ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ В СИСТЕМЕ УРАВНИВАНИЯ ПОТЕНЦИАЛОВ ВЫСОТНОГО ЗДАНИЯ ПРИ СТЕКАНИИ ПО МОЛНИЕОТВОДУ ТОКА МОЛНИИ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 6
ВВЕДЕНИЕ 7
1 ПРОБЛЕМА МОЛНИЕЗАЩИТЫ
1.1 Последствия удара молнии 9
1.2 Внешняя и внутренняя молниезащита 14
1.3 Установка главной заземляющей шины 22
Выводы по разделу 1 24
2 СИСТЕМА УРАВНИВАНИЯ ПОТЕНЦИАЛОВ
2.1 Характеристика систем заземления 26
2.2 Основная и дополнительная система уравнивания потенциалов 31
Выводы по разделу 2 41
3 МЕТОДИКА РАСЧЕТА УРОВНЕЙ НАПРЯЖЕНИЯ 42
Вывод по разделу 3 48
4 РАСЧЕТ УРОВНЕЙ НАПРЯЖЕНИЯ
4.1 Характеристика объекта исследования 49
4.2 Расчет уровней напряжения в системе уравнивания потенциалов 49
Выводы по разделу 4 54
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 55
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Купить

Молния - мощнейший электроразряд в воздухе возникший во время грозы. В своей сути канал разряда молнии - это нагретый до двадцати восьми тысяч градусов, значительно насыщенный ионами атмосферный воздух, формирующий, проводящую ток, среду, между подзаряженным до довольно значительных разниц потенциалов грозовым облаком и поверхностью земли.
Ток молнии действительно может достигнуть 300 тысяч ампер при напряжении до 150 тысяч вольт. В нитях молнии начинают протекать импульсные токи очень больших величин главная цель у них - сравнять действующую между облаком и землей разность зарядов. [19]
В разных точках земного шара постоянно возникают молнии. Каждую секунду происходит порядка 50 контактов молнии с Землей, а каждый гектар нашей планеты молния поражает как минимум один раз в два месяца. Еще в 1769 г. Бенджамин Франклин выдвигал гипотезу, о том, что молнии, бьющие по земле из грозовых облаков, - являются электрическими разрядами, переносящие на нее отрицательный заряд, составляющий несколько десятков кулон, а амплитуда тока при ударе молнии составляет от 20 до 100 кА. С помощью скоростной фотосъемки выявлено, что разряд молнии расходится в течение несколько десятых долей секунды и состоит из нескольких еще более коротких разрядов.
Ученые во все времена исследовали молнии, но и в современном мире о них известно не так много, даже при изучении этого феномена на разных планетах. Интересно, что молния является вечным зарядным устройством электрического поля Земли. Измерив электронное поле Земли, используя атмосферные зонды, ученые пришли к выводу, что его напряженность равна примерно 100 В/м. Такой показатель соответствует суммарному заряду планеты, равному 400 000 Кл. Ионы помогают переносить заряды в атмосфере Земли, при этом, чем выше они находятся, тем увеличивается их концентрация - достигая своего максимума на высоте 50 км. Здесь, под действием космического излучения, образовалась ионосфера - электропроводящий слой. Таким образом, электрическое поле Земли является полем сферического конденсатора с приложенным напряжением около 400 кВ. С помощью воздействия этого напряжения в нижние слои течет ток силой 2- 4 кА, плотность которого составляет 1-2...10-12 А/м2, и выделяется энергия до 1,5 ГВт. Такое поле не смогло бы существовать без молний. Именно поэтому Земля, как электрический конденсатор, в хорошую погоду разряжается, а при грозе заряжается.
Молния всегда движется к земле самым коротким путем. Разряд молнии проходит по пути наименьшего электрического сопротивления. так как между высоким объектом и грозовым облаком расстояние, а, следовательно, и электрическое сопротивление, меньше, то молния, как правило, ударяет в высокие объекты, например, если расположить рядом две мачты - металлическую и более высокую деревянную, то молния скорее всего ударит в металлическую мачту, хотя она ниже, потому что электропроводимость металла выше. Молния также значительно чаще ударяет в глинистые и влажные участки, чем в сухие и песчаные, т.к. первые обладают большей электропроводностью.
Поэтому молния чаще ударяет в высокие предметы, а из двух предметов одинаковой высоты - в тот, который является лучшим проводником. Для небольшого по высоте дому молнии не так страшны, как многоэтажному, высотному дому, но от них можно надежно защититься, предприняв соответствующие меры молниезащиты.
Если молнии ударит прямо в дом, то может произойти возгорание пожар, особенно это актуально для домов, построенных из бруса или бревна (деревянные дома).
Нельзя оставлять без внимания масштабы возможных разрушений и ущерба причиняемого попаданием молнии, дома и другие сооружения необходимо обеспечить молниезащитой. Здания или сооружения, которые расположены рядом с водоемами или рядом с выходом ключей, в наибольшей степени подвергаются прямому удару молнии.
В общем молниезащиту следует рассматривать как комплекс средств, которые включают в себя, как устройство защиты от прямых ударов молнии называемое внешней молниезащитной системой, так и устройство защиты от вторичных воздействий молнии называемое внутренней молниезащитой. В общем случае внешняя молниезащита состоит из молниеприемника, токоотвода и заземлителя.
Классический молниеприемник представляет металлический штырь, металлический трос или металлическую сетку из арматуры с шагом ячеек 6... 12 м.
Заземление представляет собой металлический предмет, желательно большей площади, который закапывают или вбивают в землю на большую глубину. Это может быть толстая труба, металлический уголок (или несколько соединенных вместе уголков). Закапывают предметы на глубину промерзания почвы, это 1,5.2 м. [6]
Для обеспечения надежной молнезащиты необходимо максимально ответственно подходить к этому вопросу, так как от этого зависит не только материальная составляющая, но и самое ценное - человеческая жизнь, что полноценно подтверждает актуальность темы для диссертационной работы. Точные инженерные расчёты, анализ почвы, расчёт вероятности удара молнии в заданной области - всё это необходимо учитывать для минимализации ущерба от стихии.

Купить