Установка грозозащиты

Проектирование и монтаж молниезащиты

При монтаже систем молниезащиты специалисты руководствуются нормами РД 34.21.122-87 «Инструкцией по молниезащите зданий и сооружений» и инструкцией СО 153-34.21.122-2003. В них подробно описывается, какие здания и сооружения должны быть защищены от молний, и каким способом.

Все здания разделяются на три класса. Большая часть общественных и развлекательных сооружений, часть жилых домов относятся к третьей категории. Это могут быть отдельно стоящие высотные дома или дома построенные на вершине холма.

От того в каком грозовом районе находится объект, зависит какие к нему будут предъявляться требования. Архитекторы закладывают в проекте устройства по молниезащите не только для последующей эксплуатации здания. Они предусматривают мероприятия и на этапе строительства, чтобы избежать несчастных случаев от воздействия грозы.

Общие требования

Так как к частным домам из-за их малозаметности на рельефе нет обязывающих требований, то проект молниезащиты можно делать по согласованию с заказчиком по уровню сооружений третьей категории.

Молниеприемники

Для молниезащиты зданий с неметаллической крышей выполняется монтаж стержневых или тросовых молниеприемников. Их устанавливают на кровлю или рядом с домом. От всех стержневых громоотводов и мачт тросового громоотвода должно отходить 1-2 токоотвода.

Если кровля плоская или ее уклон составляет менее 1/8, то подойдет монтаж молниеприемной сетки. Части здания, выходящие за основной габарит, типа дымовых труб и вентиляционных колодцев должны защищаться дополнительно стержневыми молниеотводами, соединяемыми с молниеприемной сетью.

Размер ячеек должен находиться в пределах 12х12 м. Сеть выполняется из проволоки диаметром 6-8 мм. В узлах сеть проваривается сваркой для надежного соединения. При невозможности производства сварки допускается болтовое соединение с переходным сопротивлением менее 0,05 Ом.

Если кровля металлическая, то она сама может стать частью молниезащиты, принимая на себя удары молнии. Необходим только монтаж токоотводов, которые присоединяют к ней в нескольких местах. Все неметаллические торчащие элементы кровли защищаются стержневыми громоотводами, вершины которых должны располагаться выше защищаемых предметов на 0,2-0,5 м.

Если кровля имеет несгораемую тепло и гидроизоляцию, при этом конструкция крыши изготовлена из металла, то монтаж молниеприемников не нужен. Достаточно обеспечить качественное соединение кровли с заземлителем.

В качестве токоотвода (спуска) можно использовать стальные конструкции, имеющие качественный контакт с молниеприемником и заземлителем. В этом случае монтаж дополнительных спусков не потребуется, что позволит существенно сэкономить на молниезащите.

Токоотводы, монтаж которых сделан на стенах, должны находиться на расстоянии более 3 м от входов и мест регулярного пребывания людей.

В районах с плохой экологией и химически активной атмосферой спуски делают из стержней диаметром 12 мм. Все соединения молниезащиты выполняются сваркой, при невозможности допускается болтовое соединение.

Если фундамент имеет хорошую проводимость с грунтом, то его используют как заземлитель в системе молниезащиты. Иначе происходит монтаж заземлителя в виде стержней.

Трехметровые стержни забиваются в почву с шагом 5 м. Между собой они соединяются металлическими полосами или стержнями сечением не менее 100 мм2 расположенными на глубине 0,5-0,7 м. Заземлитель рекомендуется размещать вдали от мест регулярного хождения людей, если дорожка асфальтобитумная, то можно провести монтаж под ней.

Если применяется молниеприемная сеть или металлическая крыша вместо молниеотвода, то вокруг здания прокладывается токопроводящий контур на глубине 50-70 см. В местах соединения токоотводов и заземляющего контура вбиваются трехметровые металлические стержни и тоже привариваются к контуру.

Если рядом с домом растут высокие деревья превышающие высоту дома в несколько раз, то их можно использовать, как мачту молниезащиты. Роль молниеприемника играет токоотвод, выступающий над вершиной дерева на 20 см. В районе корней он соединяется с заземлителем.

Подготовка

Инструкция по проектированию дает главные рекомендации и граничные значения параметров солниезащиты, которые нельзя нарушать. Если указывается, что ячейка молниеприемной сети должна быть не более 12 м, значит, при возможности можно и лучше установить сеть с меньшей ячейкой. То же самое можно сказать о количестве стержней в заземлителе, чем больше, тем лучше.

Среди систем защиты от молний самая распространенная пассивная стержневая молниезащита. Она проще всего в монтаже.

Для монтажа необходимо получить проект молниезащиты или самому сделать его, беря за основу руководящие документы, указанные в начале. Для наглядного примера можно использовать типовой проект молниезащиты какого-либо здания.

В процессе подготовки к монтажу необходимо:

  • получить все габаритные размеры здания, выяснить материал конструкций, возможность их использования в качестве токоотводов;
  • определить место для установки заземления;
  • выбрать места спусков токоотводов от молниеприемников к заземляющему контуру;
  • определить места установки молниеотводов и их высоту.

После этого вычисляется необходимое количество токоотводов, молниеприемников, заземляющих стержней и полос. Определяется необходимое количество держателей элементов молниезащиты и крепежа. Подбирается нужное количество инвентаря в виде лестниц, стремянок и прочих приспособлений, необходимых при монтаже, а также инструмент.

Теперь, создав задел из перечисленных материалов и приспособлений, можно непосредственно приступать к монтажным работам.

Монтажные работы

Монтаж молниезащиты начинается с установки держателей. Закрепив их в нужных местах, где саморезами, где дюбелями, приступают к установке молниеотводов. Они крепятся в держателях с помощью болтовых соединений. Молниеотвод (молниеприемник) и токопровод, если позволяет обстановка, соединяются сваркой, в противном случае применяют болтовое соединение.

Чтобы выполнить монтаж заземлителей для молниезащиты, вокруг здания на расстоянии более 1 м вырывают траншею глубиной около 80 см. Туда закладывают металлическую полосу или стержни сечением не менее 100 мм2.

Они при помощи сварки соединяются между собой и затем в местах спусков вбиваются стержни, которые тоже привариваются к полосе. При этом небольшая часть их должна торчать из земли. К ним приваривают токоотводы. Места сварок покрывают антикоррозионной краской. Получившийся контур засыпается.

После монтажа всей системы молниезащиты проверяют сопротивление заземления. Оно должно быть минимальным, в пределах 15 Ом. После этого контур заземления молниезащиты соединяется стальной полосой с общим контуром заземления электроустановок в здании.

Если сопротивление превышает нормативное значение, то придется выполнять специальные мероприятия, такие как замена грунта вокруг заземлителя на более токопроводящую почву или добавка химических реагентов для этих же целей.

Тросовый приемник

Если конек крыши является самой высокой точкой дома, то над ним нужно натянуть грозовой трос. Получится тросовая молниезащита. Расстояние до конька должно быть не менее 25 см. Мачтами могут быть деревянные бруски, которые закрепляются на фронтоне. С каждой стороны присоединяется токоотвод. При длине конька меньше 10 м допускается монтаж одного токоотвода.

Внутренняя защита

Установка внутренней молниезащиты применяется для стабильной работы компьютеров и другой дорогостоящей электронной техники. Для этого требуется монтаж устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП). Это грозоразрядник, который при перенапряжениях очень быстро замыкает на себя избыточную энергию, не давая проникнуть ей на защищаемую аппаратуру.

Монтаж одного прибора происходит в главном распределительном щите, а второго – в домовом электрощитке. Третий устанавливается непосредственно около защищаемого устройства. Каждый из них при попадании молнии снижает перенапряжения многократно, доводя в конце концов до приемлемого уровня.

Активные системы

В последнее время стали популярны активные системы молниезащиты. Они представляют собой молниеприемник с электронным блоком, вырабатывающим высокое напряжение на его конце.

Вокруг происходит ионизация воздуха, что провоцирует попадание молнии именно в данный молниеотвод. Установка одной активной системы на участке обеспечивает надежную защиту от поражения молнией.

Ионизация приводит к многократному увеличению защищаемой площади. Кроме этого, активная защита не портит внешний вид дома. Она устанавливается в стороне от него, но при этом, как зонтиком закрывает весь участок от прямого попадания молнии.

Монтаж внутренней и наружной молниезащиты позволит надежно защитить дом, электрооборудование и находящихся в нем людей от ударов молнии.

Грозозащита
4

Сети Ethernet, со времён своего изобретения, обрели небывалую популярность, и по ходу развития сетевой инфраструктуры, было разработано и внедрено множество стандартов физического уровня для передачи данных, начиная коаксиальным кабелем и заканчивая оптоволокном. Свою нишу среди них, со всеми своими преимуществами и недостатками, вполне оправданно заняла, так называемая, «витая пара». И даже если для прокладки внешних сетей повсеместно используется оптоволоконный кабель, то с ростом разновидностей телекоммуникационного оборудования возникла необходимость применения медных кабелей («витой пары») как внутри, так и вне зданий.

Данная тенденция повлекла за собой целый ряд проблем, связанных с такими явлениями, как индустриальные электромагнитные помехи и атмосферное электричество. В определенных условиях, из-за роста напряженности ЭМ-поля, порты устройств, подключенных к сети Ethernet, неминуемо выходят из строя. Для решения этой проблемы были разработаны и широко применяются устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП), в простонародье называемые «грозозащита».

Название «грозозащита» не совсем уместно в данном случае, так как никакое УЗИП не сможет защитить оборудование от прямого попадания молнии. Для защиты от грозового разряда применяют совсем другие методы. Молнию «приманивают», молниеотводами создают «привлекательные» для разряда места, то есть создают кратчайший путь для протекания тока разряда.
Согласно исследованиям, проводимым для седьмого издания ПУЭ, в центральных регионах России грозовая интенсивность составляет 50 часов в год, при этом молния воздействует на 1 Км² местности 2 раза в год, а для южных регионов на 1 км² — 5 раз в год.


Рис.1 Карта районирования территории РФ по среднегодовой продолжительности гроз в часах

В предгрозовой период, в атмосфере увеличивается напряжённость электрического поля. В этом случае, образовавшиеся заряды неизбежно индуцируются на все воздушные линии связи, в результате чего разница потенциалов между сигнальными проводами и оборудованием может составлять несколько тысяч вольт. Это напряжение неизбежно приводит к пробою изоляции разделительных трансформаторов Ethernet-портов, и далее распространяется по схеме оборудования.


Рис.2

Также статический заряд может накапливаться в результате трения о кабель молекул воздуха и прочих проявлениях стихии. Гораздо хуже выглядит ситуация при удалённом грозовом разряде. В этом случае электромагнитный импульс, неся огромную энергию и индуцируясь на линии связи, не видит препятствия, проходя через паразитную ёмкость разделительных трансформаторов или пробивая их изоляцию, а при растекании тока молнии по поверхности земли, между разнесёнными на расстояние объектами, разница потенциалов может составлять тысячи вольт.


Рис.3

Стоит отметить, что атмосферные явления могут быть не единственным источником возникновения перенапряжений. Также, зачастую, их источником могут являться коммутационные помехи при включении/отключении силового оборудования, при расположении кабельного сегмента в непосредственной близости от электротранспорта, частотно регулируемыми приводами электродвигателей и т.д. Нередко происходят случаи нарушения правил монтажа как слаботочных, так и силовых кабелей, в результате чего на сигнальные линии также наводится опасное для оборудования напряжение. От перечисленных выше явлений как раз и предназначены защищать УЗИП. Несмотря на то, что принцип работы всех УЗИП одинаков, и основан на отведении с линии передачи данных, наведённого электрического заряда, в систему заземления, рынок УЗИП изобилует разновидностями данных устройств и схемотехническими решениями при их проектировании.
Компания «НАГ» являясь производителем телекоммуникационного оборудования, хорошо знакома с обращениями клиентов в службу ремонта, связанных с повреждениями Ethernet-портов, после неблагоприятных погодных условий или при неграмотном расположении линий связи. Основной причиной неисправностей в подобных ситуациях, в большинстве случаев, является отсутствие защиты от перенапряжений или неправильная их установка. В связи с этим, инженерами компании была разработана линейка УЗИП, способная удовлетворить все требования и обеспечить необходимую защиту оборудования.

Выбирая техническое решение при разработке УЗИП, пришлось отталкиваться не только от качества защиты оборудования, но также брать в расчёт суровые экономические реалии нашей страны, так как мало желающих покупать УЗИП ценой выше, чем стоимость ремонта защищаемого порта, а с учётом того, что оригинальные решения стоили бы на порядок дороже, и лишь на очень малую долю улучшали характеристики защиты, выбор был остановлен на классических решениях. Для большего понимания ситуации, ниже будет дано общее представление о том, как работают УЗИП, но для этого необходимо немного погрузиться в теорию и разобраться в схемотехнике подобных устройств.

Помехи на лини передачи бывают двух видов: дифференциальные и синфазные (см. рис.4). Дифференциальная помеха – разность потенциалов между проводниками в линии. При возникновении синфазного перенапряжения устройство работает следующим образом: если напряжение между проводниками превышает порог срабатывания супрессора VD3, его сопротивление резко падает, и по цепочке VD1-VD3-VD5 или VD2-VD3-VD4 (рис. 4, синяя стрелка) замыкает линию, ограничивая импульс на безопасном уровне, и выделяя излишки энергии в виде тепла. Синфазная помеха – разность потенциалов между проводниками линии и оборудованием. Для борьбы с этой помехой в схеме используется газоразрядник FV1, принцип работы которого аналогичен работе супрессора, только здесь энергия импульса, протекая через VD1(VD2)-FV1 или FV1- VD4(VD5) (рис. 4, красная стрелка) уравнивает потенциалы с системой защитного заземления.


Рис.4

Примерами реализации подобной схемы являются «Грозозащита Ethernet SNR-SP-1.0» или «Грозозащита Ethernet SNR-SP-2.0». Разница между ними лишь в том, что первая является оконечным устройством, а вторую можно подключить в разрыв линии передачи данных. Также, в линейке присутствует «Грозозащита Ethernet Nag-APC», которая имеет конструкцию для установки в шасси для стандартной 19 дюймовой стойки. Данные грозозащиты можно применить на портах Ethernet 10/100/1000Base.

Грозозащита Ethernet SNR-SP-1.0 Грозозащита Ethernet SNR-SP-2.0

Грозозащита Ethernet Nag-APC

Шасси APC PRM24 для защит NAG-APC

Если защищаемый Ethernet-порт не поддерживает передачу данных на скорости в 1 Гбит/с, то в данном случае вполне может подойти и «Грозозащита Ethernet Nag-клон», рассчитанная на защиту одного порта, или «Грозозащита Ethernet Nag-клон-4», защищающая 4 Ethernet-порта.

Грозозащита Ethernet Nag-клон Грозозащита Ethernet Nag-клон-4

Случаются ситуации, когда защищаемое устройство необходимо запитать по технологии PoE. Примером могут служить такие устройства, как IP-видеокамеры, маршрутизаторы, точки доступа и т.д. В данной ситуации также можно использовать рассмотренную конструкцию УЗИП, изменив некоторые номиналы деталей, так как разница потенциалов в сигнальных линиях согласно стандарту PoE, может составлять до 57 Вольт.

Рис.4​

Изменение номинала приведёт к небольшому уменьшению скорости срабатывания схемы, но обеспечит необходимую защиту для оборудования. Примером подобного решения является «Универсальная грозозащита Дрозд». Она работает на портах Ethernet 10/100/1000Base. «Грозозащита Nag-1.1 POE» применяется только на портах Ethernet 10/100Base, как и «Грозозащита PoE Nag-1P». Её можно использовать только совместно с устройствами, питание которых осуществляется по зарезервированным парам проводов (4;5 и 7;8). Подача питания по сигнальным проводам в данном устройстве не поддерживается.

Универсальная грозозащита Дрозд Грозозащита Nag-1.1POE

Грозозащита PoE Nag-1P

Также, для предотвращения влияния неблагоприятных внешних условий, УЗИП серии «Дрозд» может устанавливаться в корпусы с необходимой степенью защиты от климатических и механических воздействий.

В случае, когда линия передачи данных оказывается в зоне действия разнообразных индустриальных помех, актуальным будет применение УЗИП с дополнительными индуктивно-ёмкостными фильтрами, которые исключат составляющую помехи, не препятствуя прохождению полезного сигнала. Примеры данного решения, это «Грозозащита Ethernet Nag-1.2» и «Грозозащита Ethernet Nag-4.2». Разница между ними в количестве защищаемых портов, 1 и 4 порта соответственно. В силу конструктивных особенностей, эти УЗИП нельзя использовать совместно с устройствами, питаемыми по технологии POE, так как постоянное напряжение не сможет преодолеть преграду из индуктивно-ёмкостных фильтров. Эти устройства могут работать на портах Ethernet 10/100Base.

Грозозащита Ethernet Nag-1.2 Грозозащита Ethernet Nag-4.2

Кроме устройств защиты Ethernet-портов, в линейке есть также «Грозозащита Nag-DSL», применяемая для защиты устройств подключаемых к телефонной линии, таких как телефонные аппараты или DSL-модемы.

Грозозащита Nag-DSL

Зачастую, в линии напряжения питания (~220В) также могут происходить скачки напряжения, приводящие к отказу питаемого оборудования. На этот случай можно воспользоваться устройством «Грозозащита NAG-E1.0», которое работает на том же принципе, что и все выше перечисленные УЗИП, с одной лишь разницей: в этом устройстве дополнительно установлены предохранители, сгорающие при скачке напряжения, поэтому после срабатывания защиты, предохранители нужно заменить.

Грозозащита NAG-E1.0

С подробными характеристиками перечисленных устройств, а также с их стоимостью вы всегда можете ознакомиться на нашем сайте.

Грозозащита зданий и промышленных сооружений — Грозозащита зданий и промышленных сооружений

Страница 4 из 4

5. Грозозащита зданий и промышленных сооружений

Общие требования к грозозащитной установке зданий и промышленных сооружений

Грозозащитные установки состоят в основном из молниеотводов, спусков и заземлителей.
Спуски, отводящие ток молнии, прокладываются по крыше и стенам или внутри пристроенных помещений в доступных местах. Места соединений не должны быть вблизи легко воспламеняющихся материалов. В качестве спусков используются провода, лежащие под крышей, или закрытые металлические части. Над металлическими частями через каждые 3—4 м устанавливаются вертикальные молниеприемные устройства, которые должны соединяться со спусками и возвышаться над ними не менее чем на 20 см. Молниеприемники располагаются так, чтобы они принимали по возможности на себя все удары молний. Количество спусков зависит от рода и размеров здания. Спуски соединяются с заземлением по возможности по наиболее короткому пути. Большие металлические части в здании или на нем должны быть отделены от грозозащитной установки на достаточное расстояние или же присоединены к ней проводником. Расстояние между частями грозозащитного устройства и большими металлическими частями или электрическими установками должно быть рассчитано по ПУЭ. Материалом для грозозащитных устройств является оцинкованная сталь. Применение стальных и алюминиевых тросов из-за малой стойкости по отношению к коррозии не допускается. Для подземной проводки применяются полосы и проволока сплошного сечения из оцинкованной стали или меди. Вблизи химических заводов необходимо применять медный провод сечением 50 мм2 в свинцовой оболочке. Соединения проводов между собой и с землей выполняются с помощью зажимов или резьбы. Соединения скруткой недопустимы.
Во избежание коррозии в грозозащитном устройстве нужно соблюдать следующее: если крыши, стены, облицовка, водосточные желобы медные, то провода также должны быть медными, поскольку дождевая вода может стекать с меди на провода или наоборот. Сталь или алюминий в этом случае не применяются.
Если крыши, стены и т. п. цинковые или оцинкованного железа, то применение голых медных проводов исключается, а используются оцинкованные стальные голые алюминиевые или луженые медные провода. При соединении медного провода с алюминиевым необходима прокладка между ними из свинца.
Крепежные детали для грозозащитных устройств изготовляются из оцинкованной стали. Для защиты от коррозии в местах крепления медных проводов должны быть проложены свинцовые прокладки. Все места соединений, опоры, поверхности среза оцинкованных стальных проводников, а также заземляющие провода на расстоянии до 30 см от поверхности должны иметь защитное покрытие. Места подземных соединений проводов и присоединений к трубопроводам должны иметь хорошую защиту от коррозии, например битумное покрытие. Наземные и подземные оцинкованные провода подлежат окраске.
Опытом установлено, что наиболее вероятными местами ударов молнии являются шпили башен, коньки крыш, дымовые и вентиляционные трубы и т. д. Поэтому наиболее вероятные места ударов молнии должны быть снабжены молниеприемными устройствами.
В качестве молниеприемных устройств вдоль коньков крыш, на фронтовых и сточных желобах достаточно проложить прокладки из соответствующего провода. На шпилях башен, трубах могут применяться стержни из сплошного материала. Расположенные на поверхности крыши выступающие части здания — дымовые трубы, шпили, вентиляционные трубы, флюгеры, рекламы, осветительные установки, если они выполнены из металла, используются в качестве молниеприемников и присоединяются к спускам; если же они выполнены не из металла, то снабжаются молниеприемными устройствами, например стержнями или металлической окантовкой.
На каждом здании должно быть не менее двух главных спусков, при больших габаритных размерах устраивают спусков больше. Отдельно стоящие фабричные трубы снабжаются двумя спусками. Спуски располагают по возможности симметрично. На каждом спуске устраивается доступное место для разъема с целью испытаний и ревизии. Заземляющие провода должны быть отделяемы от водосточных труб. Болтовые соединения в месте разъема должны быть изготовлены из коррозийноустойчивого материала.
Металлические части большой протяженности по вертикали, находящиеся вне здания, например пожарные лестницы, подъемные сооружения, должны быть соединены вверху и внизу с проводами, лежащими на крыше, и со спусками. Внизу они должны присоединяться к заземлению выше места разъема.
Большие металлические части, расположенные внутри здания: водопровод, газопровод, воздухопровод, отопительная установка, стальной каркас лифта, машинные установки, лестницы — должны быть соединены в местах сближений с проводами, лежащими на крыше, или спусками и заземлением.
Разрывы в металлических протяженных частях, на которых может возникнуть частичный разряд, должны быть замкнуты. В целях предотвращения повреждений электрических установок и зданий при ударе молнии в грозозащитные устройства молниеприемники, спуски и все связанные с ними части рекомендуется располагать на достаточном расстоянии от электропроводки. Если эти расстояния малы, то между грозозащитным устройством и электрическими установками применяют защиту в виде разрядников. Разрядники могут быть использованы для защиты от перенапряжений, которые заносятся в здания по воздушным линиям, особенно по линиям на деревянных опорах.
Если имеются электрические установки на металлических конструкциях вне зданий, то для грозозащиты необходимо произвести заземление стальных конструкций при условии, что перекрытие между конструкцией и электрической установкой не будет иметь опасных последствий.
Чтобы не расширять зоны действия напряжения прикосновения, опоры электрических линий сильного тока, укрепляемые на крышах, не следует соединять с грозозащитными устройствами, а достаточно установить между указанными элементами изоляторы.
Опоры для линий связи, укрепляемые на крышах, должны быть электрически соединены с грозозащитными устройствами.
Соединение грозозащитных устройств с заземляющими устройствами установок сильного тока допускается лишь при рабочих напряжениях до 1000 В.
Для грозозащиты фабричных труб на них устанавливаются молниеотводы. Молниеотводы изготовляются из круглого сплошного железа диаметром около 25 мм и продолжают от вершины трубы вниз на 3 м с таким расчетом, чтобы спуск,приваренный к молниеприемнику, не находился в сфере действиядымовых газов.
В качестве молниеприемника можно использовать металлическую торцевую накладку или стяжное кольцо. Фабричные трубы высотой менее 40 м должны иметь один спуск, а при большей высоте не менее двух спусков.
Фабричные трубы из железобетона также должны быть снабжены спусками. Если имеется два спуска, то один из них должен проходить вблизи скоб для влезания. Если имеется два ряда скоб влезания, то каждый ряд снабжается спуском. Все металлические части, подверженные действию дымовых газов, должны быть снабжены защитным покрытием. Все заземленные металлические части, например котлы, трубопроводы и стальные каркасы, расположенные в зоне фабричной трубы, должны быть соединены со спуском или заземляющим устройством при помощи наземных или подземных проводов.
Для грозозащиты высоких строений из стальных конструкций, например копров, буровых вышек, градирен, водокачек, достаточно осуществить заземление стального каркаса по меньшей мере в двух точках. Строения подобного рода из непроводящего материала, например камня или дерева, должны быть оснащены совершенным грозозащитным устройством.
Грозозащита взрывоопасных установок. Опасность взрыва имеет место в установках, когда в результате местных или производственных условий газы, пары или пыль, образующие в сочетании друг с другом или с воздухом взрывоопасные смеси, могут скапливаться во взрывоопасных количествах.
Чаще всего такой установкой является резервуар с нефтепродуктами. На поверхности резервуара может появиться взрывоопасная смесь нефтепродукта и воздуха. Чтобы смесь не воспламенялась при восприятии разряда молнии грозозащитным устройством резервуара, необходимо, чтобы канал молнии соприкасался с молние-приемником вне сферы распространения взрывоопасных концентраций. Для защиты указанных устройств применяют отдельно стоящие стержневые молниеотводы или молниеотводы, установленные на резервуаре на высоте не менее 5 м.
Расчет молниеотводов надо вести так, чтобы защищаемый объект находился в защитной зоне молниеотвода. Сопротивление заземлителей рекомендуется принимать 10 ом. Резервуары и трубопроводы, покрытые землей толщиной в 1 м, грозозащитного устройства не требуют.
Грозозащита пожароопасных установок. К пожароопасным установкам относятся все строения и склады с материалами, легко воспламеняющимися даже при ограниченном воздействии огня.
Грозозащитные устройства должны быть выполнены так, чтобы плавление и разбрызгивание металла, возникающего при ударе молнии, не вызывали пожара. Для этого все провода должны быть расположены на расстоянии не менее 40 см от огнеопасных объектов Если строения с мягкой кровлей имеют устройства с большим количеством металла, то они должны быть соединены с грозозащитным устройством так, чтобы не могло возникнуть воспламенение кровли или горючих материалов. Отводы от наружных спусков, идущие внутрь здания, должны иметь изолирующие оболочки, например вентиляционные каналы.
Для грозозащиты заводов взрывчатых веществ вблизи взрывоопасных строений устанавливаются молниеотводы или же грозозащитные устройства, укрепляемые на деревьях или пригодных для этой цели высоких строениях с тем, чтобы удар молнии был по возможности принят в стороне от защищаемого объекта. Высота и количество молниеотводов рассчитывается так, чтобы защищаемый объект находился в защитной зоне молниеотводов. Для внутренней грозозащиты зданий расположенные на зданиях металлические части, например водосточные желоба и трубы, необходимо соединять только со спусками. Надстройки на крышах из непроводящих материалов, например вытяжные вентиляционные трубы, должны быть оснащены молниеприемными устройствами. Металлические надстройки на крышах соединяют со спуском.
Подведенные к зданию наземные металлические трубопроводы, паропроводы должны быть соединены с наружными спусками. Низшие точки этих трубопроводов внутри зданий соединяются с внутренним кольцевым заземляющим проводом. На зданиях с кровлей из горючего материала спуск, идущий по крыше, не должен приближаться к ней ближе, чем на 0,5 м. Провода должны быть свободно натянуты. Для предупреждения провисания проводов они укрепляются на опорах из непроводящего материала. В железобетонных строениях стальная арматура в нескольких местах соединяется с заземленным кольцевым проводом.
Для зданий с земляным покрытием не менее 0,5 м и насыпью со стороны, не защищенной земляным покрытием, от внутреннего грозозащитного устройства можно отказаться, если вокруг строения нет значительных металлических частей, трубопроводов, рельсовых путей, выступающих вентиляционных труб, и эти строения полностью свободны от горючих газов или взрывчатых пылей, газов или паров.
Для защиты электрических установок электропитание к зданию рекомендуется подводить кабелем под землей. Перед вводом электрической проводки в здание она должна иметь разрыв цепи.
В кабельной сети должны быть поставлены разрядники для защиты от перенапряжений. Металлические корпуса всех крупных частей, например двигателей, выключающей аппаратуры и распределительных устройств, должны быть заземлены путем соединения с шиной заземления внутренней грозозащиты.

Расчет высоты молниеотвода и расстояния между ним и защищаемым объектом

Из общих требований к грозозащитным установкам зданий и промышленных сооружений видно, что в первую очередь для защиты используются молниеотводы. Молниеотвод — устройство, состоящее из молниеприемника, токоотвода, соединенного с заземлителем, расположенным в земле для отвода тока молнии в землю. Молниеотводы разделяются на стержневые и тросовые. И те и другие могут быть выполнены в виде отдельных мачт, не связанных с защищаемым объектом или установленных на защищаемом объекте.

Рис.12 Одиночный стержневой молниеотвод
Тросовые молниеотводы в большей части применяются для защиты линий электропередач высокого напряжения. Молниеотводы должны быть надежно заземлены. Сопротивление отдельно стоящего молниеотвода не должно превышать 150—200 Ом. Чаще всего для больших защитных свойств общее сопротивление заземлителей принимают 10 Ом.
Защищенное пространство от прямых ударов около молниеотвода называется зоной защиты. Зона защиты зависит от числа, высоты и взаимного расположения молниеотводов, от высоты грозовых облаков, от их положения по отношению к молниеотводам и т. п. Зона зашиты в большей степени зависит от отношения высоты ориентировки молнии Н к высоте молниеотвода Н.
Рекомендуемые зоны защиты для одиночного молниеотвода (рис.11) следующие.
Радиус защиты rx на любой высоте hx определяется по формуле:
Где активная высота молниеотвода;
hx – высота рассматриваемого уровня защищаемой точки объекта;
h – высота молниеотвода, м.
Для молниеотводов высотой более 30 м радиус защиты определяется по формуле:
Для молниеотводов высотой до 100 м радиус защиты определяется по формуле:
,
Где – коэффициент.
При двухстержневых молниеотводов с одинаковой высотой h и расстоянием друг от друга а наименьшее расстояние находится по формуле:
С тремя и четырьмя стержневыми молниеотводами зона защиты определяется так же, как и при двух молниеотводах. Диаметр окружности, проведенной через три оси молниеотводов и диагональ при четырех молниеотводах h30 м, должен быть Dи при высоте h:
Зону защиты одиночного тросового горизонтально подвешенного молниеотвода можно определить по формуле:
При наличии двух тросовых молниеотводов минимальная высота:
.
Для определения допустимых расстояний в воздухе и по дереву при прямом ударе молнии в молниеотвод прежде всего находится импульсное напряжение в точке, расположенной от земли на расстоянии l, по формуле:
Где i – мгновенное значение тока молнии;
Rи – импульсное сопротивление заземления;
L – индуктивность участка токоотвода от заземлителя до рассматриваемой точки.
Затем определяется амплитудное импульсное напряжение:
кВ.
Здесь L можно заменить длиной l, исходя из того, что мгновенное значение тока
А
=кА/мк сек.
Умножив на L обе части равенства, находим при L=1,5∙ l
L=
При Iм=150 кА:
L=l
При Iм=100 кА:
L=1,5 l.
Итак, после подстановки L=l будем иметь:
кВ.

Зная амплитудное значение импульсного напряжения, находим расстояние по воздуху от молниеотвода до защищаемого объекта:
м,
Где Е воз=500 кВ/м.
По дереву расстояние от молниеотвода до защищаемого объекта :
м,
Где Е дер=200 кВ/м.
В земле расстояние между заземлением молниеотвода и защищаемым сооружением м,
Где Е зем=30 кВ/м.
При расчете расстояний необходимо брать импульсное сопротивление не более 10-15 Ом. Это позволит значительно уменьшить величину потенциала молниеотвода.

Литература:

  1. «Электроснабжение промышленных предприятий» Б.Ю.Липкин, Н.С.Комаров, Высшая школа 1985 г.
  2. Правила технической эксплуатации и безопасности обслуживания электроустановок промышленных предприятий. Алматы, 2002 г.
  3. «Техника высоких напряжений» М.А.,Бабиков, Н.С. Комаров ., Госэнергоиздат, 1980 г.

Громоотвод — как работает?

Сегодня мы погрузимся в мир теоретической физики, чтобы разобраться с тем, как работает громоотвод. На самом деле, это неправильное название, так как гром является звуковым эффектом — отвести его от здания не только нельзя, но и не имеет никакого смысла. Правильное название конструкции «молниеотвод», и оно наиболее точно отражает суть данного устройства.

Громоотвод — как работает

Что такое громоотвод и как он функционирует

Итак, молниеотвод – это устройство, предназначенное для защиты зданий и сооружений от удара молний. Представляет собой заостренный металлический штырь, который устанавливается в вертикальном положении на крыше зданий или на отдельно стоящей высокой мачте. От нижнего конца штыря идет проводник, который уходит в землю – заземление.

Принцип действия молниеотвода

Большинство людей думают, что основная функция молниеотвода заключается в том, что при прямом попадании молнии во время грозы он отводит заряд по проводнику в землю, где тот рассеивается, не повреждая здание. Да, это утверждение верное, и при попадании молнии именно так и произойдет.

Однако так бывает только в случае прямого попадания, что случается крайне редко. В прочих ситуациях громоотвод работает по-другому. Удивлены? На самом деле, все не так сложно и объяснимо, и сейчас вы в этом убедитесь.

Молния крайне редко попадает в громоотвод

Молниезащита тросовая

Немного физики

При образовании грозовых облаков происходит разделение зарядов. Мельчайшие капли воды приобретают отрицательные и положительные заряды, при этом отрицательные заряды скапливаются преимущественно в нижней части кучевого облака.

  1. На поверхности земли, а также на зданиях и сооружениях под заряженным облаком скапливаются индуцированные заряды противоположного знака, то есть положительные.

    Нюансы разделения зарядов

  2. Между землей и облаками увеличивается напряженность электрического поля. Появляется разность потенциалов, достигающая миллионов вольт. Данной разницы достаточно для образования разряда, коим и является молния.
  3. Разряд молнии начинается со ступенчатого лидера. Под этим понимается слабосветящийся разряд, который движется по направлению от облака к земле со скоростью 50 000 км/сек. Путь молнии прокладывается по воздуху — он неоднороден, а значит, есть места с более высокой электропроводностью (больше количество заряженных частиц). По ним-то молния и проходит. По-другому можно сказать, что молния выбирает наименьший путь сопротивления.

    Разряд молнии

  4. Приближаясь к земле, лидер направляется в те участки, где в данный момент имеется наибольшее количество индуцированных зарядов противоположного знака. Когда лидер достигает земли, все отрицательные заряды, находящиеся в ионизированном канале, устремляются в землю – сначала заряды из нижней части канала, а затем и из облака. Таким образом, основной разряд идет снизу-вверх.

    Молния выбирает наименьший путь сопротивления

Наверное, всем известно, что молния поражает высокие объекты: деревья, вышки, мачты, дома. Но происходит так не всегда, так как многое зависит от электропроводности этих объектов. Например, ствол дерева содержит влагу, что позволяет образующимся в земле индуцированным зарядам перетекать на верхушку дерева, а значит, расстояние до нисходящего ступенчатого лидера сокращается. Ему нужно проделать меньший путь, поэтому удар с высокой долей вероятности придется в рассматриваемый объект. Так будет, если рассмотреть одиноко стоящее дерево.

Совет! Именно поэтому нельзя прятаться во время грозы под деревьями, которые стоят особняком. В относительной безопасности вы будете только в зарослях, да и то – не факт.

Большинство специалистов рекомендует поднимать молниеотвод на высоту до 18-20 м, особенно если здание находится в плотной застройке частного сектора

Справедливо перетекание зарядов также для высоких сооружений и зданий, однако если поблизости находится объект с более высокой электропроводностью, он накопит в себе больше индуцированных зарядов, и молния поразит именно его — несмотря на то, что оно может быть намного ниже.

Единственным проверенным средством, помогающим уберечься от удара атмосферного разряда, является молниеотвод

Данный эффект полностью объясняет поведение молнии. Иногда люди недоумевают, почему заряд поражает не высокое строение, а какой-нибудь маленький сарай, находящийся поблизости. Причиной может быть то, что он стоял на водоносном слое почвы, а вода, как мы знаем, является прекрасным проводником и однозначно будет содержать большее количество индуцированных зарядов.

Молниезащита загородного дома

Можно часто наблюдать деревья, пораженные молнией, около рек. Как известно, в силу гравитации реки протекают в самых низких участках рельефа, но так как вода в реке – это хороший проводник, содержащий много зарядов, в этой области создаются самые оптимальные условия для попадания молнии.

История молниеотвода

Совет! По этой причине во время грозы стоит держаться подальше от рек и водоемов.

Цены на молниезащиту и заземление

Молниезащита и заземление

Принцип действия молниеотвода

Итак, мы разобрались с поведением молнии, но до сих пор непонятно, как функционирует громоотвод. Сейчас мы объясним и этот вопрос.

  1. Как уже было сказано, на земле появляется большое количество индуцированных зарядов, возникает сильное электрическое поле, которое будет усиленно у заостренных предметов, коим и является молниеотвод.

    Принцип работы молниеотвода сводится к тому, чтобы переключить электрический удар на специальную проводную шину, отправляющую заряд молнии глубоко в землю

  2. В результате этого на верхушке устройства возникает коронный разряд, через который разряды из земли стекают вверх по воздуху в направлении грозового облака. Это означает только одно – индуцированные заряды не могут накапливаться на здании, а значит, молния в него бить не будет, так как наверняка поблизости найдутся более заряженные объекты.
  3. Вероятность того, что молния попадет в здание с громоотводом, падает практически до нуля. Именно поэтому случаи ударов в громоотводы такие редкие.

    Принцип действия активного громоотвода

Согласитесь, все очень просто и понятно, если понимаешь суть явления. Мы уже давно живем в информационном веке, поэтому быть невеждой современному человеку не к лицу.

Как правильно устроить молниеотвод на здании

Разобрав принцип работы громоотвода, будет неправильно оставить без внимания способ его устройства. Во второй части статьи мы расскажем, как своими руками смонтировать качественную защиту для вашего дома, чтобы уберечься от ударов молнии.

ГРОМООТВОДЫ. Фигура 1) Платиновый наконечник громоотводного стержня. 2) Проволочный кабель, зажатый наконечником. 3) Проволочный кабель с наконечником. 4) Соединение верхней части стержня а, который для сбережения места укорочен и обломан на чертеже. 5, 6) Пучки из стержней. 7, 8, 9 и 10) Скрепления основания стержня с деревянными частями крыши. 11 и 12) Муфты для соединения проводников. 13) Скрепление основания стержня с проводником, загибающимся вниз. 14) Конец подземного проводника, опущенный в воду колодца. 15, 16, 17) Подземные части проводника. 18) Якорь и корзина с углем — подземная оконечность проводника. 19) Защита порохового погреба, система Мельсана. 20) То же — по французской системе. 21) Защита высокого здания

Существует множество вариантов исполнения молниеотвода, начиная с самых простых самодельных вариантов и заканчивая профессиональными системами от именитых производителей. Мы настоятельно советуем использовать заводские решения, так как они гарантированно будут работать (при правильном монтаже) и, что немаловажно, выглядят намного привлекательнее с эстетической точки зрения.

В качестве примера мы разберем, как монтируется молниезащита от белорусского производителя «ТерраЦинк». Данная система включает в себя широкий ассортимент аксессуаров и комплектующих, позволяющих выполнять монтаж на строениях разной формы и сложности. Основу системы составляет молниеприемник, который в зависимости от габаритов может представлять собой молниеприемную мачту или молниеприемный стержень. Всего насчитывается более 20 видов элементов.

Молниезащита «ТерраЦинк»

В комплект будут входить основание, треноги и держатели токоотвода. Токоотводов компанией представлено 30 видов, что позволяет подобрать оптимальный вариант под любой фасад здания. Также система включает в себя 15 видов соединителей и зажимов токоотвода.

Держатель треугольной формы

Интересно знать! В качестве токоотвода для частных домов чаще всего используют 8-миллиметровый оцинкованный прут.

Система «ТерраЦинк» хороша еще и тем, что для установки вам не потребуется специальных инструментов. Монтаж выполняется за очень короткое время при том, что его можно осуществлять на эксплуатируемые здания. Комплектующие имеют небольшие размеры, что делает их незаметными на фоне строения.

Расположение элементов молниезащиты

Таблица. Как происходит установка такой молниезащиты?

Шаги, фото Описание работ

Шаг 1. Установка держателей под токоотвод

Работа начинается с того, что на конёк кровли монтируются регулируемые держатели с металлическим стержнем. Фиксируются они очень просто — за счет затягивания крепежного винта.

Шаг 2. Монтаж остальных держателей

Токопровод у нас пройдет по всей крыше, поэтому держатели устанавливаются по всему коньку с шагом 1 м.

Шаг 3. Прокладка токопровода

Фиксируем в держателях токопровод диаметром 8 мм при помощи пластиковой защелки на верхушке держателя.
Комментарий. Некоторые держатели имеют иное крепление токопровода, поэтому обязательно изучите перед монтажом прилагаемую инструкцию.

Шаг 4. Торцевой загиб токопровода

Чтобы увеличить площадь покрытия молниезащиты, свободный конец токопровода, выступающий за край конька, рекомендуется загнуть вверх под углом 45 градусов. Делаем это с двух сторон.

Шаг 5. Монтаж держателя токоотвода

На следующем этапе необходимо закрепить держатель под токоотвод. Монтируется он под черепицу или иные кровельные материалы, поэтому в месте установки придется произвести небольшой демонтаж, чтобы добраться до деревянной стропильной системы и обрешетки. Держатель фиксируется при помощи саморезов, после чего элементы кровли возвращаются на место. Образовавшееся отверстие дополнительно герметизируется, чтобы не допустить попадания внутрь воды во время дождя.

Шаг 6. Установка держателей на скате

Далее аналогичным образом крепятся держатели прямо по кровле до самой нижней части. Шаг установки также составляет 1 м.

Шаг 7. Дальнейшая разводка токопровода

В держатели 42202, идущие по кровле, устанавливается токопровод. Фиксация элемента аналогична той, что выполнялась ранее с коньковыми держателями.

Шаг 8. Соединение токопровода

Подведенные с боков токопроводы необходимо соединить с центральным. Делается это при помощи зажимов №51515 при затягивании болтов.

Шаг 9. Монтаж держателя под молниеприемник

Далее начинается процесс монтажа молниеприемника. Первым делом устанавливаем держатель. Проще всего его закрепить к вертикальной поверхности, например, стенке дымохода.
1. Для этого в ней просверливаются отверстия, в которые вставляются пластиковые дюбеля.
2. В них вкручиваются кронштейны до надежной фиксации.
3. Ставится стержень (молниеприемник), который фиксируется скобами, прикручиваемыми к кронштейну на болтовые соединения.

Шаг 10. Соединения молниеприемника с токопроводом

С нижнего конца у стержня имеется резьба, на которую накручивается зажим прута №55422. Высоту расположения этого элемента стоит отрегулировать так, чтобы он находился на одном уровне с коньковым токопроводом. Далее происходит соединение по уже рассмотренному принципу.

Шаг 11. Монтаж фасадных держателей

По фасаду, снизу-вверх, устанавливаются пластиковые держатели. Их монтаж аналогичен тому, как мы ранее крепили держатель молниеотвода. Шаг установки также составляет 1 м.

Шаг 12. Закрепление токопровода на вертикали

Далее соединяем токопровод со стеновыми держателями. Свес кровли при этом необходимо обогнуть так, чтобы нигде не было контакта с кровлей и прочими элементами, особенно металлическими. Если при прокладке необходимо обойти водоотлив коттеджа, то используйте держатели для водостока. Токопровод при этом можно пропустить по водосточной трубе, используя специальные крепежные элементы.

Шаг 13. Установка контрольного зажима

Токопровод должен заканчиваться на высоте 70 см от земли. На его конец крепится контрольный зажим

Шаг 14. Копка траншеи

Далее необходимо выкопать траншею, по которой будут проложены металлические шины заземления. Длина траншеи составляет 1 м, а глубина – 50 см.

Шаг 15. Установка держателя полосы

Под контрольным зажимом устанавливаем держатель полосы.

Шаг 16. Установка полосы заземления

Затем прикрепляем полосу заземления. Она погружается в траншею с загибом и проходит по ее дну.

Шаг 17. Установка контрольно-измерительного колодца

Устанавливаем контрольно измерительный колодец на край траншеи.

Шаг 18. Сборка штырей для заземлителя

Осуществляем сборку комплекта штырей для заземлителя. Тут все просто – на резьбу накручивается переходная муфта, через которую элементы легко соединяются друг с другом.
Внимание! Количество штырей, а соответственно, и глубина их погружения в почву, рассчитываются при составлении проекта.

Шаг 19. Подготовка инструмента

По мере наращивания штыри забиваются в землю. Для этого вам понадобится специальная насадка на перфоратор и ответный ударный винт, который вкручивается в муфту, после чего удаляется и на его место становится следующий элемент штыря.

Шаг 20. Установка штыря

Забиваем штырь перфоратором на расчетную глубину. Обязательно при соединении его частей пользуемся антикоррозионной токопроводящей смазкой. Также используем антикоррозионную ленту, которой обматываются все соединения, находящиеся под землей.

Шаг 21. Соединение штыря и полосы заземления

Далее устанавливаем на конец штыря зажим для прута, после чего выполняем стыковку с полосой заземления. При этом зажим разворачивается перпендикулярно, как показано на картинке.

Виды расположения молниезащиты кровли

Цены на держатели для токоотвода

Держатели для токоотвода

На этом работа заканчивается. Вам останется лишь засыпать траншею и красиво все замаскировать. Если монтаж выполнен правильно, то система образует вокруг дома зону, при попадании в которую, молния уйдет в землю.

Молниезащита частного дома. Внешняя и внутренняя, молниеприемник, токоотвод и заземляющее устройство

Атмосферное электричество несёт в себе колоссальную энергию, способную вызвать пожары и разрушения. Опасность для наземных строений представляет молния – спонтанный электрический разряд, возникающий во время грозы.

Для защиты зданий и сооружений, а также внутренней электропроводки и электрооборудования от разрушающего воздействия грозовых разрядов разработаны и стандартизованы различные технические устройства.

Целесообразность применения средств молниезащиты применительно к частному дому определяется на стадии проектирования исходя из оценки потенциальной опасности прямого попадания молнии. Здесь в первую очередь принимаются во внимание климатические особенности региона, а также место расположения дома. В частности, важным моментом является наличие вблизи строения высотных домов или конструкций, значительно возвышающихся над поверхностью земли. С учётом всех факторов оценивается вероятность прямого попадания разряда молнии в дом.

Молниеотводы могут быть из разных металлов, встречаются: нержавеющая либо оцинкованная сталь, алюминий или медь.

Разряд молнии представляет собой электрический пробой ионизированного воздушного промежутка между объектами, имеющими противоположные знаки электрического заряда. Такие разряды во время грозы могут происходить в верхних слоях атмосферы, когда носителями разных зарядов являются насыщенные влагой облачные образования. Для наземных сооружений и построек опасным является электрический разряд, проходящий между грозовым облаком и землёй.

Электрический пробой любой природы происходит по пути наименьшего электрического сопротивления. В случае разряда на землю, наиболее вероятными точками попадания молнии являются самые высокие части зданий и конструкций, так как они расположены ближе всего к носителю противоположного заряда статического атмосферного электричества — грозовому облаку. Исследованиями установлено, что электрическое напряжение разнополярных статических грозовых зарядов может достигать миллиарда вольт, а сила тока в момент разряда — 500 тысяч ампер. Эти величины совершенно несопоставимы с масштабами земной электроэнергетики.

Прямое попадание молнии влечёт за собой ряд последствий:

  • оплавление и разрушение конструкций различного назначения;
  • мгновенный разогрев материалов до сверхвысоких температур, вызывающий их возгорание, плавление и испарение.

Непрямое попадание грозового разряда вызывает мощные всплески электромагнитных волн, вызывающие импульсные перенапряжения в электрических сетях. Воздушные линии электропередачи, являясь основным видом транспортировки электрической энергии, имеют на поверхности земли значительную протяжённость и относятся к объектам, часто подвергающимся воздействию прямых и непрямых ударов молнии. Возникающие при этом импульсы перенапряжений достигают конечных потребителей электроэнергии, несмотря на существующие меры защиты электроустановок от грозовых атмосферных явлений.

Таким образом, частный дом может пострадать не только в результате прямого попадания в него молнии. Внутренняя домовая электропроводка и бытовые электроприборы могут быть повреждены в результате импульсного перенапряжения, вызванного ударом молнии, произошедшим далеко от самого дома. Отсюда следует вывод, что молниезащита частного дома должна выполняться комплексно, с учётом всех возможных факторов, способных нанести ущерб.

Читайте еще: что такое защитное заземление и зачем нужен дифавтомат?

Типы молниезащиты сооружений

Опасность грозовых разрядов заключается не только в прямом попадании молнии, но и в перенапряжениях в электрической сети. Для защиты дома от этих угроз существует два типа молниезащитных систем — внешние и внутренние.

Внешняя молниезащита

Данная система предназначена для защиты наземного объекта от прямых ударов молнии. Принцип работы внешней молниезащиты очень прост и основан на базовом свойстве электрического тока, которое заключается в том, что он протекает всегда по пути наименьшего электрического сопротивления.


Два наглядных видео, где показан пример внешней системы молниезащиты.

Поскольку существует опасность того, что грозовой пробой на землю может произойти через строительные конструкции дома, внешняя система грозозащиты представляет собой более лёгкий и безопасный для дома путь разрядного тока молнии.

Внешняя защитная система состоит из трёх основных конструктивных элементов:

  • молниеприёмника;
  • токоотвода;
  • заземляющего устройства.

Молниеприёмник

Молниеприёмник представляет собой тонкий вертикально ориентированный стержень из металла, располагающийся как можно выше. Конец стержня является точкой наиболее вероятного попадания молнии, так как он, обладая потенциалом земли, расположен выше защищаемого объекта. Таким образом, чем выше расположен молниеприёмник, тем более обширную территорию он защищает. Молниеприёмник изготавливается из стали, меди или алюминия (последний не так долговечен).

Что такое токоотвод?

Токоотвод — это металлический проводник, предназначенный для пропускания тока грозового разряда от молниеприёмника к заземлению. Токоотвод может иметь различные исполнения в зависимости от того, каким образом установлена система защиты.

Молниеприёмник может быть смонтирован на крыше защищаемого здания. Такая конфигурация системы оптимальна для случая, когда дом является единственным объектом защиты.

В этом случае не требуется установка несущей мачты, не занимается полезная площадь участка возле дома. Сам молниеприёмник, установленный на крыше может быть короче, чем при установке его на земле. Возникает меньше проблем с обеспечением его механической устойчивости. Токоотвод при этом прокладывается по строительным конструкциям дома и крепится непосредственно к ним.

Бывают ситуации, когда необходимо обеспечить защиту не только самого дома, но и других объектов, рассоложенных на участке — хозяйственных построек, гаража и т.п. В этом случае оптимальным местом установки молниеприёмника не всегда может оказаться крыша дома. Для определения места монтажа молниезащиты производятся расчёты и графическое определение зоны защиты молниеприёмника в зависимости от места его установки и высоты.

Заземляющее устройство

Заземляющим устройством называется металлическая конструкция, находящаяся под землёй и надёжно соединённая с токоотводом. Заземлители подразделяют на искусственные и естественные. Искусственные заземлители — это устройства, специально созданные для обеспечения электрической связи с землёй.

Как правило, они представляют собой металлические балки, соединённые между собой и закопанные в землю. СтабЭксперт.ру напоминает, что естественными заземлителями являются различные элементы строительных конструкций, части фундаментов, металлических оград и другие детали, не предназначенные специально для заземления, но имеющие контакт с землёй.

При постройке искусственных устройств рекомендуется, по возможности, соединять их с естественными заземлителями. Это даст более надёжный контакт с землёй, повышая функциональность и эффективность всей системы защиты.

Читайте еще: какие бывают автоматические выключатели — ВА?

Внутренняя молниезащита

Вред, наносимый перенапряжениями, возникающими в электрических сетях при атмосферных электрических разрядах, может быть не так велик по сравнению с ущербом от разрушающего действия прямых ударов молнии в дом. Тем не менее, ущерб от порчи электроприборов и пробоя электропроводки также может быть значительным. Основными элементами внутренней защиты здания от воздействия грозовых разрядов являются устройства защиты от импульсных перенапряжений.

Основной принцип действия УЗИП заключается в создании электрической цепи для разряда импульса повышенного напряжения фаз на защитный заземляющий проводник. В различных устройствах это достигается двумя основными путями. Первый способ решения задачи заключается в том, что между фазным и защитным нулевым проводом создаётся воздушный промежуток, пробиваемый повышенным импульсом напряжения, который возникает при грозовом перенапряжении.

Так выглядят модульные УЗИП монтируемые в щит.

Устройства, содержащие пробиваемый воздушный промежуток называются разрядниками. Через электрическую дугу, горящую между контактами разрядника, протекает ток импульсного перенапряжения, разряжая импульс на землю. Таким образом осуществляется защита электрооборудования и проводки от повреждения импульсным током.

Более современный вид УЗИП вместо воздушного промежутка содержит нелинейный элемент — варистор. Варистор примечателен тем, что его электрическое сопротивление зависит от приложенного к нему напряжения. Включается варистор между фазой и защитным нулевым проводом. В штатном режиме работы при номинальном напряжении сопротивление варистора стремится к бесконечности, то есть, в этом режиме он является изолятором.

При возникновении импульса перегрузки, резкий скачок напряжения вызывает уменьшение сопротивления варистора, пропускающего при этом большой разрядный ток на заземляющую шину. Таким образом, как системы внешней, так и внутренней молниезащиты работают по принципу создания возможности беспрепятственного разряда опасного импульса на землю.

Далее:

  • Все типы УЗО для дома.
  • Что такое реле контроля напряжения и как оно работает?

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *