Стандартной зоной защиты одиночного стержневого молниеотвода высотой h является круговой конус высотой h_0 < h, вершина которого совпадает с вертикальной осью молниеотвода (рис. 3.1). Габариты зоны определяются двумя параметрами: высотой конуса h_0 и радиусом конуса на уровне земли r_0.
Приведенные ниже расчетные формулы (табл. 3.4) пригодны для молниеотводов высотой до 150 м. При более высоких молниеотводах следует пользоваться специальной методикой расчета.
 | |
| 1227 × 950 пикс. Открыть в новом окне | |
Для зоны защиты требуемой надежности (рис. 3.1) радиус горизонтального сечения r_х на высоте h_x определяется по формуле:
r (h - h)
0 0 x
r = ───────── (3.1)
х h
Таблица 3.4
Расчет зоны защиты одиночного стержневого молниеотвода
┌─────────┬────────────────┬────────────────────────────┬─────────────────────────────┐
│ Надеж- │ Высота │ Высота конуса h_0, м │ Радиус конуса r_0, м │
│ ность │молниеотвода h, │ │ │
│ защиты │ м │ │ │
│ Р_з │ │ │ │
├─────────┼────────────────┼────────────────────────────┼─────────────────────────────┤
│ 0,9 │ От 0 до 100 │ 0,85h │ 1,2h │
│ ├────────────────┼────────────────────────────┼─────────────────────────────┤
│ │ От 100 до 150 │ 0,85h │[1,2 - 10(-3) x (h - 100)] h │
├─────────┼────────────────┼────────────────────────────┼─────────────────────────────┤
│ 0,99 │ От 0 до 30 │ 0,8h │ 0,8h │
│ ├────────────────┼────────────────────────────┼─────────────────────────────┤
│ │ От 30 до 100 │ 0,8h │[0,8 - 1,43 х 10 (-3) x (h - │
│ │ │ │ 30)] h │
│ ├────────────────┼────────────────────────────┼─────────────────────────────┤
│ │ От 100 до 150 │[0,8 - 10(-3) x (h - 100)] h│ 0,7h │
├─────────┼────────────────┼────────────────────────────┼─────────────────────────────┤
│ 0,999 │ От 0 до 30 │ 0,7h │ 0,6h │
│ ├────────────────┼────────────────────────────┼─────────────────────────────┤
│ │ От 30 до 100 │[0,7 - 7,14 x 10(-4) x (h - │ [0,6 - 1,43 - 10(-3) x (h - │
│ │ │ 30)] h │ 30)] h │
│ ├────────────────┼────────────────────────────┼─────────────────────────────┤
│ │ От 100 до 150 │[0,65-10(-3) x (h - 100)] h │ [0,5 - 2 x 10 (-3) x (h - │
│ │ │ │ 100)] h │
└─────────┴────────────────┴────────────────────────────┴─────────────────────────────┘
3.3.2.2. Зоны защиты одиночного тросового молниеотвода
Стандартные зоны защиты одиночного тросового молниеотвода высотой h ограничены симметричными двускатными поверхностями, образующими в вертикальном сечении равнобедренный треугольник с вершиной на высоте h_0
 | |
| 1055 × 1091 пикс. Открыть в новом окне | |
Приведенные ниже расчетные формулы (табл. 3.5) пригодны для молниеотводов высотой до 150 м. При большей высоте следует пользоваться специальным программным обеспечением. Здесь и далее под h понимается минимальная высота троса над уровнем земли (с учетом провеса).
Полуширина r_x зоны защиты требуемой надежности (рис. 3.2) на высоте h_x от поверхности земли определяется выражением:
r (h - h)
0 0 x
r = ─────────. (3.2)
x h
При необходимости расширить защищаемый объем к торцам зоны защиты собственно тросового молниеотвода могут добавляться зоны защиты несущих опор, которые рассчитываются по формулам одиночных стержневых молниеотводов, представленным в табл. 3.4. В случае больших провесов тросов, например, у воздушных линий электропередачи, рекомендуется рассчитывать обеспечиваемую вероятность прорыва молнии программными методами, поскольку построение зон защиты по минимальной высоте троса в пролете может привести к неоправданным затратам.
Таблица 3.5
Расчет зоны защиты одиночного тросового молниеотвода
┌───────┬───────────────────┬─────────────────────────────┬────────────────────────────┐
│Надеж- │Высота молниеотвода│ Высота конуса h_0, м │ Радиус конуса r_0, м │
│ ность │ h, м │ │ │
│защиты │ │ │ │
│ Р_з │ │ │ │
├───────┼───────────────────┼─────────────────────────────┼────────────────────────────┤
│ 0,9 │ От 0 до 150 │ 0,87h │ 1,5h │
├───────┼───────────────────┼─────────────────────────────┼────────────────────────────┤
│ 0,99 │ От 0 до 30 │ 0,8h │ 0,95h │
│ ├───────────────────┼─────────────────────────────┼────────────────────────────┤
│ │ От 30 до 100 │ 0,8h │ [0,95 - 7,14 x 10(-4) (h - │
│ │ │ │ 30)] h │
│ ├───────────────────┼─────────────────────────────┼────────────────────────────┤
│ │ От 100 до 150 │ 0,8h │[0,9 - 10(-3) x (h - 100)] h│
├───────┼───────────────────┼─────────────────────────────┼────────────────────────────┤
│ 0,999 │ От 0 до 30 │ 0,75h │ 0,7h │
│ ├───────────────────┼─────────────────────────────┼────────────────────────────┤
│ │ От 30 до 100 │[0,75 - 4,28 x 10(-4) x (h - │[0,7 - 1,43 x 10(-3) x (h - │
│ │ │ 30)] h │ 30)] h │
│ ├───────────────────┼─────────────────────────────┼────────────────────────────┤
│ │ От 100 до 150 │[0,72 - 10(-3) x (h - 100)] h│[0,6 - 10(-3) x (h - 100)] h│
└───────┴───────────────────┴─────────────────────────────┴────────────────────────────┘
3.3.2.3. Зоны защиты двойного стержневого молниеотвода
Молниеотвод считается двойным, когда расстояние между стержневыми молниеприемниками L не превышает предельной величины L_max. В противном случае оба молниеотвода рассматриваются как одиночные.
Конфигурация вертикальных и горизонтальных сечений стандартных зон защиты двойного стержневого молниеотвода (высотой h и расстоянием L между молниеотводами) представлена на рис. 3.3. Построение внешних областей зон двойного молниеотвода (полуконусов с габаритами h_0, r_0) производится по формулам табл. 3.4 для одиночных стержневых молниеотводов. Размеры внутренних областей определяются параметрами h_0 и h_c, первый из которых задает максимальную высоту зоны непосредственно у молниеотводов, а второй - минимальную высоту зоны посередине между молниеотводами. При расстоянии между молниеотводами L <= L_c граница зоны не имеет провеса (h_c = h_0). Для расстояний L_c <= L >= L_max высота h_c определяется по выражению
L - L
max
h = ─────────── h . (3.3)
c L - L 0
max c
Входящие в него предельные расстояния L_max и L_c вычисляются по эмпирическим формулам табл. 3.6, пригодным для молниеотводов высотой до 150 м. При большей высоте молниеотводов следует пользоваться специальным программным обеспечением.
Размеры горизонтальных сечений зоны вычисляются по следующим формулам, общим для всех уровней надежности защиты:
максимальная полуширина зоны r_x в горизонтальном сечении на высоте h_x:
r (h - h)
0 0 x
r = ──────────; (3.4)
x h
 | |
| 1792 × 1462 пикс. Открыть в новом окне | |
длина горизонтального сечения L_x на высоте h_x >= h_c:
L (h - h)
0 x
l = ──────────, (3.5)
x 2 (h - h)
0 c
причем при h_x < h_c L_x = L/2;