Распределение и громоотвод. Молниезащита (Молниеотвод, громоотвод, грозозащита). Описание, теория и виды молниезащиты. Как работают молниеотводы

Дачные домики обыкновенно построены из горючих материалов, а пожарная часть находится далеко. Да и подъехать можно не к каждому строению, а от сильного ветра, сопровождающего любую грозу, тоже ничего хорошего ожидать не следует.

Порой от удара молнии выгорают целые дачные поселки .

Расскажем о том, как своими силами сделать эффективный молниеотвод и свести на нет риск прямого попадания «небесного разряда» в дом.

Упрощенно физику процесса можно описать так: источником молнии являются кучево-дождевые облака .

Во время грозы они превращаются в своеобразные гигантские конденсаторы . На верхней плюсовой части в виде кристаллов льда скапливается огромный положительно заряженный потенциал ионов, а в нижней минусовой области собираются отрицательные электроны в виде водяных капель.

Во время разряда (пробоя) этого природного аккумулятора между землей и грозовым облаком появляется молния - громадный электрический искровой разряд :

Протекать этот разряд всегда будет по цепи наименьшего локального сопротивления электрическому току. Факт общеизвестный и проверенный. Такое сопротивление бывает обычно у высотных построек и деревьев. Чаще всего именно в них и ударяет молния.

Идея молниеотвода заключается в обустройстве рядом с домом участка минимального сопротивления для того, чтобы разряд молнии проходил по нему, а не по строению.

Если у вас отсутствует на даче молниеотвод - пора задуматься о его сооружении. Самый дешевый и простой способ его изготовления - сделать все самому. Что же для этого нужно знать?

Итак, молниеотвод (громоотвод) есть устройство молниезащиты (грозозащиты), обеспечивающее безопасность здания и жизни людей , находящихся в нем, от разрушительных воздействий, которые могут возникнуть в грозу при прямом попадании молнии.

Это защищенный от коррозии , оголенный проводник - то есть, хорошо проводящий электроток материал как можно большей площади и большего сечения (минимум 50 мм²).

Собирается молниеотвод (громоотвод) из толстой медной проволоки или стальной катанки , труб нужного сечения либо из стальных, алюминиевых, дюралевых стержней различного профиля, уголков, полос и так далее.

Стальные материалы лучше использовать оцинкованные . Так как они менее подвержены воздушному окислению.

Из чего состоит грозозащита: устройство

Молниеотвод (громоотвод) простейшей конструкции состоит из 3 частей:

(спуск ).

Расскажем о каждом элементе подробнее.

Металлический проводник, закрепляемый на крыше здания либо на отдельной опоре (вышке). Конструктивно делится на три вида: штыревые , тросовые и сетчатые .

При выборе конструкции молниеприемника ориентируйтесь на материал , которым покрыта крыша дома.

1. Штыревое (или стержневое) устройство молниеприемника - это возвышающийся над домом металлический вертикальный стержень (смотрите рисунок ниже).

Подходит для крыши из любого материала , но предпочтительнее все-таки для металлической кровли . Высота штыревого молниеприемника не должна превышать 2 метра. А крепится он либо на отдельно стоящую несущую опору, либо непосредственно на сам дом.

Материалы для изготовления:

Стальная труба (20 -25 мм диаметром, со стенкой 2,5 мм толщиной). Ее верхний конец либо расплющивается, либо заваривается под конус. Можно также изготовить и приварить к верхнему краю трубы специальную заглушку в виде иглы.

Стальная проволока (8 -14 мм). Причем токоотвод должен быть точно такого же диаметра.

Любой стальной профиль (например, уголок или полосовая сталь не менее 4 мм в толщину и 25 мм в ширину).

Главное условие для всех этих стальных материалов - сечение минимум 50 мм².

2. Тросовое устройство молниеприемника - это натянутый по коньку на высоте до 0,5 м от крыши трос с минимальным сечением 35 мм² или проволока.

Обыкновенно применяется стальной оцинкованный канат. Данный вид молниеприемника подходит для деревянных либо шиферных крыш .

Закрепляется он на двух (1-2 метра) опорах из дерева, либо металла, но на металлические опоры необходимо установить изоляторы. С токоотводом трос соединяют при помощи плашечных зажимов .

3. Сетчатое устройство системы молниеприемника - это проложенная над крышей сетка толщиной 6 -8 мм. Эта конструкция самая сложная по исполнению. Применяется для крыш, покрытых черепицей .

4. Ну и совсем редко используется покрывное устройство молниезащиты - это когда в качестве молниеприемников выступают металлические конструктивные элементы самого дома (кровля, фермы, ограждение крыши, водосточная труба).

Все рассмотренные конструкции молниеприемников надежно соединяются при помощи сварки с токоотводом и через токоотвод с заземлителем одно- или двухбоковым сварным швом минимум 100 мм в длину.

(спуск) - средняя часть молниеотвода, представляющая собой металлический проводник с минимальным сечением для стали 50 , для меди 16 и для алюминия 25 мм в квадрате.

Главное предназначение токоотвода - это обеспечение прохождения разрядного тока от молниеприемника к заземлителю.

Идеальный путь для прохождения электротока - кратчайшая прямая, направленная строго вниз. Избегайте при монтаже молниеотвода поворотов под острым углом. Это чревато возникновением искрового разряда между близкорасположенными участками токоотвода, что приведет к неизбежному воспламенению.

Самый ходовой материал для токоотвода - неизолированная стальная проволока-катанка или полоса. Его проводят только по несгораемым поверхностям . На горючие стены следует устанавливать металлические скобки, которые сами будучи в контакте с горючей поверхностью защитят токоотвод.

Минимальное расстояние от стены до токоотвода 15-20 см.

Надо проложить его так, чтобы не было точек соприкосновения с такими элементами дома, как крыльцо, входная дверь, окно, металлические гаражные ворота.

Мы знаем, что соединять части молниеотвода лучше сваркой , но если это невозможно, допускается сопряжение токоотвода с заземлителем и молниеприемником при помощи трех заклепок или двух болтов . Длина наложения токоотвода на другие части системы при заклепочном соединении равна 150 , а при болтовом - 120 мм.

Конец не оцинкованной проволоки-катанки и место крепления проволочного токоотвода к стальным деталям для обеспечения надежного контакта нужно зачистить , а оцинкованную достаточно отмыть от пыли и грязи. Затем на конце проволоки делают петельку либо крючок, ставят с обеих сторон шайбы и как можно сильнее стягивают все это болтом.

Места соединения (если это не сварка) к тому же нужно обмотать в несколько слоев изолентой, затем грубой тканью, поверх перекрутить толстой ниткой и покрыть все краской.

Для улучшения контакта можно обработать концы проволоки оловом и спаять.

(заземляющие электроды ) - находящаяся в земле, нижняя часть молниеотвода, обеспечивающая надежный контакт токоотвода с грунтом.

Как правильно обустроить заземление, описано в ГОСТ ах и СНИП ах, но для самого простого варианта достаточно не менее одного метра от края фундамента и не ближе 5 метров от входа в здание закопать П -образную конструкцию из металлических проводников.

С задачей способен справиться обычный контур заземления (его делают для бытовых электроприборов).

Это 3 забитые и закопанные в землю электрода, соединенные между собой на одинаковом расстоянии горизонтальными заземлителями. Закапывать заземляющую конструкцию следует ниже максимального уровня промерзания почвы. От 0,5 до 0,8 метра в глубину.

Для заземлителя берут прокатную сталь сечением 80 мм, реже медь сечением 5о мм в квадрате. Вертикальные заземляющие электроды бывают 2-3 метра в длину, но чем ближе уровень грунтовых вод, тем они короче.

Если почва на вашей даче постоянно находится во влажном состоянии, то достаточно будет и метрового или полуметрового штыря.

На какую глубину забивать и какое количество электродов будет необходимо можно узнать в энергослужбе по месту проживания.

Нужно помнить, что качество заземления зависит от размера площади контакта заземлителя с почвой и удельного сопротивления самого грунта.

Заземлитель для молниеотвода нужен отдельный , не следует заземлять молниеприемник на бытовой контур. Категорически не советуем экспериментировать . Чревато последствиями.

Предлагаем посмотреть видео с наглядной схемой монтажа молниезащиты:

Согласно нормативным документам, для частных жилых домов установка систем молниезащиты необязательна . И только вам решать вопрос о целесообразности монтажа молниеотвода (громоотвода) на даче. Надеемся, что статья поможет принять правильное решение.

