Домой Электрика Устройство молниеотвода, особенности и виды конструкций

Устройство молниеотвода, особенности и виды конструкций

107
0

Устройство

9a2f245ebbee92aff8106870e99da4ed.jpgЕсли вы серьезно опасаетесь попадания молнии в свой дом и, дабы обезопасить себя от этого, решили устроить молниеотвод, то в этом случае во время работ вам потребуется создать следующие элементы этого сооружения:

  • молниеприемник;
  • токоотвод;
  • заземлитель.

Молниеприемник

20d85a7d07977ff6bed1eb43ca3c2d8d.jpgЭто приспособление, которое своим видом напоминает металлический стержень. После установки оно будет возвышаться над кровлей строения. Именно на него будут приходиться удары молний. Таким образом, обеспечивается надежная защита строения. Кроме этого, такое приспособление в состоянии выдержать серьезные нагрузки напряжения, возникающие при попадании молнии. При создании этого элемента можно использовать различные материалы.

Лучший выбор — полосовая или круглая сталь, у которой площадь сечения составляет не менее 60 кв. м. К этому элементу предъявляются определенные требования в плане длины. Этот параметр у него должен составлять не менее 20 см. Размещаться приспособление должно строго в вертикальном положении. Самое высокое здание на участке — идеальное место для его закрепления.

Токоотвод

790b2ae3efbd69b1138b447a81a3f441.jpgТокоотвод имеет вид толстой проволоки, у которой диаметр равен 6 миллиметров. Для его создания лучший выбор — оцинкованная сталь. Касаемо места его расположения, лучше выбирать участки, в которые попадание молнии наиболее вероятно. Например, хорошим местом для его размещения может стать край фронтона. Также его можно расположить на коньке. Закрепление этого элемента громоотвода производится вплотную к частному дому, но с небольшим отступом 20 см.

Если на доме устроена кровля из материалов, которые легко воспламеняются, то в этом случае тем более необходим зазор. Для закрепления токоотвода необходимо использовать специальный крепеж: гвозди и скобы. Для большей надежности крепления этого элемента можно использовать хомуты.

Заземлитель

794095ae266f2aab5e8cbc496a307a0f.jpgОн необходим, чтобы отвести удар тока от молнии в землю. Выбирая материал для создания этого элемента громоотвода, необходимо использовать такой, который хорошо проводит электрический заряд. Также необходимо, чтобы материал обладал минимальным сопротивлением. Если говорить о его расположении, то размещают этот элемент громоотвода недалеко от крыльца частного дома, не менее 5 м. Не рекомендуется устанавливать заземлитель в непосредственной близости от дорожек, а также в местах, где могут находиться люди. После его размещения, дабы убедиться, что он не нанесет вреда, можно создать вокруг него ограждение.

При устройстве забора от заземлителя необходимо сделать отступ 4 метра, а сам забор устраивать по радиусу. Если на улице стоит хорошая погода, то он не принесет никакого вреда. Но если пасмурно, а тем более началась гроза, то стоять в непосредственной близости от него может быть опасно для здоровья. Установка заземлителя производится в грунт. Решение относительно величины заглубления этого элемента принимает сам владелец дома

При этом во внимание должны приниматься следующие моменты:

  • тип почвы;
  • наличие грунтовых вод.

Например, если на участке преобладает сухая почва, а уровень грунтовых вод низкий, устраивают заземлитель, состоящий из двух стержней. Длина каждого из них не должна превышать 3 метров. Составляющие этого элемента необходимо закрепить на перемычке, у которой площадь сечения должна быть 100 кв. м.

Когда это сделано, выполняется закрепление заземлителя на токоотводе при помощи сварки. После этого он погружается в грунт на глубину 0,5 метра. В том случае, если на участке грунт торфяной и обладает высокой влажностью, а близко к поверхности расположены грунтовые воды, то возможность заземления на полметра отсутствует. Поэтому в таком случае необходимо использовать металлические уголки, которые будут выступать в качестве заземлителя. Их погружают на глубину 80 см.

Принцип действия

Во время грозы на Земле появляются большие индуцированные заряды, и у поверхности Земли возникает сильное электрическое поле. Напряжённость поля особенно велика возле острых проводников, и поэтому на конце молниеотвода зажигается коронный разряд. Воздух вблизи громоотвода в результате коронного разряда сильно ионизируется. Вследствие этого напряжённость электрического поля вблизи острия уменьшается (как и внутри любого проводника)[1], индуцированные заряды не могут накапливаться на здании и вероятность возникновения молнии снижается. В тех же случаях, когда молния всё же возникает (такие случаи очень редки), она ударяет в молниеотвод и заряды уходят в Землю, не причиняя разрушений.

Уход за громоотводом

  1. Так как устройство защиты выполнено из металла, то оно имеет склонность к повреждениям под влиянием окружающей среды. Чтобы минимизировать и отсрочить появление коррозии, нужно время от времени проверять и осматривать конструкцию.
  2. Еще в процессе установки все болты нужно обработать специальным раствором, предотвращающим коррозию. Лучше это проделывать 1 раз в год. Места сварки нужно окрашивать.
  3. Весной стоит визуально осмотреть контур, провести проверку контактов и их зачистку от окиси. Это крайне важно, ведь поврежденный контакт системы защиты от молнии может привести к выходу ее из строя и даже к возгоранию.
  4. Заземление и токоотвод нужно хотя бы 1 раз в 3 года откапывать и проверять, не повреждены ли они коррозией. При необходимости стоит поменять поврежденные части конструкции.
  5. Неправильная установка молниеуловителя или ее повреждение несет в себе большую опасность. Поэтому любые самостоятельные действия должны быть проведены очень точно и внимательно.

Установка громоотвода способна сохранить ваше имущество и даже жизни. В современных условиях, когда погодные условия становятся все более экстремальными, такое устройство на даче или в доме становится очень востребованным.

Подготовительные работы в обустройстве молниеотвода

В преамбуле рассказано о том, что может случиться в частном доме, который снабжён молниеотводом, если допущены две ошибки. Первая в том, что приёмник молниеотвода рядом с антенной, возможно, это дало свой эффект. Второй, более грубой ошибкой, стало постоянное сечение канала молниеотвода на всём протяжении. Проще говоря, от металлической полосы приёмника до самого заземления идёт ровно такая же полоса. По всей высоте.

Приёмник молнии может быть тонким, его задача закинуть удочку и ожидать поклёвки. Но чем ниже и ближе к земле линия отвода разряда, тем «толще» она должна становится. В Землю должен быть закопан очень

толстый проводник

. То есть от крыши к земле идем, наращивая сечение молниеотвода.

72e4946357b8f3fad6045e7a6f5de6d5.jpeg

Итак, делаем молниезащиту своими руками на даче, не прибегая к помощи специалистов.

  1. Определяем

    высоту и конфигурацию крыши

    , мысленно накрывая её полусферой от верхней точки громоотвода, который делаем на своей даче.
  2. Радиус полусферы определяем как сечение в

    5 кв.мм. на 1 метр высоты

    . То есть громоотвод на даче высотой в 12 метров (для квадратного дома) должен иметь сечение 12 х 5 = 60 кв. мм. Это полоса 1 см толщиной в 6 мм. Уточним, что это

    минимально

    допустимое значение для точки, в которой труба приёмника будет приварена к каналу отвода разряда. То есть чем ниже будет спускаться эта лента, тем толще она должна быть.
  3. Определяем

    точку крепления трубы

    приёмника молний. Печная труба не лучший вариант – лучше закрепить шест на стене, немного увеличив высоту, чем позволять мощному разряду бить в центр крыши.
    Копаем яму для заземления, чаще всего треугольной формы, как и для.
  4. Высоту шеста, глубину ямы и сечение металла в яме оцениваем по принципу – чем больше, тем лучше, но без фанатизма. Если сделать слишком высокий шест и очень хорошую яму с заземлением, то Ваша дача на свой громоотвод будет

    собирать все молнии в округе

    . Накиньте процентов 10 сверху – этого будет достаточно.

Не вбиваем в землю несколько арматурин! Копаем яму, свариваем между собой несколько металлических прутьев, убеждаемся в прочности сварки, места сварки покрываем защитными составами и после этого закапываем яму.

Выполняем монтаж штыревого приемника и шины

Самая простая конструкция оголовка молниеотвода выглядит, как обычный кусок арматуры с заостренным кверху концом. Считается, что острые края способствуют возникновению разряда и большей эффективности молниеотвода, но на практике особых преимуществ в защите от удара молнии перед обычными штырями не наблюдалось.

Оголовок молниеотвода может выполняться в виде нескольких штырей, закрепленных в одной раме и даже в виде сетчатого каркаса. Некоторые конструкции молниеотводов позволяют в ночное время наблюдать интересное явление – при приближении грозы на остриях начинают зажигаться крошечные разряды молний. Это означает, что скоро будет гроза.

Штырь молниеотвода нужно соединить с токоведущей шиной еще до его установки на крыше. Высота стержня молниеотвода должна быть как минимум на 100-120 см выше верхней точки рядом стоящих дымоходов и вентиляционных труб. Можно взять обычную водопроводную трубу ¾ дюйма, длиной не менее двух метров.

В верхней части молниеотвода отверстие заваривается сваркой, если токоотводящая шина планируется из меди или алюминия, то проще всего использовать электротехнический переходник, позволяющий надежно соединять два контакта из разнородных металлов. Если просто закрепить медную проволоку на стальном штыре, через две-три недели из-за электрохимической коррозии место крепления окислится, и защита от ударов молнии перестанет работать. Молниеотводы и шины промышленного изготовления никогда не красят, металл фосфатируется и покрывается слоем никеля.

f964ae08b9a6a618459cf0146f572e3a.jpg

Разумеется, увеличенное сопротивление на контакте в месте крепления медной шины к стальной трубе не в состоянии остановить сверхсильный удар молнии, но речь идет о другом. Положительно заряженные частицы, которые скапливаются вокруг штыря молниеотвода во время грозы, из-за отсутствия контакта на шине будут перетекать на дымоход и козырьки вентиляции на крыше. В результате удары молнии будут попадать в дымоход, в кровлю и в шину, но не в штырь молниеотвода. Эффект ионизации воздуха вокруг молниеотвода имеет и другие негативные последствия. Прежде всего, шина и крепление молниеотвода под воздействием ионов и влажного воздуха корродирует в 5-10 раз быстрее, чем обычный металл.

После сварки штыря и шины молниеотвода их следует закрепить на крыше. Лучше всего это сделать с помощью хомутов или анкерными болтами. Нужно только следить, чтобы рядом с шиной не оказалось других проводящих деталей, например, кабеля от антенны или ограждения крыши. Не стоит крепить шину молниеотвода на неоштукатуренный кирпич или железобетонную плиту. Удар молнии, как правило, быстро разрушает оба материала.

d4716583039a0dec04553450f07a729d.png

Прежде чем закрепить молниеприемник, нужно установить шину на стены и крышу дома. Главное, чтобы рядом не оказался ввод электросети от ближайшей линии электропередачи. При ударе молнии дуга может проскочить от шины к фазовому проводу, даже если они удалены друг от друга на пару десятков сантиметров. Кроме сгоревшего счетчика и вводного щита, будет крупный штраф за неправильную установку молниеотвода и шины.

Инструкция по изготовлению

Прежде чем устанавливать систему защиты от молний, нужно подготовить проект, произвести расчеты и подобрать необходимые материалы.

На этапе проектирования рассчитывают оптимальный размер молниеотвода, чтобы установка полностью защищала зону застройки вашего участка. Если речь идет о стержневых молниеотводах, способных защитить частный дом или дачу, они обеспечивают защитную зону в форме конуса с углом наклона в 45-50 градусов.

Расчет высоты расположения молниеприемника ведется по формуле h = (rх+1,63hx)/1,5, при этом:

  • h – искомая высота громоотвода стержневого типа;
  • rx – радиус защитной зоны на высоте расположения верхней точки дома, который требуется защитить;
  • hx – высота защищаемого дома.

Данная схема подходит для вычисления громоотводов, высота которых не превышает 150 м, а этого значения с лихвой хватит на частный дом.

При подборе материала изготовления следует обратить внимание на рекомендуемые величины площади поперечного сечения элементов системы. Значения зависят от уровня электрического сопротивления стали, меди и алюминия

Если ориентироваться на технические характеристики металлов, то лучше выбрать медь. Но стальной профиль значительно дешевле.

Сечение токоотвода заметно меньше, чем у остальных элементов, рекомендуется плавно нарастить его толщину по направлению от молниеприемника к заземлению. Наиболее эффективны в работе системы, все элементы которой выполнены из одного металла.

Необходимо правильно подобрать место для установки громоотвода. Конец молниеприемника должен располагаться выше самой высокой точки на участке, а конус зоны защиты должен закрывать дом и, по возможности, другие постройки во дворе. Дом должен полностью попадать в защитный конус, следовательно, чем дальше от дома смонтирован громоотвод, тем выше он должен располагаться.

c32af30db40a1a9988963c5d020b74f6.jpgКонус зоны защиты от молнии и грозы

Дешевле и проще всего смонтировать молниеприемник на крыше, в этом случае не требуется установка специальной опоры требуемой высоты. Не стоит крепить вертикальный штырь молниеотвода по центру крыши. Если расположить его вдоль одной из стен, снижается вероятность того, что молния попадет в кровлю.

Продумайте расположение заземлителя. Во время грозы рядом с этим устройством не должны находиться люди, поскольку в землю будут уходить мощные электрические разряды. Создавая проект, соблюдайте регламентированные расстояния от стен дома, его крыльца и дорожек. Свободный доступ к участку с заземлителем перекрывают ограждением, декоративными посадками, садовыми скульптурами. Рекомендуется установить предупреждающий знак.

Немного теории о практике молниезащиты

Мы гордимся практическими знаниями об электрике, но не верим, что учёные уже поняли, что такое молния – то есть спонтанный разряд атмосферного электричества. В идею о том, что электричество вырабатывают облака, которые «трутся друг о друга» мы тоже не верим. Но мы знаем, что практические методы защиты есть, и они давно доказали свою эффективность. На этом аспекте и сосредоточимся, приняв за теоретическую модель пару законов термодинамики, и ещё почитав о разряде в насыщенной газовой среде.

В этой модели разряд будет происходить между точкой наибольшего потенциала (где-то в облаках) и ближайшей точки минимального потенциала. Заметим, что именно так и происходит в подавляющем большинстве практических случаев. Поэтому мы принимаем за правильную модель громоотвода на даче условную точку над крышей, которая, будучи верхушкой умозрительной полусферы, накроет весь дом.

42b86651630e3b97cc2f17c46eede357.jpg

Радиус этой полусферы задаёт не высота дачного громоотвода, а объём потенциала, который он способен принять и отдать в Землю (потенциал которой относительно бесконечен). Фактически радиус такой полусферы – глубина заземления, и нам осталось понять, как выбрать материалы, чтобы перейти к задаче, как сделать молниезащиту своими руками на даче.

6ccb2f6d8039585e06d89789753975b5.png

Установка громоотвода

Установка заземлителя. В выбранном месте производится разметка и при помощи штыковой лопаты выкапывается траншея в форме равностороннего треугольника – длина стороны должна составлять 1,2 метра, глубина – 60 — 70 см. От одной из вершин треугольника такая же по глубине траншея должна пролегать по кратчайшему расстоянию (перпендикулярно) к стене дома. В эту точку согласно проекту, будет выведен конец токоотвода.

