Калькулятор молниезащиты

Нормативная база

СО 153-34.21.122-2003 (действующая) · РД 34.21.122-87 (зоны А, Б) — по выбору

Как считается

Метод и нормативная база

Зона защиты стержневого молниеотвода по СО 153-34.21.122-2003 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций». Одиночный стержневой молниеотвод — п. 3.3.2.1: по таблице 3.4 для заданной надёжности защиты Рз (0,9, 0,99, 0,999) и высоты молниеотвода h определяются высота конуса h0 и радиус его основания r0, а радиус зоны на высоте защищаемого объекта hx считается по формуле (3.1).

Двойной стержневой молниеотвод той же высоты — п. 3.3.2.3: по таблице 3.6 для той же надёжности находятся предельное расстояние Lmax, за которым молниеотводы рассматриваются как одиночные, и расстояние Lc, до которого внутренняя область не провисает. Между Lc и Lmax высота внутренней зоны hc убывает линейно, а радиус внутренней зоны на высоте объекта и полуширина зоны считаются по формулам (3.3), (3.5) и (3.6). Расстояние больше Lmax сервис не сглаживает: совместного защитного действия нет, и каждый молниеотвод считается одиночным.

Вторым режимом остаётся РД 34.21.122-87, приложение 3: одиночный молниеотвод — п. 1.1, двойной равной высоты — п. 2.1, зона А при расстоянии до 4h и зона Б при расстоянии до 6h; провал внутренней области считается как (0,17 + 3 · 10⁻⁴h)(L − h) для зоны А и 0,14(L − h) для зоны Б, а в зоне А при расстоянии свыше 2h внутренняя область сужается множителем 1 − 0,2(L − 2h)/h. Документ отменён и применяется только по требованию заказчика: это сказано и в расчёте.

Справочно выводятся параметры молниеприёмной сетки и радиус фиктивной сферы по п. 3.3.3, таблица 3.8 (для объектов высотой до 60 м): уровень I — сфера 20 м и сетка 5 м, II — 30 и 10 м, III — 45 и 10 м, IV — 60 и 20 м. Пункт ссылается на МЭК 1024-1-1; в более позднем МЭК 62305-3 для класса III шаг сетки увеличен до 15 м, и оставлено меньшее значение по СО 153.

Формулы

rx = r0 · (h0 − hx)/h0

радиус зоны защиты на высоте объекта, СО 153 форм. (3.1)

hc = h0 при L ≤ Lc; hc = h0 · (Lmax − L)/(Lmax − Lc) при Lc < L ≤ Lmax

высота внутренней зоны двойного молниеотвода, СО 153 форм. (3.3)

rcx = rc · (hc − hx)/hc

радиус внутренней зоны на высоте объекта, СО 153 форм. (3.6)

hc = h0 − (0,17 + 3 · 10⁻⁴h)(L − h) — зона А; hc = h0 − 0,14(L − h) — зона Б

провал внутренней области по РД 34.21.122-87, прил. 3, п. 2.1

Что вводится

• Высота молниеотвода h, м (таблицы пригодны до 150 м), и высота защищаемого объекта hx, м.
• Методика: СО 153-34.21.122-2003 с надёжностью защиты Рз 0,9, 0,99 или 0,999 либо РД 34.21.122-87 с зоной А или Б.
• Схема: одиночный молниеотвод или два молниеотвода равной высоты с расстоянием между ними L, м.

Что получается

• Высота конуса зоны защиты h0 и радиус её основания r0, радиус зоны на высоте объекта rx.
• Для двух молниеотводов: предельное расстояние Lmax, расстояние Lc, высота и радиус внутренней зоны, полуширина зоны на высоте объекта, признак защищённости середины пролёта.
• Схема зоны защиты, параметры молниеприёмной сетки и радиус фиктивной сферы по уровням защиты; выгрузка в PDF.

Пример расчёта

Стержневой молниеотвод высотой 12 м, защищаемый объект высотой 6 м, надёжность защиты Рз = 0,99 по СО 153-34.21.122-2003.

1. Одиночный молниеотвод, таблица 3.4 при h до 30 м и Рз = 0,99: h0 = 0,8 · 12 = 9,6 м, r0 = 0,8 · 12 = 9,6 м.
2. Радиус зоны на высоте объекта rx = 9,6 · (9,6 − 6)/9,6 = 3,6 м: объект 6 м защищён в круге радиусом 3,6 м.
3. Второй такой же молниеотвод на расстоянии 35 м, таблица 3.6: Lmax = 4,75 · 12 = 57 м, Lc = 2,25 · 12 = 27 м, расстояние между ними больше Lc и меньше Lmax.
4. Высота внутренней зоны hc = 9,6 · (57 − 35)/(57 − 27) = 7,04 м, радиус внутренней зоны на высоте объекта rcx = 9,6 · (7,04 − 6)/7,04 = 1,42 м.
5. Полуширина внутренней зоны на высоте объекта — 17,5 м, то есть середина пролёта прикрыта: hc больше высоты объекта.

Одиночный молниеотвод 12 м защищает объект высотой 6 м в круге радиусом 3,6 м; два таких молниеотвода с шагом 35 м дают внутреннюю зону высотой 7,04 м и радиусом 1,42 м на высоте объекта при полуширине 17,5 м.

Окончательные значения принимаются в составе проектной документации — с учётом задания, местных условий и решений смежных разделов.

Границы применимости

• Таблицы 3.4 и 3.6 СО 153 пригодны для молниеотводов высотой до 150 м; считаются только стержневые молниеотводы — одиночный и двойной равной высоты. Тросовые молниеотводы, замкнутые и многократные системы, молниеприёмная сетка на кровле и молниеотводы разной высоты этим расчётом не проверяются.
• Зона защиты — лишь одна часть молниезащиты. Уровень защиты по ожидаемому числу поражений, число и трассировка токоотводов, заземлитель молниезащиты, безопасные расстояния от токоотводов до внутренних коммуникаций, внутренняя молниезащита и защита от импульсных перенапряжений определяются по СО 153-34.21.122-2003 и СП 437.1325800.2018 отдельно.
• РД 34.21.122-87 отменён; расчёт по зонам А и Б выполняется только по требованию заказчика и не может быть единственным обоснованием.
• Радиус фиктивной сферы и шаг сетки по таблице 3.8 приведены справочно для объектов высотой до 60 м; сам метод фиктивной сферы в расчёте не применяется.

Смежные расчёты: Электроснабжение (ЭОМ)

• Щит 0,4 кВ: автоматы и кабели
• Освещённость (СП 52)
• Заземление
• Компенсация реактивной мощности
• Выбор трансформатора