Презентация на тему Защита установок НВИЭ о молниевых разрядов

и специальных приспособлений для обеспечения безопасности здания, а также

имущества и людей находящихся в нем. На земном шаре ежегодно происходит до 16-и миллионов гроз, то есть около 44 тысяч за день.
Опасность для зданий (сооружений) в результате прямого удара молнии может привести к:
- повреждению здания (сооружения) и его частей,
- отказу находящихся внутри электрических и электронных частей,
- гибели и травмированию живых существ, находящихся непосредственно в здании (сооружении) или вблизи него.

удара молнии, грозовых и коммутационных перенапряжений в сетях.
Система молниезащиты

подразделяется: на внешнюю молниезащиту, на внутреннюю молниезащиту, защиту сетей от импульсных перенапряжений.

Обычно в состав системы молниезащиты входят: 
- молниеприемник - для приема прямого удара молнии;
- токоотводы - для отвода тока молнии к заземлению;
- заземляющее устройство - для распределения энергии молнии в земле, обеспечения безопасных режимов работы электросетей;
- система уравнивания потенциала - для ликвидации разности потенциалов между проводящими частями здания, электроустановки и заземлений;
- оборудование защиты от перенапряжений - для ограничения импульсов перенапряжения в электроустановках, телекоммуникационных и электронных система.
Основной задачей системы молниезащиты является улавливание всех попадающих в здание молний.
Ее работу можно разделить на три основных процесса –
улавливание молнии в месте попадания,
токоотвод в грунт и
заземление.

для приёма прямого разряда и отвода тока молнии к

заземлению Это система проводников из антикоррозионных материалов.

работы электроустановки, распределения части энергии молнии в земле.  Заземляющие устройства

различного типа и исполнения комплектуется элементами заводской готовности из антикоррозионных материалов (круглые и плоские заземляющие проводники, составные заземляющие стержни, болтовые соединители и клеммы, антикоррозионный бандаж).

Уравнивание потенциалов - для ликвидации разности потенциалов между проводящими частями здания, электроустановки и заземлением.  Уравнивание потенциалов предусматривает соединение всех подлежащих заземлению проводников и металлических конструкций между собой и заземлением. Система уравнивания потенциалов комплектуется шинами, соединительными клеммами, хомутами и т.п.

Защита от импульсных перенапряжений - для ограничения атмосферных и коммуникационных перенапряжений в сетях.  Это включенные в систему уравнивания потенциалов разрядники, ограничители перенапряжения для ступенчатой защиты различных электрических цепей, телекоммуникационных сетей, оборудования и приборов.

с назначением зданий и сооружений необходимость выполнения молниезащиты и

ее категория, а при использовании стержневых и тросовых молниеотводов — тип зоны защиты определяются по табл. 1 в зависимости от среднегодовой продолжительности гроз в месте нахождения здания или сооружения, а также от ожидаемого количества поражений его молнией в год.

Отдельно стоящий стержневой молниеотвод: 1 - защищаемый объект; 2 - металлические коммуникации
Рис. 2.

Отдельно стоящий тросовый молниеотвод. Обозначения те же, что и на рис. 1

опоры (токоотвода) стержневого или тросового молниеотвода определяется в зависимости

от высоты здания, конструкции заземлителя и эквивалентного удельного электрического сопротивления грунта r, Ом×м.
Для зданий и сооружений высотой не более 30 м наименьшее допустимое расстояние Sв, м, равно:
при r < 100 Ом×м
при 100 < r £ 1000 Ом×м:
для заземлителей, состоящих из одной железобетонной сваи, одного железобетонного подножника или заглубленной стойки железобетонной опоры, длина которых указана в п. 2.2а, б, Sв = 3+ l0-2 (r-100)?;
для заземлителей, состоящих из четырех железобетонных свай либо, подножников, расположенных в углах прямоугольника на расстоянии 3-8 м один от другого, или железобетонного фундамента произвольной формы с площадью поверхности контакта с землей не менее 70 м2 или искусственных заземлителей, Sв = 4 м.
Для зданий и сооружений большей высоты определенное выше значение Sв должно быть увеличено на 1 м в расчете на каждые 10 м высоты объекта сверх 30 м.

II категории с неметаллической кровлей должна быть выполнена отдельно

стоящими или установленными на защищаемом объекте стержневыми или тросовыми молниеотводами, обеспечивающими зону защиты в соответствии с требованиями табл. 1
 При установке молниеотводов на объекте от каждого стержневого молниеприемника или каждой стойки тросового молниеприемника должно быть обеспечено не менее двух токоотводов.

Молниезащита II категории

м имеют следующие габаритные размеры.
Зона A: h0 = 0,85h; r0 = (1,1 - 0,002h)h; rx =

(1,1 - 0,002h)(h - hx/0,85).
Зона Б: h0 = 0,92h; r0 = 1,5/h; rx =1,5(h - hx/0,92).
Для зоны Б высота h£150 м одиночного стержневого молниеотвода при известных значениях hx и rx может быть определена по формуле h = (rx + 1,63hx)/1,5.

Зоны защиты одиночных стержневых молниеотводов высотой 150

Зона В:

зоны защиты на уровне hx, 2 -то же на уровне земли
Двойной стержневой

молниеотвод.

Зона защиты двойного стержневого молниеотвода высотой h 150 м представлена на рис. 2.

Одиночный стержневой молниеотвод. Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода высотой h представляет собой круговой конус (рис. 1), вершина которого находится на высоте h0

зоны защиты на уровне hx1; 2 -то же на уровне hx2, 3 -то же на

уровне земли

Внутренние области зон защиты двойного стержневого молниеотвода имеют следующие габаритные размеры.
Зона А:
при L £ h

При h

трубчатых разрядников
б) Защита молниеотводами.
Открытые распределительные устройства подстанций 20-35 кВ

должны защищаться от прямых ударов молнии отдельно стоящими стержневыми молниеотводами (рис. 8-15), устанавливаемыми по углам подстанции. Высота молниеотвода выбирается исходя из условия 

распределительного устройства 1-молниеотвод; H-высота молниеотвода; h-высота опорных конструкций подстанций; D-расстояние между молниеотводами.
Рис. 8-16.

Зона одиночного стержневого молниеотвода

30 м осуществляется по формуле
При этом строится кривая защищаемой

зоны (рис. 8-16). Если здание подстанции и ее конструкции накрываются защитной зоной, то дополнительных молниеотводов устанавливать не следует. Схемы молниеотводов подстанций приведены в табл. 8-10.

Таблица 8-10
Рекомендуемые схемы молниезащиты

эта зона находится под угрозой прямых ударов молнии и

включает в себя ротор, башню, гондолу, и внутренние и внешние кабели.
Защитная зона LPZ 0 b — в пределах этой зоны есть возможность частичного прямого удара молнии. Открытыми являются внешние датчики и световая сигнализация, радио антенны, и т.д., и, в случае непроводящего корпуса гондолы, также валы, подшипники, генератор, а также системы охлаждения и гидравлические системы.
Защитная зона 1-это зона в окружении ветроэлектростанции возле гондолы и башни и подвергается частично-прямым ударам молнии. При переходе между LPZ 0 и LPZ 1 использование разрядников перенапряжения первого класса обязательно.
Защитная зона 2-это зона вокруг ветростанции  (возле гондолы и башни) и подвергается непрямым ударам молнии. При переходе между LPZ 1 и LPZ 2 использование разрядников перенапряжения второго класса обязательно.

(от I до IV). Каждый LPL отражает параметры максимального

и минимального пикового значения тока молнии.

Следующие минимальные уровни опасности являются предпосылками для молниезащиты:
-береговые ветроэлектростанции: уровень опасности I  -ветроэлектростанции высотой> 60 м: уровень опасности II  -ветроэлектростанции высотой <60 м: уровень опасности III / IV

протяжённый молниеотвод, натянутый вдоль воздушной линии электропередачи над проводами

а так же над коньком здания

В зависимости от расположения, количества проводов на опорах ВЛ, сопротивления грунта, класса напряжения ВЛ, необходимой степени грозозащиты монтируют один или несколько тросов. Высота подвеса грозозащитных тросов определяется в зависимости от угла защиты, то есть угла между вертикалью, проходящей через трос, и линией, соединяющей трос с крайним проводом, который может изменяться в широких пределах и даже быть отрицательным.
На ВЛ напряжением до 20 кВ грозозащитные тросы обычно не применяются. ВЛ 110—220 кВ на деревянных опорах и ВЛ 35 кВ (независимо от материала опор) чаще всего защищают тросом только подходы к подстанциям. Линии 110 кВ и выше на металлических и железобетонных опорах защищают тросом на всём протяжении.

сооружений, а также в тех случаях, когда из-за каких-либо

других причин нельзя установить необходимое число стержневых молниеотводов. Для подавляющего большинства зданий защита стержневыми молниеотводами оказывается более простой и удобной. Тросовые молниеприемники - это стальной трос, подвешенный над защищаемым домом, закрепленный на несущих конструкциях (опорах, мачтах). В качестве троса используют обычный стальной оцинкованный канат марки ТК сечением не менее 35 мм2. В принципе тросовые молниеотводы применяются для защиты протяженных сооружений (воздушные линии, здания большой длины и т.п.), однако в некоторых случаях применение тросового молниеотвода может оказаться эффективным и для защиты коттеджа. Как правило, абсолютное большинство из построенных в последние годы десятков тысяч коттеджей, не имеют устройств молниезащиты. И одним из возможных способов для их защиты могут быть тросовые громоотводы , выполненные после ввода домов в эксплуатацию, на отдельно стоящих от дома опорах.

иногда — сталеалюминиевые провода со стальным сердечником увеличенного сечения.

Стальные канаты условно обозначают буквой С и цифрами, указывающими площадь их сечения (например, С-35) Грозозащитный трос может подвешиваться на изоляторах. В этом случае ток молнии проходит на заземлитель через специальный искровой промежуток. Изолированные грозотросы применяют на ВЛ с автоматической плавкой гололеда. На ВЛ 150 кВ и ниже, если не предусмотрена плавка гололеда или организация каналов высокочастотной связи на тросе, изолированное крепление троса следует выполнять только на металлических и железобетонных анкерных опорах. Крепление тросов на всех опорах ВЛ 220—750 кВ должно быть выполнено при помощи изоляторов

Грозозащи́тный трос

объектов от прямых ударов молнии без применения дополнительной молниеприемной

сетки на кровле зданий и сооружений.

Принцип работы активного молниеприемника 

При приближении грозового фронта возрастает напряженность поля у поверхности земли, что приводит к наведению на антеннах молниеотвода напряжения, в результате чего происходит зарядка конденсаторов. При достижении напряжения на конденсаторах (12-14 кВ) происходит пробой разрядников и формирование короткого импульса величиной более 200 кВ. Полярность импульса противоположна полярности грозового фронта. Импульс инициирует направленный в сторону молнии стример, который создает проводящий канал для разряда молнии в землю. Этот процесс повышает действующую высоту молниеотвода, не зависящую от полярности грозового разряда.

расположить молниеприемник на высоте не менее 2 метров над

защищаемым сооружением (над антенной, трубой или другой надстройкой). Кроме того, необходимо расположить систему на расстоянии не менее 3 –х метров от подводимых к сооружению воздушных линий электрической сети (см. рис.1)

отдельно стоящим двойным стержневым молниеотводом (r = 300 Ом×м, Sв£4 м, Sз£6

м): 1 - граница зоны защиты; 2 - заземлители-подножники фундамента; 3 - зона защиты на отметке 8,0 м

(& = 300 Ом×м, S0£4 м, Sз£6 м, Sв1³3,5 м):
1 - трос; 2 - граница зоны

защиты; 3 - ввод подземного трубопровода; 4 - граница распространения взрывоопасной концентрации; 5 - соединения арматуры, выполняемые сваркой; 6 - железобетонный фундамент; 7 - закладные элементы для присоединения оборудования; 8 - заземляющий проводник из стали 4×40 мм; 9 - заземлители - железобетонные подножники; 10 - граница зоны защиты на отметке 10,8 м

молниеприемная сетка; 2 - гидроизоляция здания; 3 - опора здания; 4 - стальная перемычка; 5 - арматура

колонны; 6 – заземлители - железобетонные фундаменты; 7 - закладная деталь; 8 - опора эстакады; 9 - технологическая эстакада

качестве токоотводов и заземлителей использована арматура железобетонных колонн и

фундаментов):
1 - арматура колонны; 2 - арматура фундамента; 3 - заземлитель; 4 - стальная ферма; 5 - железобетонная колонна; 6 - анкерные болты, привариваемые к арматуре; 7 - закладная деталь