Вихідні дані для розрахунку блискавковідводу

№ варіанту	Назва об’єкту захисту	Розміри об’єкта (м)			Місце встановлення блискавковідводу
		Довжина	Ширина S	Висота hх
6	Трансформаторна підстанція	5,0	6,0	3,5	На споруді

вихідні дані для розрахунку заземлювача блискавковідводу

№ варіанту	Тип заземлювача	Розміри заземлювача			Вид грунту
		Довжина (м)	Діаметр стержня d (мм)	Ширина полки стержня з кут. сталі (смуги), в мм
3	Стержень з кутової сталі забитий на 0,5м від поверхні землі	3,5		60	супісок

Середньорічна кількість ударів блискавки на 1 км² земної поверхні визначається в залежності від інтенсивності грозової діяльності в годинах (див. табл. 1.).

Таблиця 1

Середня кількість уражень блискавкою за рік

Середня грозова діяльність, годин	10..20	20…40	40…60	60…80	80…100
Середня кількість уражень блискавкою за рік	1	3	6	9	12

Порядок виконання розрахунково-графічної роботи

1. Розрахунок елементів блискавковідводу..

Зона захисту блискавковідводів – це частина простору, всередині якого будинок або споруда захищена від прямих ударів блискавки з певним ступенем надійності.

Переважна кількість будівель і споруд в сільській місцевості відносяться до третьої категорії захисту від блискавки, у зв’язку з цим, розрахунок проводимо для цієї категорії.

Визначення типу зони захисту залежить від очікуваного числа ураження блискавкою за один рік будівель і споруд, які не мають захисту від блискавки (див. формулу 1).

N = (S+6h_x)(L+6h_x)n*10^-6, (1)

N=(6+6*3,5)*(5+6*3,5)*3*10^-6, =

де S, L, h_x – відповідно ширина, довжина та найбільша висота об’єкта захисту, м.;

n – середнє число ударів блискавки в 1км² поверхні землі на місці розміщення об’єкта (див. табл. 1).

Якщо N більше 2, тобто для об’єктів ІІІ категорії захисту приймають зону типу А. Об’єкти ІІІ категорії – від прямого удару та від занесення у будівлю високих потенціалів.

Одиночний стержневий блискавковідвід створює навколо споруди, яка ним захищається захисну зону у вигляді, подвійного конуса з круглою основою (див. рис.1). Радіус його основи у півтора рази більше висоти приймача блискавки.

2. Побудова зони захисту блискавковідводом.

Захисну зону можна побудувати графічно. Для цього проведемо горизонтальну лінію та перпендикулярно до неї, в масштабі, відкладемо висоту приймача блискавки, рівну h (рис.1). На горизонтальній лінії з точки 0 (місця розміщення приймача блискавки) в тому ж масштабі відкладемо радіуси основи конуса r, що дорівнюють 1,5h. Кінці радіусів позначимо літерою Б. На лінії висоти h (лінія 0Н), на відстані 0,8h від основи, відзначимо точку В, а на лінії радіусів основи – точки Г, які ділять радіуси на дві рівні частини - r/2.

Проведемо прямі лінії з точки Н до точки Г, а з точки В до точки Б. В результаті такої побудови отримаємо трикутник, при обертанні якого навколо осі 0Н утвориться зона захисту у вигляді конуса.

Горизонтальний переріз зони захисту на висоті споруди h_x утворює коло радіусом r_х, яке називається радіусом захисту.

При невідомому значенні h значення r_х можна визначити графічним способом використовуючи правила геометрії (коли відомі розміри споруди, яка захищається блискавковідводом).

Будівлі і споруди в сільській місцевості як правило невеликої висоти, тому, висота блискавковідводу, що споруджується не перевищуватиме 60 м.

При одиночному стержневому блискавковідводі висотою менше 60 м радіус захисту визначають за співвідношеннями:

а) при (2)

1,5h=3,9+1,5*1,25*3,5

1,5h=10,4

h=6,98 м.

3.Розрахунок елементів заземлюючого пристрою

Для розрахунку елементів заземлюючого пристрою необхідно враховувати значення нормативного імпульсного опору заземлювача (Rіnз) для кожного окремого блискавковідводу (див. табл.2) та питомий електричний опір грунту (ρгр.) розтіканню струму в ньому (табл.3).

Таблиця 2

Значення нормативного імпульсного опору заземлювача.

Категорія захисту від блискавки	Типи блискавковідводів, що використовуються	Нормативний імпульсний опір заземлювача, Rіn
2	Окремо стоячі або встановлені на будівлях неізольовані стержневі, тросові, сітчасті, металева покрівля.	≤ 10

Таблиця 3

Питомий електричний опір деяких грунтів

Показник	Грунт									Вода
	гравій, щебінь	пісок	супі сок	чорно зем	сугли нок	вапняк	глина	торф	Річ кова		Мор ська
Питомий опір грунту, Ом∙ м	2000	700	300	200	100	60	40	20	50		1

Враховуючи те, що на опір розтіканню струму в грунт впливає коливання його вологості, через пересихання влітку і перемерзання взимку за розрахунковий питомий опір грунту (ρр) ρприймають найбільше його значення протягом року, з урахуванням сезонного коефіцієнта (kc), див. табл. 4.

ρр = ρгр • kc, (Ом ∙ м) (3)

ρр=300*1,6=480 (Ом ∙ м)

де ρгр – визначене табличне значення питомого опору грунту, Ом м;

kc - сезонний коефіцієнт.

Таблиця 4

Значення сезонного коефіцієнта в залежності від типу заземлювача

Показник	Зона
	II
Орієнтовна мінімальна товщина активного шару грунту, м.kc – для вертикальних заземлювачів довжиною 2…3м., на глибині 0,5…0,8м.	1,6…1,8

Виходячи з місцевих умов, необхідно вибрати конструкцію заземлювача (форму, розміри електродів та ступінь заглиблення їх в землю).

Якщо на території улаштування блискавковідводу питомий опір грунту р > 200 Ом∙ м, то необхідно застосовувати заглиблені заземлювачі.

Тип заземлювача, схема його розміщення в грунті та аналітичний вираз розрахунку опору розтікання струму в грунт приведено в таблиці 5.

Таблиця 5