Виды молниеотводов

Молниезащи́та (громозащи́та, грозозащи́та) — это комплекс технических решений и специальных приспособлений для обеспечения безопасности здания, а также имущества и людей, находящихся в нём. На земном шаре ежегодно происходит до 16 миллионов гроз, то есть около 44 тысяч за день^[1]. Опасность для зданий (сооружений) в результате прямого удара молнии может привести к:

• повреждению здания (сооружения) и его частей;
• отказу находящихся внутри электрических и электронных частей;
• гибели и травмированию живых существ, находящихся непосредственно в здании (сооружении) или вблизи него.

Молниезащита зданий разделяется на внешнюю и внутреннюю.

Внешняя система молниезащиты[править | править код]

Внешняя молниезащита представляет собой систему, обеспечивающую перехват молнии и отвод её в землю, тем самым, защищая здание (сооружение) от повреждения и пожара.

момент прямого удара молнии в строительный объект правильно спроектированное и сооружённое молниезащитное устройство должно принять на себя ток молнии и отвести его по токоотводам в систему заземления, где энергия разряда должна безопасно рассеяться. Прохождение тока молнии должно произойти без ущерба для защищаемого объекта и быть безопасным для людей, находящихся как внутри, так и снаружи этого объекта.

Существуют следующие виды внешней молниезащиты:

• молниеприемная сеть;
• натянутый молниеприемный трос;
• молниеприемный стержень.

Помимо вышеупомянутых традиционных решений (приведенных как в международном стандарте МЭК 62305.4, так и в российских нормативных документах РД 34.21.122-87 и CO 153—343.21.122-2003) с середины 2000-х годов получает распространение молниезащита с системой ранней стримерной эмиссии, также именуемая активной молниезащитой. Однако нет никаких надёжных доказательств того, что активная молниезащита работает эффективнее, чем традиционная молниезащита тех же размеров^[2].

В общем случае внешняя молниезащита состоит из следующих элементов:

• Молниеотво́д (молниеприёмник, громоотвод) — устройство, перехватывающее разряд молнии. Выполняется из металла (нержавеющая либо оцинкованная сталь, алюминий, медь)
• Токоотво́ды (спуски) — часть молниеотвода, предназначенная для отвода тока молнии от молниеприемника к заземлителю.
• Заземли́тель — проводящая часть или совокупность соединенных между собой проводящих частей, находящихся в электрическом контакте с землей непосредственно или через проводящую среду.

Внутренняя система молниезащиты[править | править код]

Внутренняя молниезащита представляет собой совокупность устройств защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП). Назначение УЗИП — защитить электрическое и электронное оборудование от перенапряжений в сети, вызванных резистивными и индуктивными связями, возникающих под воздействием тока молнии. Общепринято выделяют перенапряжения, вызванные прямыми и непрямыми ударами молнии. Первые происходят в случае попадания молнии в здание (сооружение) или в подведенные к зданию (сооружению) линии коммуникаций (линии электропередачи, коммуникационные линии). Вторые — вследствие ударов вблизи здания (сооружения) или удара молнии вблизи линий коммуникаций. В зависимости от типа попадания различаются и параметры перенапряжений.

Перенапряжения, вызванные прямым ударом, именуются Тип 1 и характеризуются формой волны 10/350 мкс. Они наиболее опасны, так как несут большую запасенную энергию.

Перенапряжения, вызванные непрямым ударом, именуются Тип 2 и характеризуются формой волны 8/20 мкс. Они менее опасны: запасенная энергия примерно в семнадцать раз меньше, чем у Тип 1.

Соответствующим образом классифицируются и УЗИП.

Нормативные документы[править | править код]

В России сложилась непростая ситуация с нормативными документами, регламентирующими требования к молниезащите зданий. В настоящий момент существуют два документа, на основе которых можно спроектировать систему молниезащиты.

Это «Инструкция по молниезащите зданий и сооружений» РД 34.21.122-87^[3] от 30 июля 1987 года и «Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций» CO 153—343.21.122-2003 от 30 июня 2003 года.

В соответствии с положением Федерального закона от 27 декабря 2002 года № 184-ФЗ «О техническом регулировании» ст. 4, органы исполнительной власти вправе утверждать документы и акты только рекомендательного характера. К такому документу и относится «Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций» CO 153—343.21.122-2003.

Приказ Минэнерго России от 30.06.03№ 280 не отменяет действие предыдущего издания «Инструкция по молниезащите зданий и сооружений» от 30 июля 1987 года. Таким образом, проектные организации вправе использовать при определении исходных данных и при разработке защитных мероприятий положение любой из упомянутых инструкций или их комбинацию.

Процесс проектирования осложняется и тем фактом, что ни одна из указанных инструкций не освещает вопроса применения устройств защиты от грозовых и коммутационных перенапряжений. Старая редакция инструкции вообще не предусматривала такого раздела, а новое CO 153—343.21.122-2003 освещает этот вопрос только на уровне теории, никаких указаний по практическому применению устройств защиты не предусмотрено. Все вопросы, которые не освещены в самой инструкции, предписывается рассматривать в других нормативных документах соответствующей тематики, в частности стандартов организации МЭК (Международной Электротехнической Комиссии).

В декабре 2011 Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии выпустило ГОСТ Р МЭК 62305-1-2010 «Менеджмент риска. Защита от молнии. Часть 1. Общие принципы» и ГОСТ Р МЭК 62305-2-2010 «Менеджмент риска. Защита от молнии. Часть 2. Оценка риска». Данные документы представляют собой аутентичный текст стандарта МЭК 62305, состоящий из четырёх частей, и призваны прояснить ситуацию с системами молниезащиты на территории Российской Федерации.

Типы УЗИП и типичные схемы применения внутренней молниезащиты[править | править код]

Устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП) делятся на тип 1, тип 2 и тип 3.

Тип 1 способен пропустить через себя всю энергию типичного удара молнии, не разрушившись. Но, за устройством типа 1 сохраняется достаточно большой бросок напряжения (единицы киловольт).

Обычно тип 1 устанавливается только в сельской местности с воздушными линиями. Рекомендации требуют типа 1 в зданиях с громоотводами, а также в зданиях, подключенных воздушными линиями, и в зданиях, отдельно стоящих или находящихся рядом с высокими объектами (деревьями).

По этим же рекомендациям городская квартирная и офисная проводка не требует типа 1 (считается, что тип 1 уже есть на КТП).

Тип 2 не способен самостоятельно, без предшествующего типа 1, выдержать без разрушения удар молнии. Однако же его живучесть гарантируется в случае совместного применения с типом 1. Бросок напряжения за типом 2 обычно около 1.4-1.7 кВ.

Тип 3 для своей живучести требует применения типов 1 и 2 перед собой, и устанавливается непосредственно рядом с потребителем. Им может являться, например, сетевой фильтр или же варисторная защита в блоках питания некоторых бытовых устройств (автоматика отопительных котлов). УЗИП не защищает от длительных перенапряжений, например, от повышения до 380В при «отгорании нуля». Более того, длительные перенапряжения могут привести к выходу УЗИП из строя. В случае сквозного прогорания УЗИП от фазы до защитного заземления возможно выделение на нём огромного количества тепла и пожар в щитке. Для защиты от этого УЗИП обязательно должен устанавливаться с защитой — плавкими вставками или же автоматическими выключателями.

В случае, когда вводной «автомат» имеет номинал <= 25A, возможно подключение УЗИП за ним, в этом случае вводной автомат также выполняет функции защиты УЗИП.

Схемы молниезащиты выполняются либо с приоритетом безопасности, либо с приоритетом бесперебойности. В первом случае недопустимо разрушение УЗИП и иных устройств, а также ситуация, когда временно отключается молниезащита, но допустимо срабатывание автоматики с полным отключением потребителей. Во втором случае допустимо временное отключение молниезащиты, но недопустим перебой в снабжении потребителей.

При одновременной установке типа 1 и типа 2 расстояние между ними по кабелю должно быть не менее 10 м, расстояние от типа 2 до типа 3 и потребителей — также не менее 10 м. Это создает индуктивность, нужную для того, чтобы автомат более высокой ступени срабатывал раньше. Возможно также и использование УЗИП типов 1+2, совмещающих в одном корпусе оба устройства (защищается от прогорания так же, как тип 1).

Устройства УЗИП имеют разные исполнение для различных систем TN-C, TN-S и ТТ. Необходимо выбирать устройство под свою систему заземления.

См. также[править | править код]

• Молниеотвод
• Разрядник
• Заземление
• Правила устройства электроустановок
• Активная молниезащита

ru.wikipedia.org

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.

Важно! Самые страшные последствия — разрушение или возгорание кровли в результате прямых ударов молнии.

Виды молниезащиты

По исполнению системы защиты бывают:

• внешние;
• внутренние.

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.

Виды молниеприемников

Молниеприемники по конструкции и материалу бывают:

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

Наиболее распространенные и часто встречаемые — стержневые и тросовые, которые применяются на простых и сложных двускатных крышах. Если строение крыши многоуровневое, рекомендуется использовать комбинированную систему с использованием двух разных видов приемников.

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.

Важно! Если возле дома есть готовый контур заземления, грозозащита зданий может быть подключена к нему.

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.

Обратите внимание! Если не уверены в своих силах, доверьте выполнение работ по монтажу молниезащиты объектов профессионалам. Специалисты выполнят проект и проведут предэксплуатационные испытания.

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.

220.guru

Теория о грозе

Итак, во время грозы, облака очень сильно электризуются относительно друг друга и земли. Фактически, облака и земля при грозе – разные полюса, которые можно считать разными обкладками гигантского, постоянно заряжающегося конденсатора. И когда разность потенциалов (напряжение) достигает своего пика, т.е. напряжения пробоя между этими «обкладками» (а это миллиарды вольт), то происходит разряд молнии. Гром – это акустическое производное от удара молнии.

Что такое молниезащита?

Молниезащита (грозозащита, громозащита) – комплекс мер и специальных приспособлений для обеспечения безопасности здания, а также имущества и людей, находящихся в нём.

Самым простым решением молниезащиты является – молниеотвод, или как его еще называют в народе – громоотвод.

Виды молниезащиты

Молниезащита бывает 2х видов — внешняя и внутренняя системы молниезащиты.

Внешняя система молниезащиты

Внешняя молниезащита представляет собой систему, обеспечивающую перехват молнии и отвод её в землю, тем самым, защищая здание (сооружение) от повреждения и пожара. В момент прямого удара молнии в строительный объект правильно спроектированное и сооруженное молниезащитное устройство должно принять на себя ток молнии и отвести его по токоотводам в систему заземления, где энергия разряда должна безопасно рассеяться. Прохождение тока молнии должно произойти без ущерба для защищаемого объекта и быть безопасным для людей, находящихся как внутри, так и снаружи этого объекта.

Существуют следующие типы внешней молниезащиты:

— Конструкция, когда молниеотвод выполняет роль проводника между обкладками этого конденсатора (т.е. конденсатор как бы замкнут накоротко). Поэтому заряд на его обкладках не накапливается, а конденсатор постоянно разряжается. И напряженность в районе молниеотвода практически нулевая. Иными словами, молниеотвод не «ловит» на себя молнию, а создает условия, когда молния не может возникнуть. Он просто «отводит» молнию от себя.

— Конструкция, когда молниеотвод принимает на себя удар молнии, и спускает все напряжение в землю.

Эти 2 типа подразделяются на следующие виды:

— молниеприемная сеть;
— натянутый молниеприемный трос;
— молниеприемный стержень;
— активная молниезащита.

В большинстве случаев, внешняя молниезащита состоит из следующих элементов:

— Молниеотвод (молниеприёмник, громоотвод) — устройство, перехватывающее разряд молнии. Выполняется из металла (нержавеющая либо оцинкованная сталь, алюминий, медь)

— Токоотводы (спуски) — часть молниеотвода, предназначенная для отвода тока молнии от молниеприемника к заземлителю.

— Заземлитель — проводящая часть или совокупность соединенных между собой проводящих частей, находящихся в электрическом контакте с землей непосредственно или через проводящую среду.

Внутренняя система молниезащиты

Внутренняя молниезащита представляет собой совокупность устройств защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП). Назначение УЗИП защитить электрическое и электронное оборудование от перенапряжений в сети, вызванных резистивными и индуктивными связями, возникающих под воздействием тока молнии.

Общепринято выделяют перенапряжения, вызванные:

— Прямыми ударами молнии. Такие перенапряжения происходят в случае попадания молнии в здание (сооружение) или в подведенные к зданию (сооружению) линии коммуникаций (линии электропередачи, коммуникационные линии). Перенапряжения, вызванные прямым ударом, именуются «Тип 1» и характеризуются формой волны 10/350 мкс. Они наиболее опасны, так как несут большую запасенную энергию.

— Непрямыми ударами молнии. Эти перенапряжения происходят вследствие ударов вблизи здания (сооружения) или удара молнии вблизи линий коммуникаций. В зависимости от типа попадания различаются и параметры перенапряжений. Перенапряжения, вызванные непрямым ударом, именуются «Тип 2» и характеризуются формой волны 8/20 мкс. Они менее опасны: запасенная энергия примерно в семнадцать раз меньше, чем у «Тип 1».

История молниезащиты

Считается, что молниеотвод был изобретён Бенджамином Франклином в 1752 году, хотя есть свидетельства о существовании конструкций с молниеотводами и до этой даты (например, Невьянская башня, бумажные змеи Жака Рома).

Описание первого способа защиты от молний появляется в ежегоднике «Альманах Бедного Ричарда». «Способ этот таков, — писал Франклин. — Возьмите тонкий железный стержень (каким, например, пользуются гвоздильщики) длиною достаточною для того, чтобы три-четыре фута одного конца опустить во влажную землю, а шесть-семь другого поднять над самой высокою частью здания. К верхнему концу стержня прикрепите медную проволоку длиной в фут и толщиной с вязальную спицу, заостренную как игла. Стержень можно прикрепить к стене дома бечевой (шнуром). На высоком доме или амбаре можно поставить два стержня, по одному на каждом конце, и соединить их протянутой под коньками крыши проволокой. Дому, защищенному таким устройством, молния не страшна, так как острие будет притягивать ее к себе и отводить по металлическому стержню в землю, и она уже никому не причинит вреда. Точно так же и суда, на верхушке мачты которых будет прикреплено острие с проволокой, спускающейся вниз на палубу, а затем по одному из вантов и обшивке в воду, будут предохранены от молнии».

dom.dobro-est.com

Здания и сооружения защищают от прямых ударов молнии различными по конструкции молниеотводами. Но любой из молниеотводов включает в себя четыре основные части: молниеприем-ник, непосредственно воспринимающий удар молнии; токоотвод, соединяющий молниеприемник с заземлителем; заземлитель, через который ток молнии стекает в землю; несущую часть (опору или опоры), предназначенную для закрепления молниеприемника и токоотвода.

В зависимости от конструкции молниеприемника различают стержневые, тросовые, сетчатые и комбинированные молниеотводы. По числу совместно действующих молниеприемников их делят на одиночные, двойные и многократные. Кроме того, по месту расположения молниеотводы бывают отдельно стоящие, изолированные и не изолированные от защищаемого здания.

Защитное действие молниеотвода основано на свойстве молнии поражать наиболее высокие и хорошо заземленные металлические сооружения. Благодаря этому свойству более низкое по высоте защищаемое здание практически не поражается молнией, если оно входит в зону защиты молниеотвода. Зоной защиты молниеотвода называется часть пространства, примыкающая к нему и с достаточной степенью надежности (не менее 95 %) обеспечивающая защиту сооружений от прямых ударов молнии.

Наиболее часто для защиты зданий и сооружений применяют стержневые молниеотводы. Молниеприемник стержневого молниеотвода представляет собой вертикально расположенный стальной стержень любого профиля длиной 2… 15 м и площадью поперечного сечения не менее 100 мм2, укрепленный на опоре, расположенной, как правило, не ближе 5 м от защищаемого объекта. Молниеприемник соединяют с заземлителем токоотводом, выполненным из стальной проволоки диаметром не менее 6 мм, а в случае прокладки токоотвода в земле — не менее 10 мм. При устройстве молниеприемников непосредственно на крыше здания выполняют как минимум два токоотвода, а при ширине крыши более 12м — четыре. Если длина защищаемого объекта более 20 м, то на каждые последующие 20 м длины требуется устанавливать дополнительные токоотводы; при ширине здания до 12м —на обеих сторонах здания. Все соединения (молниеприемник — токоотвод, токоотвод — заземлитель) следует сваривать.

В качестве стержневых молниеотводов необходимо максимально использовать существующие вблизи защищаемого объекта высокие сооружения: водонапорные башни, вытяжные трубы и т. п. Деревья, растущие на расстоянии не более 5 м от зданий III…V степеней огнестойкости, также можно использовать в качестве опоры молниеотвода, если на стене здания напротив дерева на всю высоту стены проложить токоотвод, приварив его к заземлителю молниеотвода.

Тросовые молниеотводы чаще всего применяют для защиты зданий большой длины и высоковольтных линий. Эти молниеотводы изготовляют в виде горизонтальных тросов, закрепленных на опорах, по каждой из которых прокладывают токоотвод. Молниеприемники тросовых молниеотводов выполняют из стального многопроволочного оцинкованного троса сечением не менее 35 мм2.

Следует отметить, что стержневые и тросовые молниеотводы обеспечивают одинаковую степень надежности защиты.

В качестве молниеприемников можно использовать металлическую крышу, заземленную по углам и по периметру не реже чем через каждые 25 м, или наложенную на неметаллическую крышу сетку из стальной проволоки диаметром не менее 6 мм, имеющую площадь ячеек до 150мм2, с узлами, закрепленными сваркой, и заземленную так же, как металлическая крыша. К сетке или токопроводящей кровле присоединяют металлические колпаки над дымовыми и вентиляционными трубами, а в случае отсутствия колпаков — специально наложенные на трубы проволочные кольца.

ohrana-bgd.narod.ru

Параметры и конструкция молниеотвода

Молниеотвод в частном доме знаком практически каждому, что проживает на окраине городов или мелких населенных пунктов. Как говориться, в пустотных поселениях такому природному явлению есть где разгуляться.

Рассмотрим конструктивные особенности механизма:

• Непосредственно молниеприемный стержень, он представляет собой металлический прут размером не менее 5 мм, длиной от 2-х — 3-х метров и имеет острый наконечник. Размещается такое устройство, как правило на высокой точке кровли, иногда практикуется его установка рядом со зданием, только в этом случае его длина будет достигать 10-ти метров;
• Токоотвод — это не менее важный элемент конструкции. Состоит он из толстого металлического проводника или медной жилы большого диаметра. Эта деталь проводит ток, полученный от статистического электричества в заземляющий контур;
• Контур заземления. Имеет простую функцию, выводит высоковольтное напряжение, полученное от природного электричества в землю, где оно теряет свою силу.

Помните! Правильно установленный контур заземления молниеотвода — это шанс уберечь целостность постройки и сохранить себе жизнь.

Подобным образом сконструирован каждый молниеотвод.

Виды молниеотводов

Виды молниеотводных стержней отличаются своей конструкцией, которые обсудим на данном этапе.

Итак, существует всего три наиболее распространенных конструкции. Самый востребованный вариант токоотвода является обычным стержнем длиной несколько метров. Данный тип может выступать как сопутствующая мачта, так и специально предназначенная. Нередко жители частного сектора предпочитают обычную телевизионную антенну в качестве молниеприемника. Конструкция в отличие от других видов считается упрощённой. Ее простота заключается в элементарном подключении токоотвода к контурному заземлителю.

Следующий вариант — это элемент, состоящий из тросовой линейки, натянутой между двумя мачтами на крыше. Его принято располагать по двум вершинам двухскатной крыши. Здесь присутствует большое преимущество, которое отличает конструкцию от других типов. Заключается оно в полном улавливании разрядов молнии и немедленном перемещении их по токоотводящему проводнику к заземлению.

Остается сеточный приемник. Сегодня он встречается наиболее часто на домах с плоскими крышами. В таких условиях, проводить монтаж молниеприемной сетки очень просто и быстро, стоит лишь соблюдать ряд условий и соответствий ПУЭ.

Важно! Обустраивая молниеприемную сетку, соблюдайте расстояние между токопроводящими жилами. Дистанция между параллелями не должна быть менее 6 м.

prokommunikacii.ru

Молниеприемная сетка

Молниеприемная сетка — это один из самых распространенных видов молниезащиты, применяемый на зданиях, крыши которых имеют большую протяженность. По своей сути — это сетка из тросов, расположенных на крыше здания, не выходящая за ее края. Ее монтаж происходит с помощью пластикового кровельного держателя. На нашем сайте он проходит под артикулом 30000.

Проблема молниеприемников из сетки заключается в недостаточно эффективной молниезащите. Так по некоторым исследованиям она составляет не более 55%. А если сетка находится не на поверхности крыши, а под утеплителем, то еще ниже. И уж тем более такая защита не спасет, находящиеся на крыше объекты: антенны, трубы и прочие.

Молниеприемные стержни.

Наибольшее распространение в мире получили молниеприемные стержни (молниеприемные мачты). Принцип действия известен еще со времен опытов Франклина. До нашего времени и в наше эта схема только совершенствовалась. Принцип простой. Молниеприемная мачта находится выше самой высокой точки объекта и становится самой вероятной мишенью для молнии.

Они бывают различной длины: от 1 метра до 20 и выше. Молниеприемники используются как на крыше самого здания, так и на расстоянии от него. Они могут быть установлены на специальных основаниях (в нашем каталоге детали под артикулом 02003, 03003), треногах (04006), а также с учетом конструкционных особенностей здания (на специальных кронштейнах  04007, коньковых держателей 04003).

Молниеприменые стержни обеспечивают высокую степень защиты зданий и очень удобны в применении. Для их установки может быть использованы как существующие конструкционные особенности здания, так и бетонные основания. К стержням подсоединяется молниеотвод, который, в свою очередь, соединяется с заземлителем. Плюсом данной системы является максимальная защита от грозы.

Тросовая молниезащита.

Такой тип молниезащиты используется в нестандартных случаях. Например, крыша здания очень вытянута по длине или кровля вогнута.

В таком случае, на специальных металлических опорах, которые соединены с токоотводом, размещаются стальные тросы. Они выполняют роль молниеприемника.

Таким образом, виды молниезащиты необходимо выбирать исходя из конструкционных, хозяйственных и других особенностей защищаемого объекта.

ryterra.ru

Молниезащита — комплекс защитных устройств, предназначенных для обеспечения безопасности людей, сохранно­сти зданий и сооружений от возможных взрывов, загораний и разрушений, вызванных воздействием молнии. Различают первичное и вторичное воздействия молнии. Наибольшую опасность представляет прямой удар молнии или ее первичное воздействие, когда из-за высокой температуры в канале молнии (до 30 000 °С) происходит мгновенный нагрев конструкций здания и воздуха. При этом образуется ударная воздушная волна, вызывающая разрушения. Вторичное воздействие связано с возникновением электростатической и электромагнитной индукции, что может вызвать искрение в воздушных промежутках между металлическими конструкциями здания и привести к пожару или взрыву.

Молниезащита достигается путем устройства молниеотводов и основана на свойстве молнии поражать наиболее высокие и хорошо заземленные металлические сооружения. Любой молниеотвод состоит из трех основных частей: молниеприемника, непосредственно воспринимающего удар молнии, токоотвода (спуска), соединяющего молниеприемник с заземлителем, и заземлителя, через который ток молнии стекает в землю (рис. 40). По типу молниеприемников молниеотводы делятся на стержневые, тросовые и сеточные, а по количеству — на одиночные, двойные и многократные.

Z7 J

а)-

Рис. 40. Молниеотводы:

а — отдельно стоящий стержневой молниеотвод; б — тросовый молниеотвод; /— молние­приемник; 2— токоотвод; 3— заземлитель; 4— защищаемый объект; 5— металлические ком­муникации

В окрестности молниеотвода образуется зона защиты, т. е. пространство, в пределах которого с достаточной степенью надежности обеспечивается защита зданий от прямых ударов молнии. Различают зону защиты типа А, обладающую степенью надежности 99,5% и выше, и типа Б — 95% и выше.

В зависимости от назначения зданий и сооружений, вероятности возникновения в них пожаров и взрывов установлены три категории молниезащиты. При этом необходимость выполне­ния молниезащиты и тип зоны при использовании стержневых и тросовых молниеотводов зависят от местоположения защищае­мого объекта и ожидаемого количества ./V его поражений молнией

в год (табл. 15).

Таблица 15

Кате­гория молние­защиты

Категории молниезащиты и типы зон защиты

Местоположение

Здания и сооружения

1

Тип зоны защиты при использовании стержневых и тросовых молниеотводов

На всей террито­рии СССР

Здания и сооружения или I их части, помещения ко­торых согласно ПУЭ от­носятся к зонам классов B-I и В-П

То же, к зонам классов B-Ia, B-I6, В-Па

Зона А

В местностях средней продолжи­тельностью гроз 10 ч/год и более

III

То же, к зонам классов В местностях

средней продолжи­тельностью гроз 20 ч/год и более

II-I, II-II,

III

В местностях со средней продолжи­тельностью гроз 20 ч/год и более То же

При ожидаемом количе­стве поражений молнией в год здания или соо­ружения N> — зона А; при Л/<Л —зона Б Для зданий и сооруже­ний I и II степени огнестойкости при 0,1 < <iV<2 и для 111, IV, V степени огнестойкости при 0,02<N<2 — зона Б; при N>2 — зона А При 0,KIV<2 — зона Б; при JV>2 — зона А

<2 зона Б; | III зона А

При 0,1< при Л/>2

II

Зона Б

Наружные установки и открытые склады, соз­дающие согласно ПУЭ зону классов II—Ш Здания и сооружения III, IV, V степени огнестой­кости, в которых отсут­ствуют помещения, отно­симые по ПУЭ к зонам взрыво- и пожароопас­ных классов [Здания вычислительных

центров

Примечание. Устройство молниезащиты обязательно при одновременном

выполнении условий, записанных в гр. 2 и 3.

168

Для зданий и сооружений прямоугольной формы число N определяется по формуле:

N=[(A+ 6hJ(B+ 6h_3R)-7Jhin. 1(Г⁶, (13)

где А, В — соответственно ширина и длина здания, м; к_зл— наи­большая высота здания или сооружения, м; п — среднегодо­вое число ударов молнии в 1 км² земной поверхности в месте расположения защищаемого объекта, которое зависит от интенсивности грозовой деятельности и составляет:

Среднегодовая продолжитель­ность гроз, ч.

п. . .

100 и более 8,5

10—20 20—40 40—60 60—80 80—100 1 2 4 5,5 7

Средняя за год продолжительность гроз, ч/год, в данной местности определяется либо по специальной карте (см. Руко­водящий документ РД 34.21.122—87 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений»), либо по средним мно­голетним данным ближайшей метеостанции. Например в Мур­манске среднегодовая продолжительность гроз менее 10 ч/год, Москве — от 20 до 40 ч/год, Тбилиси — от 60 до 80 ч/год, Ереване—более 100 ч/год.

Здания и сооружения, отнесенные к I и II категориям молниезащиты, должны быть защищены от прямых ударов мол­нии и ее вторичных проявлений, а к III категории — только от прямых ударов.

Молниезащиту зданий ВЦ, относимых к II категории, выполняют отдельно стоящими или установленными на них стерж­невыми или тросовыми молниеотводами. При установке отдельно стоящих молниеотводов расстояние от них по воздуху S_B и земле S₃ до защищаемого объекта не нормируется.

На зданиях с металлической кровлей в качестве молниеприем-ника используют кровлю, а на неметаллическую кровлю укладывают молниеприемную сетку с шагом ячеек не более 6X6 м.

На рис. 41 показана зона защиты одиночного стержневого молниеотвода высотой ft<Cl50 м. Она представляет собой конус с вершиной на высоте h_o<Lh и радиусом на уровне земли Ro. У таких молниеотводов зоны защиты имеют следующие габариты:

Зона типа A: /i_o=O,85/i; R_o= (1,1- 0,002А)й.

Зона типа Б: /i_o=O,92/i; /?о= 1,5ft.

Для соответствующих зон радиус круга горизонтального се­чения на высоте ft_x равен

#*= (! ₁1 _ o,OO2ft) (ft-ft_x/0,85);

170

Рис. 41. Зона защиты одиноч­ного стержневого молниеотвода высотой до 150 м

Для зоны типа Б высота одиночного стерж­невого молниеотвода при известных величинах h_3A и R_x может быть опреде­лена по формуле

Граница зоны защиты на иробне земли

А=(Я_х+1,63йзд)/1,5. (14)

Граница зоны защиты на уровне h_K

Конфигурации защит­ных зон, расчетные форму­лы по определению их га­баритов для молниеотво­дов других типов подроб­но рассмотрены в РД 34.21.122—87.

При устройстве молниеотводов следует соблюдать следующие основные требования.

Молниеприемники стержневых молниеотводов изготовляют из стали любых марок различного профиля сечением не менее 100 мм² и длиной не менее 200 мм. Для защиты от коррозии их окрашивают или оцинковывают. Молниеприемники тросовых молниеотводов выполняют из стальных мнотопроволочных оцинкованных тросов сечением не менее 35 мм² (диаметр около 7 мм).

Токоотводы должны выдерживать нагрев от тока молнии, поэтому их наименьшие сечения должны быть равными 48 мм² снаружи здания на воздухе и 160 мм² — в земле. Токоотводами могут служить металлические элементы зданий — арматура железобетонных конструкций, направляющие лифтов, пожарные лестницы и т. п., электрически надежно связанные по всей длине. При невозможности использования в качестве токоотводов металлических конструкций защищаемого здания токоотводы молниезащиты прокладывают по наружным стенам кратчайшим путем. Во всех случаях соединение молниеприемников с токоотво­дами и токоотводов с заземлителями выполняют сваркой.

Заземлители являются важнейшим элементом в комплексе молниезащиты. Они должны обеспечивать достаточно малое сопротивление растеканию тока молнии в грунте.

При устройстве молниезащиты II категории в виде отдельно стоящего молниеотвода искусственный заземлитель выполняют из трех и более вертикальных электродов длиной не менее 3 м, объединенных горизонтальным электродом, при расстоянии

171

между вертикальными электродами не менее 5 м. Для той же категории молниезащиты в случае использования в качестве молниеприемника металлической кровли или сетки искусственный заземлитель выполняют в виде контуров, проложенных по периметру зданий. Причем в грунтах с эквивалентным удельным сопротивлением д^бОО Ом- м при площади здания более 250 м² — из горизонтальных электродов, уложенных в земле на глубине не менее 0,5 м, а при площади здания менее 250 м² к этому контуру в местах присоединения токоотводов приварива­ют по одному вертикальному или горизонтальному лучевому электроду длиной 2—3 м; в грунтах с удельным сопротивлением 500 Ом- m<Iq^1000 Ом- м при площади здания более 900 м² достаточно выполнить контур только из горизонтальных электро­дов, а при площади здания менее 900 м² к этому контуру в местах присоединения токоотводов приваривают не менее двух верти­кальных или горизонтальных лучевых электродов длиной 2—3 м на расстоянии 3—5 м между ними.

В качестве заземлителей молниезащиты допускается использо­вать защитные заземлители электроустановок, а также железобе­тонные фундаменты зданий и сооружений.

Кроме защиты от прямого удара молнии в ВЦ осуществляют следующие мероприятия по защите от вторичных проявлений молнии и заноса высокого потенциала по надземным, наземным и подземным металлическим коммуникациям:

металлические корпуса всего оборудования и аппаратов, установленных в здании, присоединяют к заземляющему устройству электроустановок или железобетонному фундаменту, применяемому в качестве заземлителя молниеотвода;

внутри здания между трубопроводами и другими протяженны­ми металлическими конструкциями в местах их взаимного сближения на расстояния менее 100 мм через каждые 30 м устанавливают перемычки из стальной проволоки диаметром не менее 5 мм;

металлические коммуникации в местах ввода в здание присоединяют к заземлителю защиты от прямых ударов молнии;

сети воздушных линий электропередач, телефона, радио, сигнализации вводятся в здание только кабелями длиной не менее 50 м с металлической броней или оболочкой либо проложенными в металлических трубах, которые соединяют с заземлителем ^-железобетонным фундаментом, искусственным заземлителем или защитным заземляющим устройством электроустановок.

Пример. Запроектировано одиночно расположенное здание ВЦ размерами Л=36 м, В=18 м, Л_зд=15 м. По данным местной метеостанции среднегодовая продолжительность гроз составляет 50 ч. Грунт в месте строительства ВЦ — песчаный с удельным сопротивлением р=700 Ом- м. Дать рекомендации по устройству молниезащиты с использованием отдельно стоящего стержневого молниеотвода и молниеприемной сетки.

172

Согласно табл. 15 здания ВЦ подлежат молнйезащите по II категории в местностях со средней продолжительностью гроз 20 ч/год и более. При этом для стержневых молниеотводов установлена зона защиты типа Б. Поскольку расстояние от отдельно стоящего молниеотвода до зданий, относимых ко II категории молниезащиты, не нормируется, располагаем опору молниеотвода в непосредственной близости от здания ВЦ, как показано на рис. 42, а. Тогда из решения прямоугольного треугольника имеем

По формуле (14) определяем необходимую высоту молниеотвода: Л= (25,46+ 1,63- 15)/1,5=33,3 м.

Молниеприемник из круглой стали диаметром 12 мм и длиной 2 м приварива­ем к верху типовой металлической опоры, решетчатая конструкция которой выполняет роль токоотвода. Для растекания тока в земле устраиваем заглубленный на 0,6—0,8 м от поверхности земли искусственный заземлитель в виде трех вертикальных электродов, соединенных горизонтальной полосой (см. рис. 42, а).

Рис. 42. К примеру:

а — с использованием стержневого молниеотвода; б — с исполь­зованием молниеприемной сетки

При неметаллической кровле здания ВЦ в качестве молниеприемника может быть использована уложенная на кровлю сетка из круглой или полосовой стали с размерами ячеек 6X6 м (рис. 42, б). Для соединения молниеприемной сетки с заземлителем прокладываем по наружным стенам здания четыре токоотвода из стали круглого сечения диаметром 8 мм. Токоотводы располагаем равномерно — по одному на каждой стене. Заземлитель молниеотвода выполняем в виде горизонтального контура из полосовой стали с размерами сечения 40X4 мм,

У	‘о
В=18м

173

уложенного на глубину промерзания грунта по периметру здания. Поскольку удельное сопротивление грунта в месте строительства q>500 Ом • м и площадь здания S=36X 18=648<900 м², к этому контуру в местах присоединения токоотводов привариваем дополнительно по два горизонтальных лучевых электрода из некондиционных водогазопроводных труб (см. рис. 42, б).

studfiles.net

Молниеотвод: разновидности и их конструкции

В принципе, конструкция молниеотвода представляет собой бесхитростный механизм, состоящий из трех простейших частей, изготовить которые самостоятельно и собрать в единую систему не представляет никаких сложностей.

1. Приемник молнии – это железный элемент, поднимаемый на несколько метров выше крыши строения. Размещаться он может как непосредственно на самом строении, так и рядом с ним, неподалеку.
2. Токоотвод. По сути, это толстая стальная или медная жила, по которой ток, полученный от разряда попавшей в приемник молнии, передается в контур заземления.
3. Заземляющий контур. Его назначение простое – именно с его помощью разряд молнии передается в землю, где он и гаснет, не причиняя постройкам и человеку никакого вреда.

Так устроены все виды молниеотводов без исключения. Причем два элемента этого устройства все время остаются неизменными – это токоотвод и контур заземления. На разновидности этих приспособлений оказывает влияние исключительно конструкция приемника молний, о которых мы и поговорим дальше.

1. Стержневой молниеприемник. Это устройство знакомо практически всем жителям частного сектора – оно представляет собой обыкновенную металлическую мачту, поднятую на пару метров над верхним краем крыши. Такая мачта может стоять как на крыше дома, так и немного в стороне от постройки или рядом, вдоль стены дома. Фактически отдельно стоящий молниеприемник в плане изготовления более простой – сама мачта одновременно является и приемником грозовых разрядов и токоотводом. Она напрямую подключается к контуру заземления самым что ни на есть жестким способом (сваркой).
2. Линейный, или, как его еще называют, тросовый молниеотвод. Чтобы проще было понять о чем идет разговор, этот молниеприемник можно представить в виде натянутой между двумя небольшими мачтами проволоки или троса – отсюда и его название. В чем основное отличие такого устройства от обычной мачты? В возможности полностью улавливать все разряды молнии, не позволяя даже малой их части попадать на металлические элементы строения. В большинстве случаев такой молниеприемник соединяется с контуром заземления посредством отдельной мощной токоотводящей жилы – это может быть либо медный кабель большого сечения, либо металлическая полоса или прут.
3. Сетчатый приемник молний. Его суть заложена в самом названии – такой токоприемник укладывается непосредственно на крышу дома. Сверху кровельного материала из толстых токопроводящих жил создается полноценная сетка, которая и принимает на себя все разряды молнии. Дальше все стандартно – посредством токоотводящего кабеля или толстой стальной полосы (либо прутка) разряды статического напряжения направляются в контур заземления, где и рассеиваются, не причиняя вреда строению.

Этих основных конструкций улавливателей молнии вполне достаточно для того, чтобы полностью защитить свой дом от такого природного явления, как молния.

Молниеотвод в частном доме и его контур заземления

По большому счету, заземление молниеотводов устроено аналогичным образом, как и контур заземления самого дома – здесь следует сразу понять один момент, что эти два контура не должны быть связаны между собой – это два отдельных элемента. Подключив молниеотвод к контуру заземления дома, вы рискуете в один момент потерять не то что все электрооборудование, а и вообще весь дом целиком – для защиты от грозовых разрядов придется оборудовать отдельное заземление.

Изготавливается оно практически точно так же, как и заземление дома, за исключением некоторых отличий.

1. Глубина (или длина) заземляющих электродов – она не может быть менее 3000мм.
2. Сами электроды должны иметь сечение не менее 25мм и представлять собой цельный металлический прут.
3. Если контур заземления дома может иметь линейное расположение электродов, то здесь важно соблюсти именно их треугольное расположение.
4. Расстояние между вершинами этого треугольника должно составлять 3000мм.
5. Шина, соединяющая электроды в единый контур, должна иметь диаметр не менее 12мм (если это прут или арматура) и 50х6мм, если речь идет о металлической полосе.
6. Самое главное – это качественные сварные соединения, которые по своей длине должны составлять не менее 200мм.

Как видите, между контуром заземления дома и такой же частью молниеотвода общий только принцип – требования к этим элементам защиты разнятся. Еще один момент, объединяющий эти две системы, заключается в глубине их залегания – верхняя часть контура располагается на глубине 500-800мм над поверхностью грунта.

Устройство молниеотвода: как соединить заземление и приемник молний

Токоотводящая или, правильнее сказать, токопередающая часть молниеотвода является не менее важным элементом, чем его заземление и сам приемник молний – вы только представьте, что случится с домом, если этот элемент устройства просто не выдержит нагрузку и сгорит. В таком случае все грозовые разряды попадут в дом, и тогда от беды может спасти только чудо. Именно по этой причине к токопроводящей шине следует отнестись не менее серьезно, чем ко всему другому. Здесь имеется всего два важных момента, которые нужно соблюсти, как говорится, беспрекословно.

1. Сечение токоотвода – оно не должно быть менее 6мм, если речь идет о цельной (монолитной) медной жиле и не менее 10мм, если для отведения грозовых разрядов используется стальной прут.
2. Соединение токоотводящей шины с заземлением и приемником молний. В значительной мере дело облегчается, если система целиком изготавливается из стали – в такой ситуации все соединения производятся с помощью сварки. Опять же, здесь важна длина сварного соединения – при стыковке токоотводящей шины к контуру заземления и приемнику провар должен иметь длину не менее 600мм. Если речь идет о медной жиле, то здесь придется действовать с помощью специальных клемм, которые представляют собой пластины с ложбинками для кабеля, соединяющиеся друг с другом посредством винтов.

Что же касается крепления токоотводящей жилы к стенам строения, то здесь используются пластиковые клипсы. В идеале, чтобы сохранить молниепровод в целостности в течение долгого времени, его лучше изолировать от окружающей среды, поместив в обыкновенный кабель канал.

В принципе, это все, остается добавить не так уж и много. А именно о таких моментах, как молниезащита отдельных элементов крыши. Если имеется дымоход, то вокруг него нужно намотать хотя бы пару витков отводящей ток жилы и соединить ее с общим молниеотводом. Также в защите нуждаются и все элементы кровли, изготовленные из металла – к примеру, отводящие воду желоба и трубы. Только в таком случае изготовленный самостоятельно молниеотвод будет являться надежной защитой дома от грозовых разрядов.

Автор статьи Александр Куликов

stroisovety.org