ندوة الويب الخامسة عشرة في سلسلة "التأريض والحماية من الصواعق: أسئلة ومشكلات تنشأ في التصميم"

ليس من المستغرب ، لكن قضبان مانعة الصواعق من السلك التسلسلي هي النوع الأكثر شيوعًا من مانعات الصواعق ، وقد تم فحص كفاءتها إلى أقصى حد ، لأن ملايين الكيلومترات من خطوط نقل الطاقة العلوية محمية بواسطة قضبان صاعقة سلكية ، مفردة أو مزدوج. لسنوات عديدة ، كانت المنظمة الدولية CIGRE تجمع الخبرة العالمية في تشغيل الحماية من الصواعق السلكية. تم تحديد موثوقية تشغيلها ، اعتمادًا على ارتفاع التعليق وزاوية الحماية ، بشكل موثوق به على الأقل حتى مستوى 0.999. وتجدر الإشارة إلى أن المنهجية الإحصائية لحساب احتمالية حدوث اختراق ، والتي تم استخدامها لتحديد مناطق الحماية لقضبان الصواعق في المواصفة القياسية الوطنية RD 34.21.122-87 و SO-153-34.21.122-2003 ، كانت بشكل أساسي معايرة حسب تجربة تشغيل الأسلاك الأرضية.

النقطة المهمة هي الكفاءة الأعلى بشكل ملحوظ لقضبان الصواعق السلكية بالمقارنة مع قضبان الصواعق من نفس الارتفاع. إذا قارنا موثوقية حماية نظام قضبان الصواعق والأسلاك الأرضية مع عدد متساوٍ من الدعامات التي تم تركيب قضبان الصواعق عليها ، فإن الاختلاف في عدد فواصل الصواعق المميعة للأشياء المحمية سيكون على الأقل في نطاق ضخامة.

عند تساوي جميع الأشياء الأخرى ، يتم توفير أكبر قدر من الموثوقية للحماية من خلال تنظيم قضبان صاعقة من الأسلاك السلكينية المغلقة أو موقع الأسلاك الأرضية ذات الزوايا السلبية للحماية. يتيح لك ذلك تقليل ارتفاع التعليق السلكي الأرضي وبالتالي تقليل عدد ضربات الصواعق في المنطقة المحمية بشكل كبير ، وبالتالي تقليل عدد التأثيرات الكهرومغناطيسية الخطيرة على الدوائر الإلكترونية الدقيقة ، بما في ذلك. تحت الارض.

الميزة الأساسية الأخرى للحماية من الصواعق السلكيّة هي القدرة على تركيب دعامات السلك الأرضي خارج المنطقة المحمية دون أي تكاليف مادية كبيرة. وبالتالي ، من الممكن إضعاف الاتصال الموصل بين الأقطاب الأرضية لهذه الدعامات والحلقة الأرضية للكائن المحمي بشكل كبير ، مما يلغي عمليًا تغلغل تيار البرق في اتصالاته تحت الأرض. أخيرًا ، نظرًا لإزالة دعامات السلك الأرضي من المنطقة المحمية ، فمن الممكن إما منع تكوين قنوات الشرارة المنزلقة تمامًا من نقطة الدخول إلى الأرض لتيار البرق ، أو توجيهها في اتجاه آمن للكائن.

ونتيجة لذلك ، فإن استبدال قضبان الصواعق بأسلاك أرضية في عدد من المواقف المهمة عمليًا يسمح بحل مشكلة التوافق الكهرومغناطيسي في نفس الوقت.

نص البرنامج التعليمي على الويب. صفحة 1

التنقل السريع بالشرائح:

الوقت المقدر للقراءة: 60 دقيقة

- من الجيد أن أهنئكم في الأول من سبتمبر ، لأنه على الرغم من أن اليوم هو السابع ، إلا أنه لا يزال الأول من سبتمبر بالنسبة لنا. عندما كنت أستعد لهذه الندوة ، وجدت نفسي أفكر. أنت تعلم أنه مع تقدم العمر أصبحنا جميعًا رجالًا صغارًا ، وعندما يسألونني عن مهنتي ، يسعدني أن أقول إنني متخصص في الحماية من الصواعق ، وأنني أتعامل مع الفولتية الفائقة ، وهذا يسبب بعض الاحترام من أجل شخصيتي اللطيفة. لكن ما لفتت انتباهي هو أنه اتضح اليوم أنه ليس من الضروري بشكل خاص التحدث عن الفولتية الفائقة ، لأن المشكلات المتعلقة بالحماية من الصواعق من حيث مستوى الجهد آخذة في الانخفاض ، وأخيرًا لدينا وصلنا إلى النقطة التي عند التعامل مع الحماية من الصواعق ، نبدأ في الحديث عن وحدات الفولت ، لأن المحنة الرئيسية التي يجلبها البرق اليوم لا تزال تداخلًا كهرومغناطيسيًا في دوائر التحكم في الأتمتة ، وحماية الترحيل في قنوات نقل المعلومات ، وهذه المشكلة ستكون مهمة ، والأهم اليوم. وبالحديث عن قضبان الصواعق السلكية ، سأستمر في النظر إلى هذه المشكلة الأكثر شهرة للتوافق الكهرومغناطيسي ، لأنها اليوم هي الأكثر أهمية لمتخصصي الحماية من الصواعق.

- لذلك ، إذا تحدثنا عن قضبان الصواعق السلكية ، فمن الضروري الرجوع إلى الوثيقة المعيارية SO-153 ، حيث يُكتب أن قضبان الصواعق يمكن أن تكون قضيبًا ، وتتكون من أسلاك ممتدة ، أي الكابلات والشبكات. لذلك يتعرف المصممون على القضبان ، ويتعرفون أيضًا على الشبكات لسبب ما. على الرغم من أن فعالية هذه الشبكات منخفضة للغاية. ومع الكابلات ، يكون الوضع مشدودًا بعض الشيء.

- لسبب ما ، المصممون ليسوا مغرمين جدًا بقضبان الصواعق السلكية ، على الرغم من أن قضبان الصواعق السلكية هي أكثر قضبان الصواعق شيوعًا في العالم ، لأن ملايين الكيلومترات من خطوط نقل الطاقة محمية بواسطة قضبان صاعقة سلكية. وإذا تحدثنا عن ما نعرفه عن قضبان الصواعق ، فإن الأهم من ذلك كله أننا نعرف كيف تتصرف قضبان الصواعق السلكية المتسلسلة بالضبط ، وكيف تحمي أسلاك خطوط الطاقة وجميع المعلومات التي لدينا اليوم هي المعلومات التي يتم جذبها بالضبط من سلك سلسال قضبان البرق. بالعودة إلى منتصف القرن الماضي ، قام اثنان من المتخصصين الرئيسيين في الحماية من الصواعق لدينا فلاديمير فلاديميروفيتش بورغسدورف وميخائيل فلاديميروفيتش كوستينكو بتلخيص المعلومات التي جمعتها CIGRE - هذه هي اللجنة الدولية للشبكات الكهربائية بعيدة المدى وهذه اللجنة بالذات البيانات المعالجة التي تجعلها من الممكن حساب احتمالية اختراق الصواعق من خلال الحماية من الصواعق المصنوعة من السلك التسلسلي ... إذن ، تلك الصيغ الحسابية التي اقترحها المتخصصون لدينا Burgsdorf و Kostenko ، لا تزال تظهر وهذه الصيغ في شكلين مختلفين. في إحدى الحالات ، يتم إعطاء لوغاريتم احتمالية اختراق البرق بالقيمة المعتادة ، وفي الحالة الأخرى كنسبة مئوية ، يكون هذا هو الاختلاف الوحيد بين هاتين الصيغتين.

