Расчет возникновения опасных незавершенных восходящих разрядов с взрывоопасных объектов во время грозы

Светлана Вячеславовна Гундарева, Инна Евгеньевна Калугина, Александр Георгиевич Темников

Аннотация


Представлена методика расчета возникновения опасных незавершенных восходящих разрядов с элементов конструкции взрывоопасных объектов в электрическом поле ступенчатого отрицательного нисходящего лидера молнии. В основу методики заложен новый вероятностный комбинированный критерий возникновения положи­тельных восходящих стримерных и лидерных разрядов с проводящих элементов конструкции взрывоопасного объекта и вершин молниеотводов, учитывающий случайный характер лавинно-стримерного и стример-лидер- ного переходов и поджига взрывоопасной смеси восходящим стримерным разрядом в зависимости от выделяе­мой им энергии. Представлены расчеты возникновения опасных восходящих разрядов в электрическом поле нис­ходящего лидера молнии для поверхностной газоотсасывающей установки угольной шахты, защищенной оди­ночным стержневым молниеотводом. Получены зависимости вероятности возникновения стримеров со среза трубы газоотсасывающей установки от удаления места спуска нисходящих лидеров, от значения тока молнии с учетом всего диапазона возможных значений тока молнии и вероятностных характеристик их появления. Показано, что удаление места спуска вертикального лидера молнии, при котором вероятность возникновения восходящих стримерных разрядов с взрывоопасного объекта превышает 105, достигает около 700 м. Найдено, что вероятность поджига стримерными разрядами метано-воздушной смеси близка к вероятности возникно­вения стримеров на вершине трубы газоотсасывающей установки. По разработанной методике для трехмер­ной модели рассматриваемой системы наземных объектов выполнены расчеты числа восходящих стримерных и лидерных разрядов с трубы газоотсасывающей установки и числа опасных восходящих стримерных разрядов, способных поджечь выбрасываемую взрывоопасную смесь. Выявлено, что отсутствие учета возможности под­жига взрывоопасной смеси незавершенными стримерными разрядами, образующимися с элементов конструкции взрывоопасного наземного объекта в поле отрицательного нисходящего лидера молнии, снижает оценку риска возникновения аварийной ситуации в грозовых условиях на 30%.

Ключевые слова


молниезащита; стримерные разряды; лидерные разряды; взрывоопасная смесь; га­зоотсасывающая установка; комбинированный критерий; вероятностный подход; расчет

Полный текст:

PDF

Литература


Krausmann E., Renni E., Campedel M., Cozzani V. Industrial accidents triggered by earthquakes, floods and lightning: lessons learned from a database analysis. — Nat. Hazards, 2011, vol. 59, No. 1, pp. 285-300.

Renni E., Krausmann E., Cozzani V. Industrial accidents triggered by lightning. - J. Hazard. Mater, 2010, 184, pp. 42-48.

Necci A., Argenti F., Landucci G., Cozzani V. Accident scenarios triggered by lightning strike on atmospheric storage tanks. - Rel. Eng. & Sys. Safety, 2014, 127, pp. 30-46.

Flisowski Z., Stanczak B., Mazzetti C., Pompili M. Hazard of explosion due to upward streamers and secondary discharges at lightning stroke. - Proc. of the 20th ICLP, Switzerland, 1990, pp. 1-5.

Rock M. and Shulzhenko E. Reduction of field intensity on lightning protected installations with Ex zones to avoid upward leaders. - Proc. of the 32th ICLP, China, 2014, pp. 898-903.

Верёвкин В.Н., Смелков Г.И., Черкасов В.Н. Электроста­тическая искробезопасность и молниезащита. - М.: МИЭЭ, 2006, 170 c.

Hearn G. Static electricity. Guidance for plant engineers. - Wolfson Electrostatics Limited, 2002.

Mazzetti C., Flisowski Z., Stanczak B. Investigation of upward discharge parameters in correlation with ignition of explosive mixtures at impuls voltages. - Proc. of the 21st ICLP, Germany, 1992, pp. 463-468.

Gundersen M. and Ronney P. Transient plasma ignition for clean, fuel-efficient transportation vehicle engines. - Metrans. proj., 2007, No. 07-20.

Дегтярев Д.В., Печеркин А.С. Требования промышлен­ной безопасности в области молниезащиты резервуарных пар­ков нефти и нефтепродуктов. - Безопасность труда в промыш­ленности, 2010, № 2, с. 28-30.

СТО Газпром 2-1.11-170-2007. Инструкция по устройст­ву молниезащиты зданий, сооружений и коммуникаций ОАО «Газпром». - М.: ООО «Информационно-рекламный центр га­зовой промышленности», 2008, 37 с.

Fridman A. Plasma chemistry. Published by Cambridge University Press, 2008, New York (USA).

Cooray V. Lightning protection. - IET Power and Energy. Series 58. The Institution of Engineering and Technology, London, United Kingdom, 2010.

Гундарева С.В., Калугина И.Е., Герастенок Т.К., Темни­ков А.Г. Методика расчета поражаемости молнией наземных взрывоопасных объектов. - Материалы IV Международной конф. по молниезащите. Санкт-Петербург, 2014, с. 42-50.

Темников А.Г., Гундарева С.В., Калугина И.Е., Герасте- нок Т.К. О критерии возникновения восходящего лидера с на­земных объектов. - Письма в ЖТФ, 2014, т. 40, № 3, с. 42-48.

Инструкция по применению схем проветривания вы­емочных участков шахт с изолированным отводом метана из выработанного пространства с помощью газоотсасывающих ус­тановок. Серия 05. Вып. 21. - М.: ЗАО «Научно-технический центр исследования проблем промышленной безопасности», 2012, 128 c.

Инструкция по проектированию, строительству и экс­плуатации наземной газоотсасывающей вентиляторной уста­новки на угольных шахтах Кузбасса. - Кемерово: ООО «Науч­но-производственное предприятие «Шахтпожсервис», 2005, 44 с.


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


Bookmark and Share