Защитен ефект на гръмоотводи и заземителни проводници на електропроводи
Защитният ефект нагръмоотводасе основава на "свойството на мълнията с по-голяма вероятност да удря по-високи и добре заземени обекти в сравнение с близки обекти с по-ниска височина. Следователно, на гръмоотвода, извисяващ се над защитения обект, се възлага функцията да прихваща мълния, която при липса на гръмоотвод би ударила обекта. Количественият защитен ефект на гръмоотвода се определя чрез вероятност за пробив - съотношението на броя на ударите на мълния в ny обект (брой пробиви) към общия брой удари на гръмоотвода и обекта.
Фиг. 11.22. Светкавично устройство.
Антенните LAN стълбове предпазват от повреда при директен удар на мълния от прътови гръмоотводи, които се монтират на входни, кабелни, контролни, разклонителни, преходни стълбове, както и на стълбове, които се сменят поради повреда от мълниеотводи. За гръмоотвод се използва стоманена линейна тел с диаметър 4. 5 мм, като долният край е прибран. Този кран се нарича заземителен проводник. Дължината на изхода на проводника на заземяващия електрод (фиг. 11.22) зависи от естеството на почвата и може да бъде равна на 1. 12 м. Дълбочиназаземителният електрод е равен на 0,10 м. Колкото по-голямо е съпротивлението на почвата, толкова по-голяма трябва да бъде дължината на изхода на заземителния проводник. На междинни и ъглови опори те обикновено не се огъват, а привеждат проводниците към задната част на стълба.
Опорите, върху които са монтирани искрови или газови разрядници, също са защитени с гръмоотводи. Съгласно правилата за безопасност, на опори, които пресичат или се приближават до VVL, на височина 30 cm от земята се прави празнина върху гръмоотвода, създавайки искрова междина с дължина 50 mm.
Ефективността на гръмоотвода е толкова по-голяма, колкото по-високо е разположен. Зоната на защитно действие на гръмоотвода се определя приблизително по формулата S=πh2, където h е височината на гръмоотвода.
Мълниезащитният кабеле заземен удължен гръмоотвод, опънат по протежение на въздушен електропровод върху жици.
В зависимост от местоположението, броя на проводниците на опорите на ВЛ, устойчивостта на почвата, класа на напрежение на ВЛ, необходимата степен на мълниезащита се монтират един или повече кабела. Височината на окачването на мълниезащитните въжета се определя в зависимост от ъгъла на защита, тоест ъгълът между вертикалата, преминаваща през кабела, и линията, свързваща кабела с най-външния проводник, който може да варира в широк диапазон и дори да бъде отрицателен.
На въздушни линии с напрежение до 20 kV мълниезащитните кабели обикновено не се използват. ВЛ 110-220 kV на дървени стълбове и ВЛ 35 kV (независимо от материала на стълбовете) най-често защитават само подходи към подстанции с кабел. Линии от 110 kV и повече върху метални и стоманобетонни опори са защитени с кабел навсякъде.
Като мълниезащитни кабели се използват стоманени въжета или понякога стоманено-алуминиеви проводници със стоманена сърцевина с увеличено напречно сечение. Стоманените въжета условно се обозначават с буквата С и цифри,посочвайки тяхната площ на напречното сечение (например C-35).
Ориз. 21.Определяне на гръмоотводната зона на модела
Ориз. 22.Зона на 100% поражение на гръмоотвода
Ориз. 23.Защитна зона на единичен гръмоотвод с височина до 60 m: А — височина на гръмоотвода; hx е височината на точка на границата на защитената зона: h& —h—hx — активна височина на гръмоотвода
Тази зона се нарича зона на 100% унищожаване на прътовия гръмоотвод. Второ, около гръмоотвода има зона с височина h, която не се влияе от разряди. Тази зона е защитена с гръмоотвод h. Минималното разстояние от вертикалата на BC, равно на r0=3,5/r, е радиусът на мълниезащитната зона на нивото на земята. Радиусът на защитната зона на произволна височина с гръмоотвод h също се определя чрез експерименти в лабораторията с помощта на прът с височина hx (виж фиг. 21), който имитира защитения обект и е в една равнина с електрод A и гръмоотвод h. Те се движат една спрямо друга. С различното им местоположение се получават определен брой изхвърляния. След това се намира максималното разстояние rx между пръта с височина hx и гръмоотвода с височина h, при което прътът не е засегнат от разряда. Това разстояние gh е радиусът на защитната зона на гръмоотвода на височина hx. Защитната зона на гръмоотвод с височина h, дефинирана по този начин, е „шатра“ (фиг. 23), с радиус rx, m, който „Ръководство за изчисляване на защитните зони на прътови и телени мълниеотводи“ [1] за гръмоотводи с височина до 60 m препоръчва изчисляването по формулата
където A е височината на гръмоотвода, m; hx е височината на точка на границата на защитената зона, m; fta = (ft—hx) — активна височина на гръмоотвода, m; R -коефициент за различни височини на гръмоотводи.