Dispositif de protection contre la foudre

Les parafoudres (paratonnerres) sont constitués de paratonnerres montés sur poteaux ou directement sur un bâtiment, de descentes et d'électrodes de mise à la terre.

Paratonnerres

Les paratonnerres perçoivent directement un coup de foudre direct. De par leur conception, ils peuvent être en forme de tige (fixés sur des supports) ou de câble (suspendus au-dessus de l'objet protégé).

Une grille soudée en fil d'acier d'un diamètre de 6-8 mm, avec des cellules de 6×6 mm, posée sur le toit ou sous une couche d'isolant incombustible peut également être utilisée comme paratonnerre.

Les parafoudres sont en acier de toute classe et profilés d'une section d'au moins 100 mm2 (le plus petit diamètre est de 12 mm). La longueur minimale de la bouche d'aération est de 200 mm. La longueur la plus rationnelle est de 1 à 1,5 m.Les structures typiques des paratonnerres sont illustrées à la fig. 1.

Riz. 1. Modèles de paratonnerres : a — en acier rond ; b — en fil d'acier ; e - d'un tuyau en acier; g — en feuillard d'acier ; angle d en acier

Les paratonnerres sont galvanisés ou peints pour les protéger contre la corrosion. Aucun placage de cuivre ou de placage d'or et d'argent supplémentaire n'est requis sur la pointe du paratonnerre.

Les paratonnerres de réseau de contact sont constitués d'un fil d'acier multifilaire galvanisé d'une section d'au moins 35 mm2 (diamètre d'environ 7 mm), tendu sur un objet protégé allongé. Il est nécessaire de connecter les paratonnerres aux conducteurs de descente par soudage.

les soutiens

Les supports des paratonnerres autonomes peuvent être en acier, en bois antiseptique et en béton armé. Il est permis d'utiliser des troncs d'arbres poussant à une distance de 5 à 10 m du site protégé comme supports pour les paratonnerres (Fig. 2).

Riz. 2. Protection contre la foudre d'un bâtiment à l'aide d'un paratonnerre monté sur un arbre

Pour les objets de catégorie II et III de protection contre la foudre avec les degrés de résistance au feu III, IV et V, les arbres poussant à une distance inférieure à 5 m des bâtiments ou des constructions peuvent être utilisés comme supports pour les paratonnerres, si l'une des conditions suivantes est remplie est remplie :

1. Le long du mur du bâtiment protégé contre l'arbre, sur toute la hauteur du bâtiment, un fil est posé, dont l'extrémité inférieure est enterrée dans le sol et connectée à l'électrode de mise à la terre;

2. à partir d'un paratonnerre installé sur un arbre, le fil est lancé vers un autre arbre situé à plus de 5 m du bâtiment protégé. Le fil descendant descend cet arbre et est relié à l'électrode de masse.

Pour les arbres munis et non munis de paratonnerres, les branches doivent être coupées du côté de la maison à une distance d'au moins 3 m du bâtiment.

Fils inférieurs

Les conducteurs de descente sont des conducteurs reliant des tiges ou des paratonnerres à un réseau caténaire ou pare-air de toit avec un conducteur de mise à la terre.

Il est permis d'utiliser des structures métalliques comme conducteurs de descente: colonnes, armatures longitudinales de colonnes en béton armé, sorties de secours, tuyaux, etc.

Les conducteurs de descente doivent être situés loin des entrées des bâtiments afin que les personnes ne puissent pas les toucher.

Ils doivent être galvanisés ou peints pour les protéger contre la corrosion. Il est recommandé de les placer le long du bâtiment protégé le long du chemin le plus court vers le système de mise à la terre des électrodes. Tous les joints des conducteurs de descente et leurs raccordements aux conducteurs de terre doivent être soudés.

Riz. 3. La construction du connecteur entre le fil inférieur et l'électrode de mise à la terre : a — le fil inférieur en ruban d'acier ; b - fil d'acier rond vers le bas

La valeur de la résistance aux impulsions de l'électrode de mise à la terre peut être déterminée à partir de la valeur de la résistance pour le courant à fréquence industrielle par la formule :

où α est le coefficient d'impulsion, en fonction de l'intensité du courant de foudre, de la longueur des conducteurs horizontaux du système de prises de terre et de la résistance spécifique du sol ; R ~ — résistance à la propagation du courant à fréquence industrielle.

Le type de sectionneur de mise à la terre est choisi en fonction de la résistance spécifique du sol et de la valeur de résistance requise,

S'il existe à proximité de la structure protégée (à une distance de 25 à 35 m) une mise à la terre de protection destinée aux installations électriques, par exemple la mise à la terre d'une sous-station, elle doit également être utilisée à des fins protection contre la foudre des bâtiments… Dans la plupart des cas, la résistance de la terre de protection est inférieure à celle requise pour la protection contre la foudre.

Un exemple. Il est nécessaire de choisir un dispositif de mise à la terre pour le paratonnerre protégeant le bâtiment résidentiel. Le sol est argileux avec une humidité normale.

D'après les données sur la résistance du sol, on trouve pour un sol argileux ρ = 40— 150 Ohm • m. Nous prenons la valeur moyenne de 100 Ohm • m.

Selon le tableau de référence, nous constatons que l'objet protégé appartient à la catégorie III de protection contre la foudre, et donc la résistance aux impulsions de l'électrode de mise à la terre ne doit pas dépasser 20 Ohm :

Rp <20 ohms

On choisit pour p = 100 Ohm • m la résistance de l'électrode de masse, voisine de 20 Ohm.

Les plus proches et les plus pratiques du point de vue de l'installation sont les dispositifs de mise à la terre selon le schéma 2 ; sectionneur de mise à la terre à deux masses constitué de tiges de diamètre 10-16 mm ou d'angles 40x40x4 mm, de 2,5 m de long à une distance de 3 m l'une de l'autre, reliées par une bande d'acier de dimensions 40x4 mm à une profondeur de 0,8 m ( résistance R (2)~ = 15 — 14 Ohm), soit selon le schéma 7 : un sectionneur de mise à la terre horizontal constitué d'une bande 40×4 mm de longueur 5-10 m à une profondeur de 0,8 m avec alimentation au milieu (résistance R (7) ~ = 12-19 ohms). Pour la première option, vous devez trouver le facteur d'impulsion à partir des tables de recherche.

Pour ρ = 100 ohms • m α = 0,7

Pour une mise à la terre selon le schéma 2 : R(2) n = α • R(2)~ = 10,5 ohms.

Pour le sectionneur de terre selon schéma 7, le coefficient d'impulsion n'est pas pris en compte, donc : R(7) n = R(7)~ = 19 ohms à 5 m de longueur (ou 12 ohms à 10 m de longueur).

Dans les deux cas, la résistance de mise à la terre nécessaire est fournie. Nous acceptons l'option selon le croquis 2 car moins exigeante en main-d'œuvre et donne une certaine marge de sécurité. Si, selon les conditions locales, il est difficile d'enfoncer un coin ou de visser des électrodes à tiges rondes, il est parfaitement acceptable de mettre à la terre le paratonnerre selon le schéma 7 (longueur de ruban 5-10 m).