หน้าถัดไป>>

§ 7. การป้องกันฟ้าผ่า ประเภทของสายล่อฟ้าและโซนป้องกัน: สายเดี่ยว, สายคู่, เสาอากาศ

ในระหว่างพายุฝนฟ้าคะนอง การปล่อยกระแสไฟฟ้าในบรรยากาศซึ่งมีแรงดันไฟฟ้าสูงถึง 150,000,000 V และกระแสไฟฟ้าสูงถึง 200,000 A อาจทำให้เกิดการระเบิด เพลิงไหม้ และการทำลายวัตถุบนพื้นดินได้ เพื่อให้มั่นใจในความปลอดภัยของผู้คน ความปลอดภัยของอาคารและโครงสร้าง อุปกรณ์และวัสดุจากผลกระทบทางไฟฟ้า ความร้อน และเครื่องกลของฟ้าผ่า จึงดำเนินการป้องกันฟ้าผ่า

การป้องกันฟ้าผ่าเป็นชุดอุปกรณ์ป้องกันที่จัดทำโดย SN 305-77 มาตรฐานกำหนดอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าสามประเภท ขึ้นอยู่กับอันตรายจากการระเบิดและไฟไหม้ ความจุ การทนไฟ และวัตถุประสงค์ของวัตถุที่ได้รับการป้องกัน ตลอดจนคำนึงถึงกิจกรรมพายุฝนฟ้าคะนองเฉลี่ยต่อปีในพื้นที่ทางภูมิศาสตร์ของตำแหน่งของวัตถุ .

วัตถุประเภท I และ II ได้รับการปกป้องจากฟ้าผ่าโดยตรง จากการเหนี่ยวนำไฟฟ้าสถิตและแม่เหล็กไฟฟ้า และจากการนำศักยภาพสูงผ่านการสื่อสารด้วยโลหะเหนือพื้นดินและใต้ดิน

วัตถุประเภท 3 ได้รับการปกป้องจากฟ้าผ่าโดยตรงและจากการนำศักยภาพสูงผ่านการสื่อสารด้วยโลหะเหนือศีรษะ และการติดตั้งกับอาคารที่ทำจากคอนกรีตเสริมเหล็กหรือวัสดุสังเคราะห์และหลังคาลอยน้ำก็ได้รับการปกป้องจากการเหนี่ยวนำไฟฟ้าสถิตเช่นกัน

สิ่งที่อันตรายที่สุดคือการโจมตีด้วยฟ้าผ่าโดยตรงเมื่อมีการสัมผัสฟ้าผ่าโดยตรงกับวัตถุเกิดขึ้นพร้อมกับกระแสฟ้าผ่าที่ไหลผ่าน การป้องกันอาคารและโครงสร้างจากการถูกฟ้าผ่าโดยตรงนั้นดำเนินการโดยสายล่อฟ้าที่รับรู้ฟ้าผ่าและเปลี่ยนกระแสลงสู่พื้น

ผลการป้องกันของสายล่อฟ้านั้นขึ้นอยู่กับความจริงที่ว่าฟ้าผ่ากระทบกับโครงสร้างโลหะที่สูงที่สุดและมีการลงกราวด์อย่างดี ดังนั้นโครงสร้างจะไม่ถูกฟ้าผ่าหากตั้งอยู่ในเขตป้องกันของสายล่อฟ้า โซนป้องกันสายล่อฟ้าเป็นส่วนหนึ่งของพื้นที่ที่อยู่ติดกับสายล่อฟ้า ซึ่งให้การป้องกันโครงสร้างจากการถูกฟ้าผ่าโดยตรงด้วยระดับความน่าเชื่อถือที่เพียงพอ (99%)

การเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วของกระแสฟ้าผ่าทำให้เกิดการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า - การเหนี่ยวนำศักย์ไฟฟ้าในวงจรโลหะเปิด ทำให้เกิดอันตรายจากประกายไฟในบริเวณที่วงจรเหล่านี้มารวมกัน สิ่งนี้เรียกว่าปรากฏการณ์ฟ้าผ่าทุติยภูมิ

นอกจากนี้ยังเป็นไปได้ที่ศักย์ไฟฟ้าสูงที่เกิดจากฟ้าผ่าจะถูกส่งไปยังอาคารที่ได้รับการป้องกันผ่านโครงสร้างโลหะภายนอกและการสื่อสาร

การป้องกันการเหนี่ยวนำไฟฟ้าสถิตทำได้โดยการเชื่อมต่อเปลือกโลหะของอุปกรณ์ไฟฟ้าเข้ากับกราวด์ป้องกันหรือกับอิเล็กโทรดกราวด์แบบพิเศษ

เพื่อป้องกันการนำศักยภาพสูงมาใช้ การสื่อสารด้วยโลหะใต้ดินเมื่อเข้าสู่วัตถุที่ได้รับการป้องกัน จะเชื่อมต่อกับอิเล็กโทรดกราวด์เพื่อป้องกันการเหนี่ยวนำไฟฟ้าสถิตหรืออุปกรณ์ไฟฟ้า

สายล่อฟ้าประกอบด้วยชิ้นส่วนรับน้ำหนัก (ส่วนรองรับ) ช่องระบายอากาศ ตัวนำลง และตัวนำลงกราวด์ สายล่อฟ้ามีสองประเภท: สายล่อฟ้าและสายเคเบิล สามารถตั้งได้อิสระ โดดเดี่ยว หรือไม่แยกจากอาคารหรือโครงสร้างที่ได้รับการคุ้มครอง (รูปที่ 86, a-c)

ข้าว. 86. ประเภทของสายล่อฟ้าและโซนป้องกัน:

เอ - ก้านเดี่ยว; b - ก้านคู่; ค - เสาอากาศ; 1 - สายล่อฟ้า; ตัวนำ 2 ตัว, 3 - สายดิน

ร็อดสายล่อฟ้าคือแท่งแนวตั้งตั้งแต่หนึ่งหรือสองแท่งขึ้นไปที่ติดตั้งอยู่บนหรือใกล้กับโครงสร้างที่ได้รับการป้องกัน เคเบิลสายล่อฟ้า - สายเคเบิลแนวนอนหนึ่งหรือสองเส้นแต่ละเส้นจับจ้องไปที่ที่รองรับสองตัวโดยวางตัวนำลงที่เชื่อมต่อกับตัวนำกราวด์แยกต่างหาก ส่วนรองรับของสายล่อฟ้าติดตั้งอยู่บนวัตถุที่ได้รับการป้องกันหรือใกล้เคียง เหล็กเส้นกลม ท่อ เคเบิลเหล็กชุบสังกะสี ฯลฯ ใช้เป็นสายล่อฟ้า ตัวนำลงทำจากเหล็กทุกเกรดและโปรไฟล์ที่มีหน้าตัดอย่างน้อย 35 มม. 2 ทุกส่วนของสายล่อฟ้าและตัวนำไฟฟ้าด้านล่างเชื่อมต่อกันด้วยการเชื่อม

อิเล็กโทรดกราวด์สามารถมีพื้นผิวลึกและรวมกันได้ ทำจากเหล็กกล้าที่มีส่วนต่างๆ หรือท่อต่างๆ อิเล็กโทรดกราวด์พื้นผิว(แถบแนวนอน) วางที่ความลึก 1 ม. หรือมากกว่าจากพื้นผิวโลกในรูปแบบของคานเดียวหรือหลายอันยาวสูงสุด 30 ม. เจาะลึกตัวนำกราวด์ (แท่งแนวตั้ง) ยาว 2-3 ม. ถูกดันลงดินที่ระดับความลึก 0.7-0.8 ม. (จากปลายด้านบนของตัวนำกราวด์ถึงพื้นผิวโลก)

ความต้านทานต่อสายดินสำหรับสายล่อฟ้าแต่ละเส้นไม่ควรเกิน 10 โอห์มสำหรับการป้องกันฟ้าผ่าของอาคารและโครงสร้างประเภท I และ II และประเภท III - 20 โอห์ม

สายล่อฟ้า - ส่วนหนึ่งของสายล่อฟ้า (สายล่อฟ้า)

(คำแนะนำในการติดตั้งระบบป้องกันฟ้าผ่าของอาคาร โครงสร้าง และการสื่อสารทางอุตสาหกรรม CO-153-34.21.122-2003)

สายล่อฟ้า (สายล่อฟ้า) - โครงสร้างที่ติดตั้งบนอาคารและโครงสร้างและทำหน้าที่ป้องกันฟ้าผ่า

สายล่อฟ้า- ส่วนหนึ่งของสายล่อฟ้าที่ออกแบบมาเพื่อสกัดกั้นฟ้าผ่า

ตัวนำสายดินสำหรับสายล่อฟ้า

กฎพื้นฐานสำหรับการต่อลงดินคือบทที่ PUE 1.7
เมื่อติดตั้งสายดิน (ตัวนำสายดินเทียม) สำหรับสายล่อฟ้า คุณควรได้รับคำแนะนำเพิ่มเติมโดยการป้องกันฟ้าผ่าประเภท I-II-III - RD 34.21.122-87
ซึ่งระบุคุณสมบัติการออกแบบที่อนุญาต - จำนวนขั้นต่ำตำแหน่งและความยาวของตัวนำกราวด์แนวตั้งและแนวนอน
ตัวอย่างเช่น หากมีการป้องกัน (หมวด III) จากฟ้าผ่าในบ้านส่วนตัว คุณจะต้องติดตั้งแท่งกราวด์แนวตั้งอย่างน้อยสองตัวที่มีความยาวอย่างน้อย 3 ม. โดยเว้นระยะห่างอย่างน้อย 5 เมตรและเชื่อมต่อกับ ต่อกันด้วยตัวนำแนวนอนพร้อมกับสายดินของการติดตั้งระบบไฟฟ้า
กล่าวง่ายๆ ในบ้านในชนบท การเดินสายไฟฟ้าและการป้องกันฟ้าผ่าจะต้องมีสายดินร่วมกัน ซึ่งประกอบด้วยอิเล็กโทรดแนวตั้งอย่างน้อยสองตัว

ประเด็นบางส่วนจากคำแนะนำหมวด III - RD 34.21.122-87:

• 2.26....ตัวนำไฟฟ้าลงจากแกนและสายล่อฟ้าแต่ละเส้นต้องต่อเข้ากับตัวนำลงดินที่ประกอบด้วยอิเล็กโทรดแนวตั้งอย่างน้อย 2 อิเล็กโทรดที่มีความยาวอย่างน้อย 3 ม. รวมเข้าด้วยกันด้วยอิเล็กโทรดแนวนอนที่มีความยาวอย่างน้อย 5 ม. ;
  ...ในทุกกรณีที่เป็นไปได้ จะต้องรวมอิเล็กโทรดกราวด์เพื่อป้องกันฟ้าผ่าโดยตรงเข้ากับอิเล็กโทรดกราวด์ของการติดตั้งทางไฟฟ้าที่ระบุในบท 1.7 ปยู
• 2.30. ข) ..... สำหรับอาคารที่มีความยาวน้อยกว่า 10 เมตร สามารถติดตั้งตัวนำลงและตัวนำลงดินได้ด้านเดียวเท่านั้น

ข้อกำหนดสำหรับสายล่อฟ้า (CO-153-34.21.122-2003)

3.2.1.1. ข้อควรพิจารณาทั่วไป
สามารถติดตั้งสายล่อฟ้าได้เป็นพิเศษ รวมถึงที่ไซต์งานหรือ
หน้าที่ของพวกมันดำเนินการโดยองค์ประกอบโครงสร้างของวัตถุที่ได้รับการป้องกันในส่วนหลัง
ในกรณีนี้เรียกว่าสายล่อฟ้าตามธรรมชาติ
สายล่อฟ้าอาจประกอบด้วยองค์ประกอบต่อไปนี้รวมกันโดยพลการ:
แท่ง, สายไฟตึง (สายเคเบิล), ตัวนำตาข่าย (กริด)

3.2.1.2. สายล่อฟ้าธรรมชาติ
องค์ประกอบโครงสร้างของอาคารและโครงสร้างต่อไปนี้ถือได้ว่าเป็น
สายล่อฟ้าธรรมชาติ:
ก) หลังคาโลหะของวัตถุป้องกัน โดยมีเงื่อนไขว่า: ไฟฟ้า
มั่นใจในความต่อเนื่องระหว่างส่วนต่าง ๆ เป็นเวลานาน
ความหนาของโลหะหลังคาไม่น้อยกว่าค่า t ที่กำหนดในตาราง 3.2 ถ้า
จำเป็นต้องปกป้องหลังคาจากความเสียหายหรือรอยไหม้
ความหนาของโลหะหลังคาอย่างน้อย 0.5 มม. หากไม่จำเป็นต้องป้องกัน
เสียหายและไม่มีอันตรายจากการจุดติดไฟของวัสดุไวไฟใต้หลังคา
วัสดุ;
หลังคาไม่มีการเคลือบฉนวน ในขณะเดียวกันก็มีชั้นป้องกันการกัดกร่อนขนาดเล็ก
ไม่ควรทาสีหรือเคลือบยางมะตอยหนา 0.5 มม. หรือเคลือบพลาสติกหนา 1 มม
ถือว่าโดดเดี่ยว
การเคลือบอโลหะบน/หรือใต้หลังคาโลหะต้องไม่เกิน
วัตถุที่ได้รับการคุ้มครอง
b) โครงสร้างหลังคาโลหะ (โครงถัก, เหล็กที่เชื่อมต่อถึงกัน)
อุปกรณ์);
c) องค์ประกอบที่เป็นโลหะ เช่น ท่อระบายน้ำ อุปกรณ์ตกแต่ง ขอบรั้ว
หลังคา ฯลฯ หากหน้าตัดไม่น้อยกว่าค่าที่กำหนดตามปกติ
สายล่อฟ้า;
d) ท่อและถังโลหะทางเทคโนโลยีหากทำจากโลหะ
ความหนาอย่างน้อย 2.5 มม. และการเจาะหรือการเผาไหม้ของโลหะนี้จะไม่นำไปสู่การ
ผลที่ตามมาที่เป็นอันตรายหรือยอมรับไม่ได้;
จ) ท่อและถังโลหะหากทำจากโลหะที่ไม่มีความหนา
น้อยกว่าค่า t ที่กำหนดในตาราง 3.2 และหากอุณหภูมิสูงขึ้นจากภายใน
ด้านข้างของวัตถุตรงจุดที่เกิดฟ้าผ่าไม่ก่อให้เกิดอันตราย

