Защита от ударов молнии

Молния — опасное природное явление, способное повлечь разрушительные последствия в случае попадания в какой-либо объект. В результате поражения предмета или человека молния создает мощную тепловую энергию, которая становится причиной пожаров, а при попадании в человека вызвать серьезные увечья или летальный исход.

Защита от молнии — важнейшая задача, которую необходимо решить, чтобы обезопасить здоровье проживающих в доме жильцов и сохранность имущества.

Разновидности защитных систем

Существует два основных типа молниезащиты — внутренняя и внешняя. Внутренняя защита подразумевает комплекс мероприятий, направленных на предотвращение перенапряжений в электрических системах здания.

Внешняя защита нацелена на непосредственную нейтрализацию заряда молнии. В свою очередь внешнюю защиту принято подразделять еще на два вида — активную и пассивную. Активная защита основывается на ионизации воздуха молниеприемником в окружающей среде, в результате происходит перехват заряда молнии и его нейтрализация. Пассивная молниезащита отводит заряд молнии в другую среду (в землю).

Активная внешняя защита

Основной компонент активной защиты — активный молниеприемник. Устройство откликается на возрастание напряженности электромагнитного поля, появляющегося вследствие приближения грозы. В составе системы есть конденсаторы, которые заряжаются от напряжения, наведенного грозовым фронтом на антенны прибора. Как только показатель достигает 12 – 14 кВт, разрядники пробиваются, в результате чего формируется короткий высоковольтный импульс (свыше 200 кВт). Полярность импульса обратно пропорциональна полярности грозового фронта. Импульс многократно увеличивает защитную зону молниеприемника.

Активные системы актуальны, когда использование традиционных молниезащитных приспособлений нецелесообразно в силу каких-либо причин. Особенно часто активную защиту применяют в морских портах, на строительных объектах, в местах скопления значительного количества людей.

Достоинства активных систем защиты:

1. Увеличенный радиус действия в сравнении с пассивными защитными комплексами.
2. Высокий уровень защищенности.
3. Автономность работы. Нет необходимости в сторонних источниках питания.
4. Активация системы только при наличии реальной угрозы приближения грозового фронта.

Главный недостаток активных систем — высокая стоимость в сравнении с традиционным способом организации защиты от ударов молнии.

Пассивная внешняя защита

Это наиболее распространенный способ защиты, который состоит в отводе разряда молнии в землю. Система отличается конструктивной простотой и при правильном подходе может быть сконструирована своими руками, без помощи специалистов.

Однако при возведении придется принять во внимание некоторые нюансы, включающие особенности материала кровли, тип крыши, разновидность грунта. Система потребует затрат на ежегодную профилактическую проверку. Пассивная защита включает три компонента — молниеприемник, токоотводы и заземлитель.

Молниеприемник

Устройство грозозащиты представляет собой стержень из металла, изготовленный из стали, меди или алюминия. На молниеприемник приходится разряд молнии. Исходя из этого факта, приемник располагают на максимально высоком участке кровли.

Существует три типа молниеприемников:

1. Стержневой — наиболее простой тип приемников. В качестве стандарта признан металлический штырь диаметром от 10 до 20 миллиметров и длиной более 2,5 метра. Подойдет металлическая труба с заваренными торцами. Количество штырей зависит от размеров защищаемого здания: для домов площадью до 200 квадратных метров достаточно пары стержней, установленных в 10 метрах друг от друга. Чтобы разряд не перекинулся на здание, громоотводы устанавливают на кровле с помощью деревянных брусков или особых фиксаторов. Возможен вариант монтажа приемников на выделенной опоре около здания или даже на дереве. В любом случае молниеприемник должен находиться выше уровня крыши здания.
2. Тросовый приемник, где в качестве отвода применяется трос, протянутый между парой подпорок. Трос идет к токоотводу и заземлителю. Тросовый молниеприемник актуален для временных строений и для шиферных крыш. Важное условие: трос не должен соприкасаться с кровлей.
3. Сеточный приемник — самая сложная защита от грозы в плане установки. Применяется на кровлях из металлочерепицы. Представляет собой сетку, сотканную из алюминиевой или стальной проволоки. Сечение проволоки — от 6 миллиметров и более. Сетку растягивают по всей площади кровли таким образом, чтобы ячейки сформировали квадрат размером приблизительно 6 на 6 метров. Сетка не должна соприкасаться с крышей, поэтому ее фиксируют на специальных опорах из древесины или другого токонепроводящего материала на высоте 6 – 10 сантиметров.

Токоотводы

Устройство представляет собой проводник из металла, призванный соединять молниеприемник с заземлителем. Задача токоотвода — передача электрического разряда от приемника к заземляющему устройству. Количество отводов зависит от количества молниеприемников.

В качестве отвода обычно используют стальную проволоку диаметром 6 и более миллиметров. Подойдет металлическая лента толщиной от 2 миллиметров и шириной от 30 миллиметров. Токоотвод соединяют с приемником болтами, пайкой или сваркой.

При наличии стен из кирпича или пеноблока (т. е. стен из негорючего материала) токоотвод фиксируют вдоль стены. Токоотвод обычно стараются проложить в неприметном месте, чтобы устройство не портило внешний вид стены. При выборе места следует избегать участков в непосредственной близости от окон и дверей.

Заземлитель

Заземление включает закопанные в грунт металлические заземлители. Все заземляющие устройства объединяют металлическими шинами в едином контуре. Наиболее простым заземлителем считаются пара прутов, вкопанных в землю на глубину 2 – 3 метра. Расстояние между прутами — от 3 метров и более. Соединение прутов осуществляется на глубине 50 – 80 сантиметров под землей. Токоотвод присоединяют к этой перемычке.

В случае с высоким уровнем грунтовых вод рекомендуется располагать заземляющее устройство горизонтально на глубине от 80 сантиметров. В качестве заземлителя лучше использовать металлический уголок или полосу.

Обратите внимание! Затраты на создание молниезащиты можно уменьшить, если использовать железобетонный фундамент как часть защитной системы. Для этого арматуру фундамента соединяют с молниеприемниками. В результате получается естественное заземляющее устройство.

Сечения проводников

Для каждого из элементов системы используют проводники разных сечений. Наименьшие допустимые сечения указаны в таблице:

Материал	Рекомендованное сечение
	Токоотвод	Заземлитель
Сталь	50 квадратных мм/RD8	50 квадратных мм/RD8	80 квадратных мм/RD10
Алюминий	70 квадратных мм/RD10	25 квадратных мм/RD6	Не применяется
Медь	35 квадратных мм/RD6	16 квадратных мм/RD6	50 квадратных мм/RD8

к содержанию ↑

Внутренняя защита

Данный вид защиты состоит в использовании устройства защиты от импульсных перенапряжений (сокращенно УЗИП). Перенапряжение возникает в результате воздействия электрического поля, созданного грозовым зарядом.

Токи, появляющиеся вследствие удара молнии, проходят по индуктивным и резисторным связям, что создает перенапряжение. В результате этого физического явления выходят из строя микросхемы, просто расплавляясь. Величина перенапряжения определяется от места удара молнии. Различают два типа перенапряжений:

1. Первый тип связан с прямым ударом молнии. Это самый опасный тип перенапряжения.
2. Второй тип характеризует последствия непрямого удара. В этом случае негативные воздействия возможны, однако сила удара меньше в 10 – 20 раз по сравнению с прямым ударом.

В целях защиты от перенапряжений на подстанциях и воздушных линиях используют разрядники и ограничители. В частных домах применяют упомянутый выше УЗИП. Данные устройства подразделяют на однофазные однополюсные и двухполюсные. Первые рассчитаны на 220 Вольт, к их верхнему контакту присоединяют фазу, а к нижнему — заземление. В двухполюсных моделях к верхнему дополнительному контакту присоединяется еще и ноль. Для 380-вольтных щитов применяют трехфазные УЗИП с тремя верхними контактами на три фазы.

Эффект действия УЗИП основан на снижении сопротивления в случае перенапряжении и отводе энергии импульсов в землю. При обычном уровне напряжения сопротивление значительно выше.

УЗИП подключают к домовому электрическому щиту. Счетчик электроэнергии и автоматы подключают после УЗИП. При подключении с заземлительным контактом соединяют заземлительный провод, а с фазным контактом — фазный проводник. Далее осуществляют соединение со счетчиком или вводным автоматом.

Методы крепления элементов

Тросы и провода приемников монтируют по одной из двух схем:

• с применением натяжной системы (натягивают на молниеприемную мачту);
• с помощью дистанционных фиксаторов.

Натяжной способ сопряжен с монтажом жестких анкеров у основания здания, на его стенах или кровле. Между анкерами протягивают трос, фиксируемый специальными зажимами. Между анкерами соблюдают расстояние 20 – 30 м. На плоских кровлях приемники оснащают дистанционными устройствами (например, кронштейнами) для поддержания определенной дистанции между тросом и крышей.

На плоских крышах и стенах применяют угловые самозабивные фиксаторы, закрепляемые дюбелями. На крутых склонах кровли задача фиксации затрудняется, поэтому предпочтение отдается более приспособленным для этих целей коньковым зажимам. Такие зажимы специально выпускаются под цвет черепицы, что позволяет соблюсти внешнюю привлекательность кровли.

Молниеприемники и токоотводы соединяют между собой винтовыми зажимами. Детали бывают стальными (оцинковка), медными или латунными.

Проверка работоспособности системы

Для проверки системы на эффективность работы проводят испытания заземлительного контура, что позволяет выяснить уровень переходного сопротивления молниеотводов. Проверке подлежат все установленные системы защиты от ударов молнии.

Существуют нормативные документы, где устанавливаются сроки, с соблюдением которых проводятся проверки. Регулируется периодичность проверок: для первой и второй категорий — ежегодно, для третьей категории — один раз в три года. Однако и для третьей категории предусмотрена ежегодная проверка болтовых соединений на переходное сопротивление. Контуры заземления проходят внешний осмотр каждые полгода. На ежегодной основе осуществляется частичное вскрытие грунта для осмотра системы.

Суть испытательного процесса состоит в проведении внешнего осмотра и замерах показателя сопротивления. Внешний осмотр касается контактов между токоотводами и приемниками. Места сварных соединений простукивают молотком, чтобы проверить их прочность.

Согласно нормативам, допускается значительное превышение показателя сопротивления, но не более чем в пять раз от данных приемо-сдаточного тестирования. Замеры производятся с помощью специализированной техники, сертифицированной для таких работ.

Советы по эксплуатации системы

Чтобы молниезащита находилась в исправном состоянии, рекомендуется придерживаться ряда правил:

1. После окончания зимы проверять все компоненты системы на способность выполнения своих функций.
2. Отслеживать появление следов коррозии на металле. В случае потребности менять детали на новые.
3. Один раз в два-три года прокрашивать элементы молниезащиты, прочищать контакты. При необходимости подтягивать проволоку, чтобы не допускать ее провисания.
4. Каждые пять лет вскрывать заземление с целью проведения профилактического осмотра и обслуживания.

к содержанию ↑

Изготовление защиты своими руками

При желании защитную систему реально сделать самостоятельно. Понадобится стальная проволока диаметром от 6 миллиметров. Необходимо наличие сварочного аппарата и умение работать с ним, поскольку все стыки должны быть надежными.

В примере рассмотрим схему защиты для неметаллической кровли. Подготовленную сетку укладывают на крыше и соединяют токоотводом и заземлителем. Понадобится установить два изолятора, надетых на металлический трос. Готовую конструкцию размещают выше уровня крыши: примерно в 25 – 30 сантиметрах от конька.

После закрепления проволоки вокруг одной из труб следует подготовить петлю, которая в дальнейшем послужит для выполнения соединения с молниеприемником. Соединение выполняется путем пайки или сварки. Допустимы болтовые соединения.

Устройство грозозащиты для металлической крыши представляет собой штырь любой формы (круглой, прямоугольной, квадратной и т. п.). Штырь должен обладать достаточной прочностью, так как в будущем на него придутся серьезные нагрузки при ударах молнии. Важно отслеживать, чтобы штырь не окислялся (изделия из меди или оцинковки). Нельзя красить молниеприемник. Наименьшее допустимое сечение штыря — 1,2 сантиметра. Если применяется полая труба, один ее конец следует заварить.

При создании защитной системы рекомендуется соблюдать следующие рекомендации:

1. Выбирать только качественные материалы. Медь, алюминий или латунь лучше стали подходят для выполнения задачи, так как последняя склонна к коррозии.
2. Стальное заземление необходимо регулярно проверять на предмет ржавления.
3. Вместо одного металлического стержневого молниеприемника лучше поставить несколько — это усилит защитные характеристики системы. Для частного дома средних размеров достаточно двух-трех стержней.
4. При выборе длины стержней рекомендуется исходить из глубины промерзания грунта в регионе. Стержень должен уходить в землю глубже уровня промерзания на 20 – 30 сантиметров.
5. Соединять стержни нужно исключительно токопроводящими материалами.
6. Нельзя просто прикрутить проволоку к стержню с расчетом, что это и есть правильное соединение. Понадобятся обжимные гильзы и сварочные работы.
7. Токоотводы нужно располагать в местах, недоступных для детей или домашних животных.
8. Чем больше площадь контакта заземляющего устройства с грунтом, тем выше качество заземления.
9. Заземление лучше устраивать в месте, где регулярно накапливается влага. При необходимости к участку, где произведена установка заземляющего контура, можно подвести сток.

Создание системы защиты от ударов молнии требует определенных знаний и навыков. Если уверенность в собственных возможностях недостаточная, лучше поручить выполнение работ специалистам.

Защита от молний это достаточно важный пункт в электрической цепи дома. Если в многоквартирном доме этим занимается организация, обслуживающая электрическую сеть, то в частном жилом фонде зачастую приходится все брать в свои руки. Но прежде чем начать наш рассказ, мы достаточно в очень краткой форме постараемся рассмотреть, что такое молния и какая она бывает. М олния – это природный разряд электричества .

Условия возникновения молний.

1. Мощные вертикальные движения воздушных масс.

2. Достаточно влажный воздух.

3. Большой вертикальный градиент температуры.

По развивающему каналу.

1. Направленные в низ молнии.

2. Направленные в верх молнии.

По характеру заряда.

1. Отрицательные молнии (90%).

2. Положительные молнии (10%).

Молния состоит из одного или нескольких ударов.

1. Короткий удар молнии до 2мс.

2. Длинный удар молнии более 2мс.

Итак наше введение закончено, как вы уже успели заметить, что мы действительно в очень краткой форме постарались вам напомнить багаж школьных знаний. Ну, а теперь переходим непосредственно к нашему сегодняшнему рассказу.

Молниезащита бывает внутренней и внешней. Это если посмотреть в глубь вопроса, как бы два охранных контура, которые работая в паре друг с другом, могут почти на все 100% обезопасить ваше жилище.

В первую очередь это молниеотвод, которой всегда устанавливается на самой высокой точке дома, соединенный проводником с вашей системой заземления.

Задача внешней системы молниезащиты состоит в том, чтобы на долю секунды раньше непосредственного контакта уловить разряд молнии и отправить его по токоотводам на заземление.

Молниеприемник, который устанавливается на крыше, обычно бывает двух видов.

1. Высокий металлический штырь.

2. Трос, протянутый вдоль всего конька крыши.

Есть еще один вариант и состоит он в том, что на крышу вашего жилья укладывается металлическая сетка, сваренная из арматур сечением 8 – 10 кв.мм, и с шагом ячеек обычно составляющих 2- 6м.

Но в принципе, между всеми этими способами молниезащиты особой разницы не существует. Задача у всех одна – уловить разряд молнии.

Сечение молниеприемника должно быть не меньше 12 кв.мм, но лучше конечно, чтобы ваш молниеприемник имел запас по сечению. При установке штыря всегда надо помнить, что он должен возвышаться над самой высокой точкой кровли не меньше чем на 30 см, то же самое относится и к тросовому приемнику.

Здесь так же следует помнить еще один момент. Зона, которую защищает громоотвод, примерно равна его высоте. То есть при высоте над землей к примеру 8м он защитит от попадания молнии территорию круга с радиусом равным 8 метрам. И ниже, мы постарались привести вам в пример ряд схематичных рисунков громоотводов и зон, которые они могут защитить.

Провод, по которому энергия молнии пойдет к заземлителю, лучше брать стальной сечением не меньше 10кв.мм или медный с сечением не меньше 6кв.мм. Здесь, это тот случай когда чем толще, тем лучше. Проводник соединяется с приемником сваркой или при помощи болтового соединения. Проводник не должен проходить мимо металлических элементов ближе чем на 30см.

Данный вид защиты обеспечивают спец устройства, которые обычно добавляются в схему домового щитка и ВУ (вводного устройства). Суть данных спец устройств в следующем – предположим, что молния и не попадает в дом, но во время грозы довольно часто происходят скачки напряжения. Это объясняется тем, что электромагнитное поле при ударе молнии может создавать импульсные токи в проводке и всевозможных устройствах.

Разряд необязательно должен ударить именно в дом – это может произойти и на расстоянии. Но если же все-таки молния попадает в дом, то в лучшем случае молниеотвод сбросит напряжение в заземлитель, но, а в худшем – разряд ударит по электрической сети вашего дома.

Даже когда энергия молнии стечет по молниеотводу, ток, возникающий в проводке, может привести к порче чувствительной аппаратуры. Ну, а при прямом воздействии, лучше и не представлять, что может произойти. И здесь нам бы хотелось представить вашему вниманию достаточно интересную таблицу – способов распространения высоковольтных атмосферных разрядов.

Таблица 1. Высоковольтный атмосферный разряд. Способы распространения.

Чтобы всего этого не произошло существуют специальные устройства – ограничители.

А. Ограничитель категории В.

Б. Ограничитель категории В+С.

В. Ограничитель категории С.

Существует так же ограничитель категории D. Выглядит точно так же, как и представленные нами на данном изображении ограничители. Как вы можете видеть данные устройства по своему внешнему виду напоминают обычные автоматические выключатели, только без рычага отключения. Все, что вам надо знать про ограничители перенапрежения (ОПН) – это то, что они устанавливаются между фазой и заземлением или нулевым проводом и заземлением. Задача ограничителей заключается в нейтрализации импульса перенапряжения.

На практике в основном используются три вида ограничителей – В, С, D.

1. Класс В – данные ограничители устанавливаются на в ходе в щит. Они предназначены для защиты от сверхвысокого напряжения или иначе говоря прямого удара молнии.

2. Класс С – устройства устанавливаются по схеме после ОПН класса В и служат защитой от наведенных токов.

3. Класс D – устанавливается, когда в вашем жилище находятся особо чувствительные приборы.

Применять всегда следует все три вида, потому что у них разный порог чувствительности, и ставить по схеме один за другим. ОПН рассчитаны как для однофазных сетей, так и для трех фазных.

Несколько схем подключения ограничителей:

Схема 1. Подключения ОПН, которые располагаются между входным автоматом и проводником заземления, сеть трехфазная.

Схема 2. Подключение ОПН, которые располагаются между входным автоматом и проводником заземления, сеть однофазная.

Схема 3. Подключение ОПН при однофазной цепи.

Рисунок 5. Применение ОПН различного класса для защиты аппаратуры, находящейся в данный момент в доме.

Изображения некоторых ОПН или УЗИП (устройство защиты от импульсных перенапряжений) линейки фирмы Legrand, а так же схемы их подключения:

Примечание. Помните, что все схемы даны для примера. Все может видоизмениться при использовании другого вида оборудования.

И напоследок нам бы хотелось дать вам один, наверное уже надоевший совет. Не экономьте на защите вашего жилища. И покупайте всю аппаратуру у проверенных продавцов. И тогда ни какие молнии будут не страшны ни вам, ни вашему жилью.

• 26 апреля 2019 11:39:13
• Просмотров: 367

Безопасность при грозе

Сложные физико-химических процессы в воздушной оболочке Земли проявляются в виде различных атмосферных явлений. Такие явления, как ливень, град, шквальный ветер и гроза зачастую происходят одновременно. Когда вероятность грозы по синоптическим данным достаточно велика, объявляют грозовое положение. Оно характеризуется появлением внушительных кучево-дождевых облаков, напоминающих темные горные хребты. Грозе предшествует ряд характерных признаков: затихание ветра, духота, понижение атмосферного давления. В грозу по временным промежуткам между раскатами грома можно определить, насколько далеко ударяет молния. Расстояние до грозового фронта равно произведению скорости звука в воздухе (340 метров в секунду) и времени задержки. Если время между раскатами грома составляет 3 секунды – молния на расстоянии около 1000 метров, 2 секунды – более 600 метров, 1 секунду – более 300 метров. Продолжительность гроза может продолжаться как несколько минут, так и несколько часов.

Грозу можно назвать одним из самых опасных погодных явлений, часто приводящих к людским потерям. Электрический ток молнии проходит через тело человека мгновенно. Он провоцирует травмы различной степени тяжести или смерть в случае повреждения важных органов. Самые большие риски возникают при разрядах молнии. Обезопасить человека от электрического удара поможет соблюдение нескольких рекомендаций. Они касаются местонахождения и действий человека снаружи и внутри помещения. Во время грозы не следует находиться в водоеме, купаться или рыбачать – расстояние до воды должно составлять не менее 100 метров. Оказавшись на берегу водоема, не прячьтесь от стихии под деревьями. Не следует находиться наоткрытой местности или, тем более, подниматься на возвышенность – молния попадает в самый высокий объект. Разумнее будет укрыться в низине. Риск, что стихия застанет вас на незащищенной местности, можно снизить, если перед поездкой на природу уточнить прогноз погоды.

Если же такой ситуации не удалось избежать, и гроза застала вас на открытой местности, неверно будет стоять в полный рост. Примите позу эмбриона: сгруппируйтесь, прижав голову к коленям. Согнутые в коленях ноги следует расположить на минимальном расстоянии и обхватить руками. Крайне не рекомендуется ложиться на землю. Также не нужно прижиматься к стволам деревьев, приближаться стогам сена, к столбам, вышкам и прочим конструкциям или предметам из металла. Не разводите костер. Постарайтесь не использовать металлические инструменты, зонт и мобильный телефон, велосипед или мотоцикл. Если гроза застала вас в дороге – остановите автомобиль, припаркуйтесь вдали от высоких деревьев и конструкций, и линий электропередач. В условиях плохой видимости продолжение движения может привести к аварии. Не покидайте машину и поднимите стекла.

Находясь внутри помещения, закройте двери и окна. Если дом не оборудован молниезащитой – отключите электрические приборы, телевизор и радио, а также не используйте телефонную связь. Постарайтесь не приближаться к окнам и дверям, не трогайте антенны и электропроводку, не топите печь и не создавайте иных крупных источников дыма. Если же вы заранее позаботились о молниезащите вашего дома или оказались в здании, оборудованном такой системой безопасности, это существенно повышает ваши шансы не пострадать при ударе молнии. Однако помните, что в грозу не следует приближаться к заземлению молниеотвода.

Существует также ряд рекомендация для того, чтобы во время грозы обезопасить бытовое электрическое и электронное оборудование. В сильную грозу лучше отказаться от использования таких устройств, например, от работы на компьютере. Отключите приборы от электросети во избежание повреждения наведенными разрядами. Для защиты оборудования от перенапряжений следует установить на даче или в частном доме устройства грозозащиты – УЗИП.

Молниезащита как инженерная система

Исследования атмосферного электричества не теряют актуальности в течение многих лет, со времен Франклина и Ломоносова. Большие массивы данных были накоплены в результате экспериментального изучения молнии. Эта информация дает представление о сложном комплексе физических процессов, определяющих грозовую активность. Научные данные вместе с опытом эксплуатации определяют принципы создания системы молниезащиты для наземных сооружений. Выбор специфических средств защиты от поражения объекта молнией обусловлен тяжестью последствий, которых можно ожидать. Также при решении этой задачи опираются на данные статистики о средней плотности разрядов молнии в год в определенном регионе. К примеру, четко прослеживается тенденция увеличения грозовой активности в направлении от полюсов планеты к экватору.

Требования к надежности защитной системы возрастают, когда велик предполагаемый суммарный ущерб. Комплексные меры по защите от проявлений грозы, выполненные согласно действующим нормативам , обеспечивают безопасность при эксплуатации многочисленных объектов и систем, строений и инженерных коммуникаций. Силу и последствия стихии сложно предусмотреть, но соблюдение этих мер позволяет избежать поражения людей электрическим током и сохранить их жизни.

Нельзя предотвратить развитие грозовой активности, но защитить от молнии себя и свое имущество все же в силах человека. Совокупность технических решений и мероприятий по защите от опасных воздействий атмосферных электрических разрядов называется молниезащитой. Зачастую для ее обозначения приводятся термины “грозозащита” и “громозащита”. Молниезащита как инженерная система состоит из нескольких видов оборудования: молниеотводы , токоотводы , заземлители , устройства защиты от перенапряжений . Для обозначения молниеотвода зачастую приводится не вполне корректный термин “громоотвод”. Токоотводы, или спуски, формируются в общем случае при помощи круглого металлического проводника, который может обозначаться как “пруток”, “катанка”, “проволока” или просто “круг”. Горизонтальный заземлитель может быть выполнен из плоского проводника – металлической полосы. С ее помощью можно объединить заземлители в контур заземления. Заземлитель обозначают как “заземляющее устройство”, “электрод заземления”, “стержень заземления” или “штырь заземления”. Широкое распространение в качестве материалов для изготовления элементов заземления и внешней молниезащиты получили медь, алюминий, латунь, омедненная сталь, оцинкованная сталь, нержавеющая сталь. Для обозначения устройства защиты от импульсных перенапряжений и помех используется аббревиатура УЗП или УЗИП. Для уравнивания потенциалов все конструкции из металла и проводники соединяются с заземлителем.

Такую систему рекомендуется предусматривать на этапе разработки проекта сооружения, но можно установить и в процессе эксплуатации. Реализация молниезащиты требует выполнения комплекса согласованных мер: проектирования, установки и обслуживания. Современные системы защиты от молнии позволяют обеспечить высокий уровень безопасности при прямом попадании разряда и при сопутствующих электрических явлениях.

Виды молниезащиты

При рассмотрение вопроса о том, какие существуют способы защиты, классифицировать их можно по нескольким критериям. Виды молниезащиты достаточно разнообразны, притом ее элементы при разных условиях могут как дополнять друг друга, так и выступать альтернативными вариантами.По назначениюмолниезащиту разделяют на внешнюю и внутреннюю. Максимально эффективная система защиты от грозовой активности включает в себя обе эти части.

Внешняя молниезащита зданий и сооружений – это отдельно стоящие или размещенные на кровле молниеотводы (молниеприемные мачты, молниеприемники), токоотводы на кровле и фасаде и заземление в грунте рядом с объектом или в подвальном помещении.

Внутренняя молниезащита , представленная УЗИП, ограничивает электромагнитные воздействия тока молнии, предотвращает искрения внутри объекта, оберегает от повреждений электропроводку, электрооборудование, электронную технику. Комплекс средств молниезащиты также можно условно разделить на две составляющие: защита от прямых ударов молнии и защита от вторичных воздействий.

Внешняя молниезащита различается по месту размещения: может быть установленарядом с объектом илина самом объекте, на его кровле. Типы креплений элементов внешней молниезащиты также разнятся. Молниеотвод, в зависимости от его конструкции и от исходных параметров объекта, можно установить рядом с ним на бетонный фундамент, на основание или треногу с утяжелителями, на комплект растяжек или на винтовые сваи. На кровле молниеотвод закрепляется при помощи кронштейнов или держателей.

Еще один критерий для разделения внешней молниезащиты, – сам принцип ее работы:пассивная или активная. Конструкция молниеотвода обусловливает тип пассивной внешней молниезащиты – он может быть стержневым, тросовым или сетчатым. Конфигурация пассивной молниезащиты может существенно различаться в зависимости от размера объекта и от типа кровли. Самый распространенный вариант организации системы – на основе молниеотводов или молниеприемныхстержней. Для особо протяженных сооружений нередко применяется тросовая система – токоотводы располагают вдоль тросов, закрепленных на опорах. В сетчатой системе основным элементом выступает молниеприемная сетка, натянутая над сооружением.

Активная молниезащита , или система ранней стримерной эмиссии, вызывает и принимает на себя разряд молнии. Активный молниеприемник генерирует высоковольные импульсы и создает опережающий молнию разряд, таким образом перехватывая ее до прямого удара. Его можно разместить как на отдельно стоящей молниеприемной мачте, так и на кровле. Данный относительно новый метод не нормирован в официально утвержденных российских инструкциях, но, тем не менее, достаточно широко применяется на практике. Этому способствует ряд преимуществ, отличающих его от пассивного типа защиты. Молниеприемник работает без дополнительных источников питания, за счет напряженности электрического поля в грозу. А для его установки обычно требуется меньшее количество токоотводов и монтажных работ, меняющих облик здания или сооружения.

Принципы работы молниезащиты

При прямом ударе молнии в объект он разрушается тем сильнее, чем меньше его способность проводить электрический ток. При хорошей проводимости ток протекает через объект, не нанося повреждений. Поэтому элементы системы внешней молниезащиты, через которые ток проходит в землю, называются проводниками. Сама система состоит из молниеприемников, токоотводов и заземлителей. Внутренняя молниезащита, или грозозащита, обеспечивает экранирование, выравнивание потенциалов и защиту сетей и оборудования от импульсных перенапряжений. Грозозащита оберегает оборудование как от прямых ударов, так и от непрямых грозовых воздействий.

Канал молнии, поверхность земли и наземные защищаемые объекты создают многоэлектродную систему. Оценка защитного действия молниеотвода базируется на определении принципов распределения в ней разрядов. В проектной практике зона защиты молниеотвода определяется как наиболее безопасное пространство в его окрестности.Вероятность прорыва молнии внутрь этой зоны достаточно мала. Для стержневого молниеотвода граница зоны защиты может быть представлена в виде конуса с углом около 45 градусов к вертикальной оси. При этом вершины конуса и самого молниеотвода совпадают. Если есть заданная вероятность прорыва, относительный размер зоны защиты должен зависеть от высоты молниеотвода и от типа преимущественно поражающих объект молний.

Молниеотвод возвышается над объектом защиты – на кровле или рядом с ним. В общем случае стержневой молниеотвод состоит из молниеприемной мачты с молниеприемником или только из молниеприемного стержня. Устройство внешней молниезащиты представляет собой совокупность трех последовательно соединенных между собой частей. Молниеприемник принимает на себя заряд молнии. Он может быть выполнен в виде стержня, сетки или натянутого троса.Токоотвод служит проводником между молниеприемником изаземлителем – по нему заряд проходит к заземляющему устройству. Отведение тока молнии в грунт – основная функция заземлителя. В грунте электрический ток рассеивается и перестает представлять опасность для человека.