Сравниваем варианты расчетов молниезащиты надземного перехода

Данный материал содержит сравнение двух вариантов решения молниезащиты надземного перехода. Несколько высоких мачт или пониже, но в большем количестве?  Это поможет определиться с выбором молниеотводов и оценить преимущества и недостатки с целью дальнейшего выбора системы молниезащиты.

Технический Центр ZANDZ получил задачу по разработке молниезащиты надземного пешеходного перехода. Рассмотрим что получилось далее.

Исходные данные:

• объект: надземный пешеходный переход;

• форма кровли: двускатная;

• высота кровли: 11,3 м;

• высота в коньке: 12 м.

Задача:

• рассчитать систему внешней молниезащиты.

РЕШЕНИЕ:

Мероприятия выполнены в соответствии с:

•  ПУЭ 7-е изд «Правила устройства электроустановок» (далее ПУЭ);

•  РД 34.21.122-87 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений» (далее РД);

• СО 153-34.21.122-2003 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций» (далее СО).

Рассмотрим два варианта молниезащиты, а именно установка коньковых молниеприемников по всей кровле, и второй вариант - размещение двух молниеприемников-мачт, которые располагаются по краям кровли.

Объект относится к III категории молниезащиты в соответствии с РД, и к “обычным”, в соответствии с СО. Надежность системы должна быть не менее 0,9.

1. Использование коньковых молниеприемников.

Комплекс мероприятий по обеспечению необходимых требований к системе молниезащиты надземного перехода представлен следующими решениями:

1. Молниезащита объекта выполнена при помощи молниеприёмников высотой 2 м (GL-11521SS), которые крепятся при помощи держателей на коньку перехода.

2. В качестве токоотвода применяется стальная омеднённая (толщина медного покрытия не менее 70 мкм) проволока d8 мм (GL-11149). 

3. Установка токоотводов осуществляется при помощи зажима GL-11747А - на кровле,  GL-11703А - на вертикальных поверхностях. Шаг установки зажимов 0,8-1,0 м.

4. Для соединения проката по длине и в узлах используется универсальный зажим GL-11551A.

5. Все металлические элементы, размещенные на кровле, необходимо присоединить к токоотводу.

6. В качестве вертикального заземлителя используются омедненные стальные электроды длиной 3 м в местах опусков токоотводов. В качестве горизонтального заземлителя используется омедненная стальная полоса сечением 30х4 мм, объединяющая все вертикальные электроды. Расстояние до фундамента объекта - не менее 1 м. Заглубление полосы 0,5 - 0,7 м.

7. Согласно ПУЭ-7 изд., п.1.7.55 - Заземляющие устройства защитного заземления электроустановок зданий и сооружений и молниезащиты 2-й и 3-й категорий этих зданий и сооружений, как правило, должны быть общими.

8. При наличии ж/б конструкций их необходимо присоединить к токоотводам/заземляющему устройству.

9. Подключение к заземляющему устройству выполняется при помощи зажимов ZZ-005-064.

Итоги расчета проведенного с помощью программного обеспечения, разработанного ОАО «Энергетический институт им. Г.М.Кржижановского» (ОАО «ЭНИН»):

• плотность разрядов молнии в землю -  4 уд/кв.км в год;

• полное число ударов в систему - 0,039 (раз в 26 лет);

• суммарное число прорывов (удары непосредственно в объект минуя молниеприемники) - 0,0034 (раз в 294 года);

• надежность системы - 0.913.

На рисунке 1 показано расположение оборудования.

Рисунок 1 – Расположение оборудования. Коньковые молниеприемники.

Теперь рассмотрим второй вариант и сравним оба решения.

2. Расчет молниезащиты при помощи молниеприемников-мачт, установленных по краям.

Комплекс мероприятий по размещению токоотводов аналогичен первому варианту, но отличается типом молниеприемников, а также способом их установки. Таким образом, тут мы применяем молниеприемники-мачты высотой 4 м (ZZ-201-004), которые крепятся при помощи держателей (ZZ-203-002) к вертикальным поверхностям по краям перехода.

Рассмотрим какие результаты мы получим, выполнив расчет системы молниезащиты в сервисе расчетов ZANDZ для такой системы.

Итоги расчета проведенного с помощью программного обеспечения, разработанного ОАО «Энергетический институт им. Г.М.Кржижановского» (ОАО «ЭНИН»):

• плотность разрядов молнии в землю -  4 уд/кв.км в год;

• полное число ударов в систему - 0,043 (раз в 23 года);

• суммарное число прорывов (удары непосредственно в объект минуя молниеприемники) - 0,0036 (раз в 278 года);

• надежность системы - 0.916.

Размещение оборудования показано на рисунке 2.

Рисунок 2 – Расположение оборудования. Молниеприемники-мачты.

Вывод:

Получив результаты, мы можем сравнить их. Как видно, во втором случае мы имеем большую надежность системы молниезащиты, однако остальные параметры говорят иное. 

Такая информация показывает, что не всегда решение, которое имеет большее значение надежности системы молниезащиты, лучше  аналогичного, которое имеет меньшее значение. Сравнение приведено в таблице 1.

Выбор высоты молниеприемников это не первоочередная задача, которая определит правильность принятого решения. Определяющую роль при проектировании системы молниезащиты, играет умение правильно оценить объект и определить точки, в которых необходимо размещать молниеотводы. 

Таблица 1 - Сравнение результатов.

Таким образом, на конкретном примере, мы проанализировали разные варианты расположения молниеприемников и определили, что более низкие молниеотводы, расположенные по всей длине защищаемого объекта, обеспечивают ему более благоприятную обстановку, которая характеризуется меньшим числом ударов молнии в систему, большим средним временем между прорывами молнии и более низкой ценой молниеотводов с их креплениями.

По итогам принимаем решение, что применение коньковых молниеприемников, для данного конкретного случая, имеют более привлекательный статус. 

Перечень необходимых материалов и оборудования приведен в таблице 2.

Таблица 2 – Перечень потребности материалов.

У вас возникли вопросы по молниезащите надземного перехода? Обращайтесь в Технический Центр ZANDZ!

Заземляющее устройство для пункта обеспечения транспортной безопасности

Как выполнить заземляющее устройство для мостового сооружения?

Молниезащита тира. Может ли быть молниеприемная сетка эффективнее стержневых молниеприемников?

Рассчитываем заземляющее устройство для малой ГЭС