Захисне заземлення металоконструкцій

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вступ

Електроустановки різного класу напруги потенційно є джерелами небезпеки для людей в цілому і для обслуговуючого їх персоналу зокрема. Травматизм та смертність при їх експлуатації досить великі. Однак у силу об'єктивних причин їх застосування є невід'ємною частиною нашого життя. З метою скорочення нещасних випадків розроблено систему правил експлуатації електроустановок - ПУЕ. У цьому документі знайшли своє відображення, як загальні вимоги, так і спеціальні. Серед усіх їх увагу приділено і використанню захисного заземлення та занулення.

Захисне заземлення, (занулення), є основною мірою захисту металоконструкції. Основна мета цього заходу - захистити від можливого удару струмом користувача приладу при замиканні на корпус в тому випадку, наприклад ураження електричним струмом у разі замикання фазного проводу на, коли порушена ізоляція. Іншими словами, заземлення є дублером захисних функцій запобіжників. Заземлювати всі електроприлади, наявні в будинку, немає необхідності: у більшості з них є надійний пластмасовий корпус, який сам по собі захищає від ураження електричним струмом. Захисне занулення відрізняється від заземлення тим, що корпуси машин і апаратів з'єднуються не з «землею", а з заземленим нульовим проводом, що йде від трансформаторної підстанції по чьотирьох лінії електропередач. Для забезпечення повної безпеки людини опір заземлювачів (разом з контуром) не повинно перевищувати 4 ом. З цією метою два рази на рік (взимку і влітку) проводиться їх контрольна перевірка спеціальною лабораторією.

Визначення

Заземлювач - провідник або сукупність металево з'єднаних провідників, що знаходяться в зіткненні з землею або її еквівалентом.

Природний заземлювач - заземлювач, в якості якого використовують електропровідні частини будівельних і виробничих конструкцій і комунікацій.

Заземлюючий провідник - провідник, що з'єднує заземлюючі частини з заземлювачем.

Заземлювальний пристрій - сукупність конструктивно об'єднаних заземлювальних провідників та заземлювача.

Магістраль заземлення (занулення) - заземлюючий (нульовий захисний) провідник з двома або більше відгалуженнями.

Прямий удар блискавки (п.у.б.) - безпосередній контакт каналу блискавки з будівлею або спорудою, що супроводжується протіканням через нього струму блискавки.

Вторинний прояв блискавки - наведення потенціалів на металевих елементах конструкції, обладнання, в незамкнутих металевих контурах, викликане близькими розрядами блискавки і створює небезпеку іскріння всередині об'єкта, що захищається.

Занесення високого потенціалу - перенесення в захищаєму будівлю або споруду по протяжним металевим комунікаціям (підземним і наземним трубопроводах, кабелям і т.п.) електричних потенціалів, Виникаючих при прямих і близьких ударах блискавки і створюють небезпеку іскріння всередині об'єкта, що захищається.

Блискавковідвід (БВ) - пристрій, що сприймає удар блискавки і відводить її струм в землю. У загальному випадку блискавковідвід складається з: опори; блискавкоприймача, безпосередньо сприймає удар блискавки; струмовідводу, за яким струм блискавки передається в землю; заземлювача, що забезпечує розтікання струму блискавки в землі. У деяких випадках функції опори, блискавкоприймача і струмовідводу поєднуються, наприклад, при використанні в якості громовідводу металевих труб або ферм.

Зона захисту блискавковідводу (ЗЗБ) - простір, усередині якого будівля або споруда захищене від прямих ударів блискавки з надійністю не нижче певної величини. Найменшою і постійної надійністю володіє поверхня зони захисту; в глибині зони захисту надійність вище, ніж на її поверхні.

Зона захисту типу А має надійність 99,5% і вище, а типу Б - 95% і вище. Конструктивно громовідводи поділяються на такі види: стрижневі - c вертикальним розташуванням блискавко-приймача; тросові (протяжні) - з горизонтальним розташуванням блискавкоприймача, закріпленого на двох заземлених опорах; сітки - багаторазові горизонтальні блискавкоприймачі, пересічені під прямим кутом і укладаються зверху на захищаєму будівлю.

Окремо стоячі називаються громовідводи, опори яких встановлені на землі на деякому віддаленні від об'єкта, що захищається.

Одиничним блискавковідводом називається одинична конструкція стрижневого або тросового блискавковідводу.

Подвійним (багаторазовим) блискавковідводом називається поєднання двох (або більше) стрижневих і тросових блискавковідводів, що утворюють загальну зону захисту.

Заземлювач блискавкозахисту - один або кілька провідників, що знаходяться в зіткненні з землею і призначених для відводу в землю струмів блискавки або обмеження перенапруг, що виникають на металевих корпусах, обладнанні, комунікаціями при близьких розрядах блискавки.

Природними заземлювачами служать заглиблені в землю металеві та залізобетонні конструкції будівель і споруд.

Штучні заземлювачі спеціально прокладаються в землі у вигляді контурів зі смугової або круглої сталі, або у вигляді зосереджених конструкцій, що складаються з вертикальних і горизонтальних провідників.

Загальні положення

Захисне заземлення або занулення повинно забезпечувати захист людей від ураження електричним струмом при дотику до металевих неструмоведучих частин, які можуть опинитися під напругою в результаті пошкодження ізоляції.

Захисне заземлення слід виконувати навмисним електричним з'єднанням металевих частин електроустановок із "землею" або її еквівалентом.

Занулення належить виконувати електричним з'єднанням металевих частин електроустановок із заземленою точкою джерела живлення електроенергією за допомогою нульового захисного провідника.

Захисного заземлення або занулення підлягають металеві частини електроустановок, доступні для дотику людини і не мають інших видів захисту, що забезпечують електробезпеку.

Захисне заземлення або занулення електроустановок слід виконувати:

при номінальній напрузі 380 В і вище змінного струму, і 440 В, і вище постійного струму - у всіх випадках; при номінальній напрузі від 42 В до 380 В змінного струму і від 110 В до 440 В постійного струму, при роботах в умовах з підвищеною небезпекою і особливо небезпечних за ГОСТ 12.1.013-78.

В якості заземлюючих пристроїв електроустановок в першу чергу повинні бути використані природні заземлювачі.

При використанні залізобетонних фундаментів промислових будівель і споруд в якості природних заземлювачів і забезпеченні допустимих напруг дотику не вимагається спорудження штучних заземлювачів, прокладка вирівнюючих смуг зовні будинків та виконання магістральних провідників заземлення всередині будівлі. Металеві та залізобетонні конструкції при використанні їх, як заземлюючих пристроїв, повинні утворювати безперервний електричний ланцюг по металу, а в залізобетонних конструкціях повинні передбачатись закладні деталі для приєднання електричного та технологічного обладнання.

Допустимі напруги дотику і опору заземлюючих пристроїв повинні бути забезпечені в будь-який час року.

Заземлювальний пристрій, що використовується для заземлення електроустановок одного або різних призначень і напруг, має задовольняти всім вимогам, що пред'являються до заземлення цих електроустановок.

В якості заземлюючих і нульових захисних провідників слід використовувати спеціально призначені для цієї мети провідники, а також металеві будівельні, виробничі та електромонтажні конструкції. Як нульові захисники провідників в першу чергу повинні використовуватися нульові робочі провідники. Для переносних однофазних приймачів електричної енергії, світильників при введенні в них відкритих незахищених проводів, приймачів електричної енергії постійного струму зазначеної норми в якості заземлюючих і нульових захисних провідників слід використовувати тільки призначені для цієї мети провідники.

Матеріал, конструкція і розміри заземлювачів, заземлюючих і нульових захисних провідників повинні забезпечувати стійкість до механічних, хімічних і термічних впливів на весь період експлуатації.

Для вирівнювання потенціалів металеві будівельні та виробничі конструкції повинні бути приєднані до мережі заземлення або занулення. При цьому природні контакти в занулюваннях є достатніми.

Області застосування захисного заземлення та занулення. Допустимі величини опору заземлюючих пристроїв

Згідно ГОСТ 12.1.030-81 та ПУЕ захисне заземлення та занулення потрібно виконувати при напрузі 380 В і вище змінного струму і від 110 до 440 В постійного струму при роботах в умовах підвищеної небезпеки і особливо небезпечних (ГОСТ 12.1.013-78). Величини опору захисного заземлення встановлені ПУЕ. Електроустановки від 110 до750 кВ повинні мати захисне заземлення опором не більше 0,5 Ома, а на території, зайнятої обладнанням, має бути виконане вирівнювання потенціалів.

В електричних установках вище 1000 В в мережі з ізольованою нейтраллю опір заземлювача повинно бути: Rз = 250/Jз, де Jз - розрахункова сила струму замикання на землю, А. Якщо використовується одночасно електрична установка до 1000 В, то: Rз = 125/Jз.

В електричних установках до 1000 В в мережі з заземленою нейтраллю, або заземленим висновком однофазного джерела живлення, а також із заземленою середньою точкою в 3-х провідних мережах постійного струму має бути виконано занулення.

При цьому провідники повинні бути обрані таким чином, щоб при замиканні на корпус або нульовий провідник виникав струм короткого замикання, який забезпечує відключення автомата або плавлення плавкою вставки найближчого запобіжника. У ланцюгах занулення не повинно бути роз'єднувачів і запобіжників.

Опір заземлюючих пристроїв, до яких приєднані нейтралі трансформаторів (генераторів) або висновки джерела однофазного струму, повинні бути не більше 2, 4 і 8 Ом відповідно при 380, 220 і 127 В джерела однофазного струму.

В електричних установках до 1000 В в мережі з ізольованою нейтраллю або з ізольованими висновками однофазного джерела захисне заземлення повинно бути в поєднанні з контролем опору ізоляції.

Величина опору заземлювального пристрою повинна бути не більше 10 Ом при потужності до 100 кВА і 4-х Ом відповідно більше 100 кВА. Таким чином, захисне заземлення застосовується в мережах вище 1000 В з ізольованою нейтраллю або заземленою нейтраллю, а в мережах до 1000 В - у мережах з ізольованою нейтраллю; занулення застосовується в 4-х провідних мережах напругою до 1000 В із заземленою нейтраллю.

Основним призначенням захисного заземлення та занулення є забезпечення спрацьовування максимально-струмового захисту при замиканні на корпус або землю.

Необхідно мати на увазі, що при подвійному замиканні на землю (двох фаз у різних точках) ефективність захисного заземлення знижується, так як напруга заземлених корпусів щодо землі буде частиною лінійного - пропорційно опорам заземлювачів. Занулення не забезпечує безпеку, якщо людина не може самостійно звільнитися від дії струму до моменту повного відключення мережі.

Крім того, занулення сприяє виносу потенціалу по нульовому провіднику та доступні до дотику провідні частини неушкодженого обладнання. Воно не захищає, якщо відбудеться замикання фази на землю, минаючи корпус, і перехідний опір в місці замикання буде малим.

Небезпечна наявність занулення при обриві нульового провідника, коли всі корпуси електроприймачів за точкою обриву можуть виявитися під напругою.

Принцип захисної дії

Захисна дія заземлення заснована на двох принципах:

- Зменшення до безпечного значення різниці потенціалів між заземлювальним провідним предметом та іншими провідними предметами, що мають природне заземлення.

- Відвід струму витоку при контакті заземлюється проводить предмета з фазним проводом. У правильно спроектованій системі поява струму витоку призводить до негайного спрацьовування захисних пристроїв (пристроїв захисного відключення - ПЗВ).

Таким чином, заземлення найбільш ефективно тільки в комплексі з використанням пристроїв захисного відключення. В цьому випадку при більшості порушень ізоляції потенціал на заземлених предметах не перевищить небезпечних величин. Більше того, несправна ділянка мережі буде відключена протягом дуже короткого часу (десяті, соті частки секунди - час спрацьовування ПЗВ).

Необхідність проведення захисного заземлення та занулення

Згідно ПУЕ [4, глава 1.7] для захисту людей від ураження електричним струмом повинна бути застосована, принаймні, одна з наступних захисних заходів: заземлення, занулення, захисне відключення, розділовий трансформатор, мала напруга, подвійна ізоляція, вирівнювання потенціалів.

Заземленням називається навмисне електричне з'єднання даної точки системи або установки, або обладнання з локальною землею допомогою заземлювального пристрою.

Занулением називається навмисне електричне з'єднання нейтральної провідної частини (нейтрального провідника) в електроустановці до 1 кВ з заземленою нейтраллю трансформатора на підстанції.

Нейтральний провідник - частина електроустановки, здатна проводити електричний струм, потенціал якої в нормальному експлуатаційному режимі рівний або близький до нуля.

Найчастіше при експлуатації електроустановок нетоковедущие частини їх виявляються під напругою. Величина його може бути різна в залежності від причини.

Найбільш часта причина - наведення напруги від близько розташованих струмоведучих частин. Зокрема, наприклад на корпус трансформатора наводиться потенціал від протікаючих крізь нього магнітних потоків. Таким чином, не будучи заживлений корпус стає небезпечним для дотику. До таких же об'єктів можна віднести ще й сітчасті огорожі на РУ, корпуси двигунів і генераторів, осередків КРУ і шаф КСВ та інше обладнання.

Другою причиною може стати замикання на корпус однієї або декількох фаз. При цьому корпус виявляється під напругою.

Таким чином, нетоковедущие частини електроустановок або елементи РУ виявляються під напругою, ті мають потенціал щодо землі не дорівнює нулю. Зрозуміло, що при зіткненні з ним станеться поразка людини електричним струмом, що проявляється в електричному ударі і опіку зовнішніх і внутрішніх органів. Наслідком електричного удару можуть бути судоми м'язів грудної клітини, припинення діяльності органів дихання, втрата свідомості і розлад серцевої діяльності зі смертельним результатом.

Ступінь поразки визначається величиною струму, шляхом і тривалістю проходження через тіло людини. Величина струму залежить від напруги дотику і опору всієї електричної ланцюга в яку послідовно "включається" людина.

Напруга дотику Uпрік визначається різницею потенціалів у двох точках дотику тіла людини в колі замикання. Електричний опір тіла людини Rч залежить від площі зіткнення, стану шкіри, тривалістю дії струму і рядом інших факторів.

Таким чином струм проходить по тілу людини визначається як Iч = Uпрік \ Rч

За наявності заземлювача ця залежність може бути виражена такою формулою

Iч = Iз * Rз \ Rч

де Rз - опір розтікання струму заземлювача, яке визначається опором грунту між заземлювачем і землею.



мал. 1 Розподіл потенціалу і розтікання струму в землі від одиночного заземлювача

Отже, чим менше опір заземлення, тим менший струм пройде через тіло людини.

Вимоги до заземлення станції та підстанції

На станціях і підстанціях виконуються заземлення: захисне, робоче і грозозахист.

Вимоги, що пред'являються Правилами улаштування електроустановок (ПУЕ) до захисного заземлення електроустановки, залежать від режиму мережі, в якій вона працює.

У відповідності з різними значеннями струму і його тривалості до опору захисного заземлення пред'являються різні вимоги, У будь-який час року цей опір має бути в мережах з заземленою нейтраллю R ^ 0,5 Ом; в мережах з ізольованою нейтраллю R <: 250 / / р для установок вище 1000 В або R "S 125 / / р, для установок як вище так і нижче 1000 В.

Захисне заземлення на станціях і підстанціях необхідно виконувати у всіх випадках для всіх установок змінного і постійного напруги 500 В і вище.

Для установок напругою нижче 500 В захисне заземлення здійснюється лише в приміщеннях з підвищеною небезпекою, особливо небезпечних і в зовнішніх установках, за винятком установок змінного струму 36 В і нижче.

Для робітників та захисних заземлень установок усіх напруги-ний використовується загальний заземлювач.

Вимоги до захисного заземлення в більшості випадків перекривають вимоги до робочого заземлення (опір заземлення має бути багато менше опору нульової послідовності).

Металеві елементи, прокладені у землі для інших цілей, але які можливо використовувати в якості електродів заземлювача: грозозахисні заземлення опор ліній з опором 10 - 30 Ом, з'єднані з заземлювачем підстанцій грозозахисним тросом (система трос - опори); металеві оболонки кабелів; водопровідні та інші металеві трубопроводи; металеві конструкції та арматура залізобетонних конструкцій будівель і споруд, що мають з'єднання з землею і пр.

ДОП - допустима величина опору заземлення за ПУЕ.

Розрахунки показали, що вимоги ПУЕ до обмеження опору не вище 0,5 Ом для захисних заземлень станцій та підстанцій в мережах з заземленою нейтраллю важко виконати, особливо за відсутності природних заземлювачів в грунтах з великим питомим опором, а при малогабаритних підстанціях навіть і в хороших грунтах.

Тому останнім часом з'явилися пропозиції: розрахунок захисного заземлення станцій та підстанцій в мережах з заземленою нейтраллю виробляти за умовою обмеження напруги на тілі людини до допустимої величини при потенціалі на заземлювачі не вище 10 кВ,

Різновиди систем заземлення

Класифікація типів систем заземлення наводиться в якості основної з характеристик живильної електричної мережі. ГОСТ Р 50571.2-94 «Електроустановки будівель. Частина 3. Основні характеристики »регламентує наступні системи заземлення: TN-C, TN-S, TN-CS, TT, IT.

Система TN-C (фр. Terre-Neutre-Combine) запропонована німецьким концерном AEG в 1913 році. Робочий нуль і PE-провідник (англ. Protection Earth) у цій системі поєднані в один провід. Найбільшим недоліком була можливість появи фазної напруги на корпусах електроустановок при аварійному обриві нуля. Незважаючи на це, дана система все ще зустрічається в спорудах країн колишнього СРСР.

Система TN-S

Поділ нулів в TN-S і TN-C-S

На заміну умовно небезпечної системи TN-C у 1930-х роках була розроблена система TN-S (фр.Terre-Neutre-Separe), робочий і захисний нуль в якої поділялися прямо на підстанції, а заземлювач представляв собою досить складну конструкцію металевої арматури. Таким чином, при обриві робочого нуля в середині лінії, корпусу електроустановок не отримували лінійної напруги. Пізніше така система заземлення дозволила розробити диференціальні автомати та спрацьовують на витік струму автомати, здатні відчути незначний струм. Їх робота і донині грунтується на законах Кірхгофа, згідно з якими поточний по фазного проводу струм повинен бути чисельно рівним поточному по робочому нулю току.

Також можна спостерігати систему TN-CS, де поділ нулів відбувається в середині лінії, проте, у разі обриву нульового проводу до точки поділу, корпусу опиняться під лінійною напругою, що буде представляти загрозу для життя при торканні.

Система TN-C-S

В системі TN-C-S трансформаторна підстанція має безпосередній зв'язок струмоведучих частин з землею. Всі відкриті провідні частини електроустановки будівлі мають безпосередній зв'язок з точкою заземлення трансформаторної підстанції. Для забезпечення цієї зв'язку на ділянці трансформаторна підстанція - електроустановки будівлі застосовується суміщений нульовий захисний і робочий провідник (PEN), в основній частині електричного кола - окремий нульовий захисний провідник (PE).

Система TT

В системі TT трансформаторна підстанція має безпосередній зв'язок струмоведучих частин з землею. Всі відкриті провідні частини електроустановки будівлі мають безпосередній зв'язок із землею через заземлювач, електрично незалежним від заземлювача нейтралі трансформаторної підстанції.

Система IT

В системі IT нейтраль джерела живлення ізольована від землі або заземлена через прилади або пристрої, що мають великий опір, а відкриті провідні частини заземлені. Струм витоку на корпус або на землю в такій системі буде низьким і не вплине на умови роботи приєднаного обладнання. Система IT застосовується, як правило, в електроустановках будинків і споруд спеціального призначення, до яких пред'являються підвищені вимоги надійності та безпеки, наприклад у лікарнях для аварійного електропостачання та освітлення.

Занулення - це навмисне електричне з'єднання відкритих провідних частин електроустановок, що не знаходяться в нормальному стані під напругою, з глухозаземленою нейтральною точкою генератора або трансформатора, в мережах трифазного струму; з глухозаземленим виводом джерела однофазного струму; з заземленою точкою джерела у мережах постійного струму, що виконується в цілях електробезпеки. Захисне занулення є основною мірою захисту у разі непрямого дотику в електроустановках до 1 кВ з глухозаземленою нейтраллю.

Поняття «Крокова напруга»

Крокова напруга - напруга, обумовлене електричним струмом, що протікає в землі або струмопровідному підлозі, і рівне різниці потенціалів між двома точками поверхні землі (підлоги), що знаходяться на відстані одного кроку людини. Крокові напругу залежить від довжини кроку, питомого опору грунту і сили протікає через нього струму. Небезпечне крокові напругу може виникнути, наприклад, близько що впав на землю проводу під напругою або поблизу заземлювачів електроустановок при аварійному короткому замиканні на землю (допустимі значення опору заземлювачів і питомий опір грунту нормуються для того, щоб уникнути подібної ситуації).

При попаданні під крокові напругу виникають мимовільні судорожні скорочення м'язів ніг і, як наслідок, падіння людини на землю. Струм починає проходити між новими точками опори - наприклад, від рук до ніг, що загрожує смертельним поразкою. При підозрі на крокові напругу треба залишити небезпечну зону мінімальними кроками («гусячим кроком») або стрибками.

Особливо небезпечно крокові напругу для великої рогатої худоби, так як відстань між передніми і задніми ногами у цих тварин дуже велике і, відповідно, велике напруження, під яке вони потрапляють. Нерідкі випадки загибелі худоби від крокової напруги.

Напругою кроку називається напруга між двома точками ланцюга струму, що знаходяться одна від одної на відстані кроку, прийнятою рівним 1 м, на яких одночасно стоїть людина, або, інакше кажучи, падіння напруги в опорі тіла людини, В:

Uш = Ih Rh, (2.42)

де Ih - струм, що проходить через людину по шляху нога - нога, A; Rh - опір тіла людини, Ом.

В області захисних пристроїв від ураження струмом - заземлення, занулення та ін - інтерес представляють в першу чергу напруги між точками на поверхні землі (або іншого підстави, на якому стоїть людина) в зоні розтікання струму з заземлювача. Без урахування опору розтікання струму підстави напругою кроку буде різниця потенціалів j х, В, і j х + а, В, двох точок на поверхні землі в зоні розтікання струму, які знаходяться на відстані х і (х + а) від заземлювача і на відстані кроку а одна від іншої і на яких стоїть людина (рис. 2.15).

Рис. 2.15 Напруга кроку при одиночному заземлювачі

Таким чином, напруга кроку, В, буде:

Uш = j х - j х + а. (2.43)

Оскільки j х, і j х + а є частинами потенціалу заземлювача j з, то різниця їх також є частина цього потенціалу. Тому вираз (2.43) ми маємо право записати у вигляді:

Uш = j з b1, (2.44)

де b1 - коефіцієнт напруги кроку або просто коефіцієнт кроку, враховує форму потенціальної кривої:

,(2.45)

Напруга кроку визначається відрізком АВ (рис. 2.15), довжина якого залежить від форми потенційної кривої, тобто від типу заземлювача, і змінюється від максимального значення до нуля зі зміною відстані від заземлювача:

-напруга кроку при одиночному заземлителе;

-напруга кроку при груповому заземлителе.

Напруга кроку з урахуванням падіння напруги в опорі підстави, на якому стоїть людина

Як і у випадку напруги дотику, різниця потенціалів між двома точками, на яких стоїть людина, тобто:

Uш = ц х - ц х + а = цз b1

ділиться між опором тіла людини і послідовно сполученим з ним опором розтіканню підстави, на якому він стоїть, Rocн, Ом.

У даному випадку опір підстави складається з двох послідовно з'єднаних опорів розтіканню ніг людини: Rocн = 2 Rн (рис. 2.17).



Рис. 2.17 До визначення напруги кроку з урахуванням падіння напруги в опорі розтіканню ніг людини 1 - потенційна крива; 2 - крива, що характеризує зміну Uш зі зміною відстані від заземлювача

Отже

звідки напруга кроку, В:

, (2.46)

Або

(2.47)

де b2 - коефіцієнт напруги кроку, що враховує падіння напруги в опорі розтіканню підстави, на якому стоїть людина:

,(2.48)

Розрахунок захисного заземлення трансформаторної підствнції блочного типу КПТБ 110/10

Комплектная трансформаторная подстанция блочного типа КПТБ 110/10 с двумя трансформаторами ТМН 6300 кВА и коммутационной аппаратурой: короткозамыкателями КЗ-110, отделителями Од-110 и разъединителями РЛНД-110.

Дано: подстанция понизительная с глухозаземленной нейтралью на стороне 110 кВ и изолированной - 10 Кв; распредилительное устройство - открытого типа ; компоновка оборудования и сооружений приведена на рис.6.8. Грунт двухслойный; удельное сопротивление верхнего слоя грунта(чернозем) с1= 200 Ом*м, нижнего (глина) с2=40 Ом*м; толщина слоев соответственно 1 и 5 м. Расчетный ток замыкания на стороне 110 кВ- Iзм110 = 500А, на стороне 10кВ - Iзм10 = 25 А. Время срабатывания защиты при однофазном замыкании на землю tg = 0,5 с. Естественное заземление трос - опора.

Определить: параметры заземляющего устройсва подстанции, удовлетворяющие требованиям Правил устройства электроустановок.

1. Составим план территории подстанции с нанесенным оборудованием и сооружениями (см. рис. 6.8).

2. Рассчитаем по допустимому сопротивлению заземляющее устройство с возможно большим выравниванием потенциалов.

Решение

1. принимаем сеточное заземляющее устройство, выполненное из продольных и поперечных протяженных заземлителей. Конструктивно заземляющее устройство выполняется следующим образом: вокруг территории подстанции прокладывается контурный горизонтальный заземлитель из стальной полосы 4*50=200 мм². Его длина L_r.k= 32+32= 64 м; глубина заложения t= 0,8м; вдоль установленного оборудования на расстоянии 0,8 м от него укладываются на глубину t= 0,8 м, три продольных заземлмтеля из такой же стальной полосы; длина заземлителя L_г.пр.=38*2+29,2= 105,2 м; вокруг КРУН на расстоянии 0,8 мот него и на глубине 0,8 прокладывается два поперечных горизонтальных заземлителя общей длиной L_г.пп =32+32 = 64 м.

2. Общая длина всех горизонтальных заземлителей:

L_г = L_г.к+L_г.пр.+L_г.пп= 140+105,2+64= 309,2 м.

3. Принимаем длину вертикального заземлителя l_в = 5 м, выполненного из стального прутка диаметром d = 14 мм; расстояние между соседними заземлителями, равномерно распределенными по контуру, равно а=5м. Принятая кратность установки заземлителей а/l = 1.

Количество вертикальных заземлителей, расположенных по периметру площадки:

n_в = шт.

общая их длина

L_в = 28•5 = 240 м.

4. В качестве естественного заземлителя используем систему трос - опора двух подходящих к подстанции воздушных линий, выполненых на унифицированных металлических опорах типа УС-110- 3. Длина пролета между опорами ? = 250 м, площадь сечения стального троса S_тр = 50 мм²; количество тросов на одной линии n = 1, нормируемое сопротивление заземления опоры r_оп = 15 Ом.

Сопротивление заземления:

Одной системы:

R_рг1 = Ом,

где

r = 0,15 • Ом;

двух систем

R_гр = = Ом.

5. Сопротивление искусственного заземлителя, выполненного в виде сетки с вертикальными заземлителями при соблюдении R_{зн. м} = 0,5 Ом, не должно превышать

R_и = Ом.

6. Сопротивление сетки с вертикальными заземлителями

R_1и =0,32• + 0,51 ? 0,71 Ом.

Условие выполнено.

Для вычисления числа А = 0,342 определяем, выполняется ли условие



т.е условие соблюдается. Здесь S = 38•32 = 1216 мм². В свою очередь, А = 0,385 - 0,25•0,17 = 0,342.

Эквивалентное сопротивление с₃ определяется (прил.6) при условиях:

;

;

.

Получаем

и

с_{3 =}40 Ом•м

Расчетное R_зн = 0,15 Ом ниже расчетного нормируемого R_н = 0,71Ом; для уменьшения расхода металла нужно увеличить R_зн до значения R_н. Этого можно достичь уменьшением количества вертикальных и поперечных горизонтальных заземлителей(расчет не приводится).

Однако если заземляющее устройство предназначено для длительной эксплуатации, необходимо учесть потерю сечения заземлителей на коррозию. Приближенно можно достичь разрушение заземлителей в агрессивных грунтах с интенсивностью 2 мм в год, в неагрессивных - 0,7… 1 мм в год.

7. Проверим, соответствует ли расчетное значение напряжение прикосновения U_пр предельно допустимому уровню напряжения прикосновения на стороне 110 и 10 кВ:

U_{пр 110} = 500•0.51•0,22 В;

U_{пр 10} = 25•0,51•0,22 В;

K_п = ;

в = ;

r_n = 1,5•200 = 300 Ом•м.

Полученые данные U_пр должны быть ниже U_пр.g.у, которое равно 200 В, при времени воздействия на человека время срабатывания защиты t_g = 0,5 с (см.прил. 3).

Условие удовлетворяется, так как U_{пр 10} = 3 ? 200 В; U_{пр 110} = 56 ? 200 В.

Остановимся подробнее на коэффициенте прикосновения К_п и посмотрим, как он изменяется. Коэффициент - это отношение напряжения прикосновения, непосредственно воздействующего на тело человека, U_п, к напряжению на заземлителе U_зн, т.е. К_п всегда будет меньше 1 ? K_n = , так как часть напряжения теряется в виде падений напряжения при прохождении тока I_п по сопротивлениям основания.

Коэффициент К_п, а следовательно, и напряжение прикосновения U_пр в зависимости от значений, входящих в формулу (6.11), изменяется следующим образом. Это важно для ориентировочного выбора параметров заземлителя с обеспечением нормируемых значений напряжения прикосновения.

Выбор параметра М практически не зависит от проектанта, так как параметр связан с отношением удельных сопротивлений слоев грунта. Коэффициент в можно изменить, как указывалось в (6.2), за счет увеличения сопротивления основания. Чем выше это сопротивление, тем меньше в и напряжение прикосновения U_пр.

Увеличение длины вертикального заземлителя ?_в или общей длины горизонтальных заземлителей влечет за собой уменьшение коэффициента К_п и напряжения прикосновения U_пр. Так, увеличение длины горизонтальных заземлителей со 140 (длина контурного заземлителя) до 309,2 (общая длина всех горизонтальных заземлителей) привело к снижению К_п с 0,46 до 0,22 и соответственно - к уменьшению напряжения в 2,1 раза.

Увеличение а или в 2 раза повышает К_п в 1,345 раза, т.е. сравнительно большие увеличения расстояний между вертикальными заземлителями, занимаемой сеточным заземляющим устройством, влечет за собой увеличение К_п и напряжения прикосновения в значительно меньшей степени.

8. Напряжение шага будет максимальным на периферийной части территории подстанции при расположении человека на один шаг от протяженного контурного заземлителя и замыкании на стороне 110 кВ вдоль оси

U_ш = ?g = ?g В.

Рекомендуемое напряжение шага:

U_ш..рк = В.

Так как условие не выдерживается, т.е напряжение шага вдоль заземлителя намного выше рекомендуемого 639 ? 516 В, то производим выравнивание потенциалов путем укладки двух параллельных заземлителей в местах входа - выхода и въезда транспорта; длина заземлителей - более 2 м ширины проходов - проездов ( 1м с каждой стороны); они укладываются на расстоянии: первый - 3 м от контурного заземлителя на глубине 1,5 м; второй - 6 м от первого и на глубине 2,5 м.

Второе средство снижения опасности поражения напряжением шага - покрытие крупным гравием мест прохода и проезда. При этом длина подсыпки должна быть более 2 м с каждой стороны от контурного заземлителя, ширина - на 2 м больше ширины проходов, толщина - не менее 125мм.

Захисні зони громовідвода - Захист електростанцій і підстанцій від прямих ударів блискавки

Стрижневі громовідводи.

Громовідводи як засіб захисту наземних споруд від прямих ударів блискавки отримали визнання тільки в середині XVIII ст. в результаті робіт Ломоносова і Франкліна. В даний час доведено, що громовідводи сприймають удари блискавки в певній зоні на себе і відводять струм блискавки в землю.

Так як імпульсний іскровий розряд в довгих повітряних проміжках володіє якісним схожістю з процесом грозового розряду, то в лабораторних умовах були проведені досліди на моделях для визначення того простору навколо блискавковідводу, яка не уражається.

Досліди проводилися за схемою рис. 21. На електрод А, що імітує кінець лідерного каналу блискавки на висоті орієнтування Н, розміщений над моделлю блискавковідводу h при / / / / i = 20, подавався стандартний імпульс напруги позитивної полярності і вироблялося кілька розрядів. Потім електрод А переміщався в горизонтальному напрямку від вертикалі НД, що проходить через блискавковідвід h, і знову подавалися імпульси напруги.

Досліди показали, що всі розряди з електрода А, що знаходиться на відстані 7? = 3,5 / г від вертикалі НД, вражали блискавковідвід / м. При збільшенні відстані R електрода А от-вертикалі НД, до R \ частина розрядів з електрода А потрапляє в блискавковідвід / г, частина - в землю.

З цих дослідів випливає два висновки: по-перше, над блискавковідводом висотою h існує зона (рис. 22) у вигляді перевернутого конуса з радіусом /? = 3,5 / г в основі, з якою всі розряди збирає на себе блискавковідвід.

Рис. 21 Визначення на моделі зони захисту стрижневого блискавковідводу

Рис. 22 Зона 100%-ного ураження стрижневого блискавковідводу

Рис. 23 Зона захисту одиночного стрижневого блискавковідводу висотою до 60 м: А - висота блискавковідводу; hx - висота точки на кордоні зони, що захищається: h &-h-hx - активна висота блискавковідводу

Ця зона одержала назву зони 100%-ного ураження стрижневого блискавковідводу. По-друге, навколо блискавковідводу висотою h є зона, не вражаються розрядами. Ця зона захищається блискавковідводом h. Мінімальна відстань від вертикалі НД, рівне г0 = 3,5 / г, і є радіусом зони захисту блискавковідводу на рівні землі.

Радіус зони захисту на будь-якій висоті блискавковідводом h визначається також дослідами в лабораторії за допомогою стрижня висотою hx (див. рис. 21), що імітує об'єкт, що захищається і знаходиться в одній площині з електродом А і блискавковідводом h. Вони переміщуються відносно один одного. При різних їх розташуваннях виробляється певна кількість розрядів.

Потім знаходиться максимальна відстань гх між стрижнем висотою hx і блискавковідводом висотою h, при якому стрижень не уражується розрядом. Це відстань гх є радіусом зони захисту блискавковідводу на висоті hx.

Визначена таким чином зона захисту блискавковідводу висотою h являє собою «шатро» (рис. 23), радіус гх, м, якого «Керівні вказівки з розрахунку зон захисту стрижневих і тросових блискавковідводів» [1] для блискавковідводів висотою до 60 м рекомендують розраховувати за формулою:

де А - висота стрижневого блискавковідводу, м; hx-висота точки на кордоні зони, що захищається, м; fta = (ft-hx)-активна висота блискавковідводу, м; р - коефіцієнт для різних висот блискавковідводів.

Для блискавковідводів висотою до 30 м коефіцієнт р дорівнює одиниці, а у блискавковідводів висотою більше 30 м ефективність захисту знижується. Для визначення радіуса зони захисту блискавковідводів висотою більше 30 м коефіцієнт p = 5,5 / l / 'j. Так будуються зони захисту для одиночних стрижневих блискавковідводів висотою до 60 м.

Простір поблизу блискавковідводу, захищене від прямих ударів блискавки, називається захисною зоною громовідводу. Будь-яке спорудження, що знаходиться в цій зоні, захищається від прямих ударів блискавки.

Встановлено, що у блискавковідводів висотою більше 60 м уражається блискавкою не тільки його вершина, а й бічні частини на деякій відстані від вершини вниз. Тому захисна зона блискавковідводів висотою від 60 до 250 м обмежується висотою ft-Aft (рис. 24). Вона усічена на відстані Aft від вершини.

Для блискавковідводів висотою від 60 до 100 м відстань Aft, м, підраховується за формулою

Aft = 0,5 (ft - 60). (3)

Для блискавковідводів висотою від 100 до 250 м

Aft = 0,2 ft. (4)

За умови, якщо активна висота ha блискавковідводу дорівнює або більше Ah, захисна зона одиночного блискавковідводу розраховується за формулою (2).

Якщо активна висота / га менше відстані Ah, блискавковідвід захисної зони не має.

З літератури відомий спрощений метод побудови обрисів захисної зони одиночного стрижневого блискавковідводу (рис. 25, а), в якому криволінійна межа зони замінюється прямими відрізками. Для побудови зони спрощеним методом з вершини блискавковідводу а проводиться пряма через точку а ', розташовану на рівні землі на відстані 0,75 / г від основи громовідводу. Інша пряма проводиться з точки С, віддаленої від основи блискавковідводу на рівні землі на відстань l, 5 / i, через точку Ь, що знаходиться на прямій аа ', на відстані 2/3-Л від землі, в точку з'. Ламана лінія abc і є кордоном захисної зони одиночного стрижневого блискавковідводу.

Рис. 24 Зона захисту одиночного стрижневого блискавковідводу висотою більше 60 м



Рис. 25 Зона захисту одиночного стрижневого блискавковідводу та її спрощене побудова (с), встановленого на місцевості з ухилом (б): 1 - зона захисту блискавковідводу; 2 - спрощене побудова зони захисту

Якщо захисту підлягає обладнання, розташоване на місцевості з ухилом, то захисну зону блискавковідводу слід будувати так само, але за блискавковідвід потрібно приймати фіктивний блискавковідвід - перпендикуляр И ', опущений з вершини блискавковідводу до поверхні землі (рис. 25,6).

Зона захисту блискавковідводу вниз по схилу виявляється зменшеною, а вгору по схилу - збільшеною.

Захисна зона двох стрижневих блискавковідводів значно збільшується в порівнянні з сумою захисних зон двох одиночних блискавковідводів. Це можна пояснити, використовуючи властивості зон 100%-ного ураження кожного одиночного громовідводу. Якщо два одиночних стрижневих блискавковідводу розташувати так, щоб кордони їх зон 100%-ного ураження на висоті орієнтування Я лідера блискавки стикалися (рис. 26), то точки земної поверхні, що лежать на прямій, що з'єднує два громовідводи і рівної 7hа, будуть захищені від ураження блискавкою. Таким чином, захисна зона двох стрижневих блискавковідводів значно розширюється.

Обриси зони захисту двох стрижневих блискавковідводів («подвійного блискавковідводу») в горизонтальному перетині на рівні hx і у вертикальному перерізі по осях блискавковідводів для блискавковідводів висотою не більше 60 м показані на рис. 27, а, а заввишки більше 60 м - на рис. 27,6.

Рис. 26 Зона 100%-ного ураження двох стрижневих блискавковідводів: h - висота блискавковідводу; hx - висота захищається

- Активна висота блискавковідводу; а - відстань між блискавковідводами

Рис. 27 Зона захисту двох равновисокіх стрижневих блискавковідводів висотою до 60 м (а), більше 60 м (б): а - відстань між блискавковідводами;'х - найменша ширина зони зашиті на рівні А-: г "- радіус

кола, що проходить через вершини блискавковідводів в точку 0, що знаходиться на рівні ft0

Кордон зовнішньої зони з радіусом гх для вертикального перерізу кожного блискавковідводу визначається так само, як і для одиночного стрижневого блискавковідводу, за формулою (2).

Межа зони захисту між блискавковідводами у вертикальному перерізі, що проходить через обидва блискавковідводи, визначається окружністю з радіусом R, що проходить через вершини блискавковідводів і точку 0, розташовану посередині між блискавковідводами на висоті, м,

від землі для блискавковідводів висотою не більше 30 м і на висоті, м, K = h-а \ 1р для блискавковідводів висотою від 30

до 250 м, де р = 5,5 / vh.

Для блискавковідводів висотою більше 60 м вершина зони буде скорочуватися так само, як у зон для одиночних стрижневих блискавковідводів, на ДЛ, підраховують за формулами (3) і (4).

Найменша ширина зони захисту bх в середині між блискавковідводами при горизонтальному перетині на висоті hx визначається по кривих (рис. 28).

(5)

Рис 28 Значення найменшою ширини зони захисту двох стрижневих блискавковідводів з висотою Л менше 30 м

а - для o / hQ = -0,7; б - для o / hQ -5 * 7

Для блискавковідводів висотою до 30 м відношення відстані між блискавковідводами а до активної висоті блискавковідводів ha знаходиться в межах від 0 до 7, найменша ширина захисної зони'х визначається по кривих (мал. 28, а).

Найменшу ширину захисної зони Ьх знаходимо так: підраховуємо ставлення a / hx, припустимо, що воно виявилося рівним 3, потім знаходимо відношення hx / h, яке дорівнює 0,3.

Крива 0,3 / г на рис. 28, а перетинається з ординатою, відновленої з точки 3 абсциси, на рівні Ьх/2На = 0,9.

На рис. 28, б представлені ті ж криві, що й на рис. 28, а, але в межах а / / га -5 - = -7. Два блискавковідводу взаємодіють між собою тільки в тому випадку, коли відстань між ними а не перевищує 7/га, тобто якщо зони 100%-ного ураження обох блискавковідводів стикаються між собою або накладаються одна на іншу. При відстані а більш 7ha між зонами 100%-ного ураження обох блискавковідводів утворюється незахищений простір, в якому розташовані об'єкти можуть дивуватися грозовими розрядами.

Захисні зони блискавковідводів, розташованих один від одного на відстані а більш 7/ia, будуються окремо для кожного одиночного громовідводу.

Рис. 29 Зона захисту двох блискавковідводів різної висоти на рівні ft: с - у вертикальному перерізі; б - в горизонтальному перерізі; 1,2 - громовідводи, 3 - вершина фіктивного блискавковідводу

Зона захисту для двох стрижневих блискавковідводів різної висоти будується починаючи з блискавковідводу більшої висоти наступним чином. Навколо блискавковідводу / з більшою висотою будується зона захисту, як і для одиночного блискавковідводу, за формулою (2). Потім через вершину блискавковідводу 2 з меншою висотою проводиться горизонтальна лінія до перетину в точці 3 з кордоном захисної зони блискавковідводу /, як показано на рис. 29, я, з якого видно подальшу побудову зони захисту. Крива лінія 2-3-1 є кордоном захисної зони блискавковідводів 1, 2 у вертикальному перерізі. Для стрижневих блискавковідводів висотою більше 60 м зони захисту у їх вершин усікаються на відстані Ah від вершини у відповідності з їх висотою.

Прийнявши точку 3 за вершину деякого фіктивного блискавковідводу з висотою, рівній висоті блискавковідводу 2, будують зону захисту в горизонтальному перетині на рівні hx блискавковідводів 2 і 3 рівної висоти h, після чого на тому ж рівні hx захисну зону блискавковідводу / в горизонтальному перетині сполучають плавною кривою із захисними зонами блискавковідводів 2 і 3 (рис. 29,6).

Зона захисту трьох і більше блискавковідводів (багаторазовий блискавковідвід) значно перевищує суму зон захисту одиночних блискавковідводів. Зона захисту трьох стрижневих блискавковідводів однакової висоти в горизонтальному перетині на рівні hx показана на рис. 30. Радіус зони захисту гх для кожного блискавковідводу визначається так само, як і для одиночного блискавковідводу, за формулою (2). Розміри Ьх / 2 знаходять по кривих (див. рис. 28, а, б).

Рис. 30 Зона захисту трьох стрижневих блискавковідводів однакової висоти в горизонтальному перетині на рівні hx: I, 2, 3 - громовідводи

Для перевірки захищеності устаткування, що у середині зони захисту, через точки /, 2 і 3 розташування блискавковідводів проводять коло. Якщо діаметр цього кола D дорівнює або менше восьмикратною величини активної висоти блискавковідводу (D ^.8 ha), то при висоті блискавковідводів не більше 30 м об'єкти, що знаходяться в зоні захисту, надійно захищені від ураження блискавкою. При блискавковідводах висотою від 30 до 250 м необхідною умовою захищеності всій площі на рівні hx є умова

D <8hар. (6)

Крім того, для трьох і більше блискавковідводів висотою більше 60 м частина зони захисту, розташована поза трикутника, утвореного вершинами трьох сусідніх блискавковідводів (мал. 30), буде скорочуватися у вертикальному розрізі на відстані Ah від вершини блискавковідводу, тоді як частина зони, розташована всередині трикутника, утвореного вершинами блискавковідводів, що не буде скорочуватися.

Значення А / г, як і для одиночних блискавковідводів, визначається з співвідношень (3) і (4).

На рис. 31 представлена ??зона захисту в горизонтальному перетині на рівні hx чотирьох стрижневих блискавковідводів однакової висоти, розташованих по правильному чотирикутнику.

Для чотирьох блискавковідводів захисна зона будується так само, як і для трьох блискавковідводів. Однак для перевірки захищеності всій площі на рівні hx потрібно брати найбільший діаметр D.

При довільному розташуванні блискавковідводів захисні зони будуються окремо для кожного з трьох найближчих один до одного блискавковідводів. Для чотирьох довільно розташованих блискавковідводів горизонтальне перетин захисної зони на рівні пх показано на рис. 32.



Рис. 31 Зона захисту чотирьох стрижневих блискавковідводів однакової висоти в горизонтальному перетині на рівні hx: 1, 2, 3, 4 - громовідводи

Тросові громовідводи

Форма зони захисту одиночного тросового блискавковідводу висотою до 30 м показана на рис. 33, а. Форма зони захисту одиночного тросового блискавковідводу висотою більше 30 м представлена ??на рис. 33,6. Побудова зони захисту одиночного тросового блискавковідводу здійснюється за формулою

громовідвід заземлення занушення захисний

(7)

Зона захисту одиночного тросового блискавковідводу висотою від 30 до 250 м усікаються у вершини на А / м. При висоті від 30 до 100 м Д / г = 0,29 (/ г-30) k2. При висоті від 100 до 250 м Ah = 0,2 hk2.



Рис. 33 Зона захисту одиночного тросового блискавковідводу: а - заввишки до 30 м; б - більше 30 м; А - горизонтальний переріз зони захисту на рівні h; Т - трос

Рис. 34 Зона захисту двох тросових блискавковідводів (/, 2) висотою до 30 м (а), більше 30 м (б): 1 - горизонтальний переріз на рівні hx; / 1 - вертикальний перетин зони захисту

Значення коефіцієнтів k {і kz беруться залежно від допустимої ймовірності прориву блискавки в зону захисту. Імовірність прориву блискавки в зону захисту дорівнює відношенню числа розрядів блискавки в захищається споруда до загального числа розрядів блискавки в блискавковідвід і захищається споруда. Якщо допускається ймовірність прориву блискавки в зону захисту 0,01, то коефіцієнт & i = l, 2; / г2 = 1, а при допустимої ймовірності 0,001 - ^ = 0,6; / г2 = 1,3, тобто захисні зони тросових блискавковідводів дещо менше захисних зон стрижневих блискавковідводів.

Форма зони захисту двох паралельних тросових блискавковідводів висотою до 30 м показана на рис. 34, а. Зовнішні межі зони захисту кожного троса визначаються так само, як і для одиночного тросового блискавковідводу, за формулою (7).

Межею зони захисту між двома тросами є дуга кола, яка проходить через троси 1, 2 і середню точку між тросами 0, що знаходиться на висоті h0 над землею. Висота ho, м, підраховується за формулою

(8)

де а - відстань між тросами, м.

Зона захисту двох тросових блискавковідводів висотою більше 30 м представлена ??на рис. 34,6. Метод побудови зони захисту для цього випадку такий же, як і для тросових блискавковідводів висотою до 30 м, але на відстані Ah від вершини зона буде скорочуватися так само, як у одиничних тросових блискавковідводів.

Коефіцієнт р у формулі (8) при розрахунку зони захисту блискавковідводів висотою до 30 м береться рівним одиниці. Для блискавковідводів висотою від 30 до 250 м коефіцієнт р = 5,5.

Коефіцієнт ks вибирається залежно від допустимої ймовірності прориву блискавки в зону захисту. Для зони з імовірністю прориву не більше 0,01 ks = b. Для зони з імовірністю прориву не більше 0,001 / г3 = 3.

При розгляді умов захисту зовнішніх проводів (або будь-якого проводу при одному тросі) зазвичай користуються поняття не зони захисту, а кута захисту а, утвореного прямовисною лінією від троса до землі АБ і лінією, що з'єднує трос з проводом АВ (рис. 35). Чим менше кут захисту а, тим надійніше захищається провід від ураження блискавкою. Зі збільшенням кута захисту а і підвищенням висоти опор Л імовірність прориву блискавки зростає.

Зв'язок захисного кута а з радіусом захисту гх і активної висотою / га встановлюється співвідношенням tg a = rxjhx.

Рис. 35 Захисний кут а і захисна зона тросових блискавковідводів висотою до 30 м

Оцінка умов захисту дроти, розташованого між двома тросовими громовідводи, проводиться за співвідношенням

Якщо ha одно або більше a/k3p, то провід, що знаходиться в зоні захисту двох тросів, надійно захищений.

Кількість проривів блискавки р на рік на захищається споруда в зоні захисту визначається за формулою

де бета - ймовірність проривів блискавки в зону захисту (0,01 або 0,001); N - сумарна кількість ударів блискавки в блискавковідвід і захищається споруда на рік.

Сумарне число ударів на рік, наприклад, в стрижневий блискавковідвід висотою h, м, можна підрахувати за формулою:

де п = 0,06 - середня кількість ударів блискавки в ділянка земної поверхні площею 1 км2 за одну годину грози в місці розташування захищається споруди, ударів / (км2-год); Т - середня інтенсивність грозової діяльності для даної місцевості (число грозових годин на році), год / рік; R - 3,5 h-еквівалентний радіус кола, що описує площа, з якої блискавковідвід «збирає» блискавки, м (див. рис. 22).

Сумарне число ударів блискавки в рік до групи стрижневих блискавковідводів підраховується за формулою

де S - площа, обмежена дугами кіл, описаних радіусом R навколо кожного стрижневого блискавковідводу, м2.

Сумарне число ударів блискавки в рік у тросовий блискавковідвід висотою h, м, і довжиною м, знаходять за формулою

...