Заземление молниезащиты

Молниезащита и заземление — важные элементы частного дома. Ведь защищенность от молний позволяет не только предотвратить утрату имущества, но также сохраняет жизнь и здоровье обитателей жилища.

Природа молний

Облака — это сгусток капелек воды и водяного пара, находящиеся в небе.

Накопленная облаками сила тока огромна. Однако электричество раньше или позднее сбрасывается вовне в виде молний, которые, по сути, представляют собой короткие замыкания между проводниками разной полярности.

Молнии сопровождаются грохотом, то есть громом. Раскатистый гром возникает в результате мгновенного проникновения накаленного ствола молнии сквозь массы воздуха.

Существуют три типа молний:

• с направленностью к верхним атмосферным слоям;
• разряжающиеся внутри слоев с разными зарядами — в одном облаке или между облаками-соседями;
• с направленностью к земной поверхности.

Поскольку электричество всегда избирает самый краткий путь, молнии наносят удары по самой высокой части строений и деревьев. Последние являются природными молниеотводами.

Что такое молниеотвод

Молниеотвод — приспособление, через которое электричество отводится к земле, минуя охраняемые объект. Молниеотвод всегда находится выше уровня охраняемого объекта. Молниезащитное устройство является электропроводником и как бы провоцирует молнию ударить именно по нему. Таким образом, короткое замыкание между облаком и земной поверхностью происходит не в неожиданном месте, а именно там, где оно будет нейтрализовано молниезащитой.

Существует два вида молниезащитных устройств:

1. Одиночные молниеотводы.
2. Тросовые молниеотводы, которые представляют из себя несколько тросов, растянутых между отдельными молниеприемниками. Такой способ защиты от молний характерен, прежде всего, для высоковольтных ЛЭП. В быту подобные системы используется для защиты больших территорий, где трос натягивается по периметру участка, либо для охраны протяженных зданий.

Компоненты молниезащиты

Молниезащита включает:

• молниеприемник, который представляет собой тонкий электрод с острой оконечностью (монтируется выше защищаемого строения);
• токоотводящий кабель, по которому ток уводится к заземлению;
• система заземления.

Молниеприемник

Эта часть, как уже говорилось выше, предназначена для приема разряда молнии. Оптимальный материал для изготовления молниеприемника (так же как и заземлителя) — медь.

Обратите внимание! Не допускается покрытие молниеприемника лакокрасочными материалами, потому что в этом случае устройство не сможет выполнять свою функцию.

Чтобы организовать молниезащиту на кровле здания, можно установить с разных сторон крыши и по центру небольшие молниеприемники, длинной от полуметра до метра. После этого их нужно объединить в единую систему и соединить с заземлителем.

Также молниеприемник можно установить на кровле деревянного здания, на печной трубе или рядом стоящим деревом. Устройство помещается на деревянную мачту. Если дом имеет металлическое покрытие кровли, может хватить непосредственного заземления крыши.

Обратите внимание! Чем выше расположен токоприемник, тем больше защищенная территория. Однако это правило действует приблизительно до 15 метровой высоты. На большей высоте эффективность устройства уменьшается.

Токоотвод

Для создания токоотвода понадобится медный или алюминиевый кабель как можно большего сечения. Оптимальным решением станет обычный витой провод из алюминия, применяемый при монтаже воздушных линий электропередачи. Одним концом провод прикрепляется к молниеприемнику с помощью муфт, обжимных труб или клемм, другим концом — к заземлителю. Провод должен располагаться строго по вертикали, дабы использовать минимальное расстояние между заземлителем и молниеприемником. Токоотводящий кабель можно заизолировать или проложить его по специально созданному каналу.

Заземление частного дома

Правильно выполненное заземление — основа эффективной молниезащиты здания. Существует распространенное мнение, что для обустройства заземления достаточно стального прута, соединенного проволокой с молниеприемником и вставленного в грунт. Это суждение неверно и сделанная таким образом молниезащита не защитит от ударов стихии.

Инструкция по устройству сетей заземления и молниезащите предполагает четкое соблюдение ряда рекомендаций.
тановка заземлителей осуществляется по тому же принципу, что и контур заземления здания. Лучшие материалы для цели молниезащиты — алюминий, латунь, медь и другие нержавеющие металлы. Однако эти материалы довольно недешевые, поэтому допустимо применять и сталь. Согласно техническим регламентам (СНИП) по эксплуатации электрическими установками и токопроводящими частями, заземлители необходимо ежегодно тестировать на наличие механических повреждений и коррозии. Если диаметр элементов системы сократился более чем наполовину, необходима их обязательная замена.

Также понадобится не один, а несколько металлических прутьев, воткнутых в грунт. При этом, хотя количество прутьев является расчетной величиной, принято считать, что для одноэтажного или двухэтажного дома достаточно 3-4 прутьев. Длина прутьев должна превышать приблизительно на 30 сантиметров глубину максимального промерзания грунта.

Прутья стыкуются электропроводником, обычно проволокой из алюминия, меди, либо луженной стальной пластинкой. Так создается замкнутый контур. Внешне конструкция будет напоминать букву «Ш», вкопанную в грунт.

Обратите внимание! Не допускается связывание прутьев проволоки ручным способом или плоскогубцами. Этого нельзя делать даже в бытовом заземлении, а тем более в молниезащитной системе.

Соединения должны создаваться с помощью сварки, с применением обжимных гильз или жесткому скручиванию, то есть методом холодного сваривания деталей. Подобные соединения отличаются надежностью, они не подвержены люфтам и не ослабевают со временем. Собранная конструкция будет выглядеть приблизительно следующим образом.

Важно! Заземление для молниеотвода необходимо с контуром заземления дома. Для этого контур молниезащиты соединяется с контуром заземления здания.

Стыкуются контуры стальной полосой. В результате выполненной работы общий контур усиливается, что положительно сказывается на безопасности здания.

Расположение заземлителя

Как токоотвод, так и заземлитель должны располагаться в месте, в которое невозможен доступ детей и домашних животных. Заземлителем может быть любой крупный объект из металла, при этом, чем большая у него площадь касания с поверхностью, тем он эффективнее. Как заземлители могут быть использованы сетка из арматуры, чугунная ванна, стальные детали кровати и т.п.

Вода — отличный проводник электричества. Исходя из этого, заземлитель нужно устанавливать там, где влажная земля. Можно искусственно увлажнять район заземления, например, направив туда сток воды с кровли здания.

Обратите внимание! В домах с водопроводом и централизованной отопительной системой, а также в зданиях, подключенных к подземным электросетям, заземление уже есть в наличии. Поэтому такие объекты не нуждаются в установке дополнительных молниеотводов.

Защитная зона молниеотвода

Чтобы рассчитать защитную зону, можно использовать правило, согласно которому эта зона близка к конусоподобной форме с 45-градусным углом на вершине. Если речь идет об одиночном тросовом молниеотводе, зона защиты похожа на призму с тремя гранями, где ребром выступает трос. Вероятность прямого попадания молнии в таких зонах составляет не более 1%. Таким образом, если молниеприемник находится, например на 10-метровой высоте, защитная зона на земле также будет иметь 10-метровый диаметр.

Существует еще один способ вычисления защитной зоны. Здесь применяется формула R = 1,732 • h, где R – диаметр защитной зоны над наивысшей точкой здания, h – высота от высочайшей точки строения до пика молниеотвода.

Таким образом, если высота дома равна 7 метрам, а верхняя оконечность молниеотвода находится на 3 метра сверху высочайшей точки кровли, диаметр защитной зоны составит 5 метров 20 сантиметров. В итоге получается конус с диаметром у основания — 9 метров и 10-метровой высотой.

Приемка молниезащитных систем в эксплуатацию

Устройства защиты от молний для строительных объектов проходят приемку специальной комиссией и сдаются в эксплуатацию владельцу здания до начала установки в помещениях ценного имущества. Состав комиссии по приемке устанавливается заказчиком объекта. Комиссия по приемке состоит из специалистов следующих направлений:

• электрическое хозяйство;
• подрядчик;
• противопожарная инспекция;

Комиссии по приемке предоставляется такая документация:

• утвержденные проекты создания защиты от молний;
• акты на выполнение скрытых работ (установка токоотводов и заземлителей, которые недоступны для визуального контроля);
• акты тестирования молниезащитных устройств от вторичных воздействий молнии и попадания высоких потенциалов через коммуникации из металла (информация по сопротивлению заземления для молниезащиты, результаты мониторинга работ по установке устройств).

Комиссия по приемке проверяет произведенные установочные работы по обустройству молниезащитных систем.

Приемка устройств защиты от молний в новостройках проводится с использованием актов приемки оборудования. Пуск молниезащитных устройств производится после подписания актов-допусков соответствующих надзорных и контролирующих органов государства.

По окончанию приемки выдаются паспорта для систем защиты от молний и паспорта заземлителей, которые находятся у владельца здания или ответственного за электрическое хозяйство.

Природные молниеотводы

Разные деревья по-разному справляются с функцией отвода молний. Наиболее подходящие деревья: береза, ель и сосна. Однако в населенных пунктах для целей молниеотвода более применима береза, а вот хвойные стараются не сажать в непосредственной близости от зданий, поскольку их древесина более хрупкая.

Перечисленные породы деревьев имеют преимущества над некоторыми другими видами благодаря их корневой системе. Наилучшим заземлением обладают деревья с максимально разветвленной корневой системой, находящейся неглубоко в земле. Лучше всего, если корни таких деревьев частично расположены на поверхности грунта и веерообразно расходятся в стороны. При попадании в дерево, электрический заряд моментально достигает корневой системы и уходит в землю.

Важно! Во время грозы следует избегать деревьев, поскольку в этом случае вероятность поражения молнией значительно возрастает.

Создание устройства защиты от молний не отличается высокой сложностью, но требует базового понимания физических законов и соблюдения технических регламентов. Если же нет уверенности в собственных силах, лучше обратиться за помощью к специалистам.

energomir.biz

Тема заземления молниезащиты не такая простая, как может показаться на первый взгляд. В нормативных документах встречаются лишь требования по сопротивлению заземлителя, но при этом нет требований по конфигурации заземлителей. Рассмотрим различные ТНПА по данной теме.

Не будем углубляться в проблемы заземления, пусть этим занимаются соответствующие специалисты.

Изначально я хотел посвятить тему только заземлению отдельно стоящего молниеприемника, но потом решил вспомнить все требования, предъявляемые к заземлителям молниезащиты. Ну… или почти все

ТНПА РБ:

ТКП 336-2011 (Молниезащита зданий и сооружений и инженерных коммуникаций).

7.2.3 При рассмотрении рассеивания высокочастотного тока молнии в земле и с целью минимизирования любых опасных перенапряжений, конфигурация и размеры системы заземления являются важными критериями. Как правило, рекомендуется низкое сопротивление заземления (не более 10 Ом, измеренное на низкой частоте).

ТКП 339-2011 (Вместо ПУЭ).

6.2.8.5 Защиту от прямых ударов молнии ОРУ следует, по возможности, выполнять отдельно стоящими молниеотводами, установленными по периметру подстанции. Молниеотводы необходимо предусматривать на максимальном удалении от зданий ОПУ, ГЩУ, РЩ. Отдельно стоящие молниеотводы должны иметь обособленные заземлители с сопротивлением не более 80 Ом при импульсном токе 60 кА.

ТКП 181-2009 (02230) (Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей).

5.9.1 Электроустановки Потребителей должны иметь защиту от грозовых и внутренних перенапряжений, выполненную в соответствии с требованиями правил устройства электроустановок. Величина сопротивления заземлений молниеотводов, если вблизи них во время грозы могут находиться люди, не должна превышать 10 Ом.

Таблица Б.29.1 Наибольшие допустимые сопротивления заземляющих устройств:

Отдельно стоящий молниеотвод — 80 Ом.

ТНПА РФ:

ПУЭ 7 (Правила устройства электроустановок).

4.2.137. Защиту от прямых ударов молнии ОРУ, на конструкциях которых установка молниеотводов не допускается или нецелесообразна по конструктивным соображениям, следует выполнять отдельно стоящими молниеотводами, имеющими обособленные заземлители с сопротивлением не более 80 Ом при импульсном токе 60 кА.

РД 34.21.122-87  (Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений).

8 … До недавнего времени для заземлителей молниезащиты нормировалось импульсное сопротивление растеканию токов молнии: его максимально допустимое значение было принято равным 10 Ом для зданий и сооружений I и II категорий и 20 Ом для зданий и сооружений III категории. При этом допускалось увеличение импульсного сопротивления до 40 Ом в грунтах с удельным сопротивлением более 500 Ом×м при одновременном удалении молниеотводов от объектов I категории на расстояние, гарантирующее от пробоя по воздуху и в земле. Для наружных установок максимально допустимое импульсное сопротивление заземлителей было принято равным 50 Ом.

РД 34.45-51.300-97 (Объем и нормы испытаний электрооборудования).

Таблица 28.1 — Наибольшие допустимые сопротивления заземляющих устройств:

Отдельно стоящий молниеотвод — 80 Ом.

Вывод: в очередной раз можно убедиться, что нормативные документы в части проектирования электроустановок в РБ и РФ мало чем отличаются.

220blog.ru

Опасность молнии

Здания во время грозы подвергаются опасности. При ударе молнии могут возникнуть следующие негативные последствия:

• повреждение кровли, несущих конструкций и др.;
• травматизм человека и животных;
• повреждение системы внешнего и внутреннего электроснабжения;
• возникновение пожаров.

Существует два вида молниезащиты:

1. Пассивная. Состоит из традиционных составляющих – токоотвода, молниеприемника и, непосредственно, контура заземления. Молния во время грозы попадет в молниеотвод и по направляющим разряд погасится в земле. Единственным противопоказанием для сооружения такой системы является наличие металлической кровли.
2. Активная. Основана на ионизации воздуха: подготовленный (ионизированный) воздух перехватывает разряды молний. Главной особенностью является больший радиус действия (стандартное сооружение защищает окружность с радиусом более 100 м). Т.е. защита охватывает дом и близлежащие здания.

Конструкция молниезащиты

1. Молниеприемник. Всегда имеет высоту больше самой высокой части зданий (на 2-3 м выше трубы). Не следует располагать конструкцию выше, т.к. в этом случае увеличивается вероятность частых ударов молний в нее. Представляет собой металлический штырь (стержневой молниеотвод), металлический трос (тросовый молниеотвод), натянутый над объектом.
2. Токоотвод. Является соединительным звеном между молниеотводом и системой заземления в доме.

Необходим для обеспечения беспрепятственного пути разряда молнии в землю. Для стандартных домов и сооружений выбирают металлическую арматуру сечением не менее 6 мм².

1. Заземлитель.  Выполняется аналогично обычным заземляющим контурам. Состоит из двух частей:

• Подземная состоит из заземляющего контура. В траншею укладывают заземляющий контур в виде многоугольника, в его вершины забивают электроды (согласно расчетам определяется количество и тип). Горизонтальными участками (стальной полосой 12 мм) их сваривают в единый контур. Далее соединяют сваркой с выпуском наземной части (Гл. 1.7 ПУЭ).
• Наземная. Металлический выпуск, соединяющийся с токоотводом.

Далее происходит соединение всех элементов системы воедино.

Контур располагают вдали от входов и пешеходных дорожек и в непосредственной близости к стене защищаемого здания.

Молниезащита производственных сооружений выполняется аналогично.

Стержневой молниеотвод в доме

Является самой распространенной системой защиты от ударов молнии. Приобрел широкую популярность за счет высокой эффективности и малой стоимости (для небольших зданий).

Конструкция защищает здания от прямых попаданий разрядов. Сооружаются одиночные и групповые молниеотводы (по периметру сооружения). Также различают отдельностоящие и устанавливаемые на здания типы.

Высоту установки стального стержня определяют исходя из габаритов здания и необходимого радиуса действия защиты. Металлический прут принимает на себя весь разряд и по токоотводящему проводу происходит безопасное для жизни отведение молнии в землю.

Для защиты высоких зданий молниеотводы могут быть установлены на соседних высотных сооружениях (вышках, водонапорных башнях).

Пример проекта молниезащиты

Исполнительная документация состоит из нескольких обязательных разделов:

• список нормативов и госдокументов, согласно которым разработаны решения;
• зона защиты одиночного стержневого молниеотвода (рассчитывают высоту и конструкцию молниеотвода, радиус действия);
• план установки оборудования на крыше;
• подробный чертеж молниеприемника и прокладки токоотводов;
• расчеты заземления;
• расходные ведомости материалов и спецификации оборудования;
• смета на строительно-монтажные и земляные работы.

Проектно-сметная документация содержит акт приемки-сдачи работ.

При работе с подрядными организациями составляется смета в договорных ценах, а акт приемки работ содержит откорректированные затраты по факту. Акт приемки и смета для авторского надзора по молниезащите подписывается тремя сторонами – заказчиком, подрядчиком и обслуживающей организацией.

Сейчас предпочтительно применение активных систем защиты от молний, т.к. сооружение одного активного молниеотвода обеспечивает больший радиус действия и заменяет несколько классических. Следовательно, значительно снижаются затраты потребителей на строительство и обслуживание молниеотводов.

Техобслуживание и замеры сопротивлений должны производиться не реже одного раза в год. При обнаружении дефектов следует их устранить немедленно, если обслуживает систему юридическое лицо, то составляется акт о неисправности громоотвода.

elquanta.ru

Особенности выбора

Если на сооружении отсутствуют молниезащитные устройства, удар молнии может стать причиной возникновения пожара, разрушения объекта или же поражения человека.

Основное устройство молниеотвода одно, но используют различные материалы для сооружения. Выбирая эту конструкцию, следует учитывать такие параметры:

— Особенности конструкции сооружения.

— Интенсивность прохождения гроз за год в определенном районе.

— Желаемая степень безопасности.

Качественная молниезащита

Расчет зон молниеотвода должен происходить на основании информации о ширине, длине и высоте здания, для которого будет сооружена защитная конструкция.

Кроме того, следует учитывать среднегодовое число ударов молнии на определенном участке территории.

В процессе изготовления проекта специалисты самостоятельно высчитывают зоны защиты сооружения. По этим данным и сооружается молниезащита. Расчет несложный, для этого можно использовать множество калькуляторов, находящихся в сети.

Назначение сооружения и молниеотвода

Задумавшись о защите от молний, следует изготовить проект молниезащиты.

Сегодня существует три типа молниеотводов, которые отличаются друг от друга особенностями конструкции и требованиями к эксплуатации.

К первой категории относятся сооружения, работающие со взрывоопасными химическими веществами и складирующие их. В таких помещениях постоянно присутствуют смеси пыли, паров и газов с воздухом. Они представляют огромную опасность для жизни человека.

Ко второй категории относятся сооружения, в которых хранятся взрывоопасные вещества в герметично упакованных металлических тарах. В таких условиях лишь при аварийной ситуации могут возникнуть опасные взрывные смеси, которые состоят из паров, газов и пыли с воздухом. В результате взрыва разрушения будут частичными.

К третьей категории относят помещения, в которых не могут образоваться взрывоопасные смеси.

Следует помнить, что установка систем молниезащиты, предотвращающих попадание прямых ударов, вторичных воздействий и заноса высоких потенциалов, необходима для сооружений, которые относятся к первой и второй категории. Здания, относящиеся к третьей категории, нуждаются в установке молниеотвода, предотвращающего попадание прямого удара молнии и заноса высоких потенциалов.

Виды

Давайте рассмотрим на примере многоэтажного дома устройство молниезащиты. Оно может быть как внешним, так и внутренним. Каждое имеет особое предназначение. И первый, и второй виды очень важны. Они обеспечивают безопасность не только вашего имущества, но и здоровье ваших близких.

Внешняя молниезащита в частном доме достаточно проста. Она состоит из таких элементов:

— Токоотвод.

— Молниеприемник.

— Заземлитель.

Перехват молнии непосредственно над крышей, а после пропуск заряда через безопасное русло и отвод его в землю – это молниезащита. Расчет необходимых материалов для сооружения конструкции должен быть приведен в проектной документации. Монтаж устройства сможет провести каждый человек самостоятельно.

А вот схема внутреннего громоотвода намного сложнее. Это целый комплекс мероприятий, которые позволяют обеспечить безопасность электроприборов и проводки по всему дому. Эту работу лучше доверить специалистам. Ведь только они могут правильно выбрать необходимое оборудование для вашего дома, которое поможет обезопасить помещение от повреждений.

Рассмотрим функции каждого элемента внешнего молниеотвода.

Токоотвод

Токоотвод – это специфический проводник, который соединяет заземлитель и молниеприемник друг с другом. Для его изготовления используют оцинкованный или черный стальной прокат диаметром более 6 мм. Этот элемент соединяют при помощи металлического хомута с гайками и болтами методом сварки с заземлением. Его необходимо прокладывать таким образом, чтобы между молниеприемником и зеземлителем было как можно меньшее расстояние. Внешняя часть данного элемента обязательно должна быть доступной. Это исключает возможность ослабления повреждения или натяжения токоотвода.

Токоотводом могут также быть и металлические элементы сооружения (трубы, пожарные лестницы и т.д.). Главное, чтобы происходил надежный электроконтакт между всеми элементами системы молниезащиты.

Молниеприемник

Молниеприемник предназначен для перехвата электрического разряда. Его роль могут выполнять металлическая сетка, стержень или трос.

Металлический молниеприемник в виде сетки устанавливают непосредственно на крышу здания. Для изготовления этого элемента используют стальной прокат с круглым сечением или же полосы из этого материала. Если вы решили установить молниеприемник этого типа, то следует создать условия для постоянной уборки наледи или снега с кровли. Также нужно позаботиться о беспрепятственном стоке осадков. Жидкость ни в коем случае не должна оставаться на этой части сооружения. Максимальный размер ячеек составляет 5 х 5 м.

Молниеприемник в виде металлического стержня является традиционным для нашей страны. Его начали использовать в XVIII веке. Чаще всего его устанавливают в частных домах. Закрепляют стержень на крыше. Его изготавливают из профильного металлопроката.

Молниеприемник в виде троса имеет вид металлического каната, который подвешивают на опорных конструкциях. Горизонтальные молниеотводы располагаются на двух заземленных опорах. Чаще всего их устанавливают на технических сооружениях, которые характеризуются значительной протяженностью (воздушные линии электропередач). Этот тип очень редко используют для защиты зданий от попадания удара молнии.

Молниезащита сооружений напрямую зависит от этого элемента системы.

Заземлитель

Он является металлическим проводником, который должен обязательно контактировать с почвой. Чаще всего в роли заземлителя выступают изделия металлопроката: угловой профиль, полоса или труба.

Изготовление молниеотвода своими руками допускает использование некондиционных или бывших в использовании труб газо- или водопровода. Помните, что заземлитель должен обязательны быть очищен от коррозии. Самым оптимальным вариантом является использование оцинковки. Если вблизи заземлителя во время грозы находятся люди, то его сопротивление не должно превышать 10 Ом.

Проект

Прежде чем приступить к сооружению, следует создать проект молниезащиты. Лучше это доверить специалистам. В проекте должно быть предусмотрено построение молниеотвода сооружения, учитывая его основное назначение, то есть категорию. К примеру, жилой дом относят к ІІІ категории.

В проекте обязательно должно быть указано следующее:

— Тип молниеприемника (из какого материала изготовлен, шаг ячеек).

— Особенности токоотвода (из чего изготовлен, диаметр проволоки, способ крепления к молниеприемнику, заземлению).

— Особенности заземления (место, глубина расположения, из какого материала изготовлен).

Монтаж громоотвода

Следует выбрать самую высокую точку на крыше. Здесь нужно закрепить мачту, на которой будет установлен молниеприемник. Ее высота вызывает споры даже у специалистов. Некоторые утверждают, что высокие мачты могут ловить молнии, которые могли бы обойти дом стороной. Другие считают, чем выше она будет, тем лучше будет молниезащита. Расчет высоты молниеприемника не ведут, так как этот вопрос спорный. Поэтому точную длину мачты специалисты не указывают.

Мачту лучше изготовить из деревянного бруса. Молниеприемник должен быть надежно закреплен к верхней части мачты. Чаще всего в этих целях используют прочно затянутые металлические хомуты.

К молниеприемнику следует присоединить проводник. Его крепят к мачте пластиковыми хомутами. В роли проводника часто используют кабель, который легко пропустить по водостоку вниз. Так вы сможете защитить его от порывов ветра, льда и снега.

Молниезащита и заземление тесно связаны друг с другом. Ведь именно правильное расположение последнего элемента способствует безопасному отводу электрического заряда.

На расстоянии 3 метров от дома следует выкопать яму. Лучше выбрать такое место, где редко ходят люди и не стоят автомобили. Глубина ямы зависит от уровня залегания грунтовых вод. Желательно укладывать пруты заземления в увлажненную землю. В выкопанную яму укладывают заземлитель, к которому крепят токоотвод. После яму аккуратно закапывают.

fb.ru

Опасность разряда молнии

Облака представляют собой водяной пар или мелкие кристаллы льда. Они постоянно движутся, трутся о теплые струи воздуха и электризуются. Когда разность зарядов между ними достигает критического значения, происходит разряд. Это и есть молния. Когда между облаком и землей проводимость наименьшая, то молния ударяет в землю, весь накопленный заряд стекает в нее. Затем и нужно заземление, чтобы забрать на себя энергию разряда.

Молния ударяет в самую высокую точку сооружения, проходя минимальное расстояние от облака до объекта. По сути, получается короткое замыкание, протекают гигантские токи, выделяется огромная энергия. Если молниезащита отсутствует, то вся энергия молнии воспринимается зданием и растекается по токопроводящим конструкциям. Последствия такого удара – пожары, поражения людей, выход из строя электротехники.

Молниезащита забирает на себя энергию разряда и по токопроводу переправляет ее через заземлитель в землю, которая ее полностью поглощает. Поэтому молниеприемники (громоотводы) и прочие элементы молниезащиты выполняются из токопроводящих материалов с высокой проводимостью.

Типы защиты

По месту расположения молниезащита делится на внешнюю и внутреннюю. Внешняя защита по принципу действия подразделяется на пассивную и активную. Устройство молниезащиты пассивного типа включает три обязательных части:

• молниеприемник;
• токоотвод (токовод);
• заземлитель.

В зависимости от строения крыши устанавливаются различные молниеотводы. В активной молниезащите на вершине стрежня или мачты находится ионизатор воздуха, который создает дополнительный заряд и привлекает, таким образом, молнию. Радиус действия такой защиты значительно больше пассивной, бывает достаточно одной мачты для защиты дома и участка.

Внутренняя защита от молний

Особенно нужна молниезащита внутри зданий с большим количеством компьютерного оборудованием. Внутренняя молниезащита представляет собой комплекс устройств защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП). При попадании разряда молнии на линии электрической сети в ней возникают огромные кратковременные перенапряжения. Чтобы погасить их параллельно с проводниками фаза и ноль, фаза и земля, ноль и земля устанавливаются УЗИП. Это очень быстродействующие приборы со временем срабатывания от 100 нс до 5 нс.

Схема установки и характеристики УЗИП зависят от того, имеется внешняя молниезащита или нет. Они различаются конструкцией, представляют собой воздушные или газовые разрядники, варисторы, но суть одна. При возникновении кратковременного перенапряжения шунтируют защищаемую цепь и всю энергию разряда принимают на себя. Но есть приборы и с последовательным соединением. Принцип действия тот же, при возникновении перенапряжений все падение напряжения происходит на устройстве.

УЗИП делятся на три класса. Устройства первого класса устанавливаются в главном распределительном щите. УЗИП снижает напряжение до 4 кВ. Приборы второго класса устанавливают перед вводным автоматом квартирного или домового электрического щита и снижают напряжение до 2,5 кВ. Устройства третьего класса устанавливают в непосредственной близости от защищаемых приборов (компьютеры, серверы и подобные им устройства). Они обеспечивают снижение до 1,5 кВ. Этого снижения напряжения достаточно для большинства оборудования, особенно если продолжительность перенапряжения краткая. Расчет молниезащиты рекомендуется поручить специалистам.

Естественные молниеотводы

Кроме этого имеется естественные молниеотводы. Наши предки вольно или невольно тоже имели хорошую молниезащиту. Традиция высаживать около дома березу спасла не одну жизнь и не один дом. Береза, несмотря на то что она не очень хорошо проводит электрический ток, является замечательным молниеотводом и одновременно обеспечивает заземление. А все из-за мощной корневой системы, которая расползается почти на поверхности почвы. За счет этого энергия молнии при попадании в дерево растекается по большой площади и благополучно уходит в землю. Сосна и ель в качестве молниезащиты даже лучше, но не сравнятся с березой из-за хрупкости древесины.

Конструкция молниеотводов

В общем случае, молниезащита зданий и сооружений представляет собой комплекс из молниеприемника, токопровода и заземлителя. Молниеприемники применяются в виде стержня, сети и натянутого троса.

Стержневой молниеприемник

Конструкция стержневой системы проста. Штырь молниезащиты соединяется с помощью токоотвода с металлическими штырями в грунте, обеспечивающими заземление.

Стержни (штыри) изготавливают из оцинкованной или омедненной стали высотой от полуметра до 5-7 метров. Диаметр зависит от высоты стержня и климатического района расположения. Омедненный стержень имеет лучшую электрическую проводимость по сравнению с оцинкованной сталью. В зависимости от конфигурации здания и его кровли на крыше устанавливаются несколько стержней. Они крепятся к коньку, фронтону, вентиляционным колодцам и прочим капитальным конструкциям.

Зона влияния молниезащиты представляет собой конус с вершиной на острие молниеотвода. Стержни располагают таким образом, чтобы зоны их действия перекрывали все здание. Для стержневых молниеприемников правило защитного конуса с 90 градусной вершиной справедливо для стержня высотой до 15 м. Чем выше молниеприемник, тем меньше угол вершины защитного конуса.

Сетевой молниеприемник

Молниеприемная сеть представляет собой оцинкованный или омедненный провод диаметром 8-10 мм, покрывающий в виде сети всю крышу здания. Обычно молниезащиту в виде сетки устанавливают на плоские кровли. Сеть формируется за счет перпендикулярно расположенных относительно друг друга проводов с определенным шагом. При помощи держателей провода соединяются между собой и крепятся к кровле. Иногда, вместо провода используют стальную полосу.

Провод или полоса обязательно должны быть соединены с заземлением. Для соединения применяют сварку, но можно его делать специальными зажимами. Зажимы для соединения электродов заземления с проводниками часто идут в комплекте, если приобретать все детали в специализированном магазине.

Тросовый молниеприемник

Тросовые молниеприемники представляют собой стальной или алюминиевый трос, натянутый между двумя мачтами. Мачты соединены с токоотводов, а тот в свою очередь с заземлением. Представьте, что трос является коньком двускатной крыши. Тогда область под этой виртуальной крышей будет находиться под защитой от ударов молний. Таким образом, натянув над крышей дома и прилегающей территорией несколько тросов можно обеспечить надежную молниезащиту.

Токопроводы представляют собой оцинкованные или омедненные стальные провода диаметром 10 мм, часто применяют и стальные полосы сечением 40х4 мм покрытые цинком или медью. Они соединяют молниеприемники с заземлителем.

В комплект молниезащиты входят и держатели молниеприемников и токопроводов. Они выполняются из стальных и пластиковых материалов, имеют многообразные конструкции.

Расположение заземлителей

Заземление молниеотводов, в самом простом случае, представляет собой три трехметровых металлических стержня вбитых в землю на расстоянии 5 метров друг от друга. Между собой заземляющие штыри соединяются стальной полосой расположенной на глубине 50-70 см под землей. Соединение производится методом сварки, которые затем покрываются антикоррозионным покрытием. В местах расположения штырей на поверхность должны выходить стержни для того, чтобы можно было присоединить токопроводы.

Заземление должно располагаться на расстоянии не менее 1 метра от сооружения и более 5 метров от крыльца, дорожек и других мест постоянного хождения людей. Это необходимо для того, чтобы человек не попал под шаговое напряжение, образующееся при растекании заряда молнии от заземлителя по земле. Если здание имеет массивный железобетонный фундамент, то заземление молниезащиты рекомендуется располагать подальше от него и монтировать внутреннюю молниезащиту в виде грозоразрядников для защиты аппаратуры. Это необходимо из-за заброса части заряда на фундамент и все элементы, имеющие с ним хороший контакт, в первую очередь корпуса оборудования, инженерные коммуникации.

evosnab.ru

Другие статьи по теме:

Естественный заземлитель Защитное заземление это Проверка контура заземления Какая периодичность проверки молния защиты Что такое естественный заземлитель Зануление электроустановок