Электроприборы и освещение 

Грозозащита зданий и промышленных сооружений - грозозащита зданий и промышленных сооружений. Анализ нормативно-технического обеспечения молниезащиты



Система молниезащиты (грозозащиты) предназначена для защиты от прямого удара молнии, грозовых и коммутационных перенапряжений в сетях.





Уравнивание потенциалов

Предлагаем Вам создавать новый уровень безопасности домов, в которых Вы живёте, которые Вы проектируете, строите и оборудуете. Комплексное оснащение системным оборудованием молниезащиты ведущего германского производителя OBO Bettermann - проверенное временем эффективное решение по защите от молнии и импульсных перенапряжений.

Компания Кровмаркет предоставляет полный комплекс услуг по молниезащите (грозозащите), от проектирования до монтажа "под ключ". Комплексная система молниезащиты (грозозащиты) не только обезопасит дом от повреждений и разрушения, но и защитит людей и электроприборы от воздействия молнии.

Конечно, сегодня уже многие понимают, что комплексная система молниезащиты - это неотъемлемая часть инженерии загородного дома. Люди уже не так наивны, чтобы полагать, будто такую важнейшую задачу, как молниезащита дома, возможно решить установкой заземленного "штыря-громоотвода" кустарного изготовления, который не только не обеспечивает защиту от удара молнии, но нередко даже усугубляет ситуацию.

Комплекс современных средств внешней и внутренней молниезащиты (грозозащиты) обеспечивает:


    защиту людей

    Защиту объектов от термического и механического повреждений

    Защиту электрооборудования низковольтных сетей (0,4 кВ), чувствительного оборудования телекоммуникационных, электронных и инженерных систем от вторичных воздействий (электромагнитных воздействий)

    Высокий уровень электробезопасности

    Улучшение электромагнитной обстановки

Комплексная молниезащита(грозозащита) ОВО Bettermann - проверенное временем эффективное решение по защите от молнии и импульсных перенапряжений.

Молния, поражающие факторы и последствия

Разряды молнии имеют огромную разрушительную силу, что приводит к различной тяжести последствиям. Так или иначе, они представляют серьезную угрозу для жизни и имущества человека. Есть различные молниевые теории, но сходятся они в том, что разность потенциалов до 1000kV в облаках по отношению к земной поверхности вызывает разряд огромнейшей силы, до 200kA, что сопровождается раскатами грома и световыми вспышками. При этом атмосферный канал разряда разогревается до 30 000 градусов. Такой разряд в среднем длится от 60 до 100 мкс. То к чему это приводит можно посмотреть в таблице ниже.
Проявление угрозы Поражающие факторы Возможные последствия
прямой удар молнии в здание разряд до 200 кА, до1000 кV, 30 тыс. оС поражение человека, разрушения частей зданий,пожары
удалённый разряд при ударе молнии в коммуникации (до 5 и более км.) занесённый грозовой потенциал по проводам электроснабжения и металлическим трубопроводам (возможный импульс перенапряжения - сотни кV)
близкий удар молнии (до 0,5 км от здания) наведенный грозовой потенциал в проводящих частях здания и электроустановки (возможный импульс перенапряжения - десятки кV) поражение человека, нарушение изоляции электропроводки, возгорание, выход из строя оборудования, потери баз данных, сбои в работе автоматизированных систем
коммутации и короткие замыкания в сетях низкого напряжения импульс перенапряжения (до 4кV) выход из строя оборудования, потери баз данных, сбои в работе автоматизированных систем

О молниезащите (грозозащите). Назначение, состав, краткое описание

Назначение

В данное время, благодаря мировой науке и практике, молниезащита активно развивается, как часть мировой техники и существует сегодня, как набор норм, приемов и средств. При строительстве деревянных домов цена игнорирования молниезащиты может оказаться слишком высока.

"Инструкцией по устройству молниезащиты (грозозащиты) зданий, сооружений и промышленных коммуникаций" (СО-153-34.21.122-2003) было отмечено следующее: "…При нормировании молниезащиты за исходное принято положение, что любое ее устройство не может предотвратить развитие молнии. Применение норматива при выборе молниезащиты (грозозащиты) существенно снижает риск ущерба от удара молнии…"

Нынешние нормы дают все, что необходимо для обеспечения молниезащиты зданий. Нормативные документы, которые составляют основу для разработки комплекса средств молниезащиты на этапе проектирования являются РД 34.21.122-87 "Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений", "Инструкция по устройству молниезащиты (грозозащиты) зданий, сооружений и промышленных коммуникаций" (СО-153-34.21.122-2003), ПУЭ-7 редакция, ГОСТ Р 50571.19.

Следующие стандарты по молниезащите, применяемые на этапе проектирования должны обязательным образом приниматься во внимание. Это стандарты международной электротехнической комиссии (МЭК) IEC 61024, IEC 62305, IEC 61312.

Хочется заметить, что молниезащита (грозозащита) сегодня, обеспечивает не только защиту от атмосферных разрядов, но и предохраняет от импульсных перенапряжений и помех в электрических сетях с номинальным напряжением до 1000В, оборудования передачи данных, контроля и измерения, связи, управления, а так же сигнализации (то есть внутренняя молниезащита (грозозащита)).

Комплекс современных средств внешней и внутренней молниезащиты (грозозащиты) обеспечивает:

  1. защиту людей
  2. защиту объектов от термического и механического повреждений
  3. защиту электрооборудования низковольтных сетей (0,4 кВ), чувствительного оборудования телекоммуникационных, электронных и инженерных систем от вторичных воздействий (электромагнитных воздействий)
  4. высокий уровень электробезопасности
  5. улучшение электромагнитной обстановки

Краткое описание

Средства наружной молниезащиты (грозозащиты) в основном устанавливаются непосредственно на защищаемом объекте. Но в некоторых случаях внешняя молниезащита (грозозащита) устанавливается отдельно от защищаемого объекта, таким образом препятствуя возможному повреждению в результате термического действия при атмосферном разряде.

