Броят на часовете на гръмотевичната буря годишно. Проекти на жилищни сгради

   Почти всеки надстроен обект не е имунизиран срещу мълнии.
До 16 милиона гръмотевични бури се появяват годишно по земното кълбо, тоест около 44 хиляди на ден.

Активността на гръмотевичните бури върху различни части от земната повърхност варира.

За да се изчислят мерките за защита от мълнии, е необходимо да се знае специфичната стойност, характеризираща активността на гръмотевичната буря в даден район. Такава стойност е интензивността на активността при гръмотевична буря, която обикновено се определя от броя на часовете на гръмотевичната буря или дните на гръмотевичните бури през една година, изчислени като средноаритметичната стойност за няколко години наблюдения за определено място на земната повърхност.

Интензивността на активността на гръмотевична буря в даден участък от земната повърхност се определя и от броя на ударите на мълния годишно на 1 km2 от земната повърхност.

Броят часове на гръмотевична активност годишно се взема от официалните данни на метеорологичните станции в даден район.

   Връзката между гръмотевичната активност и средния брой удари на мълния за 1 km2 (n) е:

Средната продължителност на гръмотевични бури за един гръмотевичен ден за територията на европейската част на Русия и Украйна е 1,5–2 часа.

Средната годишна продължителност на гръмотевични бури за Москва е 10-20 часа / година, плътността на мълниите се удря в земята 1 / км2 годишно - 2,0.

Към дъгата на средната продължителност на гръмотевични бури

(PUE 7. Правила за инсталиране на електрически инсталации)

В европейските страни дизайнерът може лесно да получи тази статистика, използвайки автоматизирана система за определяне на местоположението на удар от мълния. Тези системи се състоят от голям брой сензори, разположени в цяла Европа и образуващи единна мрежа за наблюдение.

Информацията от сензорите се предава в реално време на сървърите за мониторинг и е достъпна чрез Интернет чрез специална парола.

Според доклади, в райони с гръмотевични бури годишно π \u003d 30 на 1 км2 от земната повърхност, средно се засяга веднъж на 2 години, т.е. средният брой удари на мълния на 1 км2 от земната повърхност на 1 гръмотевична буря е равен на 0,067. Тези данни ни позволяват да оценим честотата на ударите на мълнии в различни обекти.

Очакваният брой удари на мълния годишно по сгради и конструкции с височина не повече от 60 m, които не са оборудвани с мълниезащита, с постоянна височина (фиг. 4а), се определя по формулата: когато: S - ширина на защитената сграда (конструкция), m; L е дължината на защитената сграда (конструкция), m; hx - височината на сградата от нейните страни, m; p - средният брой удари на мълния от 1 km2 от земната повърхност годишно в района на изграждане на сградата. Забележка: за централна Русия можете да вземете n \u003d 5 Формулата е дадена, като се вземе предвид, че броят на ударите на мълния в сграда или конструкция е пропорционален на площта, заета не само от самата сграда или конструкция, но и от сбора от проекционните зони на защитните зони, създадени от лицата и ъглите на покрива на сградата или конструкцията. Ако части от сградата имат неравни височини (фиг. 4б), защитната зона, създадена от високата част, може да покрие останалата част от сградата. Ако защитната зона на високата част не покрива цялата сграда, е необходимо да се вземе предвид частта от сградата, която е извън защитната зона на високата част. Радиусът на защитното действие на гръмоотвода се определя от височината на мачтата и за традиционната система се изчислява приблизително по формулата:    R \u003d 1,732 х h,    където h е височината от най-високата точка на къщата до върха на гръмоотвода.

Фиг. 4 Защитна зона на сградата

Фиг. 4. Защитната зона, създадена от конструкции a - сгради с еднаква височина; б - сгради с различна височина.
Препоръчителната формула ви позволява да определите количествено вероятността мълния да удари различни структури, разположени в равна зона с доста еднакви почвени условия.

Началото на параметъра n, включен във формулата за изчисление, може да се различава няколко пъти от стойностите, дадени по-горе.

В планинските райони повечето от ударите на мълния се случват между облаците, така че стойността на n може да бъде много по-малка.

Регионите, където има слоеве от почва с висока проводимост, както показват наблюденията, селективно се влияят от мълнии, така че стойността на n в тези области може да бъде значително по-висока.

Площи с слабо проводими почви, в които разширените метални комуникации (кабелни линии, метални тръбопроводи) могат да бъдат засегнати избирателно.

Металните предмети, извисяващи се над повърхността на земята (кули, комини), също са селективно засегнати.

Плътността на светкавичните удари в земята, изразена в броя на лезиите от 1 км 2 от земната повърхност годишно, се определя от метеорологичните наблюдения на местоположението на обекта или се изчислява по формулата.

При изчисляване на броя на пораженията с надолу мълния се приема, че извисяващият се обект поема изхвърляния, които при липсата му биха ударили повърхността на земята на определена зона (така наречената контракционна повърхност). Тази област има формата на кръг за фокусиран обект (вертикална тръба или кула) и формата на правоъгълник за разширен обект.
Наличната статистика на лезиите на обекти с различна височина в райони с различна продължителност на гръмотевични бури позволи да се определи връзката между радиуса на свиване (ro) и височината на обекта (hx); средно може да се вземе ro \u003d 3hh.
Анализът показва, че концентрираните обекти са засегнати от спускащи се мълнии до 150 м. Обекти над 150 м са 90% засегнати от възходящи удари от мълнии.

В домашните стандарти височината на мълниеносеца и защитения обект при всякакви обстоятелства се измерва от нивото на земята, а не от покрива на конструкцията, което гарантира определен запас по време на проектирането, за съжаление, не е количествено определен.

Външна защита от мълния
Външната мълниезащита на къщата е проектирана така, че да прехване мълнията и да я отклони към земята, което напълно елиминира появата на мълния в сградата и нейното запалване.
Вътрешна мълниезащита
Запалването на сграда не е единствената опасност по време на гръмотевична буря. Съществува опасност от излагане на устройствата на електромагнитното поле, което причинява пренапрежение в електрическите мрежи. Това може да доведе до спиране на алармата и светлината, повреда на оборудването.
Инсталирането на специални устройства за защита от пренапрежение ви позволява незабавно да реагирате на напрежения в мрежата и да спестите скъпо скъпо оборудване.

Основните видове мълниепроводни системи:

използване на 1 щифт за цялата къща, която от своя страна е разделена на традиционна (гръмоотвод Франклин) и с йонизатор;

използвайки система от пинове, свързани помежду си (клетка Фарадей).

с помощта на кабел, издърпан над защитената конструкция.

Експозиция на мълния

Когато мълния се изпуска в обект, токът упражнява топлинни, механични и електромагнитни ефекти.
Топлинно въздействие от ток на мълния. Потокът от мълния през конструкции е свързан с отделянето на топлина. В този случай токът на мълния може да доведе до нагряване на колектора до точката на топене или дори до изпарение.
Напречното сечение на проводниците трябва да бъде избрано така, че да се изключи рискът от неприемливо прегряване.

Топенето на метала в точката на контакт на мълниеносния канал може да бъде значително, ако мълнията удари остър шпион. При контакт на мълниеносния канал с металната равнина, топенето става на достатъчно голяма площ, числено равна в квадратни милиметри на стойността на текущата амплитуда в килоампери.
Механично въздействие на мълниеносни токове. Механичните сили, възникващи в различни части на сградата и конструкциите, когато мълниеносни течения преминават през тях, могат да бъдат много значителни.

Когато са изложени на токове на мълния, дървените конструкции могат да бъдат напълно унищожени, а тухлените тръби и други надземни конструкции, изработени от камък и тухла, могат да нанесат значителни щети.
Когато мълния удари бетон, се образува тесен канал за изхвърляне. Значителна енергия, отделена в канала за изпускане, може да причини разрушаване, което ще доведе или до намаляване на механичната якост на бетона, или до деформация на конструкцията.
Когато мълния удари стоманобетон, е възможно разрушаване на бетон с деформация на стоманена армировка.

ПРОВЕРКА ЗА ЗАЩИТА НА СВЕТЛИНАТА

Системата за защита от мълния трябва да се проверява периодично. Необходимостта от такива мерки се дължи, първо, на значението на тези устройства за безопасността както на недвижимите имоти, така и на близките хора, и второ, разположението на мълниеносни пръти под постоянно влияние на неблагоприятните фактори на околната среда.

Първата проверка на мълниезащитната система се извършва веднага след монтажа. В бъдеще той се извършва на определени интервали, установени от стандартите.

ПЕРИОДИ ЗА ЗАЩИТА НА СВЕТЛИНАТА

Честотата на проверките на мълниезащита се определя в съответствие с параграф 1.14 от RD 34.21.122-87 „Инструкции за монтаж на мълниезащита на сгради и конструкции“.

Според документа за всички категории сгради той се провежда най-малко 1 път годишно.

В съответствие с "Правилата за техническата експлоатация на потребителските електрически инсталации" се проверяват заземяващите контури:

Веднъж на шест месеца - визуална проверка на видимите елементи на заземяващото устройство;

1 път на 12 години - инспекция, придружена със селективни разкопки.

Измерване на съпротивлението на земния контур:

1 път на 6 години - по електропроводи с напрежение до 1000 V;

1 път за 12 години - по електропроводи с напрежение над 1000 V.

СИСТЕМА ЗА ДЕЙНОСТИ НА ИНСПЕКЦИЯТА НА ЗАЩИТА НА СВЕТЛИНАТА

Тестът срещу мълниезащита включва следните мерки:

проверка на връзката между заземяването и въздушния терминал;

измерване на преходно съпротивление на болтови връзки на мълниезащитна система;

проверка за заземяване;

тест за изолация;

визуална проверка на целостта на елементите на системата (надолу проводници, въздушен терминал, точки за контакт между тях), липсата на корозия върху тях;

проверка на съответствието на действително инсталираната система за защита от мълния с проектната документация, валидността на инсталирането на този тип мълниеприемник в това съоръжение;

тестване на механичната здравина и целостта на заварените съединения на мълниезащитната система (всички фуги се подслушват с чук);

определяне на съпротивлението на заземяване на всеки отделен мълниеприемник. При последващи проверки стойността на съпротивлението не трябва да надвишава нивото, определено по време на изпитванията за приемане, повече от 5 пъти;

Изпитването на устойчивост на мълниезащитната система се извършва с помощта на устройството MRU-101. В същото време методът за проверка на мълниезащита може да бъде различен. Най-честите включват:
Измерване на съпротивлението в мълниезащитна система съгласно триполюсна схема
Измерване на съпротивлението в мълниезащитна система според четириполюсна схема
Четириполюсната система за проверка е по-точна и минимизира възможността за грешка.
Проверката на заземяването се извършва най-добре в условия на максимална устойчивост на почвата - в сухо време или в условия на най-голямо замръзване. В други случаи се използват корекционни фактори за получаване на точни данни.

Въз основа на резултатите от проверката на системата се издава протокол за изпитване на мълниезащита, който показва надеждността на оборудването.

Съгласно действащите стандарти, за да се определи класът на мълниезащита, са необходими подробни данни за обекта и съответно рискови фактори. За тяхното получаване се предлага да се попълнят няколко въпросника. Но благодарение на тази табела можете предварително да изберете класа на мълниезащита и рискови фактори без подробни данни.

	Мин. амплитудна стойност на тока на мълния	Макс. амплитудна стойност на тока на мълния	Вероятността да попаднете в мълниезащитната система
	3 kA	200 kA
	5 kA	150 kA
	10 kA	100 kA
	16 kA	100 kA

Мълниезащита на промишлени сгради и конструкции
   (Наръчник за електрозахранване за промишлени предприятия. Индустриални електрически мрежи).

Определяне на необходимостта от мълниезащита на промишлени сгради и конструкции, които не са включени в таблицата. , могат да бъдат направени по причини, които дават основа за използването на устройства за мълниезащита.
Причините за необходимостта от мълниезащитни устройства могат да бъдат броят на ударите на мълния годишно над 0,05 за сгради и конструкции от I и II степен на огнеустойчивост; 0,01 - за III, IV и V степен на пожароустойчивост (независимо от активността на гръмотевичната активност в разглежданата зона).
   В сгради с голяма площ (с ширина 100 m или повече) е необходимо, в съответствие с § 2-15 и 2-27 от SN305-69, да се предвидят мерки за изравняване на потенциала вътре в сградата, за да се избегнат повреди на електрически инсталации и щети на хората от директни удари на мълния в сградата.

Класификация на сгради и конструкции за устройства за мълниезащита и необходимостта от нейното прилагане

Сгради и съоръжения	Районът, в който сградите и конструкциите подлежат на задължителна мълниезащита
Промишлени сгради и конструкции с отрасли, свързани с класове В-І и В-ІІ ПУЭ	В целия СССР
Промишлени сгради и конструкции с помещения, принадлежащи на класове B-Ia, B-Ib и B-IIa съгласно Правилата за монтаж на електрически инсталации	В райони със средна гръмотевична буря от 10 часа или повече годишно	ІІ
Външни технически инсталации и външни складове, съдържащи експлозивни газове, пари, запалими и запалими течности (например държачи за газ, резервоари, товарни и разтоварни стелажи и др.), Които са класифицирани като B-IIa в съответствие с PUE	В целия СССР	ІІ
Промишлени сгради и конструкции с производство, което може да се припише на класове P-І, P-II или P-IIa според PUE	В райони със средна активност на гръмотевична буря от 20 мълнии или повече годишно с очаквания брой удари на мълния в сграда или структура най-малко 0,05 годишно за сгради или конструкции с I степен на пожароустойчивост и 0,01 за III, IV и V степен на устойчивост	ІІІ
Промишлени сгради и конструкции от III, IV и V степен на огнеустойчивост, класифицирани по нива на пожарна опасност в категории G и D съгласно SNiP ІІ-M, 2-62, както и отворени складове с твърди горими вещества, класифицирани като клас P-IIІ според PUE	В райони със средна активност при гръмотевична буря от 20 мълнии или повече годишно, като очакваният брой удари на мълния в сграда или структура е поне 0,05 годишно	ІІІ
Външни инсталации, в които се използват или съхраняват горими течности с температура на палене над 45 ° C, класифицирана като P-IIІ съгласно PUE		ІІІ
Сгради за животни и птици и сгради на селскостопански предприятия от III, IV и V степен на пожароустойчивост със следната цел: крави и телета за 100 и повече животни, прасета за животни от всички възрасти и групи за 100 или повече животни; конюшни за 40 животни и повече; домашни птици за всички видове птичи възрасти на 1000 глави и повече	В райони със средна гръмотевична буря от 40 мълнии или повече годишно	ІІІ
Вертикални изпускателни тръби на промишлени предприятия и котелни, вода и силози, пожарни кули, височина 15-30 м от повърхността на земята	В райони със средна гръмотевична буря от 20 мълнии или повече годишно	ІІІ
Вертикални изпускателни тръби на промишлени предприятия и котелни помещения с височина над 30 m от повърхността на земята	В целия СССР	ІІІ
Жилищни и обществени сгради, издигащи се на нивото на общия строителен масив с повече от 25 m, както и отделни сгради с височина над 30 m, отдалечени от строителния масив с не по-малко от 100 m	В райони със средна гръмотевична буря от 20 мълнии или повече годишно	ІІІ
Обществени сгради от IV и V степен на пожароустойчивост със следната цел: детски градини и ясли; образователни и спални сгради, столови на санаториуми, места за отдих и пионерски лагери, спални сгради на болници; клубове и кина	В райони със средна гръмотевична буря от 20 мълнии или повече годишно	ІІІ
Сгради и постройки с историческо и художествено значение, управлявани от Департамента за изобразително изкуство и защита на паметниците на Министерството на културата на СССР	В целия СССР	ІІІ

Разяснение на отдела за надзор на електроенергията на Ростехнадзор относно съвместното прилагане на „Инструкциите за мълниезащита на сгради и съоръжения“ (RD 34.21.122-87) и „Инструкции за мълниезащита на сгради, конструкции и промишлени комуникации“ (СО 153-34.21.122-2003)

ФЕДЕРАЛНО ОБСЛУЖВАНЕ			Федерални лидери държавни агенции    управление и енергия    държавни инспекции енергиен надзор
НА ЕКОЛОГИЧНО, ТЕХНОЛОГИЧНО
И АТОМНА НАДЗОРА
УПРАВЛЕНИЕ
ЗА НАДЗОР В ЕЛЕКТРИЧЕСТВОТО
109074, Москва, К-74
Китайгородски пр., 7
тел. 710-55-13, факс 710-58-29
01.12.2004	№	10-03-04/182
На номер	от

Департаментът за надзор на електроенергийната индустрия на Федералната служба за надзор на електроенергийната промишленост (Ростехнадзор) и по-рано на Госенергонадзор получават от много организациивъпроси относно използването на „Инструкции за мълниезащита на сгради, конструкции и промишленосткомуникации "(СО \u200b\u200b153-34.21.122-2003), одобрен със заповед на Министерството на енергетиката на Русия от 30 юни 2003 г. № 280. Обръща се внимание на трудностите при използването на тази инструкция порадиняма референтен материал. Задават се въпроси и за законността на поръчката на РАО "ЕЕС"Русия “от 14.08.2003 г. № 422„ За преразглеждането на регулаторните и техническите документи (NTD) и процедурата за тяхното действие в съответствие с Федералния закон „За техническия регламент“ и сроковете за подготовкабий на инструкциите на SO 153-34.21.122-2003.

Отделът за надзор на електроенергията на Ростехнадзор обяснява в това отношение.

В съответствие с разпоредбите на Федералния закон от 27 декември 2002 г. № 184-FZ „За техническотонаредба ", член 4, изпълнителните органи имат право да одобряват (издават) документи (актове) само с препоръчителен характер. Тази инструкция се отнася и до" Инструкцииза    мълниезащита на сгради, конструкции и промишлени комуникации. "

Заповед на Министерството на енергетиката на Русия от 30 юни 2003 г. № 280 не отменя предишното издание„Инструкции за мълниезащита на сгради и конструкции“ (RD 34.21.122-87) и думата „в замяна“ отпредсловения на отделни издания на инструкциитеSO 153-34.21.122-2003, не означава недопустимост на използването на предишното издание. Проектантските организации имат право да използват при определяне разработването на защитни мерки, позицията на някое от горнитеинструкции или комбинация от тях.

Срокът за подготовка на справочни материали за „Инструкции за мълниезащита на сградинаучни и индустриални комуникации “, SO 153-34.21.122-2003, към днешна дата, не е дефиниранолен поради липса на източници на финансиране за тази работа.

Заповедта на RAO UES на Русия от 14 август 2003 г. № 422 е корпоративен документ и не е валидна за организации извън структурата на RAO UES на Русия.

Ръководител на отделNP Dorofeev

Държавни стандарти за мълниезащита

GOST R IEC 62561.1-2014 Компоненти на мълниезащитна система. Част 1. Изисквания за свързване на компоненти
   GOST R IEC 62561.2-2014 Компоненти на мълниезащитна система. Част 2. Изисквания към проводниците и заземяващите електроди
   GOST R IEC 62561.3-2014 Компоненти на мълниезащитни системи. Част 3. Изисквания за разделителни свещи
   GOST R IEC 62561.4-2014 Компоненти на мълниезащитни системи. Част 4. Изисквания към устройствата за монтаж на проводник
   GOST R IEC 62561.5-2014 Компоненти на мълниезащитни системи. Част 5. Изисквания за инспекционни кладенци и уплътнения на заземен електрод
   GOST R IEC 62561.6-2015 Компоненти на мълниезащитна система. Част 6. Изисквания за мълниеприемници
GOST R IEC 62561-7-2016 Компоненти на мълниезащитна система. Част 7. Изисквания за смеси, които нормализират заземяването

GOST R IEC 62305-1-2010 Управление на риска. Мълниезащита. Част 1. Общи принципи
   GOST R IEC 62305-2-2010 Управление на риска. Мълниезащита. Част 2. Оценка на риска
   GOST R IEC 62305-4-2016 Мълниезащита. Част 4. Защита на електрически и електронни системи в сградите и конструкциите

GOST R54418.24-2013 (IEC 61400-24: 2010) Възобновяема енергия. Вятърна мощност. Вятърни централи. Част 24. Мълниезащита

Международна електротехническа комисия  (IEC; Eng. Международна електротехническа комисия, IEC; Френска комисия électrotechnique internationale, CEI) е международна организация с нестопанска цел за стандартизация в областта на електрическите, електронните и свързаните с тях технологии.
Стандартите на IEC имат номера в диапазона 60 000 - 79 999, а имената им са от типа IEC 60411 Графични символи. Номерата на старите IEC стандарти са трансформирани през 1997 г. чрез добавяне на числото 60 000, например на стандарта IEC 27 е дадено число IEC 60027. Стандартите, разработени във връзка с Международната организация за стандартизация, имат имена като ISO / IEC 7498-1: 1994 Отворени системи взаимовръзка: Основен референтен модел.

Международната електротехническа комисия (IEC) разработи стандарти, които определят принципите за защита на сгради и конструкции с всякаква цел срещу пренапрежение, позволявайки ви правилно да подходите към проектирането на строителни конструкции и системата за мълниезащита на обект, рационалното поставяне на оборудването и полагането на комуникации.

Те включват предимно следните стандарти:

IEC-61024-1 (1990-04): „Мълниезащита на строителни конструкции. Част 1. Основни принципи. “

IEC-61024-1-1 (1993-09): „Мълниезащита на строителни конструкции. Част 1. Основни принципи. Ръководство A: Избор на нива на защита за мълниезащитни системи. “

IEC-61312-1 (1995-05): „Защита срещу електромагнитния импулс на мълния. Част 1. Основни принципи. “

Изискванията, посочени в тези стандарти, формират „Концепцията за защита на зоните“, основните принципи на която са:

използването на строителни конструкции с метални елементи (армировка, рамки, носещи елементи и др.), електрически свързани между себе си и заземяващата система, и образуване на екранираща среда за намаляване на въздействието на външни електромагнитни влияния вътре в обекта ("клетка Фарадей");

наличието на правилно изпълнена система за заземяване и изравняване на потенциала;

разделяне на обекта на условни защитни зони и използване на специални устройства за защита от пренапрежение (SPD);

спазване на правилата за поставяне на защитено оборудване и проводници, свързани с него по отношение на друго оборудване и проводници, които могат да имат опасен ефект или да причинят смущения.

Дърветата често се превръщат в мишени за удари на мълния, което понякога води до много сериозни последици. Ще поговорим за опасността от удар на мълния както за самите дървета, така и за хората, които живеят до тях, както и как да намалим рисковете, свързани с това явление.

Където удари мълнията

За значителна част от земната територия гръмотевичните бури са доста често срещани. В същото време над Земята бушуват около една и половина хиляди гръмотевични бури. Всяка година, например, в Москва има повече от 20 дни на гръмотевични бури. Но въпреки познаването на този природен феномен, неговата сила не може да не разклати. Напрежението на средната мълния е около 100 000 волта, а силата на тока е 20 000–50 000 ампера. Температурата на мълниеносния канал в този случай достига 25 000 - 30 000 ° C. Не е изненадващо, че мълния, удряща сгради, дървета или хора и разпространявайки електрическия си заряд, често води до катастрофални последици.

Въпреки че ударът на мълния върху един единствен поземлен обект, независимо дали е сграда, мачта или дърво, е доста рядко събитие, колосалната разрушителна сила прави гръмотевичните бури едно от най-опасните природни явления за хората. Така според статистиката всеки седми пожар в провинцията започва поради удар на мълния, по отношение на броя на регистрираните природни бедствия смъртта от мълния заема второто място, на второ място след наводненията.

Вероятността да се повредят наземните обекти (включително дърветата) от мълния зависи от няколко фактора:

• от интензивността на гръмотевичната активност в региона (свързана с климатичните особености);
• от височината на дадения обект (колкото по-висока, толкова по-голяма е вероятността от удар на мълния);
• от електрическото съпротивление на обекта и почвените слоеве под тях (колкото по-ниско е електрическото съпротивление на обекта и почвените слоеве под него, толкова по-голяма е вероятността мълния да се изхвърли в него).

От казаното става ясно защо дърветата често се превръщат в мишени за мълнии: едно дърво често е доминиращ елемент на релефа, наситена с влага жива дървесина, свързана с дълбоки слоеве на почвата с ниско електрическо съпротивление, често е добре заземен естествен мълниепроводник.

Гръмотевична дейност в някои населени места на Московска област

селище	Средната годишна продължителност на гръмотевични бури, часове	Специфичната плътност на мълниите удря в 1 км²	Обща характеристика на гръмотевичната активност
Волоколамск	40–60	4	високо
Истра	40–60	4	високо
Нов йерусалим	40–60	4	високо
Павловски Посад	20–40	2	среда
Москва	20–40	2	среда
Kashira	20–40	2	среда

Каква е опасността от удар на мълния по дърво

Последиците от удар на мълния в дърво често са пагубни както за самия него, така и за близките сгради, а също представляват значителна заплаха за хората, които са били наблизо в този момент. По време на преминаването на мощен електрически заряд през дървесината се получава мощно отделяне на топлина и експлозивно изпарение на влага вътре в багажника. Резултатът от това е увреждане с различна тежест: от повърхностни изгаряния или пукнатини до пълно разцепване на багажника или огън на дървото. В някои случаи се появяват значителни механични повреди вътре в багажника (надлъжни пукнатини или разцепване на дървесината на годишни пръстени), които са почти незабележими при визуален преглед, но значително увеличават риска от попадане на дърво в близко бъдеще. Често корените на едно дърво също могат да получат сериозни, но незабележими щети по време на визуална проверка.

В случай, че увреждането от мълния не доведе до моментално унищожаване или смърт на дървото, обширните наранявания, нанесени от него, могат да причинят развитието на опасни заболявания, като гниене, съдови заболявания, отслабеното растение се превръща в лесна плячка за стволови вредители. В резултат на това дървото може да стане опасно или да изсъхне.

Светкавици попадат в дървета (включително живи), често причиняват пожари, които също отиват до близките сгради. Понякога страничен разряд от дърво се предава на стената на сграда, дори ако върху нея е монтиран мълниеносен прът. И накрая, електрическият потенциал от засегнатото дърво се разпространява в повърхностните слоеве на почвата, в резултат на което той може да бъде внесен в сградата, да повреди подземните комуникации или да доведе до токов удар на хора или домашни любимци.

Светкавичен удар в дърво може да причини значителни материални щети, дори ако не се случи аварийна ситуация. Всъщност оценката на безопасността на такова дърво, специалните грижи за него или дори простото отстраняване на изсъхнало или безнадеждно болно дърво може да бъде свързано със значителни материални разходи.

Понякога страничен разряд от дърво се предава на стената на сграда, дори ако върху нея е монтиран мълниеносен прът.

Регулаторни въпроси

По този начин мълниезащитата на особено ценни дървета (които са център на ландшафтни композиции, исторически и редки) или дървета, растящи в близост до жилища, може да бъде практически оправдана. У нас обаче напълно липсва нормативната уредба, която предписва или регулира мълниезащитата на дърветата. Това състояние на нещата е по-скоро следствие от инерцията на вътрешната регулаторна рамка, отколкото адекватна оценка на рисковете, свързани с удари от мълния в урбанизирана среда.

Основният настоящ вътрешен стандарт за защита от мълнии е от 1987 г. Отношението към мълниезащитата в провинцията в този документ отразява реалностите и позициите от онова време: материалната стойност на повечето крайградски сгради беше малка, а интересите на държавата бяха насочени към защита на публичната, а не на частната собственост. Освен това съставителите на вътрешните стандарти изхождат от предположението, че по време на изграждането на крайградски жилищни сгради се спазват норми и правила, но това не винаги е така. По-специално, минималното разстояние от ствола на дървото до стената на сградата трябва да бъде най-малко 5 м. В реалностите на крайградското строителство къщите често се поставят близо до дърветата. Освен това собствениците на такива дървета, като правило, не са склонни да се съгласят с премахването им.

В други страни има стандарти за мълниезащита: например американски - ANSI A 300 част  4 или британски - Британски стандарт  6651 регулира, включително мълниезащита на дърветата.

Минималното разстояние от ствола на дървото до стената на сградата трябва да бъде най-малко 5 m.

Кога е необходима защита?

В какви случаи има смисъл да се мисли за мълниезащита на дърво? Ние изброяваме факторите, въз основа на които може да се препоръча такова решение.

Дървото расте на открити площи или забележимо над съседни дървета, сгради, конструкции и релефни елементи, Предмети с преобладаваща височина се удрят от мълнии по-често.

Район с висока гръмотевична активност. С висока честота на гръмотевични бури вероятността от увреждане на дърветата (както и други обекти) се увеличава. Основните характеристики на гръмотевичната активност са средногодишният брой мълниеносни часове, както и средната специфична плътност на ударите на мълния в земята (средногодишен брой удари на мълния на 1 км²) от земната повърхност. Последният индикатор се използва за изчисляване на очаквания брой лезии на обект (включително дърво) чрез мълния на година. Например, в случай на зона със средна продължителност на часовете на гръмотевични бури 40-60 годишно (по-специално, някои райони на Московска област), може да се очаква повреда на дървото с височина 25 м веднъж на всеки 20 години.

Местоположение на обекта в близост до водни тела, подземни ключове, повишена влажност на почвата в обекта , Тази подредба допълнително увеличава риска от увреждане на мълния от дървото.

Високо дърво расте на разстояние три или по-малко метра от сградата.   Тази подредба на дървото не влияе на вероятността мълния да попадне в него. Повредите по дърветата, разположени в близост до сградите, носят значителни заплахи както за самите сгради, така и за хората вътре в тях. Това увеличава риска от повреда на сградата чрез странично изхвърляне, рискът от повреда на покрива при падане на дървото е много висок и ако се запали, пожар може да се разпространи в сградата.

Клоновите дървета висят над покрива на сградата, докосват се до нейните стени, върхове, улуци или декоративни елементи на фасадата, В този случай се увеличава и рискът от повреда на сградата, пожари, прехвърляне на изхвърляне в къщата.

Дървесината се отнася до порода, която често или редовно се удря от удари на мълния. , Някои видове дървета са поразени от мълнии по-често от други. Дъбовете са най-често ударени от мълния.

Корените на едно дърво, което расте до сградата, могат да се свържат с подземната основа или комуникациите, подходящи за къщата, В този случай, когато дървото е ударено от мълния, вероятността от "изхвърляне" на изхвърлянето в помещенията или повреда на комуникациите (например, датчици за напоителна система и електрически мрежи) се увеличава.

Експертите за защита от мълнии за защита препоръчват да се монтира самостоятелен гръмоотвод, докато на разстояние от 3 до 10 м има дървета, подходящи за височина и други параметри за инсталиране на гръмоотвод и надолу проводник, Инсталирането на отделна мачта може да бъде доста скъпо. За много собственици на селски къщи такива мачти също са естетически неприемливи. И накрая, е много трудно да се постави мачтата в горската зона, така че по време на нейното изграждане корените на дървото да не бъдат засегнати или стрии да не пречат на движението на хората.

Излагане на незащитени дървета от определени видове
  (от стандарт ANSI A 300, част 4)

Принцип на работа

Принципът на работа на мълниезащитната система е, че мълниезарядът се „прихваща“ от мълниеносен прът, безопасно се провежда от надолу проводник и се предава в дълбоките слоеве на почвата, като се използва заземяване.

Компонентите на дървозащитна система са: гръмоотвод (един или няколко), надземен проводник, подземен проводник и заземителна система, състоящ се от няколко заземяващи пръти или плочи.

При разработването на собствени схеми за защита от мълнии бяхме изправени пред необходимостта да комбинираме вътрешни стандарти за мълниезащита на сгради и конструкции и западни стандарти, които регулират мълниезащитата на дърветата. Необходимостта от подобна комбинация се дължи на факта, че действащите национални стандарти не препоръчват инсталирането на мълниезащитни системи върху дървета, докато по-старите разпоредби включват инструкции, които представляват заплаха за здравето на дървото. В същото време американският стандарт ANSI A 300, който съдържа подробна информация за монтирането на системата върху дърво и принципите на нейното инсталиране и поддръжка, налага по-ниски изисквания към електрическата безопасност на системата в сравнение с вътрешните стандарти.

Компонентите за мълниезащита са изработени от мед или неръждаема стомана. В този случай, за да се избегне корозия, във всички връзки и контакти между проводимите елементи се използва само един от избраните материали. Въпреки това, когато използвате мед, се допускат бронзови крепежни елементи. Медните компоненти са по-скъпи, но имат по-голяма проводимост, което намалява размера на компонентите, прави ги по-малко видими и намалява разходите за инсталиране на системата.

Според статистиката всеки седми пожар в провинцията започва поради удар от мълния, по отношение на броя на регистрираните природни бедствия смъртта от мълния заема второто място, на второ място след наводненията.

Системни компоненти

Въздушният терминал е метална тръба, затворена в края. Спускащият проводник влиза във въздушния терминал и се закрепва към него.

За дървета с разпръсната корона са необходими допълнителни колектори за ток, тъй като в този случай изхвърлянето на мълния може да удари клони или върхове, които са далеч от въздушния терминал. Ако дърво има механична система за поддръжка на клони на базата на метални кабели, тогава при извършване на мълниезащита то също трябва да се заземи. За целта към него се свързва допълнителен проводник надолу с помощта на болтов контакт. Трябва да се отбележи, че директният контакт на мед с поцинкован кабел е неприемлив, тъй като води до корозия.

Долни проводници от мълнии и допълнителни контакти са свързани чрез специални затягащи контакти или болтови връзки. В съответствие със стандарта ANSI A 300 за мълниезащита на дърветата, надолу проводниците се използват под формата на изцяло метални стоманени кабели с различно тъкане. В съответствие с вътрешните стандарти, минималното ефективно напречно сечение на меден проводник е 16 mm², минималното ефективно сечение за меден проводник е 50 mm. При провеждане на проводници по дърво трябва да се избягват остри завои. Огъванията на надолу проводници под ъгъл, по-малък от 900, са неприемливи, радиусът на кривината на завоя не трябва да бъде по-малък от 20 cm.

Надолу проводниците са прикрепени към багажника с метални скоби, които са погребани на няколко сантиметра в дървото на багажника. Материалът на скобите не трябва да води до контакт на корозия, когато е свързан с надолу проводник. Невъзможно е да се фиксират проводници, като се връзват на дървото с тел, тъй като радиалният растеж на багажника ще доведе до наранявания на пръстените и дървото ще изсъхне. Твърдото фиксиране на надолу проводници по повърхността на багажника (със скоби) ще доведе до техния растеж в багажника, по-ниска устойчивост и безопасност на системата и развитие на широко гниене на ствола. Най-добрият вариант за монтиране на системата е инсталирането на динамични скоби. В този случай, с увеличаване на диаметъра на багажника, държачите с кабели автоматично се притискат до края на пръта от натиска на тъканите от дърво. Обърнете внимание, че задълбочаването на щифтовете за забиване с няколко сантиметра в дървения материал и последващото им частично капсулиране с дърво на практика не му навреди.

Долни проводници се спускат надолу по багажника до основата му и проникват в изкопа.

Минималната дълбочина на изкопа за подземната част на свалящия проводник, предписана от стандарта ANSI A 300, е 20 см. Изкопаването на изкопа се извършва ръчно, като се поддържа максималният брой корени. В случаите, когато увреждането на корените е особено нежелателно, трябва да се използва специално оборудване за окопване. Например въздушният нож е компресорен инструмент, предназначен за земни работи в близката зона на дърветата. Това устройство, използвайки силен фокусиран въздушен поток, може да премахне почвените частици, без да повреди дори най-тънките корени на едно дърво.

Видът и параметрите на заземяващото устройство и разстоянието, на което долният проводник трябва да се простира до него, се определят от свойствата на почвата. Това се дължи на необходимостта от намаляване на необходимото ниво на импулсното заземяване - електрическото съпротивление срещу разпространение на импулса на електрическия ток от заземяващия електрод. Според вътрешните стандарти, на места, редовно посещавани от хората, това съпротивление не трябва да надвишава 10 ома. Тази стойност на съпротивлението на заземяването трябва да изключва разрушения на искровия ток от подземния проводник и земния електрод към почвената повърхност и следователно да предотвратява токов удар върху хора, сгради и комуникации. Основният индикатор на почвата, който определя избора на схема на заземяване, е специфичното съпротивление на почвата - съпротивлението между двете страни на 1 m³ земя, когато през нея тече ток.

Колкото по-голямо е съпротивлението на почвата, толкова по-разклонена трябва да бъде системата за заземяване, за да се гарантира безопасното оттичане на електрическия заряд. На почви с малко съпротивление до 300 ома (глинеста, глинеста, влажна зона), като правило, се използва заземяваща система от две вертикални заземяващи пръти, свързани чрез надолу проводник. Между прътите се поддържа разстояние най-малко 5 м. Дължината на прътите е 2,5–3 м, горният край на пръта се задълбочава с 0,5 м.

На почви с високо съпротивление (пясъчна глинеста, пясъчна, чакълеста) се използват многоземни системи за заземяване. При ограничаване на възможната дълбочина на заземяване се използват заземителни плочи. За удобство на проверките и тестването на надеждността на заземяването, над кладенческите елементи се монтират малки кладенци.

Съпротивлението на почвата не е постоянна стойност, стойността й силно зависи от почвената влага. Следователно, в сухия сезон, надеждността на заземяването може да бъде намалена. За да се предотврати това, се използват няколко трика. Първо, прътовете за заземяване, когато е възможно, се намират в поливната зона. Второ, горната част на пръта се задълбочава на 0,5 m под почвената повърхност (горната 0,5 m от почвата е най-податлива на изсушаване). Трето, ако е необходимо, в почвата се добавя бентонит, естествен задържащ влага компонент. Бентонитът е малка колоидна частица от минерална глина, чието порно пространство задържа добре влагата и стабилизира почвената влага.

Живата богата на влага дървесина, свързана с дълбоки, слабо електрически устойчиви почвени слоеве, често е добре заземен естествен мълниеносен прът.

Чести грешки

В домашната практика мълниезащитата на дърветата се използва рядко, а в случаите, когато тя все още се произвежда, при инсталирането й се правят редица сериозни грешки. Така че, като мълниеносни пръти, като правило, се използват метални пръти, монтирани на дърво с помощта на тел или метални обръчи. Тази опция за монтаж води до сериозни наранявания на пръстеновидния ствол, които в крайна сметка водят до пълно изсушаване на дървото. Определена опасност представлява поникването на надолу проводника в ствола на дървото, което води до появата на обширни открити надлъжни рани по багажника.

Тъй като мълниезащитата е инсталирана на дърветата от електриците, те обикновено използват гафове (котки), за да се качат на дърво - ботуши с метални шипове, които причиняват сериозни наранявания на дървото.

За съжаление, характеристиките на короната на дървото също се пренебрегват: като правило, не се взема предвид необходимостта от инсталиране на няколко гръмоотвода на многоверхидни дървета с широки корони, структурни дефекти при разклоняването на дървото също не се вземат предвид, което често води до счупване и падане на върха с инсталирания гръмоотвод.

Мълниезащитата на дърветата не може да се нарече обичайна практика. Показания за прилагането му се срещат в райони с умерена гръмотевична активност доста рядко. Независимо от това, в случаите, когато е необходима мълниезащита на дърветата, правилното му прилагане е изключително важно. При проектирането и инсталирането на такива системи е важно да се вземе предвид не само надеждността на самия мълниеносен прът, но и сигурността на системата за защитеното дърво.

Крайната надеждност на мълниезащитата ще зависи както от правилния избор на нейните материали, контакти и заземяване, така и от стабилността на самото дърво. Само като се вземат предвид особеностите на структурата на короната, радиален растеж, местоположението на кореновата система на дървото, е възможно да се създаде надеждно дърво, което не причинява опасни наранявания и следователно не създава излишни рискове за хората наблизо с мълниезащитна система.

Средната годишна продължителност на гръмотевични бури.Специална плътност на удари от мълнияn M.. Радиусът на свиване Rst .. Броят на директните удари на мълния в обекта .. Степента на опасност от мълния.

Задачата на проектанта е да осигури на проекта надеждна и подходяща мълниезащитна система на съоръжението. За да се определи достатъчно количество защитни мерки, които осигуряват ефективна защита от мълнии, е необходимо да си представим прогнозирания брой директни удари на мълния в защитената конструкция.  Най-  На първо място, честотата на директните удари на мълния зависи от честотата на гръмотевичните бури на мястото на обекта.

  И така, почти няма гръмотевични бури отвъд Арктическия кръг, а гръмотевичните бури са често срещано явление в южните райони на Северен Кавказ, Краснодарския край, в субтропната ивица или в някои райони на Сибир и Далечния Изток. За да се оцени активността на гръмотевичните бури, има регионални карти за интензитета на гръмотевичната активност, които показват средната продължителност на гръмотевичните бури в часове годишно. Разбира се, тези карти далеч не са перфектни. Независимо от това, те са подходящи за приблизителни оценки. Например за средната част на Русия можем да говорим за 30-60 гръмотевични бури годишно, което се равнява на 2-4 удара от мълния годишно на 1 км 2   Земна повърхност.

Специфична гравитация на мълния

Средногодишният брой удари на мълния на 1 км 2   повърхност на земята или специфична плътност на мълниезаряда ( n M) се определя според метеорологичните наблюдения на мястото на обекта. Ако е неизвестно, то може да се изчисли по следната формула:

n M   \u003d 6.7 * Т d / 100 (1 / км 2 година)

  където Td  - средната годишна продължителност на гръмотевичните бури в часове, определена чрез регионални карти за активност при гръмотевична буря.

Оценка на честотата на удари на мълния през радиуса на стесняване

След като определи специфичната плътност на мълниезаряда, дизайнерът трябва да прецени каква част от тези светкавици ще попаднат в защитения обект.
  Оценката може да се извърши, като се използва радиусът на свиване (Rst). Опитът показва, че средно висок предмет h привлича всички мълнии от разстояние до: Rst ≈ 3h.

Това е радиусът на свиване. В плана е необходимо да се начертае линия, която е отдалечена от външния периметър на обекта на разстояние Rst. Линията ще ограничи зоната на свиване (Sst). Тя може да бъде изчислена по всякакви налични методи (поне чрез квадратите на графична хартия).

Подобна оценка е подходяща и за предмети със сложна форма, отделни фрагменти от които имат коренно различни височини. В близост до всеки от фрагментите въз основа на тяхната специфична височина е изградена крива, която ограничава собствената му зона на свиване. Естествено, отчасти те се припокриват. Трябва да се вземе предвид само областта, ограничена от външната обвивка, както е показано на фиг. 1. Тази област ще определи очаквания брой удари на мълния.
Фиг

Броят на директните удари на мълния в защитения обект се определя просто: стойността на зоната на свиване, изразена в квадратни километри, се умножава по специфичната плътност на мълниезаряда:

N М = n M*SCT.

Практически констатации

От тази техника следва няколко очевидни заключения.
  Първо, броят на мълниите се удари в един концентриран обект като кула или опора, чиято височина е много по-голяма от други общи размери, ще бъде пропорционална на квадрата на височината му (Sst \u003d π (3h) 2 ), а за разширени обекти (например електропровод) - пропорционална на височината в първа степен. Други обекти за конфигуриране заемат междинно положение.

Второ, с натрупването на много обекти на ограничена територия, когато зоните им на свиване частично се припокриват (градоустройство), броят на ударите на мълния във всеки от обектите ще бъде забележимо по-малък, отколкото в един и същ обект в открита зона.
  В условия на гъсто развитие, когато свободното пространство между обектите е много по-малко от тяхната височина, тогава всеки от обектите на практика ще събира мълнии само от областта на покрива си, а височината му ще престане да играе забележима роля. Всичко това убедително се потвърждава от експлоатационния опит.

Опасност от мълния

При оценката на степента на опасност от мълния има един нюанс, който е по-добре обяснен с пример. Да предположим, че оценяваме броя на ударите в антената на антената с височина 30 м. С добра точност можем да предположим, че нейната зона на свиване е окръжност с радиус Rst ≈ 3h \u003d 90 m и е равна на Sst \u003d 3,14 * (90) 2   ≈25 000 м 2   \u003d 0,025 км 2 .

Ако на мястото на мачтата е специфичната плътност на мълниите n M \u003d 2, тогава средното годишно мачтата трябва да поема Nm \u003d 0,025 x 2 \u003d 0,05 удара от мълния. Това означава, че средно 1 удар от мълния ще се случи на всеки 1 / Nm \u003d 20 години експлоатация. Естествено, не можете да знаете кога това всъщност ще се случи: с еднаква вероятност това може да се случи по всяко време, както през първата година, така и през двадесетата година от експлоатацията.

Ако оценяваме степента на опасност от светкавица за конкретна антена на мачтата от позицията на собствениците на мобилни телефони, тогава вероятно можем да се примирим с прекъсване на комуникацията, което може да се случи веднъж на 20 години работа. За самата телефонна компания подходът може да бъде коренно различен. Ако оперира не само една, а 100 антенни системи, едва ли компанията ще бъде доволна от перспективата за годишни ремонти на средно 100/20 \u003d 5 антени.

Трябва също да се каже, че самото оценяване на честотата на директните удари на мълния не означава много. Всъщност няма значение честотата на ударите на мълнии, а оценката на вероятността от възможни разрушителни последици от тях, което дава възможност да се определи целесъобразността на определени мерки за защита от мълнии. Прочетете и статиите в блога за това:

оплакват

Раздел 2. Канализация на електричество

Глава 2.5. Надземни електропроводи с напрежение над 1 kV

Климатични условия и натоварвания

5.2.38. При изчисляване на надземната линия и техните елементи трябва да се вземат предвид климатичните условия: налягане на вятъра, дебелина на ледената стена, температура на въздуха, степен на агресивно въздействие върху околната среда, интензивност на светкавичната активност, танцуване на жици и кабели, вибрации.

Определянето на проектните условия за вятър и лед трябва да се направи въз основа на подходящи карти на климатичното зониране на територията на Руската федерация (фиг. 2.5.1, 2.5.2 - виж цветен стикер) с корекция, ако е необходимо, на техните параметри в посока на увеличаване или намаляване според регионалните карти и дългосрочни материали наблюдения на хидрометеорологични станции и метеорологични станции за скоростта, масата, размерите и вида на леденостудоносните отлагания. В слабо проучени райони * за тази цел могат да се организират специални проучвания и наблюдения.

  * Слабо изследваните райони включват планински терен и райони, където на 100 км от маршрута на OHL има само една представителна метеорологична станция за характеризиране на климатичните условия.

Ris.2.5.1. Карта на зониране на територията на Руската федерация чрез натиск на вятъра.

Ris.2.5.2. Карта на зониране на територията на Руската федерация по дебелината на ледената стена.

При липса на регионални карти стойностите на климатичните параметри се прецизират чрез обработване на съответните данни от дългосрочни наблюдения в съответствие с насоките за изчисляване на климатичните натоварвания по въздушните линии и изграждане на регионални карти с повтаряемост веднъж на всеки 25 години.

Основата за регионализация от налягането на вятъра са стойностите на максималните скорости на вятъра с 10-минутен интервал от усредняващи се скорости на височина 10 m с повторяемост веднъж на всеки 25 години. Зонирането на лед се извършва в съответствие с максималната дебелина на стената на отлагане на лед с цилиндрична форма с плътност 0,9 g / cm 3 върху тел с диаметър 10 mm, разположен на височина 10 m над земята, с повторяемост веднъж на всеки 25 години.

Температурата на въздуха се определя въз основа на данни от метеорологичните станции, като се вземат предвид разпоредбите на строителните норми и разпоредби и указанията на настоящите правила.

Интензивността на активността при гръмотевична буря трябва да бъде определена чрез зониране на карти на територията на Руската федерация според броя на часовете на гръмотевичните бури годишно (фиг. 2.5.3 - виж цветна вложка), регионални карти с уточнение, ако е необходимо, според метеорологичните станции за средната годишна продължителност на гръмотевичните бури.

Фигура 2.5.3. Карта на зонирането на територията на Руската федерация по средната годишна продължителност на гръмотевичните бури в часове.

Степента на агресивно въздействие върху околната среда се определя, като се вземат предвид разпоредбите на SNiP и държавните стандарти, съдържащи изисквания за използване на въздушни линии, глава 1.9 и инструкциите на тази глава.

Определянето на районите по честотата на повторяемостта и интензивността на танцуване на проводници и кабели трябва да се направи на картата на зонирането на територията на Руската федерация (фиг. 2.5.4 - виж цветна вложка) с актуализация според данните на операцията.

Фигура 2.5.4. Карта на зониране на територията на Руската федерация върху танца на проводниците.

Според честотата на повтаряемостта и интензивността на танцуване на проводници и кабели, територията на Руската федерация е разделена на зони с умерен танц на жици (честота на повторяемост на танци 1 път на 5 години или по-малко) и с чести и интензивни танци на жици (честота на повторение повече от 1 път за 5 години).

5.2.39. При определяне на климатичните условия трябва да се отчита влиянието на местните микрорелефни особености (малки хълмове и хралупи, високи насипи, яри, дерета и др.) И планинските микро-мезорелифни особености (хребети) при определяне на климатичните условия и скоростта на вятъра. , склонове, платовидни райони, долни дъна, междупланински долини и др.).

2.5.40. Стойностите на максималните налягания на вятъра и дебелините на стените на лед за въздушни линии се определят на височина 10 m над земята с повтаряемост веднъж на 25 години (стандартни стойности).

2.5.41. Регулаторно налягане на вятъра W  0, което съответства на 10-минутен интервал от средната скорост на вятъра ( V  0), на височина 10 m над повърхността на земята, тя се взема съгласно таблица 2.5.1 в съответствие с регионалната карта на територията на Русия според налягането на вятъра (фиг. 2.5.1) или според регионалните карти за регионализация.

Таблица 2.5.1. Регулаторно налягане на вятъра W  0 на височина 10 m над земята.

Нормативното налягане на вятъра, получено по време на обработката на метеорологичните данни, трябва да се закръгли до най-близката по-голяма стойност, дадена в таблица 2.5.1.

Налягане на вятъра W  определено по формулата, Па

Налягането на вятъра над 1500 Pa трябва да бъде закръглено до най-близката по-голяма стойност, кратна на 250 Pa.

За OHL 110-750 kV стандартното налягане на вятъра трябва да бъде взето най-малко 500 Pa.

За въздушни линии, изградени в труднодостъпни райони, се препоръчва налягането на вятъра да бъде едно по-високо от това, прието за региона, съгласно регионалните карти за зониране или въз основа на обработката на материали за дългосрочно наблюдение.

5.2.42. За участъци на OHL, изградени при условия, благоприятни за рязко увеличаване на скоростта на вятъра (висок бряг на голяма река, високопланински райони рязко над околността, хребетни зони на хребети, междупланински долини, отворени за силни ветрове, крайбрежна ивица на морета и океани, големи езера и резервоари в 3-5 км), при липса на данни от наблюдения, нормативното налягане на вятъра трябва да се увеличи с 40% в сравнение с това, прието за този регион. Получените стойности трябва да се закръглят до най-близката стойност, посочена в таблица 2.5.1.

5.2.43. Нормативно налягане на вятъра с лед W  g с повторяемост 1 път за 25 години се определя по формулата 2.5.41, чрез скорост на вятъра с лед v  град

Скорост на вятъра v  g се взема в съответствие с регионалното зониране на вятърните товари с лед или се определя съгласно наблюденията според указанията за изчисляване на климатичните товари. При липса на регионални карти и данни от наблюдения. За въздушни линии до 20 kV, нормативното налягане на вятъра с лед трябва да бъде взето най-малко 200 Pa, за въздушни линии 330-750 kV - най-малко 160 Pa.

Нормативни налягания на вятъра (скорости на вятъра), когато ледът се закръгля до най-близките следните стойности, Pa (m / s): 80 (11), 120 (14), 160 (16), 200 (18), 240 (20), 280 (21) ), 320 (23), 360 (24).

Стойности, по-големи от 360 Pa, трябва да бъдат закръглени до най-близкото кратно на 40 Pa.

2.5.44. Налягането на вятъра върху надземните проводници се определя от височината на намаления център на тежестта на всички проводници, от кабелите - от височината на центъра на тежестта на кабелите, при проектирането на въздушните линии - от височината на средните точки на зоните, измерени от маркировката на повърхността на земята на мястото на монтаж на опората. Височината на всяка зона трябва да бъде не повече от 10 m.

За различни височини на центъра на тежестта на проводниците, кабелите, както и средните точки на проектните зони на кулите OHL, налягането на вятъра се определя чрез умножаване на неговата стойност с коефициент K  w, взето съгласно таблица 2.5.2.

Таблица 2.5.2. Коефициентна промяна K  w височина в зависимост от вида на терена.

Височината на намаления център на тежестта на проводниците, кабелите и средните точки на зоните на конструкциите на кулите на OHL над земята, m	фактор K  w за терени

Забележка. Видовете терени съответстват на определенията, дадени в 2.5.6.

Получените стойности на налягането на вятъра трябва да бъдат закръглени до най-близкото цяло число. За междинни височини стойностите на коефициента K  w се определят чрез линейна интерполация.

Височината на намаления център на тежестта на проводниците или кабелите з  pr за общия педя се определя по формулата, m

,

където з  cp е средноаритметичната стойност на височината на проводниците към изолаторите или средната аритметична стойност на височината на кабелите до опората, отчетена от земните марки в местата на монтаж на опори, m;

f -  стрелка на проводник или провисване на кабела в средата на педя при най-висока температура, m.

2.5.45. При изчисляване на проводници и кабели вятърът трябва да бъде насочен под ъгъл от 90 ° спрямо оста VL.

При изчисляване на опорите трябва да се приеме, че вятърът е насочен под ъгъл от 0 °, 45 ° и 90 ° спрямо оста VL, докато за ъгловите опори посоката на бисектрисата на външния ъгъл на въртене, образувана от съседни участъци от линията, се приема за оста VL.

2.5.46. Стандартна дебелина на ледената стена б  д с плътност 0,9 g / cm 3 трябва да се вземе в съответствие с таблица 2.5.3 в съответствие с картата на зонирането на територията на Русия според дебелината на ледената стена (виж фиг. 2.5.2) или според регионалните карти на зониране.

Таблица 2.5.3. Стандартна дебелина на ледената стена   б  e за височина 10 m над земята.

Нормативната дебелина на стената на лед, получена по време на обработката на метеорологичните данни, се препоръчва да се закръгли до най-близката по-голяма стойност, дадена в таблица 2.5.3.

В специални ледени участъци трябва да се вземе дебелината на ледената стена, получена чрез обработка на метеорологични данни, закръглена до 1 mm.

За OHL от 330-750 kV, нормативната дебелина на ледената стена трябва да бъде взета най-малко 15 mm.

За въздушни линии, изградени в труднодостъпни райони, се препоръчва дебелината на ледената стена да бъде взета съответстваща на района с една по-висока от тази, приета за региона според регионалните карти на зониране или въз основа на обработката на метеорологичните данни.

2.5.47. При липса на данни от наблюдения за участъци от въздушни линии, минаващи през язовири и язовири на хидравлични конструкции, близо до водоеми за охлаждане, кули за охлаждане на кули, басейни с пръскане в райони с по-ниски температури над минус 45 ° C, нормативната дебелина на ледената стена б  e трябва да се вземе 5 mm повече, отколкото за съседни участъци от въздушни линии, а за райони с по-ниски температури минус 45 ° и по-ниски - 10 mm.

2.5.48. Стандартното натоварване на вятъра, когато лед върху жица (кабел) се определя от 2.5.52, като се вземе предвид условната дебелина на стената на леда б  y, което се взема според регионалното зониране на вятърните товари по време на обледеняване или се изчислява според указанията за изчисляване на климатичните товари. При липса на регионални карти и данни от наблюдения б  у \u003d б  д.

5.2.49. Дебелина на ледената стена ( б  е, б  s) по въздушните линии се определя във височината на намаления център на тежестта на всички проводници, на кабелите - във височината на центъра на тежестта на кабелите. Височината на намаления център на тежестта на проводниците и кабелите се определя в съответствие с 2.5.44.

Дебелината на стената на леда върху проводници (кабели) с височината на намаления им център на тежест над 25 m се определя чрез умножаване на стойността му по коефициентите K  аз и K  d, взето съгласно таблица 2.5.4. В този случай първоначалната дебелина на ледената стена (за височина 10 m и диаметър 10 mm) трябва да се вземе без увеличението, предвидено в 2.5.47. Получените стойности за дебелина на ледената стена са закръглени до 1 mm.

Таблица 2.5.4. коефициенти K  аз и K  d, като се вземе предвид промяната в дебелината на стената на леда.

Забележка. За междинни височини и диаметри коефициентите K i и K d се определят чрез линейна интерполация.

Когато височината на намаления център на тежестта на проводници или кабели е до 25 m, корекции за дебелината на ледената стена на проводници и кабели в зависимост от височината и диаметъра на проводниците и кабелите не се въвеждат.

02.05.50. За участъци от надземни линии, изградени в планински райони по орографски защитени криволичещи и тесни склонови долини и проломи, независимо от котата на надморската височина, нормативната дебелина на ледената стена б  е препоръчително да вземете не повече от 15 мм. В този случай коефициентът K  аз.

2.5.51. Температурите на въздуха - средните годишни, най-ниските, които се приемат като абсолютно минимални, най-високите, които се приемат като абсолютно максимални, се определят от строителните норми и според данните от наблюденията с закръгляване до кратно на пет.

Температура на въздуха при стандартно налягане на вятъра W  0 трябва да се приема равно на минус 5 ° C, с изключение на районите със средна годишна температура от минус 5 ° C и по-ниски, за които трябва да се приеме равна на минус 10 ° C.

Температурата на въздуха в лед за зона с надморска височина до 1000 m над морското равнище трябва да се приеме равна на минус 5 ° C, докато за райони със средна годишна температура от минус 5 ° C и по-ниска, температурата на въздуха в лед трябва да се приеме равна на минус 10 ° C. За планински райони с надморска височина над 1000 m и до 2000 m температурата трябва да се приеме равна на минус 10 ° C, повече от 2000 m - минус 15 ° C. В райони, където се наблюдава лед при температури под минус 15 ° C, той трябва да бъде взет според реални данни.

  w n, действайки перпендикулярно на проводника (кабела), за всяко изчислено условие се определя по формулата

където α   w - коефициент, отчитащ неравномерността на налягането на вятъра по надземния период, приравнен на:

Междинни стойности α   w се определят чрез линейна интерполация;

K  l - коефициент, отчитащ влиянието на дължината на педя върху натоварването на вятъра, равен на 1,2, когато дължината на педя е до 50 m, 1,1 - на 100 m, 1,05 - на 150 m, 1,0 - на 250 m и повече (междинен значение K  l се определят чрез интерполация);

K  w - коефициент, отчитащ промяната на налягането на вятъра във височина в зависимост от вида на терена, определен съгласно таблица 2.5.2;

C  x е коефициентът на съпротивление, приет равен на: 1.1 - за проводници и кабели, без лед, с диаметър 20 mm или повече; 1,2 - за всички проводници и кабели, покрити с лед, и за всички проводници и кабели без лед, с диаметър по-малък от 20 mm;

W - стандартно налягане на вятъра, Pa, в разглеждания режим:

W \u003d W 0  - определя се съгласно таблица 2.5.1, в зависимост от района на вятъра;

W \u003d W g  - определено с 2.5.43;

F  - площта на надлъжното диаметрично сечение на жицата, m 2 (с лед, като се вземе предвид условната дебелина на ледената стена б  у);

φ   - ъгълът между посоката на вятъра и оста VL.

Площта на надлъжната диаметрична секция на жицата (кабел) F  определено по формулата, m 2

,

където г  - диаметър на проводника, мм;

K i и K d  - коефициенти, които отчитат промяната в дебелината на ледената стена по височината и в зависимост от диаметъра на жицата и се определят от таблица 2.5.4;

б  y - дебелина на условната стена на лед, mm, се взема съгласно 2.5.48;

л -  дължината на вятъра, m

2.5.53. Стандартен линеен товар на лед на 1 м жица и кабел P  g n се определя по формулата, N / m

където K i и K d -  коефициенти, отчитащи промяната в дебелината на ледената стена по височината и в зависимост от диаметъра на жицата и взети съгласно таблица 2.5.4;

б  д - дебелина на стената от лед, mm, 2.5.46;

г  - диаметър на проводника, мм;

ρ   - плътността на леда, приета равна на 0,9 g / cm 3;

  г  - ускорение на гравитацията, прието равно на 9,8 m / s 2.

  w n при механичното изчисляване на проводниците и кабелите според метода на допустимите напрежения се определя по формулата, N

,

където P  w n - стандартно натоварване на вятъра съгласно 2.5.52;

Υ   nw - коефициент на надеждност на отговорността, приравнен на: 1.0 - за въздушни линии до 220 kV; 1.1 - за OHL от 330-750 kV и OHL, изградени върху двуконтурни и многоверижни опори, независимо от напрежението, както и за отделни особено критични едноконтурни OHL до 220 kV, ако има основание;

Υ   p е регионалният коефициент, взет от 1 до 1,3. Стойността на коефициента се взема въз основа на експлоатационния опит и се посочва в задачата за проектиране на въздушни линии;

Υ   f - коефициент на надеждност при натоварване на вятъра, равен на 1,1.

5.2.55. Прогнозно линейно натоварване на лед на 1 м жица (кабел) P  gp при механичното изчисляване на проводници и кабели според метода на допустимите напрежения се определя по формулата, N / m

,

където P  g n - регулаторен линеен товар на лед, взет съгласно 2.5.53;

Υ   nw - коефициент на надеждност на отговорността, приравнен на: 1.0 - за въздушни линии до 220 kV; 1.3 - за въздушни линии 330-750 kV и въздушни линии, изградени върху двуколесни и многоверижни кули, независимо от напрежението, както и за отделни особено критични въздушни въздушни мрежи до 220 kV, ако е обосновано;

Υ p е регионалният коефициент, приравнен на 1 до 1,5. Стойността на коефициента се взема въз основа на експлоатационния опит и се посочва в задачата за проектиране на въздушни линии;

Υ   f е коефициентът на надеждност за натоварване от обледеняване, равен на 1,3 за площите на обледеняване I и II; 1.6 - за области от лед III и по-високи;

Υ   d е коефициентът на условията на работа, равен на 0,5.

5.2.56. При изчисляване на приближенията на частите под напрежение към конструкциите, стойките и опорните елементи изчисленото натоварване на вятъра върху проводниците (кабелите) се определя с 2.5.54.

2.5.57. При определяне на разстоянията от проводници до повърхността на земята и до пресечени обекти и насаждения, изчисленото линейно натоварване на леда върху проводниците се взема съгласно 2.5.55.

5.2.58. Стандартното натоварване на вятъра върху носещата конструкция се определя като сумата от средните и пулсационните компоненти.

5.2.59. Стандартен среден компонент от натоварването на вятъра върху опората Q  c n се определя по формулата, N

,

където K  w - взето на 2.5.44; W  - взети на 2.5.52; C  x - аеродинамичен коефициент, определен в зависимост от вида на конструкцията, в съответствие с строителните норми и правила;

А- площта на изпъкналостта, ограничена от контура на конструкцията, нейната част или елемент от страната на вятъра към равнината, перпендикулярна на потока на вятъра, изчислена според външното измерение, m 2.

За подпорни конструкции, изработени от валцувана стомана, покрита с лед, при определяне А  обледеняване на конструкцията с дебелина на ледената стена б  при височина на опорите над 50 m, както и за участъци от лед V и по-високи, независимо от височината на опорите.

За стоманобетонни и дървени опори, както и стоманени опори с елементи от тръби, обледеняване на конструкции при определяне на товара Q  c n не се взема предвид.

2.5.60. Регулаторен пулсационен компонент на вятърния товар * Q  p n за опори с височина до 50 m се приема:

за свободно стоящи едноколонови стоманени опори:

за свободно стоящи портални стоманени опори:

за стоещи стоманобетонни опори (портални и едноколонови) на центрофугирани стелажи:

за стоещи бетонни стоманобетонни опори на въздушни линии до 35 kV:

за стоманени и стоманобетонни опори със скоби за окачване към основите:

Нормативната стойност на пулсиращия компонент на вятърното натоварване за самоносещи кули с височина над 50 m, както и за други видове кули, които не са изброени по-горе, независимо от височината им, се определя в съответствие с строителните норми и разпоредби относно натоварванията и ударите.

При изчисленията на дървени опори пулсиращият компонент на натоварването на вятъра не се взема предвид.

2.5.61. Нормално натоварване с лед върху конструкцията на метални опори J  n се определя по формулата, N

,

където - се приемат съгласно 2.5.53;

  - коефициент, отчитащ съотношението на повърхността на елемента, подложен на обледяване, към общата повърхност на елемента и приравнен на:

0,6 - за зони на лед до IV с височина на опорите над 50 m и за зони на лед V и по-висока, независимо от височината на опорите;

  А  0 - общата повърхност на елемента, m 2.

За участъци с лед до IV на височина на опорите под 50 m, ледените отлагания върху опори не се вземат предвид.

За стоманобетонни и дървени опори, както и стоманени опори с тръбни елементи, ледените отлагания не се вземат предвид.

2.5.62. Прогнозното натоварване на вятъра върху проводниците (кабелите), възприемани от опорите, се определя по формулата, N

,

  - приет в съответствие с 2.5.54;

  - коефициент на надеждност при натоварване на вятъра, равен на проводници (кабели), покрити с лед и без лед:

, Н, се определя по формулата

,

където Q  n c е нормативният среден компонент на натоварването на вятъра, взет съгласно 2.5.59;

Q  n p - нормативният пулсиращ компонент на натоварването на вятъра, взет на 2,5.60;

Υ   СЗ, Υ

Υ   f е коефициентът на надеждност на натоварването на вятъра, равен на:

1.3 - при изчисляване на първата група от крайни състояния;

1.1 - при изчисляване на втората група от гранични състояния.

  и Н се определя по формулата

където Υ   СЗ, Υ   p - приета съгласно 2.5.54;

K  w се приема съгласно 2.5.44;

Формално изчислението е изключително просто. Трябва да знаете площта на изтегляне на мълнии в сградата S на сградата и тяхната специфична плътност n M на мястото. Продуктът на тези стойности дава средния очакван брой директни удари на мълния годишно:

N M \u003d n M S Art (1)

В по-голямата част от практическите ситуации, N M T mol ≈ 1 / N M (2)

Във всички референтни материали е дадено n M на 1 km 2 годишно. Следователно, оценената стойност на T mol се изчислява в години. Ако например се получи N M \u003d 0,03, тогава средно трябва да се очаква един удар на мълния за 1: 0,03 ≈ 33 години експлоатация.

Понятието „средно ниво“ е от решаващо значение тук. Светкавичен удар в определена сграда не се случва непременно след 33 г. Преди това тъжно събитие, ако нямате късмет, може да отнеме само 1 - 2 години и евентуално 100 години (за тези, които имат особено късмет). Прогнозна продължителност среден, Това може да бъде потвърдено само от дългосрочни статистически данни за наблюдения на голям брой сгради от един и същи тип.

Таблица 1 е заимствана от регулаторен документ RD 34.21.122-87.

Таблица 1

За да намерите стойността на n M, първо трябва да се обърнете към картата на продължителността на гръмотевичните бури (тя също е в нормативната), да премахнете от нея средната годишна продължителност на гръмотевичните бури за местоположението на въпросната сграда и след това, съгласно таблица 1, да получите желаното n M. Трябва да кажа колко приблизителен ще бъде резултатът от изчислението. Бих искал да оперирам с по-строги цифри, получени например от система за отдалечен запис на гръмотевична активност с пространствена разделителна способност поне 200-500 м. За съжаление, за разлика от много технически развити страни, такава система все още не е внедрена в Русия.

Ясно е, че в тази ситуация няма смисъл да харчите големи усилия за стриктно изчисляване на зоната на свиване. Според опита на наблюдаване на структури с различна височина се приема, че тя е ограничена от линия, отдалечена от външния периметър на обекта, на разстояние, равно на 3-та му височина. Строежът е лесен за завършване. След това остава да се изчисли ограничената площ (вътре в синята линия на фиг. 1) по всеки метод, в крайни случаи, като се използват квадратчетата на графична хартия. При големи несигурности в nM стойността грешката при изчисляване на площта е малко вероятно да има някакво значение.

Фигура 1

Често строителните елементи имат различна височина. В този случай радиусът на свиване може да се изчисли по височината на най-високия елемент. Резултатът от очаквания брой удари ще даде горната граница. За да се изясни изчислението, е необходимо да се изградят зони за всички фрагменти на сгради с различна височина и да се очертае общата им външна граница, както е показано на фиг. 2. Ограничената от него територия ще даде определената зона за свиване на сградата като цяло.

Фигура 2

Завършените конструкции са валидни само за уединена сграда. Съседни сгради или високи дървета могат да направят голяма промяна. Представете си градска зона или градинска кооперация, където къщите са почти отблизо. Зоните им с цип частично се припокриват. В резултат на това очакваният брой удари във всяка от къщите ще бъде по-малък. При сравнима височина на съседните сгради може да се счита, че от припокриващи се участъци на зоните за свиване на мълнии те ще бъдат разпределени по равно между къщите. Ако височините са коренно различни и зоните им на свиване припокриват значителен дял, трябва да прибягвате до компютърно изчисление. Същото трябва да се направи и в случаите, когато клиентът изисква голяма точност.

На практика необходимостта от усъвършенствани изчисления е рядка. Оценката на броя на ударите на мълния за уединена сграда винаги може да се счита за граница, а грешка дори на нивото на значителна цифра е напълно приемлива поради груба оценка на плътността на мълниезаряда в Русия.