařízení pro ochranu před bleskem v posledních letech je stále žádanější kvůli růstu příměstské výstavby. Jeho spolehlivost potvrzují výsledky mnohaletého výzkumu specialistů z různých zemí. Bouřkový mrak vytváří elektrické pole mezi oblastí bouřky a zemí. Síla tohoto pole může přesáhnout 5 kilovoltů na metr. Blesk je elektrický výboj dlouhý několik kilometrů, který vzniká mezi bouřkovým mrakem a zemí nebo nějakou pozemní strukturou. Výboj blesku začíná vytvořením světelné skvrny nazývané „krokový vůdce“, která začíná svůj pohyb z oblasti oblačnosti směrem k zemi. Podle směru pohybu vůdce – od mraku dolů nebo od pozemní stavby nahoru – se blesky dělí na dolů nebo nahoru. Vedoucí sestupných blesků vzniká pod vlivem procesů v oblaku a nezávisí na přítomnosti žádných struktur na zemi. Když se vůdce pohybuje směrem k zemi, mohou být protinástroje nasměrované směrem k mraku vybuzeny z pozemních objektů. Kontakt jednoho z nich s sestupným vůdcem (nebo druhým, který se dotýká povrchu země) určuje místo úderu blesku do země nebo nějakého předmětu. Nedávná experimentální data ukazují, že průměrné rychlosti vzestupných a sestupných vůdců jsou ve fázi jejich spojení srovnatelné a koeficient jejich poměru je přibližně 1 (mezi 0.9 a 1) V=Vrise=Vdisx=1m/μs, kde Vrise je rychlost stoupajícího vedoucího, Vdesc je rychlost sestupného vedoucího, V je rychlost formování vedoucího. Když se klesající vůdce výboje blesku přiblíží k povrchu země, jakýkoli vodivý povrch může vytvořit protilehlý proud vzhůru. Doba iniciace streameru s aktivním hromosvodem je výrazně kratší ve srovnání s tradičními systémy ochrany před bleskem, což umožňuje výrazně zvýšit ochrannou zónu.
Doporučené materiály
Maran softwarové inženýrství
Softwarové inženýrství
Technický úkol
Inženýrská grafika
Předmětová práce „Reaktor KLT-40S pro plovoucí jaderné elektrárny: aktivní zóna, řídicí a ochranný systém“, všechny zdroje v archivu
Zařízení pro tlakovodní reaktorové elektrárny
V obvodu je známo vstupní napětí U=20V, činný výkon P=100W spotřebovaný obvodem, frekvence proudu f=25Hz. V nerozvětvené části obvodu je proud při rozpojeném spínači S I1= 10A a při sepnutém spínači I2=8A. Vypočítejte odpor rezistoru R,
Teoretické základy elektrotechniky (TOE)
Zvedací mechanismus pohání asynchronní motor s vinutým rotorem. Jmenovité hodnoty charakterizující motor: výkon NN; rychlost otáčení nН; aktivní odpor fáze rotoru (snížený) R’2; reaktivní složka odporu
Činný výkon dodávaný do třífázového asynchronního motoru byl měřen dvouwattmetrovou metodou. Při jmenovitém zatížení motoru se ručičky obou přístrojů odchýlily stejným směrem, zatímco první wattmetr ukazoval P1 = 1274 W a
Metrologie, standardizace a certifikace (MSiS)
2. Princip činnosti zařízení ochrany před bleskem.
| Po mnoho let se k ochraně před bleskem používají tradiční tyčové a kabelové hromosvody. V poslední době tzv aktivní hromosvody, které úder blesku nejen pohltí, ale i odvedou od chráněného objektu. Zveme vás, abyste se seznámili s principem činnosti aktivního hromosvodu (AMP) „FOREND“. |
Jeho práce se provádí díky potenciálnímu rozdílu mezi bouřkovým mrakem a povrchem Země. V okamžiku, kdy intenzita elektrického pole dosáhne kritické hodnoty, vychází z hromosvodu vedoucí výboj směrem k blesku, a pokud dojde k blesku nad chráněným prostorem, bude jistě hromosvodem zachycen a sveden do země. Tím je zajištěna ochrana budov, objektů a konstrukcí. Mezi výhody AMP patří zvýšená spolehlivost ochrany. Poloměr ochrany aktivní hromosvod, dosahující 107 m, překračuje ochranný poloměr jednotyčového/kabelového hromosvodu a ochranný poloměr hromosvodové sítě díky použití varovných výbojů. Ochranná zóna hromosvodu má lepší ochrannou plochu a umožňuje pokrýt až 36 tisíc metrů čtverečních. m s větší spolehlivostí, až 107 m, než jiné typy hromosvodů. Pokud je potřeba chránit větší budovu, můžete použít 2-3 hromosvody a přiložené uzemňovací zařízení. Aktivní hromosvod „FOREND“ Odolný vůči povětrnostním vlivům, snadná instalace. Uzemnění pro AMP je jednoduché na výrobu a odpadá nutnost kopání rýh po obvodu budovy a pokládání zemnících vodičů, což je v případě použití pasivních hromosvodů povinné.
3. Výhody použití AMP ve srovnání s jinými metodami. Poloměr ochrany jednotyčového hromosvodu, kabelového hromosvodu a metody sítě je určen v souladu s modelem valící se koule a jak je uvedeno výše, tento poloměr je mnohem menší než akční rádius AMP kvůli použití. varovných výbojů. Ochranné pásmo při použití těchto metod má ve srovnání s ochranným pásmem AMP méně příznivý tvar. Ochranná zóna AMP umožňuje spolehlivěji pokrýt větší plochu. Pokud je nutné chránit velkou budovu, lze použít 2-3 hromosvody. Pokud nepoužíváme AMP, pak je nutné použít metodu mřížky, tzn. položte kovovou síť ve vzdálenosti 10 mm a proveďte sestupy s uzemňovacími vodiči. Touto metodou se mnohonásobně zvyšuje spotřeba kovu, konstrukce se komplikuje a spolehlivost systému klesá. Srovnávací charakteristiky systémů aktivní ochrany před bleskem a klasických
| Vlastnosti | Aktivní systém ochrany před bleskem | Pasivní systém ochrany před bleskem |
| Princip | Elektronický systém vytváří ionizaci (counter leader) mnohem dříve a při vyšší intenzitě pole než v případě klasické ochrany před bleskem. | Fyzicky pasivní hromosvod působí podobně jako aktivní – kolem hrotu se vytvoří ionizační zóna a blesky jsou „přitahovány“ od chráněných objektů, ovšem na vzdálenosti mnohonásobně menší než u aktivního hromosvodu. |
| Ochranná zóna | Ochranná zóna aktivního hromosvodu je mnohonásobně větší než ochranná zóna běžného kolíkového hromosvodu. Chráněny jsou všechny objekty zakryté elipsovitou koulí ve formě „kapsle“, antény a architektonické prvky střechy, jakož i celé území (volné plochy) nacházející se v ochranném pásmu aktivního hromosvodu. | Prostor v blízkosti hromosvodu omezené geometrie, jehož ochranné pásmo zahrnuje pouze objekt umístěný v jeho objemu. Poloměr ochrany je přibližně 8krát menší než u aktivního systému ochrany před bleskem. |
| Schéma ochrany |  |  |
| Akční rádius | Ochranný dosah až 107 m. | Ochranný dosah až 24 m. |
| Proudové sběrače | 1-2 ks. | Více než – 2 ks. |
| Horizontální pásy | Neplatí pro budovy do výšky 60 m. | Umělé svody jsou spojeny vodorovnými pásy v blízkosti povrchu země a každých 20 m po výšce budovy. |
| Uzemňovací spínače | Ne více než 2 ks. | Více než 2 ks. |
| Projektování | Výška stožáru, na kterém je instalován aktivní hromosvod, se určí (podle návodu), na základě stupně ochrany a poloměru chráněného prostoru. | Je provedeno zdůvodnění výběru ochranných prostředků, typů hromosvodů a metod výpočtu, výběru materiálů hromosvodů, svodů, jejich průřezů a celkových množství. |
| Instalace | 1 2-dny | Složitost a pracnost instalace více hromosvodů, mřížek a hromosvodů pro pasivní ochranu před bleskem. |
| Vykořisťování | Mzdové náklady na údržbu a opravy jsou úměrné počtu prvků systému. | Tito. údržba a opravy velkého množství spojů a upevňovacích prvků. Nutné |
| Estetika | Estetický vzhled objektu se nezhoršuje. Aktivní hlava při instalaci zabírá minimum místa. | Při instalaci bleskové sítě nebo mnoha tyčí je architektonický vzhled zařízení zkažen. |
| Elektromagnetický vliv | Minimální negativní vliv elektromagnetického pole díky omezenému počtu svodů. | Velké množství svodů vystavuje téměř celý objekt elektromagnetickému poli. |
Ochrana budov pomocí kabelových hromosvodů a síťovou metodou 
4. Ochrana velkého objektu pomocí AMP 
Instalace jednoho AMP a zemnící smyčky z více zemních elektrod je mnohem ekonomičtější z hlediska použití kovu ve srovnání s metodou pletiva, kabelu a jednotlivých hromosvodů. Zemnící smyčka pro AMP je jednoduchá na výrobu, není potřeba kopat rýhy po obvodu budovy a pokládat zemnící vodiče jako u pasivních hromosvodů. Kromě toho může například při metodě mřížky mřížka prasknout a následně se přeruší zemní smyčka. AMP se snadno instaluje, je chráněn před atmosférickými vlivy a během provozu nevyžaduje údržbu. 5. VÝPOČET STUPNĚ OCHRANY Výpočet stupně ochrany používaného v IFC a v Evropě se provádí následovně: Efektivní plocha: Ac=Lw+6H(L+W)+9H 2 L . Délka (m), Š: Šířka (m), V: Výška (m) Odhadovaný počet úderů blesku: Nd = Ng*Ac*C1* 10 6 Ng=0,04 NK 1,25 (počet úderů blesku/(km 2 / rok )) Nk: počet dní s bleskem Přijaté číslo Nc=5,5*10 3 /CC=C2*C3*C4*C5 Pokud NdNc – ochrana požadovaný stupeň ochrany je nastaven: podle E=1-(Nc/Nd)
| Odhadovaná účinnost | Stupeň ochrany |
| Е>0,98 | 1 stupeň + další opatření |
| 0,95 | 1 Stupeň |
| 0,80 | 2 Степень |
| 3 Степень |
| ENVIRONMENTÁLNÍ FAKTOR | С1 | ||
| Budova není vyšší než stromy a/nebo okolní budovy | 0,25 | ||
| Objekt je obklopen nízkou zástavbou | 0,5 | ||
| Vzdálenost k nejbližší budově | 1 | ||
| Nejvyšší budova v oblasti | 2 | ||
| Konstruktivní koeficienty | С2 | ||
| Budova/střecha | METAL | KERAMIKA | Hořlavý |
| kov | 0,5 | 1 | 2 |
| Cihla, beton | 1 | 1,5 | 2,5 |
| hořlavý | 2 | 2,5 | 3 |
| Strukturní koeficient | С3 | ||
| Levné, nehořlavé | 0,5 | ||
| Střední, hořlavý | 1 | ||
| Vážený, hořlavý | 2 | ||
| hořlavý, hořlavý | 3 | ||
| Strukturální čas | С4 | ||
| Budova bez personálu | 0,5 | ||
| Až 50 lidé | 1 | ||
| Více než 50 lidí v ohrožení, obtížně evakuovatelné | 3 | ||
| VÝZNAM ŽIVOTNÍHO PROSTŘEDÍ | С5 | ||
| Irelevantní | 1 | ||
| Vždy se používá, má vliv na životní prostředí | 5 | ||
| Má velmi významné místo v životním prostředí | 10 |
6. Návrh AMP. Prvky obvodu hromosvodu jsou umístěny uvnitř utěsněného potrubí z nerezové oceli nebo mědi, na jejímž vnitřním povrchu je izolační konstrukce, která chrání před vznikem povrchového elektrického výboje, a systém ochranných svodičů, který chrání hromosvod před zničením v době výboje blesku. Na horní přírubě hromosvodu je umístěna odvzdušňovací tyč, která zajišťuje činnost prvků obvodu. Montáž na stožár pomocí šroubu se závitem M10. Elektrický obvod zařízení se skládá z vysokonapěťových rezistorů a kondenzátorů. Kondenzátory jsou nabíjeny z vnějšího pole přes odpory a vybíjeny přes jiskřiště nastavená na napětí (12-14) kV. Při vybití kondenzátorů se napětí sčítají a vznikne impuls s amplitudou větší než 200 kV. Jak se blíží fronta bouřky, zvyšuje se intenzita pole na zemském povrchu, což vede k indukci napětí na hromosvodových anténách, které nabíjí kondenzátory. Když napětí na kondenzátorech dosáhne (12-14) kV, jiskřiště se prolomí a vytvoří se krátký impuls větší než 200 kV. Polarita pulzu je opačná než u fronty bouřky. Impuls iniciuje streamer směřující k blesku, který vytvoří vodivý kanál pro výboj blesku do země. Tento proces zvyšuje účinnou výšku hromosvodu, která nezávisí na polaritě výboje blesku. 
Obrázek 2 Poznámka: Tento popis platí pouze pro sestupný typ blesku, který je popsán elektrogeometrickým modelem. Tento typ blesku je nejběžnější. Výška stožáru, na kterém je hlava namontována, je určena na základě tabulky 1. Hlava FOREND je přišroubována k trubkovému stožáru. V případě ochrany otevřených ploch, jako jsou sportoviště, bazény apod., se hromosvody montují na svítidla, stožáry, konzoly a jakoukoli jinou blízkou konstrukci, která umožňuje hromosvodu zakrýt daný chráněný prostor. Stožáry do výšky 4 m nevyžadují kotevní dráty. Nad 4 m se používají kotevní dráty nebo speciální stožárové konstrukce. Obecný princip montáže stožáru je stejný jako u tradičních televizních antén. Stožár by měl být zajištěn pomocí rozpěrek k pevné stavební konstrukci (komín, zdivo, ocelové konstrukce). Stožár lze upevnit na stativ s betonovou základnou. Pokud je FOREND umístěn na prefabrikovaném anténním stožáru, pak by měla být špička hlavy 2 m nad anténami (tabulka 1):
| Vzdálenost hlavových věží od paty chráněného objektu H (m) | Poloměr ochrany R (м) | ||
| H(м) | Úroveň 1 | Úroveň 2 | Úroveň 3 |
| 2 | 31 | 39 | 43 |
| 3 | 47 | 58 | 64 |
| 4 | 63 | 78 | 85 |
| 5 | 79 | 97 | 107 |
| 6 | 79 | 98 | 108 |
| 10 | 79 | 99 | 109 |
| 20 | 80 | 102 | 113 |
Otázka ochrany před přímým úderem blesku je každým dnem aktuálnější. Podle předpovědí je nárůst počtu bouřek (bouřková aktivita) spojen s oteplováním klimatu a zvyšuje se o 10 % na každý stupeň (podle jiných zdrojů se zvyšuje o 12 ± 5 % na každý stupeň) globálního oteplování a bude v tomto století nakonec vzroste asi o 50 %.
Nebezpečí blesku a nutnost chránit se před ním znali lidé již od pradávna. Jestliže v relativně nedávné době byly hlavním nebezpečím úderu blesku požáry a fyzické poškození budov způsobené jeho tepelnými a mechanickými účinky, pak rozvoj elektronických technologií a obecná digitalizace života přirozeně vyvolává další problém ochrany elektronických zařízení před přepětím. napětí způsobené bleskem.
Statistika
Podle statistik shromážděných společností Electra došlo v období od roku 2014 do roku 2020 v Rusku k 4375 19 požárům, jejichž příčinou byl úder blesku (bouřka). Zemřelo 44 lidí a 638 bylo zraněno různého stupně závažnosti. Navíc ve srovnání s 2019 případy v roce 2020 se počet takových požárů v roce 153 zvýšil o 24 (791 %) a dosáhl XNUMX.
Každá taková událost není jen havárií, ale i dodatečnými náklady jak pro vlastníky postižených zařízení (ve většině případů výrazně převyšující náklady na systém ochrany před bleskem), tak prostředky z federálního a krajského rozpočtu.
Během bouřek jsou zprávy plné informací o zabitých a zraněných údery blesku. Například jen v roce 2020 je takových případů více než 27, v roce 2021 – již 5. Blesk nešetří ani domácí zvířata – na farmách, ve stájích i na pastvě na poli. Jen v roce 2020 zemřelo v různých regionech Ruska více než 100 zvířat.
Potřeba ochrany před bleskem
Nejúčinnějším způsobem boje proti přímému úderu blesku a jeho sekundárním projevům bylo a zůstává použití systémů ochrany před bleskem, jejichž účelem je přeorientování z chráněného objektu a přímý příjem přímého výboje, distribuce a rozptýlení bleskového proudu v zemi. Skládají se z vnější ochrany před bleskem nebo hromosvodu, která zahrnuje vzduchovou koncovku, svod a zemnící systém a vnitřní SPD, které brání bleskovému proudu proniknout do objektu.
Potřeba zařízení na ochranu budov, konstrukcí a zařízení před bleskem je stanovena federálním zákonem z 22.07. července. 2008 č. 123-FZ „Technické předpisy o požadavcích na požární bezpečnost“ jako jeden ze způsobů prevence požárů a další legislativní normy Ruské federace v oblasti požární bezpečnosti.
Tradičně se pro ochranu před bleskem (ochrana před bleskem) používaly praxí prověřené klasické tyčové a kabelové hromosvody a také bleskosvody.
Trocha historie
Dnes se věří, že hromosvod vynalezl Benjamin Franklin. Před více než 250 lety, v roce 1752, experimentálně prokázal elektrickou povahu blesku a navrhl způsob ochrany proti němu pomocí uzemněné kovové tyče.
Nejstarší známý dochovaný hromosvod na světě se nachází v Rusku, na slavné Nevyanské věži, postavené v první polovině 18. století, ve městě Nevyansk, Sverdlovská oblast.
Na vrcholu věže je kovová jehla uzemněná rámem budovy s kovovou koulí pokrytou hroty a těsně pod ní umístěnou korouhvičkou, na níž je vyražen šlechtický erb Demidových. Různé zdroje uvádějí datum dokončení stavby věže mezi lety 1721 a 1742, tedy nejméně 10 let před tím, než Franklin vynalezl hromosvod.
Současné předpisy
Dnes v Rusku existují tři hlavní regulační dokumenty o tradiční nebo klasické/pasivní ochraně před bleskem:
- RD 34.21.121-74 „Směrnice pro výpočet ochranných pásem tyčových a kabelových hromosvodů“,
- RD 34.21.122-87 „Pokyny pro instalaci ochrany budov a staveb před bleskem“,
- SO 153-34.21.122-2003 „Pokyny pro instalaci ochrany před bleskem budov, staveb a průmyslových komunikací“.
Kombinované použití posledních dvou, nejčastěji používaných v praxi moderní ochrany před bleskem, určuje dopis Rostechnadzoru ze dne 01.12.2004. prosince 10 č. 03-04-182/XNUMX. Tyto regulační dokumenty definují postup pro projektování, instalaci, provoz a údržbu klasických pasivních systémů ochrany před bleskem – kabel, tyč a pletivo.
Nejdůležitější charakteristikou každého systému ochrany před bleskem je spolehlivost ochrany proti přímému úderu blesku, tedy hodnota definovaná jako 1-P, kde P je procentuální pravděpodobnost průniku přímého úderu blesku do objektu umístěného uvnitř ochranná zóna hromosvodu.
Tabulka 1. Spolehlivost ochrany před přímým úderem blesku je stanovena SO 153-34.21.122-2003
| Úroveň ochrany | Spolehlivost ochrany |
|---|---|
| I | 0,98 |
| II | 0,95 |
| III | 0,90 |
| IV | 0,80 |
Ochranné zóny klasických hromosvodů
Nejrozšířenější ve světové praxi jsou tyčové hromosvody, které dokonale chrání různé předměty již více než 260 let. Ochranné pásmo jednotyčového hromosvodu podle RD 34.21.122-87 a SO 153-34.21.122-2003 je kužel s přímočarou tvořící přímkou. Vrchol kužele je umístěn na ose hromosvodu a je umístěn pod vrcholem hromosvodu.
Rozměry ochranného pásma (výška a poloměr ochrany v úrovni terénu) závisí na stanovené spolehlivosti ochrany a na výšce hromosvodu. Dodejme, že tato závislost je lineární (viz schéma níže).
Objekt je považován za chráněný s danou spolehlivostí před přímým úderem blesku, pokud se celý nachází uvnitř ochranné zóny hromosvodu.
Ochranné pásmo jednoho trolejového hromosvodu se v těchto normách počítá jako ochranné pásmo velkého počtu tyčových hromosvodů umístěných v řadě dané délky.
Kromě toho SO 153-34.21.122-2003 definuje možnost navrhování ochranných zón hromosvodu pomocí metody ochranného úhlu nebo metody valivých koulí v souladu s normou International Electrotechnical Commission (IEC 62305), za předpokladu, že jsou splněny požadavky na návrh mezinárodní Elektrotechnická komise jsou přísnější. V tomto případě se na rozdíl od RD 34.21.122-87 a SO 153-34.21.122-2003 výška hromosvodu určuje z vodorovné plochy, která bude chráněna.
Aktivní hromosvody MOES
V posledních 25 letech se staly populárními tzv. „aktivní“ hromosvody s vyšším stupněm spolehlivosti a rozšířenou ochrannou zónou.
Pro záznamu
Vznik blesku začíná vytvořením vůdce sestupujícího z oblaku směrem k Zemi, což je vodivý plazmový kanál. V současné době se věří, že původ vůdce v bouřkovém mraku nezávisí na přítomnosti jakýchkoli objektů na povrchu země (nerovnosti povrchu, stavební konstrukce atd.).
Klesající stupňovitý bleskosvod pohybující se směrem k zemi iniciuje vzhled a vývoj protilehlých (vzestupných) svodů směřujících k bouřkovému mraku jak z pozemních objektů: střešních prvků, architektonických forem, zařízení na střeše a stěnách atd., tak z instalovaných hromosvodů . Kontakt jednoho z nich s vedoucím směrem dolů určuje místo úderu blesku do země nebo nějakého předmětu.
Na základě toho je úlohou systému ochrany před bleskem z hlediska vývoje vzestupného svodu vytvořit stabilní vzestupný svod z vrcholu hromosvodu dříve než z jakýchkoli prvků pozemního objektu. Jelikož je hromosvod hlavním prvkem systému ochrany před bleskem, jehož funkcí je právě iniciace a rozvinutí stabilního vzestupného vůdce dříve než z prvků objektu, musí k tomu hromosvod vytvářet optimální podmínky. Je známo, že v podmínkách konkurenčního vývoje vzestupných vůdců z prvků objektu a hromosvodů dřívější stabilní vůdce potlačuje vznik ostatních. Okamžik začátku tvorby vzestupného vůdce na vrcholu hromosvodu odpovídá začátku orientace blesku směrem k hromosvodu. Problém pokročilého utváření vzestupného návazce z hromosvodu dříve než z prvků chráněného objektu úspěšně řeší systémy ochrany před přímým úderem blesku pomocí hromosvodů s pokročilým vyzařováním streameru nebo zkráceně MOES (anglicky ESEAT – Letecký terminál s předčasnými emisemi). Dalším běžným názvem v Rusku je aktivní hromosvod.
Princip činnosti MOES. Stručně
Uvažujme princip fungování MOES na příkladu hromosvodů Forend vyráběných tureckou společností Forend Elektrik AS V tomto případě je základem MOES vysokonapěťový generátor impulzů umístěný v pouzdře s okrajem. Takové zařízení se montuje na budovu, konstrukci nebo samostatný stožár a vytváří ochrannou zónu před přímým úderem blesku pro všechny objekty, včetně antén a architektonických a krajinářských střešních objektů.
Když nastanou určité podmínky, kvůli rozdílu potenciálu mezi sestupným vodičem a zemským povrchem, generátor začne generovat vysokonapěťové impulsy. Výsledkem je, že zlomek sekundy před výbojem blesku začne emise nabitých částic na špičce hromosvodu a objeví se záblesk streameru, který vytvoří protisměrný výboj – vedoucí s nábojem opačným k náboji bouřkový mrak. V tomto případě generátor nevyžaduje použití externího zdroje energie. Řada modelů MOES využívá aktivní a pasivní elektrody, které podporují ionizaci.
Vlivem vynuceného generování, postupujícího záblesku streameru a utváření vzestupného svodu se zvyšuje efektivní výška MOES oproti klasickému pasivnímu hromosvodu, v důsledku čehož je zachycení sestupného bleskosvodu provedeno dříve. V důsledku toho se zvětšuje velikost ochranného pásma pozemních objektů. Výsledkem je, že při zachování všech ostatních podmínek je za podmínek klasických „pasivních“ systémů možné vystačit s menším počtem hromosvodů a svodů a/nebo nižší instalační výškou MOES.
Prvky systému ochrany před bleskem
Systém ochrany před bleskem s MOES je podobný klasickým pasivním systémům a zahrnuje prvky znázorněné na obrázku níže.
Poznámka
Spojení mezi svodem a zemnicím vodičem, jakož i vodorovným a svislým zemnicím vodičem, musí být provedeno v průhledové (revizní) jímce.
Technické vlastnosti MOES
Pouzdro aktivní ochrany před bleskem je obvykle vyrobeno z nerezové oceli, která zajišťuje odolnost proti korozi. Aerodynamický design MOES umožňuje, stejně jako klasické tyčové hromosvody, úspěšně odolávat tlaku větru při bouřce.
ochranná pásma MŽP
Hlavní charakteristikou MOES je čas předstihu – ΔT, měřený v mikrosekundách. Jinými slovy, toto je rozdíl v čase iniciace stabilního vzestupného vůdce z MOES dříve než z „pasivního“ hromosvodu podobné výšky. Tento parametr je stanoven experimentálně pro každý typ hromosvodu při simulaci reálných podmínek bleskové činnosti v laboratoři vysokého napětí.
Volba konkrétního modelu MOES závisí na vlastnostech chráněného objektu, požadovaném stupni ochrany, poloměru ochranné zóny a montážní výšce hromosvodu. Poloměr (Rp) ochrany MOES závisí na době předstihu (ΔT) a výšce (h) její instalace.
Tabulka 2. Závislost poloměru ochrany MOES na jeho hlavních charakteristikách
| Rp, m | T = 30 us | T = 45 us | T = 60 us | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| h, m | úroveň 1 | úroveň 2 | úroveň 3 | úroveň 4 | úroveň 1 | úroveň 2 | úroveň 3 | úroveň 4 | úroveň 1 | úroveň 2 | úroveň 3 | úroveň 4 |
| 2 | 19 | 22 | 25 | 28 | 25 | 28 | 32 | 36 | 31 | 35 | 39 | 43 |
| 4 | 38 | 44 | 51 | 57 | 51 | 57 | 64 | 72 | 63 | 69 | 78 | 85 |
| 5 | 48 | 55 | 63 | 71 | 63 | 71 | 81 | 89 | 79 | 86 | 97 | 107 |
| 6 | 48 | 55 | 64 | 72 | 63 | 71 | 81 | 90 | 79 | 87 | 97 | 107 |
| 8 | 49 | 56 | 65 | 73 | 64 | 72 | 82 | 91 | 79 | 87 | 98 | 108 |
| 10 | 49 | 57 | 66 | 75 | 64 | 72 | 83 | 92 | 79 | 88 | 99 | 109 |
| 20 | 50 | 59 | 71 | 81 | 65 | 74 | 86 | 97 | 80 | 89 | 102 | 113 |
| 30 | 50 | 60 | 73 | 85 | 65 | 75 | 89 | 101 | 80 | 90 | 104 | 116 |
| 60 | 50 | 60 | 75 | 90 | 65 | 75 | 90 | 105 | 80 | 90 | 105 | 120 |
Jak je patrné z výše uvedené tabulky, optimálním řešením z hlediska velikosti ochranného pásma a finančních nákladů je instalace MOES ve výšce 6 metrů nad nejvyšším bodem chráněného objektu. S ochranným poloměrem, který může v některých případech dosáhnout až 107 metrů, umožňuje MOES jeden hromosvod poskytnout ochranu na ploše až 36 tisíc metrů čtverečních. m s větší spolehlivostí než klasické typy pasivních hromosvodů. Pokud je potřeba chránit stavbu větší plochy, lze použít 2-3 takové hromosvody.
Počet hromosvodů
Porovnejme ochranná pásma MOES Forend EU (ΔT=60 μs) s ochranným pásmem hromosvodu. Poloměr ochrany tohoto zařízení na 6metrovém stožáru je 97 metrů pro stupeň ochrany III (nejběžnější). Přitom počítáno podle ochranného úhlu normy IEC 62305-3:2010 pro tyčový hromosvod stejné výšky (výška stožáru + výška těla MOES = 6,5 metru) bude poloměr ochranné zóny 15,3 metrů (vrcholový úhel α = 67 o ).
Pro ochranu objektu o rozměrech 48×180 metrů je nutné použít buď jeden aktivní hromosvod umístěný ve středu střechy objektu, nebo dvacet klasických tyčových hromosvodů stejné výšky.
Ještě jasnější je příklad ochrany několika blízko umístěných budov. K ochraně staveb umístěných blízko sebe, z nichž jeden je 48×90 a druhý – 48×160, tedy stačí pouze jeden MOES typu Forend EU nebo třicet osm klasických hromosvodů stejné výšky.
Rozměry ochranného pásma MOES umožňují snížit celkový počet hromosvodů v rozšířených areálech a velkých objektech oproti klasickým pasivním systémům ochrany před bleskem a také snížit objem a celkovou cenu materiálů a prací při jejich výstavbě a roční údržba.
Vyhlídky
Na konci roku 2020 byla přijata mezistátní norma pro systémy ochrany před bleskem s pokročilým vysíláním streamerů – GOST 34696-2020 „Systémy ochrany před bleskem s pokročilým vysíláním streamerů. Technické požadavky a zkušební metody“, která určuje postup používání těchto systémů. Existuje naděje, že tento standard bude v Rusku brzy uveden v platnost.
V současné době společnost Electra, jako jeden z vývojářů GOST 34696-2020, vytvořila „Pokyny pro ochranu budov, konstrukcí a otevřených ploch před přímým úderem blesku systémy s pokročilým vyzařováním streamerů. Návrh, instalace, provoz a údržba.“ Dokument je revidovaným a rozšířeným vlastním autentickým technickým překladem francouzské normy NF C 17-102 (ve znění novely ze září 2011) do ruštiny z francouzštiny a angličtiny. Současně byla použita obecná ustanovení, termíny, definice, požadavky a zkušební metody ze státních norem GOST R platné pro klasické pasivní systémy ochrany před bleskem.
Aplikace výše uvedených pokynů na území Ruské federace je doporučena dopisem č. 22.09.2020 SCNTI REA Ministerstva energetiky Ruské federace ze dne 46. září XNUMX.
Optimální řešení
Při návrhu ochrany před bleskem je nutné skloubit účinnost ochrany a hospodárnost projektu. Finanční složka je přitom pro zákazníka často nejdůležitější a je určujícím parametrem při volbě mezi různými konstrukčními řešeními při zachování ostatních podmínek.
Optimální volba hromosvodů a jejich umístění na chráněném objektu sníží i náklady na další materiál (především svody) a výkopové práce při instalaci uzemnění ochrany před bleskem. Pro odstranění bleskového proudu v případě použití MOES jsou tedy pro každý z nich potřeba pouze dva svody. Zároveň při použití klasických pasivních hromosvodů přispívá větší počet svislých svodů umístěných podél stěn budovy a správné provedení zemnících svodů k rovnoměrnější distribuci bleskového proudu a stabilitě elektromagnetického prostředí uvnitř budovy. .
Bleskosvody MOES samozřejmě nebudou schopny zcela nahradit tradiční tyčové a kabelové hromosvody, osvědčené sto let. Oba produkty musí koexistovat současně a použití jednoho nebo druhého musí být dáno především efektivitou a proveditelností finančních nákladů na ochranu před nebezpečím přímého úderu blesku.
Zdroj: Společnost Electra
Přihlaste se k odběru Elec.ru. Jsme v Telegramu, VKontakte a Odnoklassniki