0d395e6d910d9acfb66d5b9688c1121b.jpg

Нижние концы вертикальных элементов заземлителя необходимо заострить, срезав болгаркой уголки – в этом случае вам потребуется меньше усилий, чтобы вогнать электроды в грунт на глубину двух метров. Для забивания используется тяжелая металлическая кувалда. Постарайтесь наносить удары строго вертикально, чтобы не погнуть электроды.

0e25c77d4a6d3a454c06e08a101d2389.jpg

Верхние концы электродов, утопленных по вершинам треугольника, должны немного выступать над дном траншей и располагаться в одной плоскости. При помощи сварочного аппарата к ним привариваются полосы из той же нержавейки, которые формируют металлический треугольник в подготовленных траншеях. Такая же пластина укладывается в траншею, ведущую к фундаменту дома, и приваривается в вершине треугольника.

517a7c1a789e73b45706f818a098e5dd.jpg

Установка молниеприемника. Чтобы укрепить шест на крыше удобнее всего использовать два горизонтальных держателя с хомутами на свободном конце, которые крепятся один над другим к кирпичному кожуху печной трубы при помощи дюбель-гвоздей. Либо можно прикрепить опору для шеста к стропилам, позаботившись о герметизации кровельного покрытия.

4c4720d56a9176d31854832c02749041.jpg

Токоотвод прокладывается по кровле, а затем по стене вертикально вниз и крепится к кровельному покрытию и строительным конструкциям при помощи полукруглых хомутов из пластика или металла. Нижний конец токоотвода требуется прикрепить к пластине заземлмтеля, выведенной к стене дома. Для этого в пластине сверлится отверстие, в которое устанавливается прочный нержавеющий болт с шайбой, гайкой и контргайкой. Между шайбой и гайкой плотно зажимается намотанный на несколько витков вокруг болта зачищенный конец токоотвода. Затем траншеи закапываются.

11c263974f27b657bdb93ac0ab057b7d.jpg

Проверка. Смонтированную систему требуется проверить при помощи мультиметра. Выполняется замер сопротивления – прибор должен показать значение, не превышающее 10 Ом. Если результат не соответствует требуемому, проверьте все стыки конструкции – везде должна быть обеспечена хорошая электропроводимость.

c54660f8565d833bcd68c6b0404f6006.jpg

Заключение. Правильно смонтированный громоотвод на крыше способен обезопасить дом и рядом расположенные строения от попадания молнии.

Видео по теме «громоотвод в частном доме своими руками»:

Стоимость проектирования системы молниезащиты

Тип здания Стоимость, руб.
Частные дома От 4 000,00
Административные здания От 10 000,00
Промышленные здания От 15 000,00

при отсутствии планов, чертежей в формате *.dwg стоимость проекта увеличивается на 5000,00 руб.

В своей работе мы используем только обрудование мировых производителей!

Сроки проектирования – от 5 рабочих дней, стоимость — от 5 тысяч рублейГарантия на систему – 2 года с момента подписания акта приема-сдачи.Проводим монтаж не только в Москве и Московской области, но и в регионах! Кроме того, осуществляем работы по проведению замеров на объектах с выдачей протокола.

Что такое молниезащита и почему она так важна

Перед тем как начинать разработку молниезащиты для своего дома или дачи, нужно разобраться, что такое громоотвод в принципе и как организовать его установку. Молниеотвод – система проводников, которые отводят электрический разряд в землю так, чтобы он не причинил вреда защищаемому объекту. Задача любого громоотвода – оградить здание от попадания в него молнии. На этом видео с громоотводом в действии можно прочувствовать всю мощь стихии.

e80d1f926e74efaad844a02493c4287d.jpgМеталлическая кровля наиболее опасна

Залог защиты от молнии – комплексный подход ↑

Молниезащита частного дома – достаточно широкое понятие. Прежде всего, она подразделяется на два подвида: внешнюю и внутреннюю. Только комплексный подход и правильное устройство как внешней, так и внутренней защиты гарантирует безопасность дома.

Внешней составляющей молниезащиты является громоотвод. В зависимости от конструкции молниеприемника различают несколько разновидностей:

  • стержневой;
  • тросовый;
  • сетчатый.

Самым популярным видом громоотводов для частного дома является стержневой. Это обусловлено простой конструкцией и легкостью изготовления своими руками. Тросовый молниеотвод представляет собой один или несколько металлических канатов, натянутых на опорах над крышей дома. Не менее эффективным типом молниеотвода является сетчатая конструкция. Это металлическая сетка с заземлением, которая порывает крышу по всей поверхности.

834656b9bc3d5c656d3b0a5ba9d83bff.jpgУстройство молниезащиты

Внутренняя молниезащита должна обезопасить дом, его жильцов и все, что в нем находится от последствий удара молнии. Разряд такой мощности не может пройти бесследно, даже если на его пути встанет хороший громоотвод. Образуется сверхмощное электромагнитное поле, в зону действия которого попадают все проводники, чаще всего – инженерные коммуникации: газопровод, водопровод, отопительная система. Возникает сильное перенапряжение.

Для внутренней защиты здания и электроприборов устанавливают специальный аппарат – ограничитель перенапряжений или УЗИП – устройство защиты от импульсных перенапряжений. Это оборудование в комплексе с качественной наружной молниезащитой сделают дом защищенным от удара молнии.

73b8248783909ceb2e2faa0eb9f97c66.pngВнутренняя молниезащита также важна

Для того чтобы собственноручно спроектировать, изготовить и установить защиту от грозы в своем доме, нужно разобраться, из каких элементов она состоит. Молниеотвод в частном доме состоит из нескольких составляющих:

  • молниеприемник;
  • токоотвод;
  • заземлитель.

Простым языком принцип действия молниезащиты можно описать так: молниеприемник «собирает» все молнии в зоне своего действия и направляет их по токоотводу в землю.

Молниеприемник – та часть громоотвода, которая первая принимает на себя удар молнии. Самым распространенным вариантом самодельных громоотводов является стержневой тип. В зависимости от размеров и конфигурации дома, он может быть установлен на крыше или на отдельно стоящей опоре.

2f5ddad2ced5bc62c6a197696e21aac9.jpgСтержневой молниеприемник на крыше

Токоотвод – проводник, который направляет молнию в землю. Он представляет собой медный, стальной или алюминиевый провод. Главное условие – токоотвод не должен соприкасаться с другими металлическими частями дома.

Заземлитель – металлические прутья, которые отводят ток в землю. Чаще всего заземлитель имеет вид трех длинных отрезков профиля, вкопанных в почву. Между собой они соединяются треугольником. Все элементы молниезащиты в частном доме соединяются между собой при помощи сварки. Если такой возможности нет, используют болтовое соединение.

Естественные молниеотводы

Кроме этого имеется естественные молниеотводы. Наши предки вольно или невольно тоже имели хорошую молниезащиту. Традиция высаживать около дома березу спасла не одну жизнь и не один дом. Береза, несмотря на то что она не очень хорошо проводит электрический ток, является замечательным молниеотводом и одновременно обеспечивает заземление. А все из-за мощной корневой системы, которая расползается почти на поверхности почвы. За счет этого энергия молнии при попадании в дерево растекается по большой площади и благополучно уходит в землю. Сосна и ель в качестве молниезащиты даже лучше, но не сравнятся с березой из-за хрупкости древесины.

Как устроена защитная система громоотвода

Громоотвод (молниеотвод) конструктивно состоит из трех частей:

  • молниеприемник – высотная металлическая конструкция над домом (стержневой, тросовый или сетчатый вариант);
  • опора для молниеприемника, бывает необходима в случаях, если молниеприемник устанавливается не на крыше здания, а отдельно на участке;
  • токоотвод (занижение) – проводник от молниеприемника к заземлению;
  • заземление – устройство для стока грозового разряда в землю.

Понять, как работает громоотвод, способен любой: молниеприемник из металла, который установлен на участке выше остальных строений и элементов, во время непогоды «вызывает» на себя грозовые разряды электричества и, по токоотводу, посредством контура заземлителя перенаправляет их в толщу грунта. Действие любого громоотвода имеет, ограниченный площадью и высотой, конусообразный характер. На практике его зовут конусом безопасности. Геометрические параметры этой объемной фигуры индивидуальны для каждого рассматриваемого участка и громоотвода.

Известны и допускаются к установке три разновидности конструкций молниеприемников:

  • стержневая (штыревая);
  • линейная (тросовая);
  • сеточная.

2a7ba2639d34ad84a93ff5273f2486f5.jpg

Конструкций молниеприемников

Стержневая защита

Стержневая защита — это молниеприемник, выполненный из металлического стержня (трубки, уголка или прямоугольного профиля) и установленный на крыше жилья или на отдельно-стоящей мачте. Подходит для любой крыши с металлическим покрытием. Рис 3.

Линейный (тросовый) молниеотвод

Для невысоких строений с крышей из шифера или дерева рекомендован линейный молниеотвод — натянутый вдоль конька крыши трос сечением не менее 0,5 см, соединенный с заземлением с каждого конца. Крепится он на деревянных опорах на высоте не менее 0,5 м над коньком крыши. Токоотводы проходят в этом случае вдоль стен дома, в защитных трубах. Если опорные мачты расположены верно, то грозовое электричество будет уходить в почву за границы защищаемого участка. Рис 1.

Сеточный молниеприемник

Такая защитная конструкция изготавливается в виде сетки из металлических прутьев и укладывается поверх кровли защищаемого дома. Ее узлы фиксируют с помощью сварки. Закрепляется она на специальных держателях либо укладывается непосредственно на кровлю, если повышение температуры не несет опасности материалу кровли.

Выполняя громоотвод из сетки, токоотводы делают по всему ее периметру. Заземлителем в этом случае является замкнутый горизонтальный контур с усилением в местах присоединения токоотводов. Рис 2.

Громоотвод делать или нет

Физический износ электросетей старого жилого сектора, нуждающиеся в ремонте электроустановки, эксплуатируемые в сельских домах, растущие в геометрической прогрессии дачные постройки делают проблему молниезащиты достаточно актуальной. При этом владелец любой формы собственности должен четко понимать, что от своевременно принятого решения и его практической реализации зависит жизнь близких и окружающих его людей.

760c85384c31696ddd63b70176766a3b.jpg

Грозозащитой принято считать недопущение поражения прямым ударом молнии людей, коммуникаций, построек, а также проявление ее вторичных признаков. О долговечной и безопасной эксплуатации дома стоит позаботиться еще на стадии его проектирования. Пользуясь установленными стандартами (ГОСТ Р МЭК 62305-1-2010 «Защита от молнии» Ч.1 и Ч.2), можно определиться с выбором защиты, его экономической выгодой. Неоспоримо одно: громоотвод для дачного дома, коттеджа, загородного строения будет тем надежнее, чем он дороже.

Внимание! Несерьезное отношение к вопросу изготовления и установки молниеотвода, недостаток знаний, опыта может только усугубить ситуацию. Поэтому, лучше не делать никакой громоотвод, чем сделать его неправильно

Что происходит во время грозы и удара молнии

Процесс образования электрического разряда в землю достаточно сложен и плохо предсказуем. Даже современная техника и методы расчета не могут указать на место удара молнии. Поэтому принцип действия молниеотвода строится на так называемой инициализации или провокации разряда молнии.

cb43aaf444f621d8c8e408c660f514db.png

С первыми признаками грозы за счет мощного электрического поля в воздухе над высокими объектами, антеннами и оголовками молниеотводов резко увеличивается количество положительных зарядов. Еще нет грозы и ударов молнии, а над верхушками уже скопились огромные облака из заряженных ионов. Источником стекающих вверх зарядов является поверхность земли.

Любой человек может даже почувствовать запах этих зарядов, всем известно, как перед грозой усиливается влажность, выразительнее становятся запахи растительности и сырой земли. Если коснуться своими руками молниеотвода, то можно испытать небольшой удар током.

Так как молниеотвод соединен с грунтом, то вокруг оголовка и шины молниеотвода скапливается самый большой потенциал зарядов, поэтому удар молнии приходится именно в металлические части защиты, а не в крышу или соседний дом.

9510f74f0627589423f8b746a12569d9.png

В некоторых случаях молниеотводы и шины дополнительно оборудуют грозовыми разрядниками или вентильной защитой. По сути, это контур, согнутый из шины в виде кольца или эллипса с разрывом. По мере увеличения напряженности поля накопившийся заряд разряжается на контуре, тем самым уменьшает вероятность удара молнии именно в этот объект. В первую очередь подобными молниеотводами с вентильной защитой оборудуются объекты, для которых удары молнии могут привести к катастрофическим последствиям, например, хранилища топлива, трансформаторные подстанции или линии электропередач

43bfb8c391c9761c618427c4a462dc0b.jpg

Откуда берется молния

Всему причиной веселые облачка, которые при приближении грозы постепенно нарастают и превращаются в темные громады кучевого типа. Верхние слои влаги в воздухе превращаются в мелкие кристаллики льда, а нижние остаются в виде капель воды. Так и получились две пластины гигантского конденсатора.

Громадные структуры движутся в воздухе и заряжаются в результате трения: верхние слои накапливают положительные ионы, нижние – отрицательные электроны. Всему есть предел, и накопленный потенциал превращается в электрический разряд. В итоге, «пробивает» там, где наименьшее сопротивление: высокие деревья, крыши домов и … громоотводы!

Подготовительные расчеты

Стоит понимать, что каждое устройство имеет свои ограничения по способу и зоне действия. Это относится и к громоотводу

Последний способен защитить только определенную территорию, которую важно правильно рассчитать при проектировании. Чаще всего громоотвод представляет собой мачту определенной высоте

Если посмотреть на нее сверху, то верхушка мачты будет центром окружности, которая и является зоной защиты громоотвода. Это зона имеет максимальную площадь только на уровне земли и уменьшается к верхушке мачты, образуя при этом конус. В расчет берется и вторая окружность, которая образуется на уровне кровли и должна покрывать всю верхушку здания. Зная, что собой представляет зона покрытия, можно легко произвести расчеты требуемых параметров громоотвода для конкретных условий.

2ed3e973bb377ceb123c17292c26d7de.jpg

Принято считать, что громоотвод обеспечивает защиту в двух зонах. Одна считается наиболее надежной, а вторая имеет уровень безопасности в 95%. Для каждой из этих зон есть свои формулы, которые позволяют получить требуемые цифры

Переменными, которые берутся во внимание является высота воображаемого конуса, которая обозначается как hy. Выше было сказано, что необходимо знать зону защиты на уровне кровли, поэтому в формулах фигурирует также высота конструкции, которую можно обозначить как hc

Радиус зоны защиты громоотвода на уровне земли можно обозначить как Rс, а на уровне кровли Rз. Для проведения расчетов не хватает переменной, которая бы указывала на общую высоту мачты громоотвода, она обозначается как hг. Имея все данные, можно вывести высоту воображаемой фигуры:

  • hy=0,85×hг.

Зная общую длину мачты, легко определиться с окружностью, которая находится под защитой громоотвода на уровне земли:

  • Rс=(1,1-0,002)×hг.

Также есть простая формула для определения безопасной окружности на уровне кровли здания:

  • Rз=(1,1-0,002) × (hг-hc÷0,85).

Для второй зоны безопасности с меньшим процентом защиты формулы немного отличаются:

  • hy=0,92×hг;
  • Rс=1,5×hг;
  • Rз=1,5×(hг-hc÷0,92).

Для каждого этапа расчетов необходимо уделить достаточно времени, чтобы конструкция громоотвода выполняла свою роль.

Молниеотвод разновидности и их конструкции

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

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

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

  1. Стержневой молниеприемник. Это устройство знакомо практически всем жителям частного сектора – оно представляет собой обыкновенную металлическую мачту, поднятую на пару метров над верхним краем крыши. Такая мачта может стоять как на крыше дома, так и немного в стороне от постройки или рядом, вдоль стены дома. Фактически отдельно стоящий молниеприемник в плане изготовления более простой – сама мачта одновременно является и приемником грозовых разрядов и токоотводом. Она напрямую подключается к контуру заземления самым что ни на есть жестким способом (сваркой).

    Стержневой молниеотвод фото

  2. Линейный, или, как его еще называют, тросовый молниеотвод. Чтобы проще было понять о чем идет разговор, этот молниеприемник можно представить в виде натянутой между двумя небольшими мачтами проволоки или троса – отсюда и его название. В чем основное отличие такого устройства от обычной мачты? В возможности полностью улавливать все разряды молнии, не позволяя даже малой их части попадать на металлические элементы строения. В большинстве случаев такой молниеприемник соединяется с контуром заземления посредством отдельной мощной токоотводящей жилы – это может быть либо медный кабель большого сечения, либо металлическая полоса или прут.

    Тросовый молниеотвод фото

  3. Сетчатый приемник молний. Его суть заложена в самом названии – такой токоприемник укладывается непосредственно на крышу дома. Сверху кровельного материала из толстых токопроводящих жил создается полноценная сетка, которая и принимает на себя все разряды молнии. Дальше все стандартно – посредством токоотводящего кабеля или толстой стальной полосы (либо прутка) разряды статического напряжения направляются в контур заземления, где и рассеиваются, не причиняя вреда строению.

    Сетчатый молниеотвод фото

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

Подготовительные мероприятия

Перед тем как сделать громоотвод необходимо провести подготовку

Причем по важности этот этап ничем не отличается от собственно процесса установки молниезащитной системы. Понадобится произвести расчеты согласно формуле, подобрать материалы и найти правильное место для установки молниезащиты

Формула расчета

Молниезащита — достаточно сложная и ответственная в силу выполняемых задач система. При ее планировании необходимы точные расчеты и оценка потенциальных рисков. В то же время необходимости в чрезмерно сложных математических вычислениях нет. Нужно лишь определить зону действия системы, исходя из формул. Для стержневого молниеотвода существуют коэффициенты, применяемые для расчета нужной высоты устройства. Используется такая формула:

2f92d5fa5ce717e29a8583d7384132b7.jpg

Она подходит для громоотводов высотой до полутора метров, что вполне достаточно для обеспечения защиты частного дома от ударов молнии.

Материал для громоотвода

Для создания защитной системы понадобятся конструкционные материалы. Придется сделать выбор из стали, меди или алюминия. При этом площадь необходимого поперечного сечения будет отличаться, что продиктовано разным сопротивлением каждого вида из перечисленных металлов. Чтобы объяснить сказанное более наглядно, внизу приведена таблица, в которой указаны минимальные требования к компонентам молниезащиты, исходя из вида металла:

Материал Молниеприемник Токоотвод Заземлитель
Площадь сечения, мм Диаметр, мм Площадь сечения, мм Диаметр, мм Площадь сечения, мм Диаметр, мм
Медь 35 7 16 5 50 8
Сталь 50 8 50 8 100 11,5
Алюминий 70 9,5 25 6 Не применяется

Исходя из данных, представленных в таблице, оптимальный выбор материала — медь. Однако наиболее дешевым вариантом громоотвода, изготовленного своими руками, является сталь.

e81b0afcb86e5edafd86a6303755d84e.jpg

Токоотвод отличается меньшим сечением в сравнении с другими компонентами защитной системы. Рекомендуется постепенно увеличивать его толщину от приемника к заземлительному контуру.

Совет! При создании молниезащиты желательно применять один и тот же вид металла для всех элементов конструкции.

Для изготовления молниезащиты необходимы такие материалы и инструменты:

  1. Молниеприемник. В случае со стержневой системой понадобится металлический заостренный штырь. Также подойдет ТВ-мачта или антенна для приема радиосигналов. В продаже имеются готовые приемники, например, GALMAR или SCHIRTEC.
  2. Металлическая проволока нужного сечения.
  3. Устройства для заземления (металлические штыри, трубы или лента).
  4. Пластиковые фиксаторы, скобы, болты.
  5. Инструменты для выполнения работы (сварочный аппарат, электродрель, молоток, лопата).

854b89117a13361c7df05cc4d4c5102d.jpg

Место установки

Громоотвод следует располагать на наиболее высокой точке из имеющихся на участке. При этом нужно помнить про защитную конусообразную зону. Громоотвод должен находиться в таком месте, чтобы здание полностью было покрыто защитой. Получается, что, чем более отдален громоотвод от дома, тем выше он должен быть.

По финансовым соображениям предпочтительнее разместить молниеприемник на кровле здания. В этом случае не понадобится сооружение высокой опоры, которая к тому же вряд ли будет эстетически привлекательной.

Совет! Не рекомендуется установка громоотвода в центральной части крыши. Лучше поставить приемник с краю кровли и зафиксировать его к стене. При таком подходе уменьшается риск попадания молнии в какую-либо часть кровли.

Отдельный вопрос — правильное размещение заземлительного устройства. При ударе молнии высокомощный разряд проходит в землю и в этот момент рядом с заземлителем не должны находиться живые существа. Поэтому разработаны требования к минимальным расстояниям от заземления к стене дома — 1 м и до пешеходных дорожек — 5 м. Заземляющее устройство должно быть установлено в таком месте, где нет вероятности нахождения людей. К тому же, вокруг заземлителя следует установить ограждение и поставить рядом предупреждающий знак.

Обратите внимание! Эффективная работа заземления возможна только во влажном грунте. Это нужно учитывать при выборе места для заземлительного контура

Если постоянно мокрый участок отсутствует, следует задуматься об искусственном орошении.

Какие бывают молниеотводы конструктивные разновидности

276f71b8ba54b5d5d01cb618e6891d7e.jpg

Молния действует предсказуемо, несмотря даже на полную непредсказуемость этого природного явления – она не выбирает цель, а бьет в самый высокий предмет.

В целом, громоотвод, как уже было отмечено, собой в конструктивном плане представляет довольно нехитрое устройство

Однако важно учитывать некоторые тонкости для того, чтобы он работал корректно и обеспечивал хорошую защиту.
Так железный приемник молний следует поднять над крышей самого высокого поблизости строения на несколько метров. Его укрепить можно и на самой постройке, и на отдельном шесте неподалеку.
Токоотвод собой представляет довольно толстую жилу, которая может быть изготовлена как из меди, так и из железа

Назначение его – передача тока от молниевого приемника к заземлительному контуру.
Контур заземления. Он обеспечивает передачу тока непосредственно в землю по тоководу.
Все без исключения громоотводы работают именно по такому принципу. Причем, токоотвод и контур заземления всегда остаются без значительных изменений. Говоря о разновидностях громоотвода, как правило, подразумевают различия в молниевом приемнике. Именно об этом и пойдет речь в остальной части данной статьи.

Расчет двойного стержня

Примерно те же действия проводят и при расчете двойного стержневого молниеотвода и, в принципе, группы таковых. Здесь лишь нужно учесть расстояние L, на котором штыри находятся друг от друга. Построив круговые зоны защиты каждого из них, смотрят на их пересечение. Если все защищаемое пространство лежит в их пределах, значит, надежная защита обеспечена. По тому же сценарию можно определить зоны защиты разновысоких устройств.

Зона защиты тросового молниеотвода, точнее, ее основание имеет форму скругленного прямоугольника. Для одиночного устройства этого типа высотой h менее 150 м принимаются следующие допущения:

  • при h
  • при h

где hоп – высота опоры.

Тогда для зоны на уровне земли принимаются габариты:

h0 = 0,85h; r0 = (1,35 – 0,0025h)h; rx = (1,35 — 0,0025h)(h — hx/0,85).

Для зоны, находящейся на некоторой высоте hx, эти размеры задаются следующим образом:

h0 = 0,92h; r0 = 1,7h; rx = (h — hx/0,92).

Как и в случае со стержневым молниеотводом, тросовое устройство также имеет формулу, позволяющую определить любые его параметры по заданным, а именно:

h = (rx + 1,85hx)/1,7.

С ее помощью можно определить необходимую высоту устройства, по известным параметрам площади, нуждающейся в защите, и ее высоте расположения или провести обратную процедуру.

На самом деле, расчет зон защиты молниеотводных устройств немного сложнее. Описанные методы показывают лишь принципы, на которых он строится. Более подробную информацию можно без труда найти в специальной литературе.

Выводы

Обустроить у себя на участке качественный громоотвод может каждый. Для этого потребуется не так много сил и времени

Но при этом крайне важно соблюсти все требования, которые были указаны выше. Ведь не стоит забывать, что величина разряда внутри молнии достигает миллионов вольт

Так что халатное отношение к обустройству молниеотвода может послужить причиной несчастного случая и нанесения вреда постройкам на участке.
1. СК Лайт Проф http://www.light-prof.ru/catalog — производство готовых молниеотводов, услуги по установке системы на месте.
2. Компания Ezetek http://ezrf.ru/goods/flash/ — молниеотводы и мачты по доступным расценкам, услуги по установке комплекта на объект.
3. АЛЕФ ЭМ http://www.groze.net/komplektuyushhie_dlya_molniezashhity.html — Молниезащита, заземляющие устройства, оказание услуг по доставке и монтажу приобретенных комплектов.
4. Хакель Рос http://www.zandz.ru/molniezashchita — отечественная компания, продающая комплекты для защиты от молнии и комплектующие к ним.
5. НПП ЭСТ http://www.uziprov.ru/shop/trosovyi-molnieotvod/ — тросовые молниеотводы и комплектующие к ним, компания изготавливает системы любой сложности и предлагает услуги по монтажу комплектов.

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here