สายล่อฟ้า - ส่วนขั้นต่ำ:

ตารางที่ 3.2 ความหนาของหลังคา ท่อ หรือตัวถังที่ให้บริการ
หน้าที่ของฟ้าผ่าตามธรรมชาติ

ความสนใจ.
แผนภาพด้านล่างเป็นเพียงภาพประกอบและไม่สามารถใช้ระหว่างการติดตั้งหากไม่มีการวิเคราะห์ข้อกำหนดและการคำนวณจริงล่วงหน้า:

สายล่อฟ้าติดตั้งอยู่เหนือบ้านที่ด้านบนของเสาพิเศษหรือบนองค์ประกอบโครงสร้างหลังคา (ท่อ, หน้าจั่ว ฯลฯ ) ยิ่งปลายยอดสายล่อฟ้าแหลมคมมากขึ้นเท่าใดก็ยิ่งทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นเท่านั้น อย่างไรก็ตาม ปลายที่บางเกินไปอาจละลายได้เมื่อถูกฟ้าผ่า และความต้านทานต่ออิทธิพลของบรรยากาศต่ำ - ทำให้เกิดสนิมได้อย่างรวดเร็ว ดังนั้นคุณต้องประนีประนอมและทำให้ส่วนท้ายบางพอแต่ก็ทนทานด้วย

ตัวเลือกการออกแบบที่ใช้งานได้จริงสำหรับส่วนปลายการทำงานของสายล่อฟ้าแสดงไว้ในรูปที่ 1
คำถามที่ถูกต้องเกิดขึ้น - การรับประกันว่าฟ้าผ่าจะโจมตีสายล่อฟ้า (สายล่อฟ้า) และไม่ได้อยู่ใกล้เข้าไปในอาคารอยู่ที่ไหน? หากคุณจินตนาการถึงกรวยที่มียอดอยู่ที่ปลายสายล่อฟ้าและมีมุมที่ยอดประมาณ 90° ทุกสิ่งที่อยู่ภายในกรวยจะได้รับการปกป้องด้วยสายล่อฟ้า

เราสามารถสรุปได้โดยประมาณว่าถ้าเส้นผ่านศูนย์กลางของโรงเรือนพอดีกับวงกลมรัศมี R เครื่องรับฟ้าผ่าควรลอยขึ้นเหนือผนังโรงเรือนจนสูง h(m) = R(m) และด้วยเหตุนี้จึงยกจากพื้นดิน - ถึงความสูง H = h + h o ดังนั้น สำหรับบ้านไม้สี่เหลี่ยมขนาด 10 x 10 ม. เส้นผ่านศูนย์กลางของบ้านจะอยู่ที่ประมาณ 14 ม. รัศมีของเขตป้องกัน R = 7 ม.

ตอนนี้เกี่ยวกับหลังคา หากวางทั้งหมดเป็นกรวยก็ไม่มีปัญหา แต่ถ้าพูดว่าหลังคาเป็นหน้าจั่ว หน้าจั่วจะไม่พอดีกับกรวยป้องกัน

มันเป็นไปได้ที่จะยกสายล่อฟ้าให้สูงขึ้น แต่นี่เป็นวิธีแก้ปัญหาที่โจ่งแจ้งเกินไปและเป็นฝ่ายพ่ายแพ้ ดีกว่าที่จะแก้ไขปัญหา ตัวอย่างเช่น หากคุณติดตั้งสายล่อฟ้าสองเส้น (สายล่อฟ้า) กรวยของมันจะครอบคลุมหลังคาทั้งหมด อย่างไรก็ตามสำหรับบ้านแคบยาวนี่ก็เป็นวิธีแก้ปัญหาที่ดีเช่นกัน: มันจะลดความสูงของโครงสร้างเมื่อเทียบกับเสากระโดงเดียว คุณสามารถสร้างการป้องกันแยกต่างหากสำหรับมุมหลังคาด้วยสายล่อฟ้าขนาดเล็ก (สายล่อฟ้า) โดยทั่วไปแล้ว หลังคาโลหะเองก็สามารถทำหน้าที่เป็นสายล่อฟ้าได้ (CO-153-34.21.122-2003. - 3.2.1.2. สายล่อฟ้าตามธรรมชาติ) หากคุณใช้ในลักษณะนี้ (โดยคำนึงถึงข้อกำหนดของ 3.2.1.2 สายล่อฟ้าธรรมชาติ) จำเป็นต้องเชื่อมต่อทางลาดทั้งสองกับตัวนำลงกับตัวนำลงดิน

หากเราดูสถิติผู้เสียชีวิตจากฟ้าผ่า จำนวนนี้จะมากกว่าจำนวนผู้เสียชีวิตจากอุบัติเหตุเครื่องบินตก ฟ้าผ่าคร่าชีวิตผู้คนหลายพันคนทุกปี และยังทำให้ทรัพย์สินเสียหายหลายล้านดอลลาร์ เจ้าของเดชาหรือบ้านของตัวเองทุกคนรู้ดีว่าเขาสามารถปกป้องทรัพย์สินและญาติของตัวเองได้เท่านั้น ดังนั้นจึงเป็นการดีกว่าที่จะทำสายล่อฟ้าด้วยตัวเอง

สายล่อฟ้าแบบโฮมเมดทำงานได้ตามปกติ ซึ่งได้รับการยืนยันในทางปฏิบัติแล้ว อุปกรณ์ดังกล่าวมีชื่ออื่น - สายล่อฟ้า ฟ้าร้องไม่ก่อให้เกิดอันตรายใด ๆ นอกจากเสียงดัง และเพื่อป้องกันฟ้าผ่าจำเป็นต้องสร้างโครงสร้างบางประเภท

ฟ้าผ่ามักจะกระทบกับโครงสร้างที่มีความสูงสูงสุดที่พบในเส้นทาง สถานที่อันตรายในช่วงพายุฝนฟ้าคะนองคืออาคารที่อยู่อาศัยหรืออาคารอื่นเนื่องจากมีองค์ประกอบโลหะอยู่ในนั้น - หลังคาเสาอากาศโทรทัศน์ ฯลฯ ผู้พักอาศัยในอพาร์ทเมนต์ในเมืองไม่ต้องกังวลเนื่องจากอาคารหลายชั้นส่วนใหญ่มีสายล่อฟ้าอยู่แล้ว

ถ้ามีเสาเซลล์ใกล้บ้านก็ไม่จำเป็นต้องมีสายล่อฟ้า ในกรณีอื่นๆ ทั้งหมด ขอแนะนำให้รักษาความปลอดภัยบ้านของคุณ หากคุณโทรหาผู้เชี่ยวชาญสำหรับงานดังกล่าวคุณจะต้องเสียค่าใช้จ่ายมาก แต่ถ้าคุณเข้าใจการออกแบบระบบสายล่อฟ้าก็สามารถทำทุกอย่างได้ด้วยตัวเอง

ประเภทและคุณสมบัติของอุปกรณ์

รูปแสดงโครงสร้างระบบกำจัดฟ้าผ่า

สายล่อฟ้ามีหลายประเภท แต่ส่วนหลักเหมือนกัน:

• สายล่อฟ้า.
• อุปกรณ์กระจายปัจจุบัน
• การต่อลงดิน

ประเภทของสายล่อฟ้า

ส่วนบนของระบบป้องกันนี้เรียกว่าสายล่อฟ้า

• ร็อดเครื่องรับฟ้าผ่าจะชี้ไปที่ส่วนท้าย มันถูกฟ้าผ่าในระหว่างเกิดพายุฝนฟ้าคะนอง ตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับการสร้างเครื่องรับฟ้าผ่าคือพินทองแดงที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 15 มม. แต่ตัวรับสัญญาณที่สูงเกินไปจะดึงดูดการปล่อยประจุไฟฟ้าจากฟ้าผ่า สายล่อฟ้าแบบก้านมีความสวยงามมากที่สุด ไม่เหมือนสายล่อฟ้าแบบเคเบิล แต่มีรัศมีการป้องกันน้อยกว่าในพื้นที่ ขนาดของพื้นที่ป้องกันขึ้นอยู่กับความสูงของหมุดโลหะ

• เคเบิลเครื่องรับสามารถปกป้องพื้นที่ขนาดใหญ่ของไซต์ได้ ตรงกันข้ามกับสายล่อฟ้าแบบสายล่อฟ้า โครงสร้างสายเคเบิลใช้ในอุปกรณ์สายไฟ แทนที่จะใช้หมุดโลหะพวกเขาใช้สายเคเบิลที่เชื่อมต่อกับองค์ประกอบอื่น ๆ ด้วยการเชื่อมต่อแบบเกลียว

• ตัวรับตาข่าย ซิปทำเป็นรูปตาข่ายโลหะบนหลังคาบ้าน

ตัวนำลง

ส่วนถัดไปของระบบกำจัดฟ้าผ่าคือตัวนำลงซึ่งประกอบด้วยตัวนำหนา ยึดด้วยข้อต่อพิเศษกับตัวรับฟ้าผ่าและห่วงกราวด์ ใช้ตัวยึดพลาสติกเพื่อยึดเข้ากับผนัง ตัวนำไฟฟ้าด้านล่างจะต้องแยกออกจากสภาพแวดล้อมภายนอก สำหรับสิ่งนี้มักใช้พลาสติก

การต่อลงดิน

องค์ประกอบสายดินหลักอยู่ในพื้นดิน อิเล็กโทรดกราวด์ประกอบด้วยแท่งโลหะที่เชื่อมติดกันหรือยึดติดกัน

การต่อสายดินของระบบกำจัดฟ้าผ่าเป็นส่วนสำคัญของโครงสร้างทั้งหมด วงจรกราวด์นี้คล้ายกับอุปกรณ์กราวด์สำหรับบ้าน ข้อกำหนดที่สำคัญคือต้องไม่เชื่อมต่อกราวด์กราวด์ทั้งสองที่แตกต่างกันนี้ไม่ว่าในกรณีใด ๆ มิฉะนั้น ในระหว่างพายุฝนฟ้าคะนอง อุปกรณ์ไฟฟ้าในครัวเรือนอาจทำงานล้มเหลว หรือบ้านไม้อาจลุกไหม้จากฟ้าผ่า

ข้อกำหนดสำหรับการต่อสายดินระบบกำจัดฟ้าผ่า

• หมุดโลหะที่เสียบลงดินต้องมีความยาวอย่างน้อยสามเมตร
• หน้าตัดของหมุดโลหะต้องมีขนาดอย่างน้อย 25 มม. 2
• หมุดเชื่อมต่อกันเป็นรูปสามเหลี่ยมซึ่งแตกต่างจากการต่อสายดินปกติของบ้าน
• ควรมีระยะห่างระหว่างจุดยอดของรูปสามเหลี่ยมอย่างน้อย 3 เมตร
• ในฐานะที่เป็นแท่งเชื่อมต่ออนุญาตให้ใช้แท่งโลหะที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางอย่างน้อย 12 มม. หรือแถบที่มีหน้าตัดขนาด 50 x 6 มม.
• ความยาวของรอยเชื่อมไม่ควรน้อยกว่า 20 ซม.
• สำหรับการต่อสายล่อฟ้าที่ต่อสายดิน จะต้องมีการกำหนดความลึกขั้นต่ำเหนือพื้นผิวดินไว้ที่ 50 ซม.

ตำแหน่งสายดิน

ควรแก้ไขปัญหานี้ด้วยความเอาใจใส่และแม่นยำที่สุด ไม่ควรติดตั้งอิเล็กโทรดสายดินในบริเวณที่มีสัตว์อยู่หรือใกล้สนามเด็กเล่น นอกจากนี้ไม่ควรวางองค์ประกอบเหล่านี้ไว้ใกล้ม้านั่งหรือทางเดิน

การต่อสายดินจะทำงานได้ดีขึ้นในดินชื้น เพื่อรักษาการทำงานของสายดินคุณสามารถสร้างเงื่อนไขสำหรับสิ่งนี้ได้อย่างอิสระโดยการรดน้ำบริเวณที่ต่อสายดินเป็นระยะ หากไม่มีความเป็นไปได้ที่จะรดน้ำสถานที่นี้และดินในพื้นที่ของคุณแห้งเกินไป ขอแนะนำให้เมื่อติดตั้งอิเล็กโทรดกราวด์ในดิน ให้โรยด้วยส่วนผสมของเกลือและถ่าน

สายล่อฟ้าทำงานอย่างไร

เพื่อให้เข้าใจหลักการทำงานของระบบกำจัดฟ้าผ่าคุณควรจินตนาการถึงตัวเก็บประจุขนาดใหญ่ที่ชาร์จอยู่ตลอดเวลา ที่ปกคลุมมันจะเป็นเมฆและดิน เมื่อเกิดพายุฝนฟ้าคะนอง แผ่นเปลือกโลกของตัวเก็บประจุขนาดใหญ่นี้จะเริ่มเกิดไฟฟ้าซึ่งกันและกันและสะสมประจุไว้ เมื่อแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกันระหว่างเพลตถึงเท่ากับแรงดันพังทลายของฟ้าผ่า จะเกิดการปล่อยฟ้าผ่าที่รุนแรงขึ้นถึงหลายพันล้านโวลต์

เพื่อป้องกันไม่ให้ประจุสะสม จำเป็นต้องลัดวงจรตัวเก็บประจุนี้ลงกราวด์ สายล่อฟ้าเป็นตัวนำปิดเช่นนี้ ดังนั้นในระหว่างเกิดพายุฝนฟ้าคะนอง ตัวเก็บประจุจะถูกปล่อยออกมาและแผ่นเปลือกโลกจะไม่สามารถสะสมประจุได้ และแรงดันไฟฟ้าในสายล่อฟ้าจะลดลงเหลือศูนย์ กล่าวอีกนัยหนึ่ง ระบบปล่อยฟ้าผ่าจะสร้างสภาวะที่ไม่สามารถเกิดการปล่อยฟ้าผ่าได้ เนื่องจากประจุที่สะสมจะถูกปล่อยลงสู่พื้นดิน

คุณสมบัติของการติดตั้งสายล่อฟ้าด้วยตนเอง

• ขอแนะนำให้ทำสายล่อฟ้าจากวัสดุที่ไม่เกิดการกัดกร่อน สำหรับสิ่งนี้จะใช้มุมชุบสังกะสี, แผ่นโลหะกระป๋อง, โปรไฟล์ดูราลูมินหรือตาข่ายที่ทำจากลวดทองแดงเปลือย ตัวนำเชื่อมต่อต้องมีหน้าตัดตามที่กำหนด สายล่อฟ้าต้องไม่ทาด้วยสีหรือฉนวนอื่นๆ
• เพื่อความสะดวกของสายล่อฟ้าคุณสามารถใช้ต้นไม้สูงที่อยู่ใกล้บ้านได้ เพื่อไม่ให้เกิดอันตรายต่อต้นไม้ สามารถติดตั้งเครื่องรับฟ้าผ่าบนเสาไม้ยาวซึ่งยึดไว้กับต้นไม้โดยใช้ความช่วยเหลือ และวางไว้ที่ระดับความสูงสูงสุด
• หากไม่มีต้นไม้ก็ใช้เสาอากาศโทรทัศน์ซึ่งติดตั้งบนหลังคาบ้านมาติดสายล่อฟ้าได้
• วิธีการติดตั้งอีกวิธีหนึ่งคือท่อเตาซึ่งคุณสามารถติดหมุดโลหะและต่อเข้ากับกราวด์ได้

การซ่อมบำรุง

เพื่อให้ระบบสายล่อฟ้าทำงานได้อย่างไม่มีที่ติ จำเป็นต้องรักษาโครงสร้างให้อยู่ในสภาพใช้งานได้ หมุดโลหะที่ทำหน้าที่เป็นตัวรับฟ้าผ่าต้องทำความสะอาดด้วยสารทำความสะอาดทั่วไป เช่น กระดาษทรายหรือผลิตภัณฑ์ที่คล้ายกัน เพื่อป้องกันการเกิดออกไซด์และขจัดสิ่งปนเปื้อน

ในช่วงฤดูแล้งจำเป็นต้องทำให้ดินชื้นเป็นระยะ ๆ ในบริเวณที่วางห่วงกราวด์

ข้าว. 1 - สายล่อฟ้าแบบก้าน

การออกแบบสายล่อฟ้า:

1. สายล่อฟ้าแบบก้าน (1)
2. โครงสร้างรองรับ (2)
3. ตัวนำลง (3)
4. อุปกรณ์สายดิน (4)

สายล่อฟ้าแสดงถึง "เป้าหมาย" หลักสำหรับฟ้าผ่า ดังนั้นองค์ประกอบนี้จึงได้รับการออกแบบให้ทนทานต่อผลกระทบของกระแสฟ้าผ่าพัลซิ่งที่ทรงพลังตลอดจนภาระทางกลที่สำคัญ มีการติดตั้งเทอร์มินัลทางอากาศบนโครงสร้างรองรับของสายล่อฟ้า (สายล่อฟ้า) และติดตัวนำลง ทุกส่วนของสายล่อฟ้าถูกรวมเข้าด้วยกันเป็นโครงสร้างที่ทนทานและแข็งแกร่ง ซึ่งสามารถทนต่อแรงลมได้อย่างสมบูรณ์แบบ เช่นเดียวกับฟ้าผ่าโดยตรง ด้วยโครงสร้างรองรับของสายล่อฟ้าซึ่งมีความแข็งแรงเชิงกลเพียงพอและมีเสถียรภาพเพิ่มขึ้น จึงป้องกันไม่ให้สายล่อฟ้าตกลงไปบนอุปกรณ์ไฟฟ้าและอุปกรณ์ของสถานีไฟฟ้าย่อย

ใช้ตัวนำลงเพื่อเชื่อมต่อสายล่อฟ้าและอุปกรณ์กราวด์: เป็นตัวนำลงที่รับประกันการผ่านของกระแสฟ้าผ่าแบบพัลส์จากสายล่อฟ้าไปยังอุปกรณ์กราวด์ ดังนั้นตัวนำลงจึงถูกผลิตขึ้นโดยมีความปลอดภัยสูง โดยคำนึงถึงความร้อนสูงและไฟฟ้าพลศาสตร์เกินพิกัด ซึ่งเป็นแหล่งกำเนิดของกระแสฟ้าผ่า จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์สายดินเพื่อเปลี่ยนทิศทางการปล่อยลงสู่พื้นและลดความต่างศักย์ไฟฟ้าในองค์ประกอบสายล่อฟ้าให้อยู่ในระดับที่ยอมรับได้

คุณภาพของการป้องกันฟ้าผ่าของแหล่งพลังงานมีความสัมพันธ์โดยตรงกับสภาพของอุปกรณ์กราวด์ตลอดจนการออกแบบ ในสภาวะจริง อิเล็กโทรดกราวด์สามารถอยู่ในสภาวะที่แตกต่างกัน: ดินแห้งหรือดินเปียกที่อิ่มตัวด้วยเกลือและกรด ซึ่งมีผลกระทบสำคัญต่อการนำไฟฟ้าของโลก ในเวลาเดียวกัน กรดและเกลือมีส่วนทำให้ชิ้นส่วนโลหะของอิเล็กโทรดกราวด์เกิดการกัดกร่อนทางเคมีไฟฟ้าเพิ่มขึ้น ดังนั้นการเลือกวัสดุที่มีประสิทธิภาพและการเลือกการออกแบบอุปกรณ์กราวด์ที่เหมาะสมที่สุดจะต้องคำนึงถึงสภาพจริงที่จะใช้งานอุปกรณ์กราวด์

เพื่อปกป้องโรงงานไฟฟ้า มีการใช้สายล่อฟ้าที่มีโครงสร้างรองรับที่ทำจากไม้ คอนกรีตเสริมเหล็ก และโลหะ สายล่อฟ้าแบบแท่งบนฐานไม้มักใช้สำหรับป้องกันฟ้าผ่าของสถานีไฟฟ้าย่อยที่มีแรงดันไฟฟ้าประมาณ 20...35 กิโลโวลต์ สายล่อฟ้าชนิดนี้มีความสูงถึง 25 เมตร ประกอบด้วยส่วนรองรับที่เป็นไม้ (รายการที่ 1) และส่วนยึดคอนกรีตเสริมเหล็ก (รายการที่ 2)

ในรูป รูปที่ 2 แสดงให้เห็นถึงการออกแบบคลาสสิกของสายล่อฟ้าพร้อมส่วนรองรับที่ทำจากไม้ เมื่อสายล่อฟ้ามีความสูงมากกว่า 12 เมตร ส่วนรองรับไม้จะมีโครงสร้างประกอบ ไม้สนใช้ทำขาตั้ง: สน, สปรูซ, เฟอร์, ต้นสนชนิดหนึ่งที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางลำต้นในส่วนบนมากกว่า 120 มม. เพื่อยืดอายุการใช้งาน ตัวรองรับจะได้รับการบำบัดด้วยสารประกอบพิเศษที่มีคุณสมบัติในการฆ่าเชื้อ ตัวรองรับต้นสนชนิดหนึ่งมีความทนทานเป็นพิเศษ: ไม้ไทกาที่ตัดในฤดูหนาวนั้นไม่เน่าเปื่อยและสามารถใช้งานได้โดยไม่ต้องผ่านกระบวนการเพิ่มเติม

ข้าว. 2. การออกแบบสายล่อฟ้ามาตรฐานพร้อมฐานไม้และอุปกรณ์ยึดคอนกรีตเสริมเหล็ก (1 – เสาไม้; 2 – อุปกรณ์ยึดคอนกรีตเสริมเหล็ก; 3 – สายล่อฟ้า)

สำหรับการผลิตสายล่อฟ้า (รายการที่ 3) จะใช้ผลิตภัณฑ์ขนาดยาวของโปรไฟล์ใด ๆ ซึ่งมีหน้าตัดมากกว่า 100 มม. 2 ส่วนที่ใช้งานของสายล่อฟ้ามีความสูงไม่เกิน 2,500 มม. (จากจุดยึดถึงส่วนรองรับและด้านบน) หากใช้ท่อโลหะสำหรับสายล่อฟ้า ปลายด้านบนของท่อจะต้องเชื่อมให้แน่นหรือปิดด้วยปลั๊กโลหะ

ในรูป 3. แสดงแผนภาพการติดสายล่อฟ้าแบบท่อเข้ากับขาตั้งไม้ เพื่อป้องกันการกัดกร่อนจำเป็นต้องทาสีชิ้นส่วนโลหะทั้งหมดของสายล่อฟ้าด้วยสีป้องกันหรือใช้วัสดุชุบสังกะสี

ข้าว. 3. วิธีการยึดส่วนประกอบสายล่อฟ้าเข้ากับตัวรองรับสายล่อฟ้าที่ทำจากไม้ (ท่อ 1 – 3/4"; 2 – ตัวยึดโลหะ; 3 – สายล่อฟ้าทำจากไม้กลม; 4 – ตัวยึด; 5 – แหวนรอง)

สายล่อฟ้าที่ติดตั้งบนฐานไม้มีสายล่อฟ้าหลายรูปแบบ เพื่อให้กระแสพัลส์ผ่านได้อย่างปลอดภัย แนะนำให้ทำสายล่อฟ้าจากเหล็กแผ่นรีดซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางมากกว่า 6 มม. (เหล็กเส้นกลม) หรือมีความหนามากกว่า 4 มม. (เหล็กเชิงมุมหรือเหล็กเส้นที่มีหน้าตัด มากกว่า 48 mm2) ตัวนำปัจจุบันถูกยึดเข้ากับเสารองรับไม้โดยใช้ขายึดพิเศษ แต่ละส่วนของตัวนำลงเชื่อมต่อกันด้วยการเชื่อม ในทำนองเดียวกัน ตัวนำลงเชื่อมต่อกับสายล่อฟ้าและอุปกรณ์สายดิน

การติดตั้งสายล่อฟ้าบนเสาไม้โดยใช้อุปกรณ์ยึดไม้ กลับกลายเป็นว่าไม่ได้ผล ในดินทรายและดินร่วนปน ชิ้นส่วนที่ทำจากไม้จึงใช้ไม่ได้อย่างรวดเร็ว ดังนั้นในปัจจุบันจึงแนะนำให้ใช้เฉพาะสิ่งที่แนบมากับคอนกรีตเสริมเหล็กเท่านั้น: ทนทานและเชื่อถือได้ มีอายุการใช้งานยาวนานในสภาวะที่ยากลำบาก สายล่อฟ้าที่มีความสูงไม่เกิน 12 เมตรจะถูกติดตั้งบนสิ่งที่แนบมากับคอนกรีตเสริมเหล็กหนึ่งชิ้น และติดตั้งสายล่อฟ้าที่มีความสูงมากกว่า 12 เมตรโดยใช้สิ่งที่แนบมาสองตัวที่ทำจากคอนกรีตเสริมเหล็กที่มีความแข็งแรงสูง

เพื่อสร้างการป้องกันฟ้าผ่าสำหรับสิ่งอำนวยความสะดวกด้านพลังงานของสถานีไฟฟ้าย่อย (6-35 kV) จะใช้สายล่อฟ้ามาตรฐานวางบนชั้นวางไม้พร้อมสิ่งที่แนบมาทำจากคอนกรีตไม่น้อยกว่า M 200 และเหล็กเสริม (StZ, St5) ในภาคตัดขวาง สิ่งที่แนบมาสามารถมีรูปร่างเป็นสี่เหลี่ยม วงกลม สี่เหลี่ยมคางหมู ไอบีม หรือมีหลายแง่มุมก็ได้ การเชื่อมต่อส่วนขยายคอนกรีตเสริมเหล็กกับชั้นวางไม้ทำได้โดยใช้วงเล็บที่มีสลักเกลียวหรือแถบลวด ส่วนรองรับฝังอยู่ในดินลึก 2,000 ... 2,500 มม.

อุปกรณ์สายดินสำหรับสายล่อฟ้าบนเสาไม้ทำจากเหล็กโครงสร้างคุณภาพสูง มาตรฐานกำหนดมิติของหน้าตัดขั้นต่ำ (ความหนา) ของตัวนำกราวด์ดังต่อไปนี้:

• เหล็กเส้นกลมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางอย่างน้อย 6 มม.
• แถบสี่เหลี่ยม – พื้นที่หน้าตัด 48 mm2, ความหนาของแถบ 4 mm,
• เหล็กฉาก – พื้นที่หน้าตัด 48 mm2 ความหนาด้าน 4 mm,
• ท่อเหล็กแก๊ส - ความหนาของผนังขั้นต่ำ 3.5 มม.

ส่วนใหญ่มักใช้วัสดุประเภทต่อไปนี้สำหรับการผลิตอุปกรณ์สายดิน:

• เหล็กตีเส้นหนา 4 มม. กว้าง 20-40 มม.
• เหล็กฉากเกรด St5 และ St6
• ท่อเหล็กที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางตั้งแต่ 50 ... ถึง 80 มม.

สายล่อฟ้าแบบก้านที่ติดตั้งบนส่วนรองรับคอนกรีตเสริมเหล็กมีโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กที่ทนทานและติดตั้งสายล่อฟ้าโลหะ ก่อนหน้านี้ใช้สายล่อฟ้ามาตรฐานสูงถึง 16 เมตรบนชั้นวางที่ทำจากผลิตภัณฑ์คอนกรีตเสริมเหล็กสำเร็จรูป (รูปที่ 4) สำหรับการผลิตชั้นวางขนาด 12 เมตรจะใช้โลหะม้วนเป็นรูปหกเหลี่ยม ที่ด้านบนของส่วนรองรับ แผ่นโลหะถูกเชื่อมเพื่อรองรับสายล่อฟ้าหน้าตัดทรงกลมที่ทำจากท่อเหล็ก เพื่อป้องกันกระบวนการกัดกร่อน สายล่อฟ้าจึงถูกเคลือบด้วยสีพิเศษหรือสังกะสี

ข้าว. 4. การออกแบบสายล่อฟ้าแบบแท่งบนที่รองรับคอนกรีตเสริมเหล็กสำเร็จรูป (14...22 เมตร)

เมื่อความสูงของส่วนรองรับมากกว่า 18 เมตรจะใช้ชั้นวางมาตรฐานขนาด 12 เมตรติดกับสิ่งที่แนบมากับคอนกรีตเสริมเหล็ก (7.5 ม.) ที่จุดสัมผัสของเสาคอนกรีตเสริมเหล็กที่มีสิ่งที่แนบมาจะมีการเชื่อมแผ่นเหล็กเข้ากับการเสริมแรงด้วยโลหะ แผ่นคอนกรีตเหล่านี้ใช้เพื่อยึดชั้นวางเข้ากับสิ่งที่แนบมาด้วยคอนกรีตเสริมเหล็ก สลักเกลียวจะถูกส่งผ่านรูของสิ่งที่แนบมาและชั้นวาง (รูปที่ 4) ซึ่งทำหน้าที่เป็นอุปกรณ์ติดตั้งและทำให้มั่นใจในการติดตั้งชั้นวางรองรับอย่างปลอดภัยบนสิ่งที่แนบมากับคอนกรีตเสริมเหล็ก ปัจจุบันสำหรับสายล่อฟ้าแบบแท่งบนตัวรองรับคอนกรีตเสริมเหล็กจะใช้ผลิตภัณฑ์แบบครบวงจรที่ทำจากคอนกรีตเสริมเหล็กมาตรฐานซึ่งได้รับการออกแบบมาเป็นพิเศษสำหรับการติดตั้งตัวรองรับสายไฟฟ้าแรงสูง (รูปที่ 5)

ข้าว. 5. การออกแบบสายล่อฟ้าแบบแท่งบนส่วนรองรับคอนกรีตเสริมเหล็ก (a – ส่วนรองรับทำจากคอนกรีตสั่นสะเทือน b – คอนกรีตกำลังสูงแบบหมุนเหวี่ยงใช้สำหรับการผลิตส่วนรองรับ)

สายล่อฟ้าที่ไม่มีแท่นฟลัดไลท์ (a):

2 – แบริ่งแรงขับคอนกรีตเสริมเหล็ก
3 – หัวโลหะ

สายล่อฟ้าที่ติดตั้งแท่นฟลัดไลท์ (b):
1 – โครงสร้างรับน้ำหนักของชั้นวางคอนกรีตเสริมเหล็ก
2 – แบริ่งแรงขับคอนกรีตเสริมเหล็ก
3 – หัวโลหะ
4 – องค์ประกอบยึดโครงสร้าง
5 – ส่วนที่เป็นโลหะของชั้นวาง
6 – สายล่อฟ้าโลหะ
7 – ชานชาลาพร้อมอุปกรณ์ให้แสงสว่าง
8 – ส่วนหนึ่งของรั้วบริเวณฟลัดไลท์
9 – บันไดโลหะ
10 – องค์ประกอบยึดบันได

ชั้นวางคอนกรีตเสริมเหล็กทำจากคอนกรีตความแข็งแรงสูงเกรด M-300 ขึ้นไปพร้อมเหล็กเสริมเหล็กเกรด StZ และ St5 เพื่อลดน้ำหนักของเสาค้ำ ชิ้นส่วนภายในจึงถูกทำให้กลวง การเสริมแรงด้วยโลหะที่อยู่ภายในชั้นวางคอนกรีตเสริมเหล็กและสิ่งที่แนบมานั้นเป็นโครงสร้างที่มั่นคงและทำหน้าที่เป็นตัวนำกระแสไฟ ที่ด้านล่างของชั้นวาง (2.5...3 เมตรจากปลายล่างของชั้นวาง) จะมีช่องจ่ายโลหะเชื่อมต่อกับอุปกรณ์โลหะ องค์ประกอบนี้ออกแบบมาเพื่อเชื่อมต่ออุปกรณ์โลหะและตัวนำสายดินของสายล่อฟ้า อุปกรณ์ต่อสายดินของสายล่อฟ้าชนิดแท่งคอนกรีตเสริมเหล็กนั้นคล้ายคลึงกับอุปกรณ์สายดินของสายล่อฟ้าบนฐานไม้

เพื่อการป้องกันที่ครอบคลุมและเชื่อถือได้ของสถานีไฟฟ้าย่อยจากการถูกฟ้าผ่าโดยตรง จึงมีการใช้สายล่อฟ้าที่มีเหล็กขยายและส่วนรองรับคอนกรีตเสริมเหล็ก (สูงถึง 40 ม.) ที่สถานีไฟฟ้าย่อย จำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีแสงสว่างสม่ำเสมอและเพียงพอของสวิตช์เกียร์กลางแจ้งและบริเวณโดยรอบ เมื่อต้องการทำเช่นนี้ มีการติดตั้งไฟสปอร์ตไลท์บนอาณาเขตของตน ซึ่งอยู่ที่ความสูงประมาณ 10...15 เมตร ในรูป รูปที่ 6 แสดงสายล่อฟ้าแบบแท่งบนส่วนรองรับคอนกรีตเสริมเหล็กที่มีแท่นฟลัดไลท์ (a) และไม่มี (b)

สายล่อฟ้าแบบแท่งบนตัวรองรับคอนกรีตเสริมเหล็กมีโครงสร้างรองรับโดยยึดตามเสาคอนกรีตเสริมเหล็กกลวงที่มีรูปทรงกรวย ในส่วนล่างเส้นผ่านศูนย์กลางของชั้นวางคือ 800 มม. ในส่วนบนคือ 500 มม. เหล็กเสริมแรงถูกใช้เป็นตัวนำลง ที่ปลายด้านบนของชั้นวางจะมีการติดตั้งหัว (3) และขาตั้งโลหะ (5) โดยยึดด้วยองค์ประกอบยึด (4) ขาตั้งโลหะทำเป็นโครงสร้างขัดแตะจากมุมเหล็ก (36*4...50*5 มม.) ความยาวของสายล่อฟ้า (6) คือ 5,710 มม. เส้นผ่านศูนย์กลางด้านบน 26 mm. ที่เครื่องหมาย 710 มม. มีการเชื่อมสายล่อฟ้าเข้ากับขาตั้ง เพื่อเพิ่มความแข็งแกร่งโดยรวมของสายล่อฟ้า แถบโลหะ (50*6 มม.) จะถูกเชื่อมตามเส้นรอบวงความยาว 2,000 มม. จากส่วนบนของส่วนรองรับไปจนถึงพื้นผิวด้านนอกของสายล่อฟ้า

การติดตั้งลงบนพื้นจะดำเนินการที่ระดับ 3,300 มม.: แบริ่งแรงขับ (2) ได้รับการแก้ไขที่ด้านล่างของส่วนรองรับซึ่งครอบคลุมส่วนที่กลวง ที่ระดับ 200 มม. จากพื้นผิวดินองค์ประกอบโลหะได้รับการแก้ไขโดยเชื่อมต่อกับการเสริมแรงของชั้นวางคอนกรีตเสริมเหล็ก องค์ประกอบโครงสร้างนี้ทำหน้าที่เป็นตัวเชื่อมระหว่างสายล่อฟ้าและอุปกรณ์สายดิน ในรูป รูปที่ 6 (b) แสดงสายล่อฟ้าที่มีส่วนรองรับคอนกรีตเสริมเหล็กและแท่นสปอตไลท์ (7)

การออกแบบสายล่อฟ้า คอนกรีตเสริมเหล็ก และชั้นวางโลหะ (5) มีลักษณะคล้ายกับสายล่อฟ้าที่ไม่มีแท่นสปอตไลท์ แต่ต่างจากอย่างหลังตรงที่มีแท่นสำหรับติดตั้งอุปกรณ์ให้แสงสว่าง (7) รั้วโลหะ (8) และบันไดสำหรับเจ้าหน้าที่บริการ (9) ฐานโคมทำจากเหล็กกลม หนา 12 มม. บันไดประกอบด้วยเหล็กฉาก (40*4 มม. และ 50*4 มม.) ใช้เหล็กม้วนกลมเส้นผ่านศูนย์กลาง 16 มม. เป็นขั้นบันได รั้วไซต์งานทำจากมุมขนาด 50*4 มม. และเหล็กกลมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 20 มม. วางส่วนรองรับคอนกรีตเสริมเหล็กที่ความลึก 3,500 มม.

สายล่อฟ้าบนตัวรองรับโลหะใช้กันอย่างแพร่หลายเพื่อปกป้องสถานีไฟฟ้าย่อย องค์ประกอบโครงสร้างหลักทำจากเหล็กแผ่นรีดที่มีความแข็งแรงสูง: มุมและแถบ เพื่อป้องกันการกัดกร่อน พื้นผิวโลหะภายนอกจะถูกเคลือบด้วยสารเคลือบเงาป้องกันสองชั้นด้วยผงอลูมิเนียม (ประมาณ 20%) สายล่อฟ้าแบบก้านจะถูกวางแยกกัน (พร้อมระบบสายดินของตัวเอง) หรือบนโครงสร้างของสวิตช์เกียร์แบบเปิดที่มีการเชื่อมต่อกับระบบสายดินทั่วไป

ประสบการณ์เชิงปฏิบัติในการใช้งานสายล่อฟ้าที่วางบนหลังคาอาคารและโครงสร้างได้แสดงให้เห็นถึงความไร้ประสิทธิผลของการแก้ปัญหาดังกล่าว โครงสร้างเหล่านี้นำไปสู่การสึกหรอของวัสดุมุงหลังคาอย่างรวดเร็วและต้องมีค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมเมื่อดำเนินการบริการและซ่อมแซม ทั้งนี้ ในปัจจุบันยังไม่มีการติดตั้งสายล่อฟ้าบนหลังคาอาคาร

ข้าว. 7. สายล่อฟ้าแบบก้านที่วางอยู่บนส่วนรองรับโลหะ ก – สายล่อฟ้าแบบเคเบิล; b - โครงสร้างรองรับของสายล่อฟ้า

ในรูป รูปที่ 7 แสดงโครงสร้างรองรับของสายล่อฟ้ามาตรฐานที่ประกอบจากส่วนต่าง ๆ 5 เมตร ช่วงขนาดของสายล่อฟ้ามีหลายประเภท: ตั้งแต่โครงสร้าง 10 เมตร (2 ส่วน) ไปจนถึงโครงสร้าง 50 เมตร ซึ่งรวมถึงสายล่อฟ้าที่เป็นโลหะ ตามกฎแล้วเมื่อติดตั้งสายล่อฟ้าจะมีการสร้างแท่นไว้สำหรับติดตั้งไฟส่องสว่าง ปัจจุบันสายล่อฟ้าแบบแท่งบนตัวรองรับโลหะถูกนำมาใช้ในสองประเภท: แบบมีแท่นฟลัดไลท์และไม่มีแท่นฟลัดไลท์

ในรูป รูปที่ 8 แสดงการออกแบบทั่วไปของสายล่อฟ้าแบบแท่งที่ไม่มีแท่นสปอตไลท์ (a) และมีแท่นสำหรับวางอุปกรณ์ฟลัดไลท์ (b) สำหรับโครงสร้างรองรับของสายล่อฟ้าที่ไม่มีแท่นฟลัดไลท์ จะใช้เหล็กแผ่นรีดความแข็งแรงสูงที่มีขนาดมุมตั้งแต่ 50*4 ถึง 80*6 มม. ส่วนรองรับสายไฟ (ข้อ 2) ประกอบจากเหล็กฉาก 36*4...50*5 มม. สายล่อฟ้ายาวห้าเมตร (ข้อ 3) ทำจากเหล็กเส้นกลมเส้นผ่านศูนย์กลาง 24 มม. ในส่วนล่างของสายล่อฟ้ามีโครงทำให้แข็ง (แถบเหล็ก 50*4 มม. เชื่อมเป็นมุม 120° ทั่วทั้งเส้นรอบวง)

สำหรับโครงสร้างรองรับของสายล่อฟ้าซึ่งมีแท่นฟลัดไลท์ จะใช้เหล็กฉากที่มีขนาดด้านข้างตั้งแต่ 65 ถึง 110 มม. และความหนาของโลหะ 5...8 มม. ตัวรองรับสายโลหะ (ข้อ 2) ทำจากเหล็กฉาก 36*4...50*5 มม. สายล่อฟ้ายาวห้าเมตร (รายการที่ 3) มีการออกแบบเหมือนกันสำหรับสายล่อฟ้าทั้งสองประเภท (รูปที่ 8a และรูปที่ 8b) ฐานสปอตไลท์ (ข้อ 4) ทำจากเหล็กท่อนกลม เส้นผ่านศูนย์กลาง 12 มม.

สำหรับรั้วโลหะของบริเวณฟลัดไลท์ (รายการที่ 5) ให้ใช้มุมเหล็ก 50*4 มม. และแท่งกลมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 20 มม. บันไดโลหะ (ข้อ 6) ทำจากเหล็กฉาก (40*4 และ 50*4) ขั้นบันไดทำจากไม้กลม เส้นผ่านศูนย์กลาง 16 มม. สายล่อฟ้าแบบแท่งเดี่ยวบนตัวรองรับโลหะจะติดตั้งบนฐานคอนกรีตเสริมเหล็กแข็งเสมอ โครงสร้างเหล็กรับน้ำหนักถูกใช้เป็นตัวนำดาวน์

เพื่อปกป้องสิ่งอำนวยความสะดวกด้านพลังงานของสถานีไฟฟ้าย่อยสมัยใหม่อย่างเต็มที่จึงมีการใช้สายล่อฟ้า (สายล่อฟ้า) พร้อมองค์ประกอบรับน้ำหนักที่ทำจากเหล็กม้วน (มุมและแถบ) บ่อยครั้งที่การออกแบบสายล่อฟ้าประกอบด้วยท่อเหล็กไร้ตะเข็บหรือระบบที่ซับซ้อนกว่าของท่อหลายเส้นที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางต่างกัน เมื่อสายล่อฟ้ามีความสูงเกิน 5 เมตร ฐานจะมีลักษณะเป็นโครงสร้างขัดแตะเป็นมุมเหล็ก

ข้าว. 8. การป้องกันฟ้าผ่าของสถานีไฟฟ้าย่อย สายล่อฟ้าแบบมีขารองรับโลหะ

การเชื่อมต่อสายล่อฟ้าแบบแท่งกับโครงสร้างสวิตช์เกียร์กลางแจ้งทำได้โดยใช้วิธีที่ถอดออกได้ (ที่หนีบและตัวยึดอื่น ๆ ) และวิธีถาวร (การเชื่อมต่อแบบเชื่อม)

โครงสร้างโลหะของสายล่อฟ้าสมัยใหม่ที่ใช้ในการสร้างการป้องกันฟ้าผ่าที่ครอบคลุมของสถานีไฟฟ้าย่อยและสิ่งอำนวยความสะดวกด้านพลังงานอื่น ๆ ทำหน้าที่ของตัวนำลงได้อย่างมีประสิทธิภาพ ตามกฎแล้วสายล่อฟ้าจะติดตั้งบนหลังคาอาคารและสิ่งปลูกสร้าง สายล่อฟ้าแบบตาข่ายที่ใช้กันมากที่สุดคือตาข่ายโลหะที่มีพื้นที่ใช้งานสูงสุด 150 ตารางเมตร

