Расчет заземлителя для молниезащиты

Железобетонные фундаменты отдельно стоящих молниеприемников и железобетонные фундаменты защищаемых объектов могут выступать в качестве естественных заземлителей. Сегодня представлю методику проверки фундаментов, используемых в качестве заземлителей.

В виду капиллярного подсоса влаги защитный слой бетона фундамента является проводником для импульсных токов и поэтому стальная арматура фундамента является естественным заземлителем. При прохождении импульсного тока по арматуре фундамента в бетонном слое фундамента возникают искровые процессы, не приводящие к механическому разрушению бетона, т.к. по арматуре протекает допустимое значение плотности тока.

Согласно нормативным документам рекомендуется низкое сопротивление заземления (не более 10 Ом, измеренное на низкой частоте).

При  расчете заземлителей нужно рассматривать самый неблагоприятный вариант удара молнии в здание, когда в зону радиусом 25 м попадает наименьшее число фундаментов, по которым стекает ток молнии.

При использовании фундаментов в качестве заземлителей необходимо выполнить проверку  в следующей последовательности:

1 Определяется площадь поверхности  арматуры колоны, которая находится в земле:

s=πdnl

где d – диаметр стержня арматуры колонн, мм;

l — длина арматуры, находящаяся в земле, мм;

n  — количество стержней арматуры колонны.

2 Определяем допустимую плотность тока на стержни арматуры колонны. При ударах молнии допускается плотность тока 30 кА/м2.

Допустимое полное значение тока на один фундамент или колонну, кА:

Iф1=30s

3 Находим общий ток молнии с учетом наименьшего числа фундаментов, попадающих в зону радиусом 25м,

Σ Iф= Iф1N

где N — количество фундаментов, попадающих в зону радиусом 25 м.

4 Проверяем пропускную способность колонн.

Для равнинных районов наиболее вероятны токи молний с амплитудой 6*104А.

Σ Iф>6*104

Вероятность токов молнии (6-20) 104 А невелика, однако при проектировании молниезащиты ответственных объектов следует учитывать возможность появления таких токов.

Единичные железобетонные фундаменты (сваи длиной не менее 5 или подножники длиной не менее 2 м) способны без разрушения выдерживать токи молнии до 100 кА. Для фундаментов больших размеров с соответственно большей поверхностью арматуры опасная для разрушения бетона плотность тока маловероятна при любых возможных токах молнии.

Стоит заметить, что битумные и битумно-латексные покрытия не являются преградой для такого использования фундаментов. В средне- и сильноагрессивных грунтах, где защита железобетона от коррозии выполняется эпоксидными и другими полимерными покрытиями, а также при влажности грунта менее 3% использовать железобетонные фундаменты в качестве заземлителей не допускается.