CCF20110310006

i(t) =

I (r/T)'° _cT/t Ul + (r/T)'°

(2.1)

Wartości współczynników występujących w tym równaniu zestawiono w tabeli 5.

Tabela 5. Wartości współczynników występujących w równaniu opisującym przebiegi prądów piorunowych pierwszego i kolejnych wyładowań w kanale [N-42]

Wyładowanie	Pierwsze wyładowanie w kanale				Kolejne wyładowanie w kanale
Poziom ochrony	1 kA	V	T fIS	T JUS	/ kA	rj	T MS	T JUS
Poziom III i IV	100	0.930	19.0	485	25	0.993	0,454	143
Poziom 1	200	0.930	19.0	485	50	0.993	0.454	143

Otrzymane, przy pomocy przedstawionego równania, przebiegi czasowe prądów piorunowych pierwszego i kolejnych wyładowań doziemnych przedstawiono na rys. 1 i 3 [N-42],

W wielokrotnym doziemnym wyładowaniu piorunowym występuje również składowa długotrwała, którą można scharakteryzować czasem trwania 7L na poziomie 10% wartości maksymalnej oraz ładunkiem całkowitym Qi (rys. 2.).

a)    b)

Rys. 1. Przebieg czasowy prądu pierwszego wyładowania piorunowego w kanale: a) cały przebieg, b) przebieg czoła (prąd wymagany dla I poziomu ochrony odgromowej [N-42])

Rys. 2. Przebieg czasowy długotrwałej składowej prądu piorunowego [N-42]

12

Podręcznik

Rys. 3. Przebieg czasowy prądu kolejnego wyładowania piorunowego w kanale: a) cały przebieg, b) przebieg czoła (prąd wymagany dla Ipoziomu ochrony odgromowej [N-42])

2.2. Zagrożenie stwarzane przez przepływ prądu piorunowego

Podczas bezpośredniego wyładowania piorunowego w obiekt budowlany elementy urządzenia piorunochronnego są narażone na erozję termiczną w miejscu ich kontaktu z kanałem wyładowania piorunowego. Dodatkowo może nastąpić rozżarzenie przewodów wywołane przez przepływ prądu piorunowego oraz działania dynamiczne pomiędzy przewodami, w których płynie prąd piorunowy.

Erozja termiczna prowadzi do perforacji cienkich blach, wytapiania przewodów i ich ewentualnego przerywania.

W przypadku klasycznego urządzenia piorunochronnego zagrożeniem może być zarówno rozgrzany przewód, jak i wytopione z niego krople metalu. Określając kryteria opadania kropel wytopionego metalu z przewodu przyjęto [P-6], [P-10], że wystąpienie tego zjawiska wymaga ubytku połowy masy przewodu na długości równej jego średnicy.

Krytyczną wartość ładunku wymaganą do wytopienia takiej ilości metalu określa równanie [P-6], [P-10]:

(2.2)

K_e współczynnik erozji, r - promień przewodu.

Uwzględniając, wartości ładunków przenoszonych przez prąd piorunowy można określić średnice przewodów, w których na skutek erozji termicznej może wystąpić zagrożenie stwarzane przez opadające krople metalu. Przykładowe wyniki obliczeń dla przewodów stalowych, aluminiowych i miedzianych zestawiono w tabeli 6.

Obliczone wartości należy porównać z wartościami ładunku impulsowego, jaki jest zalecany przy tworzeniu urządzenia piorunochronnego zapewniającego wybrany poziom ochrony odgromowej .

W przypadku wybrania I poziomu ochrony uniknięcie spadania kropel wytopionego metalu wymaga zastosowania przewodów, dla których krytyczne wartości ładunku są większe od 100 As (obszar zacieniony na tabeli 6).

13

b)

Zeszyt 11