Неэффективность магических заклинаний и колокольного звона в защите строений от ударов молнии заставила человечество задуматься о более действенных мерах по предохранению от электрических разрядов. Первым громоотвод в виде соединенного с землей металлического стержня использовал американец Бенджамин Франклин. Ученый установил мачту на крыше Капитолия в Мэриленде, и даже отказался патентовать изобретение, благородно подарив потомкам возможность безопасно находиться в доме во время грозы.

Загадочную природу молнии исследователи пытались понять на протяжении всех прошедших столетий, но до сих пор не существует однозначного мнения о причине возникновении мощного электрического разряда в газовой среде. Наука пока не в состоянии предельно точно объяснить, как именно возникает напряжение в сотни миллионов вольт в точках, располагающихся на расстоянии нескольких километров друг от друга.

Не существует даже общемировой статистики несчастных случаев, произошедших вследствие ударов молний. Если опираться на американские данные, то воздействие атмосферного электричества приводит к гибели 20% людей, пострадавших от разряда молнии во время грозы . Примерный ежегодный ущерб от этого природного явления, последствием которого обычно становятся пожары и повреждение электрооборудования, для планеты составляет более 5 миллиардов долларов.

Насчитывается около десяти разновидностей атмосферного электричества. Наиболее известны линейная и шаровая молнии, не так часто наблюдаются бисерное, ленточное и спрайтовое явления. Классификация молний по направлению разряда напоминает название ракетных комплексов. Из всех видов линейных молний основную опасность для зданий представляет удар «туча-земля» или «воздух-земля».

Особенно опасным прямой разряд бывает для деревянных строений . Оставшаяся в древесине влага мгновенно испаряется под влиянием высокой температуры, и происходит быстрое возгорание деревянной постройки. Разряд в сотни тысяч ампер обладает огромной электродинамической силой, и даже на некотором отдалении от дома может привести к неприятным последствиям, став причиной повреждения и телефонной связи.

Как работает молниеотвод

Волшебную красоту молний лучше наблюдать из дома, оборудованного полным комплексом молниезащиты. Принцип работы молниеотводов основан на свойстве электрического разряда находить кратчайший путь от места образования к земле или любому объекту на местности. Самой высокой точкой здания является крыша, которая при отсутствии громоотвода подвергается максимальному риску поражения атмосферным электричеством.

Металлический проводник, установленный на самой высокой точке кровли, перехватывает разряд, и по токоотводу направляет в контур заземления, уходящий в почву. При большой площади крыши для увеличения безопасности целесообразно устройство нескольких молниеотводов . Независимо от конструкции основными элементами любого молниеотвода являются:

• приемник разряда
• проводник тока
• заземление

Разряд молнии первой принимает верхняя заостренная часть металлического штыря, к низу которого приварена стальная проволока, соединяющая молниеотвод с заземлением.

Рекомендованная толщина проводника тока составляет 6 мм , и прочность конструкции должна выдерживать удары молний в 200 тысяч ампер. Контур заземления может быть отдельным или образовывать общую схему с имеющейся защитой электроприборов.

Виды молниеотводов для защиты частного дома

Метод Бенджамина Франклина дошел до наших дней, и функция металлического штыря в качестве принимающего устройства чаще всего применяется для защиты сооружений небольшого размера. Традиционный штыревой громоотвод используется при установке системы, основанной на комплексе приемников, и более известной под названием «клетка Фарадея».

По типу молниезащита может быть:

• штыревой
• тросовой
• сеточной

Для оборудования деревянных и шиферных крыш часто применяют металлический трос, натянутый по коньку кровли. При монтаже конструкции обычно используют деревянные опоры , а в случае применения металлических изделий тщательно изолируют концы троса. Для защиты черепичных крыш оптимально подходит металлическая сетка, закрепленная на кровле и оснащенная необходимым количеством токоотводов.

Рассмотренные выше методы относятся к пассивной форме молниезащиты. Более функциональным является использование активного токоприемника . Устройство производит высоковольтные импульсы, намного увеличивающие шанс попадания разряда именно в токоприемник. Автономная система автоматически подзаряжается от приближающегося грозового поля и по эффективности может заменить несколько пассивных молниеотводов.

Кроме наружных средств борьбы с молниями, существуют системы безопасности для внутренних помещений здания. Специальная электроника защищает электрические и информационные сети от перенапряжения в момент электрических импульсов.

Изготавливаем молниезащиту своими руками

Статистические данные показывают, что мужчины погибают от удара молнии в 5 раз чаще женщин . Факт может послужить хорошей мотивацией для предстоящей работы, а умение обращаться с минимальным набором инструментов ускорит устройство молниезащиты н крыше собственного дома.

Для работы понадобится:

1. Металлический штырь высотой 0,2−1,5 м и сечением от 60 кв. мм
2. Алюминиевая или медная проволока Ø 6 мм
3. Металлическая полоса или арматура для заземления

В качестве материала для изготовления металлоприемника лучше всего подходит прут из меди или оцинкованной стали с диаметром не менее 12 мм, который устанавливают на самой высокой точке кровли. При необходимости устраивают несколько токоприемников по периметру крыши и 1 в центре, соединяя штыри в единую схему, подключаемую к проводящему кабелю.

Для монтажа конструкции лучше применять электросварку, но при отсутствии аппарата смонтировать элементы системы можно при помощи хомутов, жестко закрепленных болтами и гайками. Оптимальным вариантом соединения проводника с токоприемником являются обжимные гильзы, позволяющие закрепить элементы с наибольшей площадью контакта и обеспечить полное отсутствие подвижек. При устройстве заземления необходимо учитывать, что без контакта металла с грунтовыми водами эффект заземления получится очень слабым . Заглубление должно быть проведено до достижения уровня влажной и не промерзающей почвы.

Обеспечить долговечность заземления может только медь или нержавеющая сталь. Обычное железо, даже имеющее оцинкованное покрытие, быстро разрушит коррозия.

Обслуживание молниезащитной системы

Молниезащитная система нуждается в регулярном профилактическом осмотре , который проводят не реже 1 раза в год. При обследовании выявляются детали, подлежащие замене, и места, которые требуется очистить от ржавчины и покрыть слоем краски. Ослабевшие точки соединений подтягивают, а окислившиеся контакты тщательно зачищают.

Уменьшение диаметра токоприемников в результате длительной эксплуатации приводит к снижению технических характеристик устройств. Своевременная замена металлических штырей обеспечивает полную эффективность молниезащиты. Не реже 1 раза в 5 лет производят вскрытие заземления для проверки на наличие коррозии .

При уменьшении сечения металла более чем на 30% производят установку новой конструкции.

1. Все металлические предметы, расположенные на поверхности кровли должны соединяться с молниезащитной системой.
2. Токоприемники, подверженные действию коррозии, следует покрыть несколькими слоями краски или изготовить кожухи для защиты от влажности и атмосферных осадков.
3. При наличии в непосредственной близости от строения дерева, высота которого намного превышает вертикальный размер дома, молниеприемник можно укрепить на стволе, подняв над кроной на 0,5 м.
4. Металлические виды кровли позволяют производить прямое заземление крыши.

Что такое молниеотвод, историю его изобретения и как подобная молниезащита используется в современном мире смотрите в следующем ролике.

Доброго времени суток, уважаемые посетители проекта «Добро ЕСТЬ! », раздела « »!

В сегодняшней статье мы будем говорить с Вами на тему молниезащиты .

Гроза, которая сопровождается громом и молниями – атмосферное явление, которое представляет для людей большую опасность. Свидетельствует об этом статистика – по всему миру, за 1 год от удара молнии гибнет более 3000 человек! Материальный ущерб же составляет миллиарды долларов, т.к. напряжение молнии настолько велико, что при попадании ее в электросеть сгорают горы различной техники и электроники.

Конечно же, современные дома строятся сразу с молниезащитой, и беспокоится здесь нечему, а вот как быть в селах, где этому вопросу мало кто уделял должное внимание? Давайте же рассмотрим вопрос о Вашей и Вашего дома безопасности, и если у Вас до сих пор нет молниезащиты, установим ее. Но для начала, немножко теории о грозе и молниях.

Теория о грозе

Итак, во время грозы, облака очень сильно электризуются относительно друг друга и земли. Фактически, облака и земля при грозе – разные полюса, которые можно считать разными обкладками гигантского, постоянно заряжающегося конденсатора. И когда разность потенциалов (напряжение) достигает своего пика, т.е. напряжения пробоя между этими «обкладками» (а это миллиарды вольт), то происходит разряд молнии. Гром – это акустическое производное от удара молнии.

Что такое молниезащита?

Молниезащита (грозозащита, громозащита) – комплекс мер и специальных приспособлений для обеспечения безопасности здания, а также имущества и людей, находящихся в нём.

Самым простым решением молниезащиты является – молниеотвод, или как его еще называют в народе – громоотвод.

Молниезащита бывает 2х видов — внешняя и внутренняя системы молниезащиты.

Внешняя система молниезащиты

Внешняя молниезащита представляет собой систему, обеспечивающую перехват молнии и отвод её в землю, тем самым, защищая здание (сооружение) от повреждения и пожара. В момент прямого удара молнии в строительный объект правильно спроектированное и сооруженное молниезащитное устройство должно принять на себя ток молнии и отвести его по токоотводам в систему заземления, где энергия разряда должна безопасно рассеяться. Прохождение тока молнии должно произойти без ущерба для защищаемого объекта и быть безопасным для людей, находящихся как внутри, так и снаружи этого объекта.

Существуют следующие типы внешней молниезащиты:

— Конструкция, когда молниеотвод выполняет роль проводника между обкладками этого конденсатора (т.е. конденсатор как бы замкнут накоротко). Поэтому заряд на его обкладках не накапливается, а конденсатор постоянно разряжается. И напряженность в районе молниеотвода практически нулевая. Иными словами, молниеотвод не «ловит» на себя молнию, а создает условия, когда молния не может возникнуть. Он просто «отводит» молнию от себя.

— Конструкция, когда молниеотвод принимает на себя удар молнии, и спускает все напряжение в землю.

Эти 2 типа подразделяются на следующие виды:

— молниеприемная сеть;
— натянутый молниеприемный трос;
— молниеприемный стержень;
— активная молниезащита.

В большинстве случаев, внешняя молниезащита состоит из следующих элементов:

— Молниеотвод (молниеприёмник, громоотвод) - устройство, перехватывающее разряд молнии. Выполняется из металла (нержавеющая либо оцинкованная сталь, алюминий, медь)

— Токоотводы (спуски) - часть молниеотвода, предназначенная для отвода тока молнии от молниеприемника к заземлителю.

— Заземлитель - проводящая часть или совокупность соединенных между собой проводящих частей, находящихся в электрическом контакте с землей непосредственно или через проводящую среду.

Внутренняя система молниезащиты

Внутренняя молниезащита представляет собой совокупность устройств защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП). Назначение УЗИП защитить электрическое и электронное оборудование от перенапряжений в сети, вызванных резистивными и индуктивными связями, возникающих под воздействием тока молнии.

Общепринято выделяют перенапряжения, вызванные:

— Прямыми ударами молнии . Такие перенапряжения происходят в случае попадания молнии в здание (сооружение) или в подведенные к зданию (сооружению) линии коммуникаций (линии электропередачи, коммуникационные линии). Перенапряжения, вызванные прямым ударом, именуются «Тип 1» и характеризуются формой волны 10/350 мкс. Они наиболее опасны, так как несут большую запасенную энергию.

— Непрямыми ударами молнии . Эти перенапряжения происходят вследствие ударов вблизи здания (сооружения) или удара молнии вблизи линий коммуникаций. В зависимости от типа попадания различаются и параметры перенапряжений. Перенапряжения, вызванные непрямым ударом, именуются «Тип 2» и характеризуются формой волны 8/20 мкс. Они менее опасны: запасенная энергия примерно в семнадцать раз меньше, чем у «Тип 1».

История молниезащиты

Считается, что молниеотвод был изобретён Бенджамином Франклином в 1752 году, хотя есть свидетельства о существовании конструкций с молниеотводами и до этой даты (например, Невьянская башня, бумажные змеи Жака Рома).

Описание первого способа защиты от молний появляется в ежегоднике «Альманах Бедного Ричарда». «Способ этот таков, - писал Франклин. - Возьмите тонкий железный стержень (каким, например, пользуются гвоздильщики) длиною достаточною для того, чтобы три-четыре фута одного конца опустить во влажную землю, а шесть-семь другого поднять над самой высокою частью здания. К верхнему концу стержня прикрепите медную проволоку длиной в фут и толщиной с вязальную спицу, заостренную как игла. Стержень можно прикрепить к стене дома бечевой (шнуром). На высоком доме или амбаре можно поставить два стержня, по одному на каждом конце, и соединить их протянутой под коньками крыши проволокой. Дому, защищенному таким устройством, молния не страшна, так как острие будет притягивать ее к себе и отводить по металлическому стержню в землю, и она уже никому не причинит вреда. Точно так же и суда, на верхушке мачты которых будет прикреплено острие с проволокой, спускающейся вниз на палубу, а затем по одному из вантов и обшивке в воду, будут предохранены от молнии».

Что может быть выше безопасности своей семьи? Это скорее риторический вопрос, который наталкивает на мысль о том, что необходимо сделать все зависящее от хозяина, чтобы максимально предотвратить вероятность возникновения несчастного случая дома. Одной из процедур, которая для этого может потребоваться, является установка громоотвода. Что это за конструкция и как ее правильно монтировать своими руками? Статья посвящена этим вопросам.

Зачем нужна конструкция

Предсказать место удара молнией можно, но это довольно сложно, т. к. одновременно существует несколько точек, куда она может ударить. Желательно создать для нее приспособление, которое будет брать на себя основной удар. Такой конструкцией является громоотвод. Его задачей является прием высоковольтного электрического разряда и его рассеивание. При отсутствии громоотвода в частном доме может произойти непоправимое. Если разряд дойдет до сети питания дома, то выйдет из строя практически вся техника, которая подключена к электричеству. Кроме того, молния может привести к пожару.

Конструкция громоотвода не является слишком сложной, поэтому ее можно соорудить самостоятельно, затратив немного времени. Ниже будут описаны материалы, которые необходимы для всей конструкции. Их стоимость невысока, а некоторые из них уже могут быть в наличии на даче или в загородном доме.

Компоненты конструкции

Всю систему можно разделить на три основных компонента, без одного из которых она не будет функционировать:

• молниеприемник;
• модуль-проводник;
• заземление.

Для каждого из этих элементов применяются свои материалы.

Токоприемник

Этот элемент в громоотводе принимает на себя первый и основной удар. Его задачей является привлечь удар молнией, чтобы она не попала в другие строения, находящиеся в радиусе действия системы громоотвода. Чем выше находится токоприемник, тем выше его эффективность. Он может быть реализован несколькими способами:

• штырь;
• сетка;
• трос;
• крыша.

В специализированных магазинах можно найти готовую конструкция штыря громоотвода, которая устанавливается на крышу. Производитель предусматривает устойчивость конструкции к сильному ветру, а также элемент для простого крепления конструкции к поверхности. В качестве материала для токоприемника может использоваться медь, сталь или алюминий. Хорошей проводимостью и меньшим сопротивлением обладает медь, но и стоимость такого изделия будет значительной. ГОСТ предусматривает определенные параметры, которым должен соответствовать этот модуль громоотвода. Например, его высота должна быть не меньше 50 см от уровня кровли. Кроме того, сечение проводника громоотвода зависит от материала и для меди составляет 35 квадратных миллиметров, а для стали - 70. Для каждого строения может быть смонтирован отдельный громоотвод.

На высоких зданиях также могут устанавливаться штыри в качестве приемника громоотвода, но в некоторых случаях также применяется металлическая сетка. Она изготавливается из арматуры. При этом ее размеры также стандартизированы. Минимальный диаметр арматуры составляет 6 мм. Ячейки внутри конструкции громоотвода не должны быть больше 12 метров в размере. Для частных домов, кроме штыря, может быть также использован и трос. Установка такого громоотвода выполняется вдоль конька. Он должен покрывать всю протяженность крыши. Трос может быть закреплен на деревянных или металлических опорах. Для последнего варианта потребуется изолировать стойки от плоскости кровли резиной или другим материалом. Диаметр троса должен быть не меньше 5 мм.

Обратите внимание! В некоторых случаях в качестве молниеприемника в громоотводе может использоваться металлическая крыша.

При этом толщина облицовки должна быть не меньше 0,4 мм. Кроме того, кровельный настил должен быть изолирован от стропильной системы, а последняя не должна быть легковоспламеняемой. Это касается и утеплителя под кровлей.

Промежуточный модуль

Промежуточным модулем в громоотводе является токоотводная часть. Ее задачей является передача импульса от приемника к контуру рассеивания. При изготовлении этой части громоотвода следует соблюдать все стандарты. Причина заключается в том, что импульс может пойти в ненужном направлении, если будет допущена ошибка. В качестве проводника используется проволока с диаметром не меньше 6 мм. При этом с приемником и контуром проводник должен иметь болтовое и сварное соединение. Промежуточный модуль громоотвода должен быть изолированным, чтобы жильцы не могли с ним взаимодействовать. Путь, который должен проходить импульс от приемника до контура заземления должен быть кратчайшим, что влияет на выбор пути прокладки элемента.

Контур заземления

Заключительный модуль громоотвода. Сразу стоит сказать, что для громоотвода должен быть свой контур. Его нельзя объединять с общим заземлением в частном доме. Это связано с тем, что импульс без особых усилий может пойти в домашнюю сеть питания, что сведет эффективность всей конструкции к нулю. Конечный модуль громоотвода представляет собой прямую или треугольную конструкцию, которая вкапывается в землю. Глубина погружения будет зависеть от качества грунта и близости грунтовых вод. В стандартной ситуации отрезки арматуры с длиной в 2 метра забиваются на глубине в 80 см и после этого соединяются металлическим уголком. В случае близости грунтовых вод штыри в контуре могут отсутствовать, а используется только сварной треугольник.

Обратите внимание! Требуемое сечение проводника, который будет использован в контуре заземления должно быть не меньше 100 мм2.

Проведение расчетов

Перед тем как приступить к выводу цифр громоотвода, необходимо понимать, что при установке громоотвода допускается две зоны, которые имеют различную эффективность защиты. Первая обеспечивает отвод до 99,5% импульса. Во втором случае этот процент уменьшается до 95%. На практике это означает, что во втором случае окружность громоотвода, которая покрывает здание является меньшей. Защитное действие всей системы можно сравнить с колпаком в виде конуса. Его вершина находится на крайней точке приемника. От нее под углом формируется окружность, которая и является зоной защиты. Одна из окружностей проходит на уровне крыши, а вторая - на уровне земли. Первая должна полностью покрывать всю площадь дома.

Чаще всего требуется выяснить необходимую высоту конуса громоотвода, чтобы нижняя часть конуса покрывала требуемую территорию. Высота в этом случае обозначается как h1 и является также высотой воображаемого конуса. В расчетах также используются переменный коэффициент R1, который обозначает радиус окружности на уровне земли. Потребуется знать высоту здания, которая вводится в формулу как h0, соответственно радиус на уровне здания обозначается как R0. Если требуется получить данные для первой зоны защиты, тогда расчеты проводятся по таким формулам:

• h1 = 0,85×hx (hx - высота токоприемника);
• R1 = (1,1-0,02) × hx;
• R0 = (1,1-0,02) × (hx — h0/0,85).

Для второй зоны защиты расчеты будут выглядеть таким образом:

• h1 = 0,92×hx (hx - высота токоприемника);
• R1 = 1,5 × hx;
• R0 = 1,5 × (hx — h0/0,092).

Благодаря таким подсчетам можно получить требуемые параметры для конкретного здания.

Монтажные работы

Закупку материала для громоотвода следует производить уже после того, как были получены требуемые цифры. Начинать работы проще всего снизу, поэтому необходимо заранее выбрать место, где будет находиться контур заземления громоотвода. Он должен быть удален от входа, а также от прогулочных площадок. Выкапывается приямок на требуемую глубину и кувалдой забивается арматура до требуемого уровня. После этого делается обварка арматуры металлическим уголком. На этом контур громоотвода можно считать завершенным, но закапывать его еще не стоит. Делается небольшой вывод под токопровод громоотвода.

Следующим шагом выполняется монтаж молниеприