Prosječno godišnje trajanje grmljavine.. Specifična gustina udara groman M.. Poluprečnik kontrakcije Rst.. Broj direktnih udara groma u objekt.. Stepen opasnosti od groma.

Zadatak projektanta je da obezbijedi pouzdan i svrsishodan sistem gromobranske zaštite za objekat u projektu. Za određivanje dovoljne količine zaštitnih mjera koje pružaju efikasnu zaštitu od groma, potrebno je zamisliti predviđeni broj direktnih udara groma u štićenu konstrukciju. INPrije svega, učestalost direktnih udara groma ovisi o učestalosti grmljavine na lokaciji objekta.

Dakle, iza arktičkog kruga iu južnim regijama gotovo da i nema oluja s grmljavinom Severni Kavkaz, Krasnodarski teritorij, u suptropskoj zoni ili u nekim regijama Sibira i Daleki istok Grmljavina je česta pojava. Za procjenu aktivnosti grmljavine postoje regionalne karte intenziteta grmljavinske aktivnosti, koje ukazuju na prosječno trajanje grmljavine u satima godišnje. Naravno, ove karte su daleko od savršenih. Ipak, oni su prikladni za indikativne procjene. Na primjer, za centralni dio Rusije možemo govoriti o 30-60 sati oluje godišnje, što je ekvivalentno 2-4 udara groma godišnje na 1 km. 2 zemljine površine.

Specifična gustina pražnjenja groma

Prosječan godišnji broj udara groma na 1 km 2 površine zemlje ili specifične gustine pražnjenja groma ( n M) utvrđuje se prema meteorološkim osmatranjima na lokaciji objekta. Ako je nepoznato, onda se može izračunati iz sledeća formula:

n M = 6,7*T d /100 (1/km 2 godine)

gdje Td- prosječno godišnje trajanje grmljavine u satima, određeno iz regionalnih karata grmljavinske aktivnosti.

Procjena učestalosti udara groma kroz radijus kontrakcije

Odredivši specifičnu gustinu pražnjenja groma, projektant treba da proceni koliki će udio ovih udara munje pasti u štićeni objekat.
Procjena se može napraviti korištenjem radijusa kontrakcije (Rst). Iskustvo pokazuje da objekat visine h u prosjeku privlači svu munju na sebe sa udaljenosti do: Rst ≈ 3h.

Ovo je radijus kontrakcije. U planu je potrebno nacrtati liniju koja je od vanjskog perimetra objekta odvojena razmakom Rst. Linija će ograničiti područje kontrakcije (Sst). Može se izračunati bilo kojim dostupnim metodama (barem ćelijama na milimetarskom papiru).

Takva je procjena prikladna i za objekte složenog oblika, čiji pojedinačni fragmenti imaju fundamentalno različite visine. Blizu svakog od fragmenata, na osnovu njihove specifične visine, konstruisana je kriva koja ograničava njegovu vlastitu oblast kontrakcije. Naravno, oni se djelimično preklapaju. Treba uzeti u obzir samo područje ograničeno vanjskim omotačem, kao što je prikazano na sl. 1. Ovo područje će odrediti očekivani broj udara groma.
Fig.1

Broj direktnih udara groma u štićeni objekat određuje se jednostavno: izraženo u kvadratnih kilometara vrijednost područja kontrakcije se množi sa specifičnom gustinom pražnjenja groma:

N M = n M*Sv.

Praktični zaključci

Iz ove metodologije slijedi nekoliko očiglednih implikacija.
Prvo, broj udara groma u jedan koncentrisani objekat kao što je toranj ili oslonac, čija je visina mnogo veća od ostalih ukupnih dimenzija, biće proporcionalan kvadratu njegove visine (Sst=π(3h) 2 ), a za proširene objekte (na primjer, u blizini dalekovoda) - proporcionalno visini do prvog stepena. Ostali konfiguracijski objekti zauzimaju srednju poziciju.

Drugo, kada se na ograničenom području nakuplja mnogo objekata, kada se njihova područja suženja djelimično preklapaju (urbani razvoj), broj udara groma u svaki od objekata bit će primjetno manji nego u isti objekat na otvorenom prostoru.
U uslovima gustog razvoja, kada je slobodan prostor između objekata mnogo manji od njihove visine, tada će svaki od objekata praktično sakupljati munje samo sa područja svog krova, a njegova visina će prestati da igra bilo kakvu uočljivu ulogu. . Sve to uvjerljivo potvrđuje iskustvo u radu.

Stepen opasnosti od udara groma

Prilikom procjene stepena opasnosti od groma postoji jedna nijansa koja se najbolje objašnjava primjerom. Pretpostavimo da je procijenjen broj udaraca na antenski jarbol visine 30 m. Sa dobrom preciznošću možemo pretpostaviti da je njegova površina kontrakcije kružnica poluprečnika Rst ≈ 3h = 90 m i jednaka je Sst = 3,14*( 90) 2 ≈25.000 m 2 = 0,025 km 2 .

Ako je na lokaciji jarbola, specifična gustina pražnjenja groma n M\u003d 2, onda bi jarbol trebao godišnje, u prosjeku, uzeti na sebe Nm = 0,025 x 2 = 0,05 udara groma. To znači da će se u prosjeku 1 udar groma dogoditi svakih 1/Nm = 20 godina rada. Naravno, nemoguće je znati kada će se to zaista dogoditi: to se može dogoditi s jednakom vjerovatnoćom u bilo koje vrijeme, i u prvoj i u dvadesetoj godini rada.

Ako procijenimo stepen opasnosti od groma za određeni antenski jarbol sa stanovišta vlasnika mobilni telefoni, onda vjerovatno možete podnijeti prekid u komunikaciji, koji se može dogoditi jednom u 20 godina rada. Sama telefonska kompanija može imati fundamentalno drugačiji pristup. Ako ne radi sa jednim, već sa 100 antenskih sistema, onda je malo vjerovatno da će kompanija biti zadovoljna izgledima za godišnje popravke u prosjeku 100/20 = 5 antenskih jedinica.

Također treba reći da procjena učestalosti direktnih udara groma sama po sebi malo govori. Zapravo, nije važna učestalost udara groma, već procjena vjerovatnoće mogućih destruktivnih posljedica od njih, što omogućava utvrđivanje izvodljivosti određenih mjera zaštite od groma. Pročitajte o ovom članku na blogu:

Munja- ogromno električno iskri u atmosferi, kao i obično, praćeno bljeskom svjetlosti i grmljavinom. Između bljeska i zvučnog pražnjenja groma postoji malo kašnjenje, iz čijeg trajanja je moguće izračunati udaljenost do udara groma.

Trebaće ti

• Štoperica, kalkulator

Uputstvo

1. Ispostavilo se da čekate munju sa štopericom u ruci. U trenutku bljeska pokrenite štopericu, kada čujete grmljavinu, isključite štopericu. Kao rezultat, dobit ćete vrijeme kašnjenja grmljavine - to jest vrijeme tokom kojeg je fluktuacija zraka prešla od mjesta pražnjenja do vas.

2. Nadalje, udaljenost je, prema poznatoj formuli, proizvod brzine kretanja i vremena. Imaš vremena. Što se tiče brzine zvuka u atmosferi, za odvažne proračune dovoljno je zapamtiti vrijednost od 343 metra u sekundi. Ako želite više ili manje ispravno izračunati udaljenost, treba da zapamtite da u vlažnom zraku zvuk putuje brže nego u suhom, a u više gorućeg zraka putuje brže nego u hladnom zraku. Recimo da će u hladnoj jeseni sa pljuskom brzina zvuka u vazduhu biti 338 m/sec, a u toplom i suvom ljetu 350 m/sec.

3. Sada broji. Recimo da je od bljeska munje do zvuka grmljavine prošlo 8 sekundi. Uzmimo brzinu zvuka - 343 m/s, tada će udaljenost do munje biti 8 * 343 = 2744 metara, ili (zaokružujući) 2,7 kilometara. Ako je temperatura zraka 15 stepeni Celzijusa sa vlažnošću od 80% (pljusak srednje jačine), tada će brzina zvuka biti 341,2 m/s, a udaljenost će biti 2729,6 m (dozvoljeno je zaokružiti na 2,73 km).

4. Možete unijeti toleranciju za smjer vjetra. Ako vjetar puše u smjeru od munje do vas, zvuk će putovati ovu udaljenost nešto brže, a ako vjetar duva od vas prema munji, putovat će malo sporije. Za odvažne proračune, dovoljno je zapamtiti da se u prvom slučaju (vjetar do munje) udaljenost mora smanjiti za 5%, au drugom (vjetar od munje) mora se povećati za 5%. Dakle, sa kašnjenjem od 8 sekundi za grmljavinu i brzinom zvuka od 343 m/s, sa smjerom vjetra od munje do vas, udaljenost od 2744 metara mora se povećati za 137,2 m.

Postoje sportovi koji direktno zavise od smjera vjetar. Na primjer, kiteboarding. Sportista koji ih voli mora biti sposoban pozitivno odrediti smjer vjetar prije izlaska na vodu.

Trebaće ti

• - zastava, šal ili šal.

Uputstvo

1. Provjerite postoji li zastavica u skladištu. Gledajući to, moguće je lako odrediti ne samo smjer, ali i približnu snagu vjetar. Ako niste pronašli zastavu u blizini, pokušajte s drugim metodama, jer ih ima dovoljno.

2. Kao, pogledaj dim. Možda se negdje u blizini nalazi fabrika sa dimnjacima ili neko peče roštilj na roštilju.

3. Uzmite zastavu, šal ili dugi šal. Izađite na ravnu površinu. Podignite ruku sa predmetom prema gore. Ako sa strane nema prepreka, možete lako odrediti smjer vjetar .

4. Okrenite glavu s jedne na drugu stranu. Čim zauzme položaj direktno u vjetar, čut ćete identičnu buku u oba uha.

5. Pogledajte vodu, tačnije talase. Oni se uvijek kreću u smjeru "niz vjetar".

Povezani video zapisi

Bilješka!
Ako vjetar puše okomito na visoko skladište, šumu itd., tada može promijeniti smjer. Ovo je dozvoljeno zbog rezultata refleksije na ovim originalnim zidovima. Tada će vjetar ne samo puhati u suprotnom smjeru, već može i smanjiti jačinu ili čak oslabiti. Kada se bavite vodenim sportovima, nije dovoljno samo odrediti smjer vjetra, već morate znati izračunati njegovu snagu. Bez posebne opreme pri ruci, to je moguće učiniti vizualno.

Koristan savjet
Prilikom određivanja smjera vjetra, vrijedno je uzeti u obzir takav prikaz kao što je turbulencija. Svima je to lakše objasniti na primjeru vode. Njegov tok, nailazeći na prepreku, zbog inercije ne može da teče oko nje bez prekida. Stoga, uvijajući se, stvara kipuće, pjenu, pa čak i lijeve. Ista stvar se dešava i sa vetrom, onim koji na svom putu naiđe na prepreku, recimo zgradu. Zato je u dvorištu zgrade ponekad teško odrediti smjer vjetra. Ovo haotično kretanje struja vjetra naziva se turbulencija. A ti vrtlozi koje stvaraju iza prepreke su rotori.

Munja- je najmoćniji električno pražnjenje, onaj koji se javlja sa jakom naelektrizacijom oblaka. Pražnjenja groma mogu teći i unutar oblaka i između susjednih oblaka, koji su jako naelektrizirani. Povremeno se javlja pražnjenje između zemlje i naelektrisanog oblaka. Prije bljeska groma, razlike u električnim potencijalima pojavljuju se između oblaka i zemlje ili između susjednih oblaka.

Jedan od prvih koji je uspostavio interakciju električnih pražnjenja na nebu bio je prekomorski naučnik, onaj koji je istovremeno bio na glavnoj vladinoj funkciji - Benjamin Franklin. Godine 1752. imao je fascinantnu vještinu sa zmajem. Tester je pričvrstio metalni ključ na svoj kabel i lansirao zmaja na vrijeme za grmljavinu. nakon nekog vremena grom je udario u ključ, ispuštajući pljusak iskri. Od tada su naučnici počeli detaljno proučavati munje. Ova divna prirodna pojava može biti izuzetno nebezbedna, prouzrokujući značajne štete na dalekovodima i drugim visokim zgradama.Glavni razlog nastanka munje leži u sudaru jona (udarna jonizacija). Električno polje oblaka ima veliku napetost. U takvom polju slobodni elektroni su jako ubrzani. U sudaru s atomima, oni ih ioniziraju. U konačnom izlazu pojavljuje se tok brzih elektrona. Udarna jonizacija formira plazma kanal kroz koji prolazi impuls struje štapa. Javlja se električno pražnjenje, ono koje pratimo u obliku munje. Dužina takvog pražnjenja može doseći nekoliko kilometara i trajati do nekoliko sekundi. Munja uvek praćen blistavim bljeskom svetlosti i grmljavine. Često se munje pojavljuju tokom grmljavine, ali postoje izuzeci. Jedan od najneistraženijih prirodnih fenomena koji naučnici povezuju s električnim pražnjenjem je loptaste munje. Poznato je samo da se pojavljuje neočekivano i može uzrokovati značajnu štetu. Pa zašto su munje tako sjajne? Snaga električna struja kada ga udari grom, može dostići 100.000 ampera. Ovo proizvodi veliku količinu energije (oko milijardu džula). Temperatura glavnog kanala dostiže približno 10.000 stepeni. Ove korelacije stvaraju sjajno svjetlo, ono koje je dozvoljeno posmatrati tokom pražnjenja groma. Nakon tako jakog električnog pražnjenja dolazi do pauze, koja može trajati od 10 do 50 sekundi. Za to vrijeme, kanal jezgre se približno gasi, temperatura u njemu pada na 700 stepeni. Naučnici su otkrili da se sjajni sjaj i zagrijavanje kanala plazme šire odozdo prema gore, a pauze između sjaja su svaka desetine djelića sekunde. Posljedično, osoba doživljava nekoliko snažnih udara kao cijeli svijetli bljesak munje.

Povezani video zapisi

Munja se, kao i obično, pojavljuje u obliku blistavog cik-cak bljeska u grmljavinskim oblacima i praćena je grmljavinom. Njegovo električno pražnjenje dostiže 100.000 ampera, a napon nekoliko stotina miliona volti. Definisati razdaljina prije munja, potrebno je izračunati vrijeme u sekundama od bljeska do prvih udara groma.

Trebaće ti

• - štoperica ili sat $
• - kalkulator.

Uputstvo

1. Munja je prirodna pojava nebezbedna za ljudski život. Međutim, ironično, krivicom ljudi oni postaju sve veći. To se dešava zbog veoma neodgovornog odnosa prema životnoj sredini: zagađenje ambijentalnog vazduha u megagradima povećava zagrevanje vazduha i dizanje pare-kondenzata u atmosferu. Ovo pojačava električni intenzitet u oblacima i izaziva pražnjenje groma.

2. Potreba za definisanjem razdaljina prije munja je uzrokovana ne samo potrebom za proširenjem vidika, već i elementarnim instinktom samoodržanja. Ako je preblizu, a vi ste na otvorenom prostoru, onda je bolje pobjeći što je prije moguće. Električna struja bira najkraći put do zemlje, a kožni veo je dobar provodnik za to.

3. Počnite da brojite sekunde čim vidite bljesak svjetlosti na nebu, koristite sat ili štopericu. Čim se začuje prvi udar grmljavine, prestanite da brojite, tako da imate vremena.

4. U cilju otkrivanja razdaljina, potrebno je vrijeme pomnožiti sa brzinom. Ako vam tačnost nije vrlo značajna, onda se može uzeti jednakom 0,33 km / s, tj. pomnožite broj sekundi sa 1/3. Recimo, po vašem izračunu, vrijeme je isteklo munja bio je 12 sekundi, nakon dijeljenja sa 3 dobijate 4 km.

5. Definisati razdaljina prije munja tačnije, prihvatite prosječna brzina zvuk u zraku jednak 0,344 km/s. Njegova prava vrijednost ovisi o mnogim faktorima: vlažnosti, temperaturi, vrsti terena (otvoreni prostor, šuma, urbane visoke zgrade, vodena površina), brzini vjetra itd. Recimo, u kišnom jesenjem vremenu, brzina zvuka je približno 0,338 km / s, u suhim ljetnim vrućinama - oko 0,35 km / s.

6. gusta šuma i visoke zgrade značajno usporavaju brzinu zvuka. Smanjuje se zbog potrebe za obilaženjem bezbrojnih prepreka, difrakcije. Prilično je teško napraviti tačan proračun u ovom slučaju, a glavna stvar je neprikladna: uprkos činjenici da munja ne udara u tlo, može pogoditi visoko drvo pored vas. Zato pričekajte između niskih stabala sa gustom krošnjom, bolje je čučati od svih, a ako ste na gradskoj ulici, sklonite se u susjednu zgradu.

7. Obratite pažnju na vetar. Ako je prilično moćan i duva u vašem smjeru u smjeru od munja, tako da zvuk ide brže. Tada se njegova prosječna brzina može uzeti približno jednakom 0,36 km/h. Kada je smjer vjetra od vas do munja kretanje zvuka se, naprotiv, usporava i brzina je približno 0,325 km/h.

8. Prosječna dužina munja doseže 2,5 km, a pražnjenje se proteže za razdaljina do 20 km. Shodno tome, slijedi što je prije moguće povlačenje sa otvorenog mjesta do najbliže zgrade ili građevine. Zapamtite to kada prilazite munja potrebno je zatvoriti sve prozore i vrata i isključiti električne uređaje, jer može doći do kvara preko antene i uzrokovati oštećenje vaše opreme preko mreže.

9. Munje nisu samo zemaljske, već i unutar oblaka. Nisu opasni za one koji su na zemlji, ali mogu oštetiti leteće objekte: avione, helikoptere i druga vozila. Osim toga, inicijator može postati metalni predmet koji je pao u oblak sa jakim električnim poljem koje može podržati, ali ne i napraviti naboj. munja i uzrokovati da se to dogodi.

Povezani video zapisi

Bilješka!
Fascinantna činjenica: u nekim američkim indijanskim narodima, udar groma se smatra, da tako kažemo, inicijacijom potrebnom da šaman dosegne najviši nivo sposobnosti.

Parametri struje munje

Parametar munje

Nivo zaštite

Vršna vrijednost struje, kA

Potpuno punjenje, C

Naplata po impulsu, C

Specifična energija kJ/Ohm

Prosječan nagib kA/µs

3.1.3. Munje i atmosferski elektricitet

Munja je jedan od čestih uzroka neželjenih prenapona, kvarova i kvarova u sistemima automatizacije. Naboj akumuliran u oblacima ima potencijal od oko nekoliko miliona volti u odnosu na površinu Zemlje i češće je negativan. Smjer struje groma može biti i od zemlje do oblaka, sa negativnim nabojem oblaka (u 90% slučajeva), i od oblaka do zemlje (u 10% slučajeva). Trajanje pražnjenja groma je u prosjeku 0,2 s, rijetko do 1 ... 1,5 s, trajanje prednje ivice impulsa je od 3 do 20 μs, struja je nekoliko hiljada ampera, do 100 kA, temperatura u kanalu dostiže 20.000 ˚S, pojavljuju se snažno magnetno polje i radio talasi [Vijayaraghavan]. Munje se mogu formirati i tokom prašnih oluja, snježnih oluja, vulkanskih erupcija. Tokom pražnjenja groma, pojavljuje se nekoliko impulsa (slika 3.64). Strmina fronta u narednim impulsima je mnogo veća nego u prvom (slika 3.65).

Učestalost oštećenja od groma na objektima visine 20 m i dimenzija 100x100 m je 1 put u 5 godina, a za objekte dimenzija reda 10x10 m - 1 udarac u 50 godina [RD]. Broj direktnih udara groma u televizijski toranj Ostankino visok 540 metara je 30 udara godišnje.

,

gdje je maksimalna struja; - faktor korekcije; - vrijeme; - prednja vremenska konstanta; je vremenska konstanta raspada.

Parametri uključeni u ovu formulu dati su u tabeli. 3.23. Oni odgovaraju najjačim pražnjenjima groma, koja su rijetka (manje od 5% slučajeva [Vijayaraghavan]. Struje od 200 kA javljaju se u 0,7 ... 1% slučajeva, 20 kA - u 50% slučajeva [Kuznjecov]).

Zavisnosti prvog impulsa struje groma i njegovog derivata od vremena, izgrađene prema formuli (3.2), prikazane su na sl. 3.65. Imajte na umu da se vremenske skale na grafikonima razlikuju za faktor 10 i da je skala logaritamska. Maksimalna brzina napona (prva derivacija) prvog impulsa je 25 kA/μs, narednih impulsa - 280 kA/μs.

Trenutna brzina napona se koristi za izračunavanje veličine induciranog impulsa u kablovima za automatizaciju.

Na sisteme automatizacije munje ne utiče direktni udar, već preko elektromagnetni puls, što zbog fenomena elektromagnetna indukcija može dovesti do kvara izolacije uređaja za galvansku izolaciju i spaljivanja žica malog poprečnog presjeka [Zipse], kao i onesposobljavanja mikro krugova. Sekunda prirodni fenomen povezan sa grmljavinom je atmosferski elektricitet. Električni potencijal grmljavinskog oblaka tokom kiše može biti desetine miliona, do 1 milijarde volti. Kada je napetost električno polje između oblaka i površine zemlje dosegne 500 ... 1000 V / m, počinje električno pražnjenje od oštrih predmeta (jarboli, cijevi, drveće itd.). Za vrijeme pražnjenja groma, jačina polja može naglo promijeniti smjer. Visoke jačine polja uzrokovane atmosferskim elektricitetom mogu inducirati potencijale od nekoliko hiljada volti u "plutajućim" krugovima s visokim otporom izolacije prema zemlji i dovesti do kvara optospojnika u modulima galvanske izolacije. Da bi se zaštitili od atmosferskog elektriciteta, galvanski izolirani krugovi koji nemaju put do zemlje sa niskim otporom moraju biti postavljeni u uzemljeni elektrostatički štit ili povezani sa zemljom preko otpornika od 0,1 ... 1 MΩ (pogledajte odjeljak "Izvršna oprema i pogoni" ). Konkretno, atmosferska električna energija je jedan od razloga zašto se industrijske mreže postavljaju oklopljenim kablom. Ekran mora biti uzemljen samo u jednoj tački (pogledajte odeljak „Zaštita signalnih kablova“). Treba napomenuti da gromobrani, koji služe za zaštitu od direktnog udara groma, ne mogu značajno smanjiti jačinu električnog polja atmosferskih naboja i ni na koji način ne štite opremu od snažnog elektromagnetnog impulsa tokom grmljavine.

Zgrade i objekti ili njihovi dijelovi, zavisno od namjene, intenziteta gromobranske aktivnosti na području lokacije, očekivanog broja udara groma godišnje, moraju biti zaštićeni u skladu sa kategorijama gromobranskog uređaja i vrstom gromobrana. zaštitna zona. Zaštita od direktnih udara groma vrši se pomoću gromobrana razne vrste: šipka, sajla, mreža, kombinirana (na primjer, sajla-šip). Najčešće se koriste štapni gromobrani, kablovski gromobrani se uglavnom koriste za zaštitu dugih i uskih konstrukcija. Zaštitni učinak gromobrana u obliku rešetke, nanesenog na štićenu konstrukciju, sličan je djelovanju konvencionalnog gromobrana.

Zaštitno djelovanje gromobrana zasniva se na svojstvu munje da udari u najviše i dobro utemeljene metalne konstrukcije. Zbog toga zaštićeni objekat, koji je niže visine u odnosu na gromobran, praktično neće biti pogođen gromom ako svi njegovi dijelovi budu uključeni u zaštitnu zonu gromobrana. Zaštitnom zonom gromobrana smatra se dio prostora oko gromobrana koji u određenom stepenu obezbjeđuje zaštitu zgrada i objekata od direktnog udara groma.

pouzdanost. Površina zaštitne zone ima najmanji i konstantan stepen pouzdanosti; kako se krećete unutar zone, povećava se pouzdanost zaštite. Zaštitna zona tipa A ima stepen pouzdanosti od 99,5% i više, a tip B - 95% i više.

Opšta shema za rješavanje problema: kvantitativna procjena je vjerovatnoća udara groma u zaštićeni objekat koji se nalazi na ravnom području sa prilično homogenim stanjem tla na lokaciji koju zauzima objekt, odnosno očekivani broj udara groma. po godini zaštićenog objekta utvrđuje se. U zavisnosti od kategorije gromobranskog uređaja i dobijene vrijednosti očekivanog broja udara groma po godini štićenog objekta, utvrđuje se vrsta zaštitne zone. Izračunavaju se međusobne udaljenosti između gromobrana uzetih u paru i izračunavaju se parametri zaštitnih zona na zadatoj visini od zemljine površine.

U zavisnosti od vrste, količine i relativnu poziciju gromobrani zaštitne zone mogu imati širok izbor geometrijskih oblika. Procjenu pouzdanosti gromobranske zaštite na različitim visinama vrši projektant, koji po potrebi određuje parametre gromobranskog uređaja i odlučuje o potrebi daljeg proračuna.

Industrijske, stambene i javne zgrade i objekti, ovisno o njihovim projektnim karakteristikama, namjeni i značaju, vjerovatnoći eksplozije ili požara, tehnološkim karakteristikama, kao i intenzitetu aktivnosti grmljavine na području gdje se nalaze, su podijeljeni u tri kategorije prema uređaju za zaštitu od groma: I - industrijske zgrade i objekti sa eksplozivnim prostorijama klasa B-1 i B-2 prema JKP; uključuje i zgrade elektrana i trafostanica; II - druge zgrade i objekti sa eksplozivnim prostorijama koji ne pripadaju I kategoriji; III - sve druge zgrade i objekti, uključujući i požarno opasne prostorije.

Za procjenu aktivnosti grmljavine u različitim dijelovima zemlje koristi se mapa distribucije prosječnog broja grmljavinskih sati godišnje, na kojoj su ucrtane linije jednakog trajanja grmljavine ili podaci iz odgovarajuće lokalne meteorološke stanice.

Vjerojatnost udara groma u objekt ovisi o intenzitetu munje u području gdje se nalazi, visini i površini objekta i nekim drugim faktorima i kvantificira se očekivanim brojem udara groma po jednom. godine. Za zgrade i objekte koji nisu opremljeni zaštitom od groma, broj lezija se određuje formulom

gdje S I L - shodno tome, širina i dužina zaštićenog objekta (građevine), koji u tlocrtu ima pravokutni oblik, m; h - najveća

visina štićenog objekta, m; P- prosječan godišnji broj udara groma na 1 km 2 zemljine površine na lokaciji objekta, vrijednosti P pri jednakom intenzitetu aktivnosti grmljavine određene su tabelama. Za zgrade složene konfiguracije kada se računa kao S I L uzimaju se u obzir geografska širina i dužina najmanjeg pravougaonika u koji se zgrada može upisati u plan.

Kategorija gromobranskog uređaja i očekivani broj udara groma po godini štićenog objekta određuju vrstu zone zaštite: zgrade i objekti I kategorije podliježu obaveznoj gromobranskoj zaštiti. Zaštitna zona mora imati stepen pouzdanosti od 99,5% ili više (zaštitna zona tipa A); zaštitne zone za zgrade i objekte koji pripadaju II kategoriji obračunavaju se prema tipu A, ako N> 1, a inače tip B; zone koje pripadaju kategoriji III obračunavaju se prema tipu A, ako N > 2, a inače tip B. Ovo se odnosi samo na zgrade i konstrukcije koje su eksplozivne i opasne od požara. Za sve ostale objekte ove kategorije, bez obzira na vrijednost N usvojena je vrsta zaštitne zone B.

Proračun gromobranske zaštite zgrada i objekata sastoji se u određivanju granica zaštitne zone gromobrana, što predstavlja prostor zaštićen od direktnih udara groma. Zaštitna zona jednog gromobrana sa visinom h  150 m je kružni konus, koji se, ovisno o vrsti zaštitne zone, odlikuje sljedećim dimenzijama:

h
ona

h
ona

(12.16)

gdje h 0 - vrh konusa zaštitne zone, m; r 0 - poluprečnik osnove konusa u nivou tla, m; r x - radijus horizontalnog presjeka zaštitne zone u visini h x od nivoa tla, m; h x - visina štićene konstrukcije, m.

Zaštitna zona jednošipnog gromobrana u planu je grafički prikazana krugom odgovarajućeg polumjera. Središte kruga je na mjestu ugradnje gromobrana.

Zaštitna zona dvostrukog gromobrana visine do 150 m sa razmakom između gromobrana jednakim L, prikazano na sl. 12.1. Iz slike se vidi da je zaštitna zona između dva gromobrana mnogo veća od zbira zaštitnih zona dva pojedinačna gromobrana. Dio zaštitne zone

između štapnih gromobrana u presjeku koji prolazi kroz osi gromobrana je spoj (slika 12.1), a ostali njegovi dijelovi se nazivaju krajevi.

Definisanje obrisa krajnjih delova zaštitne zone vrši se prema proračunskim formulama koje se koriste za izgradnju zaštitne zone pojedinačnih gromobrana, tj. h 0 , r 0 , r x 1 , r x2, određuju se u zavisnosti od vrste zaštitne zone prema formulama (12.15) ili (12.16). U tlocrtu, krajnji dijelovi su polukrugovi sa polumjerom r 0 ili r x , koje su ograničene ravninama koje prolaze kroz ose gromobrana okomito na liniju koja spaja njihove osnove.

Zajednički dio zaštitne zone ograničen je odozgo isprekidanom linijom, koja se može izgraditi pomoću tri tačke: dvije leže na gromobranima u visini h 0 , a treći se nalazi u sredini između njih na visini h c. Presjek zaštitne zone A-A(Sl. 12.1) određuju se prema pravilima i formulama usvojenim za jednostruke gromobrane.

Zaštitne zone dvošipnog gromobrana imaju sljedeće dimenzije:

(12.17)

Zona A postoji na L  3 h , inače se gromobrani smatraju pojedinačnim;

(12.18)

Zona B postoji na L  5h, inače se gromobrani smatraju pojedinačnim. U formulama (12.17), (12.18) L - razmak između gromobrana, m; h c - visina zaštitne zone u sredini između gromobrana, m; r od - širina zaštitne zone spoja u presjeku AA(Sl. 12.1) u nivou tla, m; d - širina horizontalnog presjeka zone zaštite spoja u presjeku AA na visokom h x od nivoa tla, m.

Glavni uslov za postojanje zaštitne zone zgloba dvostrukog gromobrana je ispunjenje nejednakosti r cx > 0. U ovom slučaju, konfiguracija zone zaštite zgloba u planu je dva jednakokraka trapeza sa zajedničkom osnovom dužine 2 r cx, koji se nalazi u sredini između gromobrana. Druga osnova trapeza ima dužinu 2 r X. Linija koja povezuje točke ugradnje gromobrana je okomita na osnove trapeza i dijeli ih na pola. Ako r cx = 0, zona zaštite zgloba na planu je dva jednakokračna trougla, čije su osnove međusobno paralelne, a vrhovi leže u jednoj tački, smještenoj u sredini između gromobrana. Ako zaštitna zona nije izgrađena.

Objekti koji se nalaze na dovoljno velikoj površini zaštićeni su sa više gromobrana (višestruki gromobran). Za određivanje vanjskih granica zaštitne zone višestrukih gromobrana koriste se iste metode kao i za jednostruke ili dvostruke gromobrane. Istovremeno, za proračun i izgradnju vanjskih kontura zone, gromobrani se uzimaju u parovima u određenom redoslijedu. Glavni uslov za zaštitu jedne ili grupe objekata sa visinom h x sa pouzdanošću koja odgovara zaštitnim zonama ALI I B, je ispunjenje nejednakosti r cx > 0 za sve gromobrane uzete u paru.

Za zaštitu dugih i uskih konstrukcija, kao iu nekim drugim slučajevima, koriste se jednožilni gromobrani.

Zaštitna zona nastala interakcijom kabla i štapnih (jednostrukih ili dvostrukih) gromobrana određuje se na isti način kao i zaštitna zona višešipnog gromobrana. At

U ovom slučaju, nosači gromobrana su izjednačeni sa štapnim gromobranima visine A i polumjera osnove zaštitne zone r, u zavisnosti od vrste zaštitne zone.

Pitanja za samoispitivanje

1. Dajte klasifikaciju električnih instalacija u pogledu mjera električne sigurnosti.

Navedite vrste uzemljenja koje se koriste.

Opišite uređaj za uzemljenje i dizajn sklopki za uzemljenje.

4. Navedite karakteristike uređaja za uzemljenje u instalacijama do i iznad 1 kV.

5. Šta je proračun jednostavnih uzemljenih elektroda?

6. Izračunajte specifični ekvivalentni električni otpor zemlje.

Opišite zaštitno djelovanje gromobrana i kategorizirajte zgrade i objekte koji su Vam poznati.

Izvršite proračun zaštitne zone jednog gromobrana.

Izvršiti proračun zaštitne zone dvošipnog gromobrana i prikazati zaštitnu zonu za različite visine štićenog objekta.

POGLAVLJE TRINAESTO

RAČUNOVODSTVO I UŠTEDA ELEKTRIČNE ENERGIJE