Напівширина rx зони захисту необхідної надійності одиничного тросового блискавковідводу на висоті hхвід поверхні землі визначається за формулою (7.1).
7.3.3 При необхідності розширити об'єм, що захищається, до торців зони захисту власне тросового блискавковідводу можуть додаватися зони захисту несучих опор, які розраховуються за формулами одиничних стрижньових блискавковідводів, наведених в табл. 10. У разі великих провисань тросів, наприклад, на повітряних лініях електропередавання, рекомендується розраховувати забезпечувану імовірність прориву блискавки програмними методами, оскільки побудова зон захисту за мінімальною висотою троса в прольоті може привести до невиправданих витрат.
Таблиця 11 - Розрахунок зони захисту одиничного тросового блискавковідводу
|
Надійність захисту Р3 |
Висота блискавковідводу h, м |
Висота конуса hо, м |
Радіус конуса rо, м |
|
0,9 |
від 0 до 150 |
0,87 h |
1,5 h |
|
0,99 |
від 0 до 30 |
0,8 h |
0,95 h |
|
від 30 до 100 |
0.8 h |
[0,95–7,14·10-4(h–30)]h |
|
|
від 100 до 150 |
0,8 h |
[0,9–10-3(h–100)] h |
|
|
0,999 |
від 0 до 30 |
0,75 h |
0,7 h |
|
від 30 до 100 |
[0,75–4,28·10-4(h–30)] h |
[0,7–1,43·10-3(h–30)] h |
|
|
від 100 до 150 |
[0,72–10-3(h–100)] h |
[0,6–10-3(h–100)] h |
7.4.1 Блискавковідвід вважається подвійним, коли відстань між стрижньовими блискавкоприймачами L не перевищує граничної величини Lmax. В супротивному випадку обидва блискавковідводи розглядаються як одиничні.
7.4.2 Конфігурація вертикальних і горизонтальних перерізів стандартних зон захисту подвійного стрижньового блискавковідводу (висотою h і відстанню L між блискавковідводами) надана в Додатку Д. Побудова зовнішніх областей зон подвійного блискавковідводу (напівконусів з габаритами hо, rо) виконується за формулами табл.10 для одиничних стрижньових блискавковідводів. Розміри внутрішніх областей визначаються параметрами ho і hс, перший з яких задає максимальну висоту зони безпосередньо біля блискавковідводів, а другий — мінімальну висоту зони посередині між блискавковідводами. При відстані між блискавковідводами L ≤ Lc межа зони не має провисання (hc= hо). Для відстаней Lс≤ L ≤ Lmaxвисота hсвизначається за формулою
(7.2)
Граничні відстані Lmaxі Lcобчислюються за емпіричними формулами табл. 12, придатними для блискавковідводів висотою до 150 м. При більшій висоті блискавковідводів слід користуватися спеціальним програмним забезпеченням.
7.4.3 Розміри горизонтальних перерізів зони обчислюються за наступними формулами, загальними для всіх рівнів надійності захисту:
- максимальна напівширина зони rхв горизонтальному перетині на висоті hx вичисляється за формулою (7.1);
- довжина горизонтального перерізу lx
на висоті hx ≥ hc:
(7.3)
при hx< hc
lx= L / 2; (7.4)
- ширина горизонтального перерізу в центрі між блискавковідводами 2rсхна висоті hx≤ hc :
(7.5).
Таблиця 12 - Розрахунок параметрів зони захисту подвійного стрижньового блискавковідводу
|
Надійність захисту Р3 |
Висота блискавко-відводу h, м |
Lmax, м |
Lc, м |
|
0,9 |
від 0 до 30 |
5,75 h |
2,5h |
|
від 30 до 100 |
[5,75 – 3,57·10-3(h – 30)] h |
2,5h |
|
|
від 100 до 150 |
5,5h |
2,5h |
|
|
0,99 |
від 0 до 30 |
4,75h |
2,25h |
|
від 30 до 100 |
[4,75–3,57·10-3(h – 30)] h |
[2,25 – 0,01007(h – 30)] h |
|
|
від 100 до 150 |
4,5h |
1,5h |
|
|
0,999 |
від 0 до 30 |
4,25h |
2,25h |
|
від 30 до 100 |
[4,25–3,57·10-3(h – 30)] h |
[2,25–0,01007(h –30)] h |
|
|
від 100 до 150 |
4,0h |
1,5h |
7.5.1 Блискавковідвід вважається подвійним, коли відстань між тросами L не перевищує граничної величини Lmax. В супротивному випадку обидва блискавковідводи розглядаються як одиничні.
7.5.2 Конфігурація вертикальних і горизонтальних перерізів стандартних зон захисту подвійного тросового блискавковідводу (заввишки h і відстанню між тросами L) надана в Додатку Е. Побудова зовнішніх областей зон (двох односхилих поверхонь з габаритами hо, rо) виконується за формулами таблиці 11 для одиничних тросових блискавковідводів.
7.5.3 Розміри внутрішніх областей визначаються параметрами hоі hс, перший з яких задає максимальну висоту зони безпосередньо біля тросів, а другий — мінімальну висоту зони посередині між тросами. При відстані між тросами L ≤ Lc межа зони не має провисання (hс= hо). Для відстаней Lc≤ L ≤ Lmax висота hcвизначається за формулою (7.2).
7.5.4 Граничні відстані Lmaxі Lcобчислюються за емпіричними формулами табл. 13, придатними для тросів з висотою підвісу до 150 м. При більшій висоті блискавковідводів слід користуватися спеціальним програмним забезпеченням.
7.5.5 Довжина горизонтального перерізу зони захисту lx на висоті hxвизначається:
- при 0 < hc< hx за формулою (7.3),
- при hc≥ hx за формулою (7.4).
7.5.6 Для розширення об'єму, що захищається, на зону подвійного тросового блискавковідводу може бути накладена зона захисту опор, несучих троси, яка будується як зона подвійного стрижньового блискавковідводу, якщо відстань L між опорами менше Lmax, обчислена за формулами табл. 12. В супротивному випадку опори повинні розглядатися як одиничні стрижньові блискавковідводи.
Таблиця 13 - Розрахунок параметрів зони захисту подвійного тросового блискавковідводу
|
Надійність захисту Р3 |
Висота блискавко-відводу h, м |
Lmax , м |
Lc, м |
|
0,9 |
від 0 до 150 |
6,0h |
3,0h |
|
0,99 |
від 0 до 30 |
5,0h |
2,5h |
|
від 30 до 100 |
5,0h |
[2,5 – 7,14·10-3(h - 30)] h |
|
|
від 100 до 150 |
[5,0 – 5·10-3(h - 100)] h |
[2,0 – 5 ·10-3(h - 100)] h |
|
|
0,999 |
від 0 до 30 |
4,75h |
2,25h |
|
від 30 до 100 |
[4,75 – 3,57·10-3(h - 30)] h |
[2,25 – 3,57·10-3(h - 30)] h |
|
|
від 100 до 150 |
[4,5 – 5 ·10-3(h - 100)] h |
[2,0 – 5·10-3(h - 100)] h |
7.5.7 Коли троси непаралельні або різновисокі, або їх висота змінюється за довжиною прольоту, для оцінки надійності їх захисту слід користуватися спеціальним програмним забезпеченням. Так само рекомендується діяти при великих провисаннях тросів в прольоті, щоб уникнути зайвих запасів за надійністю захисту.
7.6.1 Розрахункові формули розділу 7.6 можуть використовуватися для визначення висоти підвісу замкнутого тросового блискавковідводу, призначеного для захисту з необхідною надійністю об'єктів заввишки hо< 30 м, розміщених на прямокутному майданчику площею Sоу внутрішньому об'ємі зони при мінімальному горизонтальному зсуві між блискавковідводом і об'єктом, рівному D (Додаток Ж). Під висотою підвісу троса мається на увазі мінімальна відстань від троса до поверхні землі з урахуванням можливих провисань в літній сезон.
7.6.2 Для розрахунку h використовується формула:
h=A+B · hо, (7.6)
в якому константи А і В визначаються залежно від рівня надійності захисту за наступними формулами:
- надійність захисту Р3= 0,99
(7.7)
(7.8) ;
- надійність захисту Р3= 0,999
(7.9)
(7.10).
Розрахункові співвідношення справедливі, коли D > 5 м. Робота з меншими горизонтальними зсувами троса недоцільна через високу імовірність зворотних перекриттів блискавки з троса на об'єкт, що захищається. З економічних міркувань замкнуті тросові блискавковідводи не рекомендуються, коли необхідна надійність захисту менше 0,99.
7.6.3 Якщо висота об’єкта перевищує 30 м, висоту замкнутого тросового блискавковідводу рекомендується визначати за допомогою програмного забезпечення. Так само слід діяти для замкнутого контуру складної форми.
7.6.4 Після вибору висоти блискавковідводів за їх зонами захисту рекомендується перевірити комп'ютерними засобами фактичну імовірність прориву блискавки, а, у разі великого запасу за надійністю, провести коригування, задаючи меншу висоту блискавковідводів.
7.7.1 Нижче надаються правила визначення зон захисту блискавковідводів для об'єктів висотою до 60 м методами зихисного кута, фіктивної сфери і у разі застосування захисної сітки. При проектуванні може бути вибраний будь-який спосіб визначення зон захисту.
7.7.2 Доцільно використовувати окремі методи в наступних випадках:
метод захисного кута - для простих за формою споруд і об’єктів ІV РБЗ або для маленьких частин великих споруд;
метод фіктивної сфери - для споруд складної форми;
застосування захисної сітки доцільно в загальному випадку і особливо для захисту поверхонь.
7.7.3 В табл. 14 для рівнів захисту I —IV наводяться значення кутів при вершині зони захисту, радіуси фіктивної сфери, а також гранично допустимий крок чарунки сітки.
Таблиця 14 - Параметри для розрахунку зон захисту блискавкоприймачів методами зихисного кута, фіктивної сфери і у разі застосування захисної сітки
|
Рівень захисту |
Радіус фіктивної сфери R, м |
Кут αо, при вершині блискавковідводу для будівель різної висоти hоб, м |
Крок чарунки сітки, м |
|||
|
20 |
30 |
45 |
60 |
|||
|
І |
20 |
25 |
* |
* |
* |
5 |
|
II |
30 |
35 |
25 |
* |
* |
10 |
|
III |
45 |
45 |
35 |
25 |
* |
10 |
|
IV |
60 |
55 |
45 |
35 |
25 |
20 |
|
* В цих випадках застосовні тільки сітки або фіктивні сфери. |
||||||
7.7.4 Стрижньові блискавкоприймачі, щогли і троси розміщуються так, щоб всі частини споруди знаходилися в зоні захисту, утвореного під кутом α до вертикалі. Захисний кут вибирається за табл. 14.
Метод захисного кута не використовується, якщо hоб більше, ніж радіус фіктивної сфери, визначений за табл. 14 для відповідного рівня захисту.
7.7.5 Метод фіктивної сфери використовується для визначення зони захисту блискавковідводів частини або ділянок споруди, коли згідно з табл. 14 виключено визначення зони захисту за захисним кутом. Об'єкт вважається захищеним, якщо фіктивна сфера, торкаючись поверхні блискавковідводу і площини, на якій той встановлений, не має спільних точок з об'єктом, що захищається.
7.7.6 Сітка захищає поверхню, якщо виконані наступні умови:
