Молниезащиты воздушных линий электропередач до 10 кВ, трансформаторных подстанций 6...10/0,4 кВ и распределительных устройств (РУ)
Для воздушных линий напряжением до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью требуются заземляющие устройства. Сопротивление этих заземляющих устройств должно быть не более 30 Ом, а расстояние между ними — не более 200 м для районов со среднегодовым числом гроз до 40, и 100— более 40. К этим заземляющим устройствам следует присоединять крюки и штыри на деревянных опорах, а к железобетонным опорам — и арматуру. На ответвлениях к вводам в здания, где может быть большое скопление людей, на конечных опорах рекомендуется устанавливать вентильные разрядники. В качестве заземляющих следует использовать устройства повторных заземлений нулевого провода.
Для воздушных линий 6—10 кВ специальной защиты от грозовых перенапряжений не требуется. Кабельные вставки должны быть защищены трубчатыми или вентильными разрядниками, установленными по обоим концам кабеля. Зажим для заземления разрядника присоединяют к металлическим оболочкам кабеля.
РУ 6—10 кВ и трансформаторные подстанции, к которым присоединены воздушные линии, должны быть защищены вентильными разрядниками, установленными на шинах РУ или подстанций.
На подходах к подстанциям и РУ воздушных линий 6—10 кВ с деревянными опорами на расстоянии 200—300 м должен быть установлен комплект трубчатых разрядников (ΡΤ1). При возможности, если в грозовой период длительно отключается воздушная линия, следует устанавливать второй комплект трубчатых разрядников (РТ2) на конструкции подстанции или на концевой опоре, причем расстояние от РТ2 до отключенного аппарата должно быть не более 60 м. При подходе к подстанции или РУ воздушной линии на железобетонных опорах трубчатые разрядники не требуются, но опоры на расстоянии 200—300 м от подстанции должны быть затмлены.
При мощности трансформатора на подстанции не более 630 кВ · А трубчатые разрядники на подходах можно не устанавливать.
Сопротивление заземления разрядников РТ, и РТ2 не должно превышать 10 Ом при удельном сопротивлении земли до 1000 Ом·м и 15 Ом при более высоком удельном сопротивлении.
Трубчатые разрядники должны быть выбраны по напряжению и токам короткого замыкания. Верхний предел тока, отключаемого трубчатым разрядником, должен быть не менее наибольшего тока трехполюсного короткого замыкания, а нижний предел — не более наименьшего установившегося тока двухполюсного короткого замыкания. При отсутствии трубчатых разрядников допускается вместо них применять основные и дополнительные защитные промежутки.
При напряжении 6 кВ основной защитный промежуток должен быть 40 мм, дополнительный 10 мм; при напряжении 10 кВ—основной 60 мм, дополнительный 15 мм. Дополнительные защитные промежутки следует устанавливать на высоте не менее 2 м от земли.
Молниезащита зданий и сооружений
Производственные здания и сооружения в зависимости от их назначения, конструктивного исполнения, географического местоположения, связанного с интенсивностью грозовой деятельности, должны быть защищены в соответствии с категориями молниезащиты и ее зонами (табл. 15.3).
15.3. Категория молниезащиты и ее зона
Зона защиты — это часть пространства, внутри которого здание или сооружение защищено от прямых ударов молний с определенной степенью надежности. Зона защиты А обладает степенью надежности 99,5 % и выше, зона защиты Б 95 % и выше. Среднегодовую грозовую деятельность (ч) определяют на специальных картах или на основании данных местных метеорологических учреждений. Ниже приведено среднегодовое число ударов молний при разной интенсивности грозовой деятельности:
Ожидаемое число поражений молнией в год зданий и сооружений N= (s+6h) (L+6h)nl0-6, где s и L — ширина и длина здания или сооружения, имеющего в плане прямоугольную форму, м; h — наибольшая высота здания или сооружения, м; п — среднегодовое число ударов молний в 1 км2 земной поверхности в месте расположения здания.
Здания и сооружения I и II категорий должны быть защищены от прямых ударов молний, электростатической и электромагнитной индукции, заноса высоких потенциалов через наземные и подземные металлические коммуникации. Здания и сооружения III категории должны быть защищены от прямых ударов молний и заноса высоких потенциалов. Наружные установки II категории должны быть защищены от прямых ударов молний и электростатической индукции. Наружные установки III категории должны быть защищены от прямых ударов молний.
В деревообрабатывающей промышленности, особенно в производстве ДСП, имеется большое количество и достаточно разветвленная сеть наружного пневмотранспорта, сооружаемого на опорах, эстакадах, входящего в цехи, бункера, станции фильтров. Поэтому особое внимание следует обратить па молниезащиту этих объектов. Прежде всего металлические секции трубопроводов пневмотранспорта должны иметь непрерывную электрическую цепь. Если эту связь между секциями не удается осуществить механическим путем (сбалчиванием секций, применением изолированных прокладок между ними), следует устанавливать металлические перемычки минимум в двух местах для трубопроводов небольшого диаметра и в трех-четырех — при диаметре более 400 мм. Перемычки лучше всего изготовлять из медного провода. Кроме того, если есть матерчатая вставка между вентилятором и трубопроводом, то перемычки также необходимы. Эти перемычки одновременно служат защитой от статического электричества, образующегося в трубопроводах при транспортировке сырья или отходов. Такая же электрическая связь должна быть выполнена и на трубопроводах, проложенных внутри здания. При входе в здание или сооружение трубопровод присоединяют на ближайшей к зданию или сооружению опоре к заземлителю с импульсным сопротивлением не более 10 Ом (такое присоединение допускается к заземлители) защиты от прямых ударов молний).
Сооружаемые на деревообрабатывающих предприятиях станции фильтров, станции отходов, сушильно-сортировочные участки заводов ДСП и
другие сооружения на открытом воздухе требуется защищать от прямых ударов молний присоединением металлических конструкций к заземлители) с импульсным сопротивлением 10 Ом.
Сооружаемые на кровлях здания металлические бункеры, трубопроводы и другие объекты следует присоединять к устройству защиты от прямых ударов молний самого здания. Открытые склады пиломатериалов, древесины, щепы относятся к III категория молниезащиты, поэтому они подлежат защите от прямых ударов молний стержневыми молниеотводами, в качестве которых используют прожекторные мачты.
Рис. 15.1. Схема зоны защиты одиночного стержневого молниеотвода. Границы зоны защиты на уровне:
1 — земли; 2 — hχ
При расчете зоны защиты склада используют стержневые и тросовые молниеотводы.
Рис. 15.2. Схема зоны защиты двойного стержневого молниеотвода. Границы зоны защиты на уровне:
1— земли; 2— hx1; 3 — hx2
Импульсное сопротивление заземлителей для таких молниеотводов должно быть не более 50 Ом. Если на открытых складах имеются краны, подкрановые пути заземляют с обеих сторон, применяя для этого повторные заземлители кранов.
При использовании в качестве молниеотвода прожекторных мачт питание к прожекторам подводят кабелями с металлической оболочкой или без нее в трубах.
Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода высотой h ≤ 150 м представляет собой круговой конус высотой h0<h (рис. 15.1). Основание конуса — круг радиусом R0. В горизонтальном сечении на высоте hx защищаемого сооружения зона защиты представляет круг радиусом Rx.
Зоны защиты одиночных стержневых молниеотводов рассчитывают по формулам:
зона А:
(15.1)
зона Б:
(15.2)
Для зоны Б при известных hx и Rx высоту одиночного стержневого молниеотвода определяют по формуле h=(Rx— 1,63hx)/1,5.
Торцовые области зоны защиты двойного стержневого молниеотвода высотой h≥150 м (рис. 15.2) определяют как зоны одиночных стержневых молниеотводов. Размеры h0, R0, Rx1, rx2 рассчитывают по формулам (15.1) и (15.2).
Рис. 15.3. Схема зоны защиты двух стержневых молниеотводов разной высоты. Границы зоны защиты на уровне:
1 — земли; 2 — hχ
Рис. 15.4. Схема зоны защиты многократного стержневого молниеотвода. Границы зоны защиты па уровне:
1 — земли; 2 — hx
Для зоны защиты двойного стержневого молниеотвода размеры определяют по следующим выражениям: зона А:
Зона А существует при L≤3h и зона Б — при L≤5h. Если известны с и L (при Rсх=0), высоту молниеотвода зоны Б отыскивают по формуле = (hс +1,41)/1,13. Когда расстояние между стержневыми молниеотводами >5h, их рассчитывают как одиночные.
