Dispositivo de protección contra rayos

Los dispositivos de protección contra rayos (pararrayos) consisten en pararrayos montados en postes o directamente en un edificio, conductores de bajada y electrodos de puesta a tierra.

Pararrayos

Los pararrayos perciben directamente un rayo directo. Por diseño, pueden tener forma de varilla (fijadas sobre soportes) o de cable (suspendidas sobre el objeto protegido).

También se puede utilizar como pararrayos una rejilla soldada de alambre de acero con un diámetro de 6-8 mm, con celdas de 6×6 mm, colocada en el techo o debajo de una capa de aislamiento incombustible.

Los pararrayos están hechos de acero de cualquier clase y perfiles con una sección transversal de al menos 100 mm2 (el diámetro más pequeño es de 12 mm). La longitud mínima del terminal aéreo es de 200 mm. La longitud más racional es de 1-1,5 m Las estructuras típicas de los pararrayos se muestran en la fig. 1.

Arroz. 1. Las construcciones de los pararrayos: a — del acero redondo; b — de alambre de acero; e — del tubo de acero; g — de flejes de acero; acero en ángulo d

Los pararrayos están galvanizados o pintados para protegerlos contra la corrosión. No se requiere un baño de cobre ni un baño de oro y plata adicional en la punta del pararrayos.

Los pararrayos de red de contacto están fabricados con alambre de acero multifilar galvanizado con una sección transversal de al menos 35 mm2 (diámetro aproximado de 7 mm), estirado sobre un objeto protegido alargado. Es necesario conectar los pararrayos con los conductores de bajada mediante soldadura.

apoya

Los soportes para pararrayos autoportantes pueden ser de acero, madera antiséptica y hormigón armado. Se permite utilizar troncos de árboles que crecen a una distancia de 5 a 10 m del sitio protegido como soporte para pararrayos (Fig. 2).

Arroz. 2. Protección contra rayos de un edificio mediante un pararrayos montado en un árbol

Para objetos de categoría II y III de protección contra rayos con grados III, IV y V de resistencia al fuego, los árboles que crecen a una distancia de menos de 5 m de edificios o estructuras pueden usarse como soportes para pararrayos, si una de las siguientes condiciones se cumple se cumple:

1. A lo largo de la pared del edificio protegido contra el árbol, a lo largo de toda la altura del edificio, se coloca un cable, cuyo extremo inferior está enterrado en el suelo y conectado al electrodo de puesta a tierra;

2. desde un pararrayos instalado en un árbol, el cable se lanza hacia abajo a otro árbol situado a una distancia de más de 5 m del edificio protegido. El cable descendente desciende por este árbol y se conecta al electrodo de tierra.

Para árboles equipados y no equipados con pararrayos, las ramas deben cortarse desde el costado de la casa a una distancia de al menos 3 m del edificio.

Cables inferiores

Los conductores de bajada son conductores que conectan bielas o pararrayos a una catenaria o red cortavientos de cubierta con conductor de puesta a tierra.

Se permite el uso de estructuras metálicas como bajantes: columnas, refuerzo longitudinal de columnas de hormigón armado, escaleras de incendios, tuberías, etc.

Los conductores de bajada deben ubicarse lejos de las entradas de los edificios para que las personas no puedan tocarlos.

Deben estar galvanizados o pintados para protegerlos contra la corrosión. Se recomienda colocarlos a lo largo del edificio protegido a lo largo del camino más corto hacia el sistema de puesta a tierra de los electrodos. Todas las uniones de los conductores de bajada y sus conexiones a los conductores de tierra deben estar soldadas.

Arroz. 3. La construcción del conector entre el cable inferior y el electrodo de puesta a tierra: a — el cable inferior de cinta de acero; b - alambre de acero redondo hacia abajo

El valor de la resistencia al impulso del electrodo de puesta a tierra se puede determinar a partir del valor de la resistencia para la corriente de frecuencia industrial mediante la fórmula:

donde α es el coeficiente de impulso, en función de la magnitud de la corriente del rayo, la longitud de los conductores horizontales del sistema de puesta a tierra y la resistencia específica del suelo; R ~ — Resistencia de propagación de corriente a frecuencia industrial.

El tipo de seccionador de puesta a tierra se selecciona en función de la resistencia específica del suelo y el valor de resistencia requerido,

Si en las inmediaciones de la estructura protegida (a una distancia de 25 a 35 m) hay una puesta a tierra de protección destinada a instalaciones eléctricas, por ejemplo, la puesta a tierra de una subestación, también debe utilizarse para los fines protección contra rayos de edificios… En la mayoría de los casos, la resistencia de la tierra de protección es menor que la requerida para la protección contra rayos.

Un ejemplo. Es necesario elegir un dispositivo de puesta a tierra para el pararrayos que protege el edificio residencial. El suelo es arcilloso con un contenido de humedad normal.

De acuerdo con los datos sobre la resistencia del suelo, encontramos para suelo arcilloso ρ = 40— 150 Ohm • m. Tomamos el valor promedio de 100 Ohm • m.

De acuerdo con la tabla de referencia, encontramos que el objeto protegido pertenece a la categoría III de protección contra rayos y, por lo tanto, la resistencia al impulso del electrodo de puesta a tierra no debe ser superior a 20 ohmios:

Rp <20 ohmios

Elegimos para p = 100 Ohm • m la resistencia del electrodo de puesta a tierra, cercana a los 20 Ohm.

Los más cercanos y convenientes desde el punto de vista de la instalación son los dispositivos de puesta a tierra según el croquis 2; Seccionador de puesta a tierra de dos tierras hecho de varillas de 10-16 mm de diámetro o ángulos de 40x40x4 mm, de 2,5 m de largo a una distancia de 3 m entre sí, conectados por una tira de acero de dimensiones 40x4 mm a una profundidad de 0,8 m ( resistencia R (2)~ = 15 — 14 Ohm), o según croquis 7: un seccionador de puesta a tierra horizontal hecho de una tira de 40×4 mm de 5-10 m de largo a una profundidad de 0,8 m con alimentación en el medio (resistencia R (7) ~ = 12-19 ohmios). Para la primera opción, debe encontrar el factor de impulso de las tablas de búsqueda.

Para ρ = 100 ohmios • m α = 0,7

Para puesta a tierra según esquema 2: R(2) n = α • R(2)~ = 10,5 ohmios.

Para el seccionador de puesta a tierra según croquis 7, no se tiene en cuenta el coeficiente de pulso, por lo tanto: R(7) n = R(7)~ = 19 ohms a 5 m de longitud (o 12 ohms a 10 m de longitud).

En ambos casos se proporciona la resistencia de puesta a tierra necesaria. Aceptamos la opción de acuerdo con el croquis 2 como menos intensiva en mano de obra y brinda cierto margen de seguridad. Si, de acuerdo con las condiciones locales, hay dificultades para conducir una esquina o atornillar electrodos con varillas redondas, es perfectamente aceptable conectar a tierra el pararrayos de acuerdo con el croquis 7 (longitud de cinta 5-10 m).