Молниезащита больших территорий: парки, площадки, территории заводов. Страница 1

Тэги: профессор Э. М. Базелян молниезащита проектировщикам вебинар
Внимание!

(прошёл 19 июня 2019 года в 11-00)

Самый главный вопрос – надо ли защищать от молнии большие территории, а если надо, то что именно и каким способом. Первое, что приходит на ум, это парки и лесные массивы. С ними легче всего разобраться и убедиться, что без молниезащиты здесь можно вполне обойтись, если понимать, как себя правильно вести в грозовой обстановке.

Тем не менее, опыт защиты больших территорий накоплен и именно на его основе сегодня тестируются практически все методики оценки защитного действия молниеотводов. Речь идет о воздушных линиях электропередачи высокого напряжения. Их контролируемая длина исчисляется сотнями тысяч километров. За грозовой сезон линия длиной порядка 100 км принимает на себя несколько десятков ударов молнии. Для ее защиты применяются тросовые молниеотводы, методика расчета которых очень хорошо отработана. К сожалению, приходится признать, что проектировщики не спешат использовать опыт применения грозотросов для других технических объектов. Большие площади электрических подстанций, резервуарных парков, нефтеперекачивающих станций до сих пор по не вполне понятной причине защищаются стержневыми, а не тросовыми молниеотводами. Это дорого и не очень надежно.

В последние годы удалось показать, что защитное действие системы тросовых молниеотводов (мультитросовая система) удается существенно усилить благодаря экранирующему эффекту объемного заряда короны, которая возбуждается в электрическом поле грозового облака без каких-либо дополнительных источников высокого напряжения. Применение системы коронирующих грозотросов позволяет не только зашитить большую территорию от прямых ударов молнии с надежностью не менее 0,999, но и существенно понизить уровни электромагнитных наводок на электрические цепи защищаемого объекта.

Эти и другие вопросы, касающиеся молниезащиты больших территорий, будут более детально раскрыты профессором Эдуардом Мееровичем Базеляном в ходе вебинара.

Рекомендуется просмотр с качеством "1080p" в полноэкранном режиме.

 

Текст вебинара. Страница 1

Быстрая навигация по слайдам:

Примерное время чтения: 27 минут.

Молниезащита больших территорий: парки, площадки, территории заводов.

Молниезащита больших территорий: парки, площадки, территории заводов

 

 

Нужна ли молниезащита больших территорий?

Нужна ли молниезащита больших территорий?

Откровенно говоря, когда я готовился к вебинару, меня все время мучили сомнения. Сомнения вот какого сорта: а  нужно ли вообще защищать большие территории? О чем идет речь? Я представил себе большую территорию, она внутри МКАДа примерно 1000 км2 – это то, что представляет собой сегодняшнюю Москву. На самом деле даже больше, потому что Москва давно вылезла за эти самые километры. 10 миллионов жителей, примерно 3000 ударов в год. И что защищать? Каждое здание? Оно защищено, оно защищено каждое само по себе, и если оно защищено не будет, то Гостехнадзор не примет его в эксплуатацию и разговаривать здесь не о чем. Поэтому если говорить о больших территориях, то, что это тогда за территории? Получается вот какая вещь, что эти территории – это то, где мы с вами ходим, и защищать надо не территорию, а нас с вами. От чего защищать? Понятно, что от напряжения шага и прикосновения. И задача опять сводится к тому, о чем мы говорили, в общем, не один раз. Мы не один раз говорили о том, что напряжение шага и прикосновения – это не очень приятная и, к сожалению, не очень понятная вещь.

Старая проблема — напряжение шага

Старая проблема — напряжение шага

 

Я взял и привел такой пример: замечательный грунт 100 Ом*м, по существу это чернозем, стоит нормальный молниеотвод, который поставили для защиты территории. У этого молниеотвода есть заземлитель, выполненный по совершенно твердым нормам нормативного документа РД 34, то есть горизонтальная полоса, три вертикальных стержня – все по норме. И теперь я показываю, как меняется напряжение шага в зависимости от расстояния до основания этого самого молниеотвода. Смотрите, на расстоянии 10 метров примерно 10 кВ, на расстоянии 30 метров примерно 50 кВ. Вы знаете, попадать под такое напряжение – это не самая лучшая ситуация. Теперь, что было в виде защиты? В виде защиты была следующая вещь, была рекомендация: насыпка грунта с высоким удельным сопротивлением, речь в основном шла о камушках, а поверх – асфальт. Если вы сделаете асфальтовую защиту, то асфальт толщиной сантиметров 10, если в нем нет трещин, то это была действительно очень хорошая защита. Но сегодня у нас есть в каждом городе завод по производству плитки, этот завод принадлежит людям, которые имеют вес в этом городе и поэтому асфальт практически во многих городах, в том числе и в Москве заменяют плиткой. А плитка никакой изоляцией не является, и вот по какой причине. Сама плитка – изолятор, но плитка кладется с шагом, с просветами, в которых находится обыкновенный грунт, чтобы туда уходила вода. И поэтому, когда человек стоит на этой самой плитке, он стоит не на изоляторе, он по существу стоит на грунте. И в такой ситуации получается, что люди, в общем, оказываются практически беззащитными.

Напряжение шага при токе молнии 100 кА

Напряжение шага при токе молнии 100 кА

Перед этим вебинаром, пока мы тут сидели и разговаривали, мне был задан такой вопрос: «В большом городе много многоэтажных домов, у многоэтажных домов хорош фундамент, фундамент является заземляющим устройством этого самого дома, там шаговых больших напряжений, наверное, быть не может?». И для того чтобы показать может или не может, я хочу вам показать вот какую вещь, график, который здесь есть, он вот о чем. Высотное здание, это высотное здание стоит на фундаментной  железобетонной плите толщиной в 5 метров. Размеры этой плиты 40х40 метров и я теперь считаю те перенапряжения, которые возникнут на разном расстоянии от этой фундаментной плиты, при воздействии тока молнии в 100 кА. Сама плита дает замечательное сопротивление заземления – всего 4 Ом. Смотрите, на расстоянии всего 10 метров – где-то около 7 кВ – 8 кВ, а на расстоянии 5 метров – около 15 кВ. Спрашивается: что будет с людьми, когда они попадут под это напряжение? На этот вопрос я вам не могу ответить. Я не знаю, что будет с этими людьми, потому что я не знаю, как действует напряжение такого уровня киловольт при очень кратковременном времени воздействия. Те нормы, которые есть по электробезопасности, они ограничены временем в одну сотую секунды. А у нас здесь с вами не одна сотая секунда, а одна десятитысячная секунды – примерно 100 мкс. Но совершенно ясно, что воздействие будет слабее, но все-таки что это будет за воздействие? Что будет с человеком? Что будет с ребенком? На этот вопрос ответить сегодня мы не можем. Мы не можем найти у себя в стране эти материалы. Я попробовал их поискать за рубежом. Ничего путного я, говоря откровенно, тоже ничего не нашел. Только в одном немецком документе я прочитал такую вещь, что напряжение в 6 кВ грозового перенапряжения, то со временем воздействия порядка 100 мкс в нескольких процентах случаев может вызвать дефибрилляцию сердца. То есть напряжение примерно в 6 кВ – опасное. Если эти исследования действительно серьезные. А если это так, то тогда вся эта молниезащита больших городских территорий, она сводится вот к чему: нужно создавать нормальное растекание тока молнии или изолировать места, где сосредотачивается большое количество людей. Например: памятники, церкви, мечети – в этих местах я бы поостерегся класть плитку. Во всяком случае, асфальт здесь намного предпочтительнее.

 

Молниезащита лесов и парков лишена смысла

Молниезащита лесов и парков лишена смысла

Теперь дальше почему-то все время вспоминают поля для гольфа. Откровенно говоря, лично сам я гольф видел один раз и то заграницей. Поля для гольфа – это действительно большая территория, на этой территории есть деревья. Мало чем отличаются поля для гольфа – парки. И лесные массивы тоже не отличаются. Я никогда не слышал о том, что целесообразно защищать от молнии лесные массивы. Да я и не знаю, как это сделать. Хотя, откровенно говоря, мне попало один раз в руки письмо человека, который занимается геодезическими вышками, и он предлагал сделать эти деревянные геодезические вышки, а по ним проложить металлический токопровод, поставить штырь и эти штыри будут выполнять функцию молниеотвода, который будет защищать лесные массивы. Несчастье заключается только в том, что расстояние между этими геодезическими вышками – это километры и даже десятки километров. И если вы их поставите, то вы, в общем-то, ничего не защитите, вы защитите крошечные участки леса. А что представляет собой лес для молнии? Если у вас есть лесной массив более или менее равномерный, то число ударов в квадратный километр этого лесного массива ничем не будет отличаться от удара молнии в просто ровную равнинную ничем не застроенную и  не засеянную, и не засаженную территорию. Потому что такая ровная площадка, поднятая над землей на 20 метров, никак не будет для молнии представлять какой-то интерес, это просто будет равномерная поверхность земли. И число ударов на нее будет то же самое. В России 3 – 4 удара на 1 км2 поверхности. Что для людей действительно опасно? Для людей опасны опушки. Почему? Потому что у вас с одной стороны возвышаются деревья высотой метров в 20, с другой стороны – ровная поверхность. И у этих возвышающихся деревьев на ровной поверхности есть радиус стягивания равный трем высотам этих самых деревьев на опушке. И в результате этого дела в лесном массиве опасна опушка, правда, ее все равно никто не будет защищать, но она действительно опасна. И если вы попадает в грозу в лесном массиве или в парке, то если вам некуда деваться, уйдите от этой самой опушки – это единственное, что вы можете сделать. А еще опасны особо высокие деревья. Но у нас в Росси нет особо высоких деревьев, секвойи у нас не растут. У нас деревья примерно одной высоты, поэтому ни парки, ни лесные массивы у нас никто защищать не будет и никто этого, вообще говоря, не требует.

Опыт молниезащиты протяженных территорий существует

Опыт молниезащиты протяженных территорий существует

Что является большой защищаемой территорией? Безусловно, линии электропередачи напряжением класса 110 кВ и выше. Это действительно большая территория. Опоры линии электропередачи имеют высоту с подвесом проводов где-нибудь на уровне 20 метров. Длина линии электропередачи класса, например, 220 кВ будет никак не меньше 100 км, а то и 200 км. И это значит, что линии электропередачи представляют собой территорию площадью примерно в 20 км2, которые надо защищать по всей длине. И все линии электропередачи такого класса напряжения защищаются либо одним, либо двумя грозотросами. У нас есть международная организация СИГРЭ – это комиссия по большим электрическим сетям, которая собирает опыт защиты таких линий электропередач с помощью грозотросов. И набрана статистика, которая исчисляется уже не десятками квадратных километров, а сотнями тысяч квадратных километров, умноженными на год эксплуатации. Эти данные обобщены, обобщены расчетными формулами, которые сделаны нашими с вами соотечественниками. Есть формула Бургсдорфа, которая дает вероятность прорыва молнии сквозь тросовую защиту к проводам. Есть формула  Костенко, которая тоже дает эту самую зависимость. Эти формулы, вообще говоря, отличаются всего где-нибудь в пределах двойки. Эта ошибка в два раза в молниезащите ошибкой не является. Надо сказать, что все расчетные методики, которые в мире существуют и в том числе та самая вероятностная методика, которая используется у нас в России, она проверялась и калибровалась именно по опыту эксплуатации линии электропередачи. Более надежных данных сегодня нет. И именно эти данные мы используем для того, чтобы проектировать любую молниезащиту, в том числе и не только тросовую, а стержневую тоже. Дело в том, что это самые представительные данные, которые есть сегодня.

 

Следующая страница >>
слайды с 7 по 12


Смотрите также: