1.9 Молниезащита химического цеха

Основной вид перенапряжений, от которых следует защищать электроустановки – это перенапряжения, вызываемые атмосферными явлениями, и, в первую очередь, грозой. Атмосферные перенапряжения более часты, чем прямые удары молнии, при этом их воздействию подвергаются практически все объекты, электрически связанные между собой. Атмосферные перенапряжения возникают вследствие электростатической и электромагнитной индукции в проводах линий электропередачи при ударе молнии в близко расположенные объекты. Перенапряжения при этом меньше чем при прямом ударе молнии, но все же достигают десятков и сотен тысяч вольт.

Атмосферное перенапряжение – одна из основных причин повреждений и аварийных отключений в сельских электрических установках.

Это объясняется значительной протяжённостью и малым экранированием воздушных линий, а так же преимущественным применением в сельских подстанциях открытого типа.

Перенапряжения, возникающие в элементах электроустановок в результате прямого удара молнии и набегании волн перенапряжений, не только приводят к повреждениям оборудования и перерывам электроснабжения, но и представляют значительную опасность для людей и животных, особенно в электроустановках низкого напряжения.

От набегающих волн перенапряжения цеха защищают вентильными разрядниками на стороне высокого напряжения типа РВО и на стороне низкого напряжения типа РВН.

Разрядники на напряжение 3...10 кВ устанавливают на полках или подвешивают на специальных конструкциях. Расстояния между разрядниками и другими элементами цеха при наружной установке и напряжении 6 -10 кВ – 3м.

Рабочее сопротивление разрядника – это активное сопротивление с большой степенью нелинейности, т.е. с повышением приложенного напряжения его сопротивление резко снижается. Поэтому при действии импульса перенапряжения сопротивление невелико и падение напряжения на нем незначительно. Для рабочего напряжения сети после прохождения импульса сопротивление возрастает, ограничивая сопровождающий ток к.з. значением меньше 100А. Этот ток легко разрывается искровым промежутком, дуга гасится без звукового и светового эффектов, защищаемый объект остается неповрежденным. Сопротивление заземляющих устройств для защиты от грозовых перенапряжений должно быть не более 30 Ом, а расстояние между ними – не более 100 м.

Целесообразность сооружения молниезащиты для производственных зданий определяем по числу прямых ударов молнии в это здание за год.

По условию защиты от прямых ударов молнии в здание химического цеха имеются помещения, которые относятся к классам П-1, П-2, и В-1б. Указанное здание подлежит молниезащите по второй категории.

Площадь здания составляет 7344 м². Стены кирпичные в два кирпича, отштукатуренные изнутри. Перекрытия состоят из сборных рёберных железобетонных плит. Целесообразность сооружения молниезащиты для данного объекта определим по числу прямых ударов в год [16]

, (1.64)

где S и L – ширина и длина здания, 72 м и 102 м; h – высота здания, h = 9 м;

n – среднее число ударов молнии в год на 1км² земной поверхности в месте расположения здания, n = 2, при среднегодовой продолжительности гроз 35 ч.

Так как ожидаемое количество поражений молний N превышает значение N≤0,01, то необходимо выполнить молниезащиту.

Молниезащиту выполним в виде тройного стержневого молниеотвода. Высота здания h_х1=6 м; расстояние от края здания до молниеотвода R_x₂=6,5 м. расстояние между молниеотводами l=48 м.

м. (1.65)