6.2.1. Зоны защиты стержневых молниеотводов

Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода высотой до 30 м (рис.22) представляет собой пространство, ограниченное поверхностью вращения с образующей, которая может быть найдена по формуле

(24)

Рис.22. Зона защиты стержневого молниеотвода

где h — высота молниеотвода;

r_X — радиус зоны защиты на высоте h_X;

h_X — рассматриваемый уровень над поверхностью земли (или высота защищаемого объекта); h-h_X=ha— превышение высоты молниеотвода над рассматриваемым уровнем (или над высотой за­щищаемого объекта), называемое активной высотой молниеотвода. Чтобы быть защищенным от прямых ударов молнии, объект полностью должен находиться внутри конусообразного пространства, которое представляет собой зона защиты молниеотвода.

Поскольку при экспериментальном определении зон защиты допу­скается ряд условностей, то нет необходимости пользоваться точными очертаниями зон защиты, особенно усложненными в случае защиты двумя молниеотводами. Можно пользоваться упрощенным построением, показанным на рис.23. Образующая поверхности, ограничивающей зону защиты, может быть представлена ломаной линией. Один из от­резков этой ломаной ab является частью прямой, соединяющей вершину молниеотвода с точкой на поверхности земли, удаленной на 0,75 h от оси молниеотвода, а другой отрезок (bc) представляет собой часть прямой, соединяющей точку молниеотвода на высоте 0,8 h с точкой на поверхности земли, удален­ной от молниеотвода на 1,5 h.

Из рис. 23 видно, что точка b находится на высоте h. Легко показать, что радиус защиты на уровне h_X<h равен:

(25)

Радиус защиты на уровне h_X>h

(26)

Эффективность молниеотводов высотой больше 30 м снижается, так как при этом высота ориентировки молнии принимается постоян­ной.

Для определения радиуса зоны защиты молниеотвода высотой

h > 30 м значения, полученные по (25) и (26), нужно умножить на коэффициент . Построение зоны защиты производится аналогично тому, как это показано на рис.23, но прямыеаа' и cc' проводятся через точки, лежащие на поверхности земли на расстояниях соответственно 0,75hр и 1,5hр от оси молниеотвода.

Зона защиты между двумя стержневыми молниеотводами имеет значительно большие размеры, чем сумма зон защиты двух

Рис.23. Построение зоны защиты стержневого молниеотвода. 1-упрощенное построение; 2 —зона защиты, построенная по (24).

Рис.24 Зона защиты двух стержневых молниеотводов.

одиночных молниеотводов. Выше отмечалось, что радиус зоны 100%-ного попадания в молниеотвод составляет R=3,5h. Очевидно, если два молниеотвода находятся на расстоянии а=2R=7h, то точка земной поверхности, лежащая посредине между молниеотводами, не будет поражаться молнией. Если нужно защитить точку, находящуюся по­средине между молниеотводами на высоте h₀, то расстояние между мол­ниеотводами высотой h должно составлять а7(h—h₀), т. е. не мень­ше семикратной активной высоты молниеотводов. Или, если известны высота и расстояние между молниеотводами, высота защищенной точ­ки посредине между молниеотводами находится как

(26)

Внутренняя часть зоны защиты двух стержневых молниеотводов (рис.24) в плоскости, проходящей через оба молниеотвода, ограничи­вается дугой окружности, которую можно построить по трем точкам: две из них — вершины молниеотводов, а третья расположена посредине между молниеотводами на высоте h₀. Сечение зоны защиты в пер­пендикулярной плоскости строится аналогично тому, как определяются образующие зоны защиты одиночного молниеотвода (сечение по 0—0 на рис. 24.) Внешняя часть зоны защиты для стержневых молниеотво­дов определяется так же, как и для одиночных молниеотводов.

Лекция 13.