Устройство молниезащиты

 

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< >879828 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (Sl)M. Кл. (22) Заявлено 21. 09. 79, (21) 2823186/18-21 с присоединением заявки .% (23) Приоритет

Н 05 F 3/02

Гааударатаанный каиитет

СССР

Опубликовано 07. ) ) 8) Бюллетень ¹ 41 аа далаи изааретеннв н аткрытнй (53) УДK 621.319..74(088.8) Дата опубликования описания )О. 11.81 треста Электросетьизоляция" и Ленинградский политехнический институт им. М. И. Калинина (54) УСТРОЙСТВО МОЛНИЕЗАЩИТЫ

Изобретение относится к технике защиты промышленных, энергетических и других объектов от поражения молнией, в частности к молниеприемникам защитных мачт, и может быть использовано при разработке устройств молниезащитных

5 объектов .

Известны устройства молниезащиты, содержащие изолированные молниеприемники, установленные на стойках )), )0

Наиболее близким к изобретению является устройство молниезащиты, содержащее молниеприемник, установленный на мачте и присоединенный с помощью тросового молниеотвода к контуру эа15 земления 2 .

Недостатком таких устройств является невысокая надежность молниезащиты.

Цель изобретения — повьпаение надежности защиты объектов, Это достигается тем, что в устройстве молниезащиты, содержащем молниеприемник, установленный на мачте и присоединенный с помощью тросового молниеотвода к контуру заземления, молниеприемник выполнен в виде двух соосных оси мачты металлических колец, соединенных между собой проводящими элементами, при этом диаметр меньшего кольца составляет 0,3-0,8 диаметра большего кольца, а расстояние между кольцами 0,2-0 5 радиуса меньшего кольца. Кроме того, оно снабжено дополнительными токоотводами, присоединенными одним концом к кольцу большего диаметра, а другим — к тросовому молниеотводу.

На чертеже представлена конструктивная схема устройства, Устройство молниезащиты содержит мачту 1, молниеприкмник, выполненный в виде металлической конструкции, закрепленной над вершиной 2 мачты с помощью кронштейнов 3. Молниеприемник имеет тросовый. молниеотвод 4, закрепленный на кронштейнах и соединенный с заземляющим контуром 5, Метал879828

55 лическая конструкция выполнена в виде кольца б радиуса В, соосно и ниже которого на кронштейнах установлено дополнительное кольцо 7 меньшего радиуса < (рт 0,3 до 0,8 R) на расстоянии, причем величина h выбирается в пределах от 0,2г до 0,51 .

Иолниеприемник может быть снабжен дополнительными токоведущими спусками

8 (от одного и более), которые закреп— ляются верхними концами 9 к кольцу радиуса К, а нижними концами 10 к тросовым молниеотводам. Тросовые молниеотводы имеют крепления 11 для необходимого натяжения тросов, Защитная мачта представляет собой диэлектрическую стойку или стальную конструкцию

Дополнительные токоведущие спуски исключают вторичные воздействия молнии на объект, а также обеспечивают более эффективное и быстрое стекание тока молнии .

Работает устройство следующим образом, При накоплении в атмосфере над объектом статического электричества на молниеприемник индуцируется заряд со знаком, противоположном знаку заряда в атмосфере. При разности потенциалов, достаточной для развития молнии, происходит разряд на молниеприемник и атмосферное электричество по молниеотводу отводится в контур заземления.

На предлагаемом молниеприемнике при развитии разряда молнии происходит значительно большее накопление индуцированного заряда по сравнению с известными молниеотводами, что увеличивает высоту молнитеотвода.

Лабораторные исследования, проведенные на крупномасштабной модели, показывают наличие роста индуцированного заряда с увеличением радиуса кольца, установленного на заземленном металлическом стержне, и пропорциональное увеличение веротяности поражения молниеотвода с ростом индуцированного заряда молниеотводе. Экспериментально показано, что зоны захвата молниеотводов, имеющих разные высоты, но одинаковую величину индуцированного заряда, обеспеченную за счет установки развитых колец, равны между собой. В предложенной конструктивной схеме дополнительное повышение эффективности достигается за счет соответствующего выбора расположения колец

40 и выбора соотношения между их размерами, позволяющего создать такое перераспределение индуцированного заряда на предложенной конструкции молниеотвода, что вблизи верхнего экрана, выполненного в виде торроида, создается наибольшее усиление поля в промежутке верхний экран — лидер молнии, и ослабление электрического поля вблизи нижнего экрана, что приводит к выравниванию распределения напряженности электрического поля в промежутке объект-молниеотвод.

Усиление электрического поля верхнего электрода за счет перераспределения заряда дает дополнительное увеличение зоны захвата разрядов монии и фронт зоны защиты молниеотвода, а значит практически без дополнительных затрат повышается эффективность молниезащиты.

Ослабление электрического поля у нижнего экрана дает двойной положительный эффект. За счет выбора оптимального места расположения экрана и,его размеров повышена электрическая прочность воздушного промежутка íà 25Х, что позволяет сократить расстояние между объектом и молниеотводом и тем самым увеличить надежность молниезащиты или сократить число молниеотводов при той же самой надежности.

Выравнивание электрического поля в промежутке объект-молниеотвод значительно уменьшает эффект от вторичного воздействия при протекании тока молнии, что имеет особо важное значение при молниезащите ряда объектов специального назначения.

При прямом ударе молнии в молниеотвод за счет наличия паразитной ин-,. дуктивности и крутого фронта волны тока молнии возможно возникновение перенапряжений, поэтому в предлагаемой конструкции наряду с увеличением электрической прочности промежутка объект — молниеотвод и выравнивания электрического поля для защиты от перенапряжений применены тросовые спуски, уменьшающие паразитную индуктивность молниеотвода и соответственно возможность возникновения дополнительных перенапряжений, что очень важно для ряда объектов, Таким образом, предлагаемое изобретение значительно повышает надежность молниезащиты.

879828

Формула изобретения

1, Устройство молниезащиты, содержащее молниеприемник, установленный на мачте и присоединенный с помощью тросового молниеотвода к контуру заземления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности защиты объектов, в нем молниеприемник выполнен в виде двух соосных 1О оси мачты металлических колец, соединенных между собой проводящими элементами, при этом диаметр меньшего кольца составляет 0,3-0,8 диаметра большего кольца, а расстояние между 1S кольцами — 0,2-0,5 радиуса меньшего кольца.

2. Устройство для молниезащиты по п.l, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено дополнительными токоотводами, присоединенными одним концом к кольцу большего диаметра, а другим — к тросовому молниеотводу.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Инструкция по проектированию и устройству молниезащиты зданий и сооружений, СН 305-77, 1978, с.ll, 2 ° Инструкция по проектированию и устройству молниезащиты зданий и сооружений, СН 315-77, М, 1978, с.2627 (прототип).

ВНИИПИ Заказ 9747/31

Тираж 892 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектная,4,