4.5.2. Блискавковідводи
Захист від прямих ударів здійснюється за допомогою
блискавковідводів. Блискавковідвід являє собою пристрій, що піднімається над
захисним об’єктом, що, через який струм блискавки, минаючи захисний об’єкт, що,
відводиться в землю. Блискавковідвід складається з блискавкоприймача, що безпосередньо
сприймає на себе удар блискавки, струмовідводу і заземлювача.
Захисна дія блискавковідводів заснована на тому, що під час лідерної стадії
на вершині блискавковідводу зосереджуються заряди і найбільші напруженості
електричного поля створюються на шляху між лідером, що розвивається, і вершиною
блискавковідводів. Виникнення і розвиток із блискавковідводу зустрічного лідера
ще більш підсилює напруженості поля на цьому шляху, що остаточно визначає удар
у блискавковідвід. Об'єкт, що захищає, більш низький, чим блискавковідвід,
будучи розташований поблизу від нього, виявляється заекранованим
блискавковідводом і зустрічним лідером і тому практично не може бути уражений
блискавкою.
Захисна дія блискавковідводу характеризується його
зоною захисту, тобто простором поблизу блискавковідводу, імовірність
влучення блискавки в яке не перевищує певного, досить малого значення.
Блискавковідводи по типі блискавкоприймачів
розділяються на стрижневі і тросові. Стрижневі блискавковідводи виконуються у
вигляді вертикально встановлених стрижнів (щогл), з'єднаних із заземлювачем, а
тросові - у вигляді горизонтально підвішених проводів. По опорах, до яких
кріпиться трос, прокладаються струмовідводи, що з'єднують трос із заземлювачем.
Відкриті розподільні пристрої підстанцій захищаються стрижневими
блискавковідводами, а лінії електропередачі - тросовими. Для захисту шинних
мостів і гнучких зв'язків великої довжини також можуть застосовуватися тросові
блискавковідводи.
Зона захисту одиночного блискавковідводу висотою h £
Рис. 4.24. Перетин зони захисту
одиночного стрижневого блискавковідводу:
МО – блискавковідвід; ЗО – захисний об’єкт,; h – висота блискавковідводу;
h0 – верхня точка зони захисту блискавковідводу при ймовірності
прориву блискавки Рпр2; hx – висота об'єкта, що
захищається; rx - радіус зони захисту на висоті hx; rз
- опір заземлення блискавковідводу; hа - активна висота
блискавковідводу
Границі зони захисту
знаходяться за формулами:
h0 = 0,85h, rx = (1,1 – 0,002h)(h – hx / 0,85). (4.33)
Імовірність прориву блискавки через Рпр1 границю зони не
більше 0,005. Якщо допустити ймовірність прориву
блискавки Рпр2 = 0,05, то
зона захисту розширюється й описується формулами:
h0 = 0,92h,
rx = 1,5(h – hx
/ 0,92). (4.34)
Зона захисту двох стрижневих блискавковідводів, що
перебувають поблизу один від одного (на відстані, меншій (3–5)h), розширюється в порівнянні із зонами
окремих блискавковідводів. Виникає додатковий обсяг зони захисту, обумовлений
спільною дією двох блискавковідводів. Зони захисту подвійного стрижневого
блискавковідводу (рис. 4.25) описуються формулами, які можна знайти в
спеціальній літературі. Якщо відстань l
між блискавковідводами перевищує 3h (Pпр = 0,005) або 5h (Pпр
= 0,05), то кожний із блискавковідводів варто розглядати як одиночний. Трохи
близько розташовані блискавковідводи (наприклад, три і більше) утворять
«багаторазовий» блискавковідвід. Його зона захисту визначається зонами захисту
найближчих блискавковідводів.
При цьому приймається, що внутрішня зона має ймовірність прориву таку ж, як
і зона взятих попарно блискавковідводів
Рис. 4.25. Зона захисту
подвійного стрижневого блискавковідводу:
а – перетин вертикальною площиною, що проходить через осі блискавковідводів; б
– перетин горизонтальною площиною на висоті hx; h – висота блискавковідводу;
h0 – верхня точка зони
захисту; hmin – мінімальна висота зони захисту; – відстань між блискавковідводами;
dx – мінімальна напівширина зони захисту на висоті hx; rx
– радіус зовнішньої зони захисту на висоті hx