0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Схема монтажа троссового молниеприемника

Особенности тросового молниеотвода

Основой тросового молниеотвода, как это следует из названия, составляет оцинкованный металлический (как правило, используется сталь) трос. При этом рекомендуется, чтобы площадь его сечения равнялась не меньше 35 кв. мм.

Типы и особенности

Тросовые молниеотводы используют там, где другие варианты достаточно сложны в монтаже, например, на протяженных крышах и высоковольтных линиях. Впрочем, иногда их размещают и на небольших коттеджах.

Одним из недостатков тросового молниеотвода является то, что трос заметен на кровле, но при желании его можно замаскировать. В некоторых ситуациях тросовые молниеотводы допустимо размешать не на самом защищаемом объекте, а вблизи него.

Тросовая молниезащита бывает двух типов:

  • одиночная;
  • двойная.

Для одиночной достаточно всего двух мачт, между которыми натянут трос. И у каждой мачты при этом есть связь со своим отдельным токоотводом, заземлителем и молниеприемником.

В определенных случаях на здании устанавливают сразу четыре мачты. Их соединяют двумя тросами, причем так, чтобы они располагались параллельно друг другу на одной высоте.

При ударе молнии они действуют совместно как единое целое — это и есть двойной тросовый громоотвод.

Нюансы расчета

Проектирование тросового молниеотвода, как и его монтаж, в большинстве случаев является довольно сложной задачей, которая требует обращения к профессионалам.

Еще на этапе проектирования обязательно нужно провести расчет молниезащиты — то есть определить конкретную площадь действия и другие параметры.

Расчет ведется по достаточно сложным формулам, в которых должны быть учтены, в частности, следующие показатели:

  • высота опоры троса;
  • ширина и длина зоны тросового молниеотвода (как на уровне сооружения, так и на уровне земли);
  • ожидаемое поражение количеств молнией в год.

Сам монтаж должен строго соответствовать правилам устройства электроустановок (ПУЭ), и поэтому имеет немало тонкостей, о которых неподготовленный человек может не знать.

Монтаж

Тросы соединяют с мачтами и токоотводами болтовыми зажимами. Необходимо по два таких зажима на каждое соединения. Если крыша отделана возгорающимися материалами (пластик, дерево и т. д), то тросы должны находиться на расстоянии 10-15 сантиметров от поверхности.

Наращивание троса возможно лишь путем счаливания с длиной перехлеста не мене полутора метров. Для того чтобы предохранить трос от пережигания током молнии и сделать более надежным заземление опор, используется подвесной изолятор с так называемым искровым промежутком.

Кроме того, некоторые элементы будущей молниезащиты следует соединять сваркой, и сечение сварного шва должно быть хотя бы в три раза выше номинального сечения троса.

Нежелательно, чтобы пролеты были более 15 метров, во избежание этого рекомендовано устанавливать дополнительные опоры. Опоры тросового молниеотвода должны быть оборудованы небольшим проволочным кольцом, через которое и будет проходить трос.

Опоры и мачты должны быть достаточно крепки, чтобы выдерживать вес конструкции при сильных порывах ветра. Стоит также помнить, что чем меньше будет угол между воображаемой вертикалью, проходящей через трос, и линией, соединяющей трос с крайним проводом (это называется защитным углом, и его величина, согласно стандартам, должна равняться 20-30 градусам), тем эффективней будет тросовый молниеприемник.

Сравнение с другими вариантами

Помимо тросовой, существует также стержневая и сетчатая молниезащита. Сетчатая — самая сложная по исполнению, а стержневая, как и тросовая, довольна проста по конструкции. Отличительной особенностью стержневой системы является наличие вертикального штыря, который и принимает на себя удар молнии.

Практика показывает, что стержневые молниеотводы защищают гораздо меньшую площадь, чем тросовые, и поэтому многие останавливаются именно на втором варианте из этих двух. Он является компромиссом между обычным штырем (мачтой) и сеткой.

В конечном счете, выбор той или иной молниезащиты будет зависеть от специфики здания или сооружения, состояния электроприборов, типа заземления электрической сети, частоты гроз в конкретной климатической зоне.

Типы молниеприёмников: мачта, трос и сетка

В целях обеспечения безопасности людей, сохранности сооружений, оборудования и материалов от тепловых, механических и электрических воздействий молнии, разработана особая система защитных мер безопасности – молниезащита, представляющая собой комплекс технических решений и специальных приспособлений.

Нормативное регулирование

Требования к организации систем молниезащиты зданий и сооружений, расположенных на территории Российской Федерации, регламентируются следующими нормативными документами:

  • «Инструкцией по молниезащите зданий и сооружений» РД 34.21.122-87
  • «Инструкцией по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций» CO 153-34.21.122-2003.

Разрабатывая систему защитных мер объектов от ударов молнии, проектные организации могут руководствоваться положениями любой из указанных инструкций или использовать их комбинацию.

Элементы молниезащиты

Полный комплекс мер молниезащиты наземных объектов подразумевает сочетание систем внешней — защита от прямых ударов молнии и внутренней молниезащиты — устройства защиты от вторичных воздействий (наводок и импульсного перенапряжения). Внешняя молниезащита обеспечивает минимальный шанс прямого попадания молнии в сооружение, защищая тем самым его от повреждений. Она берет на себя удар молнии, который затем отводится в грунт.

Комплекс мер внешней системы молниезащиты включает в себя три элемента:

Молниеприёмник (громоотвод, молниеотвод) – это устройство, предназначенное для перехвата молнии. Принцип действия молниеприемника состоит в том, что удар молнии приходится на наиболее высокие и хорошо заземленные металлические сооружения. Следовательно, если объект расположен в зоне защиты молниеотвода, то он не будет поражен молнией.

Токоотвод – устройство, выполняющее отвод тока молнии с молниеприемника на заземление. Устанавливается на стену сооружения и водосточные трубы. Представляет собой омедненную проволоку или полосу, которая тянется от молниеприёмника к заземлителю.

Заземлитель — устройство, выполняющее отвод 50% и более тока молнии, прошедшего по токоотводу в землю. Оставшийся ток распределяется по примыкающим к сооружению коммуникациям. Заземлитель — единственный элемент внешней молниезащиты, погруженный в грунт. Заземляющими электродами могут служить элементы разных размеров, материалов и форм, соответствующие требованиям нормативных документов.

Установить внешнюю молниезащитную систему можно как на самом защищаемом объекте, так и изолированно: в виде отдельно стоящих молниеприемников и соседних сооружений, выполняющих функции естественных молниеотводов.
Внутренняя молниезащита включает в себя комплекс устройств, защищающих от импульсных перенапряжений (УЗИП) и выполняющих функции ограничения магнитного и электрического полей молнии, предотвращая тем самым искрения внутри объекта защиты.

2. Молниеприемник как часть системы молниезащиты

Систему молниезащиты организуют по принципу максимального использования естественных молниеотводов. В случаях, когда обеспечиваемая ими защищенность недостаточна, то комбинируют со специально установленными элементами (искусственными молниеприемниками).

Простота устройств, отсутствие необходимости в специальном техническом обслуживании и сравнительно надежная защита объекта от поражения ударами молнии, обеспечили молниеприемникам пассивной системы молниезащиты наиболее широкое распространение на практике.

Выделяют следующие типы пассивных молниеприемников:

Молниеприёмники изготавливают из различных материалов: алюминий, медь, нержавеющая или оцинкованная сталь, с учетом минимальных сечений для каждого из них согласно нормативным документам.

Стержневой молниеприемник (мачта)

Стержневые молниеприемники-мачты, установленные на вышках

Стержневой молниеприемник (или молниеприёмная мачта) представляет собой вертикальное устройство высотой обычно от 1 до 20 метров на крыше сооружения или рядом с ним, установленное таким образом, чтобы зона защиты покрывала защищаемый объект. Специальные зажимы, используемые при установке мачт, позволяют крепить их как к вертикальным (стена), так и горизонтальным (земля, крыша) поверхностям. От каждой мачты монтируют два токоотвода. Если молниеприемник располагают на кровле сооружения, то используемое заземляющее устройство представляет собой горизонтальный контур, который усиливают в точках опусков токоотводов вертикальными заземлителями. Заземляющее устройство отдельно стоящих мачт выполняют тремя вертикальными заземлителями, объединенными между собой по типу «куриной лапы». Стержневые молниеприемники (мачты) выбирают в основном для защиты небольших зданий, не сложной архитектуры.

Тросовый молниеприемник

Конструкция тросового молниеприемника состоит из двух мачт и натянутого между ними стального троса. К концам троса примыкают по одному токоотводу с заземлителем по типу «куриной лапы». При правильном расположении опорных мачт грозовые разряды уходят в землю за пределы защищаемого объекта. Тросовую молниезащиту широко применяют для невысоких строений. Стержневые и тросовые молниеприемники подразделяются на одиночные, двойные и многократные, образуя общую зону защиты объекта. Многократные молниеприемники используют для защиты крупных зданий или нескольких сооружений, занимающих значительную территорию.

Молниеприемная сетка

Молниеприемная сетка, установленная на крыше здания

Конструкция молниеприемника изготавливается в виде сетки из металлического прутка на крыше защищаемого сооружения. Молниеприемную сетку укладывают на кровлю здания с шагом (размером ячеек) от 5х5 м до 20х20 м в зависимости от категории молниезащиты объекта. Распространённый вопрос, который возникает при проектировании, — можно ли укладывать молниеприемную сетку непосредственно на кровлю крыши. На самом деле, сетку можно укладывать прямо на кровлю или под утеплитель (см. пункт 2.11. в инструкции РД 34.21.122-87). По инструкции СО 153 3.2.2.4. если повышение температуры представляет для объекта опасность, то расстояние между токоотводом и горючей кровлей или стеной, должно быть больше 0,1 м. При этом металлический зажим может быть в контакте с горючей стеной. Если стена или кровля являются горючими, но повышение температуры для них не опасно, то разрешается крепление непосредственно к стене.
Токоотводы монтируют по всему периметру молниеприемника с шагом от 10 до 25 м (зависит от уровня защиты). Тип кровли защищаемого сооружения (мягкая или жесткая) определяет способ крепления «сетки» к поверхности крыши. При соблюдении условия не горючего основания, молниеприемная сетка может быть уложена в «кровельном пироге». Заземлитель для данного типа молниеприемника представляет собой замкнутый горизонтальный контур, усиленный в точках опусков токоотводов.

3. Категории молниезащиты

Выбор типа молниеприемника зависит от того, к какой категории по устройству молниезащиты относится строение.
Нормами установлены три категории устройств молниезащиты в зависимости от взрывной и пожарной опасности, вместимости, огнестойкости и назначения защищаемых объектов, а также с учетом среднегодовой продолжительности гроз в географическом районе расположения объекта, см. категории молниезащиты в таблице № 1 из пункта 1.1. в РД 34.21.122-87:

Категории молниезащиты по РД 34.21.122-87

I категория молниезащиты

Для молниезащиты строений, относящихся к I категории, используются молниеприемные мачты или тросовые молниеприемники,
см. пункт 2.1. в РД 34.21.122-87. Обязательным условием является обеспечение зоны защиты типа А в соответствии с требованиями приложения 3.

II категория молниезащиты

Для молниезащиты строений II категории, имеющих неметаллическую кровлю, применяются молниеприемные мачты или тросовые молниеприемники, устанавливаемые изолированно или на самом защищаемом объекте см. пункт 2.11 в РД 34.21.122-87. При этом обязательным условием является обеспечение зоны защиты в соответствии с требованиями приведенной в статье таблицы и приложения 3 в РД 34.21.122-87. Если устройства молниезащиты расположены на объекте, то для каждой молниеприемной мачты или стойки тросового молниеприемника необходимо не менее двух токоотводов. Для обеспечения молниезащиты сооружений, уклон кровли которых не превышает 1:8, может использоваться молниеприемная сетка.
В качестве материала для изготовления молниеприемной сетки применяют стальную проволоку диаметром не менее 6 мм. Конструкцию с шагом ячеек не более 6х6 м укладывают на кровлю здания поверх или под огнеупорные материалы. Металлические конструкции, возвышающиеся над крышей строения, необходимо присоединять к молниеприемной сетке, а не металлические — оборудовать дополнительными устройствами защиты от удара молнии, так же закрепляя их с «сеткой».
Сооружения с металлическими фермами, кровли которых построены с использованием огнеупорных материалов, не требуют установки устройств молниезащиты. Металлическая кровля строений сама выступает в качестве молниеприемника. При этом устройствами молниезащиты необходимо оборудовать все возвышающиеся над крышей неметаллические элементы объекта защиты. Токоотводы монтируют от металлической кровли или молниеприемной сетки с шагом 25 м по периметру здания. Для всех типов молниеотводов, используемых для защиты строений II категории, обязательно выполнение требования пункта 2.6 в РД 34.21.122-87.

Читать еще:  Схема обрезки одногодичного абрикоса

III категория молниезащиты

Для молниезащиты строений, относящихся III категории, применяют один из указанных выше способов (молниеприемные мачты, тросовые молниеотводы или сетку) с соблюдением действующих требований.
По возможности, в качестве токоотвода применяют металлические конструкции самого защищаемого объекта. Обязательным условием при этом является непрерывная электрическая связь в соединениях конструкций с остальными элементами системы внешней молниезащиты (молниеприемниками и заземлителями). Расположенные снаружи здания токоотводы необходимо монтировать на расстоянии не более 3 м от входов или в местах, не доступных для прикосновения людей.
Нормативными документами по организации молниезащиты наземных объектов не предусмотрено никак требований к расстоянию между отдельно стоящим молниеотводом и объектом защиты, его подземными коммуникациями. Применяя молниеприемную сетку для строений III категории, необходимо предусмотреть шаг ее ячеек не более 12 х 12м.

4. Зоны защиты стержневых и тросовых молниеприемников

Выбор количества и высоты стержневых и тросовых молниеотводов должен производиться с помощью расчета их зон защиты.
Под зоной защиты понимают площадь заданной геометрии в окрестности молниеприемника, на которой вероятность прямого удара молнии в размещенный там объект не превысит заданной величины.
Для обеспечения молниезащиты строения на уровне требуемой надежности, весь объем защищаемого объекта должен располагаться в зоне защиты молниеприемника.
Одиночная молниеприемная мачта обеспечивает зону защиты строения в виде кругового конуса высотой h0

Зона защиты одиночного стержневого молниеприемника

Одиночный тросовый молниеприемник обеспечивает зону защиты в виде равнобедренного треугольника, вершина которого находится на высоте h0

Зона защиты тросового молниеприемника

Расчет зон защиты стержневых и тросовых молниеприемников производится согласно CO 153—343.21.122-2003.

5. Выбор типа молниеприемника

На основании всего вышеизложенного, делаем вывод, что выбор типа молниеприемника необходимо производить исходя из конструкций зданий и сооружений и материалов их кровли, с обязательным учетом категории молниезащиты и соблюдением всех необходимых требований РД 34.21.122-87 и CO 153—343.21.122-2003.
Осуществляя молниезащиту строений при помощи стержневых и тросовых молниеприемников, их располагают таким образом, что бы объект целиком находился в их зонах защиты, рассчитываемых для каждого типа молниеотвода согласно CO 153—343.21.122-2003.
При выборе молниеприемной сетки важно учитывать, что шаг сетки (размеры ячеек) определяется категориями молниезащиты см. РД 34.21.122-87.
Для комплексной молниезащиты объектов могут применяться комбинированные типы, например тросостержневые. Нередко «сетку» комбинируют со стержневыми молниеприемниками, что обеспечивает довольно надежную защиту.

Широкое применение стержневых молниеприемников обусловлено простотой и относительной дешевизной их изготовления. В основном молниеприемные мачты выбирают для защиты небольших строений, не сложной архитектуры. Для молниезащиты крупных зданий или нескольких сооружений, занимающих значительную территорию, используют многократные стержневые молниеприемники.
Тросовые молниеприемники выбирают для защиты весьма протяженных объектов. По экономическим параметрам обустройство ими сооружений сопоставимо со стержневыми устройствами молниезащиты, однако в процессе эксплуатации они показали себя менее надежными.

На сегодняшний день, пожалуй, самым распространенным устройством молниезащиты кровли строений, относимых ко II и III категориям, является молниеприемная сетка.
Однако, современная научная общественность не подтверждает эффективность ее использования в защите от прямых ударов молнии, ввиду недостаточного повышения высоты данного молниеприемника (2-3 см) над объектом, обеспечивая при этом недостаточную надежность защиты сооружения (подробнее в вебинаре «Вопросы и проблемы нормативной документации»).

Наличие установленной системы внешней молниезащиты не является гарантией полной защиты от всех воздействий молнии. Для защиты от вторичных последствий необходимо обязательно защищать объект комплексно: элементы внешней молниезащиты, а также внутренняя молниезащита, которая представляет из себя совокупность устройств защиты от импульсного перенапряжения (УЗИП).

Делаем громоотвод своими руками: полная инструкция

Частный дом и загородные дачи нередко расположены на открытом пространстве, где единственным возвышением выступают сами постройки. Из-за чего во время грозового периода возникает существенная угроза попадания молний в здания. Такая ситуация угрожает не только поражением электротоком всем находящимся в нем людям, но и возможностью возгорания, которая приведет к пожару и существенной порче имущества. Так как никто не может предвидеть место попадания разряда, наиболее эффективным способом предотвращения его негативных последствий является громоотвод.

Именно поэтому для большинства владельцев частных домов и дачных участков актуально устанавливать громоотвод своими руками. Исключением могут быть постройки расположенные в низине, крыша которых находится ниже верхней точки грунта или попадающие в зону защиты соседней постройки и ее молниеотвода.

Устройство и принцип работы типового громоотвода

Вся конструкция громоотвода представлена тремя элементами: молниеприемником, токоотводом и заземлителем. В зависимости от местных условий и ваших предпочтений каждый из них может иметь различное исполнение. Теперь разберем, зачем каждый из них нужен, и какой вариант выбрать в той или иной ситуации.

Молниеприемник

Из самого названия данного элемента происходит его назначение, по факту он выполняет роль электрода, принимающего электрический разряд молнии. Основной критерий для него – хорошая проводимость и термическая устойчивость, так как величина тока может достигать 100 – 200 кА, которая запросто пережжет тонкие проводники. В качестве молниеприемника могут устанавливаться:

  • стержневые конструкции;
  • решетка;
  • трос;
  • сама поверхность крыши.

Стержневые молниеприемники могут устанавливаться как непосредственно на самой крыше, так и на специальной металлической мачте. При этом их высота должна обеспечивать необходимую зону защиты для всех конструкций постройки. Поэтому такой молниеприемник актуален для зданий с небольшой площадью и высотой.

Рис. 2: стержневой молниеприемник

Такие стержневые устройства могут быть медными, алюминиевыми или стальными. Первые два обладают хорошей устойчивостью к коррозионному разрушению, благодаря чему такой громоотвод практически не теряет проводимости и сечения даже при длительной эксплуатации. Металлический штырь из стали, в отличии от двух предыдущих, куда менее подвержен оплавлению от протекания больших токов, из-за чего он куда лучше подходит для местности с частыми ударами молнии.

Рис. 3: сетчатый молниеприемник

Решетка в качестве молниеприемника используется для большой площади, к примеру, многоэтажных домов или торговых центров. В отличии от предыдущего варианта, она не влияет на дизайн постройки, поэтому может применяться в любых современных экстерьерах. Такой громоотвод должен иметь заданное сечение и размер ячеек, как правило, выбирается арматура не менее 6 мм 2 . Ее монтаж выполняется на безопасном расстоянии от крыши (не менее 15 см) через термоизолирующие несущие конструкции.

Рис 4: тросовый молниеприемник

Тросовый громоотвод представляет собой гибкий провод, который растягивается над защищаемой территорией или постройкой. Позволяет защитить длинный участок при меньших затратах материалов на громоотвод. Выполняется как на отдельно стоящих опорах, так и на крыше дачной постройки. В первом случае опоры устанавливаются в начале и конце участка, а во втором, в начале и конце крыши.

Если в качестве кровельного материала применяются токопроводящие варианты (профнастил, металлочерепица и прочие), их можно использовать в качестве молниеприемника для громоотвода. Но при этом должны соблюдаться такие условия:

  • толщина металлического слоя не менее 4 мм для стали, 5 мм для меди или 7 мм для алюминия;
  • под кровельным материалом отсутствуют легко воспламеняющиеся материалы (утеплители, стропила и т.д.);
  • снаружи металл не покрыт диэлектрическим материалом.

Изготовление громоотвода из металлической кровли позволяет сэкономить средства на молниеприемнике.

Токоотвод

Представляет собой проводник, отводящий электрический ток от молниеприемника к заземлителю. Может выполняться из металлической проволоки или шины. Должен иметь сечение не менее 16 мм 2 , если изготовлен из меди, 25 мм 2 из алюминия, 50 мм 2 из стали. К токоотводу предъявляются такие требования:

  • Должен изолироваться от стен и других конструкций дома;
  • Для него выбирается наикратчайший путь протекания тока;
  • Отсутствие изгибов и витков, на которых может произойти пробой воздушного промежутка;
  • Достаточная проводимость в местах электрических соединений.

При необходимости токоотвод изолируется от поверхности дома при помощи кабельного канала или любым другим способом. Особенно актуальна такая процедура для зданий с токопроводящей отделкой или горючей поверхностью.

Заземлитель

Изготавливается в виде заземляющего контура, который закапывается в грунт. В качестве материала применяются стальные или медные элементы, которые закапываются в землю. Формируется из арматуры или шины, требования к которым устанавливаются п.1.7.111 ПУЭ и приведены в Таблице 1

Молниезащита своими руками: советы профессионалов

Для защиты электрооборудования и предупреждения пожароопасных ситуаций рекомендуется защищать здания и оборудование системами грозозащиты. Поскольку услуги специализированных бригад довольно дорогие, то возникает желание сделать всё самому. В статье мы расскажем, как сделать полноценную грозозащиту.

В регионах со сложной климатической обстановкой, где часты наземные разряды молний, системы грозозащиты становятся обязательным условием безопасности. В России ежегодно приходится 6–10 ударов молнии на км 2 . И хотя большинство регионов можно условно считать грозобезопасными, ущерб от потенциально возможного удара никак не сравним с затратами на элементарные защитные устройства. Наибольшему риску подвержены здания, возвышающиеся над окружающей местностью. Наличие защиты от молний, безусловно, обязательно для зданий высотой свыше 20 м, объектов с повышенной степенью взрывоопасности, таких как АГЗС и котельные, складов с легковоспламеняющимися материалами. Прочие объекты требуют индивидуального подхода в организации грозозащиты.

Молниеотвод — это устройство, которое служит для защиты зданий и сооружений от ударов молний. Как правило, состоит из молниеприемника (молниеотвода), проводника токоотвода и заземляющего контура. В народе это устройство часто называется громоотвод.

Читать еще:  Принцип работы ветряной мельницы

Основные принципы построения грозозащиты

В широком понимании молниезащитное устройство — это проводник, возвышающийся над защищаемым объектом или территорией. Его задача — принять удар молнии на себя и провести её к земле, где она будет распределена по грунту через контур заземления.

Использование стержневого молниеотвода: 1 — молниеотвод; 2 — защищенная зона; 3 — токоотвод; 4 — контур заземления

Стержневой молниеотвод защищает не только территорию непосредственно под собой, но и ареал определённых размеров вокруг себя. Защитная зона имеет форму конуса с вершиной на 85% высоты молниеотвода. Радиус основания имеет отношение к высоте конуса 1:1,73.

Если молниеотвод устанавливается на углу здания с удалением противоположного угла 5 м и высотой 3 м, высота шпиля составит примерно 8,7 м плюс высота самого здания. Так же рассчитывается защитная зона тросового молниеотвода, натянутого горизонтально. Однако в этом случае безопасное пространство определяется треугольником, высота которого составляет 85% расстояния от земли до нижней точки провиса троса. Ширина защитной зоны относится к высоте подвески троса как 1:1,67.

Сечение молниеотвода и токоотводов для систем молниезащиты высотой до 50 м должно быть не меньше 80 мм 2 . Основными материалами в изготовлении элементов системы являются:

  1. Оцинкованная труба диаметром от 25 мм.
  2. Гладкая арматура от 12 мм.
  3. Стальная полоса 40х4 мм.
  4. Стальной трос толщиной от 14 мм.

Помимо проводимости проводников существует также требование высокой устойчивости к ветровым нагрузкам. По этой причине шпили молниеотводов выполняют секционными с последовательным расширением трубы в нижних ярусах, а тросовые растяжки на коньках крыш обеспечивают промежуточным креплением.

Установка стержневого молниеотвода

Существует несколько вариантов изготовления молниезащитного шпиля и несколько способов его устойчивого крепления. Наиболее распространены шпили, крепящиеся к фронтонам, стенам и углам зданий, также находят применение и отдельно стоящие молниеотводы.

Для облегчения установки только верхний ярус шпиля изготавливают из полнотелого материала, нижние расширяющиеся ярусы выполняют из трубы. Длина яруса определяется устойчивостью материала к изгибу под действием ураганного ветра. В среднем ограничения на длину сегмента для разных материалов таковы:

  1. Труба 25 мм — не более 5,5 м.
  2. Труба 32 мм — не более 8 м.
  3. Труба 40 мм — не более 11,5 м.

При этом длина незакреплённого конца шпиля не может быть больше 14 м вне зависимости от материала изготовления. Для поддержания высоких молниеотводов может использоваться система растяжек из трёх тросов толщиной от 3,5 мм, которые растянуты и закреплены к шпилю ниже функциональной высоты молниеотвода (менее 85% общей длины) и костылям из угловой стали, вбитым в грунт.

Сегменты молниеотвода соединяют фланцами на болтах. Толщина резьбовой части и количество болтов должны выбираться, исходя из принципа, что общее сечение соединительных элементов не может быть меньше 1,4 сечения профиля трубы. Возможно также соединение сваркой с наложением укрепляющего бандажа из стальной полосы.

Если молниеотвод установлен на прочном основании (стяжка, тротуарная плитка, асфальт), для крепления основания достаточно забить в грунт под покрытием трубу диаметром меньше основания молниеотвода на глубину не менее 15% высоты шпиля. Над землёй оставляют 50–70 см трубы, на неё надевают молниеотвод с приваренными к торцу опорными элементами. Если молниеотвод устанавливается на голый грунт, требуется заливка бетонной тумбы на глубину не менее 5–7% высоты молниеотвода и массой не менее 35 кг на каждый метр высоты шпиля.

Устройство тросовой молниезащиты

Для больших зданий тросовая защита более привлекательна, чем стержневой молниеотвод. Она представлена в виде двух прочных стоек, закреплённых к фронтонам крыши и выступающих над коньком на достаточную высоту, чтобы профиль крыши помещался в защитную зону. Между стойками натягивается трос толщиной:

  1. 12 мм при длине до 20 м.
  2. 14 мм при длине до 35 м.
  3. 16 мм при длине до 50 м.

Для максимального натяжения стойки должны иметь подкосы, жёстко закреплённые к коньку, а на тросе обязательно наличие винтовых стяжек. Нежелательно наличие пролётов троса свыше 15 м, поэтому рекомендуется установить дополнительные опоры с проволочным кольцом на конце, в которое пропущен трос.

Если нет возможности надёжно закрепить крайние стойки, концы троса спускают с крыши и крепят к стационарным конструкциям. Таким образом, стойки на крыше испытывают только осевую нагрузку.

Вместо троса может быть использована стальная оцинкованная проволока, этот вариант более приемлем с экономической точки зрения и используется в контурной тросовой молниезащите. Конструкция состоит из проволоки, натянутой на небольшой высоте (не менее 35–40 см) по линиям фронтонных свесов, коньку, ендовам и карнизам.

Элементы тросовой защиты соединяют между собой сваркой, сечение шва как минимум втрое выше номинального сечения токопроводящих частей. Тросы соединяют со стойками и токоотводами болтовыми зажимами в количестве 2-х штук на одно место соединения. Наращивание троса возможно только методом счаливания с длиной перехлеста не мене 1,5 м.

Токоотводы и заземляющий контур

Для растекания тока по грунту используют глубинный контур заземления, соединённый с системой грозозащиты токоотводом. Обычно это стальная полоса 40х4 мм или проволока горячего катания 14 мм. Важно, чтобы сопротивление между крайней точкой системы грозозащиты и точкой входа в землю не превышало 2–4 Ом.

Система заземления представлена тремя электродами из угловой стали с полкой 50 мм, вогнанных в землю не менее чем на 2,5 метра и с удалением друг от друга не менее 2 метров. Электроды погружают ударным методом, хвосты обваривают стальной полосой 40х4 мм. Обычно хвосты и обвязку прячут в траншее глубиной 30–40 см.

Изготовленный самостоятельно контур будет не лишним протестировать электротехнической лабораторией на предмет эффективности растекания тока по основным заземлителям. Если сопротивление растеканию превышает нормативные значения, потребуется забить дополнительные электроды.

Как соорудить громоотвод своими руками — подготовка и монтаж

Молниеотвод представляет собой защитное устройство, в котором система проводников отводит электрический разряд в землю. Молниезащита — важнейший элемент обеспечения безопасности жильцов и имущества, находящихся в здании. При желании и наличии определенных знаний, вполне реально соорудить громоотвод своими руками.

Принцип действия и устройство

Система защиты от молнии состоит из трех компонентов:

Схема устройства представлена на рисунке ниже.

Функция приема разряда молнии возлагается на молниеприемник. По токоотводам электричество поступает в заземлительный контур, который передает разряд в грунт.

Молниеприемник

Существует три разновидности молниеприемников:

Также в качестве приемника может выступать сама крыша.

Стержневой приемник представляет собой металлический штырь, установленный на станине (на кровле, рядом со зданием, на высоком дереве). С помощью токоотвода (проводника) штырь соединяется с заземлительным контуром. Для изготовления громоотводов применяют медь, алюминий или сталь. Причем первая— оптимальный вариант с точки зрения качества защиты, а самые дешевые приемники производятся из стали.

Сечение молниеприемника стержневого типа должно составлять не менее 35 кв. мм, если речь идет о меди, и 70 кв. мм — для стальных устройств. Длина штыря колеблется от 50 до 200 см.

Стержневые приемники обычно выглядят эстетично, однако площадь их покрытия не слишком большая. Для расчета покрываемой территории от наивысшей точки штыря прочерчивают мысленную линию к уровню земли под углом 45 градусов. Защищенным является все пространство, оказавшееся в треугольнике по периметру. Ввиду маленькой зоны действия, стержневые громоотводы используют для защиты небольших домов, банных построек, гаражей и т.п.

Обратите внимание! Молниезащиту можно как сделать своими руками, так и приобрести готовую.

Сеточные молниеприемники выполняются в виде металлических сеток и представляют собой арматурный каркас с ячейками размером от 3 до 12 м. Толщина арматуры — в среднем 6 мм. Сетку размещают на определенной высоте над материалом кровли, оставляя зазор не менее 15 см. Наиболее подходящие объекты для применения сеточных систем — большие кровли (многоквартирные дома, торговые центры, промышленные и складские здания и т.п.).

Тросовый приемник располагается на двух или четырех мачтах, связанных друг с другом проволокой из стали или алюминия. Трос протягивают по коньку крыши, используя деревянные бруски, которые выступают в качестве опор. Наименьший рекомендуемый диаметр троса — 5 мм.

По сравнению со стержневыми описываемые устройства покрывают гораздо большую площадь. С точки зрения эффективности тросовые системы лучше, чем стержневые или сеточные приемники справляются с задачей защиты от молнии. Особенно распространены такие системы на шиферных кровлях.

Иногда в качестве молниеприемника используют саму крышу. Это возможно, когда кровля изготовлена из профнастила, металлической черепицы и любых других материалов, в основе которых есть металл. Существуют требования, которые дисквалифицируют конструкционный материал кровли, если его толщина меньше 4 мм (иначе возможно его прожигание молнией). Также не допускаются какие-либо горючие материалы, способные легко воспламениться.

Токоотвод

Для изготовления проводников применяют шестимиллиметровую медную, стальную или алюминиевую проволоку. Соединения с другими элементами системы — молниеприемником и заземлительным контуром — выполняют посредством болтов или сварных швов. Токоотвод нуждается в качественном изолировании от окружающей среды (подойдут кабель-каналы). Еще одно требование — выбор для токоотвода самого краткого пути от молниеприемника к заземлительному устройству.

Заземлитель

Заземлительный контур располагают неподалеку от здания. При этом выбирают место, находящееся вне прогулочной территории и поближе к какому-либо ограждению. Электрический заряд, поступающий к заземлительному контуру через токоотвод, через металлические стержни отводится в грунт. Стержни вкапывают в землю на глубину примерно 80-100 см. Их размещают таким образом, чтобы они при соединении формировали треугольник.

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:

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

Читать еще:  Украшение кровати на февраля

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:

Особенности молниезащиты частного дома

Электрический грозовой разряд способен унести человеческие жизни и нанести серьезный ущерб постройкам. Устройство молниезащиты частного (загородного) дома позволяет обеспечить безопасность проживающим в доме людям и имуществу.

Устройство молниезащиты

Сегодня вероятность попадания молнии в жилой дом заметно возросла из-за использования большого количества электронной техники, устройств, использующих для передачи и получения информации эфирные каналы – это связано с особенностями электростатики. Следует отметить два поражающих фактора молнии:

  1. Первичный. Прямое попадание грозового разряда в постройку, в результате чего возникают повреждения, начинается пожар.
  2. Вторичный. Разряд молнии относительно недалеко от дома провоцирует появление электромагнитной индукции в электропроводке постройки, из-за чего резко повышается напряжение. Скачок напряжения губителен для электронной техники, работающей от сети.

Чтобы обезопасить электроприборы от вторичного поражающего фактора, достаточно отключать их от электропитания на время грозы. При этом для защиты от первичного поражающего фактора нужен молниеотвод – специальная система, позволяющая улавливать и гасить в грунте грозовые разряды.

Критерии и виды молниезащиты

Существует два типа защиты от воздействия молнии: внешняя и внутренняя.

Внутренняя молниезащита заключается в установке УЗИП (Устройство защиты от импульсных перенапряжений) – специального устройства, защищающего внутренние электрические сети от импульсного перенапряжения, вызванного электрическим полем грозового разряда.

Пример узип с размерами

Внешняя молниезащита подразделяется на активную и пассивную:

  1. Пассивная система – это традиционный вариант, который включает в себя три базовых части: молниеприемник, токоотводящий элемент и заземляющий контур. Грозовой разряд улавливается и гасится в земле.
  2. Активная система включает в себя ионизатор – устройство повышает концентрацию заряженных частиц в воздухе, благодаря чему провоцирует появление грозового разряда вблизи молниеприемника, который перехватывает заряд и отправляет в землю. К преимуществам активной системы относится увеличенный радиус действия, который может достигать 95 метров. Недостатком является высокая стоимость.

Схема активной системы защиты

Конструкция молниезащиты

Пассивный громоотвод может быть снабжен приемным элементом в виде стержня либо в виде стального троса (или специальной сетки), натянутого над объектом, который требуется защитить. Выбор зависит от конфигурации крыши, от материала кровельного настила и других факторов.

Конструкция стержневого молниеотвода подразумевает установку на мачте металлического штыря, соединенного с контуром заземления металлической лентой или проволокой. Зона действия такой системы относительно невелика – под защитой оказывается объект (или его часть, или несколько объектов), попадающие в воображаемый конус с вершиной в верхней точке стержневого молниеприемника и сторонами, расположенными под углом 45 градусов к земле.

Стержневой молниеотвод возле дымоходной трубы

Верхняя точка штыря должна располагаться выше дымоходной трубы не менее чем на 1 метр. Если на участке, где расположен дом, растут деревья, высота которых превышает высоту защищаемой постройки, конец стержневого молниеприемника должен находиться минимум на 0,5 метра выше макушки самого высокого дерева.

В конструкцию тросовой молниезащиты входит несколько мачт, которые соединены между собой проволокой или металлической лентой, которая и выполняет функцию молниеприемника. Такая установка дает возможность обеспечить большую защитную зону.

Специальный молниеприемник можно не монтировать, если кровельное покрытие крыши выполнено из металла. К металлическому настилу предъявляются определенные требования: толщина металла не менее 4 мм, отсутствие разрывов, отсутствие изоляционного слоя на поверхности (допускается окраска антикоррозийным составом). Это должно обеспечить тугоплавкость кровли при нагреве от удара молнии, в противном случае могут вспыхнуть деревянные конструкции крыши. Недостатком такого варианта является большая толщина металлических листов – это усложняет монтаж, в несколько раз увеличивает вес и стоимость покрытия.

Стержневой и тросовый громоотвод можно смонтировать своими руками, поэтому они широко используются для обеспечения безопасности частных и дачных домов.

Пример расположения токоотвода на мягкой кровле

Технические параметры токоотвода и заземляющего контура не зависят от конфигурации молниеприемника. В любом случае токоотводящий элемент выполняется из проволоки или тонкого полосного металла, причем площадь поперечного сечения зависит от вида материала – минимальный показатель для стали – 50 мм 2 , для меди 16 мм 2 , для алюминия 25 мм 2 .

Заземление представляет собой прямой или треугольный контур из заглубленных в грунт медных или стальных стержней (уголков или иного металлопроката), соединенных приваренным проводником из того же материала.

Особенности монтажа

Монтаж молниезащиты на частном доме выполняется по заранее составленному проекту. В процессе проектирования следует:

  • выбрать конструкцию молниеприемника (обычно это стержневой или тросовый вариант);
  • определить высоту установки стержневого элемента, чтобы дом был полностью защищен либо выбрать, исходя из размера крыши, подходящее количество мачт для тросового элемента;
  • выбрать место установки заземляющего контура (расстояние до стен дома – не менее 1 метра, до входной группы и дорожек – не менее 5 метров, поблизости не должна располагаться детская игровая площадка, место для отдыха и т.д.);
  • рассчитать длину токопровода от молниеприемника до дальнего конца заземляющего контура;
  • подобрать материалы для сборки конструкции.

Для выполнения монтажных работ потребуется использовать лопату штыковую, сварочный аппарат, пластиковые крепления для токопровода, а также молоток и электродрель вместе с крепежом.

На первом этапе готовят траншею под заземление – она представляет собой прямую линию длиной в три метра или контур в виде треугольника. В первом случае электроды вбивают в землю по концам траншеи, соединяют их лентой, профилем или прутом из того же металла при помощи сварки. Во втором случае три электрода располагаются в вершинах треугольника, их также соединяют перемычками.

Контур заземления в виде треугольника

Заземляющий контур должен быть расположен на глубине от 0,8 метра. Важно установить его на таком уровне, где грунт всегда остается влажным. Если почва пересыхает на большую глубину, ее требуется постоянно увлажнять. Песчаный грунт пропитывают раствором соли, чтобы повысить электропроводность.

Ленту или провод токоотвода приваривают одним концом к молниеприемнику, другим – к заземлителю, причем токоотвод должен пролегать по всей длине перемычки между электродами и крепиться к ней сваркой в нескольких точках. Места сварки окрашивают антикоррозийной краской.

Токоотвод не должен касаться стен дома, его крепят при помощи специальных элементов из материала, не проводящего ток. Если стены и кровельное покрытие выполнены из материала, неустойчивого к возгоранию, промежуток между конструкциями и токоотводом должен составлять не менее 10 см.

Различия в технологии монтажа стержневой и тросовой установки касаются только обустройства молниеприемника.

Монтаж тросового молниеотвода

Молниеприемником служит металлический трос, натянутый горизонтально над коньком, где устанавливается две или четыре металлические мачты (в соответствии с размером крыши), закрепленные на деревянных брусьях, чтобы исключить контакт металла с кровлей. К этим мачтам крепят концы натянутого троса, он не должен провисать. К одному концу троса при помощи сварки или болтового соединения прикрепляют токоотвод.

Расположение тросового молниеотвода над коньком

Если на крыше имеется дымоходная труба, вокруг нее следует выполнить несколько витков троса и прикрепить его концы к уже смонтированному горизонтальному молниеприемнику.

Для использования в качестве молниеприемника тросовой системы нужен металлический неизолированный провод (проволока) диаметром не менее 6 мм.

Монтаж стержневого молниеотвода

Стержневой молниеприемник представляет собой металлический штырь длиной 30-160 см. Вместо штыря допускается использовать трубу, но в этом случае ее верхний торец необходимо заварить, установив заглушку.

В качестве опоры для стержневого молниеприемника можно использовать:

  • установленную на земле высокую мачту;
  • телевизионную антенну;
  • дерево, высота которого сравнима или превышает высоту дома;
  • станину для кровли.

Антенна в качестве опоры для молниеприемника

К мачте штырь молниеприемника крепят болтами либо сваркой (если станина металлическая). Затем монтируется токоотвод.

По завершении работ проверяют сопротивление готового громоотвода. Необходимо удостовериться, что оно не превышает 10 Ом.

Внутренняя защита дома

Пассивная внешняя защита, при условии правильного расчета и грамотного монтажа, оберегает дом круглосуточно и не нуждается в постоянном контроле. Однако если грозовой разряд прошел недалеко от дома, но за пределами действия молниеотвода, и спровоцировал возникновение электромагнитной индукции, ваша электронная техника может серьезно пострадать.

Чтобы каждый раз перед уходом из дома в теплый сезон года не отключать на случай грозы всю технику, чувствительную к перепадам напряжения, рекомендуется позаботиться о внутренней защите.

Пример распределительного щитка

Устройство защиты импульсного перенапряжения – готовый прибор, который подсоединяется к электросети дома. УЗИП монтируют в распределительном щитке на входной провод. Модели устройства различаются по степени защиты и, соответственно, стоимости.

УЗИП в дополнение к пассивной молниезащите нужен, чтобы дом вместе с людьми и имуществом был в максимальной безопасности во время грозы.

Защита и заземление дома

Грамотно выполненное заземление и молниезащита в частном доме – залог безопасности. Если нарушить технологию обустройства заземляющего контура, при попадании молнии в громоотвод могут быть повреждены объекты, расположенные неподалеку от заземления, включая сам дом.

Установка заземления требует соблюдения некоторых правил:

  • предпочтительно монтировать контур из медных или латунных элементов – они устойчивы к коррозии;
  • если используется сталь – каждые 3-5 лет необходимо проверять систему и менять поврежденные коррозией электроды;
  • длину стержня подбирают с учетом глубины промерзания грунта на участке – электрод должен быть погружен на 20-25 см ниже этого уровня;
  • для соединения стержней между собой применяйте проволоку или ленту из того же металла, что и электроды;
  • нельзя накручивать проволоку на верхнюю часть электродов – соединение элементов конструкции между собой выполняют сваркой или используя обжимные гильзы;
  • влажность грунта в теплое время года поддерживают, поливая участок с заземлителем вместе с газоном и цветниками или обустроив специальный отвод водосточной трубы.

Молниезазщитную систему перед каждым сезоном требуется осматривать, проверяя надежность соединений. Болтовые соединения зачищаются и подтягиваются, сварные стыки окрашиваются антикоррозийной краской для металла. Подземную часть полностью проверяют и обслуживают раз в пять лет.

Регулярный осмотр и техническое обслуживание обеспечат надежное функционирование молниеотвода на протяжении многих лет.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector