Riedančio rutulio metodas projektuojant žaibolaidžius
Fizikos dėsniais pagrįstas metodas sudėtingiems įrenginiams
Projektuojant žaibolaidžius kaip išorinės apsaugos nuo žaibo sistemos dalį, galima naudoti įvairius metodus. Metodas, pasiteisinęs daugeliu atveju, yra vadinamasis riedančio rutulio metodas. Šis metodas ypač tinka projektuojant sudėtingus įrenginius. Skirtingai, nei apsauginio kampo ar tinklo metodai, riedančio rutulio metodas yra sukurtas pagal elektrogeometrinį žaibo modelį ir pagrįstas fizikos dėsniais. Todėl šiuo metodu reikėtų pasinaudoti, jei kyla abejonių dėl apsauginio kampo ar tinklo metodų.
Projektuojant žaibolaidžius remiamasi riedančio rutulio spinduliu, nes naudojant šį metodą, skaitmeninis rutulys ridenamas virš objekto, kuriam skaičiuojama apsauga. Susilietimo taškai reiškia galimas žaibo smūgio vietas.
Galutinis įsiskverbimo atstumas ir žaibo išlydžio centras
Dėl susidarančių skirtingų krūvių tarp debesų ir žemės susidaro potencialų skirtumas, dėl kurio atsiranda žaibo iškrova su žaibo blyksnio centru. Iš įvairių taškų, pvz., medžių. namų ar antenų, prasideda pradinės žaibolaidžių iškrovos žaibo blyksnio kryptimi. Taške, kur žaibolaidžio pradinė iškrova pirmiausia pasiekia žaibo blyksnį, įvyksta galutinis žaibo išlydis. Dėl to visi žaibo rutulio, kurio spindulys yra galutinis pramušimo atstumas, o centras – žaibo viršūnė, paviršiaus taškai turi būti apsaugoti nuo tiesioginio žaibo smūgio. Žaibo rutulio spindulys nustatomas pagal saugotino pastato apsaugos nuo žaibo klasę.
Žaibolaidžiai kaip apsauginės erdvės
Išorinės apsaugos nuo žaibo sistema žaibo išlydį turi priimti ir nukreipti, o tiesioginio žaibo smūgio atveju ji tarnauja ir kaip priešgaisrinė pastato apsauga. Žaibolaidžiai užtikrina optimalų smūgio tašką ir įžemikliais yra sujungti su įžeminimo sistema. Taip vyksta laidusis žaibo išlydžių nukreipimas į žemę. Žaibolaidžius galima įsivaizduoti ir kaip apsaugos zonas. Šios apsaugos zonos nustatomos taikant riedančio rutulio metodą.
Naudojant riedančio rutulio metodą, galima nustatyti žaibolaidžių ilgius, o taip pat atstumus tarp žaibolaidžių. Juos reikia išdėstyti taip, kad saugotini įrenginiai patektų į apsaugos nuo žaibo zoną. Atitinkamai saugotiname pastate reikia įrengti tiek žaibolaidžių, kad sfera, kurios spindulys nurodytas apsaugos nuo žaibo klasėje, negalėtų liestis su pastatu.
Elektrogeometrinis žaibo modelis yra fizikoje pripažintas modelis
Riedančio rutulio spindulys kartu su mažiausiomis srovės pikų vertėmis, atsižvelgiant į atitinkamą apsaugos nuo žaibo klasę, sudaro elektrogeometrinį modelį (EGM), kuris kaip vienintelis pagal fizikos dėsnius pripažintas bazinis modelis naudojamas parengti apsaugos nuo žaibo koncepciją pagal VDE 0185-305-1 (IEC /EN 62305-1).
Naudojantis CAD programomis, riedantį rutulį trimatėje erdvėje galima ridenti per visą objektą, kuriam skaičiuojama apsauga. Pvz., I apsaugos nuo žaibo klasės pastatuose žaibo sferos liečiami paviršiai ir taškai pastatuose, kurie priskiriami II, III arba IV apsaugos nuo žaibo klasėms, dar nepatenka į saugomą zoną. Taikant riedančio rutulio metodą, saugotiną įrenginį galima suskirstyti į skirtingas išorines apsaugos nuo žaibo zonas (Lightning Protection Zones = LPZ):
LPZ 0A: tiesioginių žaibo smūgių ir viso žaibo elektromagnetinio lauko keliamas pavojus
LPZ0B: apsaugota nuo tiesioginių žaibo smūgių, tačiau lieka pavojus dėl žaibo elektrinio lauko poveikio
Įsiskverbimo gylio skaičiavimas
Jei norint apsaugoti objektą naudojama daugiau žaibolaidžių, būtina atsižvelgti į įsiskverbimo gylį tarp žaibolaidžių. Norėdami tiksliai apskaičiuoti, naudokite šią formule:
