Thiết kế của cột thu lôi và cấu tạo của chúng. Chống sét và nối đất Kích thước của cột thu lôi

Nhà ở nông thôn thường được xây dựng bằng vật liệu dễ cháy, và trạm cứu hỏa ở xa. Có, và bạn có thể lái xe không phải đến mọi tòa nhà, mà từ gió mạnhđi kèm với bất kỳ cơn giông bão, không có gì tốt nên được mong đợi.

Đôi khi sét đánh Toàn bộ cộng đồng ngoại ô kiệt quệ.

Hãy nói về cách tự làm một cột thu lôi hiệu quả và loại bỏ nguy cơ "phóng điện trên trời" trực tiếp vào nhà.

Đơn giản hóa, vật lý của quá trình có thể được mô tả như sau: nguồn sét là mây vũ tích.

Trong cơn giông bão, chúng biến thành một loại tụ điện khổng lồ. Một thế năng tích điện dương khổng lồ của các ion tích tụ ở phần dương phía trên dưới dạng tinh thể băng, và các điện tử âm thu thập dưới dạng giọt nước ở vùng âm dưới.

Trong quá trình phóng điện (sự cố) của pin tự nhiên này, sét xuất hiện giữa trái đất và đám mây dông - tia lửa điện lớn:

Sự phóng điện này sẽ luôn luôn chảy dọc theo mạch ít kháng chiến nhất tại địa phương dòng điện. Thực tế đã được nhiều người biết đến và chứng minh. Sức đề kháng như vậy thường được tìm thấy trong các tòa nhà cao tầng và cây cối. Thông thường nó là trong họ mà sét đánh.

Ý tưởng về cột thu lôi là bố trí nó bên cạnh ngôi nhà khu vực kháng cự tối thiểu sao cho tia sét phóng điện đi qua nó, và không xuyên qua tòa nhà.

Nếu bạn không có cột thu lôi trong ngôi nhà gỗ của mình, đã đến lúc suy nghĩ về cấu tạo của nó. Cách rẻ nhất và dễ dàng nhất để làm là tự làm. Những gì bạn cần biết cho điều này?

Vì vậy, cột thu lôi (cột thu lôi) là một thiết bị chống sét (chống sét), đảm bảo an toàn cho tòa nhà và cuộc sống của người dân nằm trong đó, khỏi những tác động hủy diệt có thể xảy ra trong cơn giông kèm theo tia sét đánh trực diện.

Cái này chống ăn mòn, một vật dẫn điện trần - nghĩa là vật liệu dẫn điện tốt nhất có thể diện tích lớn hơn và mặt cắt ngang lớn hơn (tối thiểu 50 mm²).

Một cột thu lôi (cột thu lôi) được lắp ráp từ dây đồng dày hoặc thanh thép, ống của phần được yêu cầu hoặc từ thép, nhôm, thanh duralumin có cấu tạo, góc, dải khác nhau, v.v.

Vật liệu thép tốt hơn nên sử dụng mạ kẽm. Vì chúng ít bị ôxy hóa không khí hơn.

Chống sét bao gồm những gì: thiết bị

Cột thu lôi (cột thu lôi) có thiết kế đơn giản nhất bao gồm 3 các bộ phận:

(hạ xuống).

Hãy nói về từng yếu tố chi tiết hơn.

Một dây dẫn kim loại được cố định trên mái của một tòa nhà hoặc trên một giá đỡ riêng biệt (tháp). Cấu trúc được chia thành ba thể loại: ghim, cáp Và lưới thép.

Khi chọn thiết kế cột thu lôi tập trung vào vật chất mái của ngôi nhà.

1. ghim(hoặc cột) thiết bị thu lôi là một thanh kim loại thẳng đứng cao chót vót phía trên ngôi nhà (xem hình bên dưới).

Thích hợp cho mọi vật liệu mái, nhưng vẫn thích hợp cho tấm lợp kim loại . Chiều cao của cột thu lôi không được vượt quá 2 mét. Và nó được gắn vào một giá đỡ hỗ trợ sẵn có, hoặc trực tiếp vào chính ngôi nhà.

Vật liệu sản xuất:

Ống thép (20 -25 đường kính mm, có tường 2,5 dày mm). Phần trên của nó được làm phẳng hoặc ủ thành hình nón. Bạn cũng có thể chế tạo và hàn một phích cắm đặc biệt dưới dạng kim vào mép trên của đường ống.

dây thép (8 -14 mm). Hơn nữa, bộ thu hiện tại phải có cùng đường kính.

Bất cứ hồ sơ thép (ví dụ, thép góc hoặc thép dải, không nhỏ hơn 4 độ dày mm và 25 rộng mm).

Điều kiện chính cho tất cả các vật liệu thép này là phần tối thiểu 50 mm².

2. Dây thừng thiết bị cột thu lôi - nó được kéo dài dọc theo sườn núi ở độ cao lên đến 0,5 m từ cáp mái với tiết diện tối thiểu 35 mm² hoặc dây.

Thường sử dụng dây thép mạ kẽm. Loại này cột thu lôi phù hợp cho mái bằng gỗ hoặc đá phiến.

Nó được cố định trên hai 1-2 mét) giá đỡ làm bằng gỗ hoặc kim loại, nhưng trên giá đỡ kim loại chất cách điện phải được lắp đặt. Cáp được kết nối với dây dẫn xuống với sự trợ giúp của kẹp chết.

3. Lưới thép thiết bị của hệ thống cột thu lôi là một tấm lưới được đặt trên mái nhà với độ dày 6 -8 mm. Đây là thiết kế khó thực hiện nhất. Được sử dụng cho mái nhà lát gạch.

4. Chà, rất hiếm khi được sử dụng thiết bị che phủ chống sét là khi kim loại các nguyên tố cấu trúc chính ngôi nhà (mái lợp, vì kèo, lan can mái, ống thoát nước).

Tất cả các thiết kế được xem xét của cột thu lôi kết nối an toàn bằng hàn với dây dẫn xuống và qua dây dẫn xuống với điện cực nối đất một hoặc hai mặt đường hàn tối thiểu 100 chiều dài mm.

(phần dưới) - phần giữa của cột thu lôi, là một dây dẫn kim loại có tiết diện tối thiểu đối với thép 50 , đối với đồng 16 và cho nhôm 25 mm vuông.

Mục đích chính dây dẫn xuống là đảm bảo dòng phóng điện từ cột thu lôi đến điện cực nối đất.

Đường dẫn lý tưởng cho dòng điện chạy qua là đường thẳng ngắn nhất hướng thẳng xuống dưới. Tránh quay ở góc nhọn khi lắp đặt cột thu lôi. Điều này sẽ dẫn đến hiện tượng phóng tia lửa điện giữa các phần nằm gần nhau của bộ thu dòng điện, điều này sẽ dẫn đến đánh lửa không thể tránh khỏi.

Vật liệu phổ biến nhất cho dây dẫn xuống- thanh hoặc dải thép không cách điện. Anh ấy đang bị giam giữ chỉ trên các bề mặt không bắt lửa. Các giá đỡ bằng kim loại phải được lắp đặt trên các bức tường dễ cháy, bản thân chúng tiếp xúc với bề mặt dễ cháy sẽ bảo vệ dây dẫn sét.

Khoảng cách tối thiểu từ tường xuống dây dẫn 15-20 cm.

Bạn cần phải bố trí nó ra sao cho không có điểm liên lạc với các yếu tố như một ngôi nhà như một mái hiên, Cửa vào, cửa sổ, cửa nhà để xe bằng kim loại.

Chúng ta biết rằng tốt hơn là kết nối các bộ phận của cột thu lôi bằng cách hàn, nhưng nếu không thể thực hiện được thì cho phép ghép nối bộ thu dòng với điện cực nối đất và cột thu lôi bằng cách sử dụng ba đinh tán hoặc hai bu lông. Chiều dài của lớp phủ bộ thu dòng điện trên các phần khác của hệ thống có kết nối tán đinh bằng 150 và có chốt - 120 mm.

Phần cuối của thanh dây không mạ kẽm và nơi gắn dây dẫn xuống với các bộ phận bằng thép để đảm bảo tiếp xúc đáng tin cậy cần phải dọn dẹp, và được mạ kẽm đủ để rửa sạch khỏi bụi bẩn. Sau đó, một vòng hoặc móc được tạo ở cuối dây, đặt vòng đệm ở cả hai bên và siết chặt tất cả bằng bu lông càng nhiều càng tốt.

Các mối nối (nếu không phải hàn) cũng cần quấn nhiều lớp bằng băng dính điện, sau đó dùng vải thô, xoắn lại bằng chỉ dày và phủ sơn.

Để cải thiện liên hệ, xử lý các đầu dây bằng thiếc và ngủ.

(điện cực nối đất) - nằm trong đất, phần dưới của cột thu lôi, cung cấp sự tiếp xúc đáng tin cậy của dây dẫn xuống với đất.

Cách trang bị nối đất đúng cách được mô tả trong ĐIST một bàn tay SNIPà, nhưng cho bản thân tôi tùy chọn đơn giản cách mép móng ít nhất một mét và không gần hơn 5 mét từ lối vào tòa nhà để chôn cất P- Thiết kế hình dạng của dây dẫn kim loại.

Có khả năng đối phó với nhiệm vụ vòng lặp mặt đất thông thường(nó được làm cho các thiết bị điện gia dụng).

Cái này 3 bị tắc và chôn trong các điện cực đất, được nối với nhau ở khoảng cách như nhau bằng các điện cực nối đất nằm ngang. Việc chôn kết cấu nối đất nên ở dưới mức đóng băng tối đa của đất. Từ 0,5 trước 0,8 sâu mét.

Để nối đất lấy thép cán tiết diện 80 mm, phần đồng ít thường xuyên hơn 5o mm vuông. Điện cực nối đất thẳng đứng là 2-3 chiều dài mét, nhưng càng gần mức nước ngầm, chúng càng ngắn.

Nếu đất trong ngôi nhà ở nông thôn của bạn thường xuyên ẩm ướt, thì một mét hoặc nửa mét là đủ.

Trên búa bao nhiêu sâu và bao nhiêu điện cực sẽ cần được tìm thấy trong dịch vụ năng lượng tại nơi cư trú.

Cần phải nhớ rằng chất lượng của nối đất phụ thuộc vào kích thước của diện tích tiếp xúc của điện cực nối đất với đất và điện trở suất của chính đất.

Dây dẫn nối đất cho cột thu lôi cần một sự riêng biệt, bạn không nên nối đất cột thu lôi vào mạch điện trong gia đình. Phân loại chúng tôi không khuyên bạn nên thử nghiệm. Nó chứa đầy hậu quả.

Mời các bạn xem video sơ đồ lắp đặt chống sét trực quan:

Theo các văn bản quy định, đối với các công trình nhà ở tư nhân, việc lắp đặt hệ thống chống sét không bắt buộc. Và chỉ bạn mới có thể quyết định có nên lắp đặt cột thu lôi (cột thu lôi) trong nước hay không. Chúng tôi hy vọng bài viết này sẽ giúp bạn đưa ra quyết định đúng đắn.

Trong hầu hết các trường hợp, sét hoạt động có thể đoán trước được, mặc dù nó hoàn toàn không thể đoán trước được. hiện tượng tự nhiên- nó không chọn mục tiêu mà đánh thẳng vào đối tượng cao nhất. Nói chung, nếu ngôi nhà của bạn là tòa nhà cao nhất trong bán kính 200-300m, thì cột thu lôi sẽ là một bổ sung hữu ích cho ngôi nhà của bạn. Chính anh ấy sẽ cứu bạn khỏi những kết cục khó chịu, và đôi khi rất nguy hiểm liên quan đến việc sét đánh thẳng vào nhà. Nó sẽ được thảo luận trong bài viết này, trong đó cùng với trang web chúng tôi sẽ trả lời các câu hỏi sau: cột thu lôi là gì, chúng được sắp xếp như thế nào và chúng được làm bằng tay như thế nào?

Ảnh cột thu lôi

Cột thu lôi: giống và kiểu dáng của chúng

Về nguyên tắc, thiết kế của cột thu lôi là một cơ chế đơn giản, bao gồm ba phần đơn giản, bạn có thể tự chế tạo và lắp ráp vào hệ thống đơn trình bày không có khó khăn.

1. Đầu thu sét là một bộ phận bằng sắt được nâng cao vài mét trên nóc tòa nhà. Nó có thể được đặt trực tiếp trên chính tòa nhà và bên cạnh nó, gần đó.
2. Dây dẫn xuống. Thực chất đây là một lõi thép hoặc đồng dày, qua đó dòng điện nhận được từ quá trình phóng điện của tia sét rơi vào đầu thu sẽ được truyền tới mạch vòng nối đất.
3. Vòng nối đất. Mục đích của nó rất đơn giản - đó là với sự trợ giúp của nó mà một tia sét được truyền xuống đất, nơi nó sẽ đi ra ngoài mà không gây ra bất kỳ tác hại nào cho các tòa nhà và con người.

Đây là cách sắp xếp tất cả các loại cột thu lôi mà không có ngoại lệ. Hơn nữa, hai yếu tố của thiết bị này không thay đổi mọi lúc - đây là một bộ thu hiện tại và. Các loại thiết bị này chỉ bị ảnh hưởng bởi thiết kế của bộ thu sét, chúng ta sẽ thảo luận thêm.

1. Cột thu lôi dạng que. Thiết bị này quen thuộc với hầu hết mọi cư dân của khu vực tư nhân - nó là một cột kim loại thông thường được nâng cao hơn vài mét so với mép trên cùng. Một cột buồm như vậy có thể đứng cả trên nóc nhà, và cách xa tòa nhà hoặc gần đó một chút, dọc theo bức tường của ngôi nhà. Trên thực tế, cột thu lôi độc lập đơn giản hơn về mặt sản xuất - bản thân cột thu lôi vừa là đầu thu phóng điện vừa là dây dẫn sét. Nó được kết nối trực tiếp với vòng nối đất theo cách cứng cáp nhất (hàn).

   

   Ảnh cột thu lôi

2. Tuyến tính, hoặc, như nó còn được gọi là, cột thu lôi dây. Để dễ hiểu hơn về nội dung cuộc trò chuyện, cột thu lôi này có thể được biểu diễn như một sợi dây hoặc dây cáp được kéo căng giữa hai cột buồm nhỏ - do đó có tên gọi như vậy. Sự khác biệt chính giữa một thiết bị như vậy và một cột buồm thông thường là gì? Với khả năng thu lại hoàn toàn tất cả các tia sét phóng điện, không cho phép dù chỉ một phần nhỏ của chúng rơi vào các phần tử kim loại của kết cấu. Trong hầu hết các trường hợp, một cột thu lôi như vậy được kết nối với vòng nối đất thông qua một lõi dẫn dòng điện mạnh riêng biệt - nó có thể là một phần đồng lớn hoặc một dải hoặc thanh kim loại.

   

   Hình ảnh cột thu lôi dây

3. Bộ thu sét dạng lưới. Bản chất của nó nằm ở chính cái tên - một bộ sưu tập hiện tại như vậy được đặt trực tiếp trên mái nhà của ngôi nhà. Đầu của dày lõi dẫn điện một mạng lưới chính thức được tạo ra, đảm nhận tất cả các lần phóng điện sét. Sau đó, mọi thứ đều đạt tiêu chuẩn - bằng cáp mang dòng điện hoặc một dải (hoặc thanh) thép dày, phóng điện áp tĩnh được dẫn đến vòng nối đất, nơi chúng được tiêu tán mà không gây hại cho kết cấu.

   

   Ảnh cột thu lôi lưới

Những thiết kế cơ bản của bẫy sét này là đủ để bảo vệ hoàn toàn ngôi nhà của bạn khỏi một hiện tượng tự nhiên như sét.

Cột thu lôi trong nhà riêng và vòng nối đất của nó

Qua lớn hơn, việc nối đất của cột thu lôi được bố trí giống như vòng nối đất của chính ngôi nhà - ở đây bạn nên hiểu ngay một điểm là hai vòng dây này không được kết nối với nhau - đây là hai phần tử riêng biệt. Bằng cách kết nối cột thu lôi với vòng tiếp đất của ngôi nhà, bạn có nguy cơ mất không chỉ tất cả các thiết bị điện, mà toàn bộ ngôi nhà nói chung, trong một thời điểm - bạn sẽ phải trang bị một dây nối đất riêng biệt để bảo vệ chống phóng điện từ sét.

Nó được thực hiện gần như giống hệt cách tiếp đất của ngôi nhà, ngoại trừ một số khác biệt.

Như bạn thấy, chỉ có nguyên tắc chung giữa vòng nối đất của ngôi nhà và cùng một phần của cột thu lôi - các yêu cầu đối với các phần tử bảo vệ này là khác nhau. Một điểm khác hợp nhất hai hệ thống này là độ sâu xuất hiện của chúng - phần trên của đường bao nằm ở độ sâu 500-800mm so với bề mặt đất.

Thiết bị cột thu lôi: cách kết nối tiếp địa và đầu thu sét

Bộ phận mang dòng điện hay nói đúng hơn là bộ phận truyền dòng điện của cột thu lôi không kém phần quan trọng so với phần tiếp đất và bản thân bộ thu sét - chỉ cần tưởng tượng điều gì sẽ xảy ra với ngôi nhà nếu phần tử này của thiết bị không thể chịu được tải và cháy hết. Trong trường hợp đó, mọi thứ phóng điện sét vào nhà, và sau đó chỉ có một phép màu mới có thể cứu thoát khỏi rắc rối. Chính vì lý do này mà bus dẫn điện cần được coi trọng không kém bất cứ thứ gì khác. Chỉ có hai điểm quan trọng cần phải được quan sát, như họ nói, không cần bàn cãi.

Đối với việc buộc chặt lõi dẫn điện vào các bức tường của tòa nhà, ở đây người ta sử dụng các kẹp nhựa. Tốt nhất, để giữ được nguyên vẹn dây dẫn sét trong thời gian dài, tốt hơn hết bạn nên cách ly nó với Môi trường bằng cách đặt trong một kênh cáp thông thường.

Về nguyên tắc, đó là tất cả, nó vẫn còn để thêm không quá nhiều. Cụ thể là về những khoảnh khắc chẳng hạn như chống sét các yếu tố riêng lẻ những mái nhà. Nếu có, thì xung quanh nó, bạn cần quấn ít nhất một vài vòng của lõi mang dòng điện và kết nối nó với một cột thu lôi chung. Ngoài ra, tất cả các phần mái làm bằng kim loại cần được bảo vệ - ví dụ như máng xối và đường ống thoát nước. Chỉ trong trường hợp này, một cột thu lôi được chế tạo độc lập sẽ là một biện pháp bảo vệ đáng tin cậy cho ngôi nhà khỏi sự phóng điện của sét.

Thiết bị chống sét (cột thu lôi) bao gồm các cột thu lôi được lắp đặt trên giá đỡ hoặc trực tiếp trên công trình, dây dẫn xuống và điện cực nối đất.

Sét đánh

Các cột thu lôi trực tiếp cảm nhận một tia sét trực tiếp. Theo thiết kế, chúng có thể là thanh (cố định trên giá đỡ) hoặc cáp (treo phía trên đối tượng được bảo vệ).

Làm cột thu lôi, cũng có thể dùng lưới hàn từ dây thép có đường kính 6 - 8 mm, ô 6 x 6 mm, đặt trên mái hoặc dưới lớp cách điện không cháy.

Cột thu lôi hình que được làm bằng thép có cấp và cấu hình bất kỳ với tiết diện ít nhất là 100 mm2 ( đường kính nhỏ nhất 12 mm). Chiều dài tối thiểu của cột thu lôi là 200 mm. Chiều dài hợp lý nhất là 1-1,5 m. Các thiết kế điển hình của cột thu lôi được thể hiện trong hình. một.

Cơm. 1. Kiểu dáng của cột thu lôi: a - từ thép tròn; b - từ dây thép; e - từ ống thép; g - từ thép dải; d-từ thép góc

Để bảo vệ chống lại sự ăn mòn, các cột thu lôi được mạ kẽm hoặc sơn. Không cần phải mạ đồng hoặc hơn nữa là mạ vàng và tráng bạc đầu của cột thu lôi.

Cột thu lôi dây được làm bằng cáp thép mạ kẽm nhiều dây có tiết diện ít nhất 35 mm2 (đường kính khoảng 7 mm), được kéo dài trên một đối tượng được bảo vệ mở rộng. Cần phải nối các cột thu lôi với dây dẫn sét bằng cách hàn.

ủng hộ

Giá đỡ của cột thu lôi đứng tự do có thể được làm bằng thép, gỗ sát trùng và bê tông cốt thép. Cho phép sử dụng các thân cây mọc cách đối tượng được bảo vệ từ 5-10 m làm giá đỡ cho cột thu lôi (Hình 2).

Cơm. 2. Chống sét công trình bằng cột thu lôi gắn trên cây

Đối với các đối tượng chống sét cấp II và III có độ chịu lửa III, IV và V, cây cối mọc cách nhà hoặc công trình kiến ​​trúc dưới 5 m có thể được sử dụng làm giá đỡ cho cột thu lôi nếu có một trong các điều kiện sau. gặp:

1. Một dây dẫn sét được đặt dọc theo tường của tòa nhà được bảo vệ dựa vào cây dọc theo toàn bộ chiều cao của tòa nhà, đầu dưới của nó được chôn xuống đất và nối với điện cực nối đất;

2. Từ cột thu lôi lắp trên cây, dây dẫn xuống được chuyển sang cây khác nằm cách công trình được bảo vệ trên 5 m. Dây dẫn xuống đi xuống cây này và kết nối với điện cực nối đất.

Cây xanh, cả cây được trang bị và không được trang bị cột thu lôi, nên cắt cành bên hông nhà, cách công trình ít nhất 3 m.

Dây dẫn xuống

Dây dẫn xuống là dây dẫn nối thanh hoặc cột thu lôi cáp hoặc lưới chống sét trên mái bằng điện cực nối đất.

Nó được phép sử dụng làm dây dẫn sét công trình kim loại: cột, cốt thép dọc của cột bê tông cốt thép, đường thoát hiểm, đường ống, v.v.

Các dây dẫn xuống phải được đặt cách xa lối vào của tòa nhà để mọi người không thể chạm vào chúng.

Để bảo vệ chống lại sự ăn mòn, chúng phải được mạ kẽm hoặc sơn. Chúng nên được đặt dọc theo tòa nhà được bảo vệ dọc theo con đường ngắn nhất đến hệ thống điện cực nối đất. Tất cả các mối nối của dây dẫn sét và mối nối của chúng với dây dẫn nối đất phải được hàn.

Cơm. Hình 3. Thiết kế của đầu nối giữa dây dẫn xuống và điện cực nối đất: a - dây dẫn xuống làm bằng thép dải; b - dây dẫn xuống làm bằng thép tròn

Độ lớn của điện trở đất có thể được xác định từ giá trị điện trở đối với dòng điện tần số bằng công thức:

trong đó α là hệ số xung kích, phụ thuộc vào cường độ dòng điện sét, chiều dài của dây dẫn ngang của dây dẫn nối đất và điện trở suất của đất; R ~ - khả năng chống lan truyền dòng điện của tần số công nghiệp.

Loại điện cực đất được chọn dựa trên điện trở suất của đất và giá trị điện trở yêu cầu,

Nếu gần kết cấu được bảo vệ (ở khoảng cách 25 - 35 m) có nối đất bảo vệ dành cho lắp đặt điện, ví dụ, nối đất của trạm biến áp, thì nó cũng nên được sử dụng cho mục đích này. Trong hầu hết các trường hợp, điện trở của đất bảo vệ nhỏ hơn điện trở của đất chống sét yêu cầu.

Ví dụ. Việc chọn thiết bị tiếp đất cho cột thu lôi bảo vệ công trình nhà ở là cần thiết. Đất mùn có độ ẩm bình thường.

Theo dữ liệu điện trở suất của đất, chúng tôi tìm thấy cho đất mùn ρ = 40-150 Ohm m, chúng tôi lấy giá trị trung bình là 100 Ohm m.

Theo bảng tham chiếu, chúng tôi thấy rằng đối tượng được bảo vệ thuộc loại chống sét cấp III, do đó, điện trở xung của điện cực nối đất không được lớn hơn 20 Ohm:

Chúng tôi chọn với p = 100 Ohm m thì điện trở của điện cực nối đất gần bằng 20 Ohm.

Gần nhất và thuận tiện nhất theo quan điểm lắp đặt là các thiết bị nối đất theo phác thảo 2; điện cực nối đất hai thanh làm bằng các thanh có đường kính 10-16 mm hoặc các góc 40x40x4 mm, dài 2,5 m, cách nhau 3 m, được nối bằng dải thép kích thước 40x4 mm ở độ sâu 0,8 m (điện trở R (2) ~ = 15 - 14 Ohm), hoặc theo phác thảo 7: điện cực nối đất dải nằm ngang từ dải 40x4 mm dài 5-10 m ở độ sâu 0,8 m với nguồn cung cấp ở giữa (điện trở R (7 ) ~ \ u003d 12 - 19 Ohm). Đối với phương án đầu tiên, cần phải tìm hệ số xung từ các bảng tham chiếu.

Đối với ρ = ​​100 Ohm m α = 0,7

Đối với điện cực nối đất theo hình 2: R (2) n = α R (2) ~ = 10,5 Ohm.

Đối với điện cực nối đất theo hình vẽ 7, hệ số xung không được tính đến, do đó: R (7) n = R (7) ~ = 19 Ohm với chiều dài 5 m (hoặc 12 Ohm với chiều dài 10 m ).

Trong cả hai trường hợp, điện trở nối đất yêu cầu được cung cấp. Chúng tôi chấp nhận tùy chọn theo phác thảo 2 vì ít tốn thời gian hơn và cho một biên độ an toàn nhất định. Nếu do điều kiện của địa phương, có khó khăn trong việc lái xe ở góc cua hoặc bắt vít trong các điện cực thanh tròn thì có thể chấp nhận nối đất cột thu lôi theo phác thảo 7 (dải dài 5-10 m).

8,4. Sét đánh

Phương tiện bảo vệ chống sét đánh trực tiếp là cột thu lôi - một thiết bị được thiết kế để tiếp xúc trực tiếp với kênh sét và chuyển hướng dòng điện của nó xuống đất.

Cấu trúc thực hiện của cột thu lôi

Các tòa nhà và công trình được bảo vệ khỏi bị sét đánh trực tiếp bằng các cột thu lôi, mỗi công trình có cấu trúc bao gồm một cột thu lôi trực tiếp nhận biết tia sét, một dây dẫn xuống nối cột thu lôi với điện cực nối đất và một cột nối đất để dòng sét chạy qua ở dươi đât. Kết cấu thẳng đứng (cột, cột buồm) hoặc một phần của kết cấu được thiết kế để cố định cột thu lôi và dây dẫn xuống được gọi là giá đỡ cột thu lôi.

Giá đỡ của các cột thu lôi dạng thanh và cáp, cả dạng đứng tự do và được lắp đặt trên đối tượng được bảo vệ, có thể bằng gỗ, kim loại và bê tông cốt thép (Hình 8.9).

hỗ trợ bằng gỗ thường bao gồm một giá chính và các bậc thang làm bằng gỗ hoặc bê tông cốt thép (tốt hơn là giá đỡ sau). Các bộ phận bằng gỗ, đặc biệt là các bộ phận dưới đất, có tính sát trùng. Chiều cao của cột thu lôi như vậy hiếm khi vượt quá 25 m. Giá đỡ được chôn xuống đất 0,1–0,2 chiều cao đầy đủ của nó, tùy thuộc vào đất. Gỗ lá kim (thông, đường tùng, vân sam, linh sam) được sử dụng làm giá đỡ. Đường kính của khúc gỗ trong khung trên ít nhất phải là 100 mm.

Hỗ trợ với chiều cao hơn 8-10 m được thực hiện trên một hoặc hai con ghẻ (Hình 8.9, Nhưng), chiều cao của nó phụ thuộc vào chiều cao của cột thu lôi. Để tăng tuổi thọ cọc gỗ Nên sử dụng bê tông cốt thép, đặc biệt là ở những loại đất mà quá trình thối rữa diễn ra mạnh mẽ nhất (trong đất mùn). Con ghẻ bê tông cốt thép được làm bằng bê tông mác không thấp hơn M200, cốt thép tròn mác St 3 hoặc St 5. Con bước có thể là dầm chữ I hình chữ nhật, hình tròn và các tiết diện khác có đường kính.

Cơm. 8,9. Kiểu dáng của cột thu lôi và cột thu lôi:

Nhưng- trên giá đỡ bằng gỗ; b- mạng tinh thể kim loại kiểu M-25; trong- trên giá đỡ bằng bê tông cốt thép; G- cột thu lôi làm bằng ống kim loại lắp trên mái nhà; 1 - giá đỡ); 2 - dây thụ lôi; 3 - ván để chân; 4 - dây dẫn (gốc); 5 - mặt bích; 6 - chàng trai

hỗ trợ kim loạiđối với cột thu lôi có chiều cao 20-75 m (Hình 8.9, b) thường được biểu diễn dưới dạng cấu trúc mạng tinh thể cứng nhắc. Nó được lắp đặt trên bốn chân bê tông cốt thép, một cột thu lôi được hàn vào nó ở trên cùng và được bảo vệ khỏi bị ăn mòn bằng cách sơn thường xuyên. Một cột thu lôi như vậy không yêu cầu dây dẫn sét đặc biệt, vì bản thân nó dẫn dòng điện tốt.

Giá đỡ bê tông cốt thép có thể có nhiều hình dạng khác nhau (Hình 8.9, trong), cốt thép trong chúng được ứng suất trước một phần hoặc toàn bộ. Bê tông có thể được rung hoặc ly tâm. Ở trên cùng của giá đỡ, một cột thu lôi được lắp đặt và kết nối với dây dẫn xuống, được đặt dọc theo giá đỡ. Trong một số trường hợp, cột thu lôi được kết nối với phần ứng được sử dụng làm dây dẫn sét. Nhưng chính những nơi này thường không đáng tin cậy, vì một phần của phần ứng được đưa ra bên ngoài hoặc các dây dẫn kết nối được đưa vào bên trong. Ở những khu vực này, sự hủy diệt dần dần bắt đầu, đặc biệt là ở các khu vực ven biển. Giá đỡ bê tông cốt thép có lợi hơn về mặt kinh tế, chúng dễ vận hành và bền hơn. Giá đỡ của cột thu lôi phải được thiết kế để có độ bền cơ học như cấu trúc đứng tự do và giá đỡ của cột thu lôi - có tính đến sức căng của cáp và ảnh hưởng của gió và tải trọng băng lên nó.

Các cột thu lôi được lắp đặt trên cấu trúc được chia thành treo tường Và lợp mái. Loại trước đây được sử dụng thường xuyên hơn, cột thu lôi của chúng được làm bằng thép ống hoặc thép góc và được cố định bằng giá đỡ, kẹp hoặc giá đỡ. Cột thu lôi trên mái nhà (Hình 8.9, G) thường được làm bằng các ống có đường kính khác nhau và được cung cấp các mặt bích để gắn chặt vào mái nhà bằng bu lông. Sự ổn định bổ sung đạt được bằng các thanh giằng làm bằng thép dải hoặc thép góc. Chiều cao của các cột thu lôi này từ 5 đến 10 m. Những thân cây mọc gần các tòa nhà và công trình được bảo vệ có thể làm giá đỡ cho cột thu lôi. Trong trường hợp này, nếu cây nằm cách nhà, công trình kiến ​​trúc chống cháy bậc III, IV, V (chống sét cấp II và III) dưới 5 m thì phải đặt dây dẫn xuống. dọc theo tường của tòa nhà được bảo vệ dựa vào thân cây và nối dây dẫn xuống dưới đất với điện cực nối đất hoặc từ cột thu lôi chuyển sang cây khác, đến giá đỡ riêng, cách tòa nhà hơn 5 m. Nếu cây thấp, sau đó một cột có cột thu lôi được lắp đặt trên đó, điều này làm giảm chi phí chống sét. Ngoài ra, cây cối tạo thêm lớp che chắn khỏi đám mây tích điện.

Đối với cột thu lôi dây, có thể sử dụng các giá đỡ tương tự, nhưng đôi khi cần tăng độ ổn định của chúng bằng các thanh giằng hoặc nẹp. Việc lựa chọn một hoặc một vật liệu hỗ trợ khác được xác định chủ yếu bởi chiều cao yêu cầu của cột thu lôi, tải trọng cơ học được tính toán, cũng như các cân nhắc về kinh tế. Nó cũng cần tính đến sự kết hợp của chúng với kiến ​​trúc của đối tượng được bảo vệ, điều kiện khí hậu.

Sét đánh thanh, cáp và ở dạng lưới cảm nhận trực tiếp sét đánh trực tiếp và phải chịu được các tác động nhiệt và động của nó, vận hành đáng tin cậy.

Cột thu lôi dạng que được làm bằng thép tròn và thép góc được phủ lớp bảo vệ chống ăn mòn (mạ kẽm, thiếc, sơn) hoặc từ các đường ống dẫn nước và khí không đạt tiêu chuẩn. Đầu ống được làm phẳng hoặc đóng chặt bằng nút kim loại. Tiết diện nhỏ nhất của cột thu lôi phải là 100 mm 2 (điều này cho phép bạn chịu được các tác động nhiệt và động của dòng sét) và chiều dài ít nhất phải là 200 mm.

Ống khói, ống xả và các ống kim loại khác của vật thể, thiết bị làm lệch hướng (nếu chúng không phát ra hơi và khí dễ cháy), tấm lợp và các phần tử kim loại khác của kết cấu có thể được sử dụng làm cột thu lôi.

Cột thu lôi cũng được sử dụng dưới dạng lưới hàn từ thép tròn đường kính 6 - 8 mm hoặc thép vằn có tiết diện ít nhất 48 mm 2, đặt trên mái dưới hệ thống cách nhiệt hoặc cách nhiệt (nếu có chống cháy). Điều này sẽ không cản trở dòng chảy của nước từ mái nhà và việc làm sạch khỏi tuyết. Bước ô được thực hiện 66 m đối với các tòa nhà cấp II và đối với các tòa nhà cấp III - 1212 m.

Tuy nhiên, việc bố trí lưới chỉ hợp lý trong các tòa nhà có mái ngang, ở đó khả năng xảy ra bất kỳ phần nào của chúng sẽ bị sét đánh là như nhau. Với độ dốc lớn của mái, rất có thể sét đánh gần đỉnh của nó, và ở những khu vực này, việc đặt lưới trên toàn bộ bề mặt của mái sẽ dẫn đến chi phí kim loại không chính đáng. Trong trường hợp này, sẽ tiết kiệm hơn nếu lắp đặt cột thu lôi dạng que hoặc dây, vùng bảo vệ bao gồm toàn bộ cơ sở. Vì lý do này, việc lắp đặt lưới chống sét được khuyến khích trên mái phi kim loại có độ dốc không quá 1: 8.

Đôi khi các phần tử cao chót vót của mái nhà được trang bị các cột thu lôi nối với lưới điện bằng cách hàn. Trên cây, đầu nhô ra của dây dẫn xuống dưới dạng một vòng trong khu vực cách điểm trên cùng đến 400 mm có thể dùng như một cột thu lôi. Cột thu lôi cáp được làm bằng cáp thép nhiều sợi và chỉ mạ kẽm có đường kính đến 7 mm (tiết diện không nhỏ hơn 35 mm 2).

Dây dẫn xuống Cột thu lôi được sử dụng để kết nối các cột thu lôi với các điện cực nối đất làm bằng thép có hình dạng bất kỳ. Chúng được thiết kế để truyền dòng sét đầy đủ mà không bị nhiễu và quá nhiệt đáng kể. Chúng phải được mạ kẽm, đóng hộp hoặc sơn để chống ăn mòn. Không khuyến khích sử dụng cáp thép bện nếu mỗi sợi không được mạ kẽm. Tiết diện nhỏ nhất của dây dẫn sét làm bằng thép góc và thép vằn và nằm bên ngoài kết cấu trong không khí là 48 mm 2, đối với dây dẫn nằm bên trong - 24 mm 2 và dây dẫn tròn phải có đường kính nhỏ nhất là 6 mm. Kết cấu bê tông cốt thép, thanh dẫn thang máy, lối thoát hiểm, đường ống dẫn nước, thoát nước và cống rãnh, cột, thành bể, được kết nối điện tin cậy dọc theo toàn bộ chiều dài, có thể dùng làm dây dẫn xuống.

TỪ các kết nối của dây dẫn sét, đặc biệt và tự nhiên, phải được hàn (chồng chéo). Số lượng của chúng phải được giới hạn rất nhiều. Chỉ cho phép kết nối bằng bu lông đối với các đối tượng có thiết bị chống sét loại III và sau đó chúng không được sơn mà được đóng hộp. Dây dẫn xuống chỉ được nối với dây dẫn nối đất bằng cách hàn và diện tích tiếp xúc trong mọi trường hợp là ít nhất hai diện tích mặt cắt ngang của các bộ phận và chiều dài bằng khoảng sáu đường kính dây hoặc gấp đôi chiều rộng của dải hoặc giá góc. Nếu các dây dẫn sét được kết nối với các điện cực nối đất riêng biệt và chúng được kết nối điện với nhau, thì một kẹp bu lông đáng tin cậy được lắp đặt ở độ cao khoảng 1,5 m so với mặt đất, cho phép bạn ngắt kết nối dây dẫn hiện tại để điều khiển mặt đất. điện cực (Hình 8.10). Các dây dẫn xuống từ các cột thu lôi được đặt theo đường ngắn nhất đến điện cực nối đất. Từ lối vào các tòa nhà, chúng phải được đặt ở khoảng cách xa sao cho mọi người không thể tiếp xúc với chúng. Cần phải tránh các góc sắc nhọn và hơn nữa là các vòng dây trong dây dẫn xuống, vì lực điện động đáng kể ở dòng sét cao có thể làm đứt dây ở những khu vực này hoặc gây ra tia lửa điện giữa các điểm gần nhất của vòng dây. Tấm lợp kim loại, ống dẫn và đường ống có thể được kết nối với dây dẫn xuống bằng kẹp bu lông (Hình 8.11).

Thiết bị nối đất Chúng tôi yếu tố thiết yếu trong một tổ hợp các phương tiện để đảm bảo bảo vệ các đối tượng khỏi bị sét đánh trực tiếp, việc tạo ra các điện thế cao thông qua thông tin liên lạc và cảm ứng tĩnh điện. Phần chính của chúng là các điện cực nối đất thực tế, nằm trong môi trường dẫn điện khá tốt.

Tiếp đất chống sét- một hoặc nhiều dây dẫn chôn trong đất, được thiết kế để chuyển hướng dòng sét vào đất hoặc hạn chế quá áp xảy ra trên vỏ kim loại, thông tin liên lạc trong trường hợp phóng điện sét gần. họ đang đơn độc(đơn giản) hoặc phức tạp (kết hợp). Loại thứ nhất bao gồm các đường ống, điện cực làm bằng thép tròn, dải, thép góc và thép tấm, các bậc thang và cọc bê tông cốt thép, và những cái phức tạp được hình thành từ sự kết hợp của những cái đơn giản. Đơn được chia thành tập trung và mở rộng. Đối với loại đầu tiên, điện thế thực tế không thay đổi theo chiều dài, đối với loại điện thế thứ hai, điện thế đầu và cuối khác nhau do chiều dài lớnđiện cực, tiết diện nhỏ của chúng, điện trở suất của vật liệu cao hoặc độ dẫn điện của đất cao.

Cơm. 8.11. Kẹp để kết nối một căn hộ ( Nhưng) và vòng ( b) dây dẫn xuống mái kim loại:

1 - dây dẫn xuống; 2 - mái nhà; 3 - vòng đệm chì; 4 - tấm thép; 5 - tấm có dây dẫn hàn xuống

Vẫn phân biệt nhân tạo Và tự nhiênđiện cực nối đất.

nhân tạo dây dẫn nối đất - các đường viền bằng thép dải hoặc thép tròn được đặt đặc biệt trong đất, các cấu trúc tập trung bao gồm dây dẫn dọc và ngang.

tự nhiên dây dẫn nối đất - kết cấu bằng kim loại và bê tông cốt thép của các tòa nhà và công trình được chôn trong đất.

Các dây dẫn nối đất có thể được hời hợt Và chuyên sâu. Loại thứ hai thường được làm bằng thép tròn hoặc thép dải và được đặt trong các hố hoặc rãnh sâu, thường là dọc theo chu vi của nền móng, nếu loại thứ hai không thể được sử dụng như một điện cực nối đất tự nhiên. Cuối cùng, có thẳng đứng dây dẫn nối đất (thường là các thanh làm bằng thép tròn hoặc thép góc và ống, các bậc và cọc bê tông cốt thép được đóng vào đất, ít thường là các thanh thép tròn được vặn vào đất) và nằm ngang,được làm bằng thép cấu hình bất kỳ, chôn nông trong lòng đất.

thẳng đứng dây dẫn nối đất hiệu quả hơn, vì hầu hết chúng nằm trong lớp đất ẩm và ít đóng băng hơn. Chiều dài của chúng được lấy từ 2 đến 5 m và được sử dụng trong đất sét hoặc đất hỗn hợp với điện trở suất nhỏ hơn 300 Ohmm và ở mực nước ngầm tương đối cao. Nếu các lớp trên của đất có  cao và mức này thấp, thì chiều dài của các điện cực được tăng lên đến 4-6 mm. đường kính ngoài 25-60 mm và độ dày thành ít nhất 3,5 mm. Đầu trên của các điện cực nối đất thẳng đứng nằm cách mặt đất 0,5-1 m, ở mức này, việc làm khô hoặc đóng băng của đất rất khó khăn.

Nằm ngangĐiện cực đất được sử dụng trên đất có tầng trên ẩm ướt lâu ngày, nơi khó đóng điện cực thẳng đứng (địa hình đồi núi, vùng đóng băng vĩnh cửu). Nếu đất có độ dẫn điện kém (cát), thì rãnh tiếp đất nằm ngang được lấp đầy bằng đất khác được bón bằng muối hoặc dung dịch của chúng. Đối với điện cực, họ chủ yếu lấy thép dải có tiết diện ít nhất là 160 mm 2 (404 mm) và ít thường là thép tròn có tiết diện tương đương. Các điện cực được đặt ở độ sâu 0,6-0,8 m dưới dạng một hoặc nhiều chùm đối xứng, chiều dài của mỗi chùm, tính từ dây dẫn xuống, thường không vượt quá 25-30 m. Điện trở suất của đất, chiều dài chùm tia và số lượng của chúng càng lớn. Các điện cực thuộc loại bất kỳ được kết nối với nhau và chỉ với dây dẫn xuống bằng cách hàn.

Thiết kế của điện cực nối đất phụ thuộc vào loại cột thu lôi, tức là độc lập hoặc được lắp đặt trên một tòa nhà.

Với các cột thu lôi riêng biệt có thể chấp nhận được, mà không cần tính toán điện trở xung của chúng đối với sự lan truyền của dòng sét r và, là các thiết kế điển hình của điện cực nối đất được đưa ra trong Bảng. 8.1 (xem thêm).

Khi đặt cột thu lôi trên một công trình được bảo vệ, nên sử dụng rộng rãi móng bê tông cốt thép của các toà nhà và công trình làm dây dẫn nối đất.

Bảng 8.1

Kết cấu bằng kim loại và bê tông cốt thép của các công trình cấp I về mặt chống sét chỉ được sử dụng để nối đất bảo vệ cho các công trình lắp đặt điện và bảo vệ chống các tác động sét thứ cấp. Đối với các tòa nhà cấp II và III, kết cấu bằng kim loại và bê tông cốt thép cũng được sử dụng để bảo vệ chống sét đánh trực tiếp. Thiết bị chống sét cho nhà bê tông cốt thép bao gồm lưới chống sét, được hàn vào cốt thép của tất cả các cột. Dòng sét qua nó rơi vào cốt thép của các cột, sau đó chảy xuống cốt thép của móng và xuyên qua lớp bê tông bảo vệ xuống đất.

Cơ sở để sử dụng cốt thép móng bê tông cốt thép làm điện cực đất là đặc tính của bê tông ở trạng thái ướt có độ dẫn điện tương đương với độ dẫn điện của đất xung quanh móng. Đồng thời, các điều kiện để duy trì khả năng chịu lực của công trình được đáp ứng và loại trừ các điều kiện phá hủy cốt thép và bê tông do ăn mòn điện, được đảm bảo bằng sự giảm mật độ dòng điện chạy từ cốt thép nền và hạn chế dòng chảy của nó qua bê tông trong các kết cấu trên mặt đất. Các biện pháp này bao gồm việc hợp nhất tất cả các kết cấu bê tông cốt thép (hoặc kim loại) thành một hệ thống duy nhất, kết nối bằng cách hàn tất cả các phần tử gia cố lồng và tạo ra một mạch điện liên tục cho các phụ kiện.

Lớp phủ bitum và bitum-latex của nền móng không phải là trở ngại cho việc sử dụng chúng làm dây dẫn nối đất.

Đối với đất có độ xâm thực cao và trung bình, nơi bê tông cốt thép được bảo vệ khỏi ăn mòn bởi lớp phủ epoxy và polyme khác, cũng như khi độ ẩm của đất nhỏ hơn 3%, không được phép sử dụng móng bê tông cốt thép làm điện cực nối đất.

Khi được sử dụng làm thiết bị nối đất, tất cả các phần tử của kết cấu bằng kim loại và bê tông cốt thép (móng, cột, kèo, giàn, kèo dưới và dầm cầu trục) phải tạo thành mạch điện liên tục cho kim loại và trong các phần tử bê tông cốt thép (cột), các bộ phận nhúng (sản phẩm) phải được cung cấp thêm để kết nối thiết bị điện và công nghệ.

Được phép sử dụng tất cả các điện cực nối đất của các cơ sở lắp đặt điện được Bộ luật Lắp đặt Điện khuyến nghị làm dây dẫn nối đất để bảo vệ chống sét, ngoại trừ không dâyđường dây dẫn điện trên không có điện áp đến 1 kV.

Định mức chống sét nối đất. Cách tiếp cận được áp dụng trong hướng dẫn quy định và lựa chọn dây dẫn nối đất để chống sét cho các tòa nhà và công trình có tính đến rằng một trong những cách hiệu quả để hạn chế sét đánh trong mạch cột thu lôi, cũng như trên các kết cấu và thiết bị kim loại của cơ sở, là đảm bảo điện trở thấp của dây dẫn nối đất đối với sự lan truyền của dòng sét trong đất. Do đó, khi lựa chọn bảo vệ chống sét, điện trở của điện cực nối đất hoặc các đặc tính khác của nó liên quan đến điện trở của nó phải được phân chia theo tỷ lệ.

Trước khi đưa vào thực hành quy định đối với dây dẫn nối đất chống sét, xung r và khả năng chống lại sự lan truyền của dòng sét: giá trị tối đa cho phép của nó được lấy là 10 ôm đối với các tòa nhà và công trình thuộc cấp I và II và 20 ôm đối với các tòa nhà và công trình thuộc cấp III. Đồng thời, nó được phép tăng điện trở xung lên đến 40 Ohm trong đất có điện trở cụ thể hơn 500 Ohmm, đồng thời loại bỏ các cột thu lôi khỏi các vật thể loại I ở khoảng cách đảm bảo chống đánh thủng trong không khí. và trong lòng đất. Đối với lắp đặt ngoài trời, điện trở xung tối đa cho phép được lấy không quá 50 ôm.

Điện trở xung của dây dẫn nối đất là một đặc trưng định lượng của các quá trình vật lý phức tạp trong quá trình lan truyền dòng sét trong đất. Giá trị của nó khác với điện trở của dây dẫn nối đất trong quá trình lan truyền của dòng điện tần số công nghiệp và phụ thuộc vào một số thông số của dòng sét (biên độ, độ dốc, chiều dài phía trước), thay đổi trong một phạm vi rộng. Với sự gia tăng dòng điện sét, điện trở xung của điện cực nối đất giảm xuống và trong phạm vi có thể của sự phân bố dòng điện sét (từ đơn vị đến hàng trăm kiloampe), giá trị của nó có thể giảm 2-5 lần.

Do khi thiết kế dây dẫn nối đất không thể dự đoán được các giá trị của dòng sét sẽ chạy qua nó, do đó không thể ước tính trước các giá trị tương ứng của điện trở xung. Với những điều kiện này, việc phân chia các dây dẫn nối đất theo điện trở xung của chúng có những bất tiện rõ ràng. Hợp lý hơn là chọn các thiết kế cụ thể (xem Bảng 8.1) theo điều kiện sau: điện trở xung của điện cực nối đất trong toàn bộ phạm vi có thể có của dòng sét không được vượt quá giá trị lớn nhất cho phép đã quy định.

Việc phân bổ như vậy đã được thông qua trong hướng dẫn, trong đó đối với một số thiết kế điển hình của dây dẫn nối đất (xem Bảng 8.1), điện trở xung được tính toán cho các dao động của dòng sét từ 5 đến 100 kA và dựa trên kết quả tính toán, lựa chọn các dây dẫn nối đất được thực hiện thỏa mãn điều kiện được chấp nhận.

Các kết cấu điện cực nối đất phổ biến nhất và được đề xuất là móng bê tông cốt thép. Các yêu cầu bổ sung được đặt ra đối với chúng - loại trừ sự phá hủy cơ học của bê tông trong quá trình lan truyền dòng sét qua nền móng. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng kết cấu bê tông cốt thép có thể chịu được mật độ cao của dòng sét lan truyền qua cốt thép, điều này có liên quan đến thời gian lan truyền ngắn của sự lan truyền này. Vì vậy, móng đơn bằng bê tông cốt thép (cọc có chiều dài ít nhất là 5 hoặc móng có chiều dài ít nhất là 2 m) có khả năng chịu dòng sét đến 100 kA mà không bị phá hủy. Do đó, trong Bảng. 8.1, đưa ra các kích thước cho phép của các điện cực nối đất bê tông cốt thép đơn. Đối với những nền móng lớn có bề mặt gia cố lớn hơn tương ứng, mật độ dòng điện gây nguy hiểm cho sự phá hủy bê tông khó xảy ra đối với bất kỳ dòng sét nào có thể xảy ra.

Việc thống nhất các thông số của điện cực nối đất theo thiết kế điển hình của chúng có một số ưu điểm: phù hợp với sự thống nhất của móng bê tông cốt thép được chấp nhận trong thực tế xây dựng, có tính đến việc sử dụng rộng rãi chúng như điện cực nối đất tự nhiên; khi lựa chọn chống sét không phải thực hiện các tính toán về khả năng chịu xung của dây dẫn nối đất, điều này làm giảm chi phí và phạm vi công việc thiết kế.

Nguy hiểm của dòng điện sét. Khi dòng điện lan truyền từ điện cực nối đất hoặc từ bất kỳ vật thể kim loại nào khác dưới lòng đất, một điện thế (điện trường) được hình thành trong lòng đất. Sự phân bố điện thế trên bề mặt trái đất khi dòng điện sét chạy qua điện cực đất hình ống được thể hiện trong hình. 8.12. Nó phụ thuộc vào kích thước hình học của điện cực, phương pháp lắp đặt điện cực, nhưng không phụ thuộc vào tính chất điện của đất đồng nhất. Ở những khoảng cách nhỏ từ trục ống, điện thế giảm mạnh, sau đó giảm dần. Họ nghĩ rằng ở một khoảng cách xa x trên 20 l thế năng trên bề mặt trái đất bằng không. Điện thế lớn nhất xuất hiện trên chính điện cực mặt đất và nó bằng
.

Cơm. 8.12. Sự thay đổi tiềm năng trên bề mặt trái đất tại dây dẫn nối đất trong quá trình lan truyền của dòng sét

Nếu có một người ở gần điện cực mặt đất và khoảng cách giữa hai chân người đó bằng S, sau đó nó phải chịu một điện áp bước U w, bằng mức chênh lệch tiềm năng U 1 Và U 2 trong điểm 1 Và 2 chân ở đâu. Điều này có thể đe dọa tính mạng. Sẽ càng nguy hiểm hơn nếu một chân đặt trực tiếp vào điện cực nối đất hoặc một người chạm vào điện cực nối đất. Sau đó, nó phải chịu một sự khác biệt tiềm năng lớn hơn bằng U m - U 3, và được gọi là điện áp cảm ứng U Vân vân .

Giảm điện áp bước và điện áp cảm ứng có thể đạt được bằng cách giảm điện trở r và đến giá trị dưới 10 Ohm, điều này khá khó khăn và việc sử dụng các điện cực bổ sung được kết nối song song, cân bằng điện thế bên trong và bên ngoài vòng nối đất. Sự phân bố hợp lý của các dây dẫn nối đất thẳng đứng nằm dọc theo đường viền hoặc dầm, và các điện cực nằm ngang nối chúng, có thể đạt được sự phân bố điện thế an toàn theo bất kỳ hướng nào từ điểm nối của dây dẫn xuống. Để đảm bảo an toàn, nên rào hoặc trong cơn giông không cho người đến gần các điện cực nối đất gần hơn 5 m, đặt các điện cực nối đất này xa đường, vỉa hè hoặc đặt dưới mặt đường nhựa.

Để đảm bảo an toàn cho con người, an toàn cho các công trình, thiết bị và vật liệu khỏi các tác động nhiệt, cơ và điện của sét, một hệ thống đặc biệt đã được phát triển. các biện pháp bảo vệ an ninh - chống sét, là một phức hợp của các giải pháp kỹ thuật và các thiết bị đặc biệt.

Quy định điều tiết

Yêu cầu đối với việc tổ chức hệ thống chống sét cho các tòa nhà và công trình nằm trên lãnh thổ Liên bang Nga được quy định bởi các văn bản quy định sau:

• "Hướng dẫn chống sét cho các tòa nhà và công trình" RD 34.21.122-87
• "Hướng dẫn chống sét cho các tòa nhà, công trình và thông tin liên lạc công nghiệp" CO 153-34.21.122-2003.

Khi phát triển một hệ thống các biện pháp bảo vệ cho các đối tượng chống sét đánh, các tổ chức thiết kế có thể được hướng dẫn bởi các quy định của bất kỳ hướng dẫn nào trong số các chỉ dẫn này hoặc sử dụng kết hợp chúng.

Yếu tố chống sét

Phức tạp đầy đủ các biện pháp chống sét cho các công trình mặt đất bao hàm sự kết hợp của các hệ thống bên ngoài - bảo vệ chống sét đánh trực tiếp và chống sét bên trong - các thiết bị bảo vệ chống lại các ảnh hưởng thứ cấp (đón và tăng). Chống sét bên ngoài giúp giảm thiểu nguy cơ sét đánh trực tiếp vào tòa nhà, do đó bảo vệ tòa nhà khỏi bị hư hại. Nó xảy ra một tia sét, sau đó được chuyển hướng vào mặt đất.

Phức hợp các biện pháp của hệ thống chống sét bên ngoài bao gồm ba yếu tố:

Cột thu lôi (cột thu lôi, cột thu lôi) là một thiết bị được thiết kế để đánh chặn sét. Nguyên lý hoạt động của cột thu lôi là tia sét rơi vào những kết cấu kim loại cao nhất và được tiếp đất tốt. Do đó, nếu đối tượng nằm trong vùng bảo vệ của cột thu lôi thì sẽ không bị sét đánh.

Dây dẫn xuống- thiết bị thoát dòng sét từ cột thu lôi xuống đất. Được lắp đặt trên tường của tòa nhà và ống thoát nước. Nó là một dây hoặc dải mạ đồng trải dài từ cột thu lôi đến điện cực nối đất.

dây dẫn nối đất- thiết bị thoát từ 50% trở lên dòng điện sét đã đi qua dây dẫn xuống đất. Dòng điện còn lại được phân phối dọc theo các thông tin liên lạc liền kề với cấu trúc. Dây dẫn nối đất là phần tử duy nhất của lớp chống sét bên ngoài được ngâm trong đất. Các phần tử có thể đóng vai trò là điện cực nối đất kích thước khác nhau, vật liệu và hình thức đáp ứng các yêu cầu của văn bản quy định.

Hệ thống chống sét bên ngoài có thể được lắp đặt trên bản thân đối tượng được bảo vệ và cách ly: dưới dạng cột thu lôi riêng biệt và các cấu trúc lân cận hoạt động như cột thu lôi tự nhiên.
Chống sét bên trong bao gồm một tổ hợp các thiết bị chống sét lan truyền (SPD) và thực hiện các chức năng hạn chế từ trường và điện trường của sét, do đó ngăn chặn tia lửa điện bên trong đối tượng được bảo vệ.

2. Cột thu lôi như một phần của hệ thống chống sét

Hệ thống chống sét được tổ chức theo nguyên tắc sử dụng tối đa các cột thu lôi tự nhiên. Trong trường hợp bảo mật mà chúng cung cấp không đủ, chúng được kết hợp với các phần tử được lắp đặt đặc biệt (cột thu lôi nhân tạo).

Sự đơn giản của các thiết bị, không cần đặc biệt bảo trì và tương đối bảo vệ đáng tin cậyđối tượng bị sét đánh, được cung cấp các cột thu lôi của hệ thống chống sét thụ động có phân bố rộng nhất trong thực tế.

Có các loại cột thu lôi thụ động sau:

• thanh (cột buồm);
• cáp;
• lưới thép.

Cột thu lôi được làm bằng các vật liệu khác nhau: nhôm, đồng, thép không gỉ hoặc thép mạ kẽm, có tính đến các tiết diện tối thiểu cho mỗi loại theo các văn bản quy định.

Cột thu lôi dạng que (cột buồm)

Cột thu lôi dạng que gắn trên tháp

Cột thu lôi (hay cột thu lôi) là một thiết bị thẳng đứng, thường cao từ 1 đến 20 mét, trên hoặc gần mái của kết cấu, được lắp đặt sao cho vùng bảo vệ bao phủ đối tượng được bảo vệ. Kẹp đặc biệt được sử dụng khi lắp đặt cột buồm cho phép chúng được cố định vào cả bề mặt thẳng đứng (tường) và ngang (mặt đất, mái nhà). Hai dây dẫn sét được gắn từ mỗi cột. Nếu cột thu lôi được đặt trên mái của kết cấu, thì thiết bị nối đất được sử dụng là một mạch ngang, được gia cố tại các điểm của dây dẫn xuống bằng các điện cực nối đất thẳng đứng. Thiết bị nối đất của cột buồm đứng tự do được thực hiện bởi ba dây dẫn nối đất thẳng đứng, được kết nối với nhau theo kiểu “chân gà”. Cột thu lôi (cột thu lôi) dạng que được lựa chọn chủ yếu để bảo vệ các công trình nhỏ, không có kiến ​​trúc phức tạp.

Thiết kế của một cột thu lôi cáp gồm có hai cột buồm và một sợi cáp thép được căng giữa chúng. Các đầu của cáp nối một dây dẫn xuống với dây dẫn nối đất kiểu "chân gà". Tại vị trí chính xác cột chống, tia sét phóng điện đi vào lòng đất bên ngoài đối tượng được bảo vệ. Chống sét bằng cáp được sử dụng rộng rãi cho các công trình thấp. Các cột thu lôi dạng que và dạng dây được chia thành các loại đơn, đôi và nhiều, tạo thành vùng bảo vệ chung của đối tượng. Nhiều cột thu lôi được sử dụng để bảo vệ các tòa nhà lớn hoặc một số công trình chiếm diện tích lớn.

Lưới chống sét lắp trên nóc tòa nhà

Thiết kế của cột thu lôi được thực hiện dưới dạng một mạng lưới các thanh kim loại trên mái của kết cấu được bảo vệ. Lưới chống sét được bố trí trên mái công trình có bậc (ô) từ 5x5 m đến 20x20 m tùy theo hạng mục chống sét của đối tượng. Một câu hỏi thường đặt ra khi thiết kế là có thể đặt lưới chống sét trực tiếp trên mái tôn được không. Trên thực tế, lưới có thể được đặt trực tiếp trên mái nhà hoặc dưới lớp cách nhiệt (xem đoạn 2.11. Trong hướng dẫn RD 34.21.122-87). Theo hướng dẫn SO 153 3.2.2.4. Nếu sự gia tăng nhiệt độ gây nguy hiểm cho đối tượng thì khoảng cách giữa dây dẫn sét và mái hoặc tường dễ cháy phải lớn hơn 0,1 m, trong trường hợp này, kẹp kim loại có thể tiếp xúc với tường dễ cháy. Nếu tường hoặc mái dễ cháy, nhưng sự gia tăng nhiệt độ không gây nguy hiểm cho chúng, thì được phép gắn chặt trực tiếp vào tường.
Các dây dẫn xuống được gắn xung quanh toàn bộ chu vi của cột thu lôi với gia số từ 10 đến 25 m (tùy thuộc vào mức độ bảo vệ). Loại mái của kết cấu được bảo vệ (mềm hay cứng) quyết định phương pháp gắn "lưới" vào bề mặt mái. Tùy thuộc vào điều kiện của nền không cháy, lưới chống sét có thể được đặt trong " bánh lợp". Tiếp đất cho thuộc loại này cột thu lôi là một mạch điện nằm ngang kín, được gia cố tại các điểm của dây dẫn xuống.

3. Các hạng mục chống sét

Việc lựa chọn loại cột thu lôi phụ thuộc vào loại công trình thuộc loại thiết bị chống sét nào.
Các tiêu chuẩn thiết lập ba loại thiết bị chống sét, tùy thuộc vào chất nổ và nguy cơ hỏa hoạn, khả năng, khả năng chống cháy và mục đích của các đối tượng được bảo vệ, cũng như tính đến thời gian dông trung bình hàng năm trong khu vực địa lý của đối tượng, xem các hạng mục chống sét trong bảng 1 của đoạn 1.1. trong RD 34.21.122-87:

Chống sét loại I

Để bảo vệ chống sét cho các tòa nhà thuộc loại I, cột chống sét hoặc cột thu lôi dây được sử dụng,
xem điểm 2.1. trong RD 34.21.122-87. Điều kiện tiên quyết là cung cấp vùng bảo vệ loại A phù hợp với các yêu cầu của Phụ lục 3.

II loại chống sét

Để chống sét cho các tòa nhà cấp II có mái phi kim loại, cột chống sét hoặc cột thu lôi bằng dây được sử dụng, lắp đặt cách ly hoặc trên chính đối tượng được bảo vệ, xem điều 2.11 trong RD 34.21.122-87. Trong trường hợp này, điều kiện tiên quyết là cung cấp vùng bảo vệ phù hợp với các yêu cầu của bảng được đưa ra trong bài báo và Phụ lục 3 trong RD 34.21.122-87. Nếu các thiết bị chống sét được đặt tại cơ sở thì cần có ít nhất hai dây dẫn sét cho mỗi cột chống sét hoặc giá cột thu lôi cáp. Để đảm bảo chống sét cho các công trình, độ dốc mái không vượt quá 1: 8, có thể sử dụng lưới chống sét.
Để làm vật liệu sản xuất lưới chống sét, người ta sử dụng dây thép có đường kính ít nhất là 6 mm. Kết cấu với khoảng cách ô không quá 6x6 m được đặt trên mái của tòa nhà bằng vật liệu chịu lửa. Các kết cấu kim loại nhô lên trên mái của tòa nhà phải được gắn vào lưới chống sét, và không phải kết cấu kim loại phải được trang bị thêm thiết bị chống sét, cũng cố định chúng bằng “lưới”.
Cấu trúc với giàn kim loại, những mái nhà được xây dựng bằng vật liệu chịu lửa, không yêu cầu lắp đặt thiết bị chống sét. Bản thân mái kim loại của các tòa nhà đóng vai trò như một cột thu lôi. Đồng thời, cần trang bị thiết bị chống sét cho tất cả các phần tử phi kim loại của đối tượng bảo vệ nhô lên trên mái nhà. Các dây dẫn xuống được lắp từ mái kim loại hoặc lưới chống sét với bước 25 m dọc theo chu vi của tòa nhà. Đối với tất cả các loại cột thu lôi được sử dụng để bảo vệ các tòa nhà thuộc loại II, bắt buộc phải đáp ứng yêu cầu của đoạn 2.6 trong RD 34.21.122-87.

Cấp III chống sét

Để bảo vệ chống sét cho các công trình thuộc cấp III, sử dụng một trong các phương pháp trên (cột chống sét, cột thu lôi hoặc lưới) phù hợp với các yêu cầu hiện hành.
Nếu có thể, các cấu trúc kim loại của bản thân đối tượng được bảo vệ được sử dụng làm dây dẫn sét. Điều kiện tiên quyết cho việc này là kết nối điện liên tục trong các mối nối của kết cấu với phần còn lại của hệ thống chống sét bên ngoài (cột thu lôi và điện cực nối đất). Các dây dẫn sét đặt bên ngoài tòa nhà phải được lắp cách cửa ra vào không quá 3 m hoặc ở những nơi không có người qua lại.
Các văn bản quy phạm pháp luật về tổ chức chống sét của các công trình mặt đất không quy định bất kỳ yêu cầu nào về khoảng cách giữa cột thu lôi riêng biệt và đối tượng bảo vệ, các công trình ngầm của nó. Khi sử dụng lưới chống sét cho các công trình cấp III, phải đảm bảo bước ô của nó không quá 12 x 12m.

4. Vùng bảo vệ của cột thu lôi dạng thanh và dây

Việc lựa chọn số lượng và chiều cao của cột thu lôi dây và cột phải được thực hiện bằng cách tính toán vùng bảo vệ của chúng.
Vùng bảo vệ dưới vùng được hiểu là vùng có dạng hình học nhất định trong vùng lân cận của cột thu lôi, xác suất sét đánh trực tiếp vào một đối tượng nằm ở đó sẽ không vượt quá một giá trị nhất định.
Để đảm bảo chống sét của công trình ở mức độ tin cậy cần thiết, toàn bộ khối lượng của đối tượng được bảo vệ phải nằm trong vùng bảo vệ của cột thu lôi.
Một cột đầu thu sét duy nhất cung cấp một khu vực bảo vệ tòa nhà ở dạng hình nón tròn chiều cao h0

Một cột thu lôi dây đơn cung cấp vùng bảo vệ ở dạng tam giác cân, đỉnh của nó ở độ cao h0

Việc tính toán vùng bảo vệ của cột thu lôi dạng thanh và cáp được thực hiện theo CO 153-343.21.122-2003.

5. Lựa chọn loại cột thu lôi

Dựa trên những điều đã đề cập ở trên, chúng tôi kết luận rằng việc lựa chọn loại cột thu lôi phải được thực hiện dựa trên kết cấu của các tòa nhà và công trình và vật liệu lợp của chúng, với sự cân nhắc bắt buộc về hạng mục chống sét và tuân thủ tất cả các yêu cầu cần thiết của RD 34.21.122-87 và CO 153-343.21.122-2003.
Tiến hành chống sét cho các tòa nhà với sự trợ giúp của các cột thu lôi bằng dây và cáp, chúng được định vị sao cho đối tượng nằm hoàn toàn trong vùng bảo vệ của chúng, được tính toán cho từng loại cột thu lôi theo CO 153-343.21.122- 2003.
Khi chọn lưới chống sét, điều quan trọng là phải xem xét khoảng cách lưới (kích thước mắt lưới) được xác định bởi các loại chống sét, xem RD 34.21.122-87.
Để bảo vệ chống sét phức tạp cho các đối tượng, có thể sử dụng các loại kết hợp, ví dụ, các thanh dây. Thông thường, "lưới" được kết hợp với các cột thu lôi dạng que, mang lại khả năng bảo vệ khá đáng tin cậy.

Việc sử dụng rộng rãi các cột thu lôi dạng que là do việc chế tạo chúng đơn giản và tương đối rẻ. Về cơ bản, cột chống sét được chọn để bảo vệ các công trình nhỏ, kiến ​​trúc không phức tạp. Để chống sét cho các tòa nhà lớn hoặc một số công trình chiếm diện tích lớn, người ta sử dụng nhiều cột thu lôi.
Cột thu lôi cáp được chọn để bảo vệ các đối tượng rất mở rộng. Xét về các thông số kinh tế, việc bố trí kết cấu bằng chúng có thể so sánh với các thiết bị chống sét dạng cột, tuy nhiên trong quá trình vận hành chúng tỏ ra kém tin cậy hơn.

khả dụng hệ thống đã cài đặt bảo vệ chống sét bên ngoài không phải là đảm bảo bảo vệ hoàn toàn khỏi tất cả các tác động của sét. Để bảo vệ khỏi các hậu quả thứ cấp, cần phải bảo vệ đối tượng một cách phức tạp: các yếu tố chống sét bên ngoài, cũng như chống sét bên trong, là sự kết hợp của các thiết bị chống sét lan truyền (SPD).

Xem thêm: