Зона защиты молниеотводов
Защитное действие молниеотводов определяется защитной зоной — пространством, которое защищено от ударов молнии. Попадания молний в объект, расположенный в этом пространстве, маловероятны. Однако разрядные напряжения длинных воздушных промежутков имеют значительный статистический разброс, и поэтому молниеотводы обеспечивают защиту объекта лишь с некоторой, но достаточно высокой степенью надежности.
 |
Определение защитных зон молниеотводов основывается на лабораторных исследованиях и статистических данных грозовой защиты электроустановок, т.е. опытным путем на моделях. Исследования показывают, что защитное действие молниеотводов начинается еще в стадии лидерного разряда молнии. С некоторого момента канал такого разряда начинает ориентироваться на молниеотвод. Это вызвано тем, что к этому времени напряженность электрического поля возле молниеотвода сильно возрастает и начинает сказываться взаимодействие зарядов лидера и зарядов, наведенных вследствие электростатической индукции на молниеотводе. Опыты проводятся по схеме, представленной на рис. 2.3, а. На электрод, имитирующий конец лидерного канала на высоте ориентировки, подается стандартный
а — схема опытов по определению зон защиты: 1 — электрод, имитирующий конец лидерного канала на высоте ориентировки; 2 — модель молниеотвода; 3 — заземленная металическая плоскость; 4 — генератор импульсных напряжений; б — зона защиты одиночного стержневого молниеотвода; в — зона защиты двух стержневых молниеотводов; г — зона защиты трех стержневых молниеотводов; д — зона защиты четырех стержневых молниеотводов
импульс положительной полярности (длительность импульса, принятая для испытаний изоляции 50 мкс, а фронта волны — tф = 1,2 мкс) с максимальным значением, близким к 50 % от разрядного напряжения (минимальному напряжению, при котором происходит разряд между концом лидерного канала и поверхностью). Полярность импульса выбирается положительной для того, чтобы разряд происходил именно с этого электрода, а не с электрода, имитирующего молниеотвод. Расстояние между головкой лидера и уровнем земли, при котором начинает сказываться поле заземленных объектов, принято называть высотой ориентировки, ее обозначают Н, а высоту молниеотвода — h. В экспериментах, проводившихся А.А. Акопяном, для стержневых молниеотводов принималось H/h = 20 при h = 30 м и Н = 600 м при h > 30 м. Соответствующие цифры для тросовых молниеотводов — Н =10 h, но не более 300 м. Полученные в лаборатории зоны защиты имеют условный характер. Опыты и данные показали, что зоны защиты зависят от количества высоты и взаимного расположения молниеотводов, высоты ориентировки.
Высота ориентировки Н меняется в широких пределах в зависимости от атмосферных и геологических условий. Для высоких молниеотводов можно считать, что она приближается к высоте грозового облака; с уменьшением высоты молниеотводов снижается Н.
На основании исследовательских работ, а также статистических данных эксплуатации распределительных устройств были рекомендованы расчетные зоны для различных типов молниеотводов.