- إذا قمنا بتلخيص هاتين الصيغتين ، فسنحصل على الشيء التالي. اتضح أنه ، اعتمادًا على زاوية الحماية ، يزداد احتمال حدوث اختراق صاعقة بشكل كبير ، أي أن موثوقية الحماية تتدهور ، ولكن إذا بدأت الزاوية في الانخفاض وأكثر من ذلك ، انتقل إلى زوايا الحماية السلبية ، تصبح موثوقية الحماية عالية للغاية. إذا أخذنا هذا المنحنى النظري ، ثم انظر ، قطعة صغيرة فقط من هذا المنحنى تُعطى بخطوط متصلة. هذه القطعة ، التي تم تقديمها بخطوط صلبة ، تقول أن هناك الكثير من النقاط التجريبية هنا وهنا يمكنك الاعتماد على حقيقة أن البيانات التي تعطي الصيغ الحسابية مبررة حقًا من خلال خبرة تشغيلية واسعة النطاق. يصل هذا المنحنى الصلب إلى المستوى 10-3 تقريبًا ، أي من بين ألف ضربة صاعقة ، يخترق المرء الكائن المحمي. هذه هي القيم المحددة التي يمكن استخدامها اليوم لاختبار أي طرق تصميم ، إذا كنا صادقين ، فإن تلك المناطق من قضبان الصواعق التي تحبها كثيرًا ، والتي يتم تقديمها في المستندات التنظيمية في RD-34 أو SO- 153. تم الحصول على هذه المناطق بالذات عن طريق معايرة البيانات المقدمة بواسطة قضبان الصواعق السلكية. لن تكون هناك قضبان صواعق سلكية ، بصراحة ، لن تكون هناك مناطق حماية لقضبان الصواعق. هذا هو الوضع اليوم.

- ولكن ليس هذا هو الهدف ، ولكن حقيقة أنك إذا نظرت إلى مناطق الحماية من قضبان الصواعق. لذلك قمت للتو بتنزيل اللوحة من SO-153. ومناطق الحماية لقضبان الصواعق المصنوعة من السلك ، سترى أن أحجام هذه المناطق هي نفسها تقريبًا. إذا كانت تختلف عن قضبان السلك وسلسلة قضبان الصواعق ، فإنها تختلف في حدود عشرة ، واحد ونصف عشرة بالمائة. وفي ضوء هذه الخلفية ، سأخبرك الآن بهذه الكلمات المثيرة للفتنة بأن موثوقية قضبان الصواعق السلكية أعلى بشكل لا يضاهى عمليا من قضبان الصواعق المعتادة. على خلفية هذين الجدولين اللذين تم تنزيلهما من الإرشادات ، يبدو أنه قد يكون متوحشًا ، ولكنه مع ذلك حقيقة مجردة.

- والآن ، من أجل إثبات هذه الحقيقة المجردة ، أريد أن أريكم الشيء التالي. لدي شيء. شيء مثل هذا هو ورشة كبيرة أو مستودع كبير بحجم 100 * 100 متر وارتفاع 20 متر. أريد استخدام قضبان الصواعق لحماية هذا المستودع وأود أن أعرض قضبان صاعقة من السلك. آخذ 4 دعامات ، أضع هذه الدعامات الأربعة في زوايا المستودع وانظر ، ضع قضبان الصواعق عليها. ولدي منحنى يوضح كيف ، اعتمادًا على ارتفاع قضبان الصواعق ، يتغير احتمال حدوث اختراق برق. سأركز على احتمال الاختراق عند 0.01 ، أي على موثوقية الحماية عند 0.99 ومعرفة أي قضبان أحتاجها. اتضح أنني بحاجة إلى قضبان البرق بارتفاع حوالي 40 مترًا. ولكن إذا أخذت نفس الدعامات وقمت بتمديد كبل على طول هذه الدعامات حول محيط المستودع ، فعندئذٍ نفس موثوقية الحماية البالغة 0.01 ، سأحصل على ارتفاع تعليق كابل يبلغ 28 مترًا. تخيل أن الفرق البالغ 12 مترًا ليس فقط فرقًا في المال الذي سيتم إنفاقه على تكلفة الدعامات.

- لأن الذي؟ من المهم جدًا فهم سبب هذه الميزة. انظروا ، يتم رسم الصور البدائية. قضيب مانع الصواعق ، يوجد تقليديًا بعض الأشياء القريبة. لقد عرضت هذه الصورة بالفعل في إحدى الندوات. انظر ، الرب الله يرسل لنا البرق من اتجاهات مختلفة. لنلقِ نظرة على البرق من النقطة أ والبرق من النقطة ب. فهذان البرقان لهما احتمالية مختلفة لاختراق الكائن المحمي. من النقطة A ، تنتقل القناة إلى الكائن في البداية. من النقطة B يذهب مبدئيًا إلى مانعة الصواعق. يحدد الاختلاف في هذه المسافات موثوقية الحماية. يحمي قضيب مانع الصواعق الأشياء جيدًا من جانب واحد فقط - من الخلف. إذا تحدثنا عن البرق الذي يأتي من الجانب الآخر ، فعندئذٍ تصبح الحماية هنا أضعف بشكل ملحوظ وهذا ما يؤكده ببساطة الفرق بين مسافة واحدة وأخرى. ماذا سيحدث الآن إذا ابتعدت عن الجسم أو ابتعدت عن مانعة الصواعق؟ اتضح أنه إذا ابتعدت عن الكائن أفقيًا إلى الجانب ، فسيقل الفرق بين هذه المسافات ، وتبدأ موثوقية الحماية الخاصة بي في الانخفاض بشدة. وإذا ابتعدت عن مانع الصواعق ، فسيزداد الفرق بين هذه المسافات وستزداد موثوقية الحماية ، وبالتالي فإن الكابلات جيدة لأنه بغض النظر عن الجانب الذي يأتي منه البرق ، فإن الكبل سيصل أولاً طريق. وبفضل هذه الحماية من الصواعق المصنوعة من السلك ، والتي تحيط بالمنطقة المحمية ، تزداد موثوقية الحماية بشكل كبير.

- تنعكس هذه اللحظة في الوثيقة التنظيمية. في الوثيقة المعيارية في SO-153-34.21.122 ، والتي تعرفها جيدًا ، هناك قسم صعد إليه القليل منكم - هذا هو القسم الخاص بحساب قضيب مانع للصواعق مغلق من السلك. انظر ماذا هذا. هنا لديك جسم ، هذا إسقاط أمامي. توجد دعامات في الأعلى وقضيب مانع للصواعق معلق على هذه الدعامات على طول المحيط الخارجي. الآن ، بغض النظر عن الجانب الذي يأتي منه البرق: إلى اليمين ، إلى اليسار ، من هنا ، من هنا ، أينما أتى ، فإنه يتعثر في البداية على هذا السلك ذو السلك المصنوع من الصواعق. ونتيجة لهذه الحالة ، تزداد موثوقية الحماية بشكل كبير. على سبيل المثال ، إذا قمت بوضع قضبان صاعقة من السلك مع امتداد جانبي بطول 2 متر فقط ، فابحث عن موثوقية الحماية البالغة 0.99 ، عندما يخترق واحد من كل مائة صاعقة فقط ، يتم توفير كائن بارتفاع 20 مترًا في العلبة عندما يكون ارتفاع مانع الصواعق أقل من 2 متر فوق سطح الجسم المحمي. تبين أن الكابلات واعدة للغاية في هذا الصدد ، فهي ليست واعدة فحسب ، بل إنها تكاد لا ترفع ارتفاع المبنى - وهذا يعني أنها لا تسحب البرق الإضافي. وهذا يعني أن موثوقية الحماية من التداخل الكهرومغناطيسي تصبح أكثر موثوقية بالنسبة لك. هذه هي الميزة الأولى والأكثر أهمية لقضبان الصواعق السلكية. مع موثوقية الحماية العالية ، تكلف قضبان الصواعق المصنوعة من السلك التسلسلي فائضًا طفيفًا على الكائن المحمي ، وهذه جودة جيدة جدًا ومواتية للغاية ، والتي نادرًا ما يستخدمها المصممون.

ناتج البرق - جهاز لحماية المباني والهياكل من ضربات الصواعق المباشرة. يتضمن M. أربعة أجزاء رئيسية: قضيب صاعقة يستشعر ضربة صاعقة مباشرة ؛ موصل لأسفل يربط قضيب الصواعق بالقطب الكهربائي الأرضي ؛ مفتاح تأريض يتدفق من خلاله تيار البرق إلى الأرض ؛ جزء محمل (دعم أو دعامات) مصمم لإصلاح طرف الهواء والموصل السفلي.

اعتمادًا على تصميم المحطة الهوائية ، يوجد قضيب وسلسلة وشبكة ومشتركة M.

وفقًا لعدد قضبان الصواعق العاملة بشكل مشترك ، يتم تقسيمها إلى مفردة ومزدوجة ومتعددة.

بالإضافة إلى ذلك ، في موقع M. هناك قائمة بذاتها ومعزولة وغير معزولة عن المبنى المحمي. يعتمد التأثير الوقائي للصواعق على خاصية البرق لضرب الهياكل المعدنية الأطول والأكثر تماسكًا. بسبب هذه الخاصية ، فإن المبنى المحمي ، وهو أقل ارتفاعًا ، لا يصطدم من الناحية العملية بالصواعق إذا دخل منطقة الحماية لـ M. منطقة الحماية لـ M. هي جزء من الفضاء المجاور له وبدرجة كافية الموثوقية (95٪ على الأقل) تضمن حماية الهياكل من الصواعق المباشرة. في أغلب الأحيان ، يستخدم قضيب M. لحماية المباني والهياكل.

غالبًا ما تستخدم الكابلات الحبلية لحماية المباني ذات الطول الكبير وخطوط الجهد العالي. تصنع هذه الكابلات في شكل كبلات أفقية مثبتة على دعامات ، على طول كل منها يتم وضع موصل لأسفل. يوفر القضيب والكابل M. نفس درجة الحماية.

كقضبان مانعة للصواعق ، يمكنك استخدام سقف معدني مؤرض في الزوايا وحول المحيط كل 25 مترًا على الأقل ، أو شبكة من الأسلاك الفولاذية بقطر لا يقل عن 6 مم مفروضة على سقف غير معدني ، به منطقة خلية تصل إلى 150 مم 2 ، مع عقد مثبتة باللحام ، ومؤرضة تمامًا مثل السقف المعدني. يتم توصيل الأغطية المعدنية فوق أنابيب الدخان والتهوية بالشبكة أو السقف الموصل ، وفي حالة عدم وجود أغطية ، يتم وضع حلقات سلكية خاصة على الأنابيب.

م. قضيب - م مع ترتيب عمودي من مانع الصواعق.

كبل M. (ممتد) - M. مع ترتيب أفقي لمحطة هوائية ، مثبت على دعامتين مؤرضتين.

مناطق الحماية من الصواعق

عادة ، يتم تحديد منطقة الحماية من خلال الحد الأقصى لاحتمال الاختراق ، المقابل للحدود الخارجية ، على الرغم من أن احتمال حدوث اختراق في عمق المنطقة يتناقص بشكل كبير.

تتيح طريقة الحساب إمكانية بناء منطقة حماية لقضبان الصواعق ذات القضبان والأسلاك ذات القيمة التعسفية لاحتمال حدوث اختراق ، أي لأي مانع صواعق (مفرد أو مزدوج) ، يمكنك بناء عدد تعسفي من مناطق الحماية. ومع ذلك ، بالنسبة لمعظم المباني العامة ، يمكن توفير مستوى كافٍ من الحماية باستخدام منطقتين ، مع احتمال اختراق 0.1 و 0.01.

من حيث نظرية الموثوقية ، فإن احتمال حدوث اختراق هو معلمة تميز فشل مانع الصواعق كجهاز وقائي. مع هذا النهج ، تتوافق منطقتا الحماية المقبولتان مع درجة الموثوقية 0.9 و 0.99. يكون تقييم الموثوقية هذا صالحًا عندما يكون الكائن بالقرب من حدود منطقة الحماية ، على سبيل المثال ، كائن على شكل حلقة ، متحد المحور مع مانع الصواعق. في الكائنات الحقيقية (المباني العادية) ، على حدود منطقة الحماية ، كقاعدة عامة ، توجد العناصر العلوية فقط ، ويتم وضع معظم الكائن في عمق المنطقة. يؤدي تقييم موثوقية منطقة الحماية على طول حدودها الخارجية إلى التقليل بشكل مفرط من القيم. لذلك ، من أجل مراعاة الترتيب المتبادل القائم عمليًا لقضبان وأشياء الصواعق ، تم تعيين مناطق الحماية A و B في RD 34.21.122-87 بدرجة تقريبية من الموثوقية تبلغ 0.995 و 0.95 ، على التوالي.

قضيب مانع للصواعق واحد.

منطقة الحماية لقضيب مانع للصواعق واحد بارتفاع h عبارة عن مخروط دائري (الشكل A3.1) ، يقع قمته على ارتفاع h0

1.1 مناطق الحماية من قضبان الصواعق ذات قضيب واحد مع ارتفاع ح؟ 150 م لها الأبعاد الكلية التالية.

المنطقة أ: h0 = 0.85h ،

r0 = (1.1 - 0.002 س) ح ،

rx = (1.1 - 0.002h) (h - hx / 0.85).

المنطقة B: h0 = 0.92h ؛

rx = 1.5 (h - hx / 0.92).

بالنسبة للمنطقة B ، يمكن تحديد ارتفاع قضيب مانع للصواعق واحد عند القيم المعروفة لـ h ويمكن تحديده بواسطة الصيغة

ح = (rx + 1.63hx) / 1.5.

أرز. A3.1. منطقة الحماية لقضيب مانع للصواعق واحد:

I - حدود منطقة الحماية عند مستوى hx ، 2 - هي نفسها على مستوى الأرض

سلسله واحده من الصواعق من السلك.

منطقة الحماية من سلسلة مانعة الصواعق سلك واحد مع ارتفاع ح؟ 150 متر مبين في الشكل. A3.5 ، حيث h هو ارتفاع الكابل في منتصف الامتداد. مع الأخذ في الاعتبار ارتخاء الكبل بمقطع عرضي 35-50 مم 2 مع ارتفاع معروف لقفزة الدعم وطول الامتداد ، ويتم تحديد ارتفاع الكابل (بالأمتار):

ح = قفزة - 2 من أجل أ< 120 м;

ع = قفزة - 3 عند 120< а < 15Ом.

أرز. A3.5. منطقة الحماية لقضيب صواعق سلك سلسال واحد. التعيينات هي نفسها كما في الشكل. A3.1

مناطق الحماية لقضيب الصواعق ذات السلك الواحد لها الأبعاد الكلية التالية.

بالنسبة لمنطقة من النوع B ، يتم تحديد ارتفاع قضيب مانع للصواعق بسلك سلسال واحد مع قيم معروفة لـ hx و rx بواسطة الصيغة

يتم إجراء مفتاح التأريض الرأسي عن طريق الغمر الميكانيكي المتسلسل للأقطاب الكهربائية المترابطة بطول 1.2-3 متر ، متصلة بوصلات نحاسية. أقطاب كهربائية فولاذية بقطر 14.2-17.2 مم ، مع طلاء كهروكيميائي نحاسي (99.9٪ نقاء) ، بسمك 0.25 مم. يضمن مقاومة عالية للتآكل وعمر خدمة للقطب الكهربي الأرضي في الأرض لمدة 40 عامًا على الأقل. تسمح القوة الميكانيكية العالية لمفتاح التأريض بالغمر حتى عمق 30 مترًا. يتميز الطلاء النحاسي للأقطاب الكهربائية بدرجة عالية من الالتصاق واللدونة ، مما يسمح بغمر القضبان في الأرض دون كسر سلامة الطبقة النحاسية وتقشيرها.

وزارة الطاقة والكهرباء CCC ص

القسم الفني الرئيسي لتشغيل أنظمة الطاقة

القواعد الارشادية
لحساب مناطق الحماية للقضيب والكابلات
محطات الإضاءة

RD 34.21.121.21.122

موسكو 1974

تم جمعها بواسطة VEI و GNIEI و Energosetproekt

أوافق:

نائب رئيس

القسم الفني الرئيسي

F. SINCHUGOV

معلومات عامة

يعتمد التأثير الوقائي لقضبان الصواعق على خاصية الصواعق مع احتمالية أكبر لضرب أجسام معدنية عالية ومتأصلة جيدًا مقارنة بتلك الموجودة في مكان قريب. إن مانع الصواعق الذي يتلقى تفريغًا من الصواعق هو جهاز معدني يرتفع فوق الهيكل المطلوب حمايته ، ويتألف من قضيب مانع للصواعق وموصل لأسفل وإلكترود أرضي. لحماية التركيبات الكهربائية من الصواعق المباشرة ، يوصى باستخدام قضبان صواعق من السلك والقضيب. تصنع قضبان الصواعق على شكل هياكل معدنية عمودية مثبتة بشكل مستقل أو على أي هياكل (على سبيل المثال ، بوابات ومداخن) ، وسلك سلسال - على شكل أسلاك معلقة أفقيًا (كبلات).

يتم تحديد درجة حماية الهيكل بواسطة مانع الصواعق من خلال احتمال اختراق الصواعق للهيكل المحمي الذي يتجاوز مانع الصواعق. احتمال حدوث اختراق البرق يساوي نسبة عدد ضربات الصواعق إلى الهيكل المحمي إلى العدد الإجمالي لضربات الصواعق إلى مانع الصواعق والهيكل المحمي.

يتم حساب الحماية من الصواعق وفقًا لمناطق الحماية. يجب ألا يتجاوز احتمال اختراق البرق لأي جسم موجود داخل منطقة الحماية القيمة المسموح بها.

يتم تحديد الخطوط العريضة لمنطقة الحماية وأحجامها من خلال عدد قضبان الصواعق وارتفاعها وترتيبها المتبادل وتعتمد على الاحتمال المسموح به لاختراق الصواعق. كلما انخفض احتمال حدوث اختراق البرق ، كانت منطقة الحماية أصغر. المسافة بين قضبان الصواعق محمية بشكل أكثر موثوقية من المساحة الخارجية لقضبان الصواعق. التأثير الوقائي لقضبان الصواعق يتناقص مع زيادة ارتفاع الجسم المحمي.

تم اختبار مناطق الحماية لقضبان الصواعق التي يصل ارتفاعها إلى 60 مترًا من خلال سنوات عديدة من الخبرة التشغيلية وتوفر موثوقية كافية. يتم تحديد مناطق الحماية لقضبان الصواعق التي يبلغ ارتفاعها أكثر من 60 مترًا وفقًا لطريقة هذه الإرشادات باستخدام احتمالية محسوبة لاختراق الصواعق في جسم لا يزيد عن 10-2 ، وقضبان صواعق من السلك التسلسلي - لا تزيد عن 10 -2 و10 -3. تم تحديد الاحتمالية المحسوبة المشار إليها لاختراق البرق على أساس الاختبارات المعملية على أحد النماذج والخبرة التشغيلية والمعلومات المتعلقة بتطوير تصريفات البرق.

مناطق حماية قضبان الصواعق

1. منطقة الحماية لقضيب مانع للصواعق يصل ارتفاعه إلى 60 مترًا بالشكل الموضح في الشكل. يتم تحديد حجم المنطقة حسب النسبة

أرز. 1. منطقة الحماية لقضيب مانع للصواعق يصل ارتفاعه إلى 60 مترًا:

ح- ارتفاع مانعة الصواعق.ح س- ارتفاع النقطة على حدود المنطقة المحمية ؛ح أ = ح - ح س- الارتفاع النشط لقضيب الصواعق

منطقة الحماية لقضيب مانع للصواعق واحد بارتفاعحمن 60 إلى 250 مترًا مقطوعًا عن بعدد حمن أعلى (الشكل) وتحدد العلاقات

أرز. 2. منطقة الحماية لقضيب مانع للصواعق بارتفاع يزيد عن 60 مترًا:

د ح = 0,5(ح- 60) عند 60< ح 100 م د ح= 0.2 حفي ح> 100 م

أرز. 3. اعتماد ارتفاع قضيب مانع الصواعق على ارتفاع 30 مترًا على نصف قطر الحماية عند مستويات مختلفةح س

أرز. 4. رسم بياني لحساب منطقة الحماية لقضيب مانع للصواعق يصل ارتفاعه إلى 30 مترًا

بالنسبة للأجسام المحمية التي يبلغ ارتفاعها 60-100 متر ، فإن ارتفاع مانع الصواعقحمحدد من الرسم البياني في الشكل. ، مقارنة بالارتفاع الحرجح كرتحديد حدود اقتطاع منطقة الحماية ،

أرز. 5. رسم بياني لحساب منطقة الحماية لقضيب مانع للصواعق يصل ارتفاعه إلى 100 متر

بسبب اقتطاع مناطق الحماية عندماحالأصغر ح كريتم اختيار ارتفاع مانع الصواعق ليكون مساويًا للارتفاع الحرج.

في ذروة الصواعقح> 100 متر ، يتم تنفيذ إنشاء منطقة الحماية مباشرة بواسطة الصيغ () و () و ().

2. الخطوط العريضة لمنطقة الحماية لاثنين من قضبان الصواعق (مانعة الصواعق المزدوجة) موضحة في الشكل. لح 60 مليون جنيه إسترليني والتين. مقابل 60 جنيهًا إسترلينيًا ح£ 250 م لكل من قضبان الصواعق التي يزيد ارتفاعها عن 60 م ، يتم قطع منطقة الحماية على مسافةد حمن الأعلى ، كما لو كانت مانعة للصواعق واحدة.

أرز. 6. منطقة حماية من قضبان مانعة للصواعق بارتفاع متساوٍ يصل ارتفاعهما إلى 60 مترًا:

أ- المسافة بين قضبان الصواعق. الخامس x- أصغر عرض لمنطقة الحماية عند المستوىح س; ص س- نصف قطر منطقة الحماية لقضيب صواعق واحد ؛ص- نصف قطر الدائرة يمر عبر قمم قضبان الصواعق ونقطة 0 يقع في المستوىح 0

أرز. 7. منطقة حماية اثنين من قضبان الصواعق بارتفاع أكثر من 60 م:

د ح = 0,5(ح- 60) عند 60< ح 100 م د ح = 0,2 حفي ح> 100 م

يتم تنفيذ إنشاء المنطقة الخارجية لقضبان الصواعق بنفس طريقة إنشاء منطقة قضيب مانع صواعق واحد وفقًا للصيغ () أو () ، اعتمادًا على الارتفاع. أصغر عرض لمنطقة الحماية في xبين قضبان الصواعق على المستوىح سيتحدد من المنحنيات في الشكل. و . بالنسبة لقضبان الصواعق التي يتراوح ارتفاعها من 30 إلى 250 مترًا ، يجب ضرب قيمة كلا الإحداثيين بعامل.

أرز. 8. قيم أصغر عرض لمنطقة الحماية في xقضبان مانعة للصواعق بارتفاعح 30 مليون جنيه استرليني ل

أرز. 9. قيمة أصغر عرض لمنطقة الحماية في xاثنين من قضبان البرق ل

أدنى ارتفاع لمنطقة الحمايةح 0 بالنسبة لقضبان الصواعق التي يصل ارتفاعها إلى 30 مترًا

(6)

لأعمدة الصواعق من 30 إلى 250 م

(7)

ولكن ليس أكثر ح كرتحددها الصيغة () ، إذاح³ 60 م.

3. منطقة الحماية لثلاثة أو أكثر من قضبان الصواعق تتجاوز بشكل كبير مجموع مناطق الحماية لقضبان الصواعق المفردة.

بناء أقسام أفقية على مستوى منطقة الحمايةح سهو مبين في الشكل. - بمثال ثلاثة وأربعة قضبان صاعقة. أبعادتصحيح في x/ 2 من المنحنيات في الشكل. واعتمادا علىأ/ ح أوارتفاع مانع الصواعق. نصف قطر الحمايةص سيتم تحديده بنفس الطريقة التي يتم بها تحديد مانع الصواعق واحد. من خلال الترتيب التعسفي للعديد من قضبان الصواعق ، يمكن تحديد منطقة الحماية الخاصة بهم عن طريق جمع مناطق أي ثلاثة قضبان صاعقة متجاورة (الشكل).

أرز. 10. منطقة حماية من أربعة قضبان مانعة للصواعق بنفس الارتفاع. المقطع الأفقي لمنطقة الحماية على المستوىح س

1 ، 2 ، 3 ، 4 - قضبان البرق

أرز. 11. منطقة حماية من ثلاثة قضبان مانعة للصواعق من نفس الارتفاع. المقطع الأفقي لمنطقة الحماية على المستوىح س

1 ، 2 ، 3 - قضبان البرق

أرز. 12. منطقة حماية من أربعة قضبان بشكل عشوائي تقع قضبان الصواعق من نفس الارتفاع. المقطع الأفقي لمنطقة الحماية على المستوىح س

1 ، 2 ، 3 ، 4 - قضبان البرق

يتم قطع جزء منطقة الحماية المكونة من ثلاثة قضبان صاعقة أو أكثر بارتفاع يزيد عن 60 مترًا ، والموجودة خارج الدوائر التي تمر عبر مراكز قضبان الصواعق الثلاثة المجاورة ، على مسافةد حمن الأعلى. لم يتم اقتطاع جزء المنطقة الموجود داخل الدوائر. الكميةد حيتم تعريفه بواسطة الصيغ () و ().

شرط أساسي لحماية المنطقة بأكملها على المستوىح سهو:

لقضبان الصواعق ذات الارتفاعح 30 مليون جنيه إسترليني: د 8 جنيهات إسترلينية ح أ;

لقضبان الصواعق 30< ح 250 م: د 8 جنيهات إسترلينية ح أ · ص,

أين د- قطر الدائرة المرسومة من خلال ثلاثة قضبان صاعقة متجاورة.

مناطق حماية الكابلات من الصواعق

منطقة الحماية لقضيب صواعق من السلك السلكي الفردي (حبل سلكي معلق أفقيًا) لها الشكل الموضح في الشكل. لقضبان الصواعق التي يصل ارتفاعها إلى 30 مترًا وفي الشكل. لقضبان الصواعق بارتفاع 30 الى 250 م منطقة حماية على مستوىح سمحدودة بخطين متوازيين مع مانعة الصواعق ، وتقع على مسافةص سمن المستوى العمودي الذي يمر عبر سلسة سلك مانع الصواعق. هذه المسافةص س، التي يطلق عليها تقليديًا عن طريق القياس مع نصف قطر حماية قضيب مانع الصواعق واحد ، يتم تحديدها بواسطة الصيغ:

ح < 30 м

(8)

لقضيب صاعقة سلك سلسال واحد بارتفاعحمن 30 إلى 250 م

أرز. 13. منطقة الحماية لقضيب مانع للصواعق بسلك واحد يصل ارتفاعه إلى 30 مترًا:

أ- المقطع الأفقي لمنطقة الحماية على المستوىح س; تي- حبل

أرز. 14. منطقة الحماية من مانعة الصواعق ذات السلك المفردة بارتفاع يزيد عن 30 م

منطقة الحماية لسلسلة مانع الصواعق 30< ح< 250 м усекается сверху на величину

أرز. 15. مخطط لحساب منطقة الحماية لقضيب مانع للصواعق بسلك واحد يصل ارتفاعه إلى 30 مترًا

أرز. 16. رسم تخطيطي لحساب منطقة الحماية لقضيب مانع للصواعق بسلك واحد بارتفاع 30 إلى 100 متر

ارتفاع مانعة الصواعقح، المحدد من الرسم البياني (الشكل) ، مقارنة بالارتفاع الحرج

في ح < ح كريتم اختيار ارتفاع مانع الصواعق بالتساويح كر... تعتمد طريقة اختيار حماية الحبل السلكي على اعتماد احتمالية اختراق البرق على زاوية حماية حبل السلك (أ ) وارتفاع دعامات الخط العلوي. يتم إنشاء المراسلات بين المنهجية الموصوفة هنا وفي القسم الخاص بالحماية من الصواعق للخطوط الهوائية من خلال العلاقة tg a = ص س/ ح أ.

4. يوضح الشكل إنشاء منطقة الحماية لاثنين من قضبان الصواعق ذات السلك التسلسلي المتوازي. و . يتم تعريف المناطق الخارجية لمنطقة الحماية على أنها قضيب مانع للصواعق من السلك التسلسليح> 30 م ومقطوعة على مسافةد حمن الأعلى. القسم الرأسي من منطقة الحماية بين اثنين من قضبان الصواعق من السلكين محدود بقوس دائري يمر عبر قضبان الصواعق ونقطة المنتصف بين قضبان الصواعقاتقع على ارتفاع

(11)

اين ا - المسافة بين قضبان الصواعق.

أرز. 17 - منطقة الحماية المكونة من اثنين من قضبان الصواعق من السلك التسلسلي 1 و 2 حتى ارتفاع 30 مترًا:

أنا - المقطع الأفقي على المستوىح س؛ II - القسم الرأسي لمنطقة الحماية

أرز. 18. منطقة حماية مكونة من اثنين من قضبان مانعة للتسرب من السلك بارتفاع يزيد عن 30 مترًا

ص= 1 من أجل ح 30 م 19. حول مانع الصواعق 1 من ارتفاع أكبر ، تم بناء منطقة حماية ، مثل مانع الصواعق واحد. علاوة على ذلك ، يتم رسم خط أفقي من خلال الجزء العلوي من مانع الصواعق 2 من ارتفاع منخفض حتى يتقاطع مع منطقة الحماية الخاصة بقضيب الصواعق 1. مع أخذ نقطة التقاطع هذه على أنها قمة بعض مانع الصواعق الوهمي 3 من نفس الارتفاع كقضيب مانع للصواعق ، تم إنشاء منطقة حماية لقضيبين من الصواعق 2 و 3 ، والتي تكون الخطوط العريضة لها عبارة عن قسم داخلي محدود من منطقة الحماية الكلية.

أرز. 19. منطقة الحماية لاثنين من قضبان الصواعق بارتفاعات مختلفة:

1 ، 2 - قضبان البرق. 3 - قمة صنارة صاعقة وهمية

لقضيب الصواعق ذات الارتفاعح> 60 م وكابل ح> 30 مترًا ، يتم قطع منطقة الحماية في الجزء العلوي منها على مسافةد حمن الأعلى خصيصًا لكل من قضبان الصواعق ووفقًا لنوعها.

يتم تحديد منطقة الحماية الكلية للأسلاك وسلسلة قضبان الصواعق من خلال تداخل مناطقها. تم أيضًا تكوين تكوين منطقة الحماية في نهاية قضيب مانع الصواعق السلكي. في هذه الحالة ، يجب اعتبار نهاية السلك بمثابة قضيب مانع للصواعق من الارتفاع المقابل.

مناطق الحماية مع احتمال اختراق لا يزيد عن 10 -2 مخصصة للمفاتيح الكهربائية المفتوحة للمحطات والمحطات الفرعية ، وكذلك للهياكل الإضافية التي تحتاج إلى الحماية من الصواعق. في هذه الحالة ، يجب وضع مدخلات الأجهزة وقنوات الحافلات على عمق أكبر قدر ممكن في منطقة الحماية ، حيث أن التعرض للصاعقة يشكل أكبر خطر.

مناطق الحماية التي لا يزيد احتمال اختراقها عن 10 -3 مخصصة لأقسام القضبان ذات المسؤولية العالية ، والتي قد تتعرض لضربات صاعقة متكررة بسبب ارتفاعها أو طولها.

يتم زيادة موثوقية الحماية عن طريق وضع أشياء في الجزء الداخلي من منطقة الحماية لقضبان الصواعق المتعددة.

نظرًا للطبيعة الاحتمالية لفواصل الصواعق ، لا يُنصح دائمًا بتنفيذ الحماية من الصواعق ، والتي تستبعد تمامًا الضرر الذي يلحق بالأجسام المحمية ، وفي بعض الحالات لا يكون ذلك ممكنًا من الناحية الفنية. يتم تحديد الموثوقية المثلى للحماية من الصواعق على أساس مقارنة تكلفة الحماية من الصواعق والأضرار المحتملة من أضرار الصواعق.

تتميز موثوقية الحماية من الصواعق بالرقمب ينكسر الصواعق سنويًا للهيكل المحمي أو عدد السنوات التي من المتوقع أن يخترق فيها البرق منطقة الحماية

ب = ψ ن,

أين ψ - احتمال اختراق منطقة الحماية (10 -2 أو 10 -3 ، على التوالي ، المنطقة) ؛

ن- العدد الإجمالي للضربات في السنة على مانع الصواعق والهيكل المحمي.

العدد المتوقع من ضربات الصواعق وارتفاع عام في هيكل شاهق واحد (بما في ذلك مانع الصواعق)حمتر:

N = ن تيπ ص 2 10 -6 , (12)

أين ن= 0.06 - عدد ضربات البرق في الأرض بمساحة 1 كم 2 لكل ساعة من العاصفة الرعدية ؛

تي- متوسط ​​كثافة نشاط العواصف الرعدية في منطقة معينة ، ح.

ص= 3.5 ح- نصف قطر مكافئ لدائرة يصف المنطقة التي "يجمع" الهيكل منها البرق ، م.

عدد ضربات الصواعق سنويًا لمجموعة من الهياكل الشاهقة (بما في ذلك مجموعة من قضبان الصواعق):

تي = nTS 10 - 6 ، (13)

أين س- المساحة التي تحدها أقواس الدوائر التي يصفها نصف القطرصحول كل مانع من الصواعق ، م 2.

عدد الضربات سنويًا في هيكل شاهق ممتد (بما في ذلك قضيب صاعقة من السلك السلكي) بارتفاعحوطول ل(م):

N = 2 nTlR 10 - 6 ، (14)

أين ص = 3,5 ح.

عدد الضربات في هيكل بطولل(م) ، العرض م(م) والارتفاع ح(م) تحدد بالصيغة () ، أين

S =(ل + 7 ح)(م + 7 ح). (15)

من أجل ضمان سلامة الناس وسلامة الهياكل والمعدات والمواد من التأثيرات الحرارية والميكانيكية والكهربائية للصواعق ، تم تطوير نظام خاص لتدابير السلامة الوقائية - الحماية من الصواعق ، وهي مجموعة معقدة من الحلول التقنية و أجهزة خاصة.

التنظيم التنظيمي

يتم تنظيم متطلبات تنظيم أنظمة الحماية من الصواعق للمباني والهياكل الواقعة على أراضي الاتحاد الروسي من خلال الوثائق التنظيمية التالية:

• "تعليمات الحماية من الصواعق للمباني والمنشآت" RD 34.21.122-87
• "تعليمات لجهاز الحماية من الصواعق للمباني والمنشآت والاتصالات الصناعية" CO 153-34.21.122-2003.

عند تطوير نظام للإجراءات الوقائية للأشياء من الصواعق ، يمكن لمؤسسات التصميم أن تسترشد بأحكام أي من هذه التعليمات أو تستخدم مزيجًا منها.

عناصر الحماية من الصواعق

تتضمن مجموعة كاملة من تدابير الحماية من الصواعق للمرافق الأرضية مجموعة من الأنظمة الخارجية - الحماية من ضربات الصواعق المباشرة والحماية الداخلية من الصواعق - أجهزة الحماية من التأثيرات الثانوية (التقاط والجهد الزائد). توفر الحماية الخارجية من الصواعق فرصة ضئيلة لضربة صاعقة مباشرة في الهيكل ، وبالتالي حمايته من التلف. إنها تتولى صاعقة البرق ، والتي يتم تحويلها بعد ذلك إلى الأرض.

يتضمن مجمع الإجراءات لنظام الحماية من الصواعق الخارجية ثلاثة عناصر:

مانعة الصواعق (مانعة الصواعق ، مانعة الصواعق)هو جهاز مصمم لاعتراض البرق. مبدأ تشغيل مانعة الصواعق هو أن صاعقة الصواعق تسقط على أطول الهياكل المعدنية وأكثرها تماسكًا. لذلك ، إذا كان الكائن موجودًا في منطقة الحماية الخاصة بقضيب الصواعق ، فلن يصيبه البرق.

موصل لأسفل- جهاز يحول تيار البرق من مانعة الصواعق إلى الأرض. مثبتة على جدار الهياكل والأنابيب السفلية. إنه سلك أو شريط مطلي بالنحاس يمتد من قضيب الصواعق إلى القطب الأرضي.

مفتاح التأريض- جهاز يزيل 50٪ أو أكثر من تيار البرق الذي يمر عبر الموصل السفلي إلى الأرض. يتم توزيع التيار المتبقي على طول الاتصالات المجاورة للهيكل. مفتاح التأريض هو العنصر الخارجي الوحيد للحماية من الصواعق المغمور في الأرض. يمكن أن تكون أقطاب التأريض عناصر ذات أحجام ومواد وأشكال مختلفة تفي بمتطلبات المستندات التنظيمية.

يمكن تثبيت نظام حماية خارجي من الصواعق في كل من الكائن المحمي نفسه وبمعزل: في شكل قضبان صواعق قائمة بذاتها وهياكل مجاورة تعمل كقضبان صواعق طبيعية.
تشتمل الحماية الداخلية من الصواعق على مجموعة من أجهزة الحماية من زيادة التيار (SPD) وأداء وظائف الحد من المجالات المغناطيسية والكهربائية للصواعق ، وبالتالي منع الشرارات داخل الكائن المحمي.

2. مانعة الصواعق كجزء من نظام الحماية من الصواعق

يتم تنظيم نظام الحماية من الصواعق وفقًا لمبدأ الاستخدام الأقصى لقضبان الصواعق الطبيعية. في الحالات التي يكون فيها الأمان الذي توفره غير كافٍ ، يتم دمجها مع عناصر مثبتة خصيصًا (قضبان الصواعق الاصطناعية).

إن بساطة الأجهزة ، وغياب الحاجة إلى صيانة خاصة وحماية موثوقة نسبيًا للكائن من الضربات الصاعقة ، وفرت قضبان الصواعق لنظام الحماية من الصواعق السلبية الأكثر انتشارًا في الممارسة العملية.

هناك الأنواع التالية من قضبان الصواعق السلبية:

• قضيب (الصاري) ؛
• كابل؛
• شبكة.

قضبان الصواعق مصنوعة من مواد مختلفة: الألمنيوم ، والنحاس ، والفولاذ المقاوم للصدأ أو المجلفن ، مع مراعاة الحد الأدنى للمقاطع العرضية لكل منها وفقًا للوثائق التنظيمية.

قضيب مانع الصواعق (الصاري)

قضبان مانعة للصواعق مثبتة على الأبراج

قضيب الصواعق (أو الصاري الطرفي الهوائي) هو جهاز عمودي يبلغ ارتفاعه عادةً من 1 إلى 20 مترًا على سطح الهيكل أو بجواره ، ويتم تثبيته بحيث تغطي منطقة الحماية الجسم المحمي. تسمح المشابك الخاصة المستخدمة عند تركيب الصواري بتثبيتها على الأسطح الرأسية (الجدارية) والأفقية (الأرضية ، والسقف). يتم تركيب موصلين لأسفل من كل صاري. إذا كان مانع الصواعق موجودًا على سطح الهيكل ، فإن جهاز التأريض المستخدم هو كفاف أفقي ، يتم تعزيزه عند نقاط خفض الموصلات السفلية بأقطاب أرضية عمودية. يتم تنفيذ جهاز تأريض الصواري القائمة بذاتها بواسطة ثلاثة مفاتيح تأريض رأسية متصلة ببعضها البعض في نوع "مخلب الدجاج". يتم اختيار قضبان الصواعق (الصواري) بشكل أساسي لحماية المباني الصغيرة ، وليس العمارة المعقدة.

يتكون تصميم مانع الصواعق السلكي من صاريتين وكابل فولاذي ممتد بينهما. يكون أحد الموصلات السفلية مع موصل تأريض من نوع "مخلب الدجاج" مجاورًا لنهايات الكابل. مع الوضع الصحيح لصواري الدعم ، تذهب تصريفات الصواعق إلى الأرض خارج الجسم المحمي. تستخدم الحماية من الصواعق ذات السلك التسلسلي على نطاق واسع في المباني المنخفضة. تنقسم قضبان الصواعق ذات القضبان والأسلاك المتسلسلة إلى مفردة ومزدوجة ومتعددة ، وتشكل منطقة حماية مشتركة للكائن. تستخدم قضبان الصواعق المتعددة لحماية المباني الكبيرة أو العديد من الهياكل التي تشغل مساحة كبيرة.

شبكة حماية من الصواعق مثبتة على سطح المبنى

تم تصميم طرف الهواء على شكل شبكة قضبان معدنية على سطح الهيكل المحمي. يتم وضع شبكة الحماية من الصواعق على سطح المبنى بخطوة (حجم الشبكة) من 5 × 5 م إلى 20 × 20 م ، اعتمادًا على فئة الحماية من الصواعق بالمنشأة. السؤال الشائع الذي يطرح نفسه أثناء التصميم هو ما إذا كان من الممكن وضع شبكة إنهاء الهواء مباشرة على سطح السقف. في الواقع ، يمكن وضع الشبكة مباشرة على السطح أو تحت العزل (انظر الفقرة 2.11. في التعليمات RD 34.21.122-87). وفقًا لـ SO 153 3.2.2.4. إذا كان ارتفاع درجة الحرارة يشكل خطرًا على الجسم ، فيجب أن تكون المسافة بين الموصل السفلي والسقف أو الجدار القابل للاحتراق أكبر من 0.1 متر.في هذه الحالة ، يمكن أن يكون المشبك المعدني ملامسًا للجدار القابل للاشتعال. إذا كان الجدار أو السقف قابلين للاشتعال ، لكن ارتفاع درجة الحرارة لا يشكل خطورة عليهم ، فيُسمح بالتثبيت مباشرة على الحائط.
يتم تركيب الموصلات السفلية على طول محيط طرف الهواء بخطوة من 10 إلى 25 مترًا (حسب مستوى الحماية). يحدد نوع سقف الهيكل المراد حمايته (ناعم أو صلب) كيفية ربط الشبكة بسطح السقف. إذا تم استيفاء حالة القاعدة غير القابلة للاحتراق ، فيمكن وضع شبكة إنهاء الهواء في "فطيرة التسقيف". مفتاح التأريض لهذا النوع من مانعات الصواعق عبارة عن حلقة أفقية مغلقة معززة عند نقاط هبوط الموصل السفلي.

3. فئات الحماية من الصواعق

يعتمد اختيار نوع مانع الصواعق على فئة أجهزة الحماية من الصواعق التي ينتمي إليها الهيكل.
تحدد القواعد ثلاث فئات من أجهزة الحماية من الصواعق ، اعتمادًا على خطر المتفجرات والحريق ، والقدرة ، ومقاومة الحريق والغرض من الكائنات المحمية ، بالإضافة إلى مراعاة متوسط ​​المدة السنوية للعواصف الرعدية في المنطقة الجغرافية للكائن راجع فئات الحماية من الصواعق في الجدول رقم 1 من البند 1.1. في RD 34.21.122-87:

	المباني والإنشاءات	موقع	نوع منطقة الحماية عند استخدام قضبان الصواعق من السلك والسلسلة	فئة الحماية من الصواعق
	المباني والهياكل أو أجزائها ، التي تنتمي مبانيها ، وفقًا لـ PUE ، إلى مناطق من الفئتين B-I و B-II	في جميع أنحاء الاتحاد السوفياتي	المنطقة أ	أنا
	نفس الفئات B-Ia و B-Ib و B-IIa		مع العدد المتوقع من ضربات الصواعق سنويًا لمبنى أو هيكل N> 1 - المنطقة A ؛ في N≤1 - المنطقة ب	II
	التركيبات الخارجية ، وإنشاء منطقة من الفئة B-Ig وفقًا لـ PUE	في جميع أنحاء الاتحاد السوفياتي	المنطقة ب	II
	المباني والهياكل أو أجزائها ، التي تنتمي مبانيها ، وفقًا لـ PUE ، إلى مناطق الفئات P-I و P-II و P-IIa		للمباني والمنشآت من الدرجة الأولى والثانية لمقاومة الحريق عند 0.1 2- المنطقة أ	ثالثا
	مباني صغيرة من الدرجة III - V مقاومة للحريق تقع في المناطق الريفية ، والتي تنتمي مبانيها ، وفقًا لـ PUE ، إلى مناطق من الفئات P-I و P-II و P-IIa	في المناطق التي يبلغ متوسط ​​مدتها للعواصف الرعدية 20 ساعة في السنة أو أكثر في شمال	-	ثالثا
	التركيبات الخارجية والمستودعات المفتوحة ، مما يؤدي إلى إنشاء منطقة من الفئات P-III وفقًا لـ PUE	في المناطق التي يبلغ متوسط ​​مدتها للعواصف الرعدية 20 ساعة في السنة أو أكثر	عند 0.12 - المنطقة أ	ثالثا
	المباني والهياكل من درجات مقاومة الحريق III ، IIIa ، IIIb ، IV ، V ، حيث لا توجد غرف مصنفة وفقًا لـ PUE لمناطق الانفجار وفئات مخاطر الحريق	أيضا	عند 0.12 - المنطقة أ	ثالثا
	المباني والهياكل المصنوعة من الهياكل المعدنية الخفيفة ذات العزل القابل للاشتعال (درجة IVa من مقاومة الحريق) ، حيث لا توجد غرف مصنفة وفقًا لـ PUE إلى مناطق الانفجار ودرجات مخاطر الحريق	في المناطق التي يبلغ متوسط ​​مدتها للعواصف الرعدية 10 ساعات في السنة أو أكثر	عند 0.12 - المنطقة أ	ثالثا
	المباني الصغيرة من الدرجة III-V لمقاومة الحريق ، وتقع في المناطق الريفية ، حيث لا توجد أماكن مصنفة وفقًا لـ PUE لمناطق الانفجار ودرجات مخاطر الحريق	في المناطق التي يبلغ متوسط ​​مدتها للعواصف الرعدية 20 ساعة في السنة أو أكثر لدرجات مقاومة الحريق III ، IIIa ، IIIb ، IV ، V عند N	-	ثالثا
	مباني مركز الحوسبة ، بما في ذلك تلك الموجودة في المناطق الحضرية	في المناطق التي يبلغ متوسط ​​مدتها للعواصف الرعدية 20 ساعة في السنة أو أكثر	المنطقة ب	II
	أبنية وهياكل المواشي والدواجن من درجات مقاومة الحريق III-V: للأبقار والخنازير لـ 100 رأس أو أكثر ، للأغنام لـ 500 رأس وأكثر ، للدواجن لـ 1000 رأس وأكثر ، وللخيول لـ 40 رأساً وأكثر	في المناطق التي يبلغ متوسط ​​مدة حدوث العواصف الرعدية بها 40 ساعة في السنة أو أكثر	المنطقة ب	ثالثا
	الدخان والمداخن الأخرى للمنشآت ومنازل الغلايات والأبراج والرافعات لجميع الأغراض بارتفاع 15 م وأكثر	في المناطق التي يبلغ متوسط ​​مدتها للعواصف الرعدية 10 ساعات في السنة أو أكثر	-	ثالثا
	المباني السكنية والعامة التي يزيد ارتفاعها عن 25 م عن متوسط ​​ارتفاع المباني المحيطة ضمن دائرة نصف قطرها 400 م وكذلك المباني المنفصلة التي يزيد ارتفاعها عن 30 م والتي يزيد ارتفاعها عن 400 م بعيدًا عن المباني الأخرى	في المناطق التي يبلغ متوسط ​​مدتها للعواصف الرعدية 20 ساعة في السنة أو أكثر	المنطقة ب	ثالثا
	المباني السكنية والعامة المنفصلة في المناطق الريفية التي يزيد ارتفاعها عن 30 م	أيضا	المنطقة ب	ثالثا
	المباني العامة من الدرجة III-V لمقاومة الحريق للغرض التالي: مؤسسات ما قبل المدرسة والمدارس والمدارس الداخلية ومستشفيات المؤسسات الطبية والمهاجع والمقاصف لمؤسسات الرعاية الصحية والترفيهية والمؤسسات الثقافية والتعليمية والترفيهية والمباني الإدارية ومحطات القطار ، الفنادق والموتيلات والمخيمات	أيضا	المنطقة ب	ثالثا
	مؤسسات الترفيه في الهواء الطلق (قاعات السينما المفتوحة ، منصات الملاعب المفتوحة ، إلخ)	أيضا	المنطقة ب	ثالثا
	المباني والهياكل التي تعد آثارًا تاريخية وعمارة وثقافية (منحوتات ومسلات وما إلى ذلك)	أيضا	المنطقة ب	ثالثا

فئة الحماية من الصواعق I

للحماية من الصواعق للمباني التي تنتمي إلى الفئة الأولى ، يتم استخدام صواري إنهاء الهواء أو قضبان الصواعق السلكية ،
انظر النقطة 2.1. في RD 34.21.122-87. الشرط الأساسي هو توفير منطقة حماية من النوع أ وفقًا لمتطلبات الملحق 3.

الفئة الثانية من الحماية من الصواعق

للحماية من الصواعق للمباني من الفئة الثانية ذات السقف غير المعدني ، يتم استخدام صواري إنهاء الهواء أو قضبان الصواعق السلكية أو المثبتة بشكل منفصل أو على الكائن المحمي نفسه ، انظر الفقرة 2.11 في RD 34.21.122-87. في هذه الحالة ، فإن الشرط الأساسي هو توفير منطقة حماية وفقًا لمتطلبات الجدول والملحق 3 في RD 34.21.122-87 الوارد في المادة. إذا كانت أجهزة الحماية من الصواعق موجودة في المنشأة ، فلكل سارية طرفية أو قضيب مانع للصواعق ، يلزم وجود موصلين لأسفل على الأقل. لضمان الحماية من الصواعق للهياكل ، التي لا يتجاوز منحدر سقفها 1: 8 ، يمكن استخدام شبكة إنهاء الهواء.
يتم استخدام أسلاك فولاذية بقطر لا يقل عن 6 مم كمواد لتصنيع شبكة إنهاء الهواء. يتم وضع هيكل بخلية لا تزيد عن 6 × 6 أمتار على سطح المبنى فوق أو تحت المواد المقاومة للحرارة. يجب توصيل الهياكل المعدنية ، الشاهقة فوق سطح المبنى ، بشبكة الحماية من الصواعق ، وليس المعدن - مزودة بأجهزة حماية إضافية من الصواعق ، وكذلك تثبيتها بـ "الشبكة".
لا تتطلب الهياكل ذات الدعامات المعدنية ، التي تم بناء أسطحها باستخدام مواد مقاومة للحرارة ، تركيب أجهزة الحماية من الصواعق. يعمل السقف المعدني للمباني نفسها كقضيب صواعق. في الوقت نفسه ، من الضروري تجهيز جميع العناصر غير المعدنية لكائن الحماية الذي يرتفع فوق السطح بأجهزة الحماية من الصواعق. يتم تثبيت الموصلات السفلية من سقف معدني أو شبكة إنهاء الهواء بخطوة 25 مترًا على طول محيط المبنى. بالنسبة لجميع أنواع قضبان الصواعق المستخدمة لحماية المباني من الفئة الثانية ، من الضروري تلبية متطلبات البند 2.6 في RD 34.21.122-87.

الفئة الثالثة للحماية من الصواعق

للحماية من الصواعق للمباني التي تنتمي إلى الفئة الثالثة ، يتم استخدام إحدى الطرق المذكورة أعلاه (أعمدة الهواء ، أو قضبان الصواعق السلكية أو الشبكات) وفقًا للمتطلبات الحالية.
إذا أمكن ، يتم استخدام الهياكل المعدنية للكائن المحمي نفسه كموصل لأسفل. الشرط الأساسي لذلك هو التوصيل الكهربائي المستمر في توصيلات الهياكل مع بقية عناصر نظام الحماية الخارجية من الصواعق (قضبان الصواعق والأقطاب الكهربائية الأرضية). يجب تركيب الموصلات السفلية الموجودة خارج المبنى على مسافة لا تزيد عن 3 أمتار من المداخل أو في الأماكن التي يتعذر الوصول إليها عن طريق لمس الناس.
لا توفر الوثائق التنظيمية المتعلقة بتنظيم الحماية من الصواعق للمرافق الأرضية أي متطلبات للمسافة بين مانع الصواعق القائم بذاته والكائن المحمي ، واتصالاته تحت الأرض. عند استخدام شبكة حماية من الصواعق للمباني من الفئة الثالثة ، من الضروري توفير خطوة لخلاياها لا تزيد عن 12 × 12 مترًا.

4. مناطق الحماية من قضبان الصواعق والأسلاك السلسلية

يجب أن يتم اختيار عدد وارتفاع قضبان الصواعق من السلك والسلسلة من خلال حساب مناطق الحماية الخاصة بهم.
تُفهم منطقة الحماية على أنها مساحة هندسة معينة بالقرب من المحطة الجوية ، والتي لا يتجاوز فيها احتمال حدوث ضربة صاعقة مباشرة في كائن موجود هناك قيمة معينة.
لضمان الحماية من الصواعق للمبنى عند مستوى الموثوقية المطلوبة ، يجب وضع الحجم الكامل للكائن المحمي في منطقة حماية مانع الصواعق.
يوفر الصاري الطرفي الهوائي الفردي منطقة حماية للهيكل على شكل مخروط دائري بارتفاع h0

يوفر قضيب مانع للصواعق من السلك المنفرد منطقة حماية على شكل مثلث متساوي الساقين ، تكون قمته على ارتفاع h0

يتم حساب مناطق الحماية لقضبان الصواعق والأسلاك المتسلسلة وفقًا لـ CO 153-343.21.122-2003.

5. اختيار نوع مانع الصواعق

بناءً على ما سبق ، نستنتج أن اختيار نوع المحطة الهوائية يجب أن يتم بناءً على هياكل المباني والهياكل ومواد أسقفها ، مع مراعاة إلزامية لفئة الحماية من الصواعق والامتثال لجميع المتطلبات اللازمة متطلبات RD 34.21.122-87 و CO 153-343.21.122-2003 ...
تنفيذ الحماية من الصواعق للمباني باستخدام قضبان الصواعق والأسلاك ذات السلاسل ، يتم وضعها بطريقة تجعل الجسم بالكامل داخل مناطق الحماية الخاصة بها ، محسوبة لكل نوع من أنواع مانعات الصواعق وفقًا لـ CO 153-343.21.122-2003.
عند اختيار شبكة إنهاء الهواء ، من المهم مراعاة أن تباعد الشبكة (أحجام الشبكة) يتم تحديده بواسطة فئات الحماية من الصواعق ، انظر RD 34.21.122-87.
للحماية المعقدة من الصواعق للأشياء ، يمكن استخدام الأنواع المدمجة ، على سبيل المثال ، سلك سلسال. في كثير من الأحيان ، يتم دمج "الشبكة" مع قضبان الصواعق ، والتي توفر حماية موثوقة إلى حد ما.

يرجع الاستخدام الواسع النطاق لقضبان الصواعق إلى البساطة والرخص النسبي في تصنيعها. في الأساس ، يتم اختيار صواري المطار لحماية المباني الصغيرة ، وليس العمارة المعقدة. للحماية من الصواعق للمباني الكبيرة أو العديد من الهياكل التي تشغل مساحة كبيرة ، يتم استخدام قضبان مانعة للصواعق متعددة.
يتم اختيار قضبان الصواعق السلكية لحماية الأشياء الطويلة جدًا. فيما يتعلق بالمعايير الاقتصادية ، فإن ترتيب الهياكل الخاص بها يمكن مقارنته بأجهزة قضبان الحماية من الصواعق ، ولكن أثناء التشغيل ثبت أنها أقل موثوقية.

لا يضمن وجود نظام حماية خارجي مثبت للحماية من الصواعق حماية كاملة ضد جميع تأثيرات الصواعق. للحماية من العواقب الثانوية ، من الضروري حماية المنشأة بشكل شامل: عناصر الحماية الخارجية من الصواعق ، وكذلك الحماية الداخلية من الصواعق ، وهي عبارة عن مجموعة من أجهزة الحماية من زيادة التيار (SPD).

أنظر أيضا: