J S >' 4.4
П. И. АНАСТАСИЕВ,
М. М. ЗЕЛЕНЕЦКИЙ,
Ю. А. ФРОЛОВ
МОЛНИЕЗАЩИТА
ЗДАНИЙ
И СООРУЖЕНИЙ
Издание второе,
дополненное и переработанное

Библиот
ЭНЕРГИЯ» МОСКВА 1975
6П2.13
A 64
УДК 699.887 + 621.316.98
Анастасиев П. И. и др.
А 64 Молниезащита зданий и сооружений. Изд. 2-е,
перераб. и доп. М., «Энергия», 1975.
120 с. с ил.
Перед загл. авт.: П. И. Анастасиев, М. М. Зеленецкий,
Ю. А. Фролов.
В книге даны краткие сведения о грозовой деятельности и воздей-
ствиях молнии. Основное внимание в книге уделено изложению современ-
ных методов молниезащиты объектов промышленного, городского и сель-
скохозяйственного строительства.
Книга предназначена для работников проектных и строительио-монтаж-
ных организаций, занимающихся проектированием и сооружением устройств
. молниезащиты.
. 30311-366
А 051(01)-75	92-75
© Издательство «Энергия», 1975 г.
ПЕТР ИВАНОВИЧ АНАСТАСИЕВ, МИХАИЛ МИХАЙЛОВИЧ ЗЕЛЕНЕЦКИЙ,
ЮРИЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ ФРОЛОВ
МОЛНИЕЗАЩИТА ЗДАНИЙ Й СООРУЖЕНИЙ
Редактор В. В. Фармазян
Редактор издательства Э. К. Биленко
Обложка художника В. ’И. Карпова
Технический редактор Л. В. Иванова
Корректор Э. А. Филановсиая
Сдано в наэор 31/1 1975 г. Подписано к печати 16/IV 1975 г. Т-07634
Формат 84X10878*	Бумага типографская № 2 Усл. печ. л. 6,3
Уч.-изд. л. 6,77 Тираж 25 000 экз. Зак. 34 Цена 34 коп.
Издательство «Энергия», Москва, М-114, Шлюзовая наб., 10
Московская типография № 10 Союзполиграфпрома при Государственном
комитете Совета Министров СССР по делам издательств, полиграфии
И книжной торговли. Шлюзовая наб., 10.

ПРЕДИСЛОВИЕ
XXIV съезд КПСС поставил перед партией и совет-
ским народом ответственную экономическую задачу —
создание в катчайший срок материально-технической ба-
зы коммунизма. В этой связи важное значение приобре-
тают вопросы сохранности и надежной эксплуатации
вновь сооружаемых, реконструируемых, а также сущест-
вующих объектов различного характера и назначения,
среди которых видное место занимает вопрос молниеза-
щиты зданий и сооружений. Молниезащита, выполнен-
ная на основе действующих требований и рекомендаций,
надежно защищает объект и тем самым значительно по-
вышает его эксплуатационные показатели. В то же вре-
мя дополнительные капитальные затраты на устройство
молниезащиты по сравнению с общими затратами на со-
оружение предприятия составляют, как правило, весьма
незначительную величину (не более 0,5%).
В настоящей книге авторы попытались дать некото-
рые рекомендации по молниезащите зданий и сооруже-
ний, основанные на многолетнем опыте проектирования
молниезащитных устройств ГПИ Тяжпромэлектропроект
и ряда других институтов.
Второе издание книги частично переработано и до-
полнено материалами исследований и нормативных
указаний последних лет в области молниезащиты. Гла-
вы 1 и 4 написаны М. М. Зеленецким; гл. 2 и 3 Ю. А.
Фроловым (§ 2-1, 2-3, 2-6, 3-1—3-4), М. М. Зеленецким
(§ 2-2) и П. И. Анастасиевым (§ 2-4, 2-5, 2-7, 3-5); гл. 5
П. И. Анастасиевым.
Все замечания и рекомендации по книге авторы про-
сят направлять по адресу: 113114, Москва, Шлюзовая на-
бережная, 10, изд-во «Энергия».
Глава первая
ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГРОЗОВОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
И РАЗРЯДОВ МОЛНИИ
1-1. Интенсивность грозовой деятельности
Формирование грозовой облачности и, следователь-
но, грозовая деятельность зависит от климатических усло-
вий и рельефа местности. Поэтому грозовая деятель-
ность над различными участками земной поверхности не-
одинакова. Для расчета грозозащитных мероприятий не-
обходимо иметь конкретную величину, характеризую-
щую грозовую деятельность в данной местности. Такой
величиной является интенсивность грозовой деятельно-
сти, которую принято определять числом грозовых часов
или грозовых дней в году, вычисляемым как средне-
арифметическое значение за ряд лет наблюдений для оп-
ределенного места земной поверхности. Статистические
сведения об интенсивности грозовой деятельности для
ряда стран приведены ниже.
Число грозовых дней в
Австрия 20—30
Бразилия 106
Великобритания 20—30
Венгрия 25
Индонезия 100—140
Индия 20—60
Мексика 144
году
Панама 135
США 5—90
СССР 5 — 60
Цен тральноафриканская
Республика 150
В СССР принята следующая классификация районов
по интенсивности грозовой деятельности:
Район
Слабогрозовой....................
Среднегрозоной...................
Сильногрозовой...................
Особо сильной грозовой деятель-
ности ...........................
Количество грозовых
часов в году
До Ю
10—40
40—80
Свыше 80
4
Интенсивность грозовой деятельности в данном райо-
не земной поверхности определяют также числом уда-
ров молнии в год, приходящихся на 1 км2 земной по-
верхности. В табл. 1-1 приводятся данные о числе уда-
ров молнии в землю для различных географических
пунктов.
Таблица 1-1
Частота ударов молнии в землю
Место наблюдения	Число ударов молнии иа 1 км*/год	Число грозовых дней в году
ФРГ	0,7	19
Великобритания	2,3	12
США	3,7	25—45
Швеция (юг)	0,5	10
Швеция (север)	0,24	5
Швейцария	4,0	—
Венгрия	0,8	25
В СССР среднее число поражений молнией 1 км2
земной поверхности в год принимается в зависимости от
среднегодовой продолжительности гроз и приведено
ниже.
Интенсивность грозовой
деятельности, ч/год
20-40
40—60
60—80
80—100
Более 100
Среднее число поражений
молнией 1 км2/год
2,5
3,8
5,0
6,3
7,5
Ожидаемое число поражений молнией в год зданий
и сооружений высотой не более 60 м, не оборудованных
молниезащитой, имеющих неизменную высоту
(рис. 1-1,а), определяется по формуле
дг  ($ 4~ 3/гж) (L -|- Зйж) п	(1 -1)
где 5 — ширина защищаемого здания, м; L — длина за-
щищаемого здания, м; /гх — высота здания по его боко-
вым сторонам, м; п — среднее число поражений молнией
1 км2 земной поверхности в год (см. выше).
Формула (1-1) выведена с учетом того, что число по-
ражений молнией здания или сооружения пропорцио-
5
нально Площади, занимаемой не только самим зданием
или сооружением, но и суммой площадей проекций за-
щитных зон, создаваемых гранями и углами кровли зда-
ния или сооружения. Если
Б)
Рис. 1-1. Зона защиты, создавае-
мая сооружениями.
а— здания с одной высотой; б — зда-
ния, имеющие разные высоты.
части здания имеют не-
одинаковую высоту (рис.
1-1,6), то зона защиты,
создаваемая высотной
частью, может охватывать
всю остальную часть зда-
ния. В этом случае ожи-
даемое число поражений
рассчитывается по фор-
муле (1-1), в которой
s, L и —размеры вы-
сотной части здания.
В случае, когда зона за-
щиты высотной части не
охватывает всего здания,
необходимо учесть часть
здания, находящуюся вне
зоны защиты высотной
части.
Для отдельно стоящих
мачт, труб, вышек, и т. д. незначительной площади и
высотой более 60 м число ударов в год может рассчиты-
ваться по следующей формуле:
N=n^(2~- 1 \10-4,
\ h J
(1-2)
где п — среднее число ударов молнии в год на 1 км2; h —
высота мачты, трубы, вышки и т. д., м; И—высота гро-
зового облака, м.
Рекомендуемые выше формулы позволяют произве-
сти количественную оценку вероятности поражения мол-
нией различных сооружений, расположенных в равнин-
ной местности с достаточно однородными грунтовыми ус-
ловиями.
Следует отметить, что значение параметра п, входя-
щего в расчетные формулы, может в несколько раз отли-
чаться от значений, приведенных выше. В горных райо-
нах большая часть разрядов молнии происходит между
облаками, поэтому значение п может оказаться сущест-
венно меньше. Районы, где имеются слои почвы высо-
кой проводимости, как показывают наблюдения, изби-
6
рателыю поражаются разрядами молнии, поэтому зна-
чение п в этих районах может оказаться существенно
выше. Избирательно могут поражаться районы с плохо
проводящими грунтами, в которых проложены протя-
женные металлические коммуникации (кабельные линии,
металлические трубопроводы). Избирательно поражают-
ся также возвышающиеся над поверхностью земли ме-
таллические предметы (вышки, дымовые трубы).
1-2. Основные параметры тока молнии
Ток, протекающий через пораженный молнией объект,
быстро изменяется во времени. Примерная форма кри-
вой тока молнии представлена на рис. 1-2. Часть кривой,
на которой ток нарастает, именуется фронтом импульса
тока молнии. Часть кривой,
на которой ток спадает, име-
нуется спадом импульса то-
ка молнии. Длительность
фронта и всего импульса то-
ка молнии определяется в со-
ответствии с рис. 1-2, на ко-
тором /ф и /в— длительно-
сти фронта и всего импульса
тока молнии.
При расчетах мероприя-
тий по молниезащите исход-
ной величиной является
амплитуда тока молнии.
В СССР кривые вероятности
токов молнии нормированы
Руководящими указаниями. Эти кривые позволяют сде-
лать вывод, что для равнинных районов наиболее веро-
ятны токи молнии с амплитудой до 6-Ю4 А. Вероятность
токов молнии (6ч-20)-104 А невелика, однако при про-
ектировании молниезащиты ответственных объектов сле-
дует учитывать возможность появления таких токов.
В горных районах по данным Руководящих указаний
амплитуды токов молнии примерно вдвое меньше, чем
в равнинных районах.
Существенной характеристикой является крутизна
фронта (скорость изменения) тока молнии, от которой
зависит как индуктивное падение напряжения на про-
тяженных проводниках (молниеотводах, токоотводах, за-
7
землителях и т. п.), через которые проходит ток, так и
э. д. с., .обусловленные электромагнитным полем его.
Кривые вероятности крутизны фронта тока молнии
также нормированы Руководящими указаниями. Из этих
кривых следует, что в равнинных районах вероятность
крутизны тока молнии до 6-1010 А/с весьма велика (бо-
лее 90%). В горных районах крутизна фронта тока мол-
нии примерно вдвое меньше.
1-3. Воздействия тока молнии
При разряде молнии в объект ток оказывает тепло-
вые, механические и электромагнитные воздействия.
Тепловые воздействия тока молнии. Протекание тока
молнии через пораженные сооружения связано с выделе-
нием тепла. При этом ток молнии может вызвать нагре-
вание токоотвода до температуры плавления или даже
испарения. Величину тока молнии, который может разо-
греть токоотвод до температуры плавления, можно опре-
делить по формуле, А:
_	(1-3)
где k — коэффициент, зависящий от материала токоот-
вода [для меди k= (З-г-3,3)  10s, для алюминия k=(2—
—2,3) • 108]; F — сечение токоотвода, м2; tB — длина вол-
ны, с.
На рис. 1-3 представлены кривые, иллюстрирующие
вышеприведенную формулу.
На рис. 1-4 приведены кривые нагрева проводников,
выполненных из различных материалов, в зависимости
от длительности тока молнии.
Из кривых наглядно видно, что чем короче волна,
тем она безопаснее для проводника — токоотвода; при
длине волны порядка
100—200 мкс тепловое
воздействие тока мол-
нии заметно возраста-
Рис. 1-3. Зависимость теп-,
лового воздействия тока
молнии на проводники.
I — медные провода: 2 — алю-
миниевые провода; 3—сталь-
ные провода.
8
Рис. 1-4. Кривые магревя
проводников токами мол-
нии.
а — алюминиевые провода; б —
медные провода; в — стальные
провода:	— провод марки
А-10; 2 — провод марки А-16;
3 — провод марки М-10; 4— про-
вод марки ПС-25: 5 — провод
марки ПС-35.
ет, что влечет за собой необходимость применения про-
водников больших сечений.
Сечение проводников должно быть выбрано с таким
расчетом, чтобы была исключена опасность недопусти-
мых перегревов.
Рекомендуемые ПУЭ значения приведены ниже.
Минимальные сечения проводников, мг:
медных...............................16-10-6
алюминиевых..........................25-10-6
стальных.............................50-10~ •
Оплавление металла в месте соприкосновения кана-
ла молнии может быть значительным, если молния по-
падает в острый шпиль.
9
fio данным лабораторных исследований ВЭЙ, При
контакте канала молнии с металлической плоскостью
происходит оплавление на достаточно большой площади
F, численно равной в квадратных миллиметрах значению
амплитуды тока в килоамперах.
Механические воздействия токов молнии. Механичес-
кие усилия, возникающие в различных частях здания
и сооружениях при прохождении по ним токов молнии,
могут быть весьма значительными. Достаточно указать,
что при воздействии тока молнии деревянные конструк-
ции могут быть полностью разрушены, а кирпичные тру-
бы и иные наземные сооружения из камня или кирпи-
ча могут иметь значительные повреждения. Подробнее
следует остановиться на воздействиях разряда молнии
на бетонные и железобетонные конструкции, имеющие
большое распространение в современных зданиях и со-
оружениях.
При ударах молнии в железобетонные опоры зареги-
стрированы случаи откола бетона в местах крепления
гирлянд изоляторов к траверсе. Известен случай, когда
после удара молнии в железобетонной плите образова-
лось отверстие и была деформирована стальная арма-
тура.
Из опытов над бетонными и железобетонными образ-
цами следует, что при приложении к бетону достаточно
большого напряжения возникает электрический пробой
бетона с образованием узкого канала разряда. Значи-
тельная энергия, выделяемая в канале разряда, может
вызвать разрушение, которое приведет либо к снижению
механической прочности бетона, либо к деформации кон-
струкции. При прохождении через бетонные образцы им-
пульсных токов, примерно равных 20-103 А при длине
волны 40-10~6 с, образцы полностью разрушаются, что
указывает на весьма слабую устойчивость бетона к воз-
действию импульсных токов.
1-4. Вторичные проявления удара молнии
Под вторичным проявлением удара молнии обычно
принято понимать те явления при разрядах молнии, ко-
торые сопровождаются появлением электродвижущих
сил и разностей потенциалов на различных металличес-
ких конструкциях, трубопроводах и проводах (внутри
помещений или вблизи них), которые не подверглись
непосредственно прямому удару молнии. Вторичные про-
10
явления обычно разделяются на электромагнитную
и электростатическую индукцию. Ко вторичным прояв-
лениям молнии относится также появление разности по-
тенциалов внутри зданий и сооружений вследствие зано-
са высоких потенциалов через подземные и наземные
металлические коммуникации (трубопроводы, электри-
ческие кабели, подземные эстакады, воздушные линии
связи и сигнализации, воздушные линии электропереда-
чи, шинопроводы и т. п.).
Электромагнитная индукция. Разряд молнии сопро-
вождается появлением в пространстве изменяющегося во
времени магнитного поля. Магнитное поле индуктирует
в контурах, образованных из различных протяженных
металлических предметов (трубопроводов, электрических
проводок и пр.), электродвижущую силу, величина ко-
торой зависит от амплитуды и крутизны фронта тока
молнии, размеров и конфигурации контура, взаимного
расположения канала молнии и контура, в котором на-
водится э. д. с. В замкнутых контурах индуктированные
э. д. с. вызывают появление электрических токов, нагре-
вающих отдельные элементы контуров. Однако в силу
малой величины тока могут образовываться внутри зда-
ний и сооружений различными способами, например пу-
тем соединения в одну систему трубопроводов, металло-
конструкций и т. д.
В незамкнутых контурах, в контурах, контакты ко-
торых недостаточно надежны в местах соединения или
в местах сближения отдельных элементов контура друг
с другом, возникающая э. д. с. электромагнитной индук-
ции может вызвать искрение или сильное нагревание.
При взаимном расположении канала молнии и конту-
ра, представленном на рис. 1-5, напряжение на разом-
кнутых концах контура может быть подсчитано по выра-
жению
« =	(1-4)
где М — коэффициент взаимоиндукции между каналом
молнии и контуром:
(1-5)
Электростатическая индукция. Под грозовым обла-
ком в земле и во всех наземных объектах скапливаются
электрические заряды, равные по величине и противопо-
11
ложные по знаку зарядам облака и зарядам, внедряе-
мым в будущий канал молнии лидерными процессами.
Поскольку нарастание потенциалов облака происхо-
дит достаточно медленно, индуцированные заряды появ-
ляются даже на объектах, которые обладают хорошей
изоляцией относительно земли (провода воздушных ли-
ний, металлические крыши деревянных зданий и т. д.).
Рис. 1-5. Схематическое положение канала молнии и контура для
расчета индуцированных напряжений.
а — взаимное расположение канала молнии и незамкнутого контура защищае-
мого объекта; б — форма кривой индуцированного напряжения; / — канал
молнии; 2 — контур.
Это объясняется тем, что всякая изоляция обладает не-
которой утечкой, благодаря которой заряды, одноимен-
ные с зарядами облака, успевают стекать в землю. При
этом поле зарядов облака и поле зарядов, индуктирован-
ных на объекте, обладающем некоторой утечкой, накла-
дываются таким образом, что разность потенциалов
между объектами и землей мала. Длительность грозо-
вого разряда, в результате которого нейтрализуется
большая часть заряда облака и заряда, внедренного ли-
дерными процессами, на несколько порядков меньше
длительности формирования грозового облака и разви-
тия лидера молнии. Индуктированные на объекте заря-
ды из-за большого сопротивления утечки не успевают
12
стечь в землю за время длительности разряда молнии.
Поэтому между объектом и землей возникает разность
потенциалов, обусловленная индуктированными на объ-
екте зарядами, поле которых уже не компенсировано по-
лем зарядов облака.
Разность потенциалов может появиться между ме-
таллической кровлей здания и водопроводными и кана-
лизационными трубами, электропроводками, находящи-
мися в здании, и другими заземленными предметами.
Чем объект выше, тем потенциалы, индуктированные
на нем, больше и тем большими следует принимать безо-
пасные расстояния между этим объектом и ближайшим
заземленным предметом.
Основной мерой борьбы с появлением внутри здания
или сооружения потенциалов, обусловленных электроста-
тической индукцией, является заземление всех проводя-
щих элементов в здании или сооружении.
Занос высоких потенциалов в здания и сооружения.
Ко вторичным проявлениям молнии относится и появле-
ние значительных напряжений внутри зданий или соору-
жений вследствие заносов в них высоких потенциалов че-
рез воздушные и подземные металлические коммуника-
ции.
Занос высокого напряжения в здания в сооружения
по этим коммуникациям может быть не только при на-
личии металлической связи коммуникаций с защищае-
мым объектом, но и при отсутствии ее. Например, если
протяженные металлические коммуникации расположены
в непосредственной близости от молниеотвода, значи-
тельное повышение потенциала на молниеотводе, возни-
кающее при прямом ударе молнии, может вызвать пере-
крытие изоляции по воздуху с молниеотвода на части
коммуникаций.
Пример.
Токоотвод, по которому протекает ток разряда молнии, имеет
длину 20 м, сопротивление растекания току заземлителя у токоотво-
да /?=10 Ом, индуктивность токоотвода £=30-10-’ Г. Крутизна
тока молнии ЛДЙ=50-101в А/с, ток молнии /=5-104 А, расстояние
между токоотводами и водопроводной трубой 0=3 м. Напряжение
между токоотводом и водопроводной трубой состоит из индуктивио-
, di
го падения напряжения ь и омического падения напряжения IR
на сопротивление dt заземления, суммарное напряжение равно и =
di
+IR=\,58-10’ В. Приняв пробивную напряженность воздуха
13
равной 5 105 В/м, получим, что расстояние D будет пробито. Для
предотвращения этого надо или увеличить расстояние, или токоот-
вод и водопровод электрически соединить между собой у основания
и у верхних концов.
Соединение всех крупных частей здания между собой
(выравнивание потенциала) ликвидирует опасность воз-
никновения перекрытий.
Занос высоких потенциалов по внешним коммуника-
циям во взрывоопасные здания и сооружения недопу-
стим. Для невзрывоопаспых зданий и сооруженинй III
категории занос высоких потенциалов представляет опас-
ность для находящихся в них людей, а также в отдель-
ных случаях мож!ет вызвать пожар из-за пробоя изоля-
ции электропроводки. Поэтому в зависимости от назна-
чения этих объектов различают меры защиты этих зда-
ний и сооружений.
Глава вторая
МЕТОДЫ МОЛНИЕЗАЩИТЫ
2-1. Общие положения
Использование тех или иных методов для защиты
зданий и сооружений (объектов) от различных воздейст-
вий разряда молнии производится в строгом соответст-
вии с классификацией этих объектов в части устройства
молниезащиты (конструктивные характеристики объек-
та, его назначение и значимость, степень взрывоопасно-
сти, технологические особенности и т. п.).
Правильное определение категории устройства мол-
ниезащиты является необходимым условием для эксплу-
атации рассматриваемого объекта. Не менее важным яв-
ляется также выявление исходных данных для расчетов
устройств молниезащиты, основными из которых являют-
ся габариты защищаемого объекта, значение удельного
электрического сопротивления грунта, наличие в зоне
объекта подземных коммуникаций, инженерно-геологи-
ческие и метеорологические условия, а также ряд других
данных, вводимых в электрические и мсханическе расче-
ты отдельных конструктвных элементов молниезащитно-
го устройства. Существующие методы молниезащиты
предусматривают защиту зданий и сооружений как от
первичных воздействий молнии, так и от
вторичных проявлений молнии.
14
2-2. Классификация зданий и сооружении
Производственные, жилые и общественные здания
и сооружения в зависимости от их назначения, а также
от интенсивности грозовой деятельности в районе их ме-
стонахождения должны иметь молниезащиту в соответ-
ствии с категориями устройства молниезащиты, приве-
денными в СН 305-69.
Краткая характеристика зданий и сооружений, от-
несенных к I, II и III категориям по устройству молние-
защиты, приводится ниже.
К первой категории относятся здания и сооружения,
отнесенные Правилами устройства электроустановок
к классам В-I и В-П. К ним относятся здания и соору-
жения, в которых выделяются горючие газы или пары,
а также переходящие во взвешенное состояние горючие
пыли и волокна, обладающие способностью образовы-
вать с воздухом или другими окислителями (например,
с хлором) взрывоопасные смеси при нормальных недли-
тельных режимах работы, например при загрузке или
разгрузке технологических аппаратов, храпении или пе-
реливании легко воспламеняющихся и горючих жидко-
стей, помещения, в которые выделяются переходящие
во взвешенное состояние горючие пыли или волокна,
способные образовать с воздухом и другими окислите-
лями взрывоопасные смеси (например, при загрузке и
разгрузке технологических аппаратов).
Здания и сооружения, относящиеся к первой катего-
рии, подлежат обязательной молниезащите на всей тер-
ритории СССР.
Ко второй категории относятся здания и сооруже-
ния, отнесенные Правилами устройства электроустано-
вок к классам B-la, В-16, В-IIa, в которых при нор-
мальной эксплуатации взрывоопасные смеси горючих па-
ров, газов, пыли или волокон с воздухом или другими
окислителями не имеют места, а возможны только в ре-
зультате аварий или неисправностей.
Устройство молниезащиты зданий и сооружений обя-
зательно в случае расположения их па территориях со
средней грозовой деятельностью 10 и более грозовых
дней в год.
Наружные технологические установки и открытые
склады, содержащие взрывоопасные газы, пары, горю-
чие и легко воспламеняющиеся жидкости (например,
газгольдеры, емкости, сливно-наливные эстакады), от-
15
носимые к классу В-1Г, подлежат защите на всей терри-
тории СССР.
К третьей категории относятся здания или сооруже-
ния, для которых прямой удар молнии представляет
опасность в отношении пожара, механических разруше-
ний, поражения людей. К этой категории относятся зда-
ния и сооружения, отнесенные Правилами устройства
электроустановок к классам П-I, П-Па, П-П, П-Ш.
К помещениям класса П-I относятся помещения,
в которых применяются или хранятся горючие жидко-
сти с температурой вспышки паров выше 45 °C.
К. помещениям класса П-П относятся помещения,
в которых выделяются горючая пыль или волокна, пере-
ходящие во взвешенное состояние. При этом появляет-
ся опасность пожара (а не взрыва).
К помещениям П-Иа относятся производственные
и складские помещения, содержащие твердые или во-
локнистые горючие вещества (дерево, ткани, и т. п.).
Помещения классов П-I, П-П и П-Па подлежат обя-
зательной молниезащите в районах:
со средней грозовой деятельностью 20 и более грозо-
вых часов в год при ожидаемом числе поражений мол-
нией здания или сооружения в год не менее 0,05—для
зданий и сооружений I и II степени огнестойкости, 0,01—
для III, IV и V степени огнестойкости;
производственные здания и сооружения III, IV и V
степени огнестойкости, относимые по степени пожарной
опасности к категориям ГиД (СНиП П-М.2-62), а так-
же открытые склады твердых горючих веществ, относи-
мые к классам II и III по ПУЭ, подлежат обязательной
молниезащите в районах со средней грозовой деятель-
ностью 20 и более грозовых часов в год при ожидаемом
числе поражений молнией здания или сооружения в год
не менее 0,05.
К помещениям класса П-Ш относятся:
наружные склады, в которых применяются или хра-
нятся горючие жидкости с температурой вспышки паров
выше 45 °C;
вертикальные вытяжные трубы промышленных пред-
приятий и котельных, водонапорные и силосные башни,
пожарные вышки высотой 15—30 м;
жилые и общественные здания или их части, возвы-
шающиеся над уровнем общего массива застройки более
чем на 25 м, а также отдельно стоящие здания высотой
16
более 30 м, удаленные от массива застройки не Менёё
чем на 100 м;
общественные здания III, IV и V степени огнестойко-
сти (детские сады и ясли, учебные и спальные корпуса
школ и школ-интернатов, спальные корпуса и столовые
санаториев, учреждений отдыха и пионерских лагерей,
спальные корпуса больниц, клубы и кинотеатры;
архитектурные и исторические памятники.
Все эти помещения (за исключением архитектурных
и исторических памятников) подлежат молниезащите на
территории со средней грозовой деятельностью 20 и бо-
лее грозовых часов в год.
Архитектурные и исторические памятники, а также
всевозможные трубы и башни высотой более 30 м под-
лежат молниезащите на всей территории СССР.
Здания, сооружения, отнесенные к I и II категориям,
должны быть защищены от прямых ударов молнии, от
электростатической и электромагнитной индукции и от
заноса потенциала через наземные и подземные метал-
лические коммуникации. Здания и сооружения, отнесен-
ные по устройству молниезащиты к III категории, дол-
жны быть защищены от прямых ударов молнии и от за-
носа высоких потенциалов через наземные металличес-
\\<ие коммуникации.
Для зданий и сооружений, совмещающих в себе по-
лЪ^ещения, требующие устройства молниезащиты I и II
(гх или III категории, рекомендуется молниезащиту всего
I '-/здания или сооружения выполнять в соответствии с тре-
ХЧбованиями для I категории.
Однако, если объем помещений, требующих защиты
по I категории, составляет в одноэтажных зданиях ме-
нее 30% всего объема здания, а в многоэтажных здани-
ях менее 30% объема помещений верхнего этажа, мол-
ниезащита всего здания в целом может быть выполнена
по II категории. При этом все подземные и наземные
внутрицеховые коммуникации при вводе в помещения,
требующие защиты I категории, должны быть присоеди-
нены к специальному протяженному заземлителю, рас-
положенному за пределами этих помещений и имеюще-
му сопротивление растеканию тока промышленной ча-
стоты не более 10 Ом.
Для зданий и сооружений, совмещающих в себе по-
мещения, требующие устройства молниезащиты II и III
категорий, рекомендуется молниезащиту всего здания
2—34	'	17
^)ИМСМИЙ киь; .
Te*HW46K3!'
БИБЛИО i
ЙЛЙ Сооружения выполнять в соответствии с требовани-
ями для II категории.
Если же объем помещений, требующих защиты II ка-
тегории, составляет в одноэтажных зданиях менее 30%
всего объема здания, а в многоэтажных зданиях менее
30% объема помещений верхнего этажа, то молниезащи-
та всего здания в целом может быть выполнена по III
категории. При этом все подземные и наземные внутри-
цеховые коммуникации у вводов в помещения, требую-
щих защиты II категории, должны быть присоединены
к специальному внутрицеховому заземлителю, сопротив-
ление растеканию тока промышленной частоты которого
не превышает 10 Ом.
Требование о присоединении подземных и наземных
коммуникаций к специальному заземлителю должно
быть выполнено для помещений, требующих защиты II
категории, также в случае, когда остальная часть зда-
ния не подлежит молниезащите.
При наличии на зданиях или сооружениях, относя-
щихся к I и II категории, или на установках или емко-
стях класса В-1г газоотводных или дыхательных труб
для свободного отвода в атмосферу газов взрывоопас-
ной концентрации, независимо от наличия на них огне-
преградителей, пространство над обрезом труб, ограни-
ченное полушарием радиусом 5 м, должно входить в зо-
ну защиты молниеприемника.
Для газоотводных и дыхательных труб, оборудован-
ных колпаками или «гусаками», эта зона может быть
уменьшена при избыточном давлении внутри установ-
ки: менее 0,05 кгс/см2 при газах тяжелее воздуха —до
1 м по вертикали и 2 м по горизонтали; от 0,05 до
0,25 кгс/см2 при газах тяжелее воздуха и до 0,25 кгс/см2
при газах легче воздуха — до 2,5 м по вертикали и 5 м
по горизонтали в стороны от обреза трубы.
Выполнения требования о включении в зону защиты
молниеотводов пространства над обрезом труб не обяза-
тельно: при выбросе из труб газов невзрывоопасной
концентрации, при наличии азотного дыхания, для труб
с постоянно горящими факелами и факелами, под-
жигаемыми в момент выброса газов, а также для
вентиляционных шахт, предохранительных и аварийных
клапанов, выброс газов взрывоопасной концентрации из
которых осуществляется лишь в редких аварийных
случаях.
18
Рис. 2-1. Стержневой отдельно
стоящий молниеотвод.
2-3. Защита от прямых ударов молнии
Прямой удар является наиболее опасным из всех про-
явлений молнии с точки зрения поражения зданий и со-
оружений. Многолетние наблюдения и данные свидетель-
ствуют о том, что подавляющее большинство пожаров
и разрушений при грозовых разрядах вызвано именно
прямыми ударами молнии.
Поскольку прямой удар молнии в здание и сооруже-
ние представляет большую опасность, то следует под-
робнее рассмотреть отдель-
ные элементы различных
систем, обеспечивающие
надежную молниезащиту.
Молниеотводы. В настоя-
щее время защита зданий
и сооружений от прямых
ударов молнии осуществля-
ется при помощи молние-
отводов различных моди-
фикаций.
Молнии имеют свойство
избирательно поражать за-
земленные (электропровод-
ность стремится к бесконеч-
ности) и возвышающиеся
над поверхностью земли ме-
таллические предметы. За-
щитное действие каждого
молниеотвода основано
именно на этой особенности
грозового разряда.
Молниеотвод представля-
ет собой возвышающееся над
защищаемым объектом уст-
ройство, воспринимающее
прямой удар молнии и отво-
дящее токи молнии (посред-
ством определенной системы заземления) в землю. Каж-
дый молниеотвод независимо от типа состоит из следую-
щих основных элементов (рис. 2-1): молниеприемника 1,
непосредственно воспринимающего прямой удар молнии;
несущей конструкции 2, предназначенной для установки
молниеприемника; токоотвода 3, обеспечивающего отвод
тока молнии к заземлителю, и заземлителя 4, отводяще-
2*	19
го ток молнии в землю и обеспечивающего контакт
с землей молниеприемника и токоотвода.
На металлических или железобетонных молниеотво-
дах в качестве токоотводов может служить металличе-
ская ферма или стальная арматура несущей конструк-
ции.
В современной практике молниезащиты используются
следующие типы молниеотводов: стержневые (рис. 2-1),
тросовые или антенные (рис. 2-2,а) и сетчатые
(рис. 2-2,6). Кроме того, для комплексной защиты соору-
жений в ряде случаев применяются комбинированные
типы молниеотводов (например, тросово-стержневые,
рис. 2-2,в).
По простоте изготовления и дешевизне получили наи-
большее распространение стержневые молниеотводы,
обеспечивающие высокую надежность в эксплуатации.
Тросовые молниеотводы, хотя и не уступают стерж-
невым по своим экономическим показателям, однако,
с точки зрения эксплуатации являются менее надежными
и используются лишь для защиты весьма протяженных
объектов.
Сетчатые молниеотводы, обладающие достаточно вы-
сокой степенью надежности, широко применяются при
защите сооружений III категории. В ряде случаев они
по своим экономическим показателям (сравнительно не-
большой расход металла, отсутствие железобетонных
конструкций, простота изготовления, монтажа и эксплуа-
тации) превосходят стержневые и тросовые молниеот-
воды и могут быть использованы и для защиты сооруже-
ний I и II категорий, когда применение стержневых или
тросовых молниеотводов по тем или иным причинам не-
приемлемо (например, при значительной высоте защи-
щаемого объекта). Однако при этом к сетчатому мол-
ниеотводу, используемому для защиты зданий и соору-
жений I и II категорий, предъявляются особые
требования (см. ниже). Сетчатые молниеотводы устанав-
ливаются на защищаемом сооружении.
В зависимости от конструктивных особенностей и
назначения защищаемого объекта, а также местных ус-
ловий стержневые и тросовые молниеотводы могут вы-
полняться как отдельно стоящими, так и установленны-
ми на защищаемом сооружении.
При этом по характеру взаимодействия стержневые
и тросовые молниеотводы разделяются на одиночные,
20
Рис. 2-2. Тросовый и сетчатый молниеотводы.
21
двойные и многократные. Последние определяются ко-
личеством взаимодействующих молниеотводов не менее
трех, расположенных не на одной прямой.
В зависимости от требований, предъявляемых к защи-
те того или иного объекта, и технических возможностей
молниеотводы, устанавливаемые на сооружении, могут
быть изолированы или не изолированы от конструкций
защищаемого сооружения.
Основные условия защиты зданий и сооружений от
прямых ударов молнии. Тип молниеотвода зависит от ка-
тегории здания и сооружения. Здания и сооруже-
ния I категории защищаются, как правило, отдель-
но стоящими стержневыми или тросовыми молниеотво-
дами, обеспечивающими соответствующую зону защиты,
определяемую расчетом в соответствии с рекомендация-
ми, изложенными ниже в настоящей главе.
В тех случаях, когда установка отдельно стоящих
молниеотводов невозможна или нецелесообразна (насы-
щенность территории подземными коммуникациями
в расчетном месте установки молниеотвода, значитель-
ная высота защищаемого объекта), допускается установ-
ка изолированных молниеотводов непосредственно на
защищаемом сооружении.
Во избежание перекрытия изоляции по воздуху и
в земле между элементами молниеотвода и защищаемого
сооружения при прямом ударе молнии необходимо обес-
печивать соответствующие расстояния, определение ми-
нимально допустимых значений которых приведено
в § 2-5.
При очень большой высоте защищаемых объектов
(более 30 м) исходя из технико-экономических сообра-
жений допускается как исключение выполнять защиту
зданий и сооружений от прямых ударов молнии неизо-
лированными стержневыми или тросовыми молниеотво-
дами либо использовать в качестве молниеприемника
металлическую кровлю здания. Если кровля неметалли-
ческая, для защиты используется сетчатый молниепри-
емник, укладываемый непосредственно на всю площадь
кровли. При использовании для защиты подобных объ-
ектов неизолированных молниеотводов и сетчатых мол-
ниеприемников обязательно выполнение следующих
условий:
число токоотводов от каждого молниеприемника
стержневого молниеотвода пли каждой стойки тросового
22
молниеотвода принимается равным двум (или более).
Токоотводы располагаются на расстоянии 15 м и более
друг от друга или по противоположным сторонам зда-
ния. При этом каждый токоотвод присоединяется к са-
мостоятельному контуру заземления с величиной им-
пульсного сопротивления растеканию тока молнии не
более 5 Ом либо к замкнутому зеземляющему контуру,
уложенному по периметру здания;
число токоотводов, соединяющих молниеприемную
сетку или металлическую кровлю с заземлителями, опре-
деляется исходя из расстояния между токоотводами не
более 25 м и обязательной прокладки их по углам защи-
щаемого здания;
молниеприемная сетка выполняется из стальной про-
волоки диаметром 6—8 мм с ячейками площадью не бо-
лее 36 м2. При этом все соединения должны быть свар-
ными, а сама сетка уложена на кровлю под слой утеп-
лителя или гидроизоляции. Все возвышающиеся над ос-
новной кровлей конструктивные элементы здания долж-
ны быть металлически соединены с молниеприемной сет-
кой или с металлом крыши, используемой в качестве
молниеприемника. При этом неметаллические возвышаю-
щиеся элементы оборудуются самостоятельными молние-
приемниками;
в целях выравнивания потенциалов на различных
уровнях защищаемого сооружения предусматривается
прокладка металлических поясов, изготавливаемых, как
правило, из полосовой стали сечением 4X40 мм, к кото-
рым присоединяются (привариваются) все токоотводы,
металлические конструкции и оборудование. Пояса про-
кладываются по каждому этажу, но не более чем через
9 м.
[Защита зданий и сооружений II катего-
рии от прямых ударов молнии осуществляется (неза-
висимо от высоты последних) отдельно стоящими или
установленными на защищаемом объекте неизолирован-
ными от него стержневыми или тросовыми молниеотво-
дами, а также путем наложения молниеприемной сетки
на кровлю здания либо использования в качестве мол-
ниеприемника металлической кровли. При этом количест-
во и расположение токоотводов, а также конструктивное
выполнение молниеприемной сетки выполняются в соот-
ветствии с изложенными выше рекомендациями, относя-
щимися к защите зданий и сооружений I категории.
23
ТокоотвОды от молнпеприемнйкбв, ДЛЯ которых реко-
мендуется по возможности использовать вертикальные
металлические конструкции защищаемого объекта (по-
жарные лестницы, колонны, фермы и т. п.), присоединя-
ются к заземлителю, имеющему величину импульсного
сопротивления не более 10 Ом. В грунтах с высоким
удельным сопротивлением (5-104 Ом-см и выше) зазем-
литель может иметь величину импульсного сопротивле-
ния до 40 Ом. Наружные железобетонные и металличе-
ские емкости (резервуары, газгольдеры и т. п.), содер-
жащие взрывоопасные газы, пары, горючие и легковос-
пламеняющиеся жидкости защищаются от прямых уда-
ров молнии молниеотводами, установленными отдельно
или на защищаемой емкости. Для металлических емко-
стей с толщиной металла крыши 4 мм и более установка
молниеотводов не обязательна; при этом достаточно
ограничиться надежным заземлением корпуса установки.
В том случае, если все упомянутые выше емкости рас-
положены на одной площадке, а их общий объем состав-
ляет более 100 000 м3, для защиты от прямых ударов
молнии необходимо применение отдельно стоящих мол-
ниеотводов и дополнительное заземление металлических
корпусов защищаемых установок. Указанное требование
распространяется также и на все наружные установки,
содержащие сжиженные газы. Присоединение токоотво-
дов к заземлителям выполняется не более чем через 25 м
по периметру основания емкости (установки) при числе
присоединений не менее двух. Величина импульсного со-
противления заземлителя системы защиты от прямых
ударов молнии указанных выше установок принимается
не более 50 Ом на каждый токоотвод.
Защита зданий и сооружений III катего-
рии может быть выполнена молниеотводами любых мо-
дификаций (отдельно стоящими или установленными на
сооружении стержневыми и тросовыми молниеотводами,
путем наложения молниеприемной сетки на кровлю, ис-
пользованием металлической кровли защищаемого со-
оружения в качестве молниеприемника). При этом для
объектов данной категории допускается увеличение пло-
щади ячеек молниеприемной сетки до 150 м2 и величины
импульсного сопротивления каждого заземлителя до
20 Ом. Для объектов животноводства эта величина не
должна превышать 10 Ом (при удельном сопротивлении
грунта 5-104 Ом-см и выше — не более 40 Ом), при этом
24
расстояние от входа в строение до элементов молниеот-
вода должно быть пе менее 5 м. Защита от прямых уда-
ров молнии отдельных емкостей, содержащих горючие
жидкости и отнесенных к III категории по устройству
молниезащиты, выполняется молниеотводами, установ-
ленными отдельно или непосредственно на защищаемом
объекте. При толщине металла крыши емкости 4 мм и
более допускается ограничиться надежным заземлением
корпуса установки.
Защита неметаллических вытяжных вертикальных
труб, водонапорных башен и т. п. выполняется молние-
отводами, установленными на верхнем торце труб или на
кровле башни. При этом для объектов высотой 15—50 м
достаточна установка одного молниеотвода (молниепри-
емник—токоотвод—заземлитель). Для объектов высо-
той более 50 м требуется установка не менее двух мол-
ниеприемников, соединенных электрически с двумя на-
ружными токоотводамй и заземлителем.
Неметаллические трубы высотой 100 м и более до-
полнительно по периметру верхнего торца оснащаются
стальным кольцом сечением не менее 100 мм2, соединен-
ным сваркой с токоотводамй. Подобные кольца устанав-
ливаются также по всей высоте трубы не реже чем через
12 м.
Металлические трубы, башни и т. п. защищаются
путем присоединения их к заземлителю с величиной
импульсного сопротивления не менее 50 Ом. Такая же
величина импульсного сопротивления принимается для
каждого заземлителя и для неметаллических труб, ба-
шен, вышек и т. п.
Расчет и построение зон защиты молниеотводов. Каж-
дый молниеотвод образует вокруг себя строго опреде-
ленное пространство, вероятность попадания в которое
молнии практически равна нулю. Это пространство обыч-
но называют зоной защиты. Теоретически вероятность
поражения объектов, расположенных в пределах зоны
защиты стержневых и тросовых молниеотводов, все же
составляет около 1 %.
В зависимости от типа, количества и взаимного рас-
положения молниеотводов зоны защиты могут самые
разнообразные геометрические формы.
В значительной степени зоны защиты определяются
отношением H/h, где Н — высота ориентировки молнии
(расстояние до земли от грозового разряда в начальной
35
стадии его, при котором происходит ориентировка мол-
нии на молниеотвод); h — высота молниеотвода.
В современной практике существуют два различных
метода расчета и построения зон защиты. Различие за-
ключается, в частности, в определении параметров за-
щитных зон двойных и многократных молниеотводов.
В дальнейшем метод, предложенный Энергетическим ин-
ститутом имени Г. М. Кржижановского (ЭНИН), услов-
но будем именовать первым методом, а метод, разрабо-
танный Всесоюзным электротехническим институтом
имени В. И. Ленина (ВЭН), — вторым методом.
Зоны защиты стержневых молниеотво-
дов. 1. Зона защиты одиночного стержневого молниеот-
вода (рис. 2-3) представляет собой в вертикальном сече-
нии конус с образующей в виде ломаной линии (первый
метод) или в виде гиперболы (второй метод).
Построение зоны защиты по первому методу
для молниеотвода высотой h^60 м (рис. 2-3,а) произ-
водится следующим образом. От основания молниеот-
вода в противоположные стороны откладываются два
отрезка СА' и СВ', равные 0,75й, концы получаемых то-
чек А' и В' соединяются с вершиной О молниеотвода.
Далее на молниеотводе на высоте 0,8й находится точка
О', которая соединяется прямой линией с концами отрез-
ков СВ и СА равных 1,57г. Ломаная BDO и является
образующей зоны защиты по данному методу. Для опре-
деления величины радиуса защиты гх, м, на любой вы-
соте hx зоны защиты используют формулы:
гх = 1,5 (й — 1,25йх)
2
при 0 < hx < — h и
гх=0,75 (й — hx)
. .	2 ,
при hx > -у й.
Решая приведенные выше формулы относительно й,
можно при известных (заданных) значениях гх и йх по-
лучить величину оптимальной высоты молниеотвода, м:
I,	гх + 1,9AX
"оп“ 1,5
И
L _ ''* + 0.75/га;
«°д—	07,-
26
Рис. 2-3. Зоны защиты одиночного стержневого молниеотвода.
а — первый метод расчета; б — второй метод расчета; 9— первый метод рас-
чета (высота молниеотвода 61—100 м).
27
Для молниеотводов высотой более 60 м и до 100 м
включительно зона защиты по первому методу опреде-
ляется исходя из лимитированной величины основания
конуса на уровне земли г=90 м (рис. 2-3,и). При этом
радиус защиты на высоте hx определяется из соотно-
шений:
гх = 90 (1 — 1,25Лх//г)
2
при 0<Лх< —йи
Гя= 45(1 — Ая/Л)
при h^—rh.
Определение величины радиуса защиты, м, по вто-
рому методу (рис. 2-3,6) производится по другим со-
отношениям:
для молниеотводов высотой до 30 м
I. 1.6
Гх —Ла 1 +Ая//г >
для молниеотводов высотой более 30 м
.	8.8
Г — Па----------7=-.
(1+ля/л)Кл
В приведенных формулах ha— активная высота мол-
ниеотвода, равная разности высот молниеотвода и за-
щищаемого объекта.
2. Зона защиты двойного стержневого молниеотвода
(при расположении двух однаковых молниеприемников
на одном уровне и на определенном расстоянии друг от
друга) показана на рис. 2-4,а.
Определение очертаний торцевых частей зоны выпол-
няется по расчетным формулам, используемым для по-
строения зоны защиты одиночного молниеотвода.
Первый метод предусматривает следующие обяза-
тельные условия: высота молниеотводов не должна пре-
вышать 60 м, молниеотвод рассматривается как двойной
только при соотношении L/h^Zo.
Верхняя граница зоны защиты представляет собой
дугу окружности радиуса R, соединяющую вершины
молниеотводов и точку, расположенную на перпендику-
ляре, восстановленном из середины расстояния между
молниеотводами на высоте /г0.
28
Величина ho, м, вычисляется по эмпирической фор-
муле
h0 = 4h — Jz r9/i24-0,25L2.
Радиус окружности R, дуга которой описывает верх-
нюю границу зоны, соответственно определяется из вы-
ражения
R = 4h — h0.
Рис. 2-4. Зона защиты двойного стержневого молниеотвода.
а — при расположении молниеприемииков иа одном уровне: б — при располо*
жении молниеприемииков на разных уровнях.
29
В тех случаях, когда величины hQ и L известны, опти-
мальную высоту молниеотводов, м, находят по формуле
Аоп = о,571/г0 + /О,183/г2о4-О,О357Л2.	'
При этом в вышеприведенной формуле значение ho
соответствует значению, вычисленному исходя из необ-
ходимой (требуемой) ширины зоны защиты, величина
которой определяется высотой защищаемого сооружения
и его размерами в плоскости, перпендикулярной оси
молниеотводов.
Ширина зоны защиты Ьх, м, на уровне hx вычисляет-
ся по формулам:
Ьх = 3 (/г0 — 1,25/гх)
при 0<hx<-^-fv,
hx —— 1 {h0 hx)
При
Решая приведенные выше выражения относительно
ho, м, получаем соответственно:
l __ Ьх + 3,75йж
«о— з
И
h  	+ 1,5ЛЖ
1,5
При решении по второму методу вначале определяет-
ся значение ho, м, по формуле
где р — коэффициент. Для молниеотводов с_/г<;30 м
р=1, а для молниеотводов с й>30 м р = 5,5/фЛ/г. Далее,
в зависимости от отношений L/ha и hx/h по кривым на
рис. 2-5 находится отношение bjlha, после чего опреде-
ляется величина Ьх. Для молниеотводов высотой более
30 м значения величин по оси ординат и по оси абсцисс
уменьшаются путем умножения на коэффициент р =
= 5,5//й.
3. Зона защиты двойного стержневого молниеотвода
(при расположении молниеприемников на разных уров-
нях) показана на рис. 2-4,6.
30
Принцип построения зоны защиты данного типа мол-
ниеотвода сводится к следующему.
Вначале строятся зона защиты молниеотвода боль-
шей высоты и торцевая часть зоны защиты второго мол-
ниеотвода. Далее, от вершины молниеотвода меньшей
высоты проводится горизонтальная линия до пересече-
ния с образующей зоны защиты молниеотвода большей
высоты. Полученная точ-
ка пересечения условно
принимается за вершину
фиктивного молниеотво-
да, высота которого соот-
ветствует высоте меньше-
го молниеотвода. Даль-
нейший ход расчета и по-
строения зоны защиты
аналогичен описанному
выше для двух молниеот-
водов одинако1вой высоты.
4. Зона защиты много-
кратных стержневых мол-
ниеотводов приведена на
рис. 2-6 (конфигурация
зон дана в плане).
Для определения
внешних границ зоны за-
щиты многократных мол-
Рис. 2-5. Кривые для определения
ширины зоны защиты (второй ме-
тод расчета).
ниеотводов по тому или
другому методу расчета используются те же приемы, что
и для одиночного или двойного стержневых молниеотво-
дов. При этом для расчета и построения внешних очер-
таний зоны молниеотводы берут попарно в определен-
ной последовательности (например, для четырехкратного
молниеотвода: 1—2, 2—3, 3—4, 4—1).
При применении четырехкратного и более стержнево-
го молниеотвода необходимо выполнение дополнитель-
ных условий, а именно:
для зданий и сооружений I и II категорий следует
принимать h0^hx для попарно взятых молниеотводов по
диагоналям многоугольника, образованного единичными
молниеотводами;
для зданий и сооружений III категории допускается
D<^5ha (D — длина диагонали многоугольника, состав-
ленного единичными молниеотводами).
31
Рис 2-6. Зоны защиты многократных стержневых молниеотводов.
а — трехкратный; б — четырехкратный-
33
Для молниеотводов высотой более 30 м величина D
должна быть уменьшена путем введения коэффициента
p = 5,5Vh.
Зона защиты тросовых молниеотводов.
1. Конфигурация зоны защиты одиночного тросового
молниеотвода показана на рис. 2-7.
Расчет параметров зоны, м, по первому методу
производится по формулам:
rx = 1,25 (/гтр — 1,25/гх)
2
при 0</г<^-/гтР;
и
гх = 0,625 (ЛтР — hx)
ПрИ rtX>-g-rt.
При этом полная ширина зоны защиты (по аналогии
со стержневыми молниеотводами именуемая радиусом
защиты) при /гх = 0 определяется из выражения
2гх = 2,5/гтр,
где /гтр — высота троса (с учетом его стрелы провеса)
над защищаемым объектом, м.
На рис. 2-8 приведена номограмма, по которой в за-
висимости от заданных величин h, hx можно легко найти
искомое значение гх.
Торцевые области зоны защиты тросового молниеот-
вода определяются по расчетным формулам или кри-
вым, применяемым для построения зон защиты одиноч-
ных стержневых молниеотводов.
Второй метод расчета предусматривает опреде-
ление радиуса защиты гх, м, по формуле
, _ !-2
n<4+hK/hTP ’
где /^тр^ м, в общем случае определяется из выражения
ЛТр=Л—f, где f— стрела провеса троса над защищае-
мым объектом в середине пролета, м; ha— активная вы-
сота молниеотвода.
Схема пролета тросового молниеотвода принимается
типовой. Принимаемая для расчета стрела провеса тро-
са соответствует температуре грозового режима. Много-
численные наблюдения в различных областях страны
3—34	33
Рис. 2-7. Зона защиты одиночного тросового молниеотвода.
/ — положение троса в точке закрепления; 2— положение троса в середине
пролета (с учетом стрелы провеса).
34
Показывают, что эта температура в зависимости от ха-
рактера грозы (тепловая или фронтальная) и района
ее возникновения часто колеблется в довольно широких
пределах (5—30°С и выше).
Действующими нормативными источниками темпера-
тура грозового режима применительно к молниезащите
зданий и сооружений не регламентирована. При проек-
тировании различных электроустановок и, в частности,
воздушных линий электропередачи ПУЭ 1964 г. рекомен-
дует принимать температуру режима атмосферных пере-
напряжений f= + 15°C. Очевидно, эта величина расчет-
ной температуры применительно к таким сооружениям,
как линии электропередачи, является оптимальной с точ-
ки зрения как технико-
экономических, так и экс-
плуатационных показате-
лей.
Как показывают соот-
ветствующие сопоставле-
ния, увеличение значений
расчетной температуры
при проектировании воз-
душных линий (напри-
мер, до 30—40°С) приво-
дит к значительным до-
полнительным капитало-
вложениям в строитель-
ство, которые 1в подавля-
ющем большинстве слу-
чаев не оправдываются
некоторым повышением
надежности защиты ли-
ний от атмосферных пе-
ренапряжений.
При проектировании
тросовых молниеотводов,
применяемых для защиты
ления радиуса зашиты одиночного
тросового молниеотвода (первый
метод расчета).
зданий и сооружений, к
выбору расчетной температуры грозового режима, по мне-
нию авторов, следует подходить несколько иначе. Дей-
ствительно, сравнительно небольшие объемы работ по
устройству тросовых молниеотводов, несколько ограни-
ченная область их применения и значительно меньшие,
чем на линиях электропередачи, пролеты позволяют сде-
35
лать вывод о том, что повышение расчетной температур
ры грозового режима в данном случае (например, до
+40°С) не окажет сколько-нибудь существенного влия-
ния на экономику сооружения. С другой стороны, введе-
ние в расчет максимальной температуры воздуха, при
которой стрела провеса троса имеет наибольшие значе-
ния, значительно повысит надежность молниезащиты.
При этом следует отметить также, что тросовый молние-
приемник, находясь постоянно под воздействием тех или
иных атмосферных явлений (ветер, гололед, темпера-
турные колебания), со временем в определенной степени
теряет свои первоначальные параметры, заданные рас-
четом. Поэтому некоторый запас, связанный с повыше-
нием расчетной температуры грозового режима, можно
считать оправданным.
Учитывая изложенное, при дальнейшем рассмотрении
методологии расчета зоны защиты тросовых молниеот-
водов за максимальную стрелу провеса троса будем
принимать значения ее, соответствующие температуре
окружающего воздуха /=40°С.
Величина стрелы провеса в любой точке проле-
та тросового молниеотвода определяется по формулам:
/,=4/4(1-4)
(при одинаковых уровнях точек подвеса троса в про-
лете) ;
/,=4д/1+4/4(1-4)
(при разных уровнях точек подвеса троса в пролете);
здесь Ай — разность отметок подвеса троса, м; f — стре-
ла провеса троса в середине пролета, м (рис. 2-9); li —
расстояние от несущей конструкции с большей высотой
подвеса троса до рассматриваемой точки, м.
Как уже упоминалось, тросовые молниеотводы при-
меняются в основном на длинных и узких объектах.
Известно, что грозовым разрядам, как правило, пред-
шествуют сильные порывы ветра, которые способны вы-
звать отклонения тросов, имеющих практически шарнир-
ное крепление, в результате чего защищаемый объект
может оказаться вне зоны защиты, если параметры по-
следней будут рассчитаны без учета действия ветра. Тем
36
самым в наиболее опасные с точки зрения поражений
объекта моменты грозового периода может произойти
прямое попадание молнии в защищаемый объект.
В этой связи при расчете параметров зоны защиты тро-
совых молниеотводов (особенно при величине пролетов
Рис. 2-9. Кривые стрел провеса тросов.
а —трос Ст-50; б —трос Ст-70; / — I район по гололеду; 2 — 11 район по го-
лоледу; 3—Ш район по гололеду.
100 м и более, при больших скоростях ветра) следует
обязательно учитывать возможные отклонения тросов
под воздействием ветрового напора.
Отклонение троса применительно к условиям грозо-
вого режима определяется соотношением
sin <р='у4/уб,
где <р— угол отклонения троса, град.; у4—удельная на-
грузка на трос от давления ветра, кг/м-мм2; у6 — удель-
ная нагрузка от собственной массы троса и давления на
него ветра, кг/м-мм2.
Значения у4 и у6 при различных величинах скорости
ветра для стальных канатов марки ТК (Ст-35, Ст-50 и
Ст-70) приведены в табл. 2-1.
Горизонтальная проекция отклоненного троса в лю-
бой точке пролета (рис. 2-10) равна, м:
C=fn sin <р,
где fn — стрела провеса троса в рассматриваемой точке
тросового молниеприемника, м.
37
При расчетах тросовых молниеприемнйков необходи-
мо учитывать также увеличение высоты молниеприемни-
ка /гтр при его отклонении под воздействием ветрового
напора на некоторую величину А/гтр. В ряде случаев,
Таблица 2-1
Величины удельных нагрузок тросов
Трос	Скорость ветра, м/с	Удельные нагрузки, кг/м-ммМ0_з	
		ъ	Т«
Ст-35	20	6,72	10,85
	25	8,95	12,36
	30	11,33	14,17
Ст-50	20	5,58	10,18
	25	7,43	11,31
	30	9,41	12,69
Ст-70	20	4,56	9,66
	25	6,08	10,46
	30	7,69	11,47
особенно при больших скоростях ветра, для пролетов
свыше 100 м и при определенном сочетании геометриче-
ских форм защищаемого сооружения или комплекса со-
оружений значение А/гтр может быть настолько сущест-
Рис. 2-10. К расчету отклонения тросового молниеприемника.
1 — первоначальное положение троса; 2 — положение троса в отклоненном со-
стоянии; 3 — несущие конструкции молниеотводов.
венным, что ввод в расчет этой величины становится не-
обходимым. Значение АЛтр, м, для таких условий следует
вычислять по формуле
А/гтр=/„-ГГп-С2.
Таким образом, высота тросового молниеприемника
в отклоненном положении в общем случае определится
выражением, м
h тр—/гтр+ Айтр.
38
2. Параметры зоны защиты двойного тросового мол-
ниеотвода определяются также как в одиночном тросо-
вом молниеотводе. Область зоны в любом сечении меж-
ду двумя параллельными тросами ограничивается дугой
окружности, проходящей через тросы и точку, располо-
женную между ними на расстоянии А/2 на высоте й0 от
поверхности земли.
Величина йо, м, определяется по формулам:
й0 = Зйтр —)/4й2тр-|-0,25Л2 (первый метод расчета);
й0 = йтр—й/4 (второй метод расчета).
При разных высотах тро-
совых молниеотводов вели-
чина й0, м, вычисляется по
формуле
йо = йтр Ьф!4,
где йтр — (высота меньшего
молниеотвода, м; Ьф— рас-
стояние между меньшим и
фиктивным молниеотвода-
ми, м.
Радиус дуги окружности,
ограничивающей верхнюю
часть зоны, равен:
R = Зй—й0.
При известных значениях
h0 и L высота молниеотво-
да, м, может быть определе-
на по формуле
й = 0,6й0-ф- VО,16й2о+О,О5Ь2.
Рис. 2-11. Номограмма для
определения параметров зоны
защиты двойного тросового
молниеотвода.
Тросовый молниеотвод
может рассматриваться как
двойной только при условии,
если отношение L/h^4.
На рис. 2-11 приведена номограмма для определения
зоны защиты двойного тросового молниеотвода.
Пример расчета и построения зон защиты. Приведенный пример
имеет целью наглядно показать ход расчета и построения зои за-
щиты стержневых и тросовых молниеотводов.
Пример решен по первому методу расчета. Защите подлежит
комплекс сооружений первой категории (строения I, II и III).
Основные геометрические размеры строений показаны на рис. 2-12.
39
Рис. 2-12. Схема защиты объекта стержневыми и тросовыми молниеотводами.
Места установки несущих конструкций молниеотводов /, ‘2 и 3
предопределились генеральным планом застройки территории и суще-
ствующими коммуникациями.
В соответствии с рекомендациями, изложенными в настоящей
главе, для защиты данного комплекса сооружений целесообразно
применить комбинированную систему молниеотводов, а именно для
строений / и II— стержневые молниеотводы; для строения III —
тросовый молниеотвод.
Находим оптимальную высоту h молниеотвода 1 относительно
строения I:
_ г*+1,9/^	(6+13)+ 1,9-7,5
" —	1>5	1>5	-22,2 м.
В данном случае требуемая величина гх слагается из расстоя-
ния от молниеотвода до сооружения и протяженности самого соору-
жения по осн двойного стержневого молниеотвода 1—2. Затем опре-
деляем оптимальную высоту молниеотвода 1 относительно части
строения 11, находящейся непосредственно в сфере влияния рассма-
триваемого молниеотвода:
&я+3,75/гж	8 + 3,75-5,5
+ =	" з---—=—------------- = 9,5t> м;J
h = 0,571Л0 + /0,183Л20 + 0.0357L2 = 5,45 +
+ КО, 183-9,552+ 0,0357-1002 = 24,62 м.
Аналогичным образом вычисляем ha и h молниеотвода 2, при
этом в формулу вводятся значения hx и Ьх, соответствующие той
части строения 11, которая расположена в непосредственной бли-
зости от молниеотвода:
Л = 12,55 + КО, 183.22s + 0,0357-1002 =33,7 м.
Таким образом, ориентируясь на типовые конструкции, высоты
стержневых молниеотводов 1 и 2 принимаем для расчета равными
соответственно 25 и 35 м (при возвышении верха молниеприемника
над несущими конструкциями на 5 м).
Для определения оптимальной высоты несущей конструкции
тросового молниеотвода 3 необходимо располагать дополнитель-
ными исходными данными. При этом для расчета должны быть за-
даны район гололедности (по классификации ПУЭ), марка троса
молниеприемника величина допустимого расстояния от тросового
молниеприемника до верха защищаемого сооружения s, высота
подвеса троса на смежном молниеотводе (в данном случае на мол-
ниеотводе 2) .
Принимая для района расположения защищаемых сооружений
условия третьего района гололедности, выбираем в качестве молиие-
приемника (согласно рекомендациям гл. 3) стальной канат Ст-70
сечением 72,2 мм2.
Очевидно, что высота молниеотвода 3 будет отличаться от вы-
соты молниеотвода 2 на некоторую величину ДЛ, м, значение кото-
41
рой нетрудно определить из уравнения (рис. 2-12)
fn + 4? д/г = — (hx + s),
где hi — высота молниеотвода, м.
Имея в виду, что для стальных канатов Ст-35 — Ст-70
, Wfhl2
In— L2 ’
и решая уравнение относительно Ah, получаем:
hl-(hx + s)-3,'9flIl2/L2
М =--------------h/L-----------•
Исходя из заранее вычисленной величины s = 7,5 м в месте наи-
большего приближения троса к верху сооружения, стрелы провеса
троса в середине пролета / = 4,85 м (рис. 2-9), высоты сооружения
Лх = 14 м, высоты крепления троса на молниеотводе 2 Л1 = 30 м,
длины пролета А= 150 м и расстояний l"i и 1"2 (рис. 2-12), полу-
чаем:
30— (14 + 7,5) — 3,9-4,85-100-50/1502
1С0/150	=6,45 м.
Полученная в результате расчета величина АЛ = 6,45 м имеет
положительное значение, что указывает на то, что требуемая высота
молниеотвода 3 меньше высоты молниеотвода 2.
Таким образом, оптимальная высота точки крепления троса на
молниеотводе 3 h2 будет:
hz—ht—ДЛ=30—6,45=23,55 м.
Принимаем для расчета типовую конструкцию молниеотвода
с высотой точки закрепления троса Л = 25 м. Далее переходим непо-
средственно к расчету зон защиты и их построению, исходя из
принятых для расчета высот молниеотводов.
Производим построение образующей зоны защиты в вертикаль-
ной плоскости молниеотвода 2, для чего точки А и В, расположен-
ные на расстоянии 0,75 Л и 1,5 Л от молниеотвода (рис. 2-12), соеди-
няем прямыми линиями соответственно с вершиной молниеотвода
и точкой Б, расположенной на высоте 0,8 Л. Ломаная образующая,
проходящая через точку пересечения обеих линий, представляет
собой искомую границу зоны защиты.
Определяем радиус защиты молниеотвода 2 на уровне Лх = 12м.
Поскольку Лх< -g- Л, пользуемся формулой
гх= 1,5(Л—1,25Лх) = 1,5(35-1,25-12) =30 м.
Аналогично определяем торцевую часть зоны защиты молние-
отвода 1. Радиус защиты на уровне Лх=7,5 м
Гх = 1,5(25—1,25-7,5) =23,45 м.
Далее от вершины молниеотвода 1 проводим горизонтальную
линию до пересечения с образующей зоны защиты молниеотвода 2.
Полученная в месте пересечения точка Г соответствует высоте
молниеотвода 1 и принимается в дальнейшем за вершину фиктив-
ного молниеотвода, показанного на рис. 2-12 пунктирной линией.
42
Определяем верхнюю границу зоны защиты молниеотвода 1 и
фиктивного молниеотвода, для чего через точку 0, расположенную
на высоте йо, проводим дугу окружности с радиусом R, центр кото-
рой находится на оси 1-1, расположенной от молниеотвода 1 на
расстоянии йф/2.
Значение й0 находим из формулы
й0 = 4й — К9й2 + 0.25Z? = 4,25— К 9,252+ 0,25-1002 = Юм,
а радиус окружности из выражения
7? = 4й—й0=4-25—10 = 90 м.
Ширина зоны защиты Ьх на уровне йх=5,5 м будет:
й1=3(йо—1,25й1) =3(10—1,25-5,5) =9,38 м.
По результатам расчета производим необходимые построения
очертаний зоны защиты, характер которых достаточно ясно показан
на рис. 2-12.
Расчет и построение зоны защиты тросового молниеотвода 2
и 3 производятся аналогично. Откладываем в масштабе значение
стрелы провеса троса в середине пролета f=4,85 м, полученное из
кривых на рис. 2-9 (точка о4). Через точку ot и точки крепления
молниеприемника на молниеотводах 2 и 3 проводим кривую про-
висания троса.
Выявляем наиболее неблагоприятные точки тросового молние-
приемника в части приближения последнего к верху защищаемого
сооружения. Такими точками, очевидно, являются At, Л2 и А3, рас-
положенные над возвышающимися строениями /, II и III.
Зная значение Ай=30—25=5 м, определяем величину F в сере-
дине пролета и для каждой из этих точек:
/,	/, f I, \	75
Г=Т'Д/г	+ 4^Тг(1~	йЙГ	,5 +4-4,85 X
f	75	\
—	150	J	~	7,3	м;
63	„	' 63	/	63	\
" 150 '5 + 4-4-85 150 Q— iso ) =6-8 м;
100	100 f	100 \
= Т5(Г •5 + 4•4>85TSO-(1 - ЛЁЙГ) = 7’6 м 1
131 „	„131 /	131 \
fa== 150 -5 + 4-4-85 15о ^1— 15oJ=6’5m-
Находим соответствующие величины:
йТр = й—F=30—7,3=22,7 м;
йтр1 = 30—6,8 = 23,2 м;
йтр2=30—7,6=22,4 м;
йтрз=30—6,5=23,5 м.
43
Вычисляем радиусы защиты гх, соответствующие полученным
выше величинам йтр:
Гх='1,25(йтР—1,25йх) = 1,25(22,7—1,25-14) =6,50 м;
rxi=1,25(23,2—1,25-14) =7,12 м;
Гх2= 1,25(22,4—1,25-14) =6,13 м;
гх»= 1,25(23,5—1,25-14) =7,50 м.
Определяем радиус защиты несущей конструкции молниеотвода 3
на уровне йх= 14 м: гх = 1,5(25—1,25- 14) = 11,25 м.
Производим необходимые построения зоны защиты в плане, для
чего все точки, полученные в результате расчета радиусов защиты
тросового молниеотвода, соединяем кривыми линиями, касательными
окружности радиусов защиты молниеотводов 2 и 3, как показано
на рис. 2-12.
В целях определения надежности молниезащиты сооружения III
прн отклонении тросового молниеприемника под воздействием ветро-
вого напора производим поверочный расчет параметра зоны защиты,
исходя из расчетной для данного района максимальной скорости
ветра t/макс =30 м/с.
Определяем действительные величины стрел провеса троса
в точках At, А2 и А3 по формулам:
с J'i f Z'i X „	63 f 63 X , „
fn*—4/ £	£ J =4-4,85. 150 (1— 150 J - 4,7 m;
100	/	100	X
fna = 4-4,85.-j-gg-1	—	150	J=4,3m;
131	f	131	\
fn3=4-4,85.	]50	^1	—	150J	= 2,1m.
Максимальная стрела провеса ,/=4,85 м была найдена ранее из
кривых на рис. 2-9. Далее из табл. 2-2 находим для троса С-70 зна-
чение ветровых удельных нагрузок 74=0,00769 кг/м • мм2 и у3 —
=0,01147 кг/м • мм2.
Определяем соотношение, характеризующее отклонение троса:
sin <р=74/76=0,67.
Вычисляем горизонтальную проекцию отклоненного троса в со-
ответствующих точках пролета:
максимальное отклонение c=f sin (р=4,85-0,67=3,25 м и откло-
нения в точках At, А2 и А3 соответственно:
^ = 4,7-0,67=3,15 м;
=4,3 • 0,67=2,88 м;
сз=2,1 -0,67=1,41 м.
Определяем соответствующие величины Лйтр:
ДйтР = f —	= 4,85 — /4,852 — 3,252 = 1,3 м;
Дйтр1 =4,7— К4,72 —3,152 = 1,2 м;
ДйтР2 =4,3 —/4.32— 2,882 = 1,1 м;
Дй,Рз = 2,1— /2,12 —1,412> 0,6 м.
44
Находим высоты тросового молниеприемника при его отклонен-
ном положении в различных точках пролета:
/гТр'=йтр+Айтр = 22,7+1,3 = 24 м;
Д/гтР1=23,2+1,2 = 24,4 м;
Айтр2=22,4 +1,1 =23,6 м;
А/гтр3=23,5+0,6=24,1 м.
Вычисляем радиус защиты г'х:
r'x = 1,25 (/г'т р = 1,25йх) = 1,25 (24—1,25 • 14) =8,13 м;
г'х1 = 1,25(24,4—1,25-14) =8,63 м;
г'х2=1,25(23,5—1,25-14) =7,50 м;
г'хз=4,25(24,1—1,25-14) =8,25 м.
По полученным данным производим построение очертаний зоны
защиты тросового молниеотвода при отклоненном положении мол-
ниелриемника (на рис. 2-12 границы зоны защиты в плане показаны
пунктирной линией).
Таким образом, как показал расчет, все части защищаемых со-
оружений I, II и III находятся в зоне защиты стержневых молниеот-
водов 1 и 2 и тросового молниеотвода 2—3.
Сопоставительные характеристики методов расчета и
построения зон защиты. В современной практике состав-
ления проектов молниезащиты различными проектными
организациями страны широко используются оба метода
расчета.
Сравнение этих двух методов расчета показывает, что
численные значения параметров зоны защиты, подсчи-
танные по одним и тем же исходным данным, существен-
но отличаются друг от друга.
Особенно велика разница в результатах расчета при
использовании для защиты молниеотводов большой вы-
соты. Так, например, для одиночного стержневого мол-
ниеотвода высотой /г = 30 м при hx= 10 м значения гх,
вычисленные по первому и второму методам, соответст-
венно равны 26,5 и 24,0 м, а для молниеотвода /г = 50 м
и hx= 10 м — 56,5 и 46,5.
Примерно такой же характер носят результаты рас-
чета, выполненного по первому и второму методам, и
для других видов молниеотвода. Так, при двойном
стержневом молниеотводе высотой й = 40 м при /гж=20 м
и £ = 100 м величины /го = ЗО м (первый метод) и /г0 =
= 23 м (второй метод).
45
С увеличением высоты молниеотводов, например, до
h = 50 м при тех же остальных исходных данных вели-
чины /г0 соответственно составят 42 и 29 м.
Здесь следует отметить также, что при определенных
сочетаниях цифровых значений h и hx разность в вели-
чинах rx, h0 и Ьх, вычисленных по тому и другому мето-
ду, может приобретать значительно большие значения
даже при использовании сравнительно невысоких мол-
ниеотводов (Л^ЗО м).
Из вышеизложенного очевидно, что второй метод по
сравнению с первым создает определенный запас в рас-
четных параметрах зон защиты объектов. Поэтому
практика проектирования устройств молниезащиты уста-
новила определенную область применения этих двух
методов. Первый метод, как правило, применяется при
защите производственных и жилых зданий и сооруже-
ний. Молниезащиты электротехнических установок (под-
станций, линий электропередачи и т. п.), имеющих высо-
кую степень поражаемости, а также особо взрывоопас-
ных объектов и объектов специального назначения наи-
более часто осуществляются по рекомендациям второго
метода.
2-4. Защита от вторичных воздействий молнии
Прямой удар молнии непосредственно в молниеотвод-
ные устройства объекта или вблизи его вызывает явле-
ния вторичного воздействия молнии на объект. Вторич-
ные воздействия проявляются в вйде электростатической
и электромагнитной индукции. Защите от вторичных воз-
действий молнии подлежат здания и сооружения I и II
категорий. Для объектов III категории упомянутая за-
щита не предусматривается.
Ниже приводятся рекомендации по защите объектов
от вторичных воздействий молнии, базирующиеся в ос-
новном на действующих нормативных материалах.
Объекты I категории. Для защиты от электростати-
ческой индукции необходимо и достаточно создание по
периметру объекта подобия «Клетки Фарадея» с при-
соединением к ее заземляющему контуру оборудования,
а также металлических элементов, конструкций и комму-
никаций объекта. Экранирующая «клетка» практически
создается металлической кровлей объекта и вертикаль-
ными токоотводамй, присоединенными к кровле через
46
каждые 15—20 м. Токоотводы подсоединяются либо
к специальном) заземляющему устройству с 10 Ом,
либо к защитному заземлению электроустановок объек-
та. При неметаллическом выполнении кровли на нее
накладывается металлическая сетка из стальной прово-
локи диаметром 6—8 мм со сторонами ячеек не более
12 м.
Расстояние от заземлителя защиты от прямых ударов
молнии до заземлителей защиты от электростатического
электричества и заземлителей защитного заземления
электрооборудования должно определяться по форму-
лам, приведенным в § 2-5. При выполнении защиты вы-
соких зданий и сооружений от прямых ударов молнии
согласно рекомендациям § 2-2 дополнительных устройств
для защиты от электростатической индукции не тре-
буется.
Для защиты от электромагнитной индукции между
трубопроводами и другими протяженными металличе-
скими предметами (каркас сооружения, оболочки кабе-
лей и т. д.) в местах их взаимного сближения на рас-
стояние 10 см и меньше через каждые 20 м длины сле-
дует приваривать или припаивать металлические
перемычки, для того чтобы не допускать образования
незамкнутых контуров. В соединениях элементов трубо-
проводов и других протяженных металлических комму-
никаций, расположенных в защищаемом сооружении,
необходимо обеспечить контакт с величиной переходного
электрического сопротивления не более 0,03 Ом на один
контакт. При фланцевых соединениях труб такая вели-
чина сопротивления достигается нормальной затяжкой
болтов при их количестве на фланец не менее шести.
В местах соединений, где контакт с указанной величиной
переходного сопротивления не может быть обеспечен,
необходимо устройство перемычек из стальной проволо-
ки диаметром не менее 5 мм или стальной ленты сече-
нием не менее 24 мм2.
Объекты II категории. Защита от электростатической
индукции обеспечивается присоединением всего обору-
дования и аппаратов, находящихся в зданиях, сооруже-
ниях и в установках, к защитному заземлению электро-
оборудования. Наружные установки класса В-1г с кор-
пусами из железобетона или синтетических материалов
должны быть защищены от электростатической индук-
ции путем наложения стальной сетки па крышу емкости
47
й прокладки токоотводов по стенкам емкости не более
чем через 25 м по контуру. Токоотводы должны быть
присоединены к заземлителю с общей величиной сопро-
тивления растеканию тока промышленной частоты не
более 10 Ом. Элементы защиты от электростатической
индукции могут одновременно служить и целям защиты
от прямых ударов молнии.
Рис. 2-13. Защита объекта I категории от электростатической
индукции.
1 — металлическая кровля или металлическая сетка; 2 — токоотвод; 3— спе-
циальное заземляющее устройство или защитное заземление; 4 — перемычка.
Защита от электромагнитной индукции выполняется
устройством через каждые 25—30 м металлических пе-
ремычек между трубопроводами и другими протяжен-
ными металлическими коммуникациями, расположенны-
ми друг от друга на расстоянии 10 см и менее. Установ-
ки перемычек в местах соединений (стыки, ответвления)
металлических трубопроводов или других протяженных
коммуникаций и конструкций не требуется.
48
' JJ
Рис. 2-14. Элементы защиты
объекта I категории от элек-
тромагнитной индукции.
а — защита трубопроводов на уча-
стке сближения; б — защита флан-
цевого соединения трубопровода;
/ — трубопровод; 2 — фланцевое со-
единение; 3 — хомут; 4 — пере-
мычка.
Характерные конструктивные решения по защите
объектов от вторичных воздействий молнии представле-
ны на рис. 2-13 и 2-14.
2-5. Защита от заноса высоких потенциалов
Объекты I категории. Для исключения заноса высо-
ких потенциалов молниеотводными устройствами под-
земная часть молниеотводов и их заземлители должны
располагаться на определенном расстоянии как от са-
мого объекта, так и от подземных проводящих коммуни-
каций (см. § 2-6).
Для защиты от заноса высоких потенциалов по под-
земным металлическим коммуникациям (трубопроводам;
кабелям, в том числе проложенным в каналах и тунне-
лях и т. д.) необходимо при вводе в сооружение при-
соединить их к заземлителям защиты от электростатиче-
ской индукции или к защитному заземлению электро-
оборудования.
Для защиты от заноса высоких потенциалов назем-
ных металлических коммуникаций, сооружаемых, как
правило, на эстакадах, необходимо:
на вводе в защищаемый объект присоединять их
к заземлителю защиты от электростатической индукции;
на ближайших к объекту двух опорах эстакады при-
соединять к заземлителям с импульсным сопротивлением
не более 10 Ом;
ВДОЛЬ Трассы эстакады через каждые 250—300 м при-
соединять их к заземлителям с импульсным сопротивле-
нием не более 50 Ом.
Ввод в здание электрических сетей напряжением до
1000 В, сетей телефона, радио, сигнализации, и т. п. дол-
жен выполняться кабельными подземными линиями, как
правило, от центральных распределительных пунктов
или как исключение подземной кабельной вставкой
длиной не менее 50 м. Металлические броня и оболочка
указанных кабелей непосредственно у места ввода во
взрывоопасные помещения должны быть подсоединены
к защитному заземлению электрооборудования. В месте
перехода воздушной линии в кабельную вставку метал-
лические броня и оболочка кабеля, а также штыри и
крюки изоляторов воздушной линии должны быть при-
соединены к заземлителю с импульсным сопротивлением
не более 10 Ом. Кроме того, в месте перехода между
каждой жилой кабеля и заземленными элементами
должны быть устроены закрытые воздушные искровые
промежутки с межэлектродным расстоянием 2—3 мм
или установлен низковольтный вентильный разрядник.
Штыри или крюки изоляторов воздушной линии
на ближней опоре к месту перехода линии в кабель
должны быть подсоединены к заземлителю с импульс-
ным сопротивлением не более 20 Ом.
Молниезащита воздушных линий напряжением свы-
ше 1000 В, вводимых в подстанции, размещенные в за-
щищенном здании (встроенные и пристроенные), долж-
Рис 2-15. Защита объекта I категории от заноса высоких потенциа
лов по металлическим коммуникациям.
50
на выполняться в соответствии с Правилами устройства
электроустановок.
Объекты II категории. Мероприятия по защите объ-
ектов II категории, рекомендуемые [Л. 1], практически
совпадают с мероприятиями, осуществляемыми при за-
щите объектов I категории. Отличия заключаются
в том, что подземные металлические коммуникации при
вводе в объект можно присоединить к любому из зазем-
лителей объекта, а наземные металлические коммуника-
Рис. 2-16. Защита объекта I категории от заноса высоких потенциа-
лов по линиям напряжением до 1000 В.
ции на вводе в защищаемый объект присоединяются
к заземлителю с импульсным сопротивлением не более
10 Ом или к заземлителю зашиты от прямых ударов
молнии. На ближайшей к объекту опоре эстакады ком-
муникации следует присоединять к заземлителю с им-
пульсным сопротивлением не более 10 Ом, а вдоль трас-
сы эстакады через каждые 250—300 м — к заземлите-
лям с импульсным сопротивлением не более 50 Ом.
Объекты III категории. Для защиты от заноса высо-
ких потенциалов внешние наземные металлические кон-
струкции и коммуникации необходимо:
на вводе в защищаемое здание или сооружение при-
соединять к заземлителю с импульсным сопротивлением
не более 20 Ом; при этом можно использовать заземли-
тель защиты от прямых ударов молнии;
на ближайшей к сооружению опоре присоединять
к заземлителю с импульсным сопротивлением не более
20 Ом.
4*	51
Защита от заноса высоких потенциалов в защищае-
мые здания и сооружения для воздушных линий напря-
жением до 1000 В должна выполняться в соответствии
с ПУЭ, а для линий другого назначения (связь, сигна-
лизация, радио) —по указаниям соответствующих мини-
стерств и ведомств. Конструктивное решение отдельных
элементов защиты объектов от заноса высоких потен-
циалов представлено на рис. 2-15 и 2-16.
2-6. Определение расстояний от элементов
молниеотвода до защищаемого сооружения
Защита зданий и сооружений от прямого удара мол-
нии, как уже упоминалось в предыдущем параграфе,
может осуществляться как отдельно стоящими молние-
отводами, так и молниеотводами, расположенными не-
посредственно на защищаемом сооружении. В последнем
случае молниеприемники и токоотводы при защите зда-
ний и сооружений I категории должны быть, как пра-
вило, изолированы от конструкций защищаемого соору-
жения. Такая изоляция осуществляется обычно при
помощи стоек или консолей, изготавливаемых из дре-
весины воздушной сушки.
Поскольку при прямом ударе молнии все элементы
молниеотвода, включая заземляющие устройства, при-
обретают высокий потенциал, не исключена возможность
переноса потенциала по воздуху, дереву и в грунте на
наземные и подземные элементы защищаемого соору-
жения.
Для зданий и сооружений I категории такие пере-
крытия совершенно недопустимы, поскольку они, как
правило, являются причиной искровых разрядов внутри
помещений, воздействие которых на взрывоопасные кон-
центрации и горючие смеси может привести к серьезным
авариям.
Расстояние между наземными элементами молниеот-
вода и защищаемым сооружением. Расчетные схемы для
определения расстояний при защите сооружений стерж-
невыми и тросовыми молниеотводами приведены на
рис. 2-17. Величины минимально допустимых расстоя-
ний по воздуху sB или по дереву $д зависят от возникаю-
щего при прямом ударе молнии импульсного напряже-
ния U, значение которого в любой точке токоотвода
(например, в точке А, рис. 2-17) благодаря индуктивно-
52
му падению напряжения в токоотводе на длине I всегда
превышает потенциал заземляющего устройства.
Амплитуда импульсного напряжения (/макс, кВ, в об-
щем случае определяется по формуле
(/макс =	[R. +
где /макс — расчетный ток молнии, кА; Ra — импульсное
сопротивление заземления, Ом; L — индуктивность уча-
стка токоотвода от заземлителя до рассматриваемой
точки.
В практических расчетах для отдельно проложенного
токоотвода, а также для отдельно стоящих металличе-
Рис. 2-17. Расчетные схемы для определения допустимых расстояний.
а — стержневые отдельно стоящие и изолированные молниеотводы; б —тро-
совый молниеотвод; / — защищаемый объект; 2 — металлические коммуника-
ции; 3 —> изоляционная стойка; 4— заземлители.
53
ских молниеотводов можно принять среднюю величину
удельной индуктивности Lo равной 1,5 мкГ/м.
Принимая для расчета величину максимальной кру-
тизны тока К равной 60 кА/мкс, а также имея в виду,
что <.o = 2KJIмакс? получаем, что для расчетного тока мол-
нии 100 кА индуктивное сопротивление, Ом, равно а>Л =
= 1,8/, для 150 кА — со£=1,2/ и для 200 кА — со/. = 0,9/
(здесь и ниже длина I выражена в метрах).
Используя вышеприведенные выводы, можно для
различных величин /макс определить значения амплиту-
ды импульсного напряжения, кВ, из следующих формул:
Пмакс= 100 (/?и + //?2И + 0,81/2) при /макс = 2-Ю’А;
t/макс = 75 (Яи + //?2Й +1,44/2) при /макс = 1,5 • 105А.
Тумаке = 50 (/?„ + //?2И + 3,24Z2) при /макс = Ю’А.
Принимая расчетную импульсную прочность воздуха
и древесины соответственно 500 и 200 кВ/м, получаем
расчетные формулы для определения допустимых рас-
стояний в воздухе, м, и по дереву для различных зна-
чений амплитуды тока молнии:
при /макс=Ю0 кА
«» =	= °'1	+ Т^2и + 0,81/2);
5д =	= 0,25 (/?и + //?2й + 0,81/2);
при /макс= 150 кА
хв = 0,15 (/?и + /7?2Й+ 1,44/2);
= 0,375 (/?и+/7?2Ж +1,44/2);
при /уакс = 200 кА
sB = 0,2 (/?„ + /7?2Я + 3,24/2);
5д = 0,5 (/?„ + /7?2И + 3,24/2).
Обычно при расчетах величину амплитуды тока мол-
нии принимают максимально возможной и равной 150 —
200 кА.
При расположении устройств молниезащиты на вы-
соте более 500 м над уровнем моря, а также при зна-
чительных удельных сопротивлениях грунта в месте
54
установки заземлителей (более 5 105 Ом-см) допускает-
ся уменьшать расчетную величину амплитуды тока мол-
нии до 100 кА.
Наименьшие допустимые расстояния sB и sx
(рис. 2-17,а) могут быть определены в зависимости от
значений I и Ra по кривым на рис. 2-18, которые соот-
ветствуют амплитуде тока молнии 200 кА и крутизне
60 кА/мкс. Наименьшее допустимое расстояние от тро-
Рис. 2-18. Кривые для определения расстояний от стержневого
молниеотвода до объекта.
сового молниеприемника до верха защищаемого объек-
та Sbi при ударе молнии в середину пролета для раз-
личных значений 13 определяется по кривым на
рис. 2-19,а, а расстояние от несущей конструкции или
токоотвода тросового молниеотвода до защищаемого
объекта ($вг) для различных значений I и /2 (рис. 2-17,6)
и при ударе молнии в точку закрепления троса — по
кривым на рис. 2-19,6—д.
Расстояния между заземлителями молниеотводов и
подземными частями защищаемого сооружения. Для
исключения заноса высоких потенциалов молниеотвод-
ными устройствами наземная часть молниеотводов и их
заземлители должны располагаться на определенном рас-
стоянии как от самого объекта, так и от подземных про-
водящих (металлических) коммуникаций. Нормируемое
расстояние s3, м (рис. 2-17), определяется из выраже-
ний
х3 = 0,5Ди
55
а)
Рис. 2-19. Кривые для
определения расстоя-
ний от элементов тро-
сового молниеотвода
до объекта.
а — расстояние sB1; б —
расстояние sB2 при Z—
—50 м; в — то же при
Z-100 м; г —то же при
Z-150 м; д — то же при
г=200 м.
56
(для стержневых молниеотводов) и
s3=0,3/?и
(для тросовых молниеотводов).
Здесь /?и— величина импульсного сопротивления за-
землителя молниеотвода, Ом. При этом величина s3 не
должна быть менее 3 м.
Заземляющие устройства защиты от первичных и вто-
ричных воздействий молнии выполняются, как правило,
изолированными друг от друга. Практически это удается
сделать без особых затруднений, так как оптимальным
для заземлителя защиты от прямого удара является со-
средоточенный тип, а для заземлителя защиты от вто-
ричных воздействий молнии — контурный тип. Нормируе-
мое расстояние определяется вышерассмотренными вы-
ражениями Зз=0,5Ли или s3=0,37?n.
2-7. Заземляющие устройства
Общая характеристика. Заземлитель, являющийся
последним элементом в последовательной цепи молние-
приемного устройства молниеотвод — токоотвод — зазем-
литель, предназначен для непосредственного отвода тока
молнии в землю и снижения потенциалов отдельных
частей установки по отношению к земле. Современному
решению практических вопросов заземляющих устройств
предшествовали многочисленные теоретические и экспе-
риментальные разработки. Предварительные итоги на-
учно-экспериментальных работ, опыт проектирования и
результаты эксплуатации позволяют применительно
к рассматриваемой теме установить следующее:
1.	Заземлители по своему назначению делятся на два
типа:
заземлители, входящие в комплекс защиты от пря-
мого удара молнии и заноса высоких потенциалов;
заземлители, входящие в комплекс защиты от вто-
ричных воздействий молнии.
Для первой группы заземлителей расчетным является
импульсное сопротивление растеканию Ди (импульсный
режим); для второй группы — сопротивление растеканию
при токах промышленной частоты /?_ (стационарный
режим).
2.	Для каждого расчетного случая может быть опре
делен оптимальный тип искусственного заземлителя,
57
обеспечивающий необходимую величину сопротивления
растеканию при минимальных капитальных затратах.
3.	Искусственные заземляющие устройства должны
применяться только тогда, когда исчерпана возможность
использования близко расположенных естественных за-
землителей.
Разумеется, это положение справедливо в тех
случаях, когда разрешается в целях молниезащи-
ты использование естественных заземлителей.
4.	К естественным заземлителям относятся железобе-
тонные фундаменты отдельно стоящих молниеотводов и
железобетонные фундаменты защищаемых объектов
(сваи, ростверки, ленты и т. д.). Экспериментальные
работы позволяют установить, что вследствие капилляр-
ного подсоса влаги защитный слой бетона фундамента
практически является проводником для импульсных то-
ков, и поэтому стальной каркас фундамента становится
как бы естественным заземлителем. При прохождении
импульсного тока в бетонном слое фундамента возни-
кают искровые процессы, не приводящие, однако, к ме-
ханическому разрушению бетона вследствие практически
незначительной величины плотности тока, стекающего
с арматуры каркаса фундамента. Использование естест-
венной проводимости железобетонных фундаментов осо-
бенно эффективно в грунтах, имеющих электрическое
удельное сопротивление, не превышающее р = ЗХ
Х104Ом-см (чернозем, суглинок, глина, супесок и т. д.).
В качестве естественных заземлителей рекомендуется
использовать также проложенные под землей металличе-
ские коммуникации, в том числе трубопроводы, обсад-
ные трубы, шпунты, оболочки (свинцовые) кабелей
и т. д. Использование естественных заземлителей не
должно снижать надежности заземляющих устройств.
Поэтому [Л. 8]:
в качестве естественных заземлителей следует при-
менять только стационарные элементы установок;
естественные заземлители должны быть включены
в паспорт заземления;
места присоединения устройств молниезащиты
к естественным заземлителям должны иметь опознава-
тельные знаки;
естественные заземлители должны находиться под
контролем электротехнического персонала, в особенно-
сти во время ремонтов.
58
5.	В ряде случаев возможно объединение заземляю-
щих устройств молниезащиты с защитными заземляю-
щими устройствами электроустановок.
6.	Использование естественных заземлителей и объе-
динение молниезащитных и защитных заземляющих
устройств, характерное для территорий промышленных
предприятий, насыщенных подземными коммуникациями,
имеет как положительные, так и отрицательные стороны.
Положительным фактором является снижение общей ве-
личины сопротивления заземлителя, отрицательным—
расширение опасной зоны растекания тока молнии.
7.	Искусственные заземлители можно условно разде-
лить на два типа: концентрированные и протяженные.
Концентрированные заземлители в виде вертикальных
электродов, расположенные в непосредственной близости
от молниеотвода, более эффективно отводят ток молнии,
чем протяженные заземлители, которые имеют значи-
тельную индуктивность. В то же время рассредоточен-
ные, протяженные заземлители, особенно кольцевого ти-
па, дают более пологую характеристику шаговых напря-
жений, что является чрезвычайно важным для защиты,
например, животноводческих объектов. Поэтому выбор
типа заземляющих устройств должен координироваться
с назначением защищаемого объекта.
Исходные данные для расчета. Выше упоминалось,
что параметры заземляющего устройства в основном
определяются нормативной величиной сопротивления
заземлителя и характеристикой грунта, в котором уста-
навливается заземлитель. Величины сопротивлений в за-
висимости от назначения заземляющего устройства нор-
мируются «Указаниями по проектированию и устройст-
ву молниезащиты зданий и сооружений» (СН 305-19) и
приведены в табл. 2-3. При объединении заземлителей
предназначенных для защиты от первичных и вторичных
воздействий, величина сопротивления заземления выби-
рается по наименьшей величине нормируемого сопротив-
ления.
Удельное электрическое сопротивление грунта р опре-
деляется физико-химическим строением его, влажностью,
температурой и другими факторами. Вследствие наличия
грунтовых вод, промерзания и оттаивания почвы грунты
обладают слоистой структурой, имеющей различную
электропроводность. Поэтому вводимое в расчет сопро-
тивление до некоторой степени является условной вели-
59
чиной; им обладает такой однородный грунт, сопротив-
ление которого равняется сопротивлению реального не
однородного грунта. В расчетные формулы включается
значение удельного электрического сопротивления грун-
та, представляющего сопротивление куба земли объемом
1 см3 (1 м3) и измеряемого обычно в омах на сантиметр
или омах на метр.
Ниже приведены нормируемые величины сопротив-
лений заземляющих устройств, Ом, для зданий и соору-
жений разных категорий.
Категория здания и сооружения
I	II	III
Защита от прямых ударов мол-
нии:
отдельно стоящими или
изолированными молние-
отводами ....................<10*	(40**)	—	—
неизолированными молние-
отводами илн молниепри-
емной сеткой (объектов
высотой 30 м).........	<5	—	—
отдельно стоящими или
установленными на объ-
екте неизолированными
молниеотводами или мол-
ниеприемной сеткой ...	—	<10* (40**) 20* (40**)
Защита от электростатической
индукции.................. <10	<10	—
Защита от заноса высоких по-
тенциалов:
металлическими конструк-
циями, коммуникациями	<10—50	<40—50	<20
воздушными линиями . . . <10—20	<10—20	—
Примечание. Значения без скобок указаны для р 5-104 Ом-см, в скоб-
ках—для р>5-10‘ Ом-см.
Определение расчетного значения удельного сопро-
тивления грунта производится по следующей методике:
на основе натурных замеров выполняется геологиче-
ский разрез грунта в месте установки заземлителя;
по геологическому разрезу определяется наиболее
проводящий слой почвы;
выполняется замер удельного сопротивления прово-
дящего слоя почвы.
Натурные измерения рекомендуется производить
в теплое время года при помощи пробного электрода
[Л. 8]. Для увеличения точности последующего расчета
параметры пробного электрода должны максимально
60
Приближаться к параметрам намеченного к применений
заземлителя. В частности, для определения удельного
сопротивления грунта при применении простых верти-
кальных заземлителей в качестве пробного электрода
используется тоже вертикальный электрод, погруженный
на ту же глубину, что и проектируемый заземлитель.
Пробные электроды следует погружать забивкой или
вдавливанием, чтобы иметь плотное соприкосновение
электрода с землей.
Замерив сопротивление гп пробного электрода
(см. § 3-5), среднее удельное сопротивление земли опре-
деляют по формуле, Ом-м:
__ гв/
Р — 0,366 lg 4Z/d ’
где I — длина электрода, м; d — диаметр трубы, м. При
применении пробного электрода из уголка d=0,95b, где
b — ширина стороны уголка.
В зависимости от реальных условий, имевших место
при производстве измерений, замеренную величину не-
обходимо умножать на некоторый коэффициент сезон-
ности
Ррасч = Ризмф 1—3,
где ризм — удельное сопротивление грунта, полученное
измерением в один из месяцев грозового периода; ф1~з—
коэффициенты сезонности, учитывающие фактор высыха-
ния грунта после проведения замеров сопротивления
грунта; — при измерении грунт очень влажный, и
измерению предшествует выпадение большого количест-
ва осадков; фг—при измерении грунт средней влажно-
сти, и измерению предшествует выпадение большого
количества осадков; ф3— при измерении грунт сухой, и
измерению предшествует выпадение незначительного ко-
личества осадков.
Значения коэффициентов сезонности приведены
в табл. 2-2. Ориентировочные значения удельного элек-
трического сопротивления грунтэв и воды приведены
в табл. 2-3.
Методика расчета. При стекании тока I с заземлите-
ля в землю последний приобретает по отношению к уда-
ленным точкам земли некоторый потенциал U3. Отноше-
ние потенциала заземлителя к протекающему току R=
— U3II принято называть сопротивлением растекания
тока заземлителя. Выше указывалось, что различают
61
сопротивление растеканию импульсного тока /?и (отвод
тока прямого удара молнии) и сопротивление растека-
нию тока промышленной частоты (отвод токов,
обусловленных вторичными проявлениями молнии). При
Таблица 2-2
Коэффициенты сезонности
Заземлитель	Ф1	ф.	Фз
Протяженный, заложенный на глубину: 0,5 м	3	2,2	1,5
0,8 м	2	1,7	1.4
Стержневой, верхний конец которого	1.6	1,4	1,2
располагается на глубине 0,8 м от поверхности земли			
отводе тока промышленной частоты, имеющего сравни-
тельно небольшую величину, размеры заземлителей и
удельное сопротивление грунта позволяют с достаточной
точностью определить сопротивление растеканию зазем-
ляющих устройств.
Определение же расчетных сопротивлений заземлите-
ля при отводе импульсных токов молнии даже при при-
менении простейших конструкций заземляющих
устройств имеет известную сложность, обусловленную
следующими факторами:
при протекании импульсных токов молнии вокруг за-
землителя возникает искровая зона, обусловленная по-
вышением градиента потенциала вблизи электродов до
величины, превышающей импульсную прочность земли.
Искровая зона охватывает заземлитель в различной сте-
пени в зависимости от величины импульсных токов и
тем самым как бы увеличивает его геометрические раз-
меры и снижает величину сопротивления (рис. 2-20).
Искрообразование к тому же практически сводит на нет
влияние размеров поперечного сечения электродов на
величину сопротивления растекания тока заземлителя.
Эффект искрообразования увеличивается с повышением
значения удельного сопротивления земли;
вторым фактором, с которым необходимо считаться
при протекании через заземлитель импульсных токов,
является индуктивность элементов, повышающая вели-
чину полного сопротивления заземлителя. Снижение
62
индуктивности можно достигнуть только выполнением
заземлителей концентрированными, весьма небольшой
протяженности с вводом токоотвода в центр заземляю-
щего устройства;
Таблица 2-3
Удельное сопротивление грунтов
Грунт	Содержание влаги, %	Удельное сопротивление грунта, РХ104, Ом«см	
		теоретическое (соответствую- щее влажности грунта)	рекомендуемое для предвари- тельных расчетов
Песок	10—20	2,0—10	7
	Сухой	—	50
Супесок речной	10—20	1,5—4	3
Суглинок	30	0,4	—
	20	0,65	2
	10	2—3		
Глина	40	0,08	—
	20	0,33	1
	10	1	—
Глина, смешанная с известняком и щеб- нем	—	0,5—2	1,5
Торф	—	0,2	0,2
Чернозем	60	0,1	—
	20	0,8	2
	Сухой	2	—
	Сухой	2—4	3
Лёсс	Сухой	2—4	3
Гранит, известняк, пе- счаник Вода:	—	—	1.10’
в море	—	0,002—0,5	0,03
в прудах	—	0,4—0,5	0,5
в ручьях и ре- ках		0,5—1	1
взаимное экранирование отдельных элементов резко
ухудшает использование сложных заземлителей. Вслед-
ствие эффекта экранирования проводимость сложного
заземлителя снижается по сравнению с суммой проводи-
мостей его отдельных элементов.
Математическое определение импульсных сопротивле-
ний с учетом искровых процессов, индуктивности и экра-
нирования на современном этапе изучения вопроса мо-
63
жет быть выполнено с рядом допущений и погрешностей
только для единичных заземлителей и для ограниченных
величин токов, удельных сопротивлений грунта и длин
заземлителей. Расчет единичных заземлителей за преде-
лами упомянутых параметров, а также расчет заземли-
телей сложной формы возможен только с применением
Рис. 2-20. Искровая зона за
землителя.
метода физического модели-
рования, математически от-
работанного при помощи
теории подобия. Итоги работ
в области заземляющих уст-
ройств, выполненные научно-
исследовательскими и учеб-
ными институтами (ВЭИ,
МЭИ, НИИПТ, ВНИИЭ и
др.), позволяют принять сле-
дующую систему расчета за-
земляющих устройств:
1. Перед проведением
расчетов для каждого кон-
кретного случая:
выбирается в соответст-
вии с нормативными указа-
ниями расчетная величина сопротивления заземления
(для стационарного или импульсного режима работы);
обрабатываются материалы геологических исследова-
ний грунта и определяется расчетное удельное сопротив-
ление его;
выбирается предварительная система (тип) зазем-
ляющего устройства; при этом основой для выбора слу-
жат нормативные указания и опыт проектирования ана-
логичных установок.
2. Принятая система заземляющих устройств прове-
ряется расчетами, выполняемыми в следующей после-
довательности:
определяется сопротивление растеканию отдельных
элементов и системы заземляющего устройства для ста-
ционарного режима (протекание токов промышленной
частоты);
используя эмпирический (так называемый импульс-
ный) коэффициент (см. ниже), определяют ту же вели-
чину и для импульсного режима.
В процессе производства расчетов возможно внесе-
ние коррективов в выполнение как отдельных элементов
64
заземляющего устройства, так и всей системы в целом,
в случае если итоги расчета не совпадут с рекоменда-
циями нормативных указаний. Ниже приводятся расчет-
ные формулы и рекомендации для определения величи-
чины сопротивления элементов заземляющего устройст-
ва при стационарном и импульсном режимах.
Сопротивление элементов заземляющего устройства
при стационарном режиме. Практически заземлитель
характеризуется величиной сопротивления растеканию
тока промышленной частоты которая может быть
измерена приборами и рассчитана по формулам.
Простые заземляющие устройства рассчитываются по
следующим формулам:
вертикальный трубчатый электрод
вертикальный электрод из угловой стали
__ 0,366р /	2/  1	Щ+/\.
~~ I & Ь ' 2 & Щ — I
горизонтальный полосовой заземлитель
п 0,366? .	2/2
горизонтальный заземлитель из круглой стали

0,366? .	/2
I lg td ’
кольцевой заземлитель из полосовой стали
п 0,117? . 25,2D2
кольцевой заземлитель из круглой стали
п 0,117р . 12,6D2
где р — расчетное удельное сопротивление грунта,
Ом-см; I — длина заземлителя, см; d — диаметр зазем-
лителя, см; t — глубина заложения заземлителя (для
вертикальных электродов — расстояние от поверхности
земли до середины электрода), см; b — ширина полосы
5—34	65
(для угловой стали — ширина полки), см; D — диаметр
кольца, см.
Сложные заземляющие устройства рассчитываются
по следующим формулам:
заземлитель, состоящий из п однотипных элементов,
R~ =Ro!nr\,
где Ra — сопротивление единичного заземлителя, Ом;
п — количество единичных заземлителей; т) — коэффи-
циент использования сложного заземлителя;
заземлитель, состоящий из элементов одного типа
и п2 элементов другого типа,
п __ R1R2
~	7] («,Т?2 + n2RJ ’
где Ri, R2 — сопротивления единичного заземлителя од-
ного и другого типов; fit, nz — соответствующие количе-
ства заземлителей; г) — коэффициент использования
сложного заземлителя.
В приведенные формулы включен коэффициент
использования сложного заземлителя г]. Этот коэффи-
циент, учитывающий взаимоэкранирование единичных
заземлителей, как правило, меньше 1. В пределе г) мо-
жет быть равен 1 только при значительном расстоянии
между электродами, что, во-первых, экономически не
оправдано, а во-вторых, в ряде случаев конструктивно
неприемлемо, особенно в стесненных условиях промыш-
ленных предприятий.
Значения сопротивления растеканию типовых единич-
ных и сложных заземлителей при токах промышленной
частоты приведены в табл. 2-4.
В результате анализа вышеприведенных формул и
табл. 2-4 можно сделать следующие выводы:
сопротивление заземляющих устройств при стацио-
нарном режиме прямо пропорционально удельному со-
противлению грунта и примерно обратно пропорцио-
нально линейным размерам I (длине) заземлителя;
форма поперечного сечения электрода практически
не влияет на величину сопротивления заземляющего
устройства. Так, замена трубчатого электрода уголковым
с шириной полки, равной диаметру трубы, увеличивает
сопротивление электрода всего на несколько процентов.
Это и объясняет широкое применение в настоящее время
угловой стали взамен дефицитных стальных труб.
66
Таблица 2-4
Значения сопротивления растеканию тока промышленной
частоты типовых конструкций заземлителей, Ом
Заземлитель		Значения сопротивления при различных удель- ных сопротивлениях грунта, Ом «см			
		0,5-10*	10‘	5.10*	105
	Стержневой:				
	уголок (50Х50Х				
	X 5 мм); труба				
	(d=50 мм) при 1, м:				
			2	19	38	190	380
1	□ 3	14	28	140	280
	1	сталь круглая				
	(d=l2—20	мм)				
	при 1 м:				
	2	24	48	240	480
	3	17	34	170	340
	5	14	28	140	280
	Полосовой:				
	сталь круглая				
	(d=6—8 мм) при/,м:				
	3	20	40	200	400
	5	14	28	140	280
	10	8	16	80	160
	20	4,5	9	45	90
	сталь круглая				
	(d=10—12 мм)				
i WyWWW»	при 1, м;				
	3	19	37	185	370
л		5	13	26	130	260
	10	7,5	15	75	150
	20	4,35	8,7	43,5	87
	полоса 20X4 мм,				
	25X4 мм при 1, м:				
	о	25	50	2Г0	500
		13	26	130	260
	10	7,5	15	75	150
	полоса 40x4 мм				
	при /, м:				
	2	22	44	220	440
	5	12	24	120	240
	10	7	14	70	140
	Полосовой с вводом тока^				
	в середину:				
	полоса 20X4 мм,				
	25X4 мм при 1, м:				
	5	11	22	НО	220
	10	6,5	13	65	130
5*
67
Продолжение табл. 2-4
или
------
J_____Zi
Заземлитель
Значения сопротивления
при различных удель-
ных сопротивлениях
грунта, Ом-см
	0,5-104	10*	5-104	105
полоса 40X4 мм при 1, м: 5	9,5	19	95	190
10	6	12	60	120
12	5,5	11	55	ПО
24	3,1	6,2	31	62
32	2,4	4,8	24	48
40	2	4	20	40
Трехлучевой: полоса 40X40 мм при 1, м: 6	4,5	9	45	90
12	2,6	5,2	26	52
16	2	4	20	40
20	1,7	3,4	17	34
Двухстержневой: уголок 50X50X5 мм; труба d=50 мм; полоса 40X4 мм: (/, м, С, м,):	7	14	70	140
С=3, 1=2,5	6	12	60	120
с=з, /=3	5,5	И	55	ПО
С=6, Z=2.5	4,5	9	45	90
С=6, 1=3 сталь круглая d=12—20 мм; полоса 40X4 мм:	7,5	15	75	150
С=3, /=2,5	7	14	70	140
С=3, 1=3	6	12	60	120
С=5, 1=2,5	5, 5	11	55	НО
С=5, 1=3	5,5	11	55	ПО
С=3, 1=5	4	8	40	80
С=5, 1=5 Трехстержневой: уголок 50Х50Х Х5 мм; труба d=50 мм; поло- са 40X4 мм С=3, 1=2,5	4	8	40	80
С=6, 1=2,5	3	6	30	60
С=7, 1=3	2,8	5,6	28	56
68
Продолжение табл. 2-4
Заземлитель
Значения сопротивления
при различных удель-
ных сопротивлениях
грунта, Ом-см
	0,5-10*	10*	5-10*	103
сталь круглая <7=12—20 мм; полоса 40X4 мм: С=2,5, /=2,5	5	10	50	100
С=2,5, /=3	4,5	9	45	90
С=5,	1=2,5	3,5	7	35	70
С=5,	/=3	3,3	6,6	33	66
С=6,	/=5	2,7	5,4	27	54
Пяти стержневой: уголок 50Х’’0X5 мм; труба rf-=."0 мм; полоса 40X4 мм: С =5, /=2	2 2	4,4	22	44
С=-', /=3	1.9	3,8	19	38
С = 7,5, /=2	1,8	3,6	18	36
С=7.5, /=3	1.6	3,2	16	32
сталь круглая rf = 12—20 мм; полоса 40X4 мм: С=5,	/=2	2,4	4,8	24	48
С=5,	/=3	2	4	20	40
6=7,5, /=2	2	4	20	40
С =7,3, /=3	1,7	3,4	17	34
С =5,	/=5	1,9	3,8	19	38
С=7,5, /=5	1.6	3,2	16	32
Четырехстержневой: уголок 50X50X5 мм;	2,1	4,2	21	42
труба rf=50 мм: полоса 40X4 мм: С=6, /=3 Кольцевой с вводом тока в центре: полоса 40X4 мм при D м: 4	4,5	9	45	90
6	3,3	6,6	33	66
8	2 6	5,2	26	52
10	2,2	4,4	22	44
12	1,9	3,8	19	38
69
Продолжение табл. 2-4
Заземлитель
Зшчеаия сопротивления
при различных удель-
ных сопротивлениях
гранта, Ом-см
0,5-10*
10* | 5-10‘| 10®
Кольцевой с четырьмя
трубами и тремя лу-
чами:
уголок 50x50X5 мм;
труба d=50 мм;
полоса 40X4 мм
0=8, /=3
4	20 40
Прим ечание. Длина заземлителей I, расстояние С и диаметр D указаны
в метрах.
Сопротивление элементов заземляющего устройства
при импульсном режиме. Импульсное сопротивление
определяется введением в величины сопротивлений при
стационарном режиме так называемых импульсных ко-
эффициентов. При этом сопротивление растеканию тока
при промышленной частоте R~ и сопротивление расте-
канию импульсного тока связаны соотношением R^ =
= anR~, где аи — коэффициент импульса заземлителя,
зависящий от характеристики грунта, величины тока
молнии и типа заземлителя.
Выше указывалось, что сопротивление заземлителя
при импульсном режиме, как правило, меньше его со-
Таблица 2-5
Связь импульсного сопротивления заземлителей
с сопротивлением заземления на переменном токе
«и	Я Ом,		При р, ОМ’СМ	
	до 10*	5-10*	105	более 10®
5	5	7,5	10	15
10	10	15	20	30
20	20	30	40	60
30	30	45	60	90
40	40	60	80	120
50	50	75	100	150
70
противления при стационарном режиме. Равенство со-
противлений для обоих режимов имеет место только при
грунтах, имеющих малое удельное сопротивление.
В практических расчетах для определения импульсного
сопротивления сосредоточенных заземлителей исполь-
зуется табл. 2-5.
Из анализа таблицы нетрудно заметить, что значе-
ния импульсных коэффициентов снижаются с ростом
удельного сопротивления грунта. Вследствие этого рас-
ход металла при устройстве заземлителей для защиты
от первичных воздействий молнии не прямо пропорцио-
нален значениям удельного сопротивления грунта.
Глава третья
КОНСТРУКТИВНОЕ ВЫПОЛНЕНИЕ УСТРОЙСТВ МОЛНИЕЗАЩИТЫ
3-1. Общие положения
Конструктивные элементы молниезащиты подобно
любым промышленным объектам должны обладать до-
статочно высокими технико-экономическими и эксплуа-
тационными показателями. При этом в основу конструи-
рования устройств молниезащиты должны быть поло-
жены:
выбор рациональной системы молниезащиты того или
иного объекта с учетом его характерных особенностей,
интенсивности грозовой деятельности и других местных
условий рассматриваемого района;
точный расчет всего комплекса устройств молниеза-
щиты по принятой схеме, выполненный на основе сов-
ременных требований и рекомендаций и включающий
тщательную проработку всех вопросов, связанных
с определением исходных расчетных величин;
правильный выбор материала, необходимого для со-
оружения устройств молниезащиты, особенно при рас-
чете и конструировании несущих конструкций молние-
отводов и заземляющих устройств;
максимальное использование для целей молниезащи-
ты конструктивных элементов защищаемого сооружения
(лестниц, труб различного назначения, кровли и т. п.),
а также других дополнительных сооружений, располо-
женных вблизи объекта, подлежащего защите;
71
применение самых эффективных способов защиты
металлических конструкций молниеотводов от возмож-
ной коррозии, а деревянных деталей от гниения.
В целях сокращения сроков строительства, снижения
первоначальных капитальных вложений и обеспечения
максимальной индустриализации работ при сооружении
устройств молниезащиты следует широко использовать
в основном только унифицированные конструкции и ти-
повые детали, изготовляемые для аналогичных устано-
вок (в частности, для воздушных линий электропере-
дачи) специализированными предприятиями. Так, напри-
мер, при сооружении фундаментов под металлические
стержневые и тросовые молниеотводы в ряде слу-
чаев можно применять типовые фундаменты опор линий
электропередачи, а для несущих конструкций железобе-
тонных стержневых молниеотводов — унифицированные
железобетонные стойки того же назначения. При разра-
ботке узлов крепления тросовых молниеприемников
к несущим конструкциям, а также во всех остальных
случаях, когда требуется осуществить разъемные соеди-
нения токоведущих частей молниеотводов, необходимо
ориентироваться по возможности только на стандартные
изделия производства треста Электросетьизоляция.
Конструктивные решения элементов защиты от вто-
ричных воздействий молнии и защиты от заноса высоких
потенциалов рассмотрены в гл. 2. Поэтому в данной
главе рассматриваются только вопросы конструктивного
выполнения отдельных элементов молниеотводов.
3-2. Молниеприемники
К молниеприемнику. воспринимающему прямой удар
молнии, в конструктивном отношении предъявляются
требования, обусловливающие надежность его работы
в процессе эксплуатации. Существующий многолетний
опыт проектирования и эксплуатации устройств молние-
защиты определил ряд оптимальных конструктивных
характеристик молниеприемников всех типов, используе-
мых при защите зданий и сооружений различных кате-
горий.
Стержневые молниеприемники изготавливаются, как
правило, из прокатной стали различного профиля.
В исключительных случаях при наличии в воздухе осо-
бо агрессивных химических фракций, когда антикорро-
72
зийная защита стальных молниеприемников не дает же-
лаемых результатов, допускается применение для этих
целей цветного металла (в основном алюминия).
Наиболее распространенным сортаментом стали для
изготовления молниеприемников являются прутки и во-
догазопроводные трубы.
Поскольку молниеприемник должен обладать доста-
точной устойчивостью при динамических воздействиях
токов молнии, то площадь его поперечного сечения при-
нимается равной 100 мм2 и более при длине свободной
части (от точки закрепления молниеприемника до его
верха) не менее 0,2 м и не более 2,0—2,5 м. При исполь-
зовании в качестве молниеприемника стальной трубы
верхний конец последней наглухо заваривают, расплю-
щивают или плотно закрывают металлической пробкой.
На отдельно стоящих металлических и железобетон-
ных молниеотводах молниеприемники, как правило, за-
крепляются на специальных телескопических устройст-
вах, выполненных из стальных труб, как это показано
на рис. 3-1,а, б, а на деревянных молниеотводах — не-
посредственно на несущих конструкциях (рис. 3-1,в).
Установка молниеприемников на дымовых, вентиляци-
онных и других трубах (рис. 3-1,а) осуществляется при
помощи стяжных планок и закладных закрепов
(рис. 3-2) или хомутов (рис. 3-1,д). При этом место со-
единения молниеприемника и токоотвода на дымовых
трубах в зоне распространения топочных уносов, газов
и т. п. защищается специальной антикоррозийной муф-
той, устройство которой показано на рис. 3-3. Все
остальные части молниеприемника (телескопическое
устройство, хомуты, закрепы и т. п.) независимо от ме-
ста его установки и конструктивных решений также
должны быть защищены от коррозии путем покрытия
их антикоррозийными составами (оцинковка, покраска,
полуда и т. п.).
Тросовый молниеприемник — подвешенный над защи-
щаемым объектом трос определенного сечения, прикреп-
ленный к несущим конструкциям. В качестве тросового
молниеприемника используется обычно стальной оцин-
кованный спиральный канат марки ТК по ГОСТ 3063-66,
3064-66 и 3065-66. Наиболее часто для этих целей приме-
няется канат сечением 48,26 мм2. Применение стальных
канатов большого сечения (72,2 мм2 и выше) экономи-
чески нецелесообразно, хотя и улучшает эксплуатацион-
73
ные показатели. Использование в качестве молниепри-
емника стального каната 35 мм2 нежелательно, а кана-
тов менее 35 мм2, а также однопроволочных стальных
проводов невозможно по условиям механической проч-
Рис. 3-1. Закрепление стержневых молниеприемников
/ — труба; 2 — хомут; 3— закреп;
7)
ности и термической устойчивости тросового молниепри-
емника при прямом ударе молнии. При небольших про-
летах тросовых молниеотводов допускается как исклю-
чение применение в качестве молниеприемников стале-
алюминиевых проводов по ГОСТ 839-59.
Конструирование тросовых молниеприемников произ-
водится с учетом района гололедности, принимаемого
для данной местности в соответствии с рекомендациями
ПУЭ 1964 г., относящимися к воздушным линиям элек-
тропередачи напряжением выше 1000 В. При этом во
всех случаях номинальное значение площади поперечно-
го сечения молниеприемника должно быть для I и II
районов гололедности не менее 35—50 мм2, для III райо-
на гололедности 70 мм2. Применение тросовых молние-
отдельно стоящих молниеотводов.
4 — антикоррозийная муфта.
75
Рис. 3-2. Закладные закрепы.
отводов в IV и особых районах гололедности не реко-
мендуется.
Максимальное напряжение в материале тросового
молниеприемника (оыакс, кг/мм2) выбирается с таким
расчетом, чтобы при минимальной стреле провеса троса
усилия, воспринимаемые несущими конструкциями от
Рис. 3-3. Антикоррозийная
муфта.
/ — молниеприемник; 2 — токоот-
вод; 3 — бумажно-бакелитовая
трубка; 4 — стальная муфта; 5 —
цементный раствор; 6—джутовая
пробка.
его тяжения, соответствова-
ли применяемым типовым
конструкциям, а при конст-
руировании новых молние-
отводов не приводили бы
к значительным перерасхо-
дам материала.
Результаты сопостави-
тельных расчетов показали,
что таким оптимальным тя-
жением для тросовых мол-
ниеотводов с пролетами до
250—300 м является тяже-
ние около 1200 кг, что соот-
ветствует напряжению в ма-
териале стальных канатов
сечением 48,26 мм2 и
72,2 мм2 соответственно 25 и
17 кг/мм2.
Закрепление стальных
тросов молниеприемников на
несущих конструкциях мол-
ниеотводов осуществляется
при помощи натяжных кли-
76
новых зажимов «клин — коуш» типа НК.К-1 и сцеп-
ной линейной арматуры производства треста Электро-
сетьизоляция.
Металлическое соединение троса с несущей конст-
рукцией молниеотвода или отдельным токоотводом вы-
полняется плашечными зажимами типа ПС-2А. Один из
возможных вариантов закрепления тросового молние-
приемника на несущей конструкции молниеотвода пока-
зан на рис. 3-4.
Рис. 3-4. Закрепление тросового молниеприемника на несущей кон-
струкции.
Сетчатые молниеприемники изготавливаются, как
правило, из круглой или полосовой стали. Площадь по-
перечного сечения каждой ветви металлической сетки
принимается равной не менее 35 мм2. Сетчатые молние-
приемники укладываются на кровлю защищаемого со-
оружения, при этом конструкция молниеприемника не
должна препятствовать свободному стоку атмосферных
вод. В этих целях рекомендуется укладка металлической
сетки под слой гидро- и теплоизоляции.
Соединение между собой отдельных ветвей молние-
приемника выполняется только при помощи сварки. При-
мер конструктивного выполнения сетчатого молниепри-
емника показан на рис. 2-2,6 и 3-5.
При наличии в верхнем строении здания или сооруже-
ния системы металлических частей (фермы, балки, стро-
пила и т. п.) последние используются в качестве сетча-
того молниеприемника. При этом площадь каждой ячей-
ки, ограниченная отдельными отрезками металлических
77
частей, должна быть не менее 36 м2 для зданий и соору-
жений I и II категорий и 150 м2 для зданий III катего-
рии. При большей площади ячеек последние должны
Рис. 3-5. Конструкция сетчатого молниеприемника (в скобках про-
ставлены размеры для сооружений III категории; без скобок —
II категории).
быть уменьшены путем прокладки дополнительных вет-
вей, соединенных при помощи сварки с упомянутыми
металлическими частями.
3-3. Токоотводы
Для устройства токоотводов используются, как пра-
вило, стальной прокат различного профиля, а также
стальные тросы (канаты). Реже для этих целей при со-
ответствующем технико-экономическом обосновании мо-
гут применяться цветные металлы. Для токоотводов,
прокладываемых непосредственно по кирпичным, бетон-
ным или деревянным стенам и колоннам зданий и со-
оружений, а также по несущим конструкциям молние-
отводов, наиболее удобно в конструктивном отношении
использование круглой или полосовой стали. Для гибких
78
токоотводов, соединяющих молплепрпемпик. установлен-
ный на деревянной или др\гой изолирующей стойке.
с заземлителем, рекомендуется применение стального
каната по ГОСТ 3063-66, 3064-66, 3065-66.
Ниже приведены рекомендуемые размеры токоотво-
да, по которому протекает полный ток молнии.
Влутри
здания
Диаметр стали кругло:: и ка-
ната, мм............................. 5
Площадь поперечного сечения,
мм2:
стали прямоугольной (при
толщине, мм)................. 24	(3)
стали угловой (при толщи-
не полок, мм)................ 24	(2)
Снаружи
6
48 (4)
48 (2,5)
В земле
6
48 (4)
48 (4)
Токоотводы прокладываются но кратчайшему рас-
стоянию без чрезмерной натяжки между точками за-
крепления и в местах, легко доступных для периодиче-
ских осмотров. Расстояния между точками закрепления
токоотводов обычно принимаются не более 2 м — при
вертикальной прокладке и 1 м — при горизонтальной
прокладке токоотвода. Токоотводы крепятся к конструк-
циям зданий и сооружений, как и к несущим конструк-
циям молниеотводов, при помощи разнообразных кре-
пежных деталей и устройств. При этом для крепления на
деревянных конструкциях используются стальные скобы,
держатели, гвозди, шурупы, а на кирпичных, бетонных и
металлических конструкциях — хомуты, закрепы, дюбе-
ля, кронштейны и т. п. Возможные варианты крепления
токоотводов показаны на рис. 3-6. При применении
отдельно стоящих стержневых и тросовых молниеотво-
дов, несущие конструкции которых выполнены из ме-
талла или железобетона, в качестве токоотвода рекомен-
дуется использовать соответственно металлическую фер-
му или стальную арматуру. В последнем случае диаметр
арматуры не должен быть менее 6 мм, а отдельные эле-
менты ее должны быть надежно соединены между собой
в одну систему при помощи сварки. Для присоединения
арматуры к заземляющему устройству последняя
в нижней части железобетонной стойки выпускается
наружу. При использовании железобетонных стоек, эле-
менты арматуры которых не имеют надежного металли-
ческого соединения, а также при применении телескопи-
ческих железобетонных стоек с предварительно напря-
79
женной арматурой необходимо прокладывать отдельный
токоотвод сечением не менее 100 мм2. Для зданий и со-
оружений II и III категорий в качестве токоотводов могут
Рис. 3-6. Варианты крепления токоотводов.
а — крепление полосового токоотвода на кирпичной стене; б — крепление токо-
отвода из круглой стали на кирпичной стене; в — крепление круглого токо-
отвода при помощи держателя на деревянной стене; г — крепление токоотво-
дов на волнистых асбестоцементных листах; д — крепление токоотводов на
штампованных сетках.
использоваться также металлические и железобетонные
части сооружения при условии надежной сварки стыко-
вых соединений.
Электрические соединения отдельных частей токоот-
вода между собой, а также с молниеприемником и за-
80
земляющим устройством производятся при помощи свар-
ки (болтовые соединения допускаются как исключение
только при защите зданий и сооружений III категории).
При необходимости выполнения в процессе эксплуа-
тации контрольных замеров сопротивления заземляю-
щего устройства соединение токоотвода с заземлителем
производится при помощи болтового соединения или спе-
Рис. 3-8. Крепление токоотвода к металлической кровле.
1 — кровля; 2 — токоотвод; 3 — зажим.
Рис. 3-9. Защита токоотводов от механических повреждений.
1 — токоотвод; 2 — защитный кожух из швеллерной или угловой стали.
циальной муфты. Устройства этого типа соединений
(так называемого испытательного разъема) показаны
на рис. 3-7. Испытательные разъемы выполняются
снаружи здания или сооружения на высоте 1—1,5 м от
земли.
Присоединение токоотводов к металлической кровле,
используемой в качестве молниеприемника, осуще-
ствляется посредством специальных прижимных
устройств, обеспечиващих достаточно большую пло-
щадь соприкосновения токоотвода с кровлей, например,
по типу контакта, показанного на рис. 3-8. Для защиты
от механических повреждений токоотводы на высоте до
2,5 м от поверхности земли и на глубине до 0,5 м поме-
щаются в специальные деревянные коробы или закры-
•6—34	81
ваются швеллерной либо угловой сталью, как это пока-
зано на рис. 3-9.
Для всех токоотводов независимо от места их уста-
новки и типа необходимо предусматривать антикорро-
зийные покрытия. При этом для контактных поверхно-
стей испытательных разъемов и других соединений нель-
зя применять краски, лаки и т. п.; для обработки этих
поверхностей следует использовать лишь оцинкование,
полуду или антикоррозийную металлизацию.
3-4. Несущие конструкции молниеотводов
В современной отечественной практике молниезащиты
зданий и сооружений для изготовления несущих кон-
струкций молниеотводов (как отдельно стоящих, так и
установленных на защищаемом сооружении) исполь-
зуются древесина, железобетон и металл. Применение
того или иного материала обусловливается требуемой
высотой молниеотвода, расчетными механическими на-
грузками и климатическими условиями.
Ниже приводятся конструктивные характеристики и
технические показатели некоторых наиболее распрост-
раненных типов несущих конструкций.
Деревянные конструкции отдельно стоящих молние-
отводов широко применяются при защите невысоких
©бьектов, главным образом сельскохозяйственных по-
строек, различного рода складов и хранилищ, палаточ-
ных стоянок и т. п. Несущие конструкции из дерева при-
меняются, как правило, лишь для молниеотводов стерж-
невого типа.
Использование дерева для тросовых молниеотводов,
нецелесообразно, поскольку нагрузки от тяжения троса
приводят к тому, что выполнение конструкций, в одно-
стоечном варианте становится невозможным, а приме-
нение А-образных конструкций или конструкций с от-
тяжками вызывает значительные перерасходы материа-
ла и отчуждение большей площади в месте установки
молниеотвода. Последнее особенно важно при установке
молниеотводов в черте застроенных и планируемых для
застройки территорий, а также в местах насыщенных
густой сетью подземных коммуникаций.
Стержневые молниеотводы, единственной дополни-
тельной нагрузкой которых является давление ветра,,
находятся, естественно, в более благоприятных усло-
82
виях, чем молниеотводы тросового типа. Однако по мере
увеличения высоты молниеотвода эти нагрузки воз-
растают пропорционально удлинению стойки и при оп-
ределенных условиях, зависящих от скорости ветра
в данном районе и высоты молниеотвода, достигают та-
ких значений, что использование дерева для несущих
конструкций уже становится нецелесообразным. Практи-
кой проектирования установлено, что наибольшая опти-
мальная высота деревянных отдельно стоящих стержне-
вых молниеотводов в зависимости от конкретных усло-
вий составляет 20—25 м. Материалом для изготовления
несущих конструкций деревянных молниеотводов служит
древесина сосны, лиственницы, ели и пихты; применение
ели и пихты для пасынков (приставок) не рекомендуется.
Лесоматериалы, идущие на изготовление конструкций,
должны отвечать требованиям ГОСТ 9463-60. При этом
минимальный диаметр бревен в верхнем отрубе должен
быть не менее 120 мм. В целях предотвращения прежде-
временного загнивания все деревянные детали молниеот-
водов подвергаются антисептированию по возможности
в заводских условиях. Допускается не обрабатывать
антисептирующими составами воздушно-сухую древеси-
ну лиственницы зимней рубки. Большой эксплуатацион-
ный эффект дает оснащение деревянных стоек молние-
отводов железобетонными пасынками, производство ко-
торых без особых затруднений может быть повсеместно
налажено. Наиболее эффективно применение железобе-
тонных пасынков при установке молниеотводов в небла-
гоприятных грунтовых условиях (песчаные и суглини-
стые грунты), в которых процесс загнивания подземной
части деревянных стоек особенно интенсивен. Железо-
бетонные пасынки изготавливаются из бетона марки не
ниже 200, армируемого круглой сталью марки Ст.З или
Ст.5, и в поперечнике могут выполняться в самых раз-
нообразных модификациях: прямоугольного, двутаврово-
го, многогранного, круглого сечения и др.
В последнее время рядом проектных организаций
страны разработаны типовые конструкции отдельно
стоящих деревянных молниеотводов. В частности, ин-
ститутом Сельэнергопроект разработана целая серия
молниеотводов высотой 8—20 м (с градацией через 1 м),
предназначенных в основном для защиты объектов сель-
скохозяйственного назначения. Эти молниеотводы могут
быть также использованы и при защите других объек-
6*	83
Рис. 3-10. Несущие конструкции деревянных молниеотводов (а) и
узлы деревянных молниеотводов (б).
1 — деревянная стойка; 2 — железобетонный пасынок.
тов, например различного рода временных построек,
складов, палаточных городков и т. п. Деревянные стойки
этих молниеотводов снабжены железобетонными пасын-
ками. Общие виды и основные конструктивные узлы не-
которых типов этих молниеотводов показаны на рис. 3-10.
Деревянные конструкции молниеотводов, устанавли-
ваемые на защищаемом сооружении, выполняются из
пиломатериалов хвойных по-
род дерева. Древесина, ис-
пользуемая для этих целей,
должна быть обязательно
воздушно-сухой сушки.
Конструкции в зависимо-
сти от назначения выполня-
ются в виде стоек или кон-
солей (рис. 3-11), которые
служат для закрепления на
них соответственно молние-
приемников или токоотво-
дов. Площадь поперечного
сечения стоек и консолей оп-
ределяется расчетом в соот-
ветствии с конкретными рас-
четными нагрузками. При
установке непосредственно
на кровле стойка укрепляет-
ся таким образом, чтобы
обеспечивалась стабильность
Рис. 3-11. Деревянные кон-
струкции, устанавливаемые на
здании.
1 — стойка молниеприемника: 2 —«
консоль токоотвода.
в процессе эксплуатации
ее положения и полностью
исключалось протекание крыши в месте установки
стойки.
Железобетонные конструкции отдельно стоящих мол-
ниеотводов обладают высокими технико-экономическими
показателями, просты в монтаже, долговечны и надежны
в эксплуатации.
Железобетонные конструкции могут быть выполнены
в самых разнообразных модификациях: с предваритель-
ным напряжением всей или части продольной арматуры
или с ненапряженной арматурой, из вибрированного или
центрифугированного бетона, прямоугольного, круглого
(полого и сплошного), двутаврового и с другими кон-
фигурациями поперечного сечения.
Несущие конструкции из железобетона применяются
при тех же геометрических размерах защищаемых
объектов и с теми же типами молниеприемников, что и
85
деревянные. Однако при
тонных молниеотводов в
роко практикуется для защиты
Рис. 3.12. Железобетонные не-
сущие конструкции молние-
отводов.
86
этом использование железобе-
последние годы все более ши-
промышленных, комму-
нальных и других зданий и
сооружений.
Обычно в качестве несу-
щих конструкций для этого
типа молниеотводов служат
типовые унифицированные
железобетонные изделия, из-
готавливаемые поточным ме-
тодом на специализирован-
ных предприятиях для нужд
энергетического строитель-
ства. Наиболее удобным для
изготовления молниеотводов
является использование же-
лезобетонных стоек опор ли-
ний электропередачи и кон-
тактной сети электрифици-
рованного транспорта. При
этом бетон при использова-
нии железобетонных стоек
для нужд молниезащиты
должен быть не ниже мар-
ки 300. В качестве армату-
ры используется горячеката-
ная сталь периодического
профиля марки Ст.5 и про-
катная сталь круглого сече-
ния марки Ст.З.
На рис. 3-12 показаны об-
щие виды железобетонных
молниеотводов, выполнен-
ных из вибрированного
(рис. 3-12,а) и центрифуги-
рованного (рис. 3-12,6) бе-
тона. В качестве несущих
конструкций этих молниеот-
водов использованы железо-
бетонные стойки опор линий
электропередачи.
Металлические конструк-
ции молниеотводов могут вы-
подняться либо отдельно стоящими, либо установленны-
ми на защищаемом сооружении. При этом первые служат
для закрепления на них как стержневых, так и тросовых
молниеприемников, вторые—только стержневых молние-
приемников.
Отдельно стоящие металлические конструкции ис-
пользуются при защите зданий и сооружений в тех слу-
чаях, когда применение деревянных или железобетонных
молниеотводов невозможно или технически нецелесооб-
разно. Металлические конструкции (особенно в виде
пространственной фермы) способны воспринимать зна-
чительные механические усилия от воздействия ветра и
тяжения тросовых молниеприемников, что выгодно от-
личает их от конструкций, выполненных из дерева или
железобетона. Благодаря этому металлические молние-
отводы находят особенно широкое применение при за-
щите высоких, протяженных объектов, где требуемая
высота молниеотводов составляет 20—30 м и более. Об-
ласть применения металлических конструкций расши-
ряет также то обстоятельство, что тросовые молниеот-
воды независимо от их высоты и места расположения
возможно закреплять, как правило, на металлоконструк-
циях. Для стержневых молниеотводов высотой менее
20 м (с учетом высоты молниеприемника) металл надо
использовать в редких случаях: использование для по-
добных молниеотводов металлических конструкций сле-
дует практиковать только, базируясь на соответствую-
щих технико-экономических обоснованиях. Как показы-
вает опыт проектирования и сооружения устройств
молниезащиты, наибольшая оптимальная высота несу-
щих конструкций отдельно стоящих молниеотводов (тро-
совых и стержневых) примерно равна 45—50 м.
Для изготовления несущих конструкций применяется
прокатная сталь по ГОСТ 380-71 в основном углового
проката. В ряде случаев для этих целей используются
стальные, бывшие в употреблении некондиционные трубы.
Марка стали, идущей на изготовление конструкций,
выбирается в соответствии с расчетной температурой
воздуха в данном районе. При этом за расчетную при-
нимается температура наружного воздуха по наиболее
холодной пятидневке года согласно указаниям гл. П-А.
6-62 СНиП.
Марки стали по ГОСТ 380-71 для молниеотводов раз-
личной конструкции выбираются в зависимости от тем-
87
пературных условий района их расположения с помощью
табл. 3-1.
Из таблицы следует, что для изготовления несущих
конструкций молниеотводов применяется спокойная (сп)
или полуспокойная (пс) сталь. Использование для этих
целей кипящей стали не допускается.
Таблица 3-1
Выбор стали по ГОСТ 380-71 для молниеотводов
Молниеотвод	Расчетная температура			
	30 °C		от 30 до 40 °C	
	Марка стали	Толщина проката, мм	Марка стали	Толщина проката, мм
Высотой до 50 м: сварной болтовой, клепаный, Высотой более 50 м	ВСтЗпсб ВСтЗпсб ВСтЗпсб ВСтЗспб	До 25 До 25 До 10 11—25	ВСтЗспб ВСтЗсп5 ВСтЗспб ВСтЗпсб ВСтЗспб	До Ю 11—25 До 25 До Ю 11—25
Для защиты металла от коррозии вся конструкция
молниеотвода (за исключением контактных поверхно-
стей) покрывается антикоррозийным лаком № 177 в два
слоя с добавлением в верхний слой лака около 20%
алюминиевой пудры.
Несущие конструкции молниеотводов могут выпол-
няться в виде пространственной фермы или телескопи-
ческого устройства, состоящего из стальных труб раз-
личного диаметра. Наиболее распространенной конструк-
цией является пространственная ферма, собранная из
угловой стали и состоящая из отдельных сварных сек-
ций, соединенных между собой при помощи черных
болтов.
Наибольший интерес среди применяемых в последнее
время конструкций представляют несущие конструкции
стержневых и тросовых молниеотводов, разработанные
институтом Тяжпромэлектропроект (рис. 3-13).
Металлические фермы этих молниеотводов комплек-
туются из отдельных пятиметровых секций. Минималь-
ная высота стержневого молниеотвода составляет 10 м
(две секции), тросового— 15 м (три секции); максималь-
ная высота молниеотвода (включая молниеприемное
устройство) — 50 м.
88
Приведенные конструк-
ции, отдельные элементы ко-
торых максимально унифи-
цированы, позволяют орга-
низовать поточное производ-
ство молниеотводов, что
особенно важно для качест-
венного выполнения массо-
вой комплексной молниеза-
щиты крупных промышлен-
ных предприятий и других
объектов.
Основаниями металличе-
ских молниеотводов служат
сборные железобетонные
фундаменты, изготавливае-
мые как правило, из бетона
марки 150 и армируемые
круглой сталью марки
Ст.З.
Общие виды некоторых
типов фундаментов под ме-
таллические молниеотводы
показаны на рис. 3-14.
Металлические конструк-
ции, устанавливаемые на за-
щищаемом сооружении,
предназначенные для закре-
пления молниеотводов высо-
той до 10 м, подразделяются
на два основных типа: на-
стенные и кровельные.
Настенные конструкции
выполняются, как прави-
ло, в виде кронштейнов, от-
дельные детали которых из-
готовляются из угловой или
листовой стали. Молниеот-
Рис. 3 13. Металлические несу-
щие конструкции молниеотво-
дов.
а — тросовый молниеотвод; б —
стержневой молниеотвод.
вод закрепляется на крон-
штейне при помощи специальных хомутов или скоб.
Для установки стержневых молниеотводов на кровле
здания используются оттяжки, изготовляемые, как пра-
вило, из угловой стали. При этом количество оттяжек
принимается равным не менее трех, а угол смещения их
7-34
89
О
1500
Рис. 3-14. Фундаменты металлических молниеотводов.
а — пустотелый бетонный фундамент стержневого молниеотвода м; б — грибовидный фундамент стержневого молниеотвода
/i«»30 м; в— то же антенного молниеотвода Л—30 м.
Рис. 3-15. Крепление стержневых молниеотводов Л=5—10 м на бе-
тонной кровле.
1— кровля; 2 — молниеотвод; 3 — оттяжка из угловой стали; 4 — опора;
5 — фланец.
7*
91
по отношению друг к другу не менее 120°. Одним кон-
цом оттяжки прикрепляются при помощи болтов к кров-
ле, а другим — к фланцу, установленному на молниеот-
воде, на расстоянии не менее Vs высоты молниеотвода.
Основание молниеотвода снабжается специальным опор-
ным устройством в виде фланца с ребрами жесткости,
закрепленным на кровле при помощи болтов.
'Защита металла настенных и кровельных конструк-
ций от коррозии выполняется так же, как несущих кон-
струкций отдельно стоящих металлических молниеотво-
дов. Возможные варианты установки молниеотводов на
кровлях зданий и сооружений приведены на рис. 3-15.
3-5. Заземляющие устройства
В § 2-7 была дана общая характеристика зазе.мляю-
ших устройств в зависимости от их назначения, причем
указывалось, что существуют два основных типа искус-
ственных заземлителей: концентрированные в виде вер-

а)


Рис. 3-16. Типы заземлителей.
а — вертикальный заземлитель; б — горизонтальный заземлитель; в — комби-
нированный заземлитель.
тикальных электродов (рис. 3-16,а) и протяженные го-
ризонтальные (рис. 3-16,6) различной формы (лучевая,
кольцевая, прямоугольная и т. д.). Широко распростра-
нен и смешанный тип заземляющих устройств, представ-
ляющих собой комбинацию из вертикальных и горизон-
тальных заземлителей (рис. 3-16,в). Ниже приводятся
некоторые рекомендации по выбору, местоположению и
конструктивному выполнению заземляющих устройств.
92
Выбор того или иного типа заземляющих устройств
определяется назначением заземлителя и физико-хими-
ческой характеристикой грунта на различных его отмет-
ках от поверхности, включающей такие показатели, как
удельное электрическое сопротивление, влажность, кор-
розиестойкость и другие факторы. В частности, когда на
отметках, близких к поверхности, грунт имеет высокую
электропроводность, следует отдавать предпочтение го-
ризонтальным заземлителям.
Если же высокая электропро-
водность наблюдается в более
глубоких слоях грунтов, стано-
вится естественным примене-
ние вертикальных заземлите-
лей.
При выполнении комбини-
рованных заземлителей необ-
ходимо учитывать фактор вза-
имного экранирования элек-
тродов. Поэтому не рекоменду-
ются многолучевые заземлите-
ли с близким расположением
вертикальных электродов друг
от друга (менее двойной дли-
ны электродов).
Особое внимание должно
Рис. 3-17. Заземлитель
с местной обработкой зем-
ли.
1 — заземлитель;	2 —- поварен-
ная соль; 3 — грунт.
уделяться вопросу местополо-
жения заземляющих устройств. Заземлители (кроме
углубленных) в целях обеспечения безопасности людей
и животных рекомендуется размещать вне зоны, где по-
следние могут часто находиться в удалении на 5 м и бо-
лее от дорог. При вынужденном размещении заземли-
телей в таких местах их следует ограждать или устанав-
ливать предупреждающие плакаты. При размещении
заземлителей следует избегать их установки в местах,
где возможна пропитка земли маслами и нефтью, а так-
же вблизи трубопроводов, несущих пар и горячую воду.
В указанных местах сопротивление заземлителей резко
возрастает.
В грунтах с высоким удельным электрическим сопро-
тивлением целесообразна обработка земли поваренной
солью. Обработка выполняется путем поочередной
укладки в котлован для электродов слоев земли и соли
(рис. 3-17) при одновременной обильной поливке водой.
93
Исследованиями ВЭИ установлено, что обработка солью
уменьшает удельное электрическое сопротивление су-
глинка в 1,5—2 раза, супеси в 2,5—4 раза, песка в 5—
8 раз.
С течением времени грунт, обработанный солью, те-
ряет свои качества из-за растворения в нем соли; по-
этому необходима периодическая повторная обработка,
особенно рациональная перед наступлением грозового
сезона.
Относительно слабая грозовая деятельность в рай-
онах вечной мерзлоты полностью не снимает вопроса
о необходимости устройства в этих районах молниеза-
щиты объектов и, следовательно, выполнения заземле-
ний. Поскольку удельное электрическое сопротивление
мерзлого грунта в 10 раз и более превышает сопротив-
ление нормального грунта, представляется целесообраз-
ным в условиях вечной мерзлоты:
располагать заземлители в слоях почвы с постоянно
талой водой, например под крупными зданиями;
в местах установки заземлителей поддерживать зем-
лю в талом состоянии (засыпка торфом и т. п.);
применять глубинные заземлители с искусственной
обработкой земли солью;
применять выносные заземлители.
Элементы заземляющих устройств выполняются в ос-
новном из круглой, полосовой и угловой стали. В виде
исключения допускается изготовление вертикальных
электродов из некондиционных пли бывших в употреб-
лении (демонтированных) газовых и водопроводных
труб. Наиболее ходовым сортаментом стали для изготов-
ления электродов являются:
полосовая сталь: шириной 20—40 мм и толщиной
4 мм;
угловая сталь Ст. 5 и Ст. 6;
круглая сталь диаметром 8—12 мм;
трубы стальные диаметром 50—80 мм.
Минимальные размеры элементов заземляющих
устройств нормируются [Л. 1]:
полосовая и угловая сталь должна иметь сечение
48 мм2, толщину 4 мм;
стальные трубы — толщину стенки 3,5 мм;
круглая сталь — диаметр 6 мм.
Наиболее радикальным средством защиты заземли-
телей от коррозии является оцпнкозка электродов Па-
94
краска и покрытие элементов заземлителя лаками или
битумом в целях защиты от коррозии резко снижают
эффект растекания тока и поэтому категорически запре-
щаются.
Соединение электродов в единую заземляющую си-
стему должно осуществляться, как правило, сваркой.
Длина сварного шва должна составлять не менее двой-
ной ширины свариваемых полос и не менее шестикратно-
го диаметра электродов из круглой стали. В ряде слу-
чаев (для возможности производства замеров) соедине-
ние заземлителя стокоотводом производится при помощи
болтов; при этом количество болтов должно быть не
менее двух. После монтажа комплекса молниезащиты
необходимо выполнить замеры заземляющего устройства
и сопоставить их с данными проекта.
Глава четвертая
МОЛНИЕЗАЩИТА ПРОМЫШЛЕННЫХ ОБЪЕКТОВ
4-1. Общие положения
Вопросы молниезащиты промышленного здания или
сооружения рационально решаются одновременно с про-
ектированием строительной и технологической частей
объекта. Молнпезащита должна обеспечить высокую на-
дежность установки при минимуме материальных затрат.
В этой связи при проектировании должны быть деталь-
но рассмотрены вопросы:
экранирования объектов небольшой высоты соседни-
ми высокими объектами;
использования в качестве токоотводов стальной ар-
матуры железобетонных конструкций объекта;
объединения контуров заземления молниезащиты
с контурами защитного заземления электрооборудования.
Выполненные согласно нормативным указаниям про-
екты молниезащиты промышленных предприятий не
дают 100%-ной степени надежности защиты, но обеспе-
чивают коэффициент надежности в пределах 0,98—0,99.
4-2. Примеры выполнения молниезащиты
промышленных объектов
Ниже приведены некоторые примеры зашиты промышленных
объектов, сооруженных по типовым проектам.
Станция производства защитных газов (рис. 4-1). Комплекс
зданий станции производства защитных газов относится к объек-
95
там I категории и, следовательно, независимо от своих геометриче-
ских размеров и географического местоположения подлежит защите
от прямых ударов молнии и ее вторичных проявлений. Здания I
категории необходимо защищать от прямых ударов молнии отдель-
но стоящими молниеотводами. Предварительно для данного объекта
Зона оацигпи т
высоте // - Им
Рис. 4-1. Молниезащита станции производства защитных газов.
/ — пульт управления; 2— площадка для слива жидкого аммиака: 3 — склад
аммиака: 4 — помещение станции производства защитных газов; 5 — подзем-
ный резервуар.
были приняты три молниеотвода с высотой молниеприемников 30 м.
При детальном расчете зон защиты и уточнении мест установки
молниеотводов представилась возможность молниеотвод ЛЬ выпол-
нить высотой 25 м.
Молниеприемникн выбраны металлические, башенного типа, вы-
полненные из угловой стали марки ВСг. 3 п. с, (типовая номен-
96
ёиои
02000
а.-50.000
0000
Стержневой молниеотвод
h =25000
/X
5 OU О'
Граница защитной
зань/ на уровне hv= 11м
\
I
)
Рис. 4-2. Молниезащпта электролизной станции.
97
клатура). Фундаменты под молниеотводы применены также типо-
вые, железобетонной конструкции.
Заземление молниеотводов состоит из трех вертикальных элек-
тродов, соединенных между собой полосовой сталью 40X4 мм.
Удельное сопротивление грунта в районе рассматриваемого ком-
плекса сооружений составляет 100 Ом-м. Сопротивление заземления
на промышленной частоте примерно равно 10 Ом. Заземлители
молниеотводов для исключения заноса высокого потенциала в зда-
ние удалены от подземных коммуникаций и контуров защитных
заземлений электрооборудования па расстояние не менее 3 м.
Для предотвращения возникновения в результате электростати-
ческой индукции опасных потенциалов внутри здания прокладывает-
ся заземляющий контур (с величиной сопротивления 10 Ом) из
полосовой стали 40X4 мм, к которому присоединяются все метал-
лическое оборудование, аппаратура и металлические конструкции
здания. Металлическая кровля здания присоединяется к этому конту-
ру через каждые 20 м. Для защиты от искрения, вызываемого
электромагнитной индукцией, между протяженными металлическими
коммуникациями в местах нх взаимного сближения (на расстоянии
10 см и меньше) устанавливаются (через каждые 20 м) металличе-
ские перемычки.
Электролизная станция (рис. 4-2) относится к объектам I кате-
гории. Из различных вариантов защиты станции от прямых ударов
молнии выбран вариант защиты двумя отдельно стоящими молниеот-
водами. Оптимальная высота молниеотвода, определенная согласно
рекомендациям гл. 2, равна 25 м. Зона защиты, создаваемая мол-
ниеотводами, охватывает здание на всех расчетных вертикальных
отметках.
Выбраны металлические молниеотводы башенного типа. Зазем-
ление молниеотводов выполнено четырьмя вертикальными электро-
дами, соединенными между собой стальной полосой.
Рис. 4-3. Мслнпезащита главного корпуса
98
Для защиты от потенциалов, возникающих в результате элек-
тростатической индукции, предусмотрено надежное заземление всех
проводящих элементов сооружения, а также оборудования и ком-
муникаций, расположенных внутри объекта. Все трубопроводы, ре-
зервуары и аппараты соединены с заземлителем защиты от вторич-
ных воздействий.
Для защиты от искрения, вызываемого электромагнитной индук-
цией, все расположенные параллельно (на расстоянии менее 150 мм
друг от друга) металлические коммуникации соединяют при помощи
металлических перемычек.
Для защиты объекта от заноса высоких потенциалов предусма-
тривается присоединение всех металлических коммуникаций и обо-
лочек кабелей (в месте ввода в объект) к заземлителю защиты от
вторичных воздействий молнии. Заземляющие устройства молниеот-
водов удалены на нормируемое расстояние от заземляющего кон-
тура защиты от вторичных воздействий и подземных коммуника-
ций объекта.
Производство капронового волокна. Молниезащите подлежат
два типовых корпуса: главный корпус (рнс. 4-3) н химический кор-
пус (рис. 4-4).
По действующей классификации оба объекта с точки зрения
взрывоопасности относятся к зданиям III категории. Поскольку
рассматриваемые здания могут быть расположены в любых геогра-
фических пунктах СССР с различной интенсивностью грозовой дея-
тельности, то необходимость выполнения молниезащиты их должна
определяться в соответствии с нормативными указаниями.
Для защиты здания от прямых ударов молнии принимаем
вариант устройства сетчатого молниеотвода как наиболее прием-
лемое в данном случае решение по сравнению с вариантом защиты
здания стержневыми молниеотводами, устанавливаемыми на кров-
ле здания.
капронового производства.
99

3000
6-Б
тттт
г mn? i
гшп
Рис. 4-4. Молниезащита химического корпуса капронового
производства.
Конструктивно защитная сетка выполняется следующим обра-
зом: по периметру здания в бетонной стяжке под гидроизоляцион-
ный слой укладывается замкнутый контур из стальной полосы
40x4 мм. Контур сетки системой токоотводов соединяется с метал-
лическими водоотливами воронками, вмонтированными в плоскую
кровлю объекта. Система токоотводов и контур создают замкнутую
сетку с площадью ячеек не более 100 м2, присоединенную к ворон-
кам труб водосборной канализации на отметке 24 и металлически
соединенную с контуром заземления.
Для заземления системы водосборной канализации в кабельном
канале специально прокладывается заземляющая полоса присоеди-
нения к защитному контуру заземления трансформаторных пунктов,
расположенных в корпусе, и соединенная с молниезащитным конту-
ром заземления.
Молниезащитный контур заземления прокладывается по пери-
метру здания в 2 м от стен здания на глубине 0,5 м. Контур выпол-
няется из полосовой стали 40X4 мм.
Химический корпус является пожароопасным зданием и имеет
следующие основные геометрические размеры: площадь 8300 м2,
максимальную высоту 30 м.
Поскольку технологическое назначение и конструктивные осо-
бенности химического корпуса примерно аналогичны главному кор-
пусу, то естественно, что принципиальные решения по молниезащит-
ным устройствам обоих корпусов практически совпадают.
Для защиты корпуса применена защитная сетка, укладываемая
под гидроизоляционным слоем кровли. Защитная сетка присоеди-
няется к заземляющему контуру, укладываемому по периметру зда-
ния, на расстоянии 2 м от степ здания. Все оборудование корпуса:
трубопроводы вентиляционной системы, металлические элементы
строительной части (в частности, подкрановые пути, лестницы
и т. п.)—должно быть надежно подсоединено к заземляющему
контуру молниезащиты. В целях снижения сопротивления растека-
нию рекомендуется объединение защитного заземления встроенных
трансформаторных подстанций с заземляющими устройствами мол-
ниезащиты.
Азотно-компрессорная станция (рис. 4-5). По действующей клас-
сификации азотно-компрессорная станция относится к объектам
III категории.
В строительном отношении здание не является пожароопасным
сооружением, так как имеет железобетонное перекрытие и кирпич-
ные стены.
Однако, если учитывать, что в компрессорной, помимо инерт-
ного газа азота, хранится сжиженный кислород, выполнение мини-
мума молниезащитиых мероприятий является целесообразным.
Отсутствие сплошного электрического контакта между арматурой
железобетонных плит в перекрытии здания не позволило использо-
вать кровлю здания в качестве молниеприемника. Молниезашита
компрессорной выполнена стержневыми молниеприемяиками, уста-
новленными на стенах высокой части здания; при этом более низкая
часть здания будет находиться в зоне защиты, образованной мол-
ниеприемниками азотно-компрессорной и соседней водородно-кисло-
родной станций.
Водонапорная башня (рис. 4-6) высотой 56 м, выполненная из
сборного железобетона, является достаточно высоким объектом,
подверженным частым разрядам молнии.
101
Рис. 4-5. Молниезащита азотно-компрессорной
станции.
oooei
Устройство молниезащиты башни представляет собой металли-
ческую сетку (сетчатый молниеотвод) на кровле башни. Защитная
сетка из полосовой стали 25X4 мм укладывается в асфальтовой
стяжке. Такое решение обеспечивает предохранение сетки от кор-
розии. Защитная сетка в центре башни присоединяется сваркой
к металлической вентиляционной башне, а по периметру — к сталь-
ному ограждению и к внутреннему стальному кожуху. В качестве
токооотводов используются по-
дающая и переливная трубы,
а также металлические лестни-
цы. На каждой площадке тру-
бы соединяются перемычками
с лестницей. На отметке 0 лест-
ницы и трубы присоединяются
к заземляющему контуру, про-
кладываемому за пределами
фундамента.
Рудничные копры. Рассма-
триваемые объекты, хотя и от-
носятся к сооружениям III ка-
тегории, требуют надежных
молниеприемных устройств
вследствие повышенной опа-
сности для обслуживающего
персонала, которая возникает
при нахождении его в шахте
во время поражения копра мол-
нией.
Для копров, имеющих от-
носительно большую высоту над
уровнем земной поверхности,
создается, кроме того, повы-
шенная опасность для целост-
ности электропроводок и элек-
трооборудования при прямых
ударах молнии в конструкцию
копра. В качестве примера рас-
смотрим молниезащиту двух
копровых установок:
1-й тип. Копер высотой
25 м, выполненный в виде свар-
ной металлической конструкции
(рис. 4-7).
2-й тип. Копер высотой
87 м (рис. 4-8), выполненный
в виде железобетонной моно-
литной башни.
Молниезащита копра 1-го типа с высотой наземной части 25—
30 м ограничивается надежным заземлением металлического кар-
каса в нескольких местах, как показано на рис. 4-7, а также
заземлением металлических конструкций подъемного механизма и
канатов машинного отделения.
Башенный копер 2-го типа, выполненный в виде монолитного
железобетонного сооружения, насыщен большим количеством метал-
локонструкций различного назначения.
103
Молниезащита этого сооружения выполняется следующим обра-
зом: барьер в виде металлической решетки, расположенный по пе-
риметру кровли, используется в качестве элемента защитной сетки.
Полосы защитной сетки закладываются под утеплительный ковер
на мягкий бетон, соединяются между собой при помощи сварки и
Рис. 4-7. Молниезащита копра высотой 25 м.
надежно соединяются по углам здания с металлическими фермами
н балками, поддерживающими кровлю здания. В качестве токоотво-
да используется металлическая лестница, расположенная у одного
из углов здания; остальные токоотводы выполняются из полосовой
стали 40x4 мм.
104
8-34
105
Значительная высота здания предопределяет неравномерное pat-
пределение потенциалов вдоль здания (по его высоте) при прямых
ударах молнии. Для выравнивания потенциала через каждые 12—
16 м (начиная от кровли) прокладываются выравнивающие контуры
по периметру здания, т. е. на отметках +70, +58, +46, +33,0,
+ 24,0, +9,5, +0,15. К этим контурам присоединяются токоотводы,
металлические элементы конструкции и все оборудование внутри
защищаемого здания копра.
Большую опасность представляет появление значительного по-
тенциала на подъемно-транспортном оборудовании в шахте при
прямом ударе молнии в копер. Для предотвращения несчастных
случаев на полу вокруг упомянутого оборудования укладывается
сетка с площадью ячейки 5 м2, соединенная с металлическими кон-
струкциями оборудования на каждом горизонте.
Заземление молниезащитных устройств копра производится при
помощи очагов заземления, состоящих из восьми вертикальных элек-
тродов, соединенных между собой в одну систему полосовой сталью.
Для каждого токоотвода предусмотрен собственный очат зазем-
ления.
4-3. Молниезащита крупногабаритных и специальных
промышленных объектов
Защита плоских кровель промышленных и общественных зданий
и сооружений. Современные здания технологического и обществен-
ного назначения высотой 30—50 м и более могут иметь так называе-
мые обслуживаемые плоские кровли. Такие кровли предназначаются
для размещения на них различных технологических служб, откры-
тых ресторанов, кафе, лечебных и прогулочных площадок и т. д.
Вероятность поражения молнией зданий высотой 50 м н более
с площадью кровли 400—5000 м2 может быть определена по кривым
рис. 4-9. Анализируя эти кривые, можно сделать вывод — вероят-
ность поражения молнией зданий при интенсивности грозовой дея-
тельности 30—80 ч в год следующая: для зданий высотой 15—
30 м — не реже 1 раза в 20 лет; для зданий высотой 40—50 м — не
реже 1 раза в 5—10 лет; для зданий высотой более 50 м — не реже
1 раза в 2 года — 7 лет.
Приведенную частоту поражения молнией зданий следует счи-
тать достаточно высокой и создающей реальную опасность для
людей, находящихся на кровле здания. Опасность заключается
в возможности поражения человека прямым ударом молнии, в воз-
можности прикосновения человека к предмету, по которому течет
ток молнии, в возможности пробоя воздушного промежутка, отде-
ляющего человека, от предмета, пораженного молнией.
Поэтому нахождение людей на кровле здания во время грозы
без принятия особых мер защиты должно быть исключено. Защита
людей от поражения прямым ударом молнии, а также от прикосно-
вения и непосредственного приближения к предметам и конструк-
циям, по которым проходит ток молнии, должна выполняться сле-
дующим образом:
для защиты от прямого удара молнии в человека необходима
установка стержневых или антенных молниеотводов, вписывающихся
в архитектурный ансамбль здания. Размещение молниеотводов и
токоотводов следует производить в местах, к которым человек не
может приблизиться на расстояние меньше 2—3 м. В качестве
106
50
Рис. 4-9. Вероятность поражения молнией зданий высо-
той 50 м и более.
ограждения молниеотводов и токоотводов могут быть использованы
цветники или художественно оформленные изгороди;
для выравнивания потенциала на кровле здания необходимо
устройство в кровле металлической сетки, соединенной электрически
со всеми молниеотводами их токоотводамй. В качестве элементов
сетки могут быть использованы металлические конструкции, находя-
щиеся в кровле здания.
Глава пятая
МОЛНИЕЗАЩИТА ГОРОДСКИХ И СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ
ОБЪЕКТОВ
5-1. Общие положения
При проектировании и строительстве жилых, коммунальных и
административных зданий в городах вопросам молниезащиты этих
объектов уделяется недостаточное внимание. В обоснование этого
обычно выдвигается тезис о том, что выполнение строительной части
8*	107
современных городских зданий и сооружений (металлический или
железобетонный каркас, стекло) предопределяет малую вероятность
повреждения или пожара объектов при поражении их молнией. При
кажущейся правомочности этих предположений поражение молнией
и последующее повреждение объектов городского строительства, все
же имеют место в значительных масштабах, что подтверждается
статистикой последних лет. Это обусловливается тем <[Л. 7], что ток
молнии не представляет опасности только для металлических частей
здания или сооружения, имеющих надежное соединение между со-
бой и землей. Для объектов, не имеющих такого соединения или
выполненных из непроводящего материала (кирпич, бетон, камень
и т. д.), поражение молнией опасно из-за возможности разрушения
строительных элементов зданий. Соприкосновение канала молнии,
имеющего высокую температуру, с легковоспламеняющимися и
горючими материалами может вызвать пожар. Поэтому представ-
ляется совершенно необходимым, чтобы крупные городские объекты
(театры, вокзалы, высотные здания, стадионы, административные
здания, выставки, памятники и т. д.), представляющие большую
народнохозяйственную или историческую ценность, имели молниеза-
щитные устройства.
Молниезащитой должны быть оборудованы и пригородные
объекты (пионерские лагеря, дома отдыха, пансионаты и т. д.), где
концентрируется много людей.
Из комплекса зданий и сооружений колхозного и совхозного
строительства молниезащитные устройства должны предусматривать-
ся для объектов административного, промышленного и культурного
профиля (правление, дворец культуры, насосная станция г. т. д.),
жилых домов, а также объектов, в которых в большом количестве
размещены домашние животные (конюшни, коровники, свинарники
и т. д.). Следует отметить особую чувствительность домашних жи-
вотных к воздействию электрического тока.
Оптимальное решение по молниезащите объекта предопределяет-
ся инженерным опытом, соединенным с неукоснительным соблюде-
нием всех требований и рекомендаций нормативных указаний.
Ниже приводятся рекомендации, являющиеся общими для мол-
ниезащиты большинства городских и сельскохозяйственных зданий
и сооружений:
общая молниезащита близко расположенных объектов является
более рациональной, чем индивидуальная молниезащита каждого
объекта;
при защите от прямых ударов молнии отдельных небольших
зданий и сооружений следует максимально использовать экранирую-
щее действие близко расположенных высоких зданий и естественных
молниеотводов (вытяжных труб, водонапорных башен, воздушных
электрических линий, высоких деревьев и т. д.);
молниезащитные устройства, как правило, должны выполняться
во время строительства или реконструкции здания или сооружения;
токоотводы молниеотводных устройств следует располагать
в отдалении от входов в объект с таким расчетом, чтобы люди
и животные не могли к ним прикоснуться;
заземляющие устройства следует по возможности располагать
вне зоны нахождения людей п животных. Если это неизбежно, ре-
комендуется применять углубленные и рассредоточенные заземлите-
ли в виде колец и расходящихся лучей, а также размещать зазем-
лители под асфальтовым покрытием.
108
Основным нормативным материалом для выполнения проектов
молниезащиты являются «Указания по проектированию и устройству
молниезащиты зданий и сооружений (СН 305-69)». Согласно клас-
сификации, приведенной в них, рассматриваемые в настоящей главе
объекты относятся к III категории и требуют защиты от прямых
ударов молнии и защиты от заноса высоких потенциалов.
Конструктивное выполнение современных зданий и сооружений
городского типа (металлическая кровля, железобетонные колонны
и перекрытия с непрерывной электрической цепью стальной арма-
туры и пр.), недорогие и недефицитные несущие конструкции мол-
ниеотводов для объектов сельскохозяйственного назначения позво-
ляют выполнять надежные молниезащитные устройства с минималь-
ным вложением материальных средств.
Ниже рассмотрены примеры выполнения защиты от прямых
ударов молнии некоторых характерных объектов городского и сель-
ского строительства, базирующиеся на опыте проектирования
ведущих проектных организаций. При этом решения отдельных прак-
тических вопросов (зоны защиты, расположение элементов молние-
защиты, тип заземляющих устройств и т. д.) полностью скоордини-
рованы с теоретическими положениями, представленными в гл. 1—3.
Вопросы защиты объектов III категории от заноса высоких потен-
циалов изложены в § 2-4.
5-2. Городские объекты
Проектный институт. На рис. 5-1 представлена молниезащита
крупного проектного института. Здание института имеет 12 этажей,
размеры в плане 85x24 м, полная высота 64 м. Молниезащита
выполнена установкой на кровле здания пяти молниеотводов Н=
= 7,5 м, создающих на расчетных отметках необходимую зону за-
щиты от прямого удара молнии. Установка молниеотводов обуслов-
лена невозможностью использования неметаллической кровли в ка-
честве естественного молниеотвода. Молниеотводы выполнены из
газовых труб переменного сечения (диаметр 19—13 мм), соединен-
ных между собой сваркой. Токоотводы из круглой стали диаметром
12 мм прокладываются по стенам здания; в качестве токоотводов
используются также пожарные лестницы. Каждый молниеотвод
имеет заземляющее устройство, выполненное из двух вертикальных
электродов (газовые трубы диаметром 70 мм и длиной 3 м),
соединенных полосовой сталью (40X4 мм). Хороший грунт ((сугли-
нок) обеспечивает величину сопротивления заземлителя в преде-
лах 20 Ом.
Памятник архитектуры. Памятники истории и архитектуры под-
лежат обязательной защите от прямого удара молнии. На рис. 5-2
представлена молниезащита колокольни Ивана Великого, входящей
в комплекс зданий Московского Кремля. Металлические конструк-
ции куполов колокольни используются в качестве токоотводов
молнии. Токоотводы прокладываются по стенам со стороны север-
ного и южного фасадов с последующей прокладкой по внутренней
стороне столпа, звонницы и шатра до соединения с металлической
конструкцией куполов. Соответственно количеству токоотводов
объект имеет два двухлучевых заземляющих устройства, выполнен-
ных каждый из пяти электродов (сталь угловая № 5, 1=3 м),
с горизонтальными связями (сталь полосовая 40X4 мм).
109
Больница. Здание больницы (рис. 5-3) имеет довольно значи-
тельные размеры (в плане 155X65 м, высота 20 м). Металлическое
исполнение кровли облегчает выполнение защиты объекта от пря-
мого удара молнии. Молниезащитные мероприятия сводятся к на-
дежному заземлению кровли. Токоотводы (сталь круглая диаметром
12 мм) прокладываются по стенам здания; расстояние между токо-
отводами выбрано в пределах 25—30 м. Каждый токоотвод имеет
индивидуальный очаг заземления, состоящий из двух электродов
(сталь угловая № 5, 1=3 м) с горизонтальными связями (сталь
полосовая 40X4 мм).
Научно-исследовательский институт. На рис. 5-4 представлена
молниезащита крупного научно-исследовательского института. Строи-
тельный комплекс НИИ состоит из трех корпусов. Два корпуса А
и Б имеют размеры в плане 213X18 м при высоте 4С м; третий
НО
корпус, меньших габаритов, находится в зоне защиты, создаваемой
крайними корпусами. Все корпуса железобетонные (каркас с колон-
нами и перекрытиями).
Защита от прямых ударов молнии производится наложением
на плоскую кровлю корпусов А и Б металлической сетки (сталь
полосовая 25X4 мм), присоединенной через 20—30 м к железо-
бетонным колоннам, используемым в качестве токоотводов. С учетом
специальных требований для выравнивания потенциалов в полу
первого, второго и четвертого этажей прокладывается контур (сталь
полосовая 25X4 мм), к которому присоединяются все металличе-
ские трубопроводы и несущие конструкции объекта. Каждый токо-
отвод имеет индивидуальный очаг заземления (два электрода из
угловой стали с горизонтальными связями). Молниеприемные за-
землители объединены при помощи контура с защитным заземле-
нием включенного в проект подстанций. Результирующая величина
сопротивления заземляющего устройства объекта растеканию тока
составляет 1—2 Ом.
Стадион. В комплекс спортивных сооружений стадиона входят
главная спортивная арена, крытый зал, открытые площадки для
ручных игр, футбольное поле и плавательный бассейн. С учетом
интенсивной грозовой деятельности в районе стадиона для основных
его объектов, где имеет место большое скопление люден, предусма-
триваются средства защиты от прямого удара молнии. Защита глав-
ной спортивной арены (рис. 5-5) производится при помощи уста-
новки ряда молниеотводов на внешней (/7=8 м) и внутренней
Вид4
института.
(77=4 м) сторонах железобетонного
навеса над ареной. В качестве токо-
отводов использована арматура желе-
зобетонных колонн, ’в которых сдела-
ны соответствующие выпуски для со-
единения с молниеотводом и зазем-
ляющим устройством. Заземляющее
устройство объединено с защитным
заземлением электроустановок ста-
диона н выполнено в виде контура
(сталь полосовая 40X4 мм) с оча-
гами заземления (труба чугунная
диаметром 100 мм, 7 = 3 м).
Пионерский лагерь. В комплекс
пионерского лагеря обычно входят
спальные корпуса, столовая, душевой
павильон, изоляторы, клуб, общежи-
тие и административный корпус.
Упомянутые объекты имеют площади
в пределах 150—250 м2 и высоту, не
превышающую 7—8 м. Строительным
материалом для зданий является де-
рево или кирпич, кровля покрывается
черепицей илн волнистым асбестоце-
ментным шифером. Для всех объек-
тов пионерского лагеря принимается,
как правило, единая система защиты:
устройство защитной сетки на кров-
ле и присоединение ее токоотводами
к заземляющим устройствам, распо-
Ш
Рис. 5-2. Молниезащита памятника архитектуры
112
Рис. 5-3. Молниезащита больницы.

□	[ □ п п □
□	in □ □ □
и

113
/) -/!
Рис. 5-4. Молниезащита научно-исследовательского института.
Рис. 5-5. Молниезашита стадиона.
лоЖенным по углам зданий. Защитная сетка крепится к деревянной
обшивке кровли и закрывается кровельными плитами.
Пример молниезащиты спального корпуса пионерского лагеря
представлен на рис. 5-6. Вариантом молниеприемного устройства
Рис. 5-6 Молниезащита пионерского лагеря.
в рассматриваемом случае могла бы служить стальная проволока
диаметром 5—6 мм, натянутая на расстоянии 200—300 мм от
конька крыши {Л. 1].
Пансионат. Использование металлической сетки, уложенной на
кровле, в качестве молниеотвода является оптимальным для боль-
шинства объектов III категории, имеющих неметаллическую кровлю.
116
Пример такого выполнения защиты от прямых ударов молнии зда-
ния пансионата приведен па рис. 5-7. На парапетах плоской кровли
объекта укладывается экранирующая полс-.'а (сталь полосовая
20X4 мм); к полосе присоединяются все дефлекторы и вытяжные
трубы. Сочетание экранирующей полосы и ответвлений от вентиля-
ционных шахт создает систему типа защитной сетки. В качестве
вертикальных токоотводов (от сетки к заземляющему устройству)
используются внутренние водоводы. В целях выравнивания потен-
циала внутри объекта по плитам перекрытий третьего этажа преду-
смотрен контур (сталь полосовая 20X4 мм), к которому присоеди-
няются все металлические трубопроводы, электропроводка и конст-
рукции. Заземляющее устройство для отводов токов молнии
используется также в качестве защитного для электроустановок
объекта. Заземляющее устройство выполнено в виде контура,
включающего вертикальные электроды (сталь угловая № 5, 1 =
=2,5 м) с горизонтальными связями (сталь полосовая 40X4 мм).
5-3. Сельскохозяйственные объекты
Наиболее надежным видом защиты для объектов, предназначен-
ных для размещения домашних животных, является защита от-
дельно стоящими молниеотводами с удаленными от объекта зазем-
лителями [Л. 6]. На рис. 5-8 представлено устройство защиты
коровника от прямого удара молнии. Молниезащита выполнена
при помощи отдельно стоящего молниеотвода /7=19 м и молниеот-
вода /7=6,5 м, установленного на силосной башне объекта, т. е.
вне зоны нахождения животных. Зона защиты, создаваемая мол-
ниеотводами, полностью «закрывает» сооружение от удара молнии
117

на всех его расчетных отметках. Для исключения опасности для
животных при ударе молнии в отдельно стоящий молниеотвод
последний отнесен от сооружения на 4,5 м, а его заземляющее
устройство на 5,5 м. Отдельно стоящий молниеотвод представляет
собой одностоечную деревянную опору на железобетонных пристав-
ках с металлическим молниеприемником. Молниеотвод, установлен-
ный на силосной башне, выполнен из деревянной стойки, заканчи-
вающейся также металлическим молниеприемником. В зависимости
от грунтовых условий заземляющие устройства предложены в двух
вариантах (1-й вариант — горизонтальный двухлучевой, 2-й ва-
риант— вертикальные электроды с горизонтальными связями).
Защита сооружений для размещения домашнего скота может
быть выполнена при помощи молниеотводов (стержневых, сетча-
тых), установленных на кровле объекта. При этом следует считаться
с возможностью поражения животных шаговыми напряжениями,
возникающими при ударе молнии непосредственно в молниеотвод.
При этом варианте молниезащиты представляется целесообраз-
ной прокладка под полом металлической сетки, которая вследсгвие
своей равномерной электропроводности исключает возможность воз-
никновения опасной разности потенциалов [Л. 6]. Сетка (стальная
проволока диаметром 6—8 мм с ячейками шириной 1—1,5 м) за-
кладывается на глубине 15—20 см от поверхности пола и присоеди-
няется к заземляющему устройству защиты от прямого удара
молнии.
С учетом повышенной чувствительности животных к разности
потенциалов и электрическому току должны приниматься особые
меры для защиты рассматриваемых объектов от высоких потенциа-
лов и предупреждающие возможности прикосновения животных
к токоведущим частям. В этих целях сеть пневмодоения и авто-
поилок должна быть надежно заземлена, а ее элементы в необхо-
димых местах должны иметь изолирующие пластмассовые вставки.
Комбикормовый цех. На рис. 5-9 представлен общий вид объек-
та с молниезащитными устройствами. Молниезащита выполнена при
помощи трех молниеотводов Н=5 м, установленных на кровле зда-
ния. Благоприятная характеристика (высокая электропроводность)
слоев земли, расположенных на глубине 0,7—0,8 м от поверхности,
позволила применить простейший тип заземляющего устройства —
двухлучевой и однолучевой горизонтальные заземлители.
Список литературы
1.	Указания по проектированию п устройству молниезащиты
зданий и сооружений, М. Изд-во литературы по строительству, 1970,
32 с.
2.	Вайнер А. Л., Шеренцис А. Н. Заземляющие устройства на
лннин электропередачи 110—500 кВ. — «Электрические станции»,
1961, № 1, с. 78—85.
3.	Ослон А. Б. Расчет некоторых видов сложных заземлите-
лей.— «Электричество», 1958, № 4, с. 58—61.
4.	Бургсдорф В. В. Расчет заземлений в неоднородных грун-
тах.— «Электричество». 1959, № 1, с. 15—25.
5.	Вайнер А. Л. Стекание тока с элементов железобетонных
фундаментов опор линий электропередачи. — «Электричество», 1960,
№ 12, с. 34—39.
6.	Стекольников Н. С., Борисов В. Н., Смирнов И. Г. Грозо-
защита зданий и сооружений в сельской местности. М., Изд-во Ми-
нистерства коммунального хозяйства. М., 1957, 86 с.
7.	Ларионов В. П. Защита жилых домов и производственных
сооружений от молнии. М., «Энергия», 1974, 55 с.
8.	Найфельд М. Р. Заземление, защитные меры безопасности.
М., «Энергия», 1971, 312 с.
9.	Долгинов А. И. Перенапряжения в электрических системах.
М., Госэнергоиздат, 1962, 511 с.
10.	Стекольников И. С. Физика молнии и грозозащита. М.,
Изд-во АН СССР, 1943, 227 с.
11.	Бабиков М. А., Комаров Н. С., Сергеев А. С. Техника высо-
ких напряжений. М., Госэнергоиздат, 1963, 670 с.
12.	Грозозащита промышленных сооружений и зданий. М.,
Изд-во АН СССР, 1961, 202 с. Авт.: И. С. Стекольников, В. С. Ко-
мельков, А. Ф. Богомолов, Ф. А. Лихачев, Б. Н. Борисов, А. М. Лок-
шин.
13.	Хорват Т. Природа молнии и теория грозозащиты. — «Элек-
тротехника», 1961, № 11 (Венгрия), с. 47.
14.	Комельков В. С. Термические воздействия токов молнии.—
«Электричество», № 4, 1946, с. .36—38.
15.	Акопян А. А. Вероятность поражения молнией линий элек-
тропередач и других возвышенных объектов. — «Электрические стан-
ции», 1940, № 3, с. 18—20.
16.	Майкопар А. С. Арматура железобетонных опор для отвода
токов молнии и токов короткого замыкания. — «Электрические стан-
ции», 1960, № 9.
17.	Правила устройства электроустановок. Изд. 4-е. М., «Энер-
гия», 1966, 464 с.
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие............................................. 3
Глава первая
Основные характеристики грозовой деятельности и разрядов
молнии
1-1. Интенсивность грозовой деятельности ....	4
1-2. Основные параметры тока молнии................ 7
1-3. Воздействия тока молнии....................... 8
1-4. Вторичные проявления удара молнии ....	10
Глава вторая
Методы молниезащиты
2-1. Общие положения............................. .	14
2-2.	Классификация зданий и сооружений ....	15
2 3.	Защита от прямых ударов молнии................19
2-4.	Защита от вторичных воздействий молнии ...	46
2-5.	Защита от заноса высоких потенциалов ....	49
2-6. Определение расстояний от элементов молниеотвода
до защищаемого сооружения......................52
2-7.	Заземляющие устройства........................57
Глава третья
Конструктивное выполнение устройств молниезащиты
3-1. Общие положения................................71
3-2. Молниеприемники...............................72
3-3. Токоотводы....................................78
3-4. Несущие конструкции	молниеотводов ....	82
3-5. Заземляющие устройства........................92
Глава четвертая
Молниезащита промышленных объектов
4-1. Общие положения...............................95
4-2. Примеры выполнения молниезащиты промышленных
объектов.......................................95
4-3. Молниезащита крупногабаритных и специальных
промышленных объектов.........................106
Глава пятая
Молниезащита городских и сельскохозяйственных объектов
5-1. Общие положения................................107
5-2. Городские объекты............................109
5-3. Сельскохозяйственные объекты.................117
Список литературы......................................120
Цена 34 коп.