Заземление молниеотводов

Заземление молниеотвода Электроизмерения
Абрамов Евгений Владимирович
Автор: Абрамов Евгений Владимирович
Инженер-наладчик ЭЛЕКТРОЛАБА

Заземление молниеотводов – важный элемент молниезащиты любого промышленного объекта. Электроизмерительная лаборатория ЭЛЕКТРОЛАБА выполняет полный комплекс работ по проектированию, монтажу и измерению сопротивления заземляющих устройств молниеотводов. Мы проводим расчеты и измерения с учетом удельного сопротивления грунта и других локальных факторов.

Получить смету и КП



    Нормативные требования к заземлению молниеотводов

    Современное проектирование систем заземления молниеотводов регулируется несколькими ключевыми нормативными документами. Инструкция СО-153-34.21.122-2003, являясь базовым документом, не содержит конкретных требований к заземлению молниеотводов. В то же время, Инструкция РД 34.21.122-87 предлагает более структурированный подход, фокусируясь на конструктивных особенностях заземляющих устройств для отдельно стоящих молниеотводов.

    Виды молниеотводов и особенности их заземления

    При проектировании системы молниезащиты важно учитывать специфику различных типов молниеотводов. Каждый тип имеет свои особенности монтажа и требования к заземлению.

    Стержневые молниеотводы
    Стержневые молниеотводы представляют собой вертикальные конструкции высотой от 15 до 40 метров. Их заземление требует особого внимания к вертикальным заземлителям из-за значительных механических нагрузок. Рекомендуется использовать усиленный фундамент с армированием, который одновременно служит естественным заземлителем. Сопротивление заземления должно контролироваться с учетом сезонных колебаний уровня грунтовых вод.
    Троссовые молниеотводы
    Тросовые молниеотводы применяются для защиты протяженных объектов и требуют заземления опорных конструкций. Особенность их заземления заключается в необходимости учета натяжения троса и возможных колебаний. Каждая опора должна иметь независимый заземлитель, при этом рекомендуется объединение заземлителей в единый контур для повышения надежности системы.
    Сетчатые молниеотводы
    Сетчатые молниеотводы используются преимущественно на крышах зданий и требуют равномерного распределения точек заземления по периметру защищаемого объекта. Их особенность – необходимость создания множественных точек заземления с одинаковым сопротивлением для предотвращения неравномерного растекания тока молнии.

    Расчет параметров молниезащиты

    Проектирование эффективной системы молниезащиты требует точных расчетов различных параметров для каждого типа молниеотводов. Рассмотрим основные расчетные формулы и их практическое применение.

    Для одиночного стержневого молниеотвода радиус защиты определяется формулой:

    R₀ = (1.1 – 0.002h) × h
    где:
    h — высота молниеотвода (м)
    R₀ — радиус защиты на уровне земли (м)

    При проектировании тросовых молниеотводов важно учитывать стрелу провеса троса:

    f = γl²/8T
    где:
    γ – удельная нагрузка на трос (Н/м)
    l – длина пролета (м)
    T – тяжение троса (Н).

    При проектировании системы заземления необходимо учитывать как статические, так и динамические характеристики. Импульсное сопротивление заземления, возникающее при протекании тока молнии, рассчитывается по формуле:

    Rи = R × (1 + k/√τ)
    где:
    Rи — импульсное сопротивление заземления (Ом)
    R — сопротивление заземления при промышленной частоте (Ом)
    k — импульсный коэффициент (зависит от конструкции заземлителя)
    τ — длительность фронта импульса тока молнии (микросекунды)

    Особенности расчета в двухслойном грунте

    При проектировании системы заземления в двухслойном грунте потенциал заземляющего электрода определяется выражением:

    φ(r) = (ρ₁I/2π) × [1/r + (k/r₁) × arctg(r/h)]
    где:
    φ(r) — потенциал в точке на расстоянии r от центра заземлителя (В)
    ρ₁ — удельное сопротивление верхнего слоя грунта (Ом·м)
    I — ток молнии (А)
    k — коэффициент отражения
    h — глубина верхнего слоя (м)
    r₁ — радиус заземлителя (м)

    На основе этой формулы рассчитывается точное значение сопротивления заземления:

    R = (ρ₁/2πr₁) × [1 + 2k × h/πr₁ × arctg(r₁/h)]

    Практические рекомендации по проектированию

    В грунтах с низким удельным сопротивлением (до 300 Ом*м) эффективным решением является типовая конструкция с горизонтальной шиной длиной 12 метров и тремя вертикальными электродами по 5 метров. Сопротивление заземления такой конструкции можно оценить по формуле:

    R ≈ 0.067 × ρ

    Для грунтов с высоким удельным сопротивлением (более 1000 Ом*м) рекомендуется использование четырех взаимно перпендикулярных лучей длиной по 20 метров каждый. При этом установка 5-метровых вертикальных стержней на концах лучей дополнительно снижает сопротивление заземления согласно формуле:

    R = ρ₂/2πr₁
    где ρ₂ — удельное сопротивление нижнего слоя грунта.

    В особо сложных случаях рекомендуется создание единого контура заземления для всех отдельно стоящих молниеотводов. Такое решение позволяет достичь требуемых значений сопротивления даже в условиях высокоомных грунтов.

    Большое внимание следует уделять качеству монтажа и защите от коррозии. Все соединения должны обеспечивать надежный электрический контакт и механическую прочность. Необходимо обеспечить доступность элементов заземляющего устройства для периодического контроля и обслуживания.

    Экономическая эффективность проекта достигается путем тщательного анализа местных условий и выбора оптимальных технических решений. При этом важно находить баланс между стоимостью реализации и надежностью защиты объекта.

    Монтаж заземления молниеотводов в ЭЛЕКТРОЛАБА

    Правильно спроектированная и смонтированная система заземления обеспечивает надежную защиту промышленных объектов от прямых ударов молнии на протяжении всего срока эксплуатации.

    Для заказа услуг или получения дополнительной информации свяжитесь с нашими специалистами по телефону или оставьте заявку на сайте. По завершении монтажа вы получите полный комплект исполнительной документации, включая протоколы испытаний и схемы смонтированной системы заземления.

    Cтоимость услуг электролаборатории
    ЭЛЕКТРОЛАБА.ru