Основни методи на конвенционална мълниезащита.

Конвенционалната мълниезащита /пасивен гръмоотвод/ най-масово познатият метод. Използват се пасивни елементи по принципа на Франклиновия прът и Фарадеев кафез. Конвенционалните мълниезащитни инсталации се проектират и изграждат на база на три основни метода.

Метод на ъгъла
Метод на въртящата се сфера
Метод на мрежата

МЕТОД НА ЪГЪЛА


  

 Фиг. 1. Прилагане на метода на ъгъла

Методът на ъгъла не се прилага за височина над 60 m. Колкото е по-висок защитавания обект, толкова ъгълът на защита намалява и за сгради над 60 m не е определен ъгъл на защита, независимо от нивото на защита. Това е така, защото мълнии, които попадат странично на дадена сграда или обект удряйки една от страните не могат да бъдат засечени, когато височината на сградата е над 60 метра.

 

Таб.1. Ъгъл на защита според височината в метри и нивото на защита

Ъгълът   не се променя за стойности на h, по-малки от 2 m.
При проектирането на мълниезащитна уредба по метода на ъгъла мълниеприемниковите пръти се поставят така, че чрез ъглите, които образуват да предпазят цялата повърхност на защитавания обект.


Проектирането и изграждането на мълниезащитни уредби по метода на ъгъла се прилага предимно при мълниезащита на еднофамилни, многофамилни къщи и селскостопански сгради и обекти. Приложението на този метод зависи от височината на мълниеприемниците и от местата за тяхното закрепване. Използва се основно при проектирането на прътови мълниеприемници (тип Франклинов прът).
Мълниезащитната зона има формата на прав кръгов конус с връх съвпадащ с върха на мълниеприемника и ъгъл при върха.

 

  

                                                                                                                    Фиг. 2. Мълниезащитна зона на вертикална мълниеприемна мачта

A – връх на мълниеприемника;
  - мълниезащитен ъгъл;
B - защитавана повърхност;
h1 - височината на мълниеприемната мачта над защитаваната повърхност;
OC - радиусът на защитаваната повърхност, който се определя по формулата ОС = h1.tg

МЕТОД НА ВЪРТЯЩАТА СЕ СФЕРА

   

 Фиг. 3. Прилагане на метода на въртящата се сфера

Методът на въртящата се сфера се използва за сгради и съоръжения с неправилна геометрична конструкция, които са с различни височини и нива. Този метод се характеризира с фиктивни "въртящи се сфери" по външната страна на сградата от всички посоки и намирането на допирни точки на сградата със сферата. В тези допирни точки се изгражда мълниезащитната инсталация. Мълниезащитните пръти /гръмоотводи/ трябва да се поставят така, че при превъртанията си избраната сфера да не докосва, която и е било част на сградата. По този начин, въртящата се сфера няма преки допирни точки със сградата и защитеното пространство. За защитени се считат точките намиращи се върху повърхността на сферата и повърхността на защитавания обект.
Най-голяма вероятност да бъдат ударени от мълнии са точките, в които сферата се опира в различни части на обекта и земята.
Разстоянието на последната стъпка (преди да удари мълнията) от спускащия се низходящ лидер се нарича поразяващо разстояние и се определя от амплитудата на тока на мълнията. Това поразяващо разстояние може да бъде представено от фиктивна въртяща се сфера с радиус равен на поразяващото разстояние. Поразяващото разстояние R се изчислява по формулата:

R сфера: 10 x (I)0.65
Където I: токът на първоначалния обратен лидер в KA
Стойностите на R се измерват в метри (m)

 

Таб.2. Съотношение на мнималните стойности на тока на мълнията и радиусите на въртящата се сфера за даденото ниво на защита

Извод: Мълнията няма да порази защитавания обект и пространството около него, ако радиусът на действие (поразяващо разстояние) е по-голямо от радиуса на сферата.

 

МЕТОД НА МРЕЖАТА

Фиг. 4. Прилагане метода на мрежата

Изграждането на мълниезащитни уредби по методът на мрежата се прилага за различни по вид сгради и обекти независимо от височината им и структурата на покрива(плосък, скатен).

Приема се, че мълниезащитната мрежа защитава цялата равнинна повърхност на сградата, когато са изпълнени следните условия:


1. Проводниците на мълниеприемната мрежа са разположени на:
всички ръбове на покрива;
стрехите на покрива;
билото на покрива, когато наклонът на покрива е по-голям от 1/10;

2. Проектирането и изграждането на мълниеприемната мрежа да дава възможност на тока на мълнията да протича към заземителите най-малко през два токоотвода;
3. Извън защитаваната зона не излизат (стърчат) метални конструкции, надпокривни съоръжения и елементи (например комини с височина над 0,3 m и др.).

Максималните стойности на размера на мълниеприемната мрежа(клетка) в зависимост от нивото на мълниезащита може да видите от таблицата по-долу.

  

  Таб.3. Максимални размери на мрежата в зависимост от нивото на защи

 

инж. Иво Иванов