Действующий
Обычные объекты - жилые и административные строения, а также здания и сооружения, высотой не более 60 м, предназначенные для торговли, промышленного производства, сельского хозяйства.
объекты, представляющие опасность для социальной и физической окружающей среды (объекты, которые при поражении молнией могут вызвать вредные биологические, химические и радиоактивные выбросы);
прочие объекты, для которых может предусматриваться специальная молниезащита, например, строения высотой более 60 м, игровые площадки, временные сооружения, строящиеся объекты.
┌──────────────┬───────────────────┬────────────────────────────────────┐
│ Объект │ Тип объекта │ Последствия удара молнии │
├──────────────┼───────────────────┼────────────────────────────────────┤
│Обычный │Жилой дом │Отказ электроустановок, пожар и │
│ │ │повреждение имущества. Обычно │
│ │ │небольшое повреждение предметов, │
│ │ │расположенных в месте удара молнии │
│ │ │или задетых ее каналом │
│ ├───────────────────┼────────────────────────────────────┤
│ │Ферма │Первоначально - пожар и занос │
│ │ │опасного напряжения, затем - потеря │
│ │ │электропитания с риском гибели │
│ │ │животных из-за отказа электронной │
│ │ │системы управления вентиляцией, │
│ │ │подачи корма и т.д. │
│ ├───────────────────┼────────────────────────────────────┤
│ │Театр; школа; │Отказ электроснабжения (например, │
│ │универмаг; │освещения), способный вызвать │
│ │спортивное │панику. Отказ системы пожарной │
│ │сооружение │сигнализации, вызывающий задержку │
│ │ │противопожарных мероприятий │
│ ├───────────────────┼────────────────────────────────────┤
│ │Банк; страховая │Отказ электроснабжения (например, │
│ │компания; │освещения), способный вызвать │
│ │коммерческий офис │панику. Отказ системы пожарной │
│ │ │сигнализации, вызывающий задержку │
│ │ │противопожарных мероприятий. Потери │
│ │ │средств связи, сбои компьютеров с │
│ │ │потерей данных │
│ ├───────────────────┼────────────────────────────────────┤
│ │Больница; детский │Отказ электроснабжения (например, │
│ │сад; дом для │освещения), способный вызвать │
│ │престарелых │панику. Отказ системы пожарной │
│ │ │сигнализации, вызывающий задержку │
│ │ │противопожарных мероприятий. Потери │
│ │ │средств связи, сбои компьютеров с │
│ │ │потерей данных. Необходимость помощи│
│ │ │тяжелобольным и неподвижным людям │
│ ├───────────────────┼────────────────────────────────────┤
│ │Промышленные │Дополнительные последствия, │
│ │предприятия │зависящие от условий производства - │
│ │ │от незначительных повреждений до │
│ │ │больших ущербов из-за потерь │
│ │ │продукции │
│ ├───────────────────┼────────────────────────────────────┤
│ │Музеи и │Невосполнимая потеря культурных │
│ │археологические │ценностей │
│ │памятники │ │
├──────────────┼───────────────────┼────────────────────────────────────┤
│Специальный с │Средства связи; │Недопустимое нарушение коммунального│
│ограниченной │электростанции; │обслуживания (телекоммуникаций). │
│опасностью │пожароопасные │Косвенная опасность пожара для │
│ │производства │соседних объектов │
├──────────────┼───────────────────┼────────────────────────────────────┤
│Специальный, │Нефтеперерабатываю-│Пожары и взрывы внутри объекта и в │
│представляющий│щие предприятия; │непосредственной близости │
│опасность для │заправочные │ │
│непосредствен-│станции; │ │
│ного окружения│производства петард│ │
│ │и фейерверков │ │
├──────────────┼───────────────────┼────────────────────────────────────┤
│Специальный, │Химический завод; │Пожар и нарушение работы │
│опасный для │атомная │оборудования с вредными │
│экологии │электростанция; │последствиями для окружающей среды │
│ │биохимические │ │
│ │фабрики и │ │
│ │лаборатории │ │
└──────────────┴───────────────────┴────────────────────────────────────┘
При строительстве и реконструкции для каждого класса объектов требуется определить необходимые уровни надежности защиты от прямых ударов молнии (ПУМ). Например, для обычных объектов может быть предложено четыре уровня надежности защиты, указанные в табл. 2.2.
┌──────────────────────────────────┬────────────────────────────────────┐
│ Уровень защиты │ Надежность защиты от ПУМ │
├──────────────────────────────────┼────────────────────────────────────┤
│ I │ 0,98 │
│ │ │
│ II │ 0,95 │
│ │ │
│ III │ 0,90 │
│ │ │
│ IV │ 0,80 │
└──────────────────────────────────┴────────────────────────────────────┘
Для специальных объектов минимально допустимый уровень надежности защиты от ПУМ устанавливается в пределах 0,9 - 0,999 в зависимости от степени его общественной значимости и тяжести ожидаемых последствий от ПУМ по согласованию с органами государственного контроля.
По желанию заказчика в проект может быть заложен уровень надежности, превышающий предельно допустимый.
Параметры токов молнии необходимы для расчета механических и термических воздействий, а также для нормирования средств защиты от электромагнитных воздействий.
Для каждого уровня молниезащиты должны быть определены предельно допустимые параметры тока молнии. Данные, приведенные в нормативе, относятся к нисходящим и восходящим молниям.
Соотношение полярностей разрядов молнии зависит от географического положения местности. В отсутствие местных данных принимают это соотношение равным 10% для разрядов с положительными токами и 90% для разрядов с отрицательными токами.
Механические и термические действия молнии обусловлены пиковым значением тока I, полным зарядом Q_полн, зарядом в импульсе Q_имп и удельной энергией W/R. Наибольшие значения этих параметров наблюдаются при положительных разрядах.
Повреждения, вызванные индуцированными перенапряжениями, обусловлены крутизной фронта тока молнии. Крутизна оценивается в пределах 30%-ного и 90%-ного уровней от наибольшего значения тока. Наибольшее значение этого параметра наблюдается в последующих импульсах отрицательных разрядов.
┌────────────────────────────────────────┬──────────────────────────────┐
│ Параметр молнии │ Уровень защиты │
│ ├─────────┬─────────┬──────────┤
│ │ I │ II │ III, IV │
├────────────────────────────────────────┼─────────┼─────────┼──────────┤
│Пиковое значение тока I, кА │ 200 │ 150 │ 100 │
├────────────────────────────────────────┼─────────┼─────────┼──────────┤
│Полный заряд Q_полн, Кл │ 300 │ 225 │ 150 │
├────────────────────────────────────────┼─────────┼─────────┼──────────┤
│Заряд в импульсе Q_имп, Кл │ 100 │ 75 │ 50 │
├────────────────────────────────────────┼─────────┼─────────┼──────────┤
│Удельная энергия W/R, кДж/Ом │ 10 000 │ 5 600 │ 2 500 │
├────────────────────────────────────────┼─────────┼─────────┼──────────┤
│Средняя крутизна di/dt_30/90%, кА/мкс │ 200 │ 150 │ 100 │
└────────────────────────────────────────┴─────────┴─────────┴──────────┘
Плотность ударов молнии в землю, выраженная через число поражений 1 км2 земной поверхности за год, определяется по данным метеорологических наблюдений в месте размещения объекта.
Если же плотность ударов молнии в землю N_g неизвестна, ее можно рассчитать по следующей формуле, 1/(км2 x год):
2.3.4. Параметры токов молнии, предлагаемые для нормирования средств защиты от электромагнитных воздействий молнии
Кроме механических и термических воздействий ток молнии создает мощные импульсы электромагнитного излучения, которые могут быть причиной повреждения систем, включающих оборудование связи, управления, автоматики, вычислительные и информационные устройства и т.п. Эти сложные и дорогостоящие системы используются во многих отраслях производства и бизнеса. Их повреждение в результате удара молнии крайне нежелательно по соображениям безопасности, а также по экономическим соображениям.
Удар молнии может содержать либо единственный импульс тока, либо состоять из последовательности импульсов, разделенных промежутками времени, за которые протекает слабый сопровождающий ток. Параметры импульса тока первого компонента существенно отличаются от характеристик импульсов последующих компонентов. Ниже приводятся данные, характеризующие расчетные параметры импульсов тока первого и последующих импульсов (табл. 2.4 и 2.5), а также длительного тока (табл. 2.6) в паузах между импульсами для обычных объектов при различных уровнях защиты.
┌───────────────────────────────────────────┬───────────────────────────┐
│ Параметр тока │ Уровень защиты │
│ ├─────────┬────────┬────────┤
│ │ I │ II │III, IV │
├───────────────────────────────────────────┼─────────┼────────┼────────┤
│Максимум тока I, к А │ 200 │ 150 │ 100 │
├───────────────────────────────────────────┼─────────┼────────┼────────┤
│Длительность фронта T_1, мкс │ 10 │ 10 │ 10 │
├───────────────────────────────────────────┼─────────┼────────┼────────┤
│Время полуспада Т_2, мкс │ 350 │ 350 │ 350 │
├───────────────────────────────────────────┼─────────┼────────┼────────┤
│Заряд в импульсе Q_сум*, Кл │ 100 │ 75 │ 50 │
├───────────────────────────────────────────┼─────────┼────────┼────────┤
│Удельная энергия в импульсе W/R**, МДж/Ом │ 10 │ 5,6 │ 2,5 │
└───────────────────────────────────────────┴─────────┴────────┴────────┘
* Поскольку значительная часть общего заряда Q_сум приходится на первый импульс, полагается, что общий заряд всех коротких импульсов равен приведенной величине.
** Поскольку значительная часть общей удельной энергии W/R приходится на первый импульс, полагается, что общий заряд всех коротких импульсов равен приведенной величине.
┌───────────────────────────────────────────┬───────────────────────────┐
│ Параметр тока │ Уровень защиты │
│ ├─────────┬────────┬────────┤
│ │ I │ II │III, IV │
├───────────────────────────────────────────┼─────────┼────────┼────────┤
│Максимум тока I, кА │ 50 │ 37,5 │ 25 │
├───────────────────────────────────────────┼─────────┼────────┼────────┤
│Длительность фронта Т_1, мкс │ 0,25 │ 0,25 │ 0.25 │
├───────────────────────────────────────────┼─────────┼────────┼────────┤
│Время полуспада Т_2, мкс │ 100 │ 100 │ 100 │
├───────────────────────────────────────────┼─────────┼────────┼────────┤
│Средняя крутизна а, кА/мкс │ 200 │ 150 │ 100 │
└───────────────────────────────────────────┴─────────┴────────┴────────┘
┌───────────────────────────────────────────┬───────────────────────────┐
│ Параметр тока │ Уровень защиты │
│ ├─────────┬────────┬────────┤
│ │ I │ II │III, IV │
├───────────────────────────────────────────┼─────────┼────────┼────────┤
│Заряд Q_дл*, Кл │ 200 │ 150 │ 100 │
├───────────────────────────────────────────┼─────────┼────────┼────────┤
│Длительность Т, с │ 0,5 │ 0,5 │ 0,5 │
└───────────────────────────────────────────┴─────────┴────────┴────────┘