LIGHTNING PROTECTION CALCULATION
حسابات مانع الصواعق طبقا الى NFPA780
الحقيقة فى هذا المقال هنتعرض لحسابات مانع الصواعق للتحقق من صحة أي تصميم، لان تصميم مانع الصواعق من الالف الى الياء يجب اتباع تقريبا ستة خطوات حتى نستوفيه كاملا ولكن نحن هنا كم قلت نتحقق من صحة تصميم، يمكنك تحميل بعض الملفات الهامة آخر المقال.
أولا: تحديد ضرورة عمل مانع الصواعق ام اختيارى.
وذلك بالمعادلة التالية:
Nd>Nc يكون تركيب مانع الصواعق واجبا.
Nd<Nc يكون تركيب مانع الصواعق اختيارياً.
Nd: هو عدد ضربات الصواعق المباشرة المتوقع ان تضرب المبنى
Nc: هو عدد ضربات الصواعق المقبول لضرب المبنى
وللحصول عليهما يكون بالمعادلات الآتية:
Nc=1.5 * 10^-3 / C
C=C2*C3*C4*C5
C2: هو معامل نوع مادة المبنى جدران وسقف من حيث انهما معدن او قابل للاشتعال او خرسانة.
C3: هو معامل محتويات المبنى من حيث قابليتا للاشتعال و اهميتها وثمنها.
C4: معامل اشغال المبنى من حيث اشغاله بالناس او عدم اشغاله او صعوبة افراغه.
C5: معامل ضرر ضربة مانع الصواعق من حيث تسبب كارثة او اهمية استمرار الخدمات من عدمها.
Nd=Ng*Ae*C1*10^-6
C1: معامل مكان المبنى من حيث عدد وارتفاع وبعد المبانى والاعمدة المحيطة.
Ng: معدل كثافة ضربات الصواعق التى تضرب 1 كم مربع من الارض على مدار السنة
وللحصول عليها من المعادلة:
Ng=0.04*Td^1.25
Td: هو عدد الايام التى بها ضربات الصواعق خلال سنة، ونحصل عليها من السجلات الخاصة بكل منطقة وكل دولة وفى حالة صعوبة الحصول عليها يمكن فرض قيمة متوسطة وهى 10
Ae: وهى المساحة المكافئة للارض التى يشغلها المبنىى
وللحصول عليها من المعادلة التالية:
Ae=(LW)+{6H(L+W)}+(9πH*H)
L: طول الارض التى يشغلها المبنى وليس طول المبنى
W: عرض الارض التى يشغلها المبني وليس عرض المبنى
H: ارتفاع اعلى نقطة فى المبنى
وجميع جداول المعاملات C توجد بالكود NPFA78
اذا تلخيصا للمدخلات الواجب توافرها للبدأ فى الحسابات هى:
L, W, H وهذه من رسومات المشروع
C1, C2, C3, C4, C5 وهذه طبقا لمعلومات المشروع من حيث نوعه، محتوياته، اهميته، موقعه، اشغاله ووظيفته نستطيع تحديد قيمها من الجداول فى كود NFPA780
Td وهى مسجلة لكل دولة يمكن الحصول عليها من النت او تؤخذ 10 فى حالة عدم توفر سجلات لها.
وبذلك عرفنا اذا كنا نحتاج تركيب مانع الصواعق او هو اختيارى.
ثانيا: تحديد مستوى مانع الصواعق المطلوب تركيبه.
وذلك بالمعادلة التالية:
1-(Nc/Nd)
ومن النتيجة نحدد مستوى مانع الصواعق من الجدول التالى:
Index | Protection level | E(Computed effectiveness) | Peak Current(KA) | Distance between adjacent down conductors | Mesh dimension(m) | |
A | LEVEL l | E>0.98 | 6 | 10 | 5*5 | |
B | LEVEL ll | 0.98>E>0.95 | 10 | 15 | 10*10 | |
C | LEVEL lll | 0.95>E>0.8 | 19 | 20 | 15*15 | |
D | LEVEL lv | 0.8>E>0 | 29 | 25 | 20*20 |
Protection Level | Mesh Dim(m) | Rolling Sphere Radius(m) | 0.25 | 0.5 | 0.75 | 1 |
d=2√(2rh-h²) | d=2√(2rh-h²) | d=2√(2rh-h²) | d=2√(2rh-h²) | |||
LEVEL l | 5*5 | 20 | 6.30 | 8.89 | 10.85 | 12.49 |
LEVEL ll | 10*10 | 30 | 7.73 | 10.91 | 13.33 | 15.36 |
LEVEL lll | 15*15 | 45 | 9.47 | 13.38 | 16.36 | 18.87 |
LEVEL Lv | 20*20 | 60 | 10.94 | 15.46 | 18.91 | 21.82 |
Protection | Minimum current (KA) | Probability current is greater than minimum (%) | Maximum current (KA) | Strip cross section area( mm² )= I*√t/k | |
LEVEL l | 3 | 99% | 6 | 14 | |
LEVEL ll | 5 | 97% | 10 | 23 | |
LEVEL lll | 10 | 91% | 19 | 44 | |
LEVEL lV | 16 | 84% | 29 | 67 |
Protection level | Average distance(m) | Strip cross section area( mm² )= I*√t/k |
LEVEL l | 10 | 14 |
LEVEL ll | 15 | 23 |
LEVEL lll | 20 | 44 |
LEVEL Iv | 25 | 67 |
من الجداول السابقة استطعنا تحديد مستوى الحماية وبالتالى معرفة جميع معلومات هذا المستوى فاذا كنا نتبع طريقة Mesh method للحماية فنحن نهتم بابعاد شبكة مانع الصواعق و مقاس الشريط المستخدم كما نهتم بالمسافة المتوسطة بين نزلات الموصلات الى شبكة التأريض، كما يهمنا ايضا اقصى تيار.
بالنسبة لعدد نزلات الموصل للتأريض يمكن ان يكون له ادنى عدد اذا كان هناك موانع للشكل المعمارى ويوجد حالاته وجداوله بالكود.
بالنسبة لعدد الحربات air terminal نحدده حسب الارتفاعات والاركان و الحواف.
بالنسبة rolling sphere radius والمسافة بين النهايات الهوائية Air terminal فهذه فى حالة اتباع نظام rolling sphere وليس mesh method.
ثالثا: نقوم بحسابات التأريض وهنا نأخذ فى الاعتبار اقصى تيار للصاعقة وليس تيار القصر.
فيما يلى ملفات هامة فى هذا الموضوع وبرامج حسابية لها على ملفات اكسل:
https://docs.google.com/spreadsheets/d/157XVKp8i6vrA9DFI8g0_v7JPED_QKite/edit?usp=drive_link&ouid=116616770674447824928&rtpof=true&sd=true
https://drive.google.com/file/d/13GsL-6nnUGS0cu857Ke9A714joeWbPhp/view?usp=sharing
تعليقات
إرسال تعليق