Типовая схема молниезащиты

Устройство внешней защиты от молний — задача ответственная, здесь недопустим шаблонный подход: каждый объект уникален и требует индивидуального изучения. Именно поэтому общепринятые схемы молниезащиты в обязательном порядке адаптируются и перерабатываются в зависимости от специфики подзащитного здания или сооружения.

Схема молниеотвода

Устройство молниезащиты разнится в зависимости от категории здания. Инструкция РД 34.21.122-87 делит все объекты на три группы. Необходимый уровень безопасности зависит от взрывоопасности, угрозы воспламенений, а также прогнозируемые последствия от пожара или взрыва. Соответственно самые жесткие требования предъявляются к объектам I категории, и боле лояльные — к зданиям III группы, к которым также относятся жилые дома.

Состав молниеотвода здания:

• Молниеприемник — ловит разряд молнии. Используются стержни, трос или молниеприемная сетка.
• Токоотвод — передает ток от молниеприемника к заземлителю. В большинстве случаев используются наружные токоотводы — стальные, алюминиевые или медные проводники со сварными соединениями.
• Заземляющее устройство — рассеивает заряд в грунте. Используются вертикальные электроды, заглубленные в землю, защищенные от коррозии и надежно соединенные между собой и с токоотводом горизонтальной шиной. По Инструкции РД необходимо устанавливать не менее 3 электродов на расстоянии от 1 метра от здания.

Защитная система не только принимает на себя разряды, предотвращая тем самым людские жертвы и разрушения здания, но также значительно уменьшает прогнозируемое количество молний: по контуру молниеотвода стекают наведенные заряды, которые, достигая грозового облака, разряжают его.

Стандартные схемы молниезащиты

Оптимальная схема молниезащиты здания с плоской крышей, вне зависимости от используемых кровельных материалов. Сетка составляется из прутков сечением 6-8 мм, используются алюминиевые, стальные или медные сплавы; токопроводящие соединители; бетонные или пластиковые держатели. Молниеприемная сетка устраивается с ячейками не более 5х5 м, согласно инструкциям МЭК.

Помимо плоской кровли сетчатый молниеприемник также используется для двускатных крыш коттеджей. В таком случае необходимо подключать два токоотвода — для каждой стороны. Кроме того, следует учесть, что выступающие объекты — антенны, дымоходы, вентиляционные системы и пр. — находятся вне зоны защиты молниеприемной сетки. Для подобных конструкций и оборудования устанавливаются стержневые молниеприемники, подключаемые непосредственно к сетке.

Отдельно стоящие молниеприемники

Схема молниезащиты для металлических резервуаров с взрывоопасными или безопасными жидкостями, АЗС, подстанции предполагают использование отдельно стоящих стержневых или тросовых молниеприемников. Установка осуществляется непосредственно в грунт, используются специальные наборные мачты с бетонными или металлическими основаниями. Каждый молниеприемник оснащается собственным токоотводом и заземлением. В некоторых случаях стержни соединяются тросами.

 Стержневые молниеприемники

Стержни, выполненные из алюминия или стали, крепятся к строительным конструкциям, например, дымоходам, устанавливаются автономно на крыше либо вблизи защищаемого объекта. Защитная зона определяется, как конус с основанием по земле и вершиной в крайней точке молниеприемника. При этом здание должно полностью попадать в зону. Чтобы расширить защитный участок, увеличивают высоту стержня, используя специальные мачты, или устанавливают несколько молниеприемников. Подобная схема молниезащиты подходит для любых объектов, в том числе для жилых домов со сложной крышей. Молниеприемники устанавливаются в наивысших точках здания или постройки.

Тросовая молниезащита

Трос используется для двускатных крыш — натягивается между опорами на коньках, а также для других протяженных объектов, например, для линий электропередач. Защитная зона рассчитывается по равнобедренной трапеции с основанием на уровне земли. При этом высота устанавливается по тросу, обязательно необходимо учитывать провисание.

Активная молниезащита

Конструкция представляет собой устройство, которое ионизирует воздух, провоцируя тем самым удар молнии до того, как разряд состоится естественно. Для этого используются специальные разрядники и электронные схемы. Активная система молниезащиты позволяет использовать меньше молниеприемников и снизить их общую высоту.

Естественные молниеприемники

Металлическая крыша, трубы, водостоки и прочие металлоконструкции в некоторых случаях используются в качестве молниеприемника. Однако подобное решение уместно только для объектов, где не стоит задача сохранить целостность кровли и строительных конструкций. Кроме того, необходимо учитывать возможные последствия от прямых ударов молнии.

Чтобы выбрать подходящую схему молниеотвода, необходимо учитывать массу факторов и знать все особенности подзащитного объекта. Обращайтесь к специалистам нашей компании для проектирования и монтажа надежных систем молниезащиты!

виды систем, инструкция по устройству

Многие люди, слабо разбирающиеся в электричестве, не придают особого внимания устройству молниезащиты и заземлению. Но на самом деле это один из важнейших факторов безопасности сооружений, поэтому нужно создавать эти системы с особой тщательностью. Удары молний могут привести к разрушению или повреждению электрооборудования, травмам людей и животных, механическим повреждениям, пожарам и взрывам.

[contents]

Требования и нормы

Устройство системы молниезащиты регламентируется в нашей стране инструкцией, документально оформленной в приказе за номером 280 Минэнерго РФ от 30.06.03. и инструкцией РД 34.21.122-87. Объекты, на которых устраивается молниезащитная система, делятся на:

• Обычные. Административные и жилые здания; здания и сооружения сельского хозяйства, торговые, промышленные не более 60 метров высотой.

• Специальные. К ним относятся объекты, представляющие особую опасность при попадании в них молнии, строения и здания более 60 метров высотой, строящиеся объекты, игровые площадки, временные сооружения.

Для каждого объекта устанавливается своя норма защиты от ПУМ (прямого удара молнии). Для обычных объектов существуют четыре уровня защиты – 0, 98; 0,95; 0,90; 0,80. Для спецобъектов уровень защиты колеблется в пределах от 0,9 до 0,999; уровень защиты зависит от тяжести возможных последствий, а также от значимости объекта. При определении уровня в расчёт берутся все основные параметры сооружения.

В систему молниезащиты обязательно входят токоотводы, заземлители и приёмники молний. Все металлические части электрооборудования (корпуса и конструкции) должны быть присоединены к заземлению. Устройство заземления проектируется отдельно для каждого сооружения в зависимости от его функциональных особенностей. Конструктивно заземление при молниезащите не отличается от обычного электрического заземления.

Варианты исполнения систем молниезащиты зданий

Устройство системы внутренней и внешней защиты от молнии

Защита от попадания молнии бывает внешней и внутренней. Первый вид защиты простой, это уже описанная выше схема – молниеприёмник, токоотвод и заземлитель. Если речь идёт о частном доме, то именно такая система на него и устанавливается. Основная её задача – отвести молнию в сторону, не дать ей ударить в кровлю. Молниеприёмники делятся на стержневые (пруток, уголок, труба, полоса и т. д.), тросовые и молниприёмную сеть.

Стержневые выполняются из стали любой марки сечением не менее 100 кв. мм. Длина их должна быть более 20 см. Тросовые – из стальных многопроволочных канатов, от 35 мм сечением. Молниеприёмные сетки устанавливаются на деревянных кровлях.

Внешние СМ (системы молниезащиты) бывают активными и пассивными. Пассивные (традиционные) системы защиты производятся многим компаниями, вот некоторые из них:

• Elko-bis. Польская компания, профессиональные системы молниезащиты.

• ERICO. Компания из США, лидер в мировом производстве заземлителей.

• GALMAR. Ещё одна польская компания, активно продвигающая высокотехнологичные СМ.

• OBO BETTERMANN. Профессиональные СМ.

• Российская компания DKC.

Конструктивно традиционные СМ бывают двух типов. В первом молниеприёмник принимает удар молнии и уводит его в землю. Во втором молниеотвод «разряжает» воздух во время грозы на некотором расстоянии от себя и просто не даёт возможности возникновения молнии.

Активные СМ отличаются от обычных тем, что в них есть активный молниеприёмник с электронным встроенным устройством. Во время грозы вокруг приёмника образуется область ионизированного воздуха, которая способствует появлению восходящего разряда. Это значит, что если молния ударит в ваш дом, она обязательно «притянется» молниеприёмником. Компании-производители:

• ORW-ELS. Фирма из Польши, выпускающая активные СМ.

• Indelec. Компания из Франции, более 40 лет на рынке СМ.

• SCHIRTEK. Австрийский производитель, хорошо известный российским потребителям.

Внутренние СМ – это комплекс защитных устройств от перенапряжения (УЗИП). Его назначение – защитить имеющиеся в здании электронное и электрическое оборудование от возникающих после удара молнии перенапряжений в сети. Эти перенапряжения делятся на «Тип 1» (прямой удар молнии, форма волны – 10/35 мкс) и «Тип 2» (непрямой удар, форма волны 8/20 мкс). Естественно, что прямой удар молнии намного опасней и вызывает скачки напряжения огромной мощности.

Схема устройства

Инструкция по устройству молниезащиты

Начинаем монтаж системы молниезащиты с монтажа заземлителей, в качестве которых используем заземляющие сетки, радиально расходящиеся электроды, или контур. Контур нужно прокладывать на расстоянии не менее 1 метра от фундамента и на глубине 0,5-0,7 м. Заземляющие электроды также должны находиться на глубине не менее 0,5 метра (глубина зависит от конкретных климатических условий). В качестве естественного заземлителя может использоваться армирующий пояс фундамента, если он соответствует нормам, установленным для заземлителей

Если вы решили устроить на кровле молниеотводную сеть, вам необходимо во всей площади кровли смонтировать металлическую сетку сечением 8-10 мм с шагом ячеек 2-10. Вообще, молниеприёмники могут быть комбинированными и состоять из всех трёх основных элементов – стержней, тросов и сеток.

Естественными молниеприёмниками считаются:

• Металлические элементы конструкции кровли (фермы, арматурные пояса, а также водостоки и ограждения, если их сечение достигает необходимых для молниеприёмников значений).

• Трубы и резервуары, соответствующие требованиям к молниеприёмникам.

• Токоотводы должны располагаться таким образом, чтобы ток расходился несколькими параллельными направлениями и длина его пути была сокращена до минимума.

Каждый стержень молниеотвода (конец троса) должен быть снабжён отдельным токоотводом. Они должны располагаться равномерно по периметру строения, по возможности ближе к углам.

Нельзя устраивать токоотводы в водостоках и на близком расстоянии от дверей и окон. Все элементы системы молниезащиты должны быть соединены между собой с помощью электросварки или надёжных резьбовых соединений и укреплены на кровле и стенах специальными кронштейнами.

Подробнее в монтаже узнаете из видео.

Испытание и проверка

Испытания производятся перед началом эксплуатации, причём СМ должна быть устроена до начала отделочных работ. В ходе испытаний выполняется:

• Проверка соответствия СМ проекту (если она предусмотрена).

• Измерение значений сопротивления заземлителей.

• Визуальная проверка защищённости от коррозии и целостности всех деталей МС и соединений между ними.

• Измерение сопротивлений резьбовых и болтовых соединений.

• Испытания на прочность сварных соединений (простукивание молотком и визуальный осмотр).

• Проверка исполнительной схемы и определение путей растекания электрического тока путём имитации удара молнии (применяется специализированное измерительное устройство, которое подключается между удалённым электродом и молниеприёмником).

• Измерение величины сопротивления растеканию электрического тока способом «вольтметра-амперметра».

• Измерение величины импульсных перенапряжений после имитации удара молнии и распределения потенциалов по системе заземления и металлоконструкциям.

Комплексные проверки СМ стоит производить не реже одного раза в год (если нет других предписаний).

Конечно, вероятность того, что молния ударит именно в ваш дом, очень небольшая. Но представьте каких катастрофических последствий вы можете избежать, установив систему молниезащиты.

Устройство молниезащиты зданий и сооружений

Привычным, обыденным и в то же время поистине страшным явлением природы является молния. Одновременно на всей планете может существовать до нескольких тысяч таких разрядов. Средняя их сила – 100 тысяч ампер, однако, в некоторых случаях она возрастает до 200 тысяч! Удар такого разряда, пришедшийся на крышу многоэтажного здания, практически наверняка вызовет пожар.

Притянутый металлическим предметом, например, антенной, какими испещрены все крыши многоэтажных домов, он разогревает этот предмет до огромной температуры. И от него может вспыхнуть как рубероидная кровля, так и деревянные стропила. Даже если пожара не произойдет, импульс такой силы легко может вывести из строя проводку, а также сжечь бытовую технику и тонкую электронику. Именно поэтому молниезащита зданий и сооружений является очень востребованной и актуальной услугой.

Содержание материала

В каких случаях нужна молниезащита

Вообще, важность молниезащиты сложно переоценить. С одной стороны, все необходимое оборудование стоит сравнительно недорого, а на монтаж уходит всего один-два дня. С другой – она обеспечивает надежную защиту от ударов молнии, а, значит, предотвращает пожары и поломку бытовой техники.
Но все же многие люди даже не задумываются о том, что каждый многоквартирный жилой дом нуждается в защите от электрических разрядов.

Одни считают, что вероятность поражения молнией слишком мала, а другие просто не догадываются о последствиях. Поэтому стоит разобраться, в каких случаях необходима установка молниезащиты, а в каких можно обходиться без нее.

Если поблизости, на расстоянии не более 100 метров от вашего дома расположен другой дом, высота которого на 2-3 этажа больше, о молниезащите можно не задумываться: почти наверняка появившаяся поблизости молния ударит именно в него.

И вот жильцам из этого дома вовсе не помешало бы задуматься о соответствующей защите.

Некоторые обыватели считают, что если крыша дома покрыта металлочерепицей или профнастилом, то им не нужно бояться молнии: большая площадь металлической кровли обеспечивает безопасное распространение разряда. На самом деле это не так. Даже кровля площадью в несколько сотен квадратных метров при попадании молнии разогревается до очень высокой температуры.

Этого вполне достаточно, чтобы деревянные стропила, на которые чаще всего укладывается металлическая кровля, вспыхнули, и начался пожар. Особенно подвержены ударам молнии высокие дома (уровень – не менее 30 метров), расположенные вдали от основного жилого массива. Именно они чаще всего повреждаются в результате грозовой активности. Если ваша дача расположена также далеко от других построек или стоит на самой окраине, то лучше установить в доме громоотвод.

Что нужно знать о категориях молниезащиты

Специалисты уже давно разработали определенную классификацию зданий, нуждающихся в молниезащите. И все здания условно разделены на несколько категорий:

1. I категория молниезащиты. Сюда относится часть промышленных зданий и объектов, в которых ведутся работы с взрывоопасными или легковоспламеняющимися материалами.
2. II категория молниезащиты. Сюда можно отнести склады топлива, ГСМ, аммиачные холодильники, комбикормовые и мукомольные цеха.
3. III категория молниезащиты. Именно она наиболее распространена. К этой категории молниезащиты относятся детские сады, больницы, школы, ясли, силосные башни, трубы промышленных предприятий и котельных, а также отдельно стоящие дома, если их высота составляет 30 метров и более.

Здания, которые не попадают ни в одну из этих категорий, принято считать условно безопасными. Увы, как показывает практика, удары молний хоть и редко, но приходятся и на их долю.

Виды молниезащиты

Если говорить о таком непростом деле, как молниезащита многоквартирного дома, то стоит отметить, что защита может быть как внешней, так и внутренней. У каждой из них имеется определенное назначение, и обе очень важны для обеспечения безопасности ваших близких и вашего имущества.

Внешняя молниезащита довольно проста – она состоит всего из нескольких деталей: молниеприемника, токоотвода и заземления. Ее задача – перехватывать молнию непосредственно над крышей дома, после чего пропускать весь разряд через безопасное русло и уводить его в землю, где он не доставит никому ни малейшего вреда.

Простота и эффективность приятно удивят каждого человека. Провести монтаж такой системы на крыше жилого дома сможет любой человек, даже если он не имеет богатого опыта работы в строительстве и специальных навыков. К этому мы вернемся чуть позже.

А вот устройство молниезащиты внутренней значительно сложнее. Внутренняя молниезащита представляет собой целый комплекс мероприятий, позволяющих обеспечить высокую степень охраны не только электрического оборудования, но и проводки, расположенной в здании. Лучше всего доверить эту работу специалистам. Они смогут быстро подобрать оборудование, которое лучше всего подходит для использования именно в вашей квартире, и надежно обезопасят ваше имущество от повреждения.

Как подобрать оборудование для внешней молниезащиты

Как уже говорилось выше, внешняя молниезащита состоит всего из нескольких элементов: молниеприемник, токоотвод и заземление. Однако подобрать подходящие элементы без специальных навыков и знаний довольно сложно. К счастью, сегодня существует специальная программа – калькулятор расчета молниезащиты. Работать с ним максимально просто. Достаточно указать высоту, ширину и длину здания, а также регион, в котором находится ваш дом.

После этого программа выдаст оптимальную высоту мачты, толщину кабеля и мощность заземления. На все уходит всего несколько минут! Вам не придется тратить кучу времени, чтобы изучить инструкцию по устройству молниезащиты и сооружений, также известную, как рд 34.21.122 87. Это серьезный плюс – инструкция изобилует сложными терминами, что делает ее изучение довольно сложным, требующим больших затрат времени.

Как производится монтаж громоотвода

Когда расчет молниезащиты завершен и все необходимые материалы приобретены, можно переходить к следующему шагу – монтажу громоотвода, который обезопасит ваш дом от атмосферных разрядов.
Выберите самую высокую точку крыши. Именно здесь нужно закрепить мачту, на которую будет установлен молниеприемник. Это может быть металлический прут – железный, а лучше медный. Медь окисляется значительно медленнее, чем железо, а, значит, даже через много лет металл будет эффективно притягивать разряд.

Высота мачты вызывает споры даже у опытных специалистов. Одни считают, что чем выше будет мачта, тем лучшая молниезащита кровли будет обеспечена. Другие же твердят, что слишком высокая мачта может притягивать к себе молнии, которые, в противном случае, обошли бы дом стороной. Кто из них прав? Увы, это сложно сказать однозначно.

Поэтому усердствовать при выборе мачты не стоит, подойдет деревянный брус длиной около двух метров. Использование металлических труб нежелательно: разряд, пришедшийся на молниеприемник, может передаться мачте, а от нее – кровле, что приведет к пожару.

Молниеприемник надежно крепится в верхней части мачты. Для этого лучше всего воспользоваться металлическими хомутами. Прочно затяните их, чтобы со временем, из-за перепада температур, влажности и ветра они не разболтались.

К молниеприемнику необходимо присоединить кабель. Желательно с медной жилой большого сечения.

Кабель крепится и к мачте, чтобы его не болтало ветром. Здесь лучше использовать пластиковые хомуты, которые точно не притянут молнию и не повредят кабель. После этого кабель пропустите до края крыши и вниз. Большинство многоквартирных домов снабжены водостоками, и кабель лучше всего пропустить через него. Тем самым вы гарантируете ему надежную защиту от ветра, а также сходов льда и снега с крыши.

На некотором расстоянии от дома (не меньше, чем в 3-4 метрах) нужно выкопать яму. Желательно выбрать место, где не ходят люди и не оставляют автомобили. Глубина ямы зависит от уровня залегания грунтовых вод. Лучше укладывать пруты заземления во влажный грунт. Увы, если грунт будет сухим, то система молниезащиты будет сравнительно малоэффективной: электричество плохо распространяется в сухом грунте.

Когда яма достаточной глубины вырыта, на дно нужно уложить несколько металлических прутьев (подойдет обычная арматура толщиной в 15–20 мм), к которым подсоединяется второй конец кабеля-токоотвода. После этого яма осторожно закапывается, чтобы не повредить кабель и место соединения.

Вот и все. Самый простой проект молниезащиты воплощен в жизнь. Теперь осталось дождаться ближайшей грозы – это будет своеобразная проверка громоотвода. Если даже при самых мощных молниях ни в одной квартире не выключится свет, не вылетят пробки и не будет повреждена бытовая техника, значит, работа была выполнена на твердую пятерку!

Что такое активная молниезащита

Говоря о молниезащите в целом, нельзя не упомянуть о такой интересной вещи, как активная молниезащита. Если обычные громоотводы были изобретены еще в восемнадцатом веке, то активные громоотводы появились сравнительно недавно, несколько десятилетий назад. И людям, интересующимся, как защитить свое жилье от молнии, будет полезно узнать об этом способе защиты.

Обычный громоотвод использует в качестве молниеприемника простой медный прут, в который бьют молнии, оказавшиеся в непосредственной близости. Активная же молниезащита не просто принимает разряд, но и притягивает его!

Этот громоотвод снабжен встроенным электронным устройством, генерирующим высоковольтные импульсы и передающим его на самый конец молниеприемника.

Благодаря этому, вероятность того, что разряд молнии ударит именно в этот молниеприемник, значительно повышается. Не раз было замечено, что молнии били именно в активный громоотвод, хотя поблизости находились значительно более высокие объекты. Говоря языком специалистов, активный громоотвод представляет собой искусственного лидера, который опережает формирование естественного лидера. То есть, даже когда молния находится на большом расстоянии от земли, система активной молниезащиты будет притягивать ее именно к себе, не позволяя отклониться и ударить в какой-то другой объект. Тем самым площадь защиты значительно увеличивается.

Серьезным плюсом является тот факт, что активная молниезащита – совершенно автономна.

Несмотря на кажущуюся сложность, она не нуждается в подпитке электричеством, принимая его прямо из воздуха.

Ведь при грозе воздух имеет электрическое поле напряженностью до 20 кВ/м. Если напряженность резко возрастает, молниеприемник тут же активизируется. Получая энергию от электричества из атмосферы, он генерирует высоковольтный импульс, на который реагирует молния. Поэтому на содержание такой сложной и в то же время надежной техники не приходится тратить деньги.

Конечно, использование специализированной электроники делает монтаж и даже проектирование молниезащиты значительно более сложным делом. Поэтому лучше будет пригласить специалистов. Ими будет разработана оптимальная схема активного громоотвода, установлено и настроено оборудование. Да, придется потратить определенную сумму. Зато, благодаря этому, вы сможете быть уверенными, что теперь молния не будет наносить удары ни в какие другие объекты, кроме вашего громоотвода. Увы, классические модели не могут дать стопроцентную гарантию.

Молниезащита и заземление: устройство и монтаж

Монтаж молниезащиты с учетом особенностей здания, типовой проект молниеотвода

При монтаже систем молниезащиты специалисты руководствуются нормами РД 34.21.122-87 «Инструкцией по молниезащите зданий и сооружений» и инструкцией СО 153-34.21.122-2003. В них подробно описывается, какие здания и сооружения должны быть защищены от молний, и каким способом.

Все здания разделяются на три класса. Большая часть общественных и развлекательных сооружений, часть жилых домов относятся к третьей категории. Это могут быть отдельно стоящие высотные дома или дома построенные на вершине холма.

От того в каком грозовом районе находится объект, зависит какие к нему будут предъявляться требования. Архитекторы закладывают в проекте устройства по молниезащите не только для последующей эксплуатации здания. Они предусматривают мероприятия и на этапе строительства, чтобы избежать несчастных случаев от воздействия грозы.

Общие требования

Так как к частным домам из-за их малозаметности на рельефе нет обязывающих требований, то проект молниезащиты можно делать по согласованию с заказчиком по уровню сооружений третьей категории.

Молниеприемники

Для молниезащиты зданий с неметаллической крышей выполняется монтаж стержневых или тросовых молниеприемников. Их устанавливают на кровлю или рядом с домом. От всех стержневых громоотводов и мачт тросового громоотвода должно отходить 1-2 токоотвода.

Если кровля плоская или ее уклон составляет менее 1/8, то подойдет монтаж молниеприемной сетки. Части здания, выходящие за основной габарит, типа дымовых труб и вентиляционных колодцев должны защищаться дополнительно стержневыми молниеотводами, соединяемыми с молниеприемной сетью.

Размер ячеек должен находиться в пределах 12х12 м. Сеть выполняется из проволоки диаметром 6-8 мм. В узлах сеть проваривается сваркой для надежного соединения. При невозможности производства сварки допускается болтовое соединение с переходным сопротивлением менее 0,05 Ом.

Если кровля металлическая, то она сама может стать частью молниезащиты, принимая на себя удары молнии. Необходим только монтаж токоотводов, которые присоединяют к ней в нескольких местах. Все неметаллические торчащие элементы кровли защищаются стержневыми громоотводами, вершины которых должны располагаться выше защищаемых предметов на 0,2-0,5 м.

Если кровля имеет несгораемую тепло и гидроизоляцию, при этом конструкция крыши изготовлена из металла, то монтаж молниеприемников не нужен. Достаточно обеспечить качественное соединение кровли с заземлителем.

Токоотводы

В качестве токоотвода (спуска) можно использовать стальные конструкции, имеющие качественный контакт с молниеприемником и заземлителем. В этом случае монтаж дополнительных спусков не потребуется, что позволит существенно сэкономить на молниезащите.

Токоотводы, монтаж которых сделан на стенах, должны находиться на расстоянии более 3 м от входов и мест регулярного пребывания людей.

В районах с плохой экологией и химически активной атмосферой спуски делают из стержней диаметром 12 мм. Все соединения молниезащиты выполняются сваркой, при невозможности допускается болтовое соединение.

Заземление

Если фундамент имеет хорошую проводимость с грунтом, то его используют как заземлитель в системе молниезащиты. Иначе происходит монтаж заземлителя в виде стержней.

Трехметровые стержни забиваются в почву с шагом 5 м. Между собой они соединяются металлическими полосами или стержнями сечением не менее 100 мм2 расположенными на глубине 0,5-0,7 м. Заземлитель рекомендуется размещать вдали от мест регулярного хождения людей, если дорожка асфальтобитумная, то можно провести монтаж под ней.

Если применяется молниеприемная сеть или металлическая крыша вместо молниеотвода, то вокруг здания прокладывается токопроводящий контур на глубине 50-70 см. В местах соединения токоотводов и заземляющего контура вбиваются трехметровые металлические стержни и тоже привариваются к контуру.

Если рядом с домом растут высокие деревья превышающие высоту дома в несколько раз, то их можно использовать, как мачту молниезащиты. Роль молниеприемника играет токоотвод, выступающий над вершиной дерева на 20 см. В районе корней он соединяется с заземлителем.

Подготовка

Инструкция по проектированию дает главные рекомендации и граничные значения параметров солниезащиты, которые нельзя нарушать. Если указывается, что ячейка молниеприемной сети должна быть не более 12 м, значит, при возможности можно и лучше установить сеть с меньшей ячейкой. То же самое можно сказать о количестве стержней в заземлителе, чем больше, тем лучше.

Среди систем защиты от молний самая распространенная пассивная стержневая молниезащита. Она проще всего в монтаже.

Для монтажа необходимо получить проект молниезащиты или самому сделать его, беря за основу руководящие документы, указанные в начале. Для наглядного примера можно использовать типовой проект молниезащиты какого-либо здания.

В процессе подготовки к монтажу необходимо:

• получить все габаритные размеры здания, выяснить материал конструкций, возможность их использования в качестве токоотводов;
• определить место для установки заземления;
• выбрать места спусков токоотводов от молниеприемников к заземляющему контуру;
• определить места установки молниеотводов и их высоту.

После этого вычисляется необходимое количество токоотводов, молниеприемников, заземляющих стержней и полос. Определяется необходимое количество держателей элементов молниезащиты и крепежа. Подбирается нужное количество инвентаря в виде лестниц, стремянок и прочих приспособлений, необходимых при монтаже, а также инструмент.

Теперь, создав задел из перечисленных материалов и приспособлений, можно непосредственно приступать к монтажным работам.

Монтажные работы

Монтаж молниезащиты начинается с установки держателей. Закрепив их в нужных местах, где саморезами, где дюбелями, приступают к установке молниеотводов. Они крепятся в держателях с помощью болтовых соединений. Молниеотвод (молниеприемник) и токопровод, если позволяет обстановка, соединяются сваркой, в противном случае применяют болтовое соединение.

Заземление

Чтобы выполнить монтаж заземлителей для молниезащиты, вокруг здания на расстоянии более 1 м вырывают траншею глубиной около 80 см. Туда закладывают металлическую полосу или стержни сечением не менее 100 мм².

Они при помощи сварки соединяются между собой и затем в местах спусков вбиваются стержни, которые тоже привариваются к полосе. При этом небольшая часть их должна торчать из земли. К ним приваривают токоотводы. Места сварок покрывают антикоррозионной краской. Получившийся контур засыпается.

После монтажа всей системы молниезащиты проверяют сопротивление заземления. Оно должно быть минимальным, в пределах 15 Ом. После этого контур заземления молниезащиты соединяется стальной полосой с общим контуром заземления электроустановок в здании.

Если сопротивление превышает нормативное значение, то придется выполнять специальные мероприятия, такие как замена грунта вокруг заземлителя на более токопроводящую почву или добавка химических реагентов для этих же целей.

Тросовый приемник

Если конек крыши является самой высокой точкой дома, то над ним нужно натянуть грозовой трос. Получится тросовая молниезащита. Расстояние до конька должно быть не менее 25 см. Мачтами могут быть деревянные бруски, которые закрепляются на фронтоне. С каждой стороны присоединяется токоотвод. При длине конька меньше 10 м допускается монтаж одного токоотвода.

Внутренняя защита

Установка внутренней молниезащиты применяется для стабильной работы компьютеров и другой дорогостоящей электронной техники. Для этого требуется монтаж устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП). Это грозоразрядник, который при перенапряжениях очень быстро замыкает на себя избыточную энергию, не давая проникнуть ей на защищаемую аппаратуру.

Монтаж одного прибора происходит в главном распределительном щите, а второго – в домовом электрощитке. Третий устанавливается непосредственно около защищаемого устройства. Каждый из них при попадании молнии снижает перенапряжения многократно, доводя в конце концов до приемлемого уровня.

Активные системы

В последнее время стали популярны активные системы молниезащиты. Они представляют собой молниеприемник с электронным блоком, вырабатывающим высокое напряжение на его конце.

Вокруг происходит ионизация воздуха, что провоцирует попадание молнии именно в данный молниеотвод. Установка одной активной системы на участке обеспечивает надежную защиту от поражения молнией.

Ионизация приводит к многократному увеличению защищаемой площади. Кроме этого, активная защита не портит внешний вид дома. Она устанавливается в стороне от него, но при этом, как зонтиком закрывает весь участок от прямого попадания молнии.

Монтаж внутренней и наружной молниезащиты позволит надежно защитить дом, электрооборудование и находящихся в нем людей от ударов молнии.

Элементы молниезащиты

Все элементы молниезащиты в соответствии с их местом в схеме можно укрупненно разделить на следующие большие группы:

• молниеприемники (молниеприменая часть)
• токооводы
• заземление
• уравнивание потенциалов
• устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП)

Первые три относятся к внешней, а остальные два к внутренней составляющей молниезащиты. Каждая группа содержит свой набор комплектующих и элементов крепления и соединения их между собой и с конструкциями зданий и сооружений. Рассмотрим их подробнее.

Молниеприемники и компоненты

Предназначение – принимают на себя заряд молнии и перенаправляют его к системе токоотводов.

Молниеприемники подразделяются на:

• молниеприемные стержни
• составные или сборные конструкции (молниеприемники стержневые сборные)
• отдельно стоящие мачты
• активные молниеприемные головки

Для их фиксации на кровле, в грунте или на какой либо другой поверхности используют специальные приспособления:

• бетонные опоры
• треноги
• системы дистанционных держателей
• крепления для молниеприемников

Для присоединения к токоотводам применяются специальные клеммы и соединительные зажимы.

 Цены на молниеприемники и компоненты

Токоотводы с элементами крепления

Функция – отводят заряд молнии от молниеприемника к заземлителям. Прокладываются по кровле и фасадам желательно кратчайшим путем к системе заземления.

В качестве токоотводов применяются следующие типы круглых (очень редко плоских) проводников:

• медные (сечение не меньше 16 кв. мм)
• стальные (сечение > 50 кв. мм)
• алюминиевые (сечение > 25 кв. мм)

Аналогично в тросовых конструкциях берут площади сечений для медного, стального нержавеющего или оцинкованного, алюминиевых тросов.

 Посмотреть цены на проводники (токоотводы)

Пожалуй к самой большой группе в квалификации элементов молниезащиты относятся держатели проводников (токоотводов). Они подразделяются в зависимости от типа кровли (для плоской или скатной) и материала кровли (для металлической, битумной, шиферной, черепичной, дранковой и т.д.) или фасада (дерево, бетон, кирпич, металл), конкретной конструкции на крыши или водосточной системы примерно на следующие классы:

• для крепления на коньке
• универсальные
• для плоской кровли
• для черепичной, шиферной кровли
• для мягкой, дранковой кровли
• для кровли из металла
• для водосточной системы
• фасадные (разные поверхности)
• для плоского проводника

Вторая по численности и разнообразию – группа, в которую входят клеммы и соединители, компенсаторы, а также мостовые опоры. Эти комплектующие предназначены для соединения между собой проводников, металлоконструкций и т.п.

• универсальные клеммы
• соединительные зажимы
• фальцевые клеммы
• клеммы для стальных конструкций (водосточная система, снегозадержание, ограждения и парапеты и т.п.)
• разделительные клеммы
• компенсаторы удлинения проводника

 Стоимость крепежных компонентов для молниезащиты

Заземление

Система заземления отвечает за направление и рассеивание заряда молнии в грунт.

Основным элементом являются стержни заземления (или заземлители), которые должны обладать в силу расположения в земле повышенной коррозионной и механической стойкостью. Поэтому их изготавливают обычно из нержавеющей, оцинкованной стали или меди (как вариант омедненная сталь).

Для простоты и удобства монтажа в грунт они комплектуются обычно:

• наконечниками (облегчают погружение)
• соединительными муфтами (существуют цапфовые конструкции, в которых стержни соединяются в стык и муфты отсутствуют)
• удароприемными головками (по ним посредством вибромолота или обычного молотка забивают конструкцию в землю)

В качестве контура заземления или для соединения между собой стержневых очагов обычно используют полосовую сталь (оцинкованная или нержавеющая полоса), которую соединяют с системой токоотводов через изолированный проводник или стержень земляного ввода.

Для соединения между собой отдельных компонентов применяют крестообразные или диагональные соединители. Они могут быть как универсальные, так и специальные для различных вариаций под конкретные сочетания полосы, круглого проводника или стержня.

Места стыковки для защиты герметизируют специальными составами (пастами) или антикоррозионными лентами.

 Посмотреть цены на элементы заземления

Уравнивание потенциалов и УЗИП

Обеспечивает безопасность людей и электробытовых приборов от возникновения опасной разности потенциалов. Применяется в комплексе с заземлением и устройствами защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП), которые отвечают за блокировку (сброс) повышенных скачков напряжения, возникающих в сетях вследствие вторичных электромагнитных воздействий заряда молнии.

Уравнивание потенциалов в контексте молниезащиты включает:

• шины заземления
• заземляющие элементы для различных конструкций

УЗИП разделяют в зависимости от назначения:

• для сетей электроснабжения
• для телекоммуникационных и информационных систем

Первые в свою очередь разделяются на классы в зависимости от категории защиты (классы I, II, III) или типа цепи (TNC, TNC, TT, TN).

Вторые по типу защищаемого оборудования делят на устройства для систем связи, телекоммуникационной техники, систем передачи данных, коаксиальных кабелей, внутренних систем зданий и т.д.

 Посмотреть цены на УЗИП и уравнивание потенциалов

Материалы для молниезащиты и заземления. Проблемы коррозии.

Оговоримся сразу, что речь в пойдет о системах внешней молниезащиты и заземления, поскольку они отвечают за последствия прямого попадания молнии и испытывают на себе нагрузки токов молнии, достигающих пиковых значений.

Компоненты и материалы: особенности использования

Основными материалами для изготовления компонентов систем грозозащиты, будь то молниеприемники, проводники (токоотводы), стержни заземления (заземлители) и крепеж (держатели, соединители, клеммы и т.п.) являются преимущественно:

• сталь горячего цинкования
• нержавеющая сталь
• медь
• алюминий

Оцинкованная сталь

Чаще всего встречается при устройстве молниезащиты. Оптимальное соотношение цена/качество: хорошие характеристики механической прочности, антикоррозионной стойкости, высокое максимальное сопротивление и самая низкая стоимость.

Используют разные методы оцинкования:

• горячее погружение (применяется в 90% случаев, обозначается у производителей как St/FT, St/tZn)
• огневое (St/F)
• гальваническое (St/gal Zn или St/G)
• конвейерное (St/FS)

На выбор метода влияет фактор производства той или иной детали, соответственно влияющий на ее стоимость, а также место применения в схеме молниезащиты.

Алюминий или алюминиевый сплав (Al, AlMgSi)

Самый легкий из материалов, обеспечивает хорошие показатели проводимости тока молнии, достаточно долговечный (не гниет, не ржавеет), второй по стоимости после оцинкованной стали. В силу этих своих качеств его любят использовать в качестве молниеприемников и токоотводов.

Чуть хуже оцинковки в плане совместимости с другими металлами, его также не рекомендуют использовать в системах заземления, в особенности в земле.

Нержавейка (V2A, V4A, NIRO)

К основным преимуществам относится то, что нержавейка совместима со всеми типами материалов и абсолютно не подвержена коррозии. Она может использоваться как альтернатива алюминию там, где требуется повышенная жесткость и прочность (различные держатели, клеммы, зажимы, элементы крепления в системах заземления).

К недостаткам относится в первую очередь цена; кроме того, в сравнении с алюминием, она существенно тяжелее и обеспечивает немного худшее растекание тока молнии.

Нержавеющая сталь с маркировкой V4A относительно V2A содержит больше никеля плюс 2% молибдена, что обеспечивает меньшее сопротивление.

Медь (Cu)

Самый дорогой металл, но в то же время имеет высокую теплоемкость и низкое удельное электрическое сопротивление. Очень пластичен, что облегчает монтажные работы, особенно когда приходится работать с проводником (пруток от 8-10 мм диаметром из стали очень трудно гнуть или выпрямлять).

Часто выбирают по эстетическим соображениям, если покрытие кровли и фасадов зданий и сооружений выполнено также из меди или в цвет нее. Там где медные элементы можно спрятать в конструктиве здания, чтобы не было заметно разницы в цвете, их иногда заменяют на более дешевые латунные (см. ниже).

Для удешевления стоимости в ряде случаев используют омеднение поверхности (например, стальные омедненные (St/Cu) стержни заземления у отечественных производителей). Иногда еще и для облегчения веса полностью медные токоотводы или молниеприемники заменяют композиционным материалом (например, алюминиевый проводник  с омеднением (Al/Cu) у компании DEHN+SOHNE).

Проблемы коррозии

Исходя из рассмотренных случаев использования материалов получаем несколько комбинаций их соединений, которые по разному влияют на образование коррозии. Так комплектующие из меди ни в коем случае нельзя монтировать поверх алюминия или оцинковки, поскольку медь очень активный металл и ее частицы под воздействием погодных условий взаимодействуют с соседней поверхностью, вызывая коррозию. Гальванические покрытия деталей также усугубляют коррозию соприкасающихся поверхностей.

Ниже в таблице показаны допустимые комбинации металлов для молниеприемных систем и токоотводов и для присоединения к элементам конструкций с учетом контактной коррозии.

+ хорошая совместимость + — нейтральная — плохая

Если же возникает необходимость смонтировать между собой комплектующие из металлов, которые соединять не разрешается, то применяют специальные биметаллические соединители.

Что еще используют в системах молниезащиты

Рассмотрим особенности применения некоторых также встречающихся материалов и типов обработок поверхности.

Черная сталь (St)

Поскольку сталь без обработки является металлом, в большой степени подверженным коррозии, то в отдельном виде она в схемах молниезащиты не используется, но может быть пригодна для вспомогательных комплектующих, таких, например, как ударные наконечники для стержней заземления или насадки для вибромолота для их забивания.

Цинковый сплав (Zn)

Литье из цинкового сплава под давлением применяется в отдельных компонентах держателей, как правило для производства оснований стальных деталей, где в силу технологии такой способ изготовления экономически более целесообразен.

Латунь (CuZn или Ms)

Применяется в контактных пластинах на шинах уравнивания потенциалов. Латунь используют также для соединения медных или омедненных элементов между собой, поскольку она совместима с ними, но в то же время удешевляет изготовление аналогичной медной детали. Например, муфты для установки в ряд омедненных стержней заземления или соединители для медных проводников. Кроме того, латунные элементы в отличие от меди медленнее окисляются и имеют большую твердость.

Ковкий чугун (TG)

Только в сочетании с огневым цинкованием поверхности (TG/F) или горячеоцинкованный (TG/tZn). Из за своей ударопрочности из него делают наконечники для заземлителей.

Очень редко встречаются еще такие сочетания основного материла и обработки поверхности:

• латунь гальванически омедненная (Ms/gal Cu)
• латунь гальванически луженая (Ms/gal Sn)
• латунь никелированная (CuZn/N)
• медь гальванически луженая (Cu/gal Sn)

Как правило использование таких вариантов обусловлено опять же удешевлением или облегчением детали с сохранением свойств основного материала или желанием изменения цвета ее поверхности.

Бетон

Устанавливается самостоятельно либо в качестве блочной вставки в пластиковый корпус как утяжелитель для крышных держателей проводника или молниеприемника.

Бетонные основания (или опоры) имеют технологические отверстия для монтажа и установки переходников (клиновых или резьбовых) для крепления молниеприемников. Они рассчитываются по весу на разные длины молниеприемных стержней или отдельно стоящих молниеприемников на треногах, с которыми применяются в основном для защиты небольших выступающих конструкций на плоских кровлях.

Могут использоваться для монтажа дистанционных держателей под изолированные проводники.

Марка бетона должна удовлетворять требованиям стандартов по морозостойкости и EN 1338 (для мостовых камней).

Пластики (GFK, PA, PE, PP, PS)

Широко применяются в системах изолированной молниезащиты и как элементы кровельных и фасадных держателей.

GFK – основной тип пластика для систем изолированной молниезащиты, обладает высокой термо-,  коррозионно- и стойкостью к ультрафиолету. Из GFK-изолятора изготавливают траверсы (или дистанционные держатели) для выдерживания безопасного расстояния и предотвращения пробоя при прохождении тока молнии (бывают обычные и телескопические на разные расстояния).

Полиамид (PA), Полиэтилен (PE), Полипропилен (PP) не сильно отличаются друг от друга характеристиками (немного по разному взаимодействуют с химическими соединениями и имеют разный рабочий температурный диапазон). Из них изготавливают разнообразные зажимы проводника для держателей молниезащиты.

Купить комплектующие и материалы отчественных и зарубежных производителей можно в нашем Интернет-магазине: более 1.000 позиций оборудования (элементы систем заземления, молниеприемное оборудование, проводники, держатели, соединители, клеммы, УЗИП, уравнивание потенциалов и т.д.).

 Цены на молниезащиту и заземление