ในการทำตาข่ายจะใช้แท่งเหล็กที่มีความหนาหกถึงเจ็ดมิลลิเมตร เพื่อให้แน่ใจว่าการระบายน้ำฝนและหิมะออกจากพื้นผิวหลังคาเป็นไปอย่างอิสระ มีการวางสายล่อฟ้าแบบตาข่ายระหว่างการพูดนานน่าเบื่อหลังคาและชั้นป้องกันการรั่วซึมและฉนวนกันความร้อน ในรูป 9. แสดงแผนภาพทั่วไปของสายล่อฟ้าแบบตาข่าย สำหรับการผลิตตัวนำกระแสไฟฟ้านั้นจะใช้เหล็กแผ่นรีดในรูปแบบของแท่ง (หนา 6 มม.) และแถบ (หน้าตัดขั้นต่ำ 48 มม. 2 และความหนามากกว่าสี่มิลลิเมตร)

ข้าว. 9. การออกแบบสายล่อฟ้าแบบตาข่าย (มิติระบุสำหรับวัตถุประเภท II; ขนาดในวงเล็บสำหรับวัตถุประเภท III)

หากมีการติดตั้งระบบป้องกันฟ้าผ่าบนอาคารที่มีหลังคาโลหะ แผ่นดังกล่าวจะทำหน้าที่เป็นสายล่อฟ้า
ในการเชื่อมต่อตัวนำลงกับแผ่นหลังคาโลหะจะใช้อุปกรณ์กดพิเศษ (รูปที่ 10)

ข้าว. 10. การออกแบบแคลมป์สำหรับติดสายล่อฟ้ากับหลังคาที่ทำจากแผ่นโลหะ

ในสถานีไฟฟ้าย่อยแบบเปิด มีการติดตั้งสายล่อฟ้าแบบแท่งโดยตรงบนสวิตช์เกียร์กลางแจ้งหรือติดกับอุปกรณ์ไฟฟ้า ในกรณีแรก ในการต่อกราวด์สายล่อฟ้า พวกเขาเชื่อมต่อกับอุปกรณ์กราวด์ของสวิตช์เกียร์กลางแจ้ง และในกรณีที่สอง สายล่อฟ้ามีกราวด์ของตัวเอง โดยไม่เชื่อมต่อกับลูปกราวด์ของสวิตช์เกียร์กลางแจ้ง

อุปกรณ์สายดินที่สถานีไฟฟ้าย่อยได้รับการออกแบบมาเพื่อวัตถุประสงค์ดังต่อไปนี้:

• การสร้างสภาวะที่ปลอดภัยสำหรับบุคลากรปฏิบัติการ (สายดินป้องกัน)
• การเชื่อมต่อสายไฟที่เป็นกลางของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและหม้อแปลงไฟฟ้า (สายดินป้องกันการทำงาน)
• การเชื่อมต่อวิธีการทางเทคนิคในการป้องกันฟ้าผ่า (อุปกรณ์จับ, สายล่อฟ้า, สายล่อฟ้า)

ฟังก์ชั่นข้างต้นได้รับการจัดการโดยอุปกรณ์ต่อสายดินทั่วไปซึ่งมีคุณสมบัติที่เลือกตามข้อกำหนดที่เข้มงวดที่สุด ที่สถานีไฟฟ้าย่อย การต่อสายดินป้องกันมีความสำคัญมากกว่าอุปกรณ์สายดินประเภทอื่น เป็นไปตามข้อกำหนดปัจจุบันสำหรับระบบป้องกันฟ้าผ่าอย่างครบถ้วน และให้สภาพการทำงานที่ปลอดภัยสำหรับบุคลากรด้านเทคนิคที่โรงงานไฟฟ้าย่อย

เจ้าหน้าที่ซ่อมบำรุงของสถานีไฟฟ้าย่อยอาจมีความเสี่ยงหากฉนวนป้องกันเสียหาย ส่งผลให้เกิดไฟฟ้าลัดวงจร ซึ่งกระแส (คือ) ไหลผ่านอุปกรณ์กราวด์ ในรูป ในรูป 11 แสดงไดอะแกรมของสวิตช์น้ำมันที่มีถังโลหะเชื่อมต่อกับอุปกรณ์กราวด์ (ความต้านทานของสวิตช์กราวด์คือ Ra)

1 – เส้นโค้งการกระจายความต่างศักย์; 2 – เส้นโค้งการกระจายของค่าแรงดันสัมผัส

หากฉนวนของสวิตช์น้ำมันแตก กระแส Iz จะไหลผ่านองค์ประกอบของอุปกรณ์กราวด์ ภายในรัศมี 20 เมตร จากอุปกรณ์กราวด์ แต่ละจุดจะมีความต่างศักย์ไฟฟ้า เส้นโค้งที่ 1 แสดงให้เห็นการกระจายตัวของความต่างศักย์บนพื้นผิวโลกอย่างชัดเจน จะมีศักยภาพบนตัวถังสวิตช์และบนอุปกรณ์กราวด์:

หากบุคคลสัมผัสตัวถัง ศักยภาพของถังและอิเล็กโทรดกราวด์จะอยู่ที่มือของเขา และขาของบุคคลนั้นจะสัมผัสกับศักยภาพ UH ซึ่งค่าดังกล่าวสามารถกำหนดได้จากเส้นโค้งที่ 1 ดังนั้น ร่างกายมนุษย์จะได้รับอิทธิพลจากความต่างศักย์ UB–UH (Upr แรงดันไฟฟ้าสัมผัส) ซึ่งคำนวณโดยสูตร:

เส้นโค้ง 2 (รูปที่ 11) แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนถึงการเปลี่ยนแปลงค่าของแรงดันไฟสัมผัส: เมื่อคุณเข้าใกล้พื้นที่อันตราย แรงดันไฟสัมผัสจะลดลง หากบุคคลไม่ได้สัมผัสพื้นผิวของถัง แต่เพียงเข้ามาใกล้มากขึ้นขาซ้ายและขวาของเขาก็มีศักยภาพในตัวเอง - ความแตกต่างของค่าของศักยภาพเหล่านี้เรียกว่าแรงดันขั้น แรงดันไฟฟ้าขั้นตอนและการสัมผัสที่สูงก่อให้เกิดอันตรายร้ายแรงต่อสุขภาพและชีวิตของช่างเทคนิคสถานีไฟฟ้าย่อย

หากความต้านทานของอุปกรณ์ต่อสายดินลดลง จะส่งผลให้แรงดันไฟฟ้าขั้นตอนและการสัมผัสลดลงสู่ระดับที่ปลอดภัย ซึ่งจะช่วยลดโอกาสที่จะเกิดไฟฟ้าช็อตต่อบุคคลได้
เพื่อให้มั่นใจถึงสภาพที่ปลอดภัยสำหรับบุคลากรของสถานีย่อยจึงมีการกำหนดมาตรฐานของค่าขีด จำกัด สำหรับการต่อสายดินที่อยู่กับที่ของสิ่งอำนวยความสะดวกด้านพลังงาน:

• สำหรับอุปกรณ์ที่มีแรงดันไฟฟ้าในการทำงานมากกว่า 1,000 V (กระแสไฟลัดวงจรเฟสเดียวที่ต่อสายดินมากกว่า 0.5 kA) ความต้านทานของอุปกรณ์ต่อสายดินไม่ควรเกิน 0.5 โอห์ม
• สำหรับอุปกรณ์ที่มีแรงดันไฟฟ้าในการทำงาน< 1 000 В (заземленная нейтраль, мощность генераторов и трансформаторов более 100 кВА) сопротивление ЗУ должно быть менее 4 Ом.
• สำหรับอุปกรณ์ที่มีแรงดันไฟฟ้าในการทำงานน้อยกว่า 1,000 V (เป็นกลางต่อสายดิน กำลังของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและหม้อแปลงไฟฟ้าไม่เกิน 100 kVA*A) ความต้านทานของอุปกรณ์ต่อสายดินจะต้องไม่เกิน 10 โอห์ม
• สำหรับโรงงานผลิตไฟฟ้าที่มีแรงดันไฟฟ้าในการทำงานสูงถึง 1,000 V และมีสายดินเป็นกลาง ค่าความต้านทานต่อสายดินจะคำนวณโดยใช้สูตร:

สำหรับโรงงานผลิตไฟฟ้าที่มีแรงดันไฟฟ้าในการทำงานสูงกว่า 1,000 V (เป็นกลางแบบไม่มีกราวด์) ค่าความต้านทานกราวด์จะคำนวณโดยใช้สูตร:

โดยที่ R คือค่าสูงสุดของความต้านทานต่อสายดิน, โอห์ม;
ผม - กระแสไฟฟ้าขัดข้องกราวด์ทั้งหมด, A.

ที่สถานประกอบการด้านพลังงานที่มีความเป็นกลางแบบแยกส่วนซึ่งไม่มีการชดเชยกระแสลัดวงจรแบบคาปาซิทีฟ ค่าของกระแสคาปาซิทีฟจะสูงถึงหลายร้อยแอมแปร์และสามารถดำเนินต่อไปได้เป็นเวลานาน ค่าความต้านทานของเครื่องชาร์จไม่ควรเกิน 10 โอห์ม

ความต้านทานต่อกราวด์ที่แหล่งจ่ายกำลังที่มีการชดเชยกระแสแบบคาปาซิทีฟคำนวณโดยใช้สูตรข้างต้น อย่างไรก็ตาม ค่าที่คำนวณได้ของกระแสไฟผิดปกติของกราวด์จะสูงกว่ากระแสไฟฟ้าที่กำหนด 25% สำหรับอุปกรณ์กราวด์ที่ไม่ได้ติดตั้งอุปกรณ์ชดเชยกระแสไฟ ยอมรับค่าของกระแสไฟฟ้าฟอลต์กราวด์ที่เหลือ (อย่างน้อย 30 A) เพื่อวัตถุประสงค์ในการคำนวณ

ค่ามาตรฐานของความต้านทานของอุปกรณ์ต่อสายดินเป็นไปตามข้อกำหนดปัจจุบันสำหรับการทำงานและระบบสายดินป้องกันฟ้าผ่า ที่สถานีไฟฟ้าย่อยสำหรับสิ่งอำนวยความสะดวกด้านพลังงานทั้งหมดที่ขับเคลื่อนโดยไฟฟ้ากระแสสลับหรือไฟฟ้ากระแสตรงที่มีแรงดันไฟฟ้าในการทำงานสูงกว่า 500 V จำเป็นต้องต่อสายดินป้องกัน

ที่โรงงานไฟฟ้าอุตสาหกรรมที่มีแรงดันไฟฟ้าในการทำงานน้อยกว่า 500 V (ยกเว้นอุปกรณ์ไฟฟ้าที่มีกระแสสลับไม่เกิน 36 V) จะมีการติดตั้งสายดินป้องกันในกรณีต่อไปนี้:

• ในพื้นที่ที่มีระดับอันตรายสูง
• ในพื้นที่อันตรายอย่างยิ่ง
• เมื่อวางอุปกรณ์ไว้กลางแจ้ง
• ที่โรงงานไฟฟ้าระเบิดที่มีแรงดันไฟฟ้าไม่เกิน 36 โวลต์

การออกแบบอุปกรณ์สายดินสำหรับการป้องกันสถานีไฟฟ้าย่อยประกอบด้วยระบบอิเล็กโทรดเหล็ก (L ≤ 5 ม.) ซึ่งอยู่ในพื้นดินในตำแหน่งแนวตั้ง ส่วนบนของอิเล็กโทรดกราวด์จะถูกรวมเข้าด้วยกันด้วยแถบโลหะที่ก่อตัวเป็นระบบตาข่าย จำนวนอิเล็กโทรดและขนาดของเซลล์ตาข่ายถูกกำหนดโดยวิธีการคำนวณ ดังนั้นค่าของการต่อสายดินแบบคงที่ของสถานีไฟฟ้าย่อยจึงขึ้นอยู่กับ:

• มิติทางเรขาคณิตของอุปกรณ์กราวด์
• ค่าความต้านทานของดิน

ดินใด ๆ ที่อยู่ในสภาพแห้งจะมีความต้านทานต่อการไหลของกระแสเพิ่มขึ้น ที่ความชื้นในดินสูงเนื่องจากปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้าของเกลือและกรดอิเล็กโทรไลต์จะปรากฏขึ้นทำให้ค่าการนำไฟฟ้าของดินเพิ่มขึ้นซึ่งเกี่ยวข้องโดยตรงกับความจุความชื้นของดิน ค่าความต้านทานโดยประมาณสำหรับดินทั่วไปแสดงไว้ในตารางที่ 1:

ตารางที่ 1. ความต้านทานของดิน.

เมื่อคำนวณลักษณะของอุปกรณ์กราวด์ควรคำนึงถึงความสัมพันธ์ระหว่างความต้านทานของดินและช่วงเวลาของปี เมื่อวัดความต้านทานของดินในฤดูหนาว จำเป็นต้องใช้ค่าสัมประสิทธิ์ตามฤดูกาล k ในการคำนวณการต่อลงดินของระบบป้องกันฟ้าผ่าของโรงไฟฟ้า ความต้านทานของดินยังถูกกำหนดโดยคำนึงถึงค่าสัมประสิทธิ์ตามฤดูกาล k ซึ่งช่วยให้เราได้ค่าความต้านทานที่ถูกต้อง

ค่าที่คำนวณได้สำหรับค่าสัมประสิทธิ์ตามฤดูกาล k แสดงไว้ในตารางที่ 2 (ขึ้นอยู่กับความชื้นในดิน):

ตารางที่ 2 ค่าของสัมประสิทธิ์ฤดูกาล k ขึ้นอยู่กับความชื้นในดิน

ความต้านทานคงที่ของอิเล็กโทรดกราวด์ RD ซึ่งอยู่ในพื้นดินในตำแหน่งแนวตั้ง (ความต้านทานการแพร่กระจายของกระแส) ถูกกำหนดโดยสูตรต่อไปนี้:

โดยที่ ρ คือค่าความต้านทานของดิน, Ohm-m
L – ความยาวของอิเล็กโทรดกราวด์, ม.
d – เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของอิเล็กโทรดแนวนอน, m

ความต้านทานคงที่สำหรับอิเล็กโทรดกราวด์แนวนอนที่ความลึกการออกแบบคำนวณโดยใช้สูตรด้านล่าง:

โดยที่ L คือความยาวของอิเล็กโทรดกราวด์แนวนอน, m
ρ – ความต้านทานของดิน, โอห์ม-ม.
d – เส้นผ่านศูนย์กลางของอิเล็กโทรดแนวนอน, ม.
เสื้อ - ความลึกของการจุ่มอิเล็กโทรดกราวด์ลงในดิน, ม.

ตามสูตรข้างต้น แท่งแนวตั้งแท่งเดียว (L=2.5...3.0 เมตร) ในดินร่วน (ρ =100 โอห์ม*ม.) จะมีความต้านทานประมาณ 30 โอห์ม แถบโลหะแนวนอน (L=5.0 เมตร) ซึ่งอยู่ที่ความลึกประมาณ 70 ซม. จะมีความต้านทานคงที่ประมาณ 25 โอห์ม ค่าที่คำนวณได้แสดงให้เห็นว่าอุปกรณ์กราวด์เดี่ยวไม่ตรงตามข้อกำหนดสำหรับความต้านทานของอุปกรณ์กราวด์ที่รวมอยู่ในระบบป้องกันฟ้าผ่าของสถานีไฟฟ้าย่อยเลย

ดังนั้นในการตั้งค่าระบบสายดินที่มีประสิทธิภาพสำหรับโรงงานไฟฟ้าทางอุตสาหกรรมจึงมีการใช้อุปกรณ์สายดินซึ่งประกอบด้วยตัวนำสายดินแนวนอนและแนวตั้งจำนวนมาก เมื่อสร้างระบบสายดินจำเป็นต้องคำนึงถึงผลกระทบของการป้องกันซึ่งกันและกัน - ด้วยระยะห่างเล็กน้อยระหว่างอิเล็กโทรดที่อยู่ติดกันความต้านทานของอิเล็กโทรดกราวด์เดี่ยวจะเพิ่มขึ้น

เมื่อกระแสไหลผ่านอิเล็กโทรดกราวด์ เส้นกระแสจะปรากฏขึ้นรอบอิเล็กโทรดเดี่ยวโดยมีโครงสร้างสม่ำเสมอและสม่ำเสมอ ในระบบกราวด์ที่มีอิเล็กโทรดแนวตั้งหรือแนวนอนจำนวนมาก ความไม่สอดคล้องกันจะเกิดขึ้นเนื่องจากอิทธิพลร่วมกันของเส้นกระแสของอิเล็กโทรดที่อยู่ใกล้เคียง (รูปที่ 12)

ข้าว. 12. เส้นกระแสในอิเล็กโทรดกราวด์ที่มีรูปร่างซับซ้อนโดยมีระยะห่างระหว่างอิเล็กโทรดที่อยู่ติดกันเล็กน้อย

เพื่อกำหนดค่าความต้านทานของอิเล็กโทรดในอุปกรณ์กราวด์ที่มีรูปร่างซับซ้อนอย่างถูกต้อง (ในกรณีที่มีผลต่อการป้องกันร่วมกันของอิเล็กโทรดกราวด์) จะใช้ค่าสัมประสิทธิ์การใช้อิเล็กโทรดกราวด์ ค่าสัมประสิทธิ์นี้น้อยกว่าความสามัคคีและเกี่ยวข้องโดยตรงกับการออกแบบอิเล็กโทรด ตารางที่ 3 แสดงค่าของปัจจัยการใช้งาน Chtr สำหรับอิเล็กโทรดกราวด์แบบท่อ (อิเล็กโทรดจัดเรียงเป็นแถว; ไม่ได้คำนึงถึงอิทธิพลของแถบเชื่อมต่อ)

ตารางที่ 3 การกำหนดปัจจัยการใช้งาน Chtr ขึ้นอยู่กับจำนวนท่อโลหะและอัตราส่วนของระยะห่างระหว่างท่อเหล่านี้ต่อความยาว

ตารางที่ 4 แสดงค่าของปัจจัยการใช้งาน ηn สำหรับอุปกรณ์ต่อสายดินแบบท่อ (อิเล็กโทรดวางเรียงกันเป็นแถวและเชื่อมต่อกันด้วยแถบเหล็ก)

ตารางที่ 4. การกำหนดปัจจัยการใช้งานของตัวนำสายดินแบบท่อ

เพื่อสร้างอุปกรณ์กราวด์ที่มีประสิทธิภาพซึ่งออกแบบมาเพื่อปกป้องสถานีไฟฟ้าจะใช้อุปกรณ์กราวด์เทียมและจากธรรมชาติทำงานร่วมกับสายล่อฟ้า (สายล่อฟ้า) โครงสร้างเทียมเป็นตาข่ายโลหะของแถบเหล็กที่อยู่ในระนาบแนวนอนขนานและตั้งฉากกัน ด้วยความช่วยเหลือของแถบอิเล็กโทรดกราวด์แนวตั้งทั้งหมดจะเชื่อมต่อเป็นวงจรเดียวของระบบกราวด์ของโรงไฟฟ้า

การคำนวณรูปร่างที่ซับซ้อนเป็นงานที่ต้องใช้แรงงานมากซึ่งต้องใช้การคำนวณจำนวนมาก เพื่อให้การคำนวณง่ายขึ้น จะใช้สูตรที่ง่ายกว่า:

ค่าสัมประสิทธิ์ A ซึ่งกำหนดขึ้นอยู่กับอัตราส่วน lf\/S แสดงไว้ในตารางที่ 5:

ตารางที่ 5. ค่าสัมประสิทธิ์ A.

ความต้านทานของดินที่เท่ากัน ρe คำนวณโดยใช้เส้นโค้งที่แสดงในรูปที่ 1 13. เส้นโค้งพึ่งพาที่กำหนดค่าความต้านทานที่เท่ากัน ρe ซึ่งสัมพันธ์กับความต้านทานของชั้นที่ 2 ของดิน ρg ขึ้นอยู่กับขนาดทางเรขาคณิตและรูปร่างของห่วงกราวด์ เช่นเดียวกับความลึกของการวางอิเล็กโทรดในดิน เส้นโค้งที่นำเสนอถูกพล็อตสำหรับความสัมพันธ์ต่างๆ ระหว่าง ρi และ ρa

ขึ้นอยู่กับขนาดที่แท้จริงของอุปกรณ์กราวด์และวิธีการวางลงกราวด์ตามเส้นโค้งจากรูปที่ 1 13 คุณสามารถคำนวณค่าความต้านทานที่เท่ากันได้ ρe เส้นโค้งเหล่านี้ได้รับการพล็อตสำหรับลูปกราวด์ประเภทต่างๆ โดยคำนึงถึงอิทธิพลของความหลากหลายของดินที่มีต่อความต้านทานรวมของอิเล็กโทรดกราวด์และแรงดันไฟฟ้าสัมผัสจริง สิ่งต่อไปนี้สามารถอ้างถึงได้ว่าเป็นอุปกรณ์ต่อสายดินตามธรรมชาติสำหรับสิ่งอำนวยความสะดวกด้านพลังงานของสถานีไฟฟ้าย่อย:

• ระบบสายดินสำหรับสายส่งไฟฟ้ารองรับการเชื่อมต่อผ่านสายเคเบิลเข้ากับสายดินของสถานีย่อย
• เปลือกโลหะของสายเคเบิลใต้ดิน
• ท่อโลหะเพื่อวัตถุประสงค์ต่างๆ

ข้าว. 13. การคำนวณความต้านทานเทียบเท่าสัมพัทธ์โดยคำนึงถึงความหลากหลายของดินที่จุดกราวด์ของสายล่อฟ้า (สายล่อฟ้า)

การคำนวณที่ดำเนินการแสดงให้เห็นว่าการจัดเรียงสายดินป้องกันที่มีความต้านทานขั้นต่ำ 0.5 โอห์มนั้นในบางกรณีเกี่ยวข้องกับปัญหาที่ทราบ (ค่าความต้านทานของดินขนาดใหญ่พื้นที่ขนาดเล็กของสถานีไฟฟ้าย่อย ฯลฯ ) อย่างไรก็ตามในอื่น ๆ ในกรณีที่เป็นไปได้ที่จะรับประกันแรงดันไฟฟ้าที่ปลอดภัยที่อุปกรณ์ไฟฟ้าที่มีการต่อสายดินเป็นกลางและมีความต้านทานมากกว่า 0.5 โอห์ม

สถานการณ์นี้ช่วยให้คุณประหยัดโลหะราคาแพงได้จำนวนมากเมื่อติดตั้งระบบสายดินสำหรับสถานีไฟฟ้าย่อย ในปัจจุบัน มีมาตรฐานที่ใช้บังคับซึ่งกำหนดแรงดันไฟฟ้าสูงสุดที่อนุญาตบนตัวนำสายดินและค่าของแรงดันไฟฟ้าสัมผัสที่เกี่ยวข้องกับระยะเวลาของการสัมผัสกับกระแสไฟฟ้าลัดวงจร ซึ่งประกอบด้วยเวลาสวิตช์ของการป้องกันรีเลย์และเวลาสะดุดของ สวิตช์:

ตารางที่ 6. แรงดันไฟฟ้าสัมผัสสูงสุดที่อนุญาต

ค่าแรงดันไฟฟ้าสูงสุดที่อนุญาตบนอิเล็กโทรดกราวด์ไม่ควรเกิน 10,000 V เมื่อคำนวณระบบกราวด์ป้องกันสำหรับอุปกรณ์จำหน่ายไฟฟ้าและสถานีย่อยหม้อแปลงไฟฟ้าที่มีแรงดันไฟฟ้าในการทำงานมากกว่า 1,000 V (มีกราวด์เป็นกลางอย่างแน่นหนา) คุณสามารถทำตามคำแนะนำได้ มาตรฐานปัจจุบันที่ควบคุมแรงดันไฟฟ้าสูงสุดที่อนุญาตบนตัวนำสายดินและแรงดันไฟฟ้าสัมผัสที่อนุญาตซึ่งรับประกันระดับความปลอดภัยที่เพียงพอสำหรับบุคลากรด้านเทคนิคของสถานีไฟฟ้าย่อย

การต่อสายดินที่ซับซ้อนของสิ่งอำนวยความสะดวกด้านพลังงานของสถานีไฟฟ้าย่อยจะเป็นไปตามข้อกำหนดของมาตรฐานที่เกี่ยวข้องกับระบบสายดินและสายดินสำหรับอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าเสมอ อย่างไรก็ตาม เมื่อรวมวิธีการป้องกันฟ้าผ่าและการต่อสายดินป้องกันของสถานีไฟฟ้าย่อย ควรจำคุณลักษณะต่อไปนี้ อุปกรณ์ป้องกันและสายดินทั้งหมดได้รับการออกแบบมาเพื่อระบายกระแสความถี่อุตสาหกรรม

ความต้านทานของตัวนำกราวด์เป็นค่าคงที่ ขณะเดียวกันกระแสฟ้าผ่าแบบพัลส์ผ่านระบบสายล่อฟ้า ซึ่งในลักษณะแรงดันและความถี่ของกระแสจะแตกต่างโดยพื้นฐานจากกระแสลัดวงจร เมื่อกระแสพัลส์ฟ้าผ่าผ่านตัวนำกราวด์ จะเกิดสภาวะสุดขั้วซึ่งจะไม่สังเกตพบเมื่อกระแส 50 เฮิรตซ์ผ่านไป เมื่อกระแสพัลส์การปล่อยฟ้าผ่าถูกปล่อยผ่านอุปกรณ์กราวด์ จะสังเกตเห็นความแรงของสนามไฟฟ้าที่สูงเป็นพิเศษใกล้กับพื้นผิวของอิเล็กโทรดกราวด์ ซึ่งสามารถทะลุผ่านชั้นดินได้ง่าย บริเวณที่เกิดประกายไฟที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าปรากฏขึ้นรอบๆ ตัวนำกราวด์ ส่งผลให้หน้าตัดขวางที่มีประสิทธิผลของอิเล็กโทรดเพิ่มขึ้น เนื่องจากความต้านทานโดยรวมของตัวนำกราวด์ลดลง

อย่างไรก็ตาม ความต้านทานที่ลดลงสูงสุดเนื่องจากการเกิดประกายไฟจะสังเกตได้เฉพาะในกรณีที่อิเล็กโทรดกราวด์มีขนาดทางเรขาคณิตขนาดเล็ก และปฏิกิริยารีแอกแตนซ์ของตัวนำไม่มีผลกระทบที่เห็นได้ชัดเจนต่อกระบวนการปล่อยกระแสฟ้าผ่าลงสู่พื้นดิน อิเล็กโทรดกราวด์ดังกล่าวจัดอยู่ในประเภทที่มีความเข้มข้น ค่าความต้านทานของตัวนำกราวด์ที่มีความเข้มข้นในระหว่างกระบวนการพัลซิ่งจะน้อยกว่าในระหว่างที่กระแสไหลผ่านที่ความถี่อุตสาหกรรมมาก

เนื่องจากอุปกรณ์ต่อสายดินมีความยาวมาก ความเหนี่ยวนำของตัวนำจึงมีผลกระทบร้ายแรงต่อกระบวนการปล่อยกระแสพัลส์ฟ้าผ่าลงสู่พื้น ระดับอิทธิพลของการเหนี่ยวนำจะเพิ่มขึ้นตามระยะเวลาของพัลส์กระแสฟ้าผ่าที่ลดลง ความต้านทานของโลกลดลง และความยาวของตัวนำลงกราวด์เพิ่มขึ้น

เมื่อกระแสพัลส์ฟ้าผ่าผ่านอุปกรณ์กราวด์ที่มีความยาวมาก อุปกรณ์หลังสามารถแสดงเป็นตัวนำที่ประกอบด้วยสองส่วนที่แยกจากกันโดยปฏิกิริยารีแอคแตนซ์ (รูปที่ 14) เมื่อความเข้มของกระแสฟ้าผ่าเพิ่มขึ้นชั่วขณะ (ลักษณะชันของแรงกระตุ้นด้านหน้า) การเหนี่ยวนำของอิเล็กโทรดกราวด์จะทำให้การเคลื่อนที่ของกระแสในตัวนำช้าลง เมื่อเร็ว ๆ นี้ชิ้นส่วนระยะไกลของอุปกรณ์กราวด์ (ส่วน B-B) จะรวมอยู่ในกระบวนการปล่อยกระแสไฟกระชากลงกราวด์ ดังนั้นจึงลดประสิทธิภาพโดยรวมของอุปกรณ์กราวด์ อุปกรณ์สายดินดังกล่าวเรียกว่าส่วนขยาย

ตัวนำต่อสายดินแบบขยายมีลักษณะเฉพาะคือความต้านทานที่เพิ่มขึ้นเมื่อส่งผ่านกระแสฟ้าผ่าแบบพัลส์ ซึ่งเกินค่าความต้านทานเมื่อกระแสที่ความถี่อุตสาหกรรมผ่านตัวนำสายดิน ดังนั้นอุปกรณ์กราวด์ระยะไกลมาตรฐานของสถานีไฟฟ้าย่อยซึ่งติดตั้งในพื้นที่ต่ำ (แม่น้ำทะเลสาบหนองน้ำ) และมีความต้านทานต่ำจึงไม่เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการกำจัดกระแสพัลส์ที่มีกำลังสำคัญ

เพื่อคำนึงถึงการเปลี่ยนแปลงความต้านทานของอุปกรณ์กราวด์โดยขึ้นอยู่กับขนาดเชิงเส้นของตัวนำกราวด์เมื่อกระแสฟ้าผ่าพัลส์ผ่านพวกมันจะใช้ค่าสัมประสิทธิ์พัลส์ Chi สัมประสิทธิ์นี้คืออัตราส่วนของความต้านทานพัลส์ Zi ต่อค่าของความต้านทานคงที่ R เมื่อกระแสความถี่อุตสาหกรรมผ่านอิเล็กโทรดกราวด์

ข้าว. 14. รูปแบบการทำงานของอิเล็กโทรดกราวด์ที่มีโครงสร้างขยายเมื่อปล่อยประจุฟ้าผ่าลงดิน

ค่าความต้านทานพัลส์ Zi สามารถกำหนดได้จากสูตร:

ค่าสัมประสิทธิ์แรงกระตุ้นกราวด์ใช้ค่าที่แตกต่างกัน (อาจมากกว่า น้อยกว่า หรือเท่ากับความสามัคคี) และขึ้นอยู่กับกระบวนการใดในตัวนำในระหว่างการผ่านของกระแสฟ้าผ่าที่ปรากฏในระดับที่มากขึ้น: ประกายไฟหรือปฏิกิริยาอุปนัย ด้วยการจุดประกายอย่างมีนัยสำคัญและการเหนี่ยวนำที่อ่อนแอของอุปกรณ์ต่อสายดิน (การต่อสายดินแบบก้อน) ความต้านทานของตัวนำจะลดลงดังนั้นค่าของสัมประสิทธิ์แรงกระตุ้นจะน้อยกว่าความสามัคคี ที่ความเหนี่ยวนำสูง (อุปกรณ์ต่อสายดินแบบขยาย) ค่าของสัมประสิทธิ์อิมพัลส์จะเกินความสามัคคี

หากเอฟเฟกต์ประกายไฟและขนาดของตัวเหนี่ยวนำปัจจุบันหักล้างกัน ค่าสัมประสิทธิ์อิมพัลส์จะเท่ากับความสามัคคี ค่าของสัมประสิทธิ์อิมพัลส์ของอุปกรณ์กราวด์แบบอยู่กับที่ไม่เพียงสัมพันธ์กับรูปทรงและขนาดเชิงเส้นเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับค่าความต้านทานของดิน ρ และกำลังของกระแสฟ้าผ่าด้วย ในรูป รูปที่ 15 แสดงในรูปแบบของเส้นโค้งซึ่งขึ้นอยู่กับสัมประสิทธิ์อิมพัลส์สำหรับตัวนำลงกราวด์ในแนวตั้งกับคุณลักษณะของดิน ρ และพารามิเตอร์กระแสฟ้าผ่า

ดังที่เห็นได้จากกราฟด้านบน เมื่อเพิ่มความแรงของกระแสพัลส์ฟ้าผ่าที่ไหลผ่านตัวนำกราวด์และเมื่อความต้านทานของดินเพิ่มขึ้น ค่าสัมประสิทธิ์แรงกระตุ้นจะลดลง ด้วยแอมพลิจูดของกระแสฟ้าผ่าที่มีนัยสำคัญ ความหนาแน่นของกระแสฟ้าผ่าจะเพิ่มขึ้น ซึ่งเป็นเงื่อนไขสำหรับการก่อตัวและการพัฒนาของโซนประกายไฟรอบตัวนำ และยังทำให้ความต้านทานลดลงอีกด้วย

ข้าว. 15. การหาค่าสัมประสิทธิ์อิมพัลส์สำหรับอิเล็กโทรดกราวด์ประเภทแนวตั้ง

เมื่อความต้านทานของดินเพิ่มขึ้น โซนประกายไฟจะพัฒนาขึ้น ค่าซึ่งจะขึ้นอยู่กับความต้านทานการพังทลายของดินโดยตรง Epr. ค่าต่ำสุดจะพบได้ในดินที่มีความต้านทาน ρ=500 โอห์ม*ม.

ด้วยระยะเวลาก่อนคายประจุประมาณ 3...5 μs, El = 6...12 kV/cm. ควรจำไว้ว่าเมื่อกระแสพัลส์ปล่อยฟ้าผ่าผ่านวงกราวด์ป้องกันของสถานีไฟฟ้าย่อยซึ่งมีขนาดเชิงเส้นที่สำคัญ วงนี้จะทำงานเหมือนอุปกรณ์ต่อสายดินแบบขยาย ในกรณีนี้ ความต้านทานพัลส์อาจเกินค่าของความต้านทานคงที่ เนื่องจากความเหนี่ยวนำของตัวนำมีมากกว่ากระบวนการประกายไฟ

ข้าว. 16 ค่าของพัลส์และความต้านทานคงที่ของอุปกรณ์กราวด์ของสถานีไฟฟ้าย่อย

ในรูป รูปที่ 16 แสดงการเปลี่ยนแปลงค่าของพัลส์และความต้านทานคงที่ของอุปกรณ์กราวด์ของสถานีไฟฟ้าย่อยขึ้นอยู่กับขนาดของลูปกราวด์และความต้านทานของดิน อุปกรณ์กราวด์ในรูปแบบของตาข่ายโลหะที่มีพื้นที่รวม S = 6,400 m2 (ด้านข้างของวงจรคือ 80 ม.) รวมทั้งอิเล็กโทรดแนวตั้ง 16 อัน (L = 8 เมตร) โดยมีความต้านทานดินใกล้สถานีไฟฟ้าย่อย ρ = 400 โอห์ม*ม มีความต้านทานคงที่ R เท่ากับ 2 ,2 โอห์ม และความต้านทานพัลส์ในกรณีนี้คือ Zi = 2.5 โอห์ม (ด้วยกำลังพัลส์ฟ้าผ่า 100 kA และเวลาคายประจุ τ = 6 μs) .

วงจรกราวด์ที่มีพื้นที่กริด S = 400 m2 (ด้านข้างของวงจรคือ 20 ม.) ประกอบด้วยอิเล็กโทรดแนวตั้ง 4 อัน (L = 8 ม.) ที่มีค่าความต้านทานของดิน ρ = 400 โอห์ม*ม. มี ความต้านทานของ R = 6.9 โอห์ม และ Zi = 6 ,1 โอห์ม หากในตัวอย่างแรก (S = 6,400 m2) ค่าความต้านทานพัลส์สูงกว่าค่าความต้านทานของพัลส์ที่อยู่กับที่ ดังนั้นในตัวอย่างที่สอง (S = 400 m2) ค่าของการต่อลงดินแบบอยู่กับที่จะเกินค่าของการต่อลงดินของพัลส์

ขึ้นอยู่กับรูป 16 เราสามารถสรุปได้ว่าเมื่อพื้นที่ของวงกราวด์เพิ่มขึ้น ความต้านทานทั้งสองประเภทลดลงอย่างเห็นได้ชัด: ทั้งแบบพัลส์และแบบคงที่ ในระบบกราวด์ที่มีรูปร่างซับซ้อนจะสังเกตผลของการป้องกันตัวนำร่วมกันระหว่างการไหลของกระแสพัลส์และกระแสความถี่อุตสาหกรรม ในขณะเดียวกัน อัตราการใช้ประโยชน์ของตัวนำกราวด์ที่มีรูปทรงซับซ้อนเมื่อกระแสฟ้าผ่าพัลซ์ผ่านตัวนำนั้นมีความสำคัญน้อยกว่าเมื่อกระแสความถี่ทางอุตสาหกรรมไหลผ่าน

ดังนั้นเมื่อติดตั้งสายล่อฟ้าบนโครงสร้างสวิตช์เกียร์กลางแจ้งของสถานีไฟฟ้าย่อยเมื่ออุปกรณ์กราวด์สำหรับสายล่อฟ้า (สายล่อฟ้า) เป็นวงจรกราวด์ของสิ่งอำนวยความสะดวกด้านพลังงานซึ่งมีมิติทางเรขาคณิตที่สำคัญ อุปกรณ์กราวด์ดังกล่าวมักจะถูกพิจารณา ขยาย หากจำเป็นต้องต่อกราวด์สายล่อฟ้าแบบแท่งแต่ละอัน ให้ทำการต่อกราวด์แยกกันซึ่งไม่ได้เชื่อมต่อกับวงจรกราวด์ทั่วไปของสถานีย่อย

ตารางที่ 7 แสดงการออกแบบอุปกรณ์กราวด์โดยทั่วไปซึ่งมีปริมาณโลหะน้อยที่สุด ให้ความต้านทานพัลส์ 10 โอห์ม เมื่อมีการปล่อยฟ้าผ่าด้วยพัลส์ 100 kA กระทบกับดินที่มีความต้านทาน ρ ตั้งแต่ 100 ถึง 650 โอห์ม*ม.

ตารางที่ 7. ตัวเลือกการออกแบบสำหรับอุปกรณ์กราวด์

การป้องกันฟ้าผ่าและการต่อสายดินเป็นองค์ประกอบสำคัญของบ้านส่วนตัว ท้ายที่สุดการป้องกันฟ้าผ่าไม่เพียงป้องกันการสูญเสียทรัพย์สิน แต่ยังรักษาชีวิตและสุขภาพของผู้อยู่อาศัยในบ้านอีกด้วย

ลักษณะของฟ้าผ่า

เมฆคือกลุ่มของหยดน้ำและไอน้ำบนท้องฟ้า เมฆขนาดใหญ่เป็นตัวกำหนดตำแหน่งของเมฆในเขตอุณหภูมิต่างๆ ดังนั้นอุณหภูมิในชั้นเมฆต่างๆ จึงอาจแตกต่างกันได้ 20-30 องศา ตัวอย่างเช่น แม้ว่าอุณหภูมิชั้นล่างสุดของเมฆอาจเป็น -10 °C แต่ชั้นบนอาจต่ำกว่า -40 °C สิ่งนี้จะเปลี่ยนน้ำและไอน้ำให้กลายเป็นน้ำแข็งชิ้นเล็กมาก ไฟฟ้าสถิตเกิดขึ้นเนื่องจากการสัมผัสกันระหว่างคริสตัล เนื่องจากอุณหภูมิในชั้นต่างๆ ของเมฆแตกต่างกัน ค่าไฟฟ้าจึงแตกต่างกัน ดังนั้นเมฆจึงมีลักษณะคล้ายเค้กชั้น

กระแสน้ำที่สะสมโดยเมฆมีมากมายมหาศาล อย่างไรก็ตามไฟฟ้าจะถูกปล่อยออกมาจากภายนอกไม่ช้าก็เร็วในรูปของฟ้าผ่าซึ่งโดยพื้นฐานแล้วเป็นการลัดวงจรระหว่างตัวนำที่มีขั้วต่างกัน

ฟ้าผ่ามาพร้อมกับเสียงคำรามนั่นคือฟ้าร้อง ฟ้าร้องกลิ้งเกิดขึ้นเนื่องจากการทะลุผ่านของสายฟ้าที่ร้อนผ่านมวลอากาศในทันที

สายฟ้ามีสามประเภท:

• มุ่งตรงไปยังชั้นบรรยากาศชั้นบน
• ปล่อยออกมาภายในชั้นด้วยประจุที่แตกต่างกัน - ในเมฆก้อนเดียวหรือระหว่างเมฆข้างเคียง
• โดยมีทิศทางมุ่งสู่พื้นผิวโลก

เนื่องจากไฟฟ้าใช้เส้นทางที่สั้นที่สุดเสมอ ฟ้าผ่าจึงโจมตีส่วนที่สูงที่สุดของอาคารและต้นไม้ อย่างหลังเป็นสายล่อฟ้าตามธรรมชาติ

สายล่อฟ้าคืออะไร

สายล่อฟ้าเป็นอุปกรณ์ที่ใช้เปลี่ยนเส้นทางไฟฟ้าลงสู่พื้นโดยเลี่ยงวัตถุที่ได้รับการป้องกัน สายล่อฟ้าจะอยู่เหนือระดับของวัตถุที่ได้รับการป้องกันเสมอ อุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าเป็นตัวนำไฟฟ้าและในขณะเดียวกันก็กระตุ้นให้เกิดฟ้าผ่า ดังนั้นการลัดวงจรระหว่างเมฆกับพื้นผิวโลกจึงไม่ได้เกิดขึ้นในสถานที่ที่ไม่คาดคิด แต่เกิดขึ้นที่ตำแหน่งที่จะถูกป้องกันฟ้าผ่าอย่างแม่นยำ

อุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่ามีสองประเภท:

1. สายล่อฟ้าเดี่ยว.
2. สายล่อฟ้าซึ่งเป็นสายเคเบิลหลายเส้นที่ขึงระหว่างสายล่อฟ้าแต่ละเส้น วิธีการป้องกันฟ้าผ่านี้เป็นเรื่องปกติสำหรับสายไฟฟ้าแรงสูงเป็นหลัก ในชีวิตประจำวัน ระบบดังกล่าวใช้เพื่อปกป้องพื้นที่ขนาดใหญ่ โดยที่สายเคเบิลถูกขึงไว้ตามแนวเส้นรอบวงของไซต์งาน หรือเพื่อปกป้องอาคารที่ขยายออกไป

ส่วนประกอบป้องกันฟ้าผ่า

การป้องกันฟ้าผ่าประกอบด้วย:

• สายล่อฟ้าซึ่งเป็นอิเล็กโทรดบาง ๆ ที่มีปลายแหลม (ติดตั้งอยู่เหนือโครงสร้างที่ได้รับการป้องกัน)
• สายเคเบิลนำกระแสซึ่งกระแสไหลผ่านลงดิน
• ระบบสายดิน

สายล่อฟ้า

ส่วนนี้ตามที่กล่าวข้างต้นได้รับการออกแบบให้รับการปล่อยฟ้าผ่า วัสดุที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการผลิตสายล่อฟ้า (เช่นเดียวกับอิเล็กโทรดกราวด์) คือทองแดง

บันทึก! ไม่อนุญาตให้คลุมสายล่อฟ้าด้วยสีและสารเคลือบเงาเพราะในกรณีนี้อุปกรณ์จะไม่สามารถทำงานได้

เพื่อจัดระเบียบระบบป้องกันฟ้าผ่าบนหลังคาอาคาร คุณสามารถติดตั้งสายล่อฟ้าขนาดเล็กยาวตั้งแต่ครึ่งเมตรถึงหนึ่งเมตร ไว้ที่ด้านต่างๆ ของหลังคาและตรงกลาง หลังจากนี้จะต้องรวมเข้าด้วยกันเป็นระบบเดียวและเชื่อมต่อกับอิเล็กโทรดกราวด์

สายล่อฟ้าสามารถติดตั้งบนหลังคาอาคารไม้ บนปล่องไฟ หรือบนต้นไม้ใกล้เคียงก็ได้ อุปกรณ์วางอยู่บนเสาไม้ ถ้าบ้านมีหลังคาเหล็ก การต่อสายดินหลังคาโดยตรงก็เพียงพอแล้ว

บันทึก! ยิ่งตำแหน่งคัดลอกสูงเท่าใด พื้นที่ป้องกันก็จะยิ่งใหญ่ขึ้นเท่านั้น อย่างไรก็ตาม กฎนี้ใช้กับความสูงประมาณ 15 เมตร ที่ระดับความสูงที่สูงขึ้น ประสิทธิภาพของอุปกรณ์จะลดลง

ตัวนำลง

ในการสร้างดาวน์คอนดักเตอร์ คุณจะต้องใช้สายเคเบิลทองแดงหรืออะลูมิเนียมที่มีหน้าตัดใหญ่ที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ทางออกที่ดีที่สุดคือลวดอลูมิเนียมบิดเกลียวปกติที่ใช้ในการติดตั้งสายไฟเหนือศีรษะ ปลายด้านหนึ่งของเส้นลวดติดอยู่กับสายล่อฟ้าโดยใช้ข้อต่อ ท่อหรือขั้วต่อแบบจีบ และปลายอีกด้านติดกับอิเล็กโทรดกราวด์ ลวดจะต้องอยู่ในตำแหน่งแนวตั้งอย่างเคร่งครัดเพื่อใช้ระยะห่างขั้นต่ำระหว่างอิเล็กโทรดกราวด์และสายล่อฟ้า สายเคเบิลที่นำกระแสสามารถหุ้มฉนวนหรือวางผ่านช่องที่สร้างขึ้นเป็นพิเศษ

การต่อสายดินบ้านส่วนตัว

การต่อสายดินอย่างถูกต้องเป็นพื้นฐานสำหรับการป้องกันฟ้าผ่าอย่างมีประสิทธิภาพของอาคาร มีความเชื่อกันอย่างกว้างขวางว่าการต่อสายดินโดยใช้เหล็กเส้นที่ต่อด้วยสายเข้ากับสายล่อฟ้าแล้วสอดเข้าไปในดินก็เพียงพอแล้ว การตัดสินนี้ไม่ถูกต้องและการป้องกันฟ้าผ่าในลักษณะนี้จะไม่ป้องกันภัยพิบัติทางธรรมชาติ

คำแนะนำในการติดตั้งเครือข่ายสายดินและการป้องกันฟ้าผ่าจำเป็นต้องปฏิบัติตามคำแนะนำหลายประการอย่างเคร่งครัด การติดตั้งตัวนำสายดินดำเนินการตามหลักการเดียวกับห่วงสายดินของอาคาร วัสดุที่ดีที่สุดในการป้องกันฟ้าผ่า ได้แก่ อลูมิเนียม ทองเหลือง ทองแดง และโลหะสเตนเลสอื่นๆ อย่างไรก็ตามวัสดุเหล่านี้มีราคาค่อนข้างแพง ดังนั้นจึงสามารถใช้เหล็กได้เช่นกัน ตามกฎข้อบังคับทางเทคนิค (SNIP) สำหรับการทำงานของการติดตั้งระบบไฟฟ้าและชิ้นส่วนที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า ตัวนำสายดินจะต้องได้รับการทดสอบเป็นประจำทุกปีเพื่อดูความเสียหายทางกลและการกัดกร่อน หากเส้นผ่านศูนย์กลางขององค์ประกอบระบบลดลงมากกว่าครึ่งหนึ่ง จะต้องเปลี่ยนใหม่

คุณไม่จำเป็นต้องใช้อันใดอันหนึ่ง แต่มีแท่งโลหะหลายอันติดอยู่กับพื้น ยิ่งไปกว่านั้น แม้ว่าจำนวนแท่งจะเป็นค่าที่คำนวณได้ แต่ก็เป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปว่าสำหรับบ้านชั้นเดียวหรือสองชั้น 3-4 แท่งก็เพียงพอแล้ว ความยาวของแท่งควรเกินความลึกของจุดเยือกแข็งสูงสุดของดินประมาณ 30 เซนติเมตร

แท่งเหล็กจะต่อเข้ากับตัวนำไฟฟ้า ซึ่งมักจะเป็นอะลูมิเนียม ลวดทองแดง หรือแผ่นเหล็กเคลือบดีบุก สิ่งนี้จะสร้างวงปิด ภายนอกโครงสร้างจะมีลักษณะคล้ายตัวอักษร "Ш" ที่ขุดลงไปในดิน

บันทึก! ไม่อนุญาตให้ผูกเหล็กลวดด้วยมือหรือใช้คีม สิ่งนี้ไม่สามารถทำได้แม้จะต่อสายดินในครัวเรือน แต่จะน้อยมากในระบบป้องกันฟ้าผ่า

การเชื่อมต่อจะต้องสร้างโดยการเชื่อม โดยใช้ปลอกย้ำ หรือการบิดแบบแข็ง กล่าวคือ โดยการเชื่อมชิ้นส่วนด้วยความเย็น การเชื่อมต่อดังกล่าวมีความน่าเชื่อถือ ไม่เกิดการฟันเฟืองและไม่อ่อนลงเมื่อเวลาผ่านไป โครงสร้างที่ประกอบจะมีลักษณะโดยประมาณดังนี้

สำคัญ! การต่อสายล่อฟ้าเข้ากับวงจรจำเป็นต้องมีการต่อสายดิน เมื่อต้องการทำเช่นนี้ ให้เชื่อมต่อวงจรป้องกันฟ้าผ่าเข้ากับวงจรกราวด์ของอาคาร

รูปทรงถูกต่อเข้ากับแถบเหล็ก ผลจากการทำงานทำให้รูปร่างโดยรวมมีความเข้มแข็งขึ้นซึ่งส่งผลดีต่อความปลอดภัยของอาคาร

ตำแหน่งอิเล็กโทรดกราวด์

ทั้งสายดาวน์และสายดินต้องอยู่ในสถานที่ที่เด็กและสัตว์เลี้ยงไม่สามารถเข้าถึงได้ อิเล็กโทรดกราวด์อาจเป็นวัตถุโลหะขนาดใหญ่ก็ได้ และยิ่งพื้นที่สัมผัสกับพื้นผิวมีขนาดใหญ่เท่าใดก็ยิ่งมีประสิทธิภาพมากขึ้นเท่านั้น ตาข่ายเสริมแรง, อ่างอาบน้ำเหล็กหล่อ, ชิ้นส่วนเตียงเหล็ก ฯลฯ สามารถใช้เป็นตัวนำสายดินได้

น้ำเป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม ด้วยเหตุนี้จึงต้องติดตั้งอิเล็กโทรดกราวด์ในบริเวณที่พื้นเปียก คุณสามารถทำให้พื้นที่ดินเปียกชื้นโดยควบคุมการไหลของน้ำจากหลังคาอาคารที่นั่น

บันทึก! ในบ้านที่มีน้ำประปาและระบบทำความร้อนจากส่วนกลางตลอดจนในอาคารที่เชื่อมต่อกับเครือข่ายไฟฟ้าใต้ดินมีการต่อสายดินอยู่แล้ว ดังนั้นวัตถุดังกล่าวจึงไม่จำเป็นต้องติดตั้งสายล่อฟ้าเพิ่มเติม

โซนป้องกันสายล่อฟ้า

ในการคำนวณโซนป้องกัน กฎที่สามารถใช้ได้คือโซนนั้นจะมีรูปทรงกรวยโดยประมาณและมีมุม 45 องศาที่ด้านบน หากเรากำลังพูดถึงสายล่อฟ้าสายเดี่ยว โซนป้องกันจะคล้ายกับปริซึมที่มีสามด้าน โดยที่สายเคเบิลยื่นออกมาเป็นขอบ ความน่าจะเป็นที่ฟ้าผ่าโดยตรงในพื้นที่ดังกล่าวจะไม่เกิน 1% ดังนั้น หากตั้งสายล่อฟ้าไว้ เช่น ที่ความสูง 10 เมตร เขตป้องกันบนพื้นก็จะมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 10 เมตรเช่นกัน

มีวิธีการคำนวณโซนการป้องกันอีกวิธีหนึ่ง สูตรที่ใช้ในที่นี้คือ R = 1.732 h โดยที่ R คือเส้นผ่านศูนย์กลางของเขตป้องกันเหนือจุดสูงสุดของอาคาร h คือความสูงจากจุดสูงสุดของอาคารถึงจุดสูงสุดของสายล่อฟ้า

การคำนวณเขตป้องกัน

ดังนั้นหากบ้านสูง 7 เมตร และปลายบนของสายล่อฟ้าอยู่เหนือจุดสูงสุดของหลังคา 3 เมตร เส้นผ่านศูนย์กลางของเขตป้องกันจะเป็น 5 เมตร 20 เซนติเมตร ผลที่ได้คือกรวยมีเส้นผ่านศูนย์กลางฐาน 9 เมตร สูง 10 เมตร

การยอมรับระบบป้องกันฟ้าผ่าให้ใช้งานได้

อุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าสำหรับสถานที่ก่อสร้างได้รับการยอมรับจากคณะกรรมการพิเศษและนำไปใช้งานโดยเจ้าของอาคารก่อนการติดตั้งทรัพย์สินอันมีค่าในสถานที่ องค์ประกอบของคณะกรรมการการยอมรับจะกำหนดโดยลูกค้าของโรงงาน คณะกรรมการตอบรับประกอบด้วยผู้เชี่ยวชาญในด้านต่อไปนี้:

• สิ่งอำนวยความสะดวกด้านไฟฟ้า
• ผู้รับเหมา;
• การตรวจสอบอัคคีภัย

คณะกรรมการตอบรับจะมีเอกสารดังต่อไปนี้:

• โครงการที่ได้รับอนุมัติสำหรับสร้างระบบป้องกันฟ้าผ่า
• ทำหน้าที่ในการปฏิบัติงานที่ซ่อนอยู่ (การติดตั้งตัวนำลงและตัวนำสายดินที่ไม่สามารถเข้าถึงได้สำหรับการตรวจสอบด้วยสายตา)
• การทดสอบอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าต่อผลกระทบทุติยภูมิของฟ้าผ่าและศักยภาพสูงที่เข้ามาผ่านการสื่อสารด้วยโลหะ (ข้อมูลเกี่ยวกับความต้านทานกราวด์สำหรับการป้องกันฟ้าผ่า ผลการตรวจสอบงานการติดตั้งอุปกรณ์)

คณะกรรมการยอมรับจะตรวจสอบงานติดตั้งที่ดำเนินการเกี่ยวกับการจัดระบบป้องกันฟ้าผ่า

การยอมรับอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าในอาคารใหม่ดำเนินการโดยใช้ใบรับรองการยอมรับอุปกรณ์ การเปิดตัวอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าจะดำเนินการหลังจากการลงนามในใบรับรองการอนุมัติของหน่วยงานกำกับดูแลและควบคุมที่เกี่ยวข้องของรัฐ

เมื่อเสร็จสิ้นการยอมรับจะมีการออกหนังสือเดินทางสำหรับระบบป้องกันฟ้าผ่าและหนังสือเดินทางตัวนำสายดินซึ่งเจ้าของอาคารหรือผู้รับผิดชอบด้านไฟฟ้าจะเก็บไว้

สายล่อฟ้าธรรมชาติ

ต้นไม้แต่ละต้นจัดการกับการเบี่ยงเบนสายฟ้าต่างกัน ต้นไม้ที่เหมาะสมที่สุดคือต้นเบิร์ช ต้นสน และต้นสน อย่างไรก็ตามในพื้นที่ที่มีประชากรไม้เบิร์ชเหมาะสำหรับการป้องกันฟ้าผ่ามากกว่า แต่ผู้คนพยายามที่จะไม่ปลูกต้นสนใกล้กับอาคารเนื่องจากไม้ของพวกมันเปราะบางกว่า

พันธุ์ไม้ที่อยู่ในรายการมีข้อได้เปรียบเหนือพันธุ์ไม้อื่นๆ เนื่องจากระบบรากของพวกมัน การต่อลงดินที่ดีที่สุดนั้นมาจากต้นไม้ที่มีระบบรากที่กว้างขวางที่สุดซึ่งอยู่ตื้นในพื้นดิน จะเป็นการดีที่สุดถ้ารากของต้นไม้ดังกล่าวตั้งอยู่บางส่วนบนพื้นผิวดินและแผ่ออกไปด้านข้าง เมื่อมันชนต้นไม้ ประจุไฟฟ้าจะไปถึงระบบรากและลงสู่พื้นทันที

สำคัญ! ควรหลีกเลี่ยงต้นไม้ในช่วงที่เกิดพายุฝนฟ้าคะนอง เนื่องจากความเสี่ยงที่จะถูกฟ้าผ่าจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก

การสร้างอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่านั้นไม่ซับซ้อนมากนัก แต่ต้องมีความเข้าใจพื้นฐานเกี่ยวกับกฎหมายทางกายภาพและการปฏิบัติตามกฎระเบียบทางเทคนิค หากคุณไม่มั่นใจในความสามารถของตนเอง ควรขอความช่วยเหลือจากผู้เชี่ยวชาญจะดีกว่า