Внешняя молниезащита: общие сведения и способы монтажа

Устройство молниезащиты и ее заземления

Жителей городов мало волнует молниезащита и заземление, государство уже о них позаботилось, обязав проектировщиков и строителей предусмотреть соответствующие технические решения.

Вопрос защиты от молний особо актуален для владельцев дач и загородных домов. Делать молниезащиту или не делать – домовладелец решает сам.

Однако сооружение заземления и надежного молниеотвода уменьшает опасность пожара в разы, позволяет защитить проводку, электроприборы и жизни обитателей дома.

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.

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.

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.

Требования к сопротивлению

Контур заземления дома должен быть соединен с заземлением молниезащиты через стальные проводники, которые сваривают между собой. Сопротивление заземления должно быть как можно меньше. Нормативное значение составляет 10 Ом для грунтов с удельным сопротивлением до 500 Ом, но при больших его значениях допускается иное сопротивление, которое вычисляется по формуле:

Rз – сопротивление заземлителя, а ρ – удельное сопротивление грунта.

Для достижения нормативного значения иногда заменяется грунт. Выкапывается траншея, закладывается новый грунт с соответствующими характеристиками, и после этого монтируется заземление. Другой вариант заключается в добавлении химических реагентов.

После установки заземления молниезащиты необходимо регулярно замерять его сопротивление. Если оно выходит за пределы нормативного значения, то придется добавить штырь или заменить на новый. При этом нужно уделять пристальное внимание соединениям между элементами устройства.

Использование нержавеющих материалов значительно увеличит срок службы заземлителя.

Источник: https://EvoSnab.ru/ustanovka/molnija/molniezashhita-i-zazemlenie

Молниезащита зданий и сооружений: виды, особенности, монтаж и проверка

Молниезащита зданий и сооружений — редкая система на крышах новых и современных домов. Это связано с уверенностью человека, что разряд молнии ударит куда угодно, только не рядом.

При попадании молнии в крышу, трубы и другие возвышающиеся конструкции придомовых территорий возникает грозовое перенапряжение и электромагнитные импульсы, которые создают угрозу любым электрическим приборам, включенным в электрическую сеть переменного тока.

Особенности системы молниезащиты

Молниезащита объекта — комплекс мероприятий и устройств, которые способны защитить отдельно стоящие здания и сооружения от ударов молний.

Существует три основных фактора воздействия молнии:

  • непосредственное попадание молнии в крышу здания;
  • удар в близлежащие коммуникационные и технические объекты;
  • удар в землю вблизи дома либо в рядом расположенный объект с дальнейшим попаданием разряда в землю.

В первом случае прямой удар может привести к серьезным разрушениям — резкое нагнетание температуры и запекание материалов кровли, а в редких случаях — даже к возгоранию деревянных конструкций и перекрытий крыш. Главный разрушающий фактор скрыт в ударной волне, которую порождает молния.

При ударе в коммуникационные объекты или в линии электропередач создается ток грозового импульса, который попадает в жилье по электрическим проводам и трубам. Это может привести к поражению человека электрическим током, повреждению оболочек и жил кабелей, поломке оборудования и сбою в работе внутренних систем.

В третьем варианте разряд попадает в землю. При большом сопротивлении земли либо из-за других факторов напряжение может пойти через заземлитель в нулевой провод обратно в дом.

В частных домах ноль заземляется в поселковых трансформаторных подстанциях. Может возникнуть случай, когда напряжение будет и на фазе, и на ноле, что также приведет к поломке приборов и техники.

Но это редкий случай: как правило, ток, попадая в землю, равномерно растекается.

Виды молниезащиты

По исполнению системы защиты бывают:

У каждой системы свое предназначение, и применять их нужно в комплексе, чтобы исключить все три фактора поражения молнией.

Внешнее устройство молниезащиты зданий и сооружений монтируется на крышах, близлежащих пристройках, сооружениях и состоит из молниеприемника, токоотвода и заземлителя. Основная их функция — отвести разряд тока в землю, не дав ему попасть на поверхность крыши. Разряд через токоотвод попадает в заземлитель и дальше растекается в земле.

Внутренний тип системы защиты от молний заключается в установке устройства внутри здания и служит для защиты от импульсных перенапряжений.

Бывают следующие виды внутренних устройств:

  1. Реле контроля напряжения с возможностью ручной регулировки минимальных и максимальных показателей напряжения в сети. В случае нарушения показателей критических точек прибор выполняет отключение напряжения. Может быть установлен на весь дом или отдельно на каждый прибор. Самый простой и дешевый вариант.
  2. Стабилизатор напряжения.
  3. Реле контроля фаз (при трехфазном напряжении). Относится к микропроцессорным приборам.
Читайте также:  Как сделать деревянную кровать своими руками

Виды молниеприемников

Молниеприемники по конструкции и материалу бывают:

  • стержневые — отдельно расположенные и на крыше;
  • тросовые;
  • сетчатые — на крыше.

Стержневые молниеприемники

Главная особенность — длинный вертикальный штырь, основная функция которого — принять удар молнии. Прибор должен отличаться высокой прочностью, устойчивостью к осадкам и агрессивной среде, но быть легким и простым в монтаже.

В зависимости от площади крыши можно устанавливать несколько таких мачт. Такие конструкции нужно устанавливать на самую высокую точку крыши или стену. Необходимо, чтобы штырь возвышался не менее чем на 1,5 м.

Можно устанавливать такую систему и отдельно от жилья. Во втором случае мачта может достигать нескольких десятков метров. Стержневая конструкция образует вокруг жилья воображаемый конус — зону защищенного пространства. Размер мачты можно определить из диаметра конуса и его высоты.

Тросовые молниеприемники

Система горизонтального монтажа представляет натянутый стальной трос по всей длине конька. Удар молнии принимает на себя трос.

Можно на разных концах крыши установить штыри и натянуть между ними трос, в результате чего получается комбинированный тип защиты. Это подходит крышам, у которых длина во много раз превышает ширину.

Диаметр троса должен быть не менее 12 мм. Толщина троса определяется длиной монтажного пролета.

В системе есть особые требования к прочности натяжного элемента, что связано с ветровыми нагрузками и обледенением. Чтобы избежать повреждений системы, рекомендуется по всей длине крыши установить натяжение нескольких промежуточных креплений.

Экономичный и простой вариант получается с использованием вместо троса стальной катанки, которая легка в монтаже (можно приваривать к конструкциям и между собой) и достаточно прочна. Для крепления проволоки можно применять специальные болтовые зажимы — клеммы.

Сетчатые молниеприемники

Система горизонтальная, монтируется на плоских крышах. Сетка изготавливается из проволоки-катанки диаметром 10 мм или стальной полосы любого диаметра. Такие приемники монтируются с помощью сварки и требуют большого расхода материала, поэтому система считается очень трудоемкой в монтаже.

Ее можно устанавливать и на скатных крышах. В таком случае сетку монтируют по периметру плоскости. Это основная причина, по которой на скатных крышах устанавливают более дешевые, простые и безопасные при выполнении работ системы. Такой тип защиты подходит для монтажа на крышах школ и детских садов, институтов и государственных учреждений. Считается самым надежным.

Токоотводы

Этот элемент соединяет молниеприемник с заземлителем. Для изготовления применяют стальную проволоку диаметром 6 – 10 мм, подойдут и стальная полоса или полудюймовая водопроводная труба.

Очень важно сделать крепкое и надежное соединение между токоотводами и молниеприемниками с заземлителями. Самым крепким считается сварное или болтовое соединение. Чтобы токоотвод был незаметен на фасаде, его можно покрасить в цвет обшивки или отделки дома. По всей длине спуска необходимо на расстоянии 1,5 – 2 метра сделать промежуточные крепления.

Заземление

Устройство — металлическая конструкция, закопанная или забитая в землю и обеспечивающая хороший контакт системы с землей. При влажных почвах нет смысла оборудовать заземлитель глубже 80 см. Как правило, используют стальной пруток 18 – 20 мм либо уголок 40 – 50 мм, стальную полосу шириной 40 мм. Длина заземлителя должна быть не менее 3 метров.

Конструкция может иметь форму треугольника либо напоминать перевернутую букву «Ш». Соединение элементов заземлителя проводится с помощью сварки либо болтовым скручиванием. Конструкция должна быть надежна на протяжении многих лет, не ослабевать и не иметь люфтов.

Монтаж молниезащиты

Монтаж стоит начать с обустройства молниеприемников. При выполнении работы на высоте соблюдайте правила безопасности. Если установку планируется выполнять самостоятельно, начните с примитивного проекта. Когда собираетесь подключаться к готовому контуру заземления, планируйте монтаж с учетом данного места подключения.

Всегда соблюдайте правило: токоотводы должны быть максимально короткими и прямыми. Выбираться самое кратчайшее расстояние от молниеприемника до заземлителя.

Испытание и проверка

Перед использованием молниезащиты необходимо проверить следующие элементы системы:

  1. Сварочные соединения на прочность. Проводится визуально или простукиванием молотком.
  2. Болтовые соединения и стяжки. Необходимо законтрогаить все соединения, особенно те, которые будут в земле или на крыше.
  3. Сопротивление заземлителя. Измеряется специальным прибором — измеритель сопротивления изоляции.
  4. Измеряются переходные сопротивления контактов и стыков измерителем сопротивления изоляции или омметром.
  5. Измерение сопротивления растекания тока измерителем сопротивления изоляции.
  6. Проверить на соответствие проектной документации.
  7. Надежность закрепления молниеприемника и промежуточных фиксаторов.

Рекомендуется перед весенне-летним периодом ежегодно проводить визуальную проверку системы на наличие повреждений и обрывов после зимних обледенений и ветров.

На защите от поражения электрическим током человека и безопасности жилья и электроприборов не стоит экономить средства. Лучший вариант — комплекс мер по предотвращению последствий и разрушений от попадания молний.

Молниезащита зданий и сооружений: виды, особенности, монтаж и проверка

Источник: https://220.guru/electroprovodka/zazemlenie-molniezashhita/zashhita-ot-molnij-zdanij-i-sooruzhenij.html

Сведения о молниезащите

Защитить дом в грозу можно довольно простыми и доступными методами. Главное — делать это заранее и с должным внимании ко всем деталям, и затем спокойно слушать раскаты грома,не боясь фатальных последствий.

Мысли о необходимости защиты коттеджа от посягательства молний посещают немногих нынешних и будущих домовладельцев. Перефразированное известное высказывание практически буквально подходит для данного случая — пока гром не грянет,,хозяин не задумается об этом.

Между тем, в загородном доме владельцу нужно четко осознавать — в его собственности не только полезные квадратные метры, но и дом целиком, от подвала до крыши. А обеспечение безопасности и сохранности строения в грозу — обязательное мероприятие. Иначе самое лучше и современное здание в считанные минуты может быть уничтожено.

Краткая теория.

Молния — это искра большого размера и сложной траектории. Иначе говоря, ЭТО — гигантский электрический разряд, который происходит в атмосфере во время грозы и проявляется внешне в виде яркой вспышки света, которую сопровождают звуковые раскаты грома.

В теплое время года на территории Украины грозы происходят довольно часто, при этом страшна молния своей непредсказуемостью. Когда и где она возникнет, предусмотреть невозможно.

Тепловой же эффект в месте удара молнии может достигать 25000-30000 °С, поэтому разряд песет серьезную угрозу для сохранности коттеджа, мебели и техники, а также здоровья и жизни людей. По статистике, практически один из пяти пожаров в коттеджах происходит от попадания молнии.

При этом различают первичные (пожары и разрушения КОНСТРУКЦИЙ в результате прямого попадания молнии) и вторичные (появление в электросети дома электромагнитной индукции, скачки напряжения и, как следствие, выход из строя бытовой и электронной аппаратуры) поражающие факторы.

Устройство, устанавливаемое на зданиях и сооружениях и служащее для защиты от удара молнии, называется молниеотводом. Также распространено название «громоотвод», но оно некорректно, ведь сам гром, то есть звуковой эффект, опасности не несет.

Задача устройства — встретить молнию и изменить ее первоначальное направление так. чтобы она ушла в землю. Технически система молниезащиты довольно проста и состоит из трех частей.

Молниеприемник непосредственно ловит удар молнии и передает ее токоотводу. Тот уходит под землю и отдает разряд расположенному на глубине заземлителю, который гасит его в толще грунта.

Нормативные требования по расчету системы молниезащиты изложены в ДСТУ Б В.2.5-38:2008 «Устройство молниезащиты зданий и сооружений».

Как поймать молнию?

Главная составляющая системы -молниеприемник. В классическом виде он представляет собой металлический стержень круглого сечения длиной от 250 мм и диаметром 10-18 мм, укрепленный на двух деревянных подпорках. Можно также использовать трубу с заваренным торцом. Стержневой молниеприемник прост, сравнительно дешев и при этом надежен.

Рис. Зоны защиты молниеприемников

h — высота от самой высокой точки дома до вершины молниеприемника г — радиус защитного пятна в основании стержня H — высота молниеприемника вместе со зданием

R — радиус защитного пятна на уровне грунта

На рисунке показаны:

  • Схема молниезащиты с двумя штыревыми молниеприемниками
  • Схема молниезащиты с тросовым молниеприемником
  • Схема молниезащиты с сетчатым молниеприемником
  • Схема молниезащиты с активным молниеприемником

Чем выше объект, тем больше вероятность поражения его молнией. Поэтому молниеприемник должен находиться на крыше на максимально возможной высоте, чтобы он гарантированно мог «поймать» разряд.

Однако это устройство трудно вписать в архитектурный облик коттеджа, в связи с чем стержень зачастую устанавливают на собственной опоре рядом с домом.

Технически разницы между этими вариантами нет — главное, чтобы зона защиты молниеприемника покрывала весь дом, включая дымоходные трубы, эркеры и другие выступающие элементы. Иначе придется цеплять установку еще и к ним.

Определить зону защиты, а также необходимую высоту молниеприемника можно графически, нарисовав вертикальное сечение коттеджа (рисунок). При расчете используют формулу г = 1,732 х h, где h — высота от самой высокой точки дома до вершины молниеприемника, а г — радиус защитного пятна в основании стержня.

При этом надо помнить, что защищаемое пространство в проекции имеет вид конуса. Другой вариант расчета — R = 1,2 х Н, где Н — высота молниеприемника вместе со зданием, a R — радиус защитного пятна на уровне грунта.

Для коттеджа приближенной к квадрату формы с простой двухскатной крышей без выступающих частей обычно достаточно одного молниеприемника, если он установлен над коньком кровли.

Точный расчет высоты молниеприемника может произвести специалист, который учтет такие показатели, как частота образования молний в данной местности, особенности расположения коттеджа, его огнестойкость, кровельное покрытие, характеристики грунта, а также финансовые возможности заказчика.

Для одноэтажных строений или коттеджей с мансардным вторым этажом в качестве молниеприемника можно использовать металлический трос, натянутый горизонтально вдоль конька на двух деревянных подпорках с припаянными к концам токоотводами.

Другой вариант защиты — пространственная сетка, которую выполняют из стальной, алюминиевой или медной проволоки диаметром 6-8 мм. Ею покрывают всю кровлю с шагом примерно 6×6м, укрепляя на подпорках высотой примерно 5-7 см.

Все стыки и пересечения надо надежно соединять.

Жестко регламентированных требований по использованию того или иного молниеприемника нет, выбор за потребителем. Можно также комбинировать различные варианты устройств.

Отдаем напряжение.

Токоотводы обычно делают из толстой стальной проволоки диаметром порядка 6 -10мм. Их спускают с крыши до уровня грунта, закрепляя скобами к стене дома, а затем погружают в землю до заземлителя.

С молниеприемниками токоотводы соединяют при помощи пайки, сварки или болтов, а с заземлителем — сваркой или пайкой с твердым припоем, причем площадь соединения должна быть примерно в 2 раза больше сечения используемой проволоки. При защите деревянного дома необходимо закрепить токоотводы на расстоянии не ближе 150 мм от стен.

Если же дом возведен из кирпича, керамических или газобетонных блоков и других огнестойких материалов, токоотводы можно спрятать в штробы или расположить в тени водосточных труб, чтобы сделать их малозаметными.

Количество токоотводов определяют исходя из размеров объекта, но на коттедж площадью 150-200 м2 их должно быть как минимум два, находящихся на расстоянии от 10 до 20 м друг от друга.

Нужно постараться спроектировать систему молниезащиты так, чтобы длина каждого токоотвода, то есть расстояние от точки удара молнии до земли, была как можно меньше.

В токоотводах не должно быть петель и должно быть минимальное количество поворотов, а лучше и вовсе обойтись без них. Токоотводы лучше закрепить на стене, противоположной входу в дом, в разных углах здания.

Читайте также:  Герметизация пены после монтажа пластиковых окон

В качестве заземлителя в сухом фунте можно использовать два стальных прута, забитых на глубину 2- 3 м. Их следует расположить на расстоянии не менее з м друг от друга и соединить под землей на глубине примерно 0,5 м проволочной перемычкой, посередине которой припаять токоотвод.

Во влажной почве заземлители укладывают горизонтально под землю на уровне 0,8-1,5 м. Для этого применяют стальные уголки или полосы шириной 40-50 мм и толщиной не менее 4 мм. Можно также использовать трубы из металла. Горизонтальный способ заземления более надежен, и его можно рекомендовать при любом типе грунтов.

Заземлители нужно размещать так, чтобы они достигали влажных слоев почвы, так что при расчете молниезащитной системы нужно принимать во внимание уровень грунтовых вод.

Учтите и то, что в теплое время года верхний слой земли часто пересыхает, что увеличивает сопротивление заземлителя (оно не должно превышать ю Ом, этот параметр измеряется специалистами при монтаже), поэтому глубину расположения лучше выбирать с запасом.

От стены дома заземлитель должен быть удален на расстояние не менее 1 м. Если уложить его ближе, то будет опасность возникновения пробоя, при котором ток может замкнуться на внутренние коммуникации коттеджа, причем не только на его электропроводку, но и на отопительные или водопроводные трубы.

Конечно, точный расчет всех расстояний лучше доверить специалисту. Кстати, правильно выполненное заземление играет главную роль в снижении негативного воздействия вторичных факторов от попадания молний.

Местные условия.

Определение вида и характеристик молниезащитной системы в значительной мере зависит от типа крыши здания. Так, если рядом расположены деревянный и металлический объекты, разряд «выберет» второй вариант.

Это, однако, не означает, что неметаллические кровельные материалы сами по себе спасают от прямого попадания молнии. Здания с такой крышей также надо обязательно защищать.

Сделать это можно как при помощи стержней, так и с использованием тросового или сетчатого молниеприемника.

Существует мнение, что металлические покрытия, в частности профнастил и металлочерепица, сами по себе играют роль молниеотвода.

Это не так — защита нужна и таким коттеджам, и в данном случае специалисты рекомендуют использовать классический стержень.

В то же время кровля из металла может повысить безопасность дома, нивелируя вторичные последствия от попадания молний и предотвращая скачки напряжения в домашней сети. Но для этого надо заземлить кровельное покрытие.

Если дом находится на возвышенности, а также вытянут вверх (то есть его высота превышает длину), то для него нужна усиленная система молниезащиты, большое количество молниеприемников и большие толщина или диаметр применяемых материалов. Нужно учитывать и электрическую проводимость грунтов. Например, риск попадания молний в строения, находящиеся вблизи водоема или в заболоченной местности, выше.

Деревья, превышающие по высоте дом и расположенные на расстоянии 3-10 м от коттеджа, несут опасность во время грозы. От прямого попадания молнии они могут расколоться и нанести ущерб строению. Поэтому по стволу самого ближнего к дому дерева следует спустить проволоку, выступающую над кроной дерева на 20-30 см.

Сверху ее нужно прикрутить жгутом к стволу или ветвям, а под землей присоединить к заземлителю. В случае планирования участка «с нуля» нужно учесть этот фактор и посадить рядом с домом низкорастущие, например фруктовые, деревья и кустарники. Более высокие в зрелом возрасте клены, тополи и т. д.

лучше вынести к удаленному периметру участка.

«Активный» метод.

Описанная выше конструкция молниезащиты существует уже более двух веков и получила в последние годы название «пассивной». Системы «активной» молниезащиты появились три десятилетия назад. Также их называют системами с упреждающей стримерной эмиссией (сокращенно — ESE, от англ. Early Streamer Emission).

По сути молниеприемник в них — тот же стержень, но со специальным устройством -ионизатором, который при приближении молнии самостоятельно инициирует упреждающий импульс навстречу основному грозовому разряду. Тем самым «активный» молниеприемник ориентирует молнию на себя и будто перехватывает опасный разряд.

Зона защиты у «активных» молниеприемников, по утверждению производителей, значительно больше, чем у классических «пассивных» стержней. Кроме того, защищаемое пространство в проекции имеет вид полусферы, за счет чего надежнее оберегает выступающие части строения.

Потому подобная молниезащита позволяет одним активным молниеприемником защитить не только основной коттедж, но и прилегающую территорию. Простота устройства, но при этом достаточно стильный дизайн позволяют ему вписаться в архитектуру любого коттеджа.

Правда, стоит «активная» молниезащита 10-20 тыс. грн, в то время как устройство простейшей «пассивной» обойдется в 500-2500 грн (если не использовать медь). Кроме того, эффективность «активной» системы до сих пор оспаривается рядом специалистов, которые высказывают сомнения в том, сможет ли она на деле «вызвать огонь на себя» и тем самым более эффективно обезопасить здание.

Тем не менее, практика применения и наличие нормативной базы для этих устройств в таких странах, как Франция, Испания, Португалия, Казахстан, свидетельствуют в их пользу. В нашей стране этот вопрос, как, впрочем, и многие другие, до сих пор не урегулирован.

Отметим только, что в отличие от «пассивной», которую можно сделать самостоятельно, монтаж «активной» молниезащиты нужно поручать только специалистам.

Внутренняя защита.

Установка молниеотвода, устройство сразу нескольких молниеприемников, правильный монтаж токоотводов  и землителя многократно повышают безопасность строения, но не дают стопроцентной гарантии защиты от неприятностей. Правда, от прямых попаданий разрядов молниеотвод, скорее всего, защитит, но от так называемых вторичных проявлений — вряд ли.

Ведь при попадании молнии в землю или строение в радиусе до 1-2 км от коттеджа существует риск перебрасывания к нему электрических разрядов по различным коммуникациям, которые могут проводить ток. Например, по проводам, газо или водопроводу и т. д.

Такие разряды могут вызвать резкие скачки напряжения в домашней электросети и, как следствие, привести к выходу из строя электрооборудования.

Кроме того, крыша здания часто оснащена телевизионными антеннами и спутниковыми «тарелками». Все эти устройства выступают над поверхностью кровельного покрытия и неплохо привлекают разряды молний.

Поэтому для гарантированной защиты электроники и бытовой техники, находящейся внутри здания, наряду с наружной важна еще и внутренняя молниезащита. Для этого используют так называемые устройства защиты от импульсного перенапряжения (УЗИП), или ограничители напряжения. Внешне они похожи на устройства защитного отключения (УЗО).

Существует несколько классов таких устройств в зависимости от степени предлагаемой защиты: от последствий прямого попадания разряда молнии в систему молниезащиты, от отдаленных ударов молнии, от пиковых напряжений, возникающих в электросети, от остаточных токов и колебаний.

Все эти защитные устройства устанавливают в распределительном щитке за вводным автоматом или в последующей распределительной коробке.

Обустройство молниезащиты.

1.  Устанавливают приемник, который выше самой высокой точки здания.

2. По крыше разводят молниеприемную сетку, которую крепят к кровле

3.  По глухой стороне фасада опускают молниеотвод

4.  Бурят скважину и опускают в нее заземлитель

5.  Соединяют молниеотвод и заземлитель, создавая цельный контур

6.  Проводят замеры сопротивления заземлителя

Материальный выбор

Для выполнения компонентов системы молниезащиты можно использовать один из трех видов материалов. Наилучшими характеристиками обладает медь, которая не теряет качества при окислении и может надежно выполнять свои функции до 30-50 лет. Правда, и стоит медная система довольно дорого. Черный металл сравнительно дешев и эффективен, но менее эстетичен.

При этом подвержен коррозии и, как следствие, характеризуется сравнительно небольшим сроком службы (по данным статистики — до 5-10 лет). Посередине между ними по цене находится оцинкованная сталь. Материалы из нее будут достаточно долго «работать», радуя привлекательным внешним видом.

Кстати, покраска или покрытие битумом для предотвращения появления ржавчины в данном случае запрещены.

Компоненты защитной системы можно комбинировать — например, сделать молниеприемник из меди, а токоотвод и заземлитель из стали, для экономии. Важно только обеспечить надежное соединение токоотвода с молниеприемником и каждый год проверять его качество. А не реже чем раз в 5 лет раскапывать и осматривать заземлитель и при необходимости заменять его.

Дополнительные меры безопасности

Как бы ни был оборудован коттедж, меры предосторожности лишними не бывают. На время грозы в любом случае рекомендуется отключать все бытовые электроприборы, не пользоваться обычным телефоном или кабельным интернетом, не стоять у окон и дверей и не касаться водопроводных кранов.

Так вы убережете себя и технику от возможных проблем. Кроме того, нужно закрыть окна, чтобы в помещении не было сквозняка {его наличие может привлечь шаровую молнию). Камин при грозе топить также не следует, поскольку дым, выходящий из дымоходной трубы, обладает высокой электропроводностью и увеличивает вероятность попадания удара молнии в нее.

Кроме внешней защиты от молнии, важно позаботиться и о внутренней безопасности, установив УЗИП или У3О. Розетки в обязательном порядке должны иметь выходы на заземление.

Источник: http://mainstro.ru/svedeniya-o-molniezashhite/

Устройство и монтаж молниезащиты и заземления

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.

Установка молниеприемника

Природа молний

Облака — это сгусток капелек воды и водяного пара, находящиеся в небе. Большие размеры облаков обуславливают их расположение в различных температурных зонах. Поэтому температуры в разных слоях облаков могут разниться на 20-30 градусов.

К примеру, в то время как в нижнем слое облака температура может составлять -10 °С, в верхнем слое она может быть ниже -40 °С. При этом вода и пар превращаются в очень маленькие кусочки льда. Из-за контактов между кристаллами возникает статическое электричество.

Поскольку температуры в разных слоях облака различаются, электрические заряды также неодинаковы, и поэтому облако напоминает слоеный пирог.

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.

Читайте также:  Особенности создания интерьера дачи

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.

Схемы разновидностей молниеотводов

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.

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.

Схема молниеотвода здания

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.

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. Установка 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.

Стержни заземлительной системы

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.

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.

Соединение заземлителя жестким скручиванием

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.

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.

Вычисление зоны защиты

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.

Источник: http://energomir.biz/elektrichestvo/zazemlenie-molniezashhita/molniezashhita-i-zazemlenie.html

Внешняя молниезащита: общие сведения и способы монтажа

Удар молнии считается сильнейшим электрическим разрядом. Ток этого разряда может варьироваться от 10 до 100 тысяч ампер. А его напряжение может составить несколько сотен миллионов вольт. Если учесть эту разрушительную силу тогда можно задуматься, а как же оградить себя и свое имущество от этой стихии?

По статистическим данным большинство домов и сооружений не оснащены устройствами внешней молниезащиты. Внешняя молниезащита поможет не только обеспечить сохранность вашего здания. Она также может помочь обеспечить безопасность людей.

Внешняя молниезащита и ее система

Внешняя молниезащита представляется в виде специального механизма. Он входит в состав целого охранного комплекса. Основной его функцией является защита объектов от прямого попадания молнии.

Она не только может отводить ток, который образуется в результате электрических разрядов.

Внешняя молниезащита помогает предотвращать практически любые аварийные ситуации, которые связаны с грозовым и коммутационным перенапряжением, с этим внутренняя молниезащита справиться не в силах.

Состав внешней молниезащиты

Внешняя молниезащита включает в себя несколько элементов. К элементам, из которых она состоит, относятся:

  1. Молниеприемник – это элемент принимает на себя молнию. Традиционно он представлен в виде вертикального штыря. Молниеприемник обязательно должен направляться в небо. Он имеет определенную высоту, которая рассчитывается так чтобы защищаемое здание располагалось под ним. Обычно конструкцию этого вида называют “молниеприёмник—мачта”. Его крепят на фасад здания или на дымоход при помощи специальных держателей.
  2. Активный молниеприемник – его основной задачей является принятие на себя удара молнии и его безопасное отведение. Он способен обеспечивать защиту большей территории.
  3. Токоотводы – это элементы, которые передают ток от молниеприемника к заземляющим устройствам. Обычно токоотводы размещают на крыше и в стенах здания. Они должны иметь достаточную толщину для того, чтобы выдержать сильный нагрев при передаче тока больших величин.
  4. Зажимы – это крепежные системы, которые предназначаются для фиксации токоотводов к поверхности здания.
  5. Счетчики разряда – это устройства, которые предназначены для регистрации проходящих разрядов по токоотводу.

Основная функция молниеприемной части это перехват разряда молнии. Таким образом, разряд не сможет попасть в любой другой элемент сооружения. Обычно элементы системы внешней молниезащиты изготавливаются из алюминия, меди, нержавеющей стали. Они представлены в виде произвольных молниеприемников и имеют следующие классы:

  1. Стержневый одиночный.
  2. Стержневый двойной.
  3. Тросовый одиночный.
  4. Тросовый двойной.
  5. Тросовый замкнутый.
  6. Молниеприемная сетка.
  1. Глубинное заземление – это вид заземления, при котором устройства располагаются отвесно на большой глубине. Углубляться они должны не менее чем на 0,5 метра от поверхности земли.
  2. Кольцевое заземление – это тип заземления, которое подразумевает поверхностное расположение заземляющих устройств. Это когда вокруг вашего сооружения прокладываются специальные контуры из полосной стали. Этот вид заземления должен быть расположен в фундаменте сооружения. Этот вариант предлагает в качестве заземляющих электродов использовать железобетонную арматуру. Места соединений должны строго прописываться в проекте сооружения. Особенно она хорошо подходит для молниезащита скатной кровли. 

Рекомендуется к ознакомлению молниезащита дымовых труб. 

  • ‹ Внешние оконные откосы
  • Внешняя отделка балкона (фото) ›

Источник: https://decor.newstroypro.ru/article/vneshnyaya-molniezashchita-obshchie-svedeniya-i-sposoby-montazha

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector