คุณต้องการสายล่อฟ้าหรือไม่? คำถามนี้ถูกถามโดยเจ้าของบ้านส่วนตัวมากกว่าหนึ่งรายเพราะการปล่อยฟ้าผ่าอาจทำให้ทั้งบ้านล้มเหลว เครื่องใช้ในครัวเรือนหรือแย่กว่านั้นคือไฟ หากบ้านตั้งอยู่ในหมู่บ้านหรือเมืองที่รายล้อมไปด้วยแบบของมันเอง ก็ไม่จำเป็นต้องใช้สายล่อฟ้า ในทางกลับกัน มันสามารถดึงดูดการคายประจุไฟฟ้าได้ หากบ้านยืนอยู่ตามลำพังในทุ่งนาหรือบนแปลงขนาดใหญ่ ตั้งอยู่บนเนินเขา และอากาศร้อนและแห้งแล้งในฤดูร้อน โดยมีพายุฝนฟ้าคะนองบ่อยครั้ง ก็จำเป็นต้องใช้สายล่อฟ้า

อุปกรณ์สายล่อฟ้า

สายล่อฟ้าตัวแรกได้รับการออกแบบโดยเบนจามิน แฟรงคลิน ซึ่งไม่เพียงแต่เป็นประธานาธิบดีของอเมริกาเท่านั้น แต่ยังเป็นนักประดิษฐ์อีกด้วย ตั้งแต่นั้นมา การออกแบบของอุปกรณ์นี้ไม่ได้เปลี่ยนแปลงไปมากนักเนื่องจากสามารถรับมือกับงานได้ดี สายล่อฟ้าประกอบด้วยสามส่วนที่เชื่อมต่อถึงกัน

• สายล่อฟ้า- องค์ประกอบที่เห็นได้ชัดเจนที่สุด คือ แท่งยาวที่ทำจากอลูมิเนียม ทองแดง เหล็ก หรือโลหะอื่นๆ ที่นำไฟฟ้าได้ดี ติดหรือติดภายนอกในลักษณะที่จุดยอดสูงเหนือหลังคา ความหนาของสายล่อฟ้าขึ้นอยู่กับโลหะสำหรับเหล็กคือ 50 mm2 สำหรับทองแดง - 35 mm2 การออกแบบในรูปแบบของสายเคเบิลที่ทอดยาวเหนือสันเขาตลอดความยาวก็เป็นไปได้เช่นกันซึ่งถือว่าปลอดภัยกว่า ทั้งสายเคเบิลและหมุดต้องวางบนไม้รองรับ หลังคาเมทัลไม่มีการป้องกัน เคลือบโพลีเมอร์ตัวมันเองสามารถเป็นสายล่อฟ้าได้ แต่ในกรณีนี้ต้องแยกออกจากด้านในอย่างดี อุปกรณ์หลังคาดังกล่าวมีการเจรจาในขั้นตอนการออกแบบเนื่องจากมีการเลือกวัสดุที่มีความหนาเพียงพอและการออกแบบนั้นมีคุณสมบัติหลายประการ
• โดย ตัวนำลงประจุจากฟ้าผ่าลงสู่พื้น อันที่จริงนี่คือสายที่เชื่อมต่อสายล่อฟ้ากับอิเล็กโทรดกราวด์ ความหนาขึ้นอยู่กับวัสดุและความยาว เนื่องจากต้องรับน้ำหนักได้ 200,000 แอมแปร์ในช่วงสั้นๆ เหมาะสมที่สุด ลวดทองแดงที่มีหน้าตัดอย่างน้อย 6 มม.
• ตัวนำสายดิน- วงจรที่แรงดันไฟจ่ายถูกส่งไปยังพื้น โดยปกติแล้วจะทำจากแท่งทองแดงหรือเหล็กซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางขึ้นอยู่กับความยาวซึ่งขุดลงไปในดิน ห้ามใช้เป็นสายดินสำหรับสายล่อฟ้า ท่อน้ำ หรืออุปกรณ์สื่อสารอื่นๆ หรือสายกราวด์จากสายไฟของตัวบ้านเอง

สายล่อฟ้าทำเอง

ก่อนการติดตั้งสายล่อฟ้า จำเป็นต้องกำหนดตำแหน่งของการวาง - ไม่ว่าจะเป็นหลังคาของบ้านหรือไซต์บนไซต์ โครงสร้างอิสระจะต้องมีการใช้วัสดุมากขึ้น แต่เมื่อติดตั้งที่ชายแดนของแปลงแล้ว สามารถปกป้องสองครัวเรือนขึ้นไป สายล่อฟ้าดังกล่าวควรเกินจุดสูงสุดของหลังคา 2 เมตร

สายล่อฟ้าติดตั้งอยู่บนหอคอยซึ่งสามารถทำจากท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางที่เหมาะสม ตัวนำลงจะผ่านเข้าไปข้างในดังนั้นวัสดุของท่อจะต้องทำหน้าที่เป็นฉนวน, แท่งทองแดง, เหล็กหรืออลูมิเนียมติดอยู่ที่ด้านบนด้วยที่หนีบ ตัวนำถูกเชื่อมเข้ากับเครื่องรับ

ลวดในบริเวณที่ท่อจะไม่ได้รับการปกป้องสามารถซ่อนเป็นลอนเพื่อป้องกันการกัดกร่อน หอคอยถูกขุดลงไปที่พื้นถึงความลึก 2 เมตร นอกจากนี้ยังสามารถแก้ไขด้วยการรองรับที่ยึดกับที่หนีบ

ถ้าสายล่อฟ้าอยู่บนหลังคาก็ควรยกขึ้นเหนือมัน จุดสูงสุด 30 ซม. ในกรณีนี้ตัวนำถูกวางเพื่อไม่ให้เข้าใกล้หน้าต่างหรือประตูโครงสร้างโลหะที่ใกล้ที่สุด (บันได, ท่อระบายน้ำ) ควรมีอย่างน้อย 30 ซม. สายเคเบิลไม่ควรโค้งงอหรือมุมฉากเนื่องจาก ในบริเวณที่อาจเกิดประกายไฟได้ ติดกับผนังด้วยที่หนีบพลาสติกบนเดือย

จำเป็นต้องเลือกตำแหน่งของสายดินโดยคำนึงถึงทางเข้าบ้านหรืออาคารอื่นที่ใกล้ที่สุดอย่างน้อย 3 เมตรและจากผนังอย่างน้อยหนึ่งเมตร ในที่นี้พวกเขาขุดคูน้ำยาว 3 เมตร ลึก 1-1.5 เมตร ในตอนท้าย แท่งทองแดงที่มีหน้าตัดขนาด 50 มม.2 จะถูกตอกที่ความลึก 2 เมตร หรือเหล็กที่มีหน้าตัดขนาด 80 มม. (เหมาะสำหรับการเสริมแรงที่ไม่ทาสี) เชื่อมต่อด้วยการเชื่อมแท่งของวัสดุชนิดเดียวกัน ลวดตัวนำลงเชื่อมต่อกับวงจรและร่องลึกปกคลุมด้วยดินอีกครั้ง

การสร้างสายล่อฟ้าบนไซต์งานหรือบนหลังคาต้องใช้เวลา ทักษะในการเชื่อมและต้นทุนวัสดุ อย่างไรก็ตาม ความสูญเสียที่อาจเกิดขึ้นในเสี้ยววินาทีเมื่อฟ้าผ่ากระทบบ้านนั้นร้ายแรงกว่าอย่างเห็นได้ชัด

เป็นที่น่าจดจำว่าการออกแบบและ ติดตั้งสายล่อฟ้าจะมีผลเมื่อติดตั้ง RCD และตัวจำกัดแรงดันไฟฟ้าในบ้านเท่านั้น

สายล่อฟ้ารับรู้การถูกฟ้าผ่าโดยตรง ดังนั้นจึงต้องทนต่อผลกระทบทางกลและความร้อนของกระแสฟ้าผ่าและช่องฟ้าผ่าที่อุณหภูมิสูงได้อย่างน่าเชื่อถือ โครงสร้างรองรับประกอบด้วยสายล่อฟ้าและตัวนำไฟฟ้าลง ซึ่งรวมองค์ประกอบทั้งหมดของสายล่อฟ้าเข้าไว้ด้วยกันเป็นชิ้นเดียวที่แข็งแรงและมีกลไก การก่อสร้างที่มั่นคง. ในการติดตั้งระบบไฟฟ้า มีการติดตั้งสายล่อฟ้าใกล้กับชิ้นส่วนที่มีไฟฟ้าซึ่งอยู่ภายใต้แรงดันไฟฟ้าที่ใช้งาน การตกของสายล่อฟ้าบนองค์ประกอบที่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านของการติดตั้งระบบไฟฟ้าทำให้เกิดอุบัติเหตุร้ายแรง ดังนั้นโครงสร้างรองรับสายล่อฟ้าจึงต้องสูง ความแข็งแรงทางกลซึ่งจะไม่รวมสายล่อฟ้าที่ตกลงมากับอุปกรณ์ของโรงไฟฟ้าและสถานีย่อยในกรณีการใช้งาน สายล่อฟ้าต้องมีการเชื่อมต่อที่เชื่อถือได้กับพื้นโดยมีความต้านทาน 5-25 โอห์มต่อการแพร่กระจายของกระแสอิมพัลส์ คุณสมบัติป้องกันของสายล่อฟ้าสายล่อฟ้าอยู่ในความจริงที่ว่าพวกเขาปรับทิศทางผู้นำของการปล่อยสายฟ้าที่พุ่งเข้าหาตัวเอง การคายประจุเกิดขึ้นอย่างจำเป็นที่ด้านบนของสายล่อฟ้า หากเกิดขึ้นในบริเวณใดบริเวณหนึ่งที่อยู่เหนือสายล่อฟ้า บริเวณนี้มีรูปกรวยขยายตัวขึ้นและเรียกว่าโซนรอยโรค 100%

ข้อมูลการทดลองนี้จัดทำขึ้นโดยข้อมูลการทดลองว่าความสูงของการวางแนวฟ้าผ่า H ขึ้นอยู่กับความสูงของสายล่อฟ้า h สำหรับสายล่อฟ้าที่มีความสูงไม่เกิน 30 เมตร:

และสำหรับสายล่อฟ้าที่มีความสูงมากกว่า 30 เมตร H=600 ม.

ส่วนที่เคลื่อนไหวของสายล่อฟ้าอยู่ที่ไหนซึ่งสอดคล้องกับความสูงของวัตถุที่ได้รับการคุ้มครอง:

รูปที่ 1.1 เขตป้องกันของสายล่อฟ้าแบบแท่งเดียว: 1 - ขอบเขตของเขตป้องกัน 2 - ส่วนของเขตป้องกันที่ระดับ

ในการคำนวณรัศมีการป้องกัน ณ จุดใด ๆ ของเขตป้องกัน รวมถึงที่ความสูงของวัตถุที่ได้รับการป้องกัน จะใช้สูตรต่อไปนี้:

ที่ไหน - ปัจจัยแก้ไขเท่ากับ 1 สำหรับสายล่อฟ้าที่สูงน้อยกว่า 30 เมตร และเท่ากับสายล่อฟ้าที่สูงกว่า

เขตป้องกันของวัตถุที่ขยายออกซึ่งมีการใช้สายล่อฟ้าหลายเส้น ขอแนะนำว่าโซนที่มีความพ่ายแพ้ 100% ของพวกเขาจะอยู่ใกล้วัตถุหรือแม้กระทั่งทับซ้อนกันยกเว้นการพุ่งทะลุฟ้าแนวตั้งไปยังวัตถุที่ได้รับการป้องกัน ระยะห่าง (S) ระหว่าง แกนของสายล่อฟ้าควรเท่ากับหรือน้อยกว่าค่าที่กำหนดจากการพึ่งพา:

เขตป้องกันของสายล่อฟ้าสองและสี่สายในแผนผังที่ความสูงของวัตถุที่ได้รับการป้องกันมีโครงร่างที่แสดงในรูปที่ 1.3, a, b

ความกว้างที่เล็กที่สุดของเขตป้องกัน รัศมีการป้องกันที่แสดงในรูปวาดถูกกำหนดในลักษณะเดียวกับสายล่อฟ้าเดี่ยว แต่จะกำหนดโดยเส้นโค้งพิเศษ รูปที่ 1.2 แสดงการออกแบบสายล่อฟ้า หากสายล่อฟ้าที่มีความสูงไม่เกิน 30 เมตร อยู่ห่างออกไป ความกว้างที่เล็กที่สุดของเขตป้องกันจะเท่ากับศูนย์

รูปที่ 1.2 โครงสร้างของสายล่อฟ้าแบบแท่งบนฐานรองรับคอนกรีตเสริมเหล็ก: a - จากคอนกรีตแบบสั่นสะเทือน; ข - คอนกรีตเหวี่ยง

รูปที่ 1.3 สายล่อฟ้าสายล่อฟ้าบนโลหะรองรับ: a - สายล่อฟ้า (โครงสร้างรองรับ); b - แท่งสายล่อฟ้า (โครงสร้างรองรับ)

รูปที่ 1.3 แสดงการออกแบบสายล่อฟ้าบนฐานโลหะ ในกรณีนี้รัศมีการป้องกันถูกกำหนดในลักษณะเดียวกับสายล่อฟ้าเดี่ยว ขนาดกำหนดจากส่วนโค้งของสายล่อฟ้าแต่ละคู่ เส้นทแยงมุมของรูปสี่เหลี่ยมหรือเส้นผ่านศูนย์กลางของวงกลมที่ผ่านจุดยอดของรูปสามเหลี่ยมที่เกิดจากสายล่อฟ้าสามเส้น ตามเงื่อนไขการป้องกันของพื้นที่ทั้งหมด ต้องเป็นไปตามการพึ่งพาต่อไปนี้:

สำหรับสายล่อฟ้าที่มีความสูงน้อยกว่า 30 เมตร:

สำหรับสายล่อฟ้าที่มีความสูงมากกว่า 30 เมตร:

สายล่อฟ้าแบบยืนอิสระพร้อมฐานโลหะติดตั้งอยู่บนฐานรากคอนกรีตเสริมเหล็ก ตัวนำไฟฟ้าลงสำหรับสายล่อฟ้าดังกล่าวเป็นโครงสร้างรับน้ำหนัก สำหรับโครงสร้างโลหะและคอนกรีตเสริมเหล็กของสวิตช์กลางแจ้งตามกฎแล้วจะมีการติดตั้งสายล่อฟ้าพร้อมชิ้นส่วนแบริ่งโลหะ การออกแบบการยึดถูกกำหนดโดยคุณสมบัติของการออกแบบสวิตช์ภายนอกอาคารที่มีการติดตั้งสายล่อฟ้าแบบแท่ง โดยปกติ การออกแบบสายล่อฟ้าที่ติดตั้งบนโครงสร้างสวิตช์ภายนอกอาคารจะเป็น ท่อเหล็กมักประกอบด้วยท่อหลายขนาด สายล่อฟ้าที่มีความสูงฐานเกิน 5 เมตร มีโครงสร้างเป็นโครงตาข่ายทำด้วยเหล็กฉาก ศักยภาพของสายล่อฟ้าในขณะที่ปล่อยจะถูกกำหนดโดยการพึ่งพา:

ความต้านทานกราวด์ของสายล่อฟ้าอยู่ที่ 5-25 โอห์มอยู่ที่ไหน

กระแสฟ้าผ่าในวัตถุที่มีการลงกราวด์อย่างดี

ศักยภาพของสายล่อฟ้าถูกกำหนดโดย:

ความชันของหน้าคลื่นในปัจจุบันอยู่ที่ไหน

• - สายล่อฟ้าชี้ไปที่ความสูงของวัตถุ
• - ความเหนี่ยวนำเฉพาะของสายล่อฟ้า

ในการคำนวณแนวทางขั้นต่ำที่อนุญาตของวัตถุไปยังสายล่อฟ้า เราสามารถดำเนินการได้จากการพึ่งพาอาศัยกัน:

โดยที่ความแรงของสนามไฟฟ้าแรงกระตุ้นที่อนุญาตในอากาศอยู่ที่ 500 kV / m

แนวทางการป้องกันไฟกระชากแนะนำว่าควรคำนึงถึงระยะห่างจากสายล่อฟ้าเท่ากับ:

การพึ่งพาอาศัยกันนี้ใช้ได้กับกระแสฟ้าผ่า 150 kA ความชันกระแส 32 kA/μs และการเหนี่ยวนำของสายล่อฟ้าที่ 1.5 μH/m ไม่ว่าผลการคำนวณจะเป็นอย่างไร ระยะห่างระหว่างวัตถุกับสายล่อฟ้าต้องมีอย่างน้อย 6 เมตร

เชือกล่อฟ้า. ค่าของสัมประสิทธิ์ k และ z ขึ้นอยู่กับความน่าจะเป็นที่อนุญาตของการเกิดฟ้าผ่าในเขตป้องกัน ความน่าจะเป็นที่ฟ้าผ่าจะทะลุทะลวงเข้าไปในเขตป้องกันจะเท่ากับอัตราส่วนของจำนวนการปล่อยฟ้าผ่าเข้าสู่โครงสร้างที่ได้รับการป้องกันต่อจำนวนรวมของการปล่อยฟ้าผ่าเข้าสู่สายล่อฟ้าและโครงสร้างที่ได้รับการป้องกัน หากความน่าจะเป็นของสายฟ้าทะลวงเข้าสู่เขตป้องกันเท่ากับ 0.01 สัมประสิทธิ์จะเท่ากับ 1 และด้วยความน่าจะเป็นที่ยอมรับได้ที่ 0.001 กล่าวคือ เขตป้องกันของสายล่อฟ้ามีขนาดเล็กกว่าเขตป้องกันของสายล่อฟ้าแบบสายล่อฟ้า รูปร่างของเขตป้องกันของสายล่อฟ้าแบบสายคู่ขนานสองเส้นที่มีความสูงไม่เกิน 30 ม. ขอบเขตภายนอกของเขตป้องกันของสายแต่ละเส้นถูกกำหนดในลักษณะเดียวกับสายล่อฟ้าสายเดี่ยว ขึ้นอยู่กับการออกแบบของตัวรองรับ สามารถใช้สายเคเบิลหนึ่งหรือสองเส้นโดยยึดกับ โลหะรองรับหรือการลงสายโลหะ เสาไม้. เพื่อป้องกันสายเคเบิลจากการไหม้เกินโดยกระแสฟ้าผ่าและเพื่อควบคุมการต่อสายดิน การรองรับของสายเคเบิลทำขึ้นโดยใช้ฉนวนกันกระเทือนตัวเดียวที่มีช่องว่างประกายไฟ ประสิทธิภาพของการป้องกันสายเคเบิลยิ่งสูง มุมที่เกิดจากแนวตั้งที่เคลื่อนผ่านสายเคเบิลและเส้นที่เชื่อมต่อสายเคเบิลกับด้านนอกสุดของสายไฟจะมีขนาดเล็กลง มุมนี้เรียกว่ามุมป้องกัน โดยหาค่าอยู่ภายใน

เขตป้องกันสายล่อฟ้าแบบลวดสองเส้นที่มีความสูงมากกว่า 30 ม. วิธีสร้างเขตป้องกันสำหรับกรณีนี้เหมือนกับสายล่อฟ้าแบบลวดที่มีความสูงไม่เกิน 30 ม. แต่ที่ระยะห่างจากด้านบน โซนจะถูกตัดให้สั้นลงในลักษณะเดียวกับสายล่อฟ้าสายเดี่ยว ความกว้างของเขตป้องกันซึ่งไม่รวมความเสียหายโดยตรงกับสายไฟที่ระดับความสูงของช่วงล่างนั้นพิจารณาจากการพึ่งพา:

การพึ่งพาอาศัยกันนี้ใช้ได้กับความสูงของสายระงับ 30 ม. และต่ำกว่า

3.1. ตัวรองรับสายล่อฟ้าต้องออกแบบให้มีความแข็งแรงทางกลอย่างอิสระ โครงสร้างยืนและการรองรับสายล่อฟ้า - คำนึงถึงความตึงของสายเคเบิลและผลกระทบของลมและน้ำแข็ง

3.2. การรองรับสายล่อฟ้าแบบตั้งอิสระสามารถทำจากเหล็กเกรดใดก็ได้ คอนกรีตเสริมเหล็ก หรือไม้

3.3. สายล่อฟ้าสายล่อฟ้าต้องทำด้วยเหล็กกล้าเกรดใดก็ได้ที่มีหน้าตัดอย่างน้อย 100 มม. 2 และยาวอย่างน้อย 200 มม. และป้องกันการกัดกร่อนโดยการชุบสังกะสี การชุบ หรือทาสี

สายล่อฟ้าต้องทำด้วยเชือกลวดเหล็กกล้าหลายเส้นที่มีหน้าตัดอย่างน้อย 35 มม. 2

3.4. การเชื่อมต่อของสายล่อฟ้ากับตัวนำลงและตัวนำลงกับตัวนำสายดินควรดำเนินการตามกฎโดยการเชื่อมและหากไม่สามารถยอมรับงานร้อนได้ การเชื่อมต่อแบบเกลียวด้วยความต้านทานการเปลี่ยนแปลงไม่เกิน 0.05 โอห์มพร้อมการควบคุมประจำปีบังคับของหลังก่อนเริ่มฤดูพายุฝนฟ้าคะนอง

3.5. ตัวนำลงที่ต่อสายล่อฟ้าทุกประเภทกับตัวนำต่อสายดินควรทำจากเหล็กที่มีขนาดไม่น้อยกว่าที่ระบุในตาราง 3.

3.6. เมื่อติดตั้งสายล่อฟ้าบนวัตถุที่ได้รับการคุ้มครองและไม่สามารถใช้โครงสร้างโลหะของอาคารเป็นตัวนำไฟฟ้าลงได้ (ดูข้อ 2.12) ให้วางตัวนำไฟฟ้าลงที่ขั้วไฟฟ้ากราวด์ตามแนวผนังด้านนอกของอาคารด้วยวิธีที่สั้นที่สุด

3.7. อนุญาตให้ใช้โครงสร้างใด ๆ ของฐานรากคอนกรีตเสริมเหล็กของอาคารและโครงสร้าง (เสาเข็ม เทป ฯลฯ) เพื่อป้องกันฟ้าผ่าตามธรรมชาติ (ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดของข้อ 1.8)

ขนาดที่อนุญาตของโครงสร้างเดี่ยวของฐานรากคอนกรีตเสริมเหล็กที่ใช้เป็นอิเล็กโทรดกราวด์แสดงไว้ในตาราง 2.

ภาคผนวก 1

เงื่อนไขพื้นฐาน

1. สายฟ้าฟาดโดยตรง (ฟ้าผ่า) - การสัมผัสโดยตรงของช่องฟ้าผ่ากับอาคารหรือโครงสร้างพร้อมกับกระแสฟ้าผ่าไหลผ่าน

2. ปรากฏการณ์ที่สองของฟ้าผ่าคือการเหนี่ยวนำของศักย์ไฟฟ้าบนองค์ประกอบโลหะของโครงสร้าง อุปกรณ์ ในวงจรโลหะเปิด ที่เกิดจากการปล่อยฟ้าผ่าอย่างใกล้ชิด และสร้างอันตรายจากประกายไฟภายในวัตถุที่ได้รับการป้องกัน

3. การดริฟท์ที่มีศักยภาพสูง - ถ่ายโอนไปยังอาคารหรือโครงสร้างที่มีการป้องกันตามการสื่อสารโลหะแบบขยาย (ใต้ดิน พื้นดิน และ ท่อน้ำเหนือศีรษะ, สายเคเบิล เป็นต้น) ศักย์ไฟฟ้าที่เกิดจากฟ้าผ่าโดยตรงและใกล้ตัว และก่อให้เกิดอันตรายจากประกายไฟภายในวัตถุที่ได้รับการคุ้มครอง

4. สายล่อฟ้า - อุปกรณ์ที่รับรู้ฟ้าผ่าและเปลี่ยนกระแสของมันไปที่พื้น

โดยทั่วไป สายล่อฟ้าประกอบด้วยตัวรองรับ สายล่อฟ้าที่รับรู้การถูกฟ้าผ่าโดยตรง ตัวนำลงซึ่งกระแสฟ้าผ่าถูกส่งไปยังพื้นดิน ตัวนำกราวด์ซึ่งช่วยให้กระแสฟ้าผ่าไหลลงสู่พื้นดิน

ในบางกรณี ฟังก์ชันของตัวรองรับ สายล่อฟ้า และตัวนำลงจะรวมกัน ตัวอย่างเช่น เมื่อใช้ท่อโลหะหรือโครงถักเป็นสายล่อฟ้า

5. เขตป้องกันสายล่อฟ้า - พื้นที่ภายในที่อาคารหรือโครงสร้างได้รับการปกป้องจากฟ้าผ่าโดยตรงด้วยความน่าเชื่อถือไม่ต่ำกว่าค่าที่แน่นอน พื้นผิวของเขตป้องกันมีความน่าเชื่อถือน้อยที่สุดและคงที่ ในระดับความลึกของเขตป้องกัน ความน่าเชื่อถือสูงกว่าบนพื้นผิว

โซนป้องกัน Type A มีความน่าเชื่อถือ 99.5% ขึ้นไป และประเภท B - 95% ขึ้นไป

6. โครงสร้างสายล่อฟ้าแบ่งออกเป็นประเภทต่อไปนี้:

คัน - ด้วยการจัดเรียงแนวตั้งของสายล่อฟ้า;

สายเคเบิล (ขยาย) - มีการจัดเรียงสายล่อฟ้าในแนวนอนโดยยึดไว้กับตัวรองรับสายดินสองตัว

กริด - สายล่อฟ้าแนวนอนหลายเส้นตัดกันเป็นมุมฉากและวางบนวัตถุที่ได้รับการป้องกัน

7. สายล่อฟ้าแบบสแตนด์อโลนคือสายล่อฟ้าที่ติดตั้งบนพื้นห่างจากวัตถุที่ได้รับการคุ้มครอง

8. สายล่อฟ้าแบบเดี่ยวคือแบบเดี่ยวของสายล่อฟ้าแบบแท่งหรือแบบลวด

9. สายล่อฟ้าแบบคู่ (หลายสาย) - เป็นสายล่อฟ้าหรือสายล่อฟ้าสองสาย (หรือมากกว่า) ที่สร้างเขตป้องกันร่วมกัน

10. ตัวนำสายดินป้องกันฟ้าผ่า - ตัวนำอย่างน้อยหนึ่งตัวฝังอยู่ในพื้นดิน ออกแบบมาเพื่อเปลี่ยนกระแสฟ้าผ่าลงสู่พื้นหรือจำกัดแรงดันไฟฟ้าเกินที่เกิดขึ้นกับเคสโลหะ อุปกรณ์ การสื่อสารในกรณีที่มีการปล่อยฟ้าผ่าปิด ตัวนำสายดินแบ่งออกเป็นแบบธรรมชาติและแบบเทียม

11. ตัวนำสายดินธรรมชาติ - โลหะและ โครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กอาคารและโครงสร้าง

12. การลงกราวด์เทียม - วางเป็นพิเศษในแนวพื้นของแถบหรือเหล็กกลม โครงสร้างเข้มข้นประกอบด้วยตัวนำแนวตั้งและแนวนอน

ภาคผนวก 2

ลักษณะของความเข้มของกิจกรรมฟ้าผ่าและปัญหาฟ้าผ่าของอาคารและโครงสร้าง

ระยะเวลาเฉลี่ยต่อปีของพายุฝนฟ้าคะนองเป็นชั่วโมงที่จุดใดก็ได้ในอาณาเขตของสหภาพโซเวียตนั้นพิจารณาจากแผนที่ (รูปที่ 3) หรือจากแผนที่ภูมิภาคของระยะเวลาของพายุฝนฟ้าคะนองที่ได้รับอนุมัติสำหรับบางภูมิภาคของสหภาพโซเวียตหรือจากความยาวเฉลี่ย -ข้อมูลระยะเวลา (ประมาณ 10 ปี) จากสถานีตรวจอากาศใกล้กับตำแหน่งของอาคารหรือโครงสร้าง

การคำนวณจำนวนที่คาดไว้ N ของการเกิดฟ้าผ่าต่อปีนั้นทำตามสูตร:

สำหรับอาคารและโครงสร้างที่มีความเข้มข้น ( ปล่องไฟ, หอคอย, หอคอย)

สำหรับอาคารและโครงสร้าง ทรงสี่เหลี่ยม

ที่ไหน h - ระดับความสูงสูงสุดอาคารหรือโครงสร้าง m; S, L - ตามลำดับความกว้างและความยาวของอาคารหรือโครงสร้าง m; n คือจำนวนฟ้าผ่าเฉลี่ยต่อปีต่อพื้นผิวโลก 1 กม. ( แรงดึงดูดเฉพาะ, ฟ้าผ่าลงมาที่พื้น) ณ ที่ตั้งของอาคารหรือโครงสร้าง

สำหรับอาคารและโครงสร้าง การกำหนดค่าที่ซับซ้อนเนื่องจาก S และ L ถือเป็นความกว้างและความยาวของสี่เหลี่ยมผืนผ้าที่เล็กที่สุด ซึ่งสามารถจารึกสิ่งปลูกสร้างหรือโครงสร้างไว้ในแบบแปลนได้

สำหรับจุดใดจุดหนึ่งในอาณาเขตของสหภาพโซเวียตความหนาแน่นเฉพาะของสายฟ้าฟาดลงสู่พื้นดิน n ถูกกำหนดตามระยะเวลาเฉลี่ยต่อปีของพายุฝนฟ้าคะนองเป็นชั่วโมงดังนี้:

ข้าว. 3. แผนที่ระยะเวลาเฉลี่ยรายปีของพายุฝนฟ้าคะนองเป็นชั่วโมงสำหรับอาณาเขตของสหภาพโซเวียต

ภาคผนวก 3

โซนป้องกันฟ้าผ่า

1. สายล่อฟ้าแบบแท่งเดียว

เขตป้องกันของสายล่อฟ้าแบบแท่งเดียวที่มีความสูง h เป็นกรวยทรงกลม (รูปที่ A3.1) ซึ่งด้านบนอยู่ที่ความสูง h 0

1.1. โซนป้องกันของสายล่อฟ้าสายเดี่ยวที่มีความสูง h £ 150 m มีขนาดโดยรวมดังต่อไปนี้

โซน A: h 0 = 0.85h,

r 0 \u003d (1.1 - 0.002h)ชม.

r x \u003d (1.1 - 0.002h) (h - h x / 0.85)

โซน B: h 0 = 0.92h;

r x \u003d 1.5 (h - h x / 0.92)

สำหรับโซน B ความสูงของสายล่อฟ้าแบบแท่งเดียวที่ ค่าที่รู้จัก h และสามารถกำหนดได้โดยสูตร

ชั่วโมง = (rx + 1.63hx)/1.5

ข้าว. ป3.1. เขตป้องกันสายล่อฟ้าสายเดี่ยว:

ฉัน - ขอบเขตของเขตป้องกันที่ระดับ h x , 2 - เหมือนกันที่ระดับพื้นดิน

1.2. โซนป้องกันสายล่อฟ้าแบบแท่งเดียวของตึกระฟ้า 150< h < 600 м имеют следующие габаритные размеры.

2. สายล่อฟ้าสองแท่ง.

2.1. เขตป้องกันของสายล่อฟ้าสองสายที่มีความสูง h £ 150 m แสดงในรูปที่ ป3.2. พื้นที่ท้ายสุดของเขตป้องกันถูกกำหนดให้เป็นโซนของสายล่อฟ้าแบบแท่งเดียว ขนาดโดยรวมซึ่ง h 0 , r 0 , r x1 , rx 2 ถูกกำหนดโดยสูตรของข้อ 1.1 ของภาคผนวกนี้สำหรับเขตป้องกันทั้งสองประเภท .

ข้าว. ป3.2. เขตป้องกันสายล่อฟ้าสองสาย:

1 - ขอบเขตของเขตป้องกันที่ระดับ h x 1 ; 2 - เหมือนกันที่ระดับ h x 2

3 - เหมือนกันที่ระดับพื้นดิน

พื้นที่ภายในของโซนป้องกันของสายล่อฟ้าแบบสองสายมีมิติโดยรวมดังต่อไปนี้

;

ที่ 2h< L £ 4h

;

;

เมื่อระยะห่างระหว่างสายล่อฟ้า L >

ที่ h< L £ 6h

;

;

ด้วยระยะห่างระหว่างสายล่อฟ้าสายล่อฟ้า L > 6h เพื่อสร้างโซน B สายล่อฟ้าควรพิจารณาเป็นสายเดี่ยว

ด้วยค่าที่ทราบของ h c และ L (ที่ r cx = 0) ความสูงของสายล่อฟ้าสำหรับโซน B ถูกกำหนดโดยสูตร

ชั่วโมง \u003d (ชม. + 0.14L) / l.06.

2.2. เขตป้องกันสายล่อฟ้าสองสาย ความสูงต่างกันชั่วโมง 1 และ ชั่วโมง 2 150 m แสดงในรูปที่ PZ.Z. ขนาดพื้นที่สิ้นสุดของเขตป้องกัน h 01 , h 02 , r 01 , r 02 , r x 1 , r x 2 ถูกกำหนดโดยสูตรของข้อ 1.1 สำหรับเขตป้องกันของสายล่อฟ้าสายเดี่ยวทั้งสองประเภท ขนาดโดยรวมของพื้นที่ด้านในของเขตป้องกันถูกกำหนดโดยสูตร:

;

;

โดยที่ค่า h c 1 และ h c 2 คำนวณตามสูตรสำหรับ h c p 2.1 ของภาคผนวกนี้

สำหรับสายล่อฟ้าสองสายที่มีความสูงต่างกัน การสร้างโซน A ของสายล่อฟ้าแบบสองสายจะดำเนินการที่ L £ 4 ชม. นาที และโซน B - ที่ L £ 6 ชม. นาที ด้วยระยะห่างที่เท่ากันระหว่างสายล่อฟ้า ถือว่าเป็นสายเดี่ยว

ข้าว. ПЗ.З เขตป้องกันสายล่อฟ้าสองสายที่มีความสูงต่างกัน การกำหนดจะเหมือนกับในรูปที่ P3.1

3. สายล่อฟ้าหลายสาย

เขตป้องกันของสายล่อฟ้าหลายเส้น (รูปที่ A3.4) ถูกกำหนดให้เป็นเขตป้องกันของสายล่อฟ้าที่อยู่ติดกันที่จับคู่กับสายล่อฟ้าที่มีความสูง ชม. 150 ม. (ดูย่อหน้าที่ 2.1, 2.2 ของภาคผนวกนี้)

ข้าว. ป3.4. เขตป้องกัน (ตามแผนผัง) ของสายล่อฟ้าหลายสาย การกำหนดจะเหมือนกับในรูปที่ P3.1

เงื่อนไขหลักสำหรับการป้องกันวัตถุหนึ่งชิ้นขึ้นไปที่มีความสูง h x ที่มีความเชื่อถือได้ซึ่งสอดคล้องกับความน่าเชื่อถือของโซน A และโซน B คือการปฏิบัติตามความไม่เท่าเทียมกัน r cx > 0 สำหรับสายล่อฟ้าทั้งหมดที่จับคู่ มิฉะนั้น จะต้องดำเนินการสร้างเขตป้องกันสำหรับสายล่อฟ้าสายเดี่ยวหรือสายคู่ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับการปฏิบัติตามเงื่อนไขของข้อ 2 ของภาคผนวกนี้

4.สายล่อฟ้าสายเดี่ยว

เขตป้องกันของสายล่อฟ้าสายเดี่ยวที่มีความสูง h £ 150 m แสดงในรูปที่ P3.5 โดยที่ h คือความสูงของสายเคเบิลที่อยู่ตรงกลางของสแปน โดยคำนึงถึงส่วนย้อยของสายเคเบิลที่มีหน้าตัด 35-50 มม. 2 โดยมีความสูงที่ทราบความสูงของตัวรองรับ h op และความยาวของช่วง เอความสูงของสายเคเบิล (เป็นเมตร) ถูกกำหนดโดย:

ชั่วโมง \u003d ชั่วโมง op - 2 สำหรับ a< 120 м;

h = h op - 3 ที่ 120< а< 15Ом.

ข้าว. ป3.5 เขตป้องกันสายล่อฟ้าสายเดี่ยว การกำหนดจะเหมือนกับในรูปที่ P3.1

โซนป้องกันของสายล่อฟ้าสายเดี่ยวมีขนาดโดยรวมดังต่อไปนี้

สำหรับโซนประเภท B ความสูงของสายล่อฟ้าสายเดี่ยวที่มีค่าที่ทราบคือ h x และ r x ถูกกำหนดโดยสูตร

5. สายล่อฟ้าสายคู่

5.1. เขตป้องกันของสายล่อฟ้าแบบสายคู่ที่มีความสูง h £ 150 m แสดงในรูปที่ ป3.6 ขนาด r 0 , h 0 , r x สำหรับเขตป้องกัน A และ B ถูกกำหนดตามสูตรที่สอดคล้องกันของข้อ 4 ของภาคผนวกนี้ ขนาดโซนที่เหลือกำหนดไว้ดังนี้

ข้าว. PZ.6. เขตป้องกันสายล่อฟ้าสายคู่ การกำหนดเหมือนกัน 410 และในรูปที่ P3.2

ที่ h< L £ 2h

;

ที่ 2h< L £ 4h

;

เมื่อระยะห่างระหว่างสายล่อฟ้าคือ L > 4h สำหรับการสร้างโซน A ควรพิจารณาสายล่อฟ้าแบบเดี่ยว

ที่ h< L £ 6h

;

;

เมื่อระยะห่างระหว่างสายล่อฟ้าคือ L > 6h สำหรับการสร้างโซน B ควรพิจารณาสายล่อฟ้าแบบเดี่ยว ด้วยค่าที่ทราบของ h c และ L (ที่ r cx = 0) ความสูงของสายล่อฟ้าสำหรับโซน B ถูกกำหนดโดยสูตร

ชั่วโมง \u003d (ชม. + 0.12L) / 1.06.

ข้าว. ป3.7 เขตป้องกันสายล่อฟ้าสองเส้นที่มีความสูงต่างกัน

5.2. เขตป้องกันของสายเคเบิลสองเส้นที่มีความสูงต่างกัน ชั่วโมง 1 และ ชั่วโมง 2 แสดงในรูปที่ ป3.7 ค่า r 01 , r 02 , h 01 , h 02 , r x1 , r x 2 ถูกกำหนดโดยสูตรของข้อ 4 ของภาคผนวกนี้สำหรับสายล่อฟ้าสายเดี่ยว ในการกำหนดขนาด r c และ h c จะใช้สูตร:

;

โดยที่ h c 1 และ h c 2 คำนวณโดยสูตรสำหรับ h c A.5.1 ของภาคผนวกนี้

ภาคผนวก 4

คู่มือ "คำแนะนำสำหรับการป้องกันฟ้าผ่าของอาคารและโครงสร้าง"

(RD34.21.122-87)

คู่มือนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อชี้แจงและระบุข้อกำหนดหลักของ กข 3421.122-87 ตลอดจนทำความคุ้นเคยกับผู้เชี่ยวชาญที่เกี่ยวข้องในการพัฒนาและออกแบบระบบป้องกันฟ้าผ่าของวัตถุต่างๆ ด้วยแนวคิดที่มีอยู่เกี่ยวกับการพัฒนาฟ้าผ่าและพารามิเตอร์ที่กำหนดอันตราย ผลกระทบต่อมนุษย์และ ค่าวัสดุ. ตัวอย่างของการป้องกันฟ้าผ่าของอาคารและโครงสร้างประเภทต่างๆ กำหนดตามข้อกำหนดของ RD 34.21.122-87

1. ข้อมูลโดยย่อเกี่ยวกับการปล่อยฟ้าผ่าและพารามิเตอร์

ฟ้าผ่าเป็นการคายประจุไฟฟ้าที่มีความยาวหลายกิโลเมตรซึ่งเกิดขึ้นระหว่างเมฆฝนฟ้าคะนองกับพื้นดินหรือโครงสร้างพื้นดินใดๆ

การปล่อยฟ้าผ่าเริ่มต้นด้วยการพัฒนาผู้นำ - ช่องทางที่สว่างไสวด้วยกระแสหลายร้อยแอมแปร์ ในทิศทางของการเคลื่อนที่ของผู้นำ - จากเมฆลงหรือจากโครงสร้างพื้นดินขึ้น - ฟ้าผ่าแบ่งออกเป็นลงและขึ้น ข้อมูลฟ้าผ่าลงมาเป็นเวลานานในหลายภูมิภาค โลก. ข้อมูลเกี่ยวกับสายฟ้าจากน้อยไปมากปรากฏเฉพาะใน ทศวรรษที่ผ่านมาเมื่อการสังเกตอย่างเป็นระบบเกี่ยวกับความต้านทานฟ้าผ่าของโครงสร้างที่สูงมาก เช่น หอส่งสัญญาณโทรทัศน์ Ostankino เริ่มขึ้น

ผู้นำของสายฟ้าจากมากไปน้อยปรากฏขึ้นภายใต้การกระทำของกระบวนการในเมฆฝนฟ้าคะนองและการปรากฏตัวของมันไม่ได้ขึ้นอยู่กับการปรากฏตัวของโครงสร้างใด ๆ บนพื้นผิวโลก ในขณะที่ผู้นำเคลื่อนไปที่พื้น ผู้นำเคาน์เตอร์ที่มุ่งตรงไปยังคลาวด์สามารถตื่นเต้นได้จากวัตถุภาคพื้นดิน การติดต่อของหนึ่งในนั้นกับผู้นำที่ลงมา (หรือการสัมผัสของตัวหลังกับพื้นผิวโลก) กำหนดตำแหน่งของสายฟ้าฟาดลงสู่พื้นหรือวัตถุบางอย่าง

ผู้นำที่เพิ่มขึ้นรู้สึกตื่นเต้นจากโครงสร้างที่สูงซึ่งอยู่บนยอดนั้น สนามไฟฟ้าเพิ่มขึ้นอย่างมากในช่วงพายุฝนฟ้าคะนอง ความเป็นจริงของการเกิดขึ้นและการพัฒนาที่ยั่งยืนของผู้นำจากน้อยไปมากกำหนดสถานที่ของความพ่ายแพ้ บนภูมิประเทศที่ราบเรียบ ฟ้าผ่าที่พุ่งขึ้นกระทบวัตถุที่มีความสูงมากกว่า 150 เมตร และในพื้นที่ภูเขา พวกมันจะรู้สึกตื่นเต้นจากองค์ประกอบนูนและโครงสร้างที่มียอดแหลมซึ่งมีความสูงต่ำกว่าปกติ ดังนั้นจึงพบเห็นบ่อยขึ้น

ให้เราพิจารณาขั้นตอนการพัฒนาและพารามิเตอร์ของสายฟ้าลงก่อน หลังจากการจัดตั้งช่องสัญญาณผ่านผู้นำ ขั้นตอนหลักของการปล่อยจะตามมา - การทำให้เป็นกลางอย่างรวดเร็วของประจุผู้นำ พร้อมด้วยแสงจ้าและการเพิ่มขึ้นของค่ากระแสจนถึงค่าสูงสุดตั้งแต่สองสามถึงหลายร้อยกิโลแอมแปร์ ในกรณีนี้ความร้อนที่รุนแรงของช่อง (สูงถึงหมื่นเคลวิน) และการขยายตัวของแรงกระแทกซึ่งหูจะรับรู้ว่าเป็นเสียงฟ้าร้อง กระแสหลักประกอบด้วยพัลส์ต่อเนื่องตั้งแต่หนึ่งพัลส์ขึ้นไปบนส่วนประกอบต่อเนื่อง พัลส์ปัจจุบันส่วนใหญ่มีขั้วลบ ชีพจรแรกด้วยระยะเวลารวมหลายร้อยไมโครวินาที มีความยาวด้านหน้า 3 ถึง 20 μs; ค่าสูงสุดของกระแส (แอมพลิจูด) แตกต่างกันอย่างมาก: ใน 50% ของกรณี ( กระแสเฉลี่ย) เกิน 30 และใน 1-2% ของกรณี 100 kA ประมาณ 70% ของฟ้าผ่าเชิงลบลง พัลส์แรกตามด้วยพัลส์ที่ตามมาด้วยแอมพลิจูดที่ต่ำกว่าและความยาวด้านหน้า: ค่าเฉลี่ยคือ 12 kA และ 0.6 μs ตามลำดับ ในกรณีนี้ ความชัน (อัตราการเพิ่มขึ้น) ของกระแสที่ด้านหน้าของพัลส์ที่ตามมาจะสูงกว่าพัลส์แรก

กระแสขององค์ประกอบต่อเนื่องของฟ้าผ่าลงล่างแตกต่างกันไปตั้งแต่สองสามถึงหลายร้อยแอมแปร์ และมีอยู่ตลอดช่วงแฟลชทั้งหมด โดยเฉลี่ย 0.2 วินาที และในบางกรณีที่หายากคือ 1-1.5 วินาที

ประจุที่เกิดขึ้นระหว่างวาบฟ้าผ่าทั้งหมดแตกต่างกันไปตั้งแต่สองสามถึงหลายร้อยคูลอมบ์ โดยที่ 5-15 คูลอมบ์ตกอยู่บนส่วนแบ่งของแรงกระตุ้นแต่ละตัว และ 10-20 คูลอมบ์บนส่วนประกอบต่อเนื่อง

ฟ้าผ่าลงพร้อมกับพัลส์กระแสบวกพบได้ในประมาณ 10% ของกรณีทั้งหมด บางส่วนมีรูปร่างคล้ายกับรูปร่างของพัลส์เชิงลบ นอกจากนี้ ยังมีการบันทึกพัลส์บวกที่มีพารามิเตอร์ที่ใหญ่กว่าอย่างมีนัยสำคัญ: ระยะเวลาประมาณ 1,000 μs ความยาวด้านหน้าประมาณ 100 μs และประจุที่ถ่ายโอนโดยเฉลี่ย 35 C มีลักษณะเฉพาะโดยความแปรผันของแอมพลิจูดปัจจุบันในช่วงที่กว้างมาก: ด้วยกระแสเฉลี่ย 35 kA ใน 1-2% ของกรณี แอมพลิจูดมากกว่า 500 kA อาจปรากฏขึ้น

ข้อมูลจริงสะสมเกี่ยวกับพารามิเตอร์ของฟ้าผ่าลงล่างไม่อนุญาตให้เราตัดสินความแตกต่างในพื้นที่ทางภูมิศาสตร์ที่แตกต่างกัน ดังนั้นสำหรับอาณาเขตทั้งหมดของสหภาพโซเวียต ลักษณะความน่าจะเป็นของพวกเขาจะถือว่าเหมือนกัน

ฟ้าผ่าจากน้อยไปมากพัฒนาดังนี้ หลังจากที่ผู้นำจากน้อยไปมากไปถึงเมฆฝนฟ้าคะนอง กระบวนการคายประจุจะเริ่มขึ้น พร้อมกับประมาณ 80% ของกรณีโดยกระแสของขั้วลบ มีการสังเกตกระแสของสองประเภท: แบบแรกเป็นแบบไม่มีพัลส์ต่อเนื่องสูงถึงหลายร้อยแอมแปร์และระยะเวลาหนึ่งในสิบของวินาทีซึ่งมีประจุ 2-20 องศาเซลเซียส ประการที่สองมีลักษณะโดยการซ้อนทับของพัลส์สั้นบนส่วนประกอบที่ไม่มีพัลส์ยาวซึ่งมีแอมพลิจูดโดยเฉลี่ย 10–12 kA และเกิน 30 kA เฉพาะใน 5% ของกรณีและค่าใช้จ่ายที่ถ่ายโอนถึง 40 C แรงกระตุ้นเหล่านี้คล้ายกับแรงกระตุ้นที่ตามมาของขั้นตอนหลักของฟ้าผ่าเชิงลบที่ลดลง

ในพื้นที่ภูเขา ฟ้าผ่าจากน้อยไปมากมีลักษณะเป็นกระแสน้ำต่อเนื่องที่ยาวกว่าและมีประจุที่ถ่ายโอนมากกว่าในที่ราบ ในเวลาเดียวกัน ความแปรผันขององค์ประกอบพัลส์ของกระแสน้ำในภูเขาและบนที่ราบต่างกันเล็กน้อย จนถึงปัจจุบัน ยังไม่พบความสัมพันธ์ระหว่างกระแสฟ้าผ่าที่พุ่งสูงขึ้นกับความสูงของโครงสร้างที่พวกมันตื่นเต้น ดังนั้น พารามิเตอร์ของฟ้าผ่าจากน้อยไปมากและการแปรผันของพวกมันจึงถูกประมาณว่าเท่ากันสำหรับพื้นที่ทางภูมิศาสตร์และความสูงของวัตถุ

ใน RD 34.21.122-87 ข้อมูลเกี่ยวกับพารามิเตอร์ของกระแสฟ้าผ่าจะถูกนำมาพิจารณาในข้อกำหนดสำหรับการออกแบบและขนาดของอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่า ตัวอย่างเช่น ค่าต่ำสุด ระยะทางที่อนุญาตจากสายล่อฟ้าและตัวนำต่อสายดินไปยังวัตถุประเภท I (ข้อ 2.3-2.5 *) ถูกกำหนดจากสภาพของสายล่อฟ้าที่ถูกฟ้าผ่าลงด้วยแอมพลิจูดและความชันของด้านหน้าปัจจุบันภายในขอบเขต 100 kA และ 50 kA / μs ตามลำดับ เงื่อนไขนี้สอดคล้องกับอย่างน้อย 99% ของฟ้าผ่าปลายน้ำ

หน้าถัดไป>>

§ 7. ป้องกันฟ้าผ่า ประเภทของสายล่อฟ้าและเขตป้องกัน: สายเดี่ยว สายคู่ สายอากาศ

ในช่วงพายุฝนฟ้าคะนอง การปล่อยกระแสไฟฟ้าในบรรยากาศที่มีแรงดันไฟฟ้าสูงถึง 150,000,000 V และกระแสไฟสูงถึง 200,000 A อาจทำให้เกิดการระเบิด ไฟไหม้ และการทำลายวัตถุบนพื้น เพื่อความปลอดภัยของประชาชน ความปลอดภัยของอาคารและโครงสร้าง อุปกรณ์และวัสดุจากผลกระทบทางไฟฟ้า ความร้อน และทางกลของฟ้าผ่า จึงมีการป้องกันฟ้าผ่า

การป้องกันฟ้าผ่ามีความซับซ้อน อุปกรณ์ป้องกันจัดทำโดย SN 305-77 มาตรฐานกำหนดอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าสามประเภท ขึ้นอยู่กับวัตถุระเบิดและ อันตรายจากไฟไหม้ความจุการทนไฟและวัตถุประสงค์ของวัตถุที่ได้รับการคุ้มครองตลอดจนคำนึงถึงกิจกรรมพายุฝนฟ้าคะนองเฉลี่ยต่อปีในพื้นที่ทางภูมิศาสตร์ของวัตถุ

วัตถุในประเภท I และ II ได้รับการปกป้องจากการถูกฟ้าผ่าโดยตรง จากการเหนี่ยวนำไฟฟ้าสถิตและการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า จากการนำศักยภาพสูงผ่านการสื่อสารทางโลหะเหนือพื้นดินและใต้ดิน

วัตถุประเภท III ป้องกันฟ้าผ่าโดยตรงและจากการนำศักยภาพสูงผ่านการสื่อสารโลหะเหนือพื้นดินและการติดตั้งด้วยคอนกรีตเสริมเหล็กหรือ วัสดุสังเคราะห์และหลังคาลอยน้ำ - และจากการเหนี่ยวนำไฟฟ้าสถิต

สิ่งที่อันตรายที่สุดคือสายฟ้าฟาดโดยตรงเมื่อมีการสัมผัสโดยตรงกับสายฟ้ากับวัตถุพร้อมกับกระแสฟ้าผ่าไหลผ่าน การป้องกันอาคารและโครงสร้างจากการถูกฟ้าผ่าโดยตรงนั้นดำเนินการโดยสายล่อฟ้าที่รับรู้ฟ้าผ่าและเปลี่ยนกระแสของมันลงสู่พื้น

เอฟเฟกต์การป้องกันของสายล่อฟ้าขึ้นอยู่กับข้อเท็จจริงที่ว่าฟ้าผ่ากระทบโครงสร้างโลหะที่สูงที่สุดและมีการลงกราวด์อย่างดี ดังนั้นโครงสร้างจะไม่ถูกฟ้าผ่าหากอยู่ในเขตป้องกันของสายล่อฟ้า เขตป้องกันสายล่อฟ้า - ส่วนหนึ่งของพื้นที่ที่อยู่ติดกับสายล่อฟ้าซึ่งให้การปกป้องโครงสร้างจากการถูกฟ้าผ่าโดยตรงด้วยระดับความน่าเชื่อถือที่เพียงพอ (99%)

การเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วของกระแสฟ้าผ่าทำให้เกิดการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า - การเหนี่ยวนำศักย์ไฟฟ้าในวงจรโลหะเปิด ทำให้เกิดอันตรายจากประกายไฟในบริเวณที่วงจรเหล่านี้เข้าใกล้กัน นี้เรียกว่าปรากฏการณ์รองของฟ้าผ่า

นอกจากนี้ยังสามารถนำศักย์ไฟฟ้าสูงที่เกิดจากฟ้าผ่ามาสู่อาคารที่ได้รับการป้องกันตามภายนอก โครงสร้างโลหะและการสื่อสาร

การป้องกันการเหนี่ยวนำไฟฟ้าสถิตทำได้โดยการติดเปลือกโลหะของอุปกรณ์ไฟฟ้าเข้ากับ แผ่นดินป้องกันหรือตัวนำสายดินพิเศษ

เพื่อป้องกันการแนะนำของศักยภาพสูง การสื่อสารโลหะใต้ดินเมื่อเข้าสู่วัตถุที่ได้รับการป้องกันจะเชื่อมต่อกับขั้วไฟฟ้ากราวด์เพื่อป้องกันการเหนี่ยวนำไฟฟ้าสถิตหรืออุปกรณ์ไฟฟ้า

สายล่อฟ้าประกอบด้วยส่วนแบริ่ง (ส่วนรองรับ), สายล่อฟ้า, ตัวนำลงและอิเล็กโทรดกราวด์ สายล่อฟ้ามีสองประเภท: คันและสายเคเบิล พวกเขาสามารถยืนอิสระ โดดเดี่ยว และไม่แยกออกจากอาคารหรือโครงสร้างที่ได้รับการคุ้มครอง (รูปที่ 86, a-c)

ข้าว. 86. ประเภทของสายล่อฟ้าและเขตป้องกัน:

เอ - แท่งเดียว; b - ก้านคู่; ค - เสาอากาศ; 1 - สายล่อฟ้า; 2 - ตัวนำลง 3 - กราวด์

ร็อดสายล่อฟ้าคือแท่งแนวตั้งหนึ่ง สองเส้นขึ้นไปที่ติดตั้งบนหรือใกล้กับโครงสร้างที่ได้รับการป้องกัน เชือกสายล่อฟ้า - สายเคเบิลแนวนอนหนึ่งหรือสองเส้นซึ่งแต่ละเส้นจับจ้องอยู่ที่ตัวรองรับสองตัวซึ่งวางตัวนำลงซึ่งเชื่อมต่อกับอิเล็กโทรดกราวด์แยกต่างหาก ตัวรองรับสายล่อฟ้าติดตั้งอยู่บนวัตถุที่ได้รับการป้องกันหรือใกล้กับวัตถุนั้น แท่งเหล็กกลม ท่อเหล็ก สายเคเบิลเหล็กอาบสังกะสี ฯลฯ ใช้เป็นสายล่อฟ้า ตัวนำลงทำจากเหล็กเกรดและโปรไฟล์ใดก็ได้ที่มีหน้าตัดอย่างน้อย 35 มม. 2 ทุกส่วนของสายล่อฟ้าและตัวนำลงเชื่อมต่อกันด้วยการเชื่อม

สวิตช์ต่อสายดินเป็นแบบพื้นผิวลึกและรวมกัน ทำจากเหล็กจากส่วนหรือท่อต่างๆ การต่อลงดิน(แถบแนวนอน) วางที่ระดับความลึก 1 ม. หรือมากกว่าจากพื้นผิวโลกในรูปแบบของคานอย่างน้อยหนึ่งอันที่มีความยาวสูงสุด 30 ม. เจาะลึกอิเล็กโทรดกราวด์ (แกนแนวตั้ง) ยาว 2-3 ม. ถูกผลักลงไปในดินที่ความลึก 0.7-0.8 ม. (จากปลายด้านบนของอิเล็กโทรดกราวด์ถึงพื้นผิวโลก)

ความต้านทานอิเล็กโทรดกราวด์สำหรับสายล่อฟ้าแบบแยกเดี่ยวแต่ละตัวไม่ควรเกิน 10 โอห์ม สำหรับการป้องกันฟ้าผ่าของอาคารและโครงสร้างประเภท I และ II และประเภท III - 20 โอห์ม

สายล่อฟ้า - ส่วนหนึ่งของสายล่อฟ้า (สายล่อฟ้า)

(คำแนะนำการป้องกันฟ้าผ่าของอาคาร โครงสร้าง และการสื่อสารทางอุตสาหกรรม CO-153-34.21.122-2003)

สายล่อฟ้า (สายล่อฟ้า) - โครงสร้างที่ติดตั้งบนอาคารและโครงสร้างและทำหน้าที่ป้องกันฟ้าผ่า

สายล่อฟ้า- ส่วนหนึ่งของสายล่อฟ้าที่ออกแบบมาเพื่อสกัดกั้นฟ้าผ่า

อิเล็กโทรดกราวด์สำหรับสายล่อฟ้า

กฎพื้นฐานสำหรับการต่อสายดินคือหัวหน้าของ PUE 1.7
เมื่อติดตั้งการต่อสายดิน (อิเล็กโทรดกราวด์เทียม) สำหรับสายล่อฟ้า ควรแนะนำเพิ่มเติมตามหมวด I-II-III อุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่า - RD 34.21.122-87
ที่ได้รับอนุญาต คุณสมบัติการออกแบบ- จำนวนขั้นต่ำ ตำแหน่งและความยาวของสวิตช์สายดินแนวตั้งและแนวนอน
ตัวอย่างเช่น หากมีการป้องกัน (หมวด III) จากฟ้าผ่าในบ้านส่วนตัว จำเป็นต้องติดตั้งอิเล็กโทรดกราวด์แนวตั้งอย่างน้อย 2 อันที่มีความยาวอย่างน้อย 3 ม. โดยเว้นระยะห่างอย่างน้อย 5 เมตรและเชื่อมต่อ โดยตัวนำแนวนอนพร้อมกับอิเล็กโทรดกราวด์การติดตั้งไฟฟ้า
ถ้า พูดง่ายๆ- วี บ้านในชนบทการเดินสายไฟฟ้าและระบบป้องกันฟ้าผ่าต้องมีพื้นร่วม ซึ่งประกอบด้วยอิเล็กโทรดแนวตั้งอย่างน้อยสองขั้ว

บางจุดจากคำแนะนำของหมวด III - RD 34.21.122-87:

• 2.26....สายล่อฟ้าแต่ละสายต้องต่อสายดินกับสายดินที่ประกอบด้วยอิเล็กโทรดแนวตั้งอย่างน้อย 2 อันที่มีความยาวอย่างน้อย 3 ม. รวมกันด้วยอิเล็กโทรดแนวนอนที่มีความยาวอย่างน้อย 5 ม. ;
  ...ทั้งหมด กรณีที่เป็นไปได้ตัวนำสายดินของการป้องกันฟ้าผ่าโดยตรงจะต้องรวมกับตัวนำสายดินของการติดตั้งไฟฟ้าที่ระบุใน Ch. 1.7 PUE
• 2.30. ข) ..... ด้วยความยาวของอาคารน้อยกว่า 10 ม. ตัวนำลงและตัวนำกราวด์จะทำได้เพียงด้านเดียวเท่านั้น

ข้อกำหนดสำหรับสายล่อฟ้า (CO-153-34.21.122-2003)

3.2.1.1. ข้อควรพิจารณาทั่วไป
สายล่อฟ้าสามารถติดตั้งได้เป็นพิเศษ รวมทั้งที่โรงงานหรือ
ทำหน้าที่ของมัน องค์ประกอบโครงสร้างวัตถุที่ได้รับการคุ้มครองในตอนท้าย
กรณีเรียกว่าสายล่อฟ้าธรรมชาติ
สายล่อฟ้าสามารถประกอบด้วยองค์ประกอบต่อไปนี้:
แท่ง, ลวดยืด (สายเคเบิล), ตัวนำตาข่าย (กริด)

3.2.1.2. สายล่อฟ้าธรรมชาติ
องค์ประกอบโครงสร้างของอาคารและสิ่งปลูกสร้างต่อไปนี้ถือได้ว่าเป็น
สายล่อฟ้าธรรมชาติ:
ก) หลังคาโลหะของวัตถุป้องกัน โดยมีเงื่อนไขว่า: ไฟฟ้า
ความต่อเนื่องระหว่าง ส่วนต่างๆปลอดภัยบน ระยะยาว;
ความหนาของโลหะมุงหลังคาไม่น้อยกว่าค่า t ที่ระบุในตาราง 3.2 ถ้า
จำเป็นต้องปกป้องหลังคาจากความเสียหายหรือไฟไหม้
ความหนาของโลหะหลังคาอย่างน้อย 0.5 มม. หากไม่จำเป็นต้องปกป้องจาก
เสียหายและไม่มีอันตรายจากการเผาไหม้ของสารที่ติดไฟได้ใต้หลังคา
วัสดุ;
หลังคาไม่หุ้มฉนวน ในเวลาเดียวกันชั้นป้องกันการกัดกร่อนขนาดเล็ก
สีหรือชั้น 0.5 mm ทางเท้ายางมะตอย, หรือชั้นเคลือบพลาสติก 1 มม. ไม่ใช่
ถือว่าโดดเดี่ยว
สารเคลือบที่ไม่ใช่โลหะบน/หรือด้านล่าง หลังคาเมทัลชีทอย่าไปเกิน
วัตถุที่ได้รับการคุ้มครอง
ข) โครงสร้างโลหะหลังคา (โครงถัก, เหล็กเชื่อมต่อกัน
อุปกรณ์);
c) องค์ประกอบโลหะของประเภท ท่อระบายน้ำ, ตกแต่ง , รั้วตามขอบ
หลังคา ฯลฯ ถ้าหน้าตัดไม่น้อยกว่าค่าที่กำหนดไว้สำหรับสามัญ
สายล่อฟ้า;
ง) เทคโนโลยี ท่อโลหะและถังถ้าทำด้วยโลหะ
ความหนาไม่น้อยกว่า 2.5 มม. และการเจาะหรือเผาผ่านโลหะนี้จะไม่ทำให้เกิด
ผลที่เป็นอันตรายหรือไม่สามารถยอมรับได้
จ) ท่อและถังโลหะ ถ้าทำด้วยโลหะมีความหนาไม่
น้อยกว่าค่า t ที่ระบุในตาราง 3.2 และหากอุณหภูมิสูงขึ้นจากภายใน
ด้านข้างของวัตถุที่จุดฟ้าผ่าไม่ก่อให้เกิดอันตราย

สายล่อฟ้า - ส่วนขั้นต่ำ:

ตารางที่3.2 ความหนาของหลังคา ท่อ หรือตัวถังที่ทำหน้าที่
หน้าที่ของตัวนำฟ้าผ่าธรรมชาติ

ความสนใจ.
ไดอะแกรมด้านล่างเป็นตัวอย่างและไม่สามารถใช้ได้ระหว่างการติดตั้ง หากไม่มีการวิเคราะห์ข้อกำหนดและการคำนวณที่แท้จริงในเบื้องต้น:

สายล่อฟ้าติดตั้งอยู่เหนือบ้านบนเสาพิเศษหรือบนองค์ประกอบโครงสร้างหลังคา (ท่อ หน้าจั่ว ฯลฯ) ปลายยอดของสายล่อฟ้าทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น ความคมชัดก็จะยิ่งแหลมขึ้น อย่างไรก็ตาม จุดที่บางเกินไปสามารถละลายได้เมื่อถูกฟ้าผ่า และต้านทานต่อ สภาพดินฟ้าอากาศเล็ก - ขึ้นสนิมเร็ว ดังนั้นคุณต้องประนีประนอมและทำให้ปลายบางพอ แต่ยังทนทาน

ตัวเลือกสำหรับการออกแบบปลายสายล่อฟ้าที่ใช้ในทางปฏิบัติแสดงไว้ในรูปที่
คำถามที่ถูกกฎหมายเกิดขึ้น - การรับประกันว่าสายฟ้าจะพุ่งเข้าใส่สายล่อฟ้า (สายล่อฟ้า) ตรงจุดใด และไม่ใช่ในบริเวณใกล้เคียงเข้าไปในอาคารได้อย่างไร หากคุณนึกภาพรูปกรวยที่มียอดอยู่ที่ปลายสายล่อฟ้าและมีมุมที่ด้านบนประมาณ 90 ° ทุกอย่างในกรวยก็ได้รับการปกป้องด้วยสายล่อฟ้า (สายล่อฟ้า)

โดยประมาณ ถือได้ว่าหากเส้นผ่านศูนย์กลางของโรงเรือนพอดีกับวงกลมรัศมี R แล้ว ตัวรับฟ้าผ่าควรสูงขึ้นเหนือผนังของบ้านให้มีความสูง h(m) = R(m) ซึ่งหมายความว่าจาก พื้นดิน - สูง H = h + ho ดังนั้น สำหรับบ้านล็อกสี่เหลี่ยม 10 x 10 ม. เส้นผ่านศูนย์กลางของบ้านจะอยู่ที่ประมาณ 14 ม. รัศมีของเขตป้องกัน R = 7 ม.

ตอนนี้เกี่ยวกับหลังคา หากวางไว้ในกรวยก็ไม่มีปัญหา แต่ถ้าสมมุติว่าหลังคาเป็นหน้าจั่ว หน้าจั่วจะไม่พอดีกับกรวยป้องกัน

เป็นไปได้ที่จะยกสายล่อฟ้าให้สูงขึ้น แต่นี่เป็นการตัดสินใจที่เฉียบขาดเกินไป ปัญหาที่ดีขึ้นบายพาส ตัวอย่างเช่น หากคุณใส่สายล่อฟ้าสองอัน (สายล่อฟ้า) โคนของพวกมันจะคลุมทั้งหลังคา อนึ่ง สำหรับบ้านแคบยาว นี่ก็เช่นกัน การตัดสินใจที่ดี: จะลดความสูงของโครงสร้างเมื่อเทียบกับกรณีเสาเดียว คุณสามารถสร้างการป้องกันมุมหลังคาแยกต่างหากด้วยสายล่อฟ้าขนาดเล็ก (สายล่อฟ้า) พูด, พูดแบบทั่วไป, พูดทั่วๆไป, หลังคาเหล็กตัวเองสามารถใช้เป็นสายล่อฟ้าได้ (CO-153-34.21.122-2003. - 3.2.1.2. สายล่อฟ้าธรรมชาติ) หากคุณใช้ในความสามารถนี้ (โดยคำนึงถึงข้อกำหนด - 3.2.1.2 สายล่อฟ้าธรรมชาติ) ความลาดชันทั้งสองจะต้องเชื่อมต่อด้วยตัวนำแม่เหล็กกับอิเล็กโทรดกราวด์