Атмосферное электричество -совокупность электрических явлений и процессов в атмосфере. На их развитие сильно влияют метеорологические факторы — облака, осадки, метели и т. п. Электрическое поле атмосферы обусловлено зарядами Земли и атмосферы. При грозе, метелях, осадках напряжённость электрического поля может резко менять направление и значение, достигая 1000 В/м. Атмосфера непрерывно ионизуется под действием космических лучей, излучения радиоактивных веществ в земной коре и в атмосфере, ультрафиолетового и корпускулярного излучения Солнца. В атмосфере возникают электрические токи, обусловленные движением ионов и электронов под действием электрического поля (токи проводимости), переносом объёмных зарядов (конвективные токи), значит, и быстрым изменением электрического поля (токи смещения), а также токи при разрядах – молнии. Грозы (и молнии) относятся к опасным метеорологическим явлениям.
Гроза– атмосферное явление, при котором в кучево-дождевых облаках или между облаком и земной поверхностью возникают сильные электрические разряды – молнии, сопровождающиеся громом.
Молния – гигантский электрический искровой разряд между облаками или облаками и земной поверхностью, длиной несколько километров, диаметром десятки сантиметров и длительностью десятые доли секунды. Кроме линейной молнии, иногда наблюдается шаровая молния. Последствиями воздействия молнии являются взрывы, пожары, разрушения зданий, сооружений, оборудования, поражение людей и животных. Мероприятия по защите от молнии определяются «Инструкцией по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций СО 153-34.21.122-2003».
Молниезащита – комплекс средств, включает в себя устройства защиты от прямых ударов молнии [внешняя молниезащитная система (МЗС)] и устройства защиты от вторичных воздействий молнии (внутренняя МЗС). В частных случаях молниезащита может содержать только внешние или только внутренние устройства. В общем случае часть токов молнии протекает по элементам внутренней молниезащиты.
Внешняя МЗС может быть изолирована от сооружения (отдельно стоящие молниеотводы — стержневые или тросовые, а также соседние сооружения, выполняющие функции естественных молниеотводов), или может быть установлена на защищаемом сооружении и даже быть его частью. Внешняя МЗС в общем случае состоит из молниеприемников, токоотводов и заземлителей. Во всех случаях система защиты от прямых ударов молнии выбирается так, чтобы максимально использовались естественные молниеотводы, а если обеспечиваемая ими защищенность недостаточна — в комбинации со специально установленными молниеотводами. Выбор типа и высоты молниеотводов производится исходя из значений требуемой надежности. Высоту молниеотводов можно снизить, если вместо стержневых конструкций применять тросовые, особенно при их подвеске по внешнему периметру объекта.
Внутренние МЗС предназначены для ограничения электромагнитных воздействий тока молнии и предотвращения искрений внутри защищаемого объекта.
Молниеприемники могут состоять из произвольной комбинации стержней, натянутых проводов (тросов), сетчатых проводников (сеток), могут быть специально установленными, в том числе на объекте, либо их функции выполняют конструктивные элементы защищаемого объекта — естественные молниеприемники.
Естественные молниеприемники — конструктивные элементы зданий и сооружений: а) металлические кровли защищаемых объектов при условии, что: — обеспечена электрическая непрерывность между разными частями на долгий срок; — толщина металла кровли (для защиты от повреждения или прожога) составляет не менее (мм): железо 4, медь 5, алюминий 7, и не менее 0,5 мм, если под кровлей нет горючих материалов; — кровля не имеет изоляционного покрытия (слой антикоррозионной краски, асфальтового покрытия 0,5 мм, или пластикового покрытия 1 мм не считается изоляцией); — неметаллические покрытия на/или под металлической кровлей не выходят за пределы защищаемого объекта; б) металлические конструкции крыши (фермы, соединенная между собой стальная арматура); в) металлические элементы типа водосточных труб, украшений, ограждений по краю крыши и т.п., если их сечение не меньше значений, предписанных для обычных молниеприемников; г) технологические металлические трубы и резервуары, если они выполнены из металла толщиной не менее 2,5 мм, если прожог металла не приведет к опасным последствиям; д) металлические трубы и резервуары, толщиной не менее (мм): железо 4, медь 5, алюминий 7, если повышение температуры с внутренней стороны объекта в точке удара молнии не представляет опасности.
Токоотводы — должны располагаться так, чтобы между точкой поражения и землей ток растекался по нескольким параллельным кратчайшим путям. Для изолированных от объекта стержневых молниеприемников предусматривают не менее одного токоотвода, для тросовых и сетчатых не менее двух. При неизолированных МЗС токоотводы располагаются по периметру защищаемого объекта вблизи углов зданий на расстоянии 10-25 м друг от друга, в зависимости от уровня защиты, и соединяют горизонтальными поясами вблизи поверхности земли и через каждые 20 м по высоте здания. Токоотводы прокладываются по прямым и вертикальным линиям, кратчайшим путем на удалении от окон и дверей, изолированно от сгораемых конструкций. Естественные токоотводы – задействованные элементы зданий, в качестве которых могут быть использованы: а) металлические конструкции (в том числе с изоляционным покрытием), если обеспечена их надежная электрическая непрерывность и необходимые размеры; б) металлический каркас здания или сооружения; в) соединенная между собой стальная арматура здания или сооружения; г) части фасада, профилированные элементы и опорные металлические конструкции фасада толщиной не менее 0,5 мм, если их размеры соответствуют требованиям, а металлическая арматура железобетонных строений – при условии ее электрической непрерывности, если 50 % соединений стержней выполнены сваркой, болтовым креплением или вязкой проволокой.
Классификация зданий и сооружений по устройству молниезащиты -определяется по опасности ударов молнии для самого объекта и его окружения. Объекты подразделяют на обычные и специальные.
Обычные объекты- жилые и административные строения, а также здания и сооружения, высотой не более 60 м, предназначенные для торговли, промышленного производства, сельского хозяйства. Например: жилой дом, ферма, театр; школа; универмаг; спортивное сооружение, банк; страховая компания; коммерческий офис, больница; детский сад; дом для престарелых, промышленные предприятия, музеи и археологические памятники Специальные объекты: объекты, представляющие опасность для непосредственного окружения; 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.
Специальные объекты с ограниченной опасностью: средства связи; электростанции; пожароопасные производства.
Уровень надежности молниезащиты определяют для каждого класса объектов. Для обычных объектоврекомендуемый уровень надежности 0,8-0,95, для специальных объектовминимально допустимый в пределах 0,9 — 0,999 в зависимости от степени его общественной значимости и тяжести ожидаемых последствий (по согласованию с органами государственного контроля).
rx
Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода высотой h — круговой конус высотой h0
Таблица 11.2.1. Расчет зоны защиты одиночного стержневого молниеотвода
Надежность защиты
Высота молниеотвода h, м
Высота конуса h0, м
Радиус конуса r0, м
0,9
от 0 до 100
0,85h
1,2h
от 100 до 150
0,85h
[1,2 — 10 -3 (h — 100)]h
0,99
от 0 до 30
0,8h
0,8h
от 30 до 100
0,8h
[0,8 — 1,4310 -3 (h — 30)]h
от 100 до 150
[0,8 — 10 -3 (h — 100)]h
0,7h
0,999
от 0 до 30
0,7h
0,6h
от 30 до 100
[0,7 — 7,1410 -4 (h — 30)]h
[0,6 — 1,4310 -3 (h — 30)]h
от 100 до 150
[0,65 — 10 -3 (h — 100)]h
[0,5 — 210 -3 (h — 100)]h
Рис.11.2.1. Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода Для зоны защиты требуемой надежности (рис.) радиус горизонтального сечения rxна высоте hх определяется по формуле: .
Литература: [30, 31]
Дата добавления: 2017-01-13 ; просмотров: 1007 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
Источник
Защита от атмосферного электричества
Атмосферное электричество проявляется в виде молний, элетростатической и электромагнитной индукции от грозового разряда. Все эти проявления опасны для жизни людей. Молнияпредставляет собой разряд между разноименно заряженными облаками или между ними и землей, происходящий за тысячные доли секунды и сопровождается громом, вследствие быстрого расширения нагретого воздуха, и протеканием тока в десятки километров и величиной 200 кА и более. В канале молнии температура может достигать несколько десятков тысяч градусов.
Возможны поражения людей, как прямым попаданием молнии, так и вторичным проявлением грозового разряда, из-за удара молнии в возвышенные предметы (дерево, здание и т.д.). Возникающее большое шаговое напряжение на поверхности земли действует в радиусе 10 ¸ 15 м от места удара.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ. Молниезащита представляет собой комплекс мероприятий, направленных на предотвращение прямого удара молнии в здание (сооружения) или на устранение опасных последствий, связанных с прямым ударом.
Эффективным средством защиты от прямых ударов молнии служит молниеотвод — устройство, рассчитанное на непосредственный контакт с каналом молнии и отводящее её ток в землю. Различают два типа зон защиты – А и Б. Зона защиты типа А обладает вероятностью защиты 99,5%, а типа Б — 95%.
Зона защиты молниеотвода— пространство, внутри которого здание или сооружение защищено от прямых ударов молнии с надежностью не ниже определенного значения.
В общем случае молниеотвод состоит из опоры; молниеприемника, непосредственно воспринимающего удар молнии; токоотвода, по которому ток молнии передается в землю; заземлителя, обеспечивающего растекание тока молнии в земле.
В некоторых случаях функции опоры, молниеприемника и токоотвода совмещаются, например, при использовании в качестве молниеотвода металлических труб или ферм.
Широкое распространение получили стержневые молниеотводы.
Молниеотводы разделяются на отдельно стоящие, обеспечивающие растекание тока молнии, минуя объект, и установленные на самом объекте. При этом растекание тока происходит по контролируемым путям так, что обеспечивается низкая вероятность поражения людей (животных), взрыва или пожара.
При установке молниеотводов на защищаемом объекте и невозможности использования в качестве токоотводов металлических конструкций здания токоотводы должны быть проложены к заземлителям по наружным стенам здания кратчайшими путями.
В качестве заземлителей молниезащиты допускается использовать все рекомендуемые заземлители электроустановок, за исключением нулевых проводов воздушных линий электропередачи напряжением до 1 кВ.
Ниже приводятся основные формулы для расчета зон защиты стержневых молниеотводов при их высоте, не превышающей 60 м.
Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода высотой h представляет собой круговой конус (рис.18.2), вершина которого находится на высоте ho
Для защиты от атмосферного электричества все здания и сооружения должны содержать молниеотводы.
ВЫВОДЫ ПО РАЗДЕЛУ 3
При изучении раздела «Основы электроники, электрические измерения и электробезопасность» рассмотрены назначение и принцип работы современной элементной базы электронных устройств: полупроводниковых приборов, интегральных микросхем и микропроцессоров. Кроме того, рассмотрены устройство и принцип действия вторичных источников электроэнергии: выпрямителей, инверторов, конверторов и преобразователей частоты.
Рассмотренные устройства и принципы работы электроизмерительных приборов, а также способы и методы измерения электрических параметров, позволят эффективно развивать навыки практического использования теоретических знаний.
Знания правил техники безопасности, в том числе мероприятий, обеспечивающих защиту от поражения электрическим током и умение оказания первой помощи при поражении электрическим током, являются актуальными вопросами в жизни современного человека.
Ведущий преподаватель ст.преподаватель _________Хамула А.А.
Источник
Атмосферное электричество: опасности, меры защиты
Разряды атмосферного электричества (молнии) могут явиться причиной взрывов, пожаров, поражения людей. Разрушительное действие удара молнии очень велико, так как сила тока молнии достигает до 200 кА, напряжение до 150 MB. Помимо прямого удара, опасность представляет вторичное проявление молнии в виде электростатической и электромагнитной индукций, а также заноса в производственное помещение высоких потенциалов по проводам через наземные или подземные металлические коммуникации. При этом в местах разрыва электроцепи может возникнуть искрение, достаточное для воспламенения горючей среды. Способ защиты от молний выбирают в зависимости от назначения здания или сооружения, интенсивности грозовой деятельности в данном районе, ожидаемого количества поражений молний в год. Одним из основных мероприятий защиты от воздействия молнии является устройство молниеотводов. Молниеотвод создает определенную зону защиты, в пределах которой обеспечивается безопасность зданий и сооружений от прямых ударов молнии.
По конструкции молниеотводы разделяют на сгерж-нсные, тросовые и сетчатые. Молниеотвод состоит из несущей части (опоры), молниеприемника, токоотвода и заземлителя. Каждый молниеотвод имеет определенную зону действия, т. е. часть пространства, внутри которого с достаточной степенью надежности обеспечивается защита здания или сооружения от прямых ударов молнии. Внутри этой зоны выделяют зону А со степенью надежности’99,5 % и выше и зону Б со степенью надежности 95 % и выше. Для зоны Б высоту одиночного стержневого молниеотвода при известных величинах hх и гх определяют:h=(rx + 1,63 hх)/1,5. Защита от электростатической индукции осуществляется присоединением всех металлических корпусов оборудования и конструкций к специальному заземлителю, обеспечивающему сопротивление растекаемому току не менее 10 Ом. Для защиты от электромагнитной индукции трубопроводы и другие протяженные металлические предметы в местах их взаимного сближения на 10 см и менее соединяют привариваемыми металлическими перемычками через каждые 20 м длины, чтобы не допустить образования незамкнутых контуров. Для защиты от заноса высоких потенциалов перед вводом в сооружение подземные металлические коммуникации присоединяют к заземлителям защиты от электростатической индукции или защитному заземлению электрооборудования, а внешние наземные металлические конструкции и коммуникации — к заземлителю защиты от электростатической индукции. Кроме того, на ближайших двух опорах от здания наземные коммуникации присоединяют к заземлителям с импульсным сопротивлением не более 10 Ом.
Изоляция: виды, нормирование, периодичность контроля, меры безопасности
Надлежащее состояние изоляции электроустановок является одним из решающих факторов, определяющих электробезопасность. В свою очередь, состояние изоляции электроустановок зависит от уровня технической эксплуатации электрохозяйства.
В процессе эксплуатации электроустановок изоляция изменяет свои свойства вследствие нагревания рабочими и пусковыми токами, токами короткого замыкания и теплом от посторонних источников, в результате динамических усилий, коммутационных и атмосферных перенапряжений, механических воздействий (при прокладке, вибрации, изгибах и др.), действия окружающей среды (с повышенной или пониженной влажностью, с содержанием химически активной среды и т.д.) и просто стареет.
Низкий уровень сопротивления или повреждение изоляции является одной из причин электротравматизма, пожаров и аварий. Поэтому в каждом случае применения электрической аппаратуры, кабелей, проводов и т.п. нужно строго следить за тем, чтобы используемое электрооборудование по своим электротехническим данным соответствовало условиям эксплуатации.
Требования изоляции находят свое выражение в нормировании параметров, характеризующих её свойства при выпуске с завода и в процессе эксплуатации, а также в регламентировании условий испытания. Эти требования определены в правилах устройства электроустановок (ПУЭ), правилах технической эксплуатации электроустановок потребителей (ПТЭЭП) и РД 34.45-51.300-97 «Объем и нормы испытаний электрооборудования».
В практике эксплуатации электроустановок имеют место:
– испытание изоляции токоведущих частей повышенным напряжением промышленной частоты;
– постоянный непрерывный контроль состояния изоляции;
– периодический контроль (измерение) изоляции.
Испытание изоляции повышенным напряжением получило массовое применение пока лишь в установках напряжением выше 1000 В при проверке всех видов изоляции высоковольтной аппаратуры, оборудования подстанций и кабельных линий.
Постоянный контроль применяется при эксплуатации электроустановок, находящихся в особоопасных условиях труда (предприятия горнорудной, химической и др. отраслей промышленности), а также при эксплуатации передвижных электроустановок.
Под периодическим контролем изоляции понимают измерение её активного сопротивления в установленные правилами сроки, а также в случае обнаружения дефектов. Сопротивление изоляции обычно измеряют специальными приборами – мегаомметрами.
Для измерения сопротивления изоляции сетей обмоток электродвигателей, трансформаторов и др. электрических установок широко применяются мегаомметры типа М 1001 М, с помощью которых определяется величина сопротивления изоляции как между двумя различными токоведущими проводниками, так и между проводником и землей.
Источником тока в мегаомметрах типа М 11001 М служит генератор постоянного тока, который приводится во вращение при помощи рукоятки и может давать напряжение до 1000 В. Последовательно с генератором включен магнитоэлектрический прибор логометрической системы для измерения напряжения. Прибор снабжен шкалой, позволяющей по отклонению стрелки определить сопротивление изоляции.
Испытанию повышенным напряжением должны предшествовать тщательный осмотр и оценка состояния изоляции другими методами.
Перед проведением испытаний изоляции электрооборудования (за исключением вращающихся машин, находящихся в эксплуатации) наружная поверхность изоляции должна быть очищена от пыли и грязи, кроме тех случаев, когда испытания проводятся методом, не требующим отключения электрооборудования.
К внешней изоляции установок высокого напряжения относят изоляционные промежутки между электродами (проводами линий электропередачи (ЛЭП), шинами распределительных устройств (РУ), наружными токоведущими частями электрических аппаратов и т.д.), в которых роль основного диэлектрика выполняет атмосферный воздух. Изолируемые электроды располагаются на определенных расстояниях друг от друга и от земли (или заземленных частей электроустановок) и укрепляются в заданном положении с помощью изоляторов.
К внутренней изоляции относится изоляция обмоток трансформаторов и электрических машин, изоляция кабелей, конденсаторов, герметизированная изоляция вводов, изоляция между контактами выключателя в отключенном состоянии, т.е. изоляция герметически изолированная от воздействия окружающей среды корпусом, оболочкой, баком и т.д. Внутренняя изоляция как правило представляет собой комбинацию различных диэлектриков (жидких и твердых, газообразных и твердых).
1) основная изоляция:Изоляция, применяемая для частей оборудования, находящихся поднапряжением, с целью обеспечения защиты от поражения электрическим током;
2) дополнительная изоляция:Независимая изоляция, применяемая в дополнение к основнойизоляции для того, чтобы гарантировать защиту от поражения электрическим током в случае отказаосновной изоляции;
3) двойная изоляция:Изоляция, включающая основную и дополнительную изоляцию;
4) усиленная изоляция:Отдельная система изоляции, применяемая для частей под напряжением, которая обеспечивает степень защиты от поражения электрическим током, эквивалентную двойнойизоляции в условиях, определенных в настоящем стандарте.
НОРМИРОВАНИЕ: не менее 0,5Мом
Периодичность контроля:Измерение сопротивления изоляции электропроводки необходимо проводить при вводе электроустановки в эксплуатацию, а в дальнейшем по графику, утвержденному ответственным за электрохозяйство Потребителя, но не реже одного раза в три года. Измерения сопротивления изоляции в особоопасных помещениях и наружных установках требуется проводить не реже 1 раза в год.
Дата добавления: 2018-08-06 ; просмотров: 1470 ; Мы поможем в написании вашей работы!
Рис.11.2.1. Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода Для зоны защиты требуемой надежности (рис.) радиус горизонтального сечения rx на высоте hх определяется по формуле: 
.
