Системы молниезащиты. Устройство. Виды. Молниеприемники. Токоотводы. Заземление.

Системы молниезащиты – это сложный комплекс защитных мероприятий от грозовых молний, направленных на безопасность людей, сохранности зданий и сооружений, материалов и техники от взрывов и повреждений. Самым опасным воздействием становится прямой удар молнии, ведь с сооружением или зданием в непосредственное взаимодействие вступает электрический канал молнии.

Когда молния попадает в крышу, трубу или какие-то конструкции, возвышающиеся на территории дома, формируется грозовое перенапряжение и электромагнитные импульсы, создающие угрозу всем видам приборов, подключенных к электросети на момент удара.

Назначение

Что включает система

Нормы устройства молниезащиты

Виды молниезащиты

Молниеприемники

Токоотводы

Заземление

Эксплуатация системы молниезащиты

Система молниезащиты направлена на защиту объекта. Молния может оказать воздействие в трех основных направлениях:

• при непосредственном попадании;
• при ударе в техобъекты и коммуникации, расположенные рядом;
• при ударе в землю у дома либо в находящийся поблизости объект.

В первой ситуации последствия от удара будут разрушительными, ведь случается стремительное увеличение температуры, вызывающее запекание кровельных материалов. Иногда наблюдается воспламенение деревянных частей кровельных конструкции или перекрытий.

Основной разрушающий фактор связан с ударной волной, порождаемой молнией. При ударе в коммуникации или электрические линии образуется ток грозового импульса, проникающий в жилье по электропроводам и трубам. Человек может получить поражение электричеством, жилы и оболочки кабелей повредятся, оборудование поломается, в функционировании внутренних систем случится сбой.

Третий вариант сопровождается тем, что разряд проникает в землю. Увеличенное сопротивление земли или какие-то иные факторы провоцируют такой момент, как прохождение напряжения сквозь заземлитель в нулевой провод, а потом снова в дом. В частных домовладениях для нулевого заземления используются трансформаторные подстанции поселков. В случае, когда напряжение присутствует на фазе и на ноле, приборы и электротехника тоже пострадают. Это редко случается, так как обычно ток попадает в землю, где равномерно растекается.

Назначение

При атмосферной активности формируется разряд между облаками, грозовыми тучами и землей. Сила тока в разряде молнии способна достичь сотни тысяч ампер, а напряжение – миллионы вольт. Разряд такой мощи при ударе в здание или сооружение вызывает совокупность механических повреждений, провоцируют пожар из-за повышенной температуры. Влияние разряда приводит к повреждению всех электроприборов, используемых в середине здания, а это приводит к замыканию в электросети. При замыканиях чаще всего возникают пожары.

Некоторые считают, что от удара молнии способен выручить громоотвод. Однако гром представляет собой звуковое атмосферное явление, сопровождающееся электрическим ударом молнии. Нет необходимости в защите строения от звукового эффекта.

Молниезащита представляет собой совокупность технических решений и специальных приспособлений, используемых для обеспечения безопасности здания и всего, что находится внутри. Принцип действия молниезащиты состоит в том, что система принимает разряд молнии, а потом перенаправляет ее в землю. Для исключения воздействия разряда на приборы и внутренние электросети.

Что включает система

Установка системы молниезащиты осуществляется на здание в разделе строительных конструкций. Чтобы правильно установить систему обязательно подготовить проект – этим занимается лицензированная организация. В проекте обязательно есть расчеты количества устройств молниезащиты, правила их установки и прочие параметры. На базе подготовленного проекта выполняется монтаж системы и ее испытания, приемка в эксплуатацию.

Составляющими компонентами системы молниезащиты становятся:

• молниеприемник. Задача этого элемента состоит в перехвате электрического разряда молнии в верхней точке. Молниеприемник может иметь конструкцию в виде стержня, сетки или тросового элемента. Далее заряд транслируется на токопровод.
• Токоотвод. Элемент предназначен для соединения молниеприемника и заземления, чтобы электрический разряд, полученный при ударе молнии, перешел к заземлителю. Токоотвод – это проводник из металла с небольшим сопротивлением и малой температурой нагрева во время прохождения электрического тока. Токоотвод имеет диаметр от 6 мм и более. Соединение токоотвода с остальными компонентами используются болты или сварочные швы. Число соединений на токоотводе должно быть наименьшим. Допускается прокладка элемента в середине здания либо снаружи. Путь прокладки к заземлению должен быть минимальным.
• Заземлитель. Это компонент системы молниезащиты, который должен передавать электрический ток от токоотвода прямо в землю. Имеет вид одного или нескольких проводников, которые опущены в землю на определенную глубину. Для защиты от коррозии используются специальные материалы. Можно соединять бытовое заземление здания и молниезащиты.

Нормы устройства молниезащиты

Устройство системы молниезащиты зависит от того, для какого строения или сооружения она разработана. Для каждого вида объекта, от производственного до жилого, разрабатываются собственные государственные, ведомственные и корпоративные нормы. Базой для разработки норм, которые регламентируют формирование защиты от молний, стал опыт организации электробезопасности зданий и сооружений различного назначения, вида, с упором на особенности, присущие современным сооружениям, постройкам и инфраструктурным коммуникациям.

Существует целая совокупность официальных документов, в которых четко прописаны требования к молниезащите. Проектирование и расчет обычно ведутся на базе нескольких источников:

• Правила устройства электроустановок. Этот документ считается основополагающим, без знания его требований нельзя проектировать никакие виды и типы электроустановок, аппаратуры защиты, оборудования. Это касается и систем молниезащиты.
• Инструкция по устройству молниезащиты сооружений и зданий. Из названия видно ее предназначение. При том, что документ утвердили во времена СССР, он действителен и сегодня.
• Российский ГОСТ, идентичный стандартам Международной электротехнической комиссии, а также отечественные инструкции, выпущенные недавно.

Помимо норм, которые действительны в России, существуют сходные требования, применяемые в странах СНГ.

Виды молниезащиты

Системы молниезащиты принято классифицировать по исполнению на: внешние и внутренние. Каждая система имеет собственное предназначение, поэтому их нужно применять комплексно, чтобы не допустить ни одного фактора поражения молнией.

Внешние системы монтируются на крышах, сооружениях или пристройках, расположенных поблизости, состоят из молниеприемника, токоотвода и заземления. Их основная функция состоит в отведении разряда тока в землю, не позволив ему попасть на поверхность крыши.

Внутренние системы служат для защиты от молний, поэтому устанавливаются внутри зданий, где служат для защиты от импульсных перенапряжений. Внутренние устройства могут быть такими:

• Реле контроля напряжения с ручной регулировкой показателей в сети. Если нарушены критические показатели, то прибор отключает напряжение. Можно установить на весь дом либо каждый прибор отдельно.
• Стабилизатор.
• Реле контроля фаз используется при трехфазном напряжении.

Молниеприемники

По конструкции и материалу молниеприемники бывают:

• Тросовые;
• Стержневые – устанавливаются на крыше или отдельно;
• Сетчатые – только на крыше.

Больше всего распространены тросовые и стержневые, применяемые на сложных и простых кровлях с двумя скатами. При многоуровневом строении крыши рекомендуется монтировать комбинированную систему, содержащую приемники двух разных видов.

Стержневые выполнены в виде длительного вертикального стержня, предназначенного для приема удара молнии. Прибор прочный, стойкий к агрессивной среде и осадкам, при этом простой и легкий в монтаже. На крыше в зависимости от площади устанавливается от одной до нескольких мачт. Штырь должен возвышаются над уровнем основной поверхности на 1,5 метра и более. Допускается монтаж мачты отдельно от здания, но при этом ее высота достигает несколько десятков метров.

Тросовые молниеприемники – это система горизонтального монтажа, выполненная в виде натянутого стального троса по всей протяженности конька. Трос принимает удары молнии. Допускается размещение на разных концах крыши штырей с тросами, натянутыми между ними, чтобы получить комбинированный тип защиты в результате использования. Трос должен иметь диаметр более 12 мм.

Сетчатые молниеприемники устанавливаются на плоских крышах. Для получения сетки используется проволока-катанка диаметром 10 мм либо стальная полоса.

Токоотводы

Элементы предназначены для стыковки молниеприемника и заземления. Его выпускают из стальной проволоки сечением 6-10 мм, но допускается использование стальной полосы либо полудюймовой водопроводной трубы. Соединение должно быть надежным и крепким. Наиболее прочным признано болтовое или сварное. Чтобы сделать токоотвод незаметным на фасаде, допускается его окрашивание в цвет обшивки дома. По всей длине спуска делаются промежуточные крепления на расстоянии 1,5-2 метра.

Заземление

Это металлическая конструкция, которую забивают или закапывают в землю, чтобы обеспечить полноценный контакт системы молниезащиты с землей. Если почва влажная, то глубина заземления выбирается не более 80 см. Обычно монтируется стальной пруток 18-20 мм либо уголок 40-50 мм, полоса 40 мм шириной. Заземление должно иметь длину 3 метра или более.

Конструкция должна иметь форму треугольника либо перевернутой буквы «Ш». Стыковка элементов заземлителя выполняется болтами либо сваркой. Надежность конструкции должна сохраняться длительное время.

Эксплуатация системы молниезащиты

Когда вся система будет смонтирована, проводится ее проверка специалистами монтажной организации. После сдачи в эксплуатацию требуется раз в год проводить ревизию системы до начала периода гроз.

Если вас беспокоит ваша безопасность, здоровье и имущество, то рекомендуется обратиться к компетентным специалистам для расчета вероятности удара молнии в здание. По результату расчета они порекомендуют выбор и монтаж определенной системы молниезащиты.