Типичные случаи применения отдельно стоящих молниеотводов относятся к:

  1. зданиям с возгораемым кровельным покрытием (например, камышит)
  2. зданиям со стенами из горючего материала (например, оцилиндрованные дома)
  3. взрыво- и пожароопасным объектам

Наружная молниезащита (грозозащита) должна быть спроектирована, а так же исполнена должным образом, чтобы при пробое с молниеотвода на защищаемый объект не возникало опасное искрение. Для этого потребуется:

  1. соответствующая изоляция

При установке внешней защиты (молниеотводов) на объекте это означает:

  1. стройство связей с металлической арматурой
  2. соответствующую изоляцию
  3. соблюдение безопасных расстояний

Состав (для молниезащиты (грозозащиты), установленной на защищаемом объекте)

Молниеприёмная часть и токоотводы - для приёма прямого разряда и отвода тока молнии к заземлению.
Это система проводников из антикоррозионных материалов. Проводники, осуществляющие молниеприемную функцию, прокладываются по кровлям разной сложности. Они соединены с молниеприемными стержнями, служащими для защиты выступающих частей и разнообразного оборудования на кровле. На скатах кровли и стенах производится монтаж токоотводов, для соединения молниеприемной части и заземляющего устройства. Они так же включают в себя специальные элементы ввода в землю. Все перечисленные части внешнего молниезащитного комплекса крепятся на кровле, стенах и строительных конструкциях специально предназначенными для этого держателями. Для соединения узлов так же применяются специальные соединители и клеммы. Все ответственные элементы проходят испытание импульсным током в 50 и 100 кА.

Устройство заземления - применяется для обеспечения безопасных режимов работы электроустановки, распределения части энергии молнии в земле.
Устройства, служащие для заземления бывают различного типа и исполнения, комплектуются они элементами заводского изготовления из антикоррозионных материалов (составные заземляющие стержни, болтовые клеммы и соединители, антикоррозионный бандаж, а так же заземляющие проводники, круглые и плоские).

Уравнивание потенциалов - для устранения разности потенциалов между проводящими частями здания, заземлением и электроустановкой.
Система уравнивания потенциалов комплектуется хомутами, шинами, соединительными клеммами и другими элементами. Уравнивание потенциалов состоит в соединении всех заземляемых проводников и металлических конструкций между собой и заземлением.

Защита от импульсных перенапряжений - для ограничения атмосферных и коммуникационных перенапряжений в сетях.
Это включенные в систему уравнивания потенциалов разрядники, ограничители перенапряжения для ступенчатой защиты различных телекоммуникационных сетей,электрических цепей, приборовоб и орудования.

Молниезащита (грозозащита) коттеджей и частных домов

Организации, занимающиеся застройкой и монтажом и сталкивающиеся с задачей устройства молниеприемной части на коттеджах, встречаются с серьезными трудностями при установке молниеприемных проводников, токоотводов, молниеприемных стержней, а так же при принятии технических решений, связанных с обеспечением необходимых зон защиты от прямого атмосферного удара и безопасностью токоотводов. Практическое исполнение раздела проекта "Молниезащита (грозозащита)" на объектах, молниеприемная часть и токоотводы которых независимы от строительных конструкций, равносильно изобретению.

Чаще всего, следствием этого становятся "устройства", выполненные из подручных материалов в построечных условиях, с грубым нарушением норм. Такие части молниезащиты (грозозащиты) и устройства заземления обычно имеют низкую долговечность, малую степень защиты от прямого удара и лишены средств защиты от наведенного или занесенного грозового потенциала.

Практика применения металлического кровельного покрытия (в особенности металлочерепицы), закрепленная в "Инструкции по устройству молниезащиты (грозозащиты)...", в качестве молниеприемника может повлечь за собой деформацию или разрушение листового материала, а так же возгорание расположенных под ним горючих материалов и конструкций кровли.

Сегодня все чаще применяются дорогостоящие и чувствительные к импульсному напряжению информационно-технологическое оборудование, системы автоматизации и телекоммуникации. Чтобы обеспечить их сохранность и бесперебойную работы, требуется комплекс квалитетного и комплексного оборудования, направленный на ограничение грозовых и коммутационных перенапряжений с доступными для понимания правилами применения, установки и использования.

Специалисты "Кровмаркет" предлагают Вам создавать новый уровень безопасности домов, применяя комплексную молниезащиту (грозозащиту) от OBO Bettermann, которая:


  • Реализуется на любой стадии строительства и в жилом доме.

  • Изготавливается из антикоррозионных материалов, гарантирующих длительный срок эксплуатации


Молниезащита (грозозащита) жилых, административных и промышленных объектов

В процессе инсталляции молниезащитного (грозозащитного) комплекса на реконструируемых промышленных, административных и общественных зданиях часто возникают проблемы. Внешняя молниезащита (грозозащита) с заземлением не зависимо от токоведущих строительных конструкций обойдется гораздо дешевле на объектах такого типа, чем определение их пригодности и реконструкция. Практическое исполнение раздела проекта "Молниезащита (грозозащита)" в таких случаях, равносильно изобретению.

Ежегодно растет применение дорогостоящей и чувствительной к импульсному напряжению техники. Для обеспечения ее бесперебойной и безопасной работы требуется установка комплексного и квалитетного оборудования, служащего для ограничения грозовых и коммутационных перенапряжений с простыми и доступными правилами применения, установки и использования.

Жилые, промышленные и общественные здания городской застройки, как правило, имеют лишь внешнюю защиту от прямого атмосферного удара с использованием токопроводящих конструкций, забывая о необходимости внутренней молниезащиты (грозозащиты). Таким образом, владельцы и эксплуатирующие организации могут понести огромные затраты на устранение последствий и покрытие ущерба от воздействия атмосферных ударов и коммуникационных перенапряжений в сетях.

Специалисты "Кровмаркет" предлагают Вам создавать новый уровень безопасности зданий, применяя комплексную молниезащиту (грозозащиту) от OBO Bettermann, которая:

  • Позволяет выполнить молниезащиту (грозозащиту) с сохранением архитектурной индивидуальности. Применяется на любых зданиях.

  • Комплектуется из элементов заводской готовности, обеспечивающих минимальный срок и технологичность реализации.

  • Изготавливается из антикоррозионных материалов, гарантирующих длительный срок эксплуатации.

  • Обеспечивает ступенчатую защиту всех типов силовых, информационных сетей и потребителей.

  • Комплектуется устройствами защиты, имеющими европейские знаки качества и надежности VDE, OVE, KEMA KEUR, MEEI, EZU.

  • Обеспечивает надежность и безопасность электроустановки здания. Включает заземление и уравнивание потенциалов.

Стоимость молниезащиты (грозозащиты)

Стоимость комплексной системы молниезащиты (грозозащиты) может варьироваться, в зависимости от таких факторов, как сложность кровли, количество вентиляционных и дымовых труб, высота дома, материал кровли, сложность электроустановок дома, тип заземляющего контура и наличие дорогостоящего оборудования.

Примерная стоимость инсталляции комплексной молниезащиты (грозозащиты) для коттеджа площадью около 300 кв.м. и высотой 12 м, составит от 2500 до 3000 евро. Конечно, это приблизительная цифра, так как точную стоимость всего проекта системы молниезащиты (грозозащиты) можно вычислить, лишь оценив все влияющие на это факторы в каждом конкретном случае, сюда включено все перечисленное выше, а так же пожелания заказчика.

Все необходимые элементы молниезащитного (грозозащитного) комплекса производятся Германскими производителями антикоррозийных материалов. CoinsRussia - Сюда включаются проводники, разнообразные держатели, соединители проводов на кровле и земле, молниеприемные элементы и прочее.

Максимальную безопасность может обеспечить лишь комплексная защита, но даже реализация отдельных ее составляющих, таких как заземление, уравнивание потенциалов или защита от перенапряжения, снижает опасность.

Молниезащитой называют совокупность мероприятий, направленных на снижение материального ущерба и травматизма людей от ударов молний.

Устройство молниезащиты на крыше

Опасности от удара молнии:

  • полное или частичное разрушение сооружений и зданий, инженерных сетей;
  • выход из строя электроприборов, находящихся в зоне поражения молнии;
  • травматизм и гибель живых организмов, оказавшихся внутри или поблизости с сооружением, в которое ударила молния.

Что такое молния?

Молнии представляют большую опасность как для человека, так и для зданий и сооружений. Молнии – электрические разряды большой мощности, которые при попадании могут разрушить конструкции, вывести из строя электроприборы и линии электропередачи. При возведении качественно выполненных молниеотводов, сокращается количество травматизма и разрушений сооружений и инженерных сетей. Природа молнии такова, что по достижении нижних слоев атмосферы удар приходится на самую высокую точку в радиусе опасной зоны.

Главным условием образования грозовых облаков является быстрое изменение температуры и высокая влажность. При таких условиях в атмосфере появляются отрицательно заряженные скопления облаков. Вследствие электростатической индукции на движущееся заряженное облако в атмосфере образуются разряды. Т.е. условно оно является конденсатором, а расстояние между облаком и поверхностью земли является промежутком между пластинами. С течением времени увеличивается напряженность электрического поля, а высокие сооружения (деревья), ионизируя воздух, уменьшают удельное сопротивление и провоцируют удары молнии на землю.

Благодаря этому свойству разработаны конструкции, которые способны принять удар на себя и отвести опасный потенциал в землю без повреждений и пожаров. Нормативы для проектирования и монтажа грозозащиты: ПУЭ, инструкция РД 34.21.122-87, ГОСТ Р МЭК 62561.2-2014, СНиП 3.05.06-85. Молниеотводы – обязательная мера защиты от ударов молнии, если здание расположено не в городской высотной застройке, если рядом имеется водоем и др.

Поражающие факторы молнии

  1. Первичный. Характеризуется тепловым и механическим воздействием. Прямое попадание молнии в здание или линию электропередачи, вследствие чего возникает вероятность возникновения пожара. Без дополнительного оснащения защититься от первичного фактора невозможно. Необходимо устройство молниезащиты.

Действие молний: расплавление металлических сооружений (толщиной менее 4 мм), частичное или полное разрушение строений из бетона, кирпича и камня (вследствие механического воздействия). Быстрый нагрев конструкций вызывает в них напряжения, провоцируя взрывы (инструкция РД 34.21.122-87).

  1. Вторичный. При попадании разряда в близко расположенные сооружения в электросети появляется электромагнитная индукция, способная вывести из строя электроприборы. Для защиты от вторичного фактора достаточно отсоединить от сети все электронные устройства. Данный фактор невозможен без проявления первичного влияния (инструкция РД 21.122-87).

Проявляется в виде:

  • электростатической индукции, выраженной искрениями между металлическими поверхностями конструкций, электроприборов. Вызывается статическими зарядами облаков на наземные сооружения;
  • электромагнитной индукции. Возникает при разряде молнии из-за изменяющегося магнитного поля. Индукция вызывает нагрев замкнутых контуров, сопровождается неопасным для оборудования и людей нагревом.

Т.к. молния – электрический заряд, движение его происходит по пути наименьшего сопротивления. Защита от ударов молнии должна эффективно отводить заряды в землю. При попадании молнии в молниеотводы, ток уходит в землю, не причиняя урон зданиям внутри и вне зоны действия защиты.

Тип молниезащиты зависит от типа здания, электроприборов, типа заземления электросети, частоты гроз в выбранном климатическом районе.

Тросовая молниезащита здания

Здания и сооружения по необходимости возведения грозозащиты разделяют на категории:

  1. Категория 1. В зданиях взрыво,- и пожароопасные вещества не хранятся постоянно, Происходит процесс переработки и хранение опасных веществ открыто или в неупакованных емкостях. Возникновение взрывов в таких сооружениях сопровождается значительными разрушениями и человеческими жертвами (РД).
  2. Категория 2. В зданиях опасные вещества хранятся в запакованных емкостях. Взрывоопасные смеси образуются только в случае производственных аварий. Взрыв сопровождается незначительными разрушениями, без человеческих жертв (РД).
  3. Категория 3. Прямое попадание молнии вызывает пожары, разрушения большой степени строений и инженерных сетей, поражения людей и животных. Такие здания должны иметь эффективную защиту от прямых ударов молнии (РД).

Варианты защиты

  1. Активная. Новый вид защиты от ударов молнии. Искусственно притягивает разряды к себе при помощи встроенного ионизатора (РД).

Активная защита от ударов молнии

Преимущества:

  • 100% работоспособность;
  • исключение появления вторичного фактора поражения молнией.

Недостатки:

  • Стоимость.
  1. Пассивные молниеотводы. Особенность работы состоит в том, что попадание молнии в нее происходит не во всех случаях.

Недостатки:

  • срабатывает не во всех случаях.

Преимущества:

  • высокая надежность;
  • низкая стоимость работ;
  • возможность сооружения вручную.

Вид защиты (РД и ГОСТ Р МЭК 62561.2-2014)

Внешний тип

Защищает строения от первичного фактора воздействия молнии – от разрушений и пожаров. Позволяет перехватить разряды, и отвести удар в землю.

Во время удара молнии молниеотводы принимают на себя ток и по системе отводят его в землю, где энергия полностью рассеивается.

Внешняя молниезащита строения

Требования к молниезащите – при правильном проектировании и монтаже системы обеспечивается полная безопасность снаружи и внутри здания.

Виды внешней защиты (инструкция РД 34.21.122-87):

  • сетчатый молниеприемник;
  • молниеприемный стержень;
  • натянутый молниеприемный трос.

Тросовая конструкция для защиты от ударов молнии

Составные части грозозащиты (РД и ГОСТ Р МЭК 62561.2-2014):

  1. Молниеотводы – сооружения, которые перехватывают разряд. Изготавливаются из металла, как правило, нержавеющей стали, меди или алюминия.
  2. Спуски (токоотводы) – металлические выпуски, по которым разряд отводится от молниеприемника к заземлителю.
  3. Заземлитель – защитное устройство заземления, состоящее из токопроводящих материалов, которые находятся в контакте с землей. Имеет наружную и подземную часть (контур заземления).

Внутренний тип

Предохраняет дома от вторичного фактора воздействия электротока. Состоит из ряда устройств (УЗИП). Целью приборов является предотвратить выход из строя бытовых электроприборов от перенапряжений в электросети, которые вызваны ударами молний.

Перенапряжения могут быть вызваны прямыми (при попадании молнии в здание или питающую линию электропередачи) и непрямыми (ударами в непосредственной близости сооружений или ЛЭП) разрядами молнии.

По типу попадания различают несколько видов перенапряжений:

  • 1 тип. Вызваны прямыми ударами, представляют собой наибольшую опасность.
  • 2 тип. Вызваны непрямыми ударами тока, запасенная энергия в 20 раз ниже, чем в перенапряжениях 1 типа.

Типы УЗИП по ГОСТ Р 50571.26-2002

  • 1 тип. Способен выдержать токовые нагрузки полностью от полученного разряда молнии. УЗИП 1 типа рекомендованы к установке в сельской местности с воздушными линиями электропередачи в зданиях с громоотводами, в отдельно стоящих строениях, расположенных в непосредственной близости к высоким объектам.
  • 2 тип. Применяется совместно с 1 типом. Аппараты не способны выдержать удары молнии. Допустимый бросок напряжения составляет 1,5..1,7кВ.
  • 3 тип. УЗИП 3 типа применяется после защиты 1 и 2 ступени. Предназначены для установки у потребителя: сетевые фильтры, устройства автоматики на бытовых электроприборах (котлах и др.).

УЗИП устанавливаются совместно с автоматическими выключателями для предотвращения прогорания и возникновения пожара в электрощитке. Длительные перенапряжения могут вывести УЗИП из строя.

Вводные автоматы с номинальным рабочим током меньше 25А могут выступать в качестве защиты УЗИП (ГОСТ Р 50571.26-2002).

Подключение молниезащиты выполняется по двум схемам:

  1. С приоритетом безопасности. УЗИП не разрушается, молниезащита работает бесперебойно. При ударе молнии полностью отключает потребителей.
  2. С приоритетом бесперебойности. В этом случае отключение потребителей недопустимо, при ударе молнии отключается молниезащита.

При установке устройств следует выдерживать минимально допустимое расстояние 10м, что обеспечивает необходимую индуктивность для срабатывания автомата большей ступени.

Устройство защиты от импульсных перенапряжений 1 типа

Возможна совместная установка УЗИП 1 и 2 ступени в одном корпусе (ГОСТ Р 50571.26-2002). Для каждой системы заземления УЗИП разработаны соответствующего исполнения.

Молниеприемник стержневой

Устанавливается на крыше зданий так, чтобы конструкции была выше всех остальных точек. Для поддержания эстетики внешнего вида дома, молниеприемник следует установить на отдельно стоящей опоре (дереве).

В качестве молниеприемника (согласно ПУЭ) используют: угловую сталь 50х50, сталь круглую сечением более 25мм 2 .

В качестве громоотвода также допустимо использовать металлическую трубу диаметром 40..50 мм с заваренными с двух концов срезами.

Количество грозоотводов выбирают по расчету в зависимости от размера сооружения. Для домов площадью менее 200 м 2 достаточно одной конструкции. Для зданий площадью более 200 м 2 необходима установка двух стержней, расстояние между которыми не должно превышать 10 м. Во избежание протекания тока в дом стержень закрепляют на крыше изолирующими материалами, например, деревянными брусками и др.

Земляные работы при устройстве молниезащиты

Тросовые молниеприемники

Применяются для защиты зданий и сооружений большой длины и высоковольтных ЛЭП, т.е. для узких, длинных сооружений.

Основным элементом является металлический трос, который подвешивается по всей длине крыши. Закрепляется на деревянных опорах так, чтобы не было соприкосновений с поверхностью крыши. Со всех сторон здания сооружаются токоотводы в количестве не менее 2.

Для молниеотводов используют оцинкованный стальной канат ТК с необходимым расчетным сечением, но не менее 35 мм 2 . Проектирование молниеотводов из троса выполняется с учетом района по гололеду и требованиям ПУЭ. Зона действия этого типа молниеотвода имеет вид трехгранной призмы, верхней гранью которой будет натянутый трос на крыше зданий. Ели крыша имеет большой укос или несколько сооружений разной высоты, необходима установка стержневых молниеотводов ввиду уменьшения финансовых затрат.

В случае стержневых и тросовых молниеотводов расстояние от ближайших сооружений должно быть не менее 15 м либо установка предполагается на разных сторонах здания.

Сетчатые громоотводы

Изготавливают из стальной (алюминиевой) проволоки сечением 6мм в виде ячеек площадью не более 150 мм 2 так, чтобы сетка не имела точек соприкосновения с крышей (6..8 см от поверхности). Сетка натягивается по всей площади крыши по изолированным опорам, с суммарным размером не менее 6х6м. Токоотводы прокладываются по углам здания на каждые 25 м периметра.

В защитную площадь молниеотводов должны попадать все выступающие части сооружения. Все вентиляционные и газоотводящие трубы должны входить в зону действия грозозащиты, при условии их обязательной защиты специальными конструкциями.

Отдельно стоящие молниеотводы применяют в следующих случаях:

  • необходимо защитить одной конструкцией несколько зданий;
  • невозможно обустроить молниеотводы на крыше.

Металлические громоотводы применяются для защиты зданий высотой более 30 м.

Токоотводы

Задачей токоотводов является эффективное отведение заряда от молниеотвода к конструкции заземления.

В качестве токоотводов применяют стальную проволоку диаметром 6мм, металлическую ленту со стенкой не менее 2мм и шириной 30мм.

При условии, что стены не содержат токопроводящие элементы, токоотводы закрепляют вдоль стены в любом месте, при соблюдении габарита сближения с дверями и окнами. Для закрепления конструкции используют болтовое соединение и сварку.

Количество токоприемников принимают, исходя из количества молниеотводов. Для стержневых принимают равным количеству стержней, для сеточных и тросовых минимальное количество составляет не менее 2.

Заземление

Сооружается один контур с общим заземлителем электросети. Простейшей конструкцией является треугольный контур заземления. Вершины – вертикальные электроды, забитые в землю на глубину 3м. Оптимальное расстояние между вершинами составляет 3м.

Горизонтальный заземлитель (соединение вершин треугольника в единую конструкцию) закладывается на глубину не менее 0,5м. Соединение выполняется исключительно сваркой.

Монтаж молниезащиты

Для частных домов чаще всего сооружают пассивную стержневую молниезащиту.

Подготовительные работы:

  • В первую очередь необходимо провести все замеры: ширина, высота дома, предполагаемый радиус защиты (для стержневых молниеприемников).
  • После этого необходимо определиться с высотой молниеприемника, методом его закрепления.
  • Длина токоотвода рассчитывается после определения точки установки молниеотвода. Путь от точки приема удара до заземления должен быть наикратчайшим, поэтому проектирование сложных конструкций не рекомендовано, соединения в виде кольца запрещены.
  • Элемент заземления, согласно ПУЭ и СНиП, должен быть расположен на расстоянии не менее 1м от стены здания, не должен пересекать пешеходные дорожки и крыльцо.

После проведения точных расчетов длины и конструкции заземления необходимо приступать непосредственно к строительно-монтажным работам.

Устройство заземлителя:

  • Для заземления используют сталь угловую 50х50 (ГОСТ 8509-93) или полосовую сталь 40х4 (ГОСТ 103-76). Также может применяться круглая сталь.
  • Контур заземления выполняется в виде многоугольника, в вершины которого забиваются вертикальные электроды длиной не менее 2м. Полосовой сталью сваркой соединяют вершины треугольника в единую металлоконструкцию.

Установка молниеприемника:

  • На крыше здания устанавливаются деревянные опоры, установка на которые полностью исключает контакт стержня с крышей здания.

Монтаж токоотвода:

  • Последним этапом является установка токоотвода и соединение всех элементов молниезащиты. Токоотводы крепят на специальные конструкции – коньки, которые также исключают контакт с поверхностью дома.
  • После завершения земляных и строительно-монтажных работ необходимо произвести замеры сопротивления молниеотвода и соответствия полученных значений расчетным.
  • Для деревянных домов процесс сооружения системы молниеотвода аналогичен. Все элементы конструкции грозозащиты должны быть удалены от плоскости стены на 150мм.

Молниезащита для деревянных домов

Внутренняя защита зданий и сооружений

УЗИП обеспечивают защиту электрооборудования от импульсных перенапряжений и больших индуктивных нагрузок.

Источники импульсных перенапряжений при грозе:

  • ПУМ (прямые удары молнии) в устройство грозозащиты, удары в рядом устроенные линии электропередачи;
  • удары молнии вблизи объектов.

УЗИП устанавливаются в жилых и административных зданиях, объектах промышленности. Обязательным является включение УЗИП в схему электроснабжения в загородных домах, при одно,- и двухэтажной застройке местности (ГОСТ Р 50571.26-2002).

Преимущества использования УЗИП:

  • надежная защита от импульсных перенапряжений;
  • низкая стоимость устройств.

Принцип работы устройств основан на нелинейности вольтамперной характеристики. При значительном увеличении напряжения варистор сохраняет возможность пропускать электроток.

Приборы выходят из строя после нескольких срабатываний защиты. Необходимо проверять УЗИП после каждого рабочего цикла.

В схему перед УЗИП включают предохранители для защиты от сверхмощных токов.

В сетях до 1кВ предусматривают три ступени защиты от перенапряжений :

  1. УЗИП 1 ступени. Класс B. Рассчитаны на токовые броски до 100кА. Устанавливаются в подготовленных металлических шкафах в вводно-распределительном устройстве или на главном электрощите.
  2. УЗИП 2 ступени. Класс C. Амплитуда импульсных токов составляет 15..20кА. Применяются в зонах, полностью защищенных от прямых попаданий молний. Установка предусмотрена в распределительных щитках на вводах в здания и помещения.
  3. УЗИП 3 ступени. Класс D. Предназначены для защиты оборудования от остаточных токов перенапряжения. Установка предусмотрена непосредственно перед электроприборами, минимально допустимое расстояние – 5м.

Параметры выбора УЗИП по ГОСТ Р 50571.26-2002:

  • номинальное напряжение сети;
  • длительно допустимое рабочее напряжение защитного аппарата – наибольшее напряжение, которое может быть приложено до времени срабатывания защиты;
  • ток утечки варистора;
  • время срабатывания защиты;
  • ток импульса;
  • максимальное значение напряжения при протекании тока через УЗИП;
  • классификационное напряжение;
  • максимальный импульсный разрядный ток – максимальная токовая нагрузка, при прохождении которой устройство остается рабочим.

Выдержка расстояний между устройствами необходима для гарантии временной задержки и обеспечения импульса для срабатывания следующей ступени защиты:

  • между УЗИП 1 и 2 степени – не менее 10м;
  • между УЗИП 2 и 3 ступени – не менее 5м;
  • между УЗИП 3 класса (между собой) – не менее 1м.

Каждое УЗИП должно быть присоединено к заземляющему устройству отдельным проводником.

УЗИП 3 ступени защищает приборы на расстоянии до 10 м. При необходимости защитить сеть далее, требуется установка следующего аппарата.

Для надежной защиты зданий и сооружений необходимо использовать внутреннюю и внешнюю защиту от молний. Устройства защиты от импульсных перенапряжений не будут выполнять свои функции, если отсутствуют эффективно действующие молниеотводы.

Видео про молниезащиту

Для загородных домов качественная система молниезащиты крайне важна, т.к. позволяет предотвратить разрушение домов и порчу имущества. Возведение пассивных систем молниезащиты может быть выполнено своими руками, в соответствии с требованиями ПУЭ. Активные защиты требуют высокой квалификации и не могут быть устроены без помощи специалистов.

По статистике, каждый 8-й пожар в загородной местности связан с грозовыми разрядами, которые достаточно часто попадают в незащищенные дома и строения. Вследствие попадания молнии в дом существует высокая вероятность того, что он не только загорится, но и могут сильно пострадать люди, вплоть до летальных исходов. Поэтому, вопрос молниезащиты частного дома является важной задачей, для которой нужно найти правильное решение, чтобы обезопасить себя и своих близких от опасности, которая может прийти вместе с грозой.

Чтобы исключить вероятность попадания молнии в свой дом, нужно позаботиться о его молниезащите. В соответствии со СНиПом частные строения классифицируются, как объекты 3-го класса пожаробезопасности, которые обязательно должны иметь громоотвод. Лучше всего молниезащиту планировать, когда разрабатывается проект будущего дома, но если это сделать заблаговременно забыли, то следует обратиться к специалистам, которые проведут правильные расчеты требуемого молниезащитного контура и профессионально выполнят его монтаж.

Устройство и работа молниезащиты


Работа громоотвода частного дома заключается в отводе электрического грозового разряда в землю, что исключит вероятность пожара, повреждения имущества и удара молнией человека. Чтобы получить максимальную защиту дома, должна использоваться комплексная система молниезащиты, предусматривающая внутреннюю и внешнюю подсистему. Предназначение внутренней подсистемы направлено на защиту электрического оборудования от перепадов напряжения, а внешняя подсистема должна обеспечить безопасность самого дома и находящихся в нем людей от грозовых разрядов. В состав универсальной внешней системы грозозащиты входят:

  • молниеприемник;
  • токоотвод;
  • заземляющий контур.

Молниеприемник представляет собой один их основных элементов молниезащиты, который первым принимает на себя удар молнии и перенаправляет его к контуру заземления. Эти элементы могут выполняться в виде:

  • цельных или телескопических мачт;
  • металлической сетки;
  • натянутого на крыше троса;
  • сложной многоточечной конструкции из молниепринимающих элементов;
  • активных элементов, которые притягивают молнию в конкретную точку.

Токоотвод представляет собой токопроводящую линию, способную быстро и эффективно отвести мощный электрический разряд от молниеприемника к контуру заземления. Выпускаются токоотводы в виде:

  • круглых металлических прутов
  • плоских металлических пластин

Контур заземления представляет собой металлическую конструкцию, которая подключается к токоотводу и закапывается в землю на определенную глубину. Посредством контура и происходит рассеивание электрической энергии от молнии.

Чтобы выбрать оптимальную молниезащиту нужно учитывать три важных фактора:

  1. исходное состояние дома и его геометрические параметры – как правило, молния ударяет в наиболее возвышенную точку конструкции дома;
  2. тип грунта, на котором построен дом – разный земляной покров отличается показателем токопроводимости и электрическим сопротивлением; от этого зависит то, какого сечения нужно выбирать контур заземления и на какую глубину его закапывать;
  3. тип материала и сечение используемых конструкционных элементов – электрический ток, генерируемый мощным грозовым разрядом, всегда течет по наименьшему сопротивлению, поэтому нужно правильно выбирать элементы молниезащиты, чтобы она смогла увести мощный разряд энергии в землю и рассеять его там.

Материалы для молниезащиты и заземления

К основным материалам, которые используются для производства элементов молниезащиты и заземления, относятся:

  • алюминий и его сплавы;
  • медь.

Среди более дешевых металлов, используемых для молниезащиты, следует выделить:

  • сталь горячего оцинкования;
  • нержавеющая сталь.

Молниезащита с комплектующими на основе алюминия

Алюминий и его сплавы являются самыми легкими материалами, которые отличаются хорошими показателями проводимости электрического тока. Также к преимуществам этого материала следует отнести его хорошую коррозиеустойчивость. В силу перечисленных преимуществ этот материал часто применяется для выполнения молниеприемников и токоотводов. Для создания заземления сплавы алюминия не используются.

Молниеприемники могут крепиться как на самом защищаемом здании, так и возле него на специальной опоре. Чтобы обеспечить нужный уровень безопасности алюминиевый молниеприемник должен иметь сечение проводника не менее 70 мм2. При использовании алюминия в качестве токоотвода величина сечения проводника должна составлять не менее 25 мм2

Вариант молниезащиты на основе алюминия окрашенного в любой цвет по RAL

Молниеприемники и токоотводы, которые производятся из алюминия, могут окрашиваться специальной защитной краской в любой из цветов шкалы покраски металлов RAL. В своем составе краска имеет полиэстеровую смолу с пигментом определенного цвета. Нанесение краски производится путем ее распыления на проводник, к которому подается статический разряд. Вследствие такой процедуры окраски на токопроводящих элементах образуется устойчивый защитный слой толщиной 60…90 мкм. Чтобы гарантировать идеальную проводимость конструкционных элементов контактная часть остается неокрашенной. Наличие на проводнике защитного слоя краски не меняет его электропроводности. Если к проводнику нужно подключить другие элементы, слой краски в месте контакта легко снимается при помощи ножа. Сечение окрашенных по RAL проводников должно составлять 70 мм2 – для молниеприемника и 25 мм 2 – для токоотвода.

Молниезащита с комплектующими из меди


Хотя медь и дороже алюминия, но она отличается высоким показателем теплоемкости и низкими значениями электрического сопротивления. Также этот металл пластичен, что существенно упрощает монтажные работы и владеет хорошими эстетическими свойствами. Чтобы снизить стоимость элементов молниезащиты могут использоваться элементы с омедненной поверхностью. Например, могут быть омедненные стальные стержни для заземления или композитные алиминиевомедные проводники для молниеприемников и токоотводов.

Если для производства молниеприемника используется медь, то сечение проводника должно быть не менее 25 мм 2 , а в случае исполнения токоотвода проводник должен иметь величину сечения не меньше 16 мм 2 . В отличие от алюминия медь может использоваться и в составе заземления – в этом случае медный элемент должен иметь сечение не менее 50 мм 2 .

Молниезащита от официального дистрибьютора DEHN + SOHNE GmbH

Наша компания является официальным дистрибьютором DEHN + SOHNE GmbH. Мы готовы предоставить своим клиентам широкий спектр решений по обеспечению высоконадежной молниезащиты частных домов. Наши специалисты могут в кратчайшие сроки выполнить расчет системы молниезащиты, выбрать оптимальный вариант и произвести его установку на объекте у клиента. Вся предлагаемая нами продукция отличается высоким уровнем качества, а цены смогут приятно удивить даже самых привередливых покупателей.

Сторінка 4 з 4

5. Грозозащита зданий и промышленных сооружений

Общие требования к грозозащитной установке зданий и промышленных сооружений

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

Расчет высоты молниеотвода и расстояния между ним и защищаемым объектом

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

Рис.12 Одиночный стержневой молниеотвод
Тросовые молниеотводы в большей части применяются для защиты линий электропередач высокого напряжения. Молниеотводы должны быть надежно заземлены. Сопротивление отдельно стоящего молниеотвода не должно превышать 150-200 Ом. Чаще всего для больших защитных свойств общее сопротивление заземлителей принимают 10 Ом.
Защищенное пространство от прямых ударов около молниеотвода называется зоной защиты. Зона защиты зависит от числа, высоты и взаимного расположения молниеотводов, от высоты грозовых облаков, от их положения по отношению к молниеотводам и т. п. Зона зашиты в большей степени зависит от отношения высоты ориентировки молнии Н к высоте молниеотвода Н.
Рекомендуемые зоны защиты для одиночного молниеотвода (рис.11) следующие.
Радиус защиты rx на любой высоте hx определяется по формуле:

Где активная высота молниеотвода;
hx – высота рассматриваемого уровня защищаемой точки объекта;
h – высота молниеотвода, м.
Для молниеотводов высотой более 30 м радиус защиты определяется по формуле:

Для молниеотводов высотой до 100 м радиус защиты определяется по формуле:
,
Где – коэффициент.
При двухстержневых молниеотводов с одинаковой высотой h и расстоянием друг от друга а наименьшее расстояние находится по формуле:

С тремя и четырьмя стержневыми молниеотводами зона защиты определяется так же, как и при двух молниеотводах. Диаметр окружности, проведенной через три оси молниеотводов и диагональ при четырех молниеотводах h30 м, должен быть Dи при высоте h:

Зону защиты одиночного тросового горизонтально подвешенного молниеотвода можно определить по формуле:

При наличии двух тросовых молниеотводов минимальная высота:
.
Для определения допустимых расстояний в воздухе и по дереву при прямом ударе молнии в молниеотвод прежде всего находится импульсное напряжение в точке, расположенной от земли на расстоянии l, по формуле:

Где i – мгновенное значение тока молнии;
Rи – импульсное сопротивление заземления;
L – индуктивность участка токоотвода от заземлителя до рассматриваемой точки.
Затем определяется амплитудное импульсное напряжение:
кВ.
Здесь L можно заменить длиной l, исходя из того, что мгновенное значение тока

А
= кА/мк сек.
Умножив на L обе части равенства, находим при L=1,5∙ l
L=
При Iм=150 кА:
L=l
При Iм=100 кА:
L=1,5 l.
Итак, после подстановки L=l будем иметь:
кВ.

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

Литература:

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

Во время грозы, с целью улучшения безопасности дома и людей, которые там проживают, рекомендуется установка грозозащитой системы. Есть специальные службы, которые занимаются данным вопросом, но при желании осуществить монтаж грозозащиты своими руками рекомендуем ознакомиться с данной статьей.

Принцип действия грозозащиты

Наземные молнии, которые с легкостью попадают в объекты, расположенные на земле, представляют огромную опасность, как для человека, так и для его жилища, ведь напряжение разряда молнии составляет миллионы и даже миллиарды вольт.

Комплексная грозозащита состоит из двух компонентов: внешнего и внутреннего. Внешний компонент грозозащиты, при ударе молнии, перехвачивает и отводит энергию в землю, а внутренняя грозозащита является соединителем всех электросетей, расположенных внутри помещения, и создает так называемое заземление.

Основные части внешней грозозащиты:

  • молниеотвод,
  • токоотвод,
  • заземлитель.

Функциональная особенность молниеотвода - перехват молнии. Разновидности молниеотводов: стержень, расположенный на коньке кровли, для ровной крыши используют громоотвод в виде сетки, еще один вариант молниеотвода - трос, который натягивают над зданием.

На стенах дома монтируют токоотводы. Главная особенность монтажа токоотвода - максимально короткий путь от молниеотвода до земли, чтобы молния быстрее попала в заземлитель.

Заземлитель используют для передачи тока в землю.

Внутренняя молниезащита дома - это предохранение проводки от резких скачков напряжения, которые провоцирует молния.

Способы грозозащиты зданий

Согласно математическому моделированию, наиболее надежный способ защитить дом от попадания молнии это сетка, которую натягивают по всей поверхности крыши, на высоте от одного до полтора метра.

Установка металлического штыря, который в несколько раз превышает высоту здания - тоже хороший вариант.

При наличии металлической крыши, которая имеет толщину более 10 мм, возможен вариант подключения заземления к крыше в нескольких местах, таким образом, роль молниеотвода сыграет крыша, а заземление примет удар молнии и передаст ток в землю.

При стреловидной крыше допустимо установить металлический трос, который натягивают над крышей на высоте от 0,5 до 1,5 м.

Для более сложных крыш трос натягивают в нескольких местах, в местах выступа коньков или других металлических деталей.

Для плоской крыши - наилучший вариант это натянутая сетка из металлического троса, которая имеет расстояние ячеек один-два метра, также для такой крыши подойдет штырь длиной в три-четыре метра, который устанавливают посередине крыши.

Правила расчета грозозащиты

Чтобы быть уверенным, что здание действительно защищено от попадания молнии следует обязательно рассчитать молниезащиту. Расчет молниезащиты зависит от таких показателей:

  • тип здания: прямоугольник, квадрат, овал или круг;
  • размеры здания: ширина, высота и длина;
  • наличие дополнительных пристроек, беседок или отдельно стоящих зданий;
  • количество гроз за один год, на 1 км²;
  • вероятность попадания молнии в данный участок.

Молниезащита подразделяется на несколько категорий. Наиболее подходящая для жилых домов - третья категория молниезащиты. Перед началом расчета определитесь с типом здания. Например, рассмотрим расчет одиночной стержневой молниезащиты для здания, в виде кругового конуса.

Длину здания обозначим буквой А, ширину В, а высоту hx. Допустим, ширина здания составляет 25 м, длина 18 м, а высота 7 м. Теперь нужно, при помощи специальной карты узнать о годовом количестве (n) и о средней продолжительности (t) гроз, на территории данного здания.

N=((В+6h)(А+6h)-7h2)n10-5

После проведения расчета получаем N=0,0134353. Количество поражений молнии в год. В зависимости от надежности молниезащиты выделяют две зоны: А - больше 99,5%; В - от 95% до 99,5%.

В зависимости от количества и средней продолжительности грозы определяем зону данного здания и производим расчет высоты молниеотвода. Лучше доверить этот процесс специалистам, так как правильный расчет молниеотвода обеспечит безопасность здания на долгие годы.

Рекомендации по улучшению безопасности зданий во время грозы

1. При установке высотных конструкций грозозащиты необходимо провести тщательное закрепление, чтобы под влиянием ветра, данные детали не оторвались и не повредили ближайшие зданий или автомобили, а также не травмировали людей.

2. При наличии металлических или кирпичных труб на крыше здания нужно совершить заземление металлических труб и установить металлические штыри для кирпичных.

3. Установите заземление для телевизионных или спутниковых антенн, потому что эти приборы подсоединены к электричеству и легко притягивают молнию во время грозы.

4. Перед началом сезона гроз нужно провести тщательный осмотр молниеотвода и других компонентов грозозащитной системы.

Устройство грозозащиты внутри помещения

УЗИП - устройство защиты от внутреннего перенапряжения - главный компонент внутренней защиты здания во время грозы. Устройство УЗИП - это модуль молниезащиты, который изготавливают на основе вариастора или разрядника.

В зависимости от класса защиты все устройства УЗИП разделяют на:

1. УЗИПы первого класса, которые устанавливают перед распределительным щитом. Такие устройства с легкостью останавливают высокомощные разряды и гасят ток.

2. УЗИПы второго класса предназначены для предохранения электроприборов от остаточного импульса. Устанавливаются в зданиях, где находятся серверные или обычные сети, к которым подключают различную аппаратуру.

3. УЗИПы третьего класса защищают слаботочные системы, такие как телефонная, интернет-система или камера видеонаблюдения.

Требования к основным компонентам грозозащиты

Перед началом работы по установке грозозащиты ознакомимся с основными требованиями к компонентам внешней грозозащиты:

1. Требования к молниеотводу: наибольшая высота среди всех объектов, размещенных на территории.

2. Требования к проводнику молниезащиты: минимальная длина, высокий уровень изоляции для хорошего прохождения тока, при установке проводника избегайте наличия стыков или скруток, лучше воспользуйтесь сваркой или пайкой, в качестве проводника используйте стальные ленты или пруты, которые имеют небольшой диаметр.

3. Требования к заземлителю: расположение не менее четырех метров от фундамента, высокая влажность грунта.

Схема грозозащиты:

Инструменты для установки внешней стержневой молниезащиты:

  • молниеприемник,
  • токоотвод,
  • заземлитель,
  • сварочный аппарат,
  • металлические скобы или хомуты.

Инструкция по монтажу грозозащиты:

1. Установите стержневой металлоприемник. Подсоедините к нему токоотвод, который состоит из металлической проволоки с круглым сечением. Токоотвод должен иметь минимальную длину, для более быстрой передачи тока от металлоприемника к заземлителю.

2. В качестве заземлителя используйте полосу металла или металлическую пластину с сечением не меньше 150 см².

3. При помощи болтов и электросварки соедините все элементы этой системы между собой.

Установка заземления:

Самое главное правило установки заземления - это обеспечение постоянной влажности грунта. Для выполнения данного требования существует два варианта:

  • установка заземления в месте прохождения грунтовых вод;
  • установка заземления ниже промерзания грунта, но в тоже время необходимо осуществить подвод стока воды с крыши к месту установки заземлителя.

В качестве заземлителя используйте кусок железа, металлическую бочку, трубу, уголок лист или стержень, которые необходимо забить в землю. Труба, стержень или уголок отличаются небольшой площадью, поэтому рекомендуется сварить их с нескольких частей, например, в виде перевернутой буквы Ш.

Рассмотрим один из вариантов заземления: лист металла площадью 1 м² нужно закопать в землю, предварительно подготовив яму, которая доходит до грунтовых вод, минимальная глубина ямы составляет два метра. При выборе материала заземлителя лучше используйте качественный оцинкованный металл, медь, алюминий или дюралюминий, так как обычное железо со временем сгнивает, и заземление не будет выполнять свои функции. Соединение занижения с заземлением производится путем сваривания или прикручивания заземлителя к стальной полосе или тросу.

Следите, чтобы заземление не находилось вблизи колодца, бассейна или питьевой скважины.

Для занижения отличным вариантом будет стальной проводник, который имеет сечение 10*10 см или металлическая полоса шириной в 40 мм, а толщиной в 25 мм. Прокладывают занижение прямо по стене здания без дополнительной изоляции. Трос, необходимо сваривать при помощи электросварки или стыковать болтами.

Методы крепления тросов или проводов молниеприемников

Выделяют:

  • натяжную систему крепления;
  • дистанционную систему крепления.

Для установки молниеприемника натяжным способом на стрелообразной крыше и стенах здания устанавливают жесткие анкера и натягивают провода. Крепление проводов или троса производят при помощи специальных зажимов.

При использовании самозабивного углового зажима и дюбелей совершают крепление троса на плоскую крышу. Если крыша слишком крутая, вместо углового зажима используют коньковый, который позволяет подобрать цвет и фактуру, согласно общему дизайну кровли.

Советы по установке грозозащиты:

1. Для расчета грозозащиты не обязательно высчитывать все показания по приведенной выше формуле, существуют онлайн калькуляторы, которые справятся с этой задачей гораздо быстрее. Но показания размеров здания и годового количества ударов молний все равно нужно узнать и измерить.

2. При наличии на территории дома большого дерева закрепите молниеприемник на дереве с помощью шеста и хомутов. Обязательное условие такой грозозащиты - расположение молниеприемника выше верхушки дерева. Не используйте металлические болты для закрепления молниеприемника на дереве, чтобы избежать повреждения или возгорания.

3. При наличии телевизионной мачты - расположите молниеприемник на ней, а если мачта металлическая и не окрашена, тогда она будет хорошим токоотводом.

4. Дымовая труба - хорошее место для прикрепления молниеотвода. Прикрепите молниеотвод к дымоходу, но учтите, что при сильном ветре слишком большой молниеотвод повредит трубу, поэтому прежде чем использовать этот вариант сопоставьте размеры трубы и молниеотвода.

5. В качестве заземлителя разрешается использовать такие предметы как спинка от старой металлической кровати, арматурная сетка или ненужные металлические предметы.

6. При монтаже молниезащиты необходимо просверлить несколько отверстий в земле и засыпать туда соль или селитру, так как эти материалы способствуют увеличению эффекта проводимости тока.

9. Нельзя размещать заземлитель вблизи стен здания, дорожек или переходных проходов.

10. Для соединения молниеприемника и токоотвода используйте медные, латунные или оцинкованные винтовые зажимы.

11. Ремонт и корректировку молниезащитной системы следует проводить минимум один раз в три года. Для этого зачищают все контакты, подтягивают или заменяют соединения.

12. Один раз в пять лет проводите вскрытие заземления и проверку надежности соединений. При наличии большого количества ржавчины рекомендуется произвести замену заземлителя.

13. При выборе токоотвода, учтите, что материал, из которого изготовлена данная деталь должен выдерживать нагрузку до 200000 ампер.