Проект молниезащиты и заземления автосервиса

Задание:

Объект: автосервис 30,4х15,3х5,8 м (ДхШхВ).

Грунт: песчаный. Удельное сопротивление грунта: 500 Ом*м.

Требуется провести расчёты и создать проект молниезащиты и заземляющего устройства с сопротивлением 10 Ом. При удельном сопротивлении земли ρ > 100 Ом*м допускается увеличивать указанные нормы в 0,01 • ρ раз, но не более десятикратного.

0,01 * ρ = 0,01 * 500 = 5

5 * 10 = 50 Ом.

Решение:

Автосервис в соответствии с РД 34.21.122-87 относится ко III категории молниезащиты и должен быть защищен от прямых ударов молнии и заноса высокого потенциала через наземные (надземные) металлические коммуникации.

Выбирается зона защиты Б в соответствии с пунктом 4 таблицы 1 РД 34.21.122-87 и определенным ниже ожидаемым количеством поражений молнией в год.

Защита от заноса высокого потенциала осуществлена путем присоединения металлических колонн здания автосервиса к заземляющему устройству. Колонны имеют непрерывную электрическую связь между собой.

Ожидаемое количество поражений объекта молнией за год определяется по формуле:

Формула расчета количества поражений объекта молнией

где h = 5,8 м – наибольшая высота объекта;

L = 30,4 м – длина объекта;

S = 15,3 м – ширина объекта;

n – плотность ударов молнии на 1 км² земной поверхности в год.

n = 6,7 · Т_гр/100, где Т_гр – средняя продолжительность гроз в часах.

Для Московской области средняя продолжительность гроз составляет 20-40 часов.
Следовательно:

Формула расчета количества поражений молнией объекта в год

Ожидаемое количество поражений молнией объекта в год составляет 0,00604 поражений в год.

Защита объекта от прямых ударов молнии выполняется при помощи двойного ZANDZ Молниеприемника вертикального 16 м, имеющего следующие габаритные размеры:

h₀ = 0,92 * h = 0,92 * 16 = 14,7 м, где h = 16 м – высота молниеприемника.

r₀ = 1,5 * h = 1,5 * 16 = 24 м.

r_x = 1,5 * (h - h_x/0,92) = 1,5 * (16 - 5,8/0,92) = 14,5 м.

h_c = h₀ - 0,14(L - h) = 14,72 - 0,14(38,7 - 16) = 11,5 м.

r_c = r₀ = 24 м.

r_cx = r₀(h_c - h_x)/h_c = 24(11,5 - 5,8)/11,5 = 11,9 м.

Границы зон защиты см. чертежи настоящего проекта.

Заземляющее устройство автосервиса состоит из комплектов электролитического заземления ZZ-100-102 (по 2 шт. на каждый молниеприемник) и омеднённой полосы 30х4 GL-11075, соединенных при помощи зажима для подключения проводника ZZ-005-064 в соответствии с ГОСТ 21130-75 (полную спецификацию и ссылки на описание оборудования смотрите ниже).

Для болтовых соединений выполнить гидроизоляцию и предусмотреть возможность осмотра соединений в любое время.

Заземляющее устройство присоединить к молниеприемнику при помощи сварки.

Заземляющее устройство прокладывается на глубине 0,5 м от поверхности земли на расстоянии 1 м от молниеприемника.

В качестве токоотвода выступает собственная конструкция ZANDZ Молниеприемника вертикального 16 м (оцинк. сталь; с закладными под фундамент) в соответствии с п. 3.2.2.5 СО 153-34.21.122-2003. Электрическая непрерывность между разными частями обеспечена на долгий срок.

Заземляющее устройство организуется на наиболее приближенной территории вне охранной зоны подземных коммуникаций, точное местоположение уточняется при его сооружении.

Устройство наружного заземляющего устройства см. чертежи настоящего проекта.

Монтаж молниезащиты и заземления выполнить согласно ПУЭ, изд. 7, РД 34.21.122-87 "Инструкции по устройству молниезащиты зданий и сооружений", СО 153-34.21.122-2003 "Инструкции по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций", ГОСТ 21130-75 «Изделия электротехнические. Зажимы заземляющие и знаки заземления. Конструкция и размеры».

Расчет сопротивления заземляющего устройства:

Требуемое сопротивление заземляющего устройства: 10 Ом.

Допустимое сопротивление заземляющего устройства: 50 Ом.

Комплект электролитического заземления ZZ-100-102 состоит из:

электрод-заземлитель – 1 шт. (0,6 х 0,06 х 2,4 м);
заполнитель околоэлектродный - 3 мешка (0,1 м³).

Рассчитываем сопротивление комплекта электролитического заземления ZZ-100-102:

Формула расчета сопротивления комплекта электролитического заземления ZZ-100-102

где C – безразмерный коэффициент, описывающий содержание электролита в окружающем грунте;

ρ – удельное сопротивление грунта, Ом*м;

ρ_н – удельное сопротивление грунта - заполнителя, Ом*м;

l – длина заземлителя, м;

r₀ – радиус заземлителя, м;

r – радиус выемки котлована, м.

ρ = 500 Ом*м;

ρ_н = 0,5-1 Ом*м;

r = 0,1 м;

r₀ = 0,03 м;

l = 2,4 м;

C = 0,125;

Расчетное сопротивление заземляющего устройства составляет 16,05 Ом, что меньше допустимого сопротивления 50 Ом.

Перечень необходимых материалов:

№ п/п	Рис	Обозначение	Наименование	Кол-во	Масса (кг за ед.)
1		ZZ-005-064	ZANDZ Зажим для подключения проводника (до 40 мм)	6	0,31
2		ZZ-006-000	ZANDZ Смазка токопроводящая	1	0,19
3		ZZ-007-030	ZANDZ Лента гидроизоляционная	6	0,442
4		ZZ-100-102	ZANDZ Комплект электролитического заземления	4	98
5		ZZ-201-016	ZANDZ Молниеприемник вертикальный 16 м (оцинк. сталь; с закладными под фундамент)	2	-
6		GL-11402	GALMAR Колодец контрольный	6	2,6
7		GL-11075	GALMAR Полоса стальная омедненная 30х4 мм	34	0,98 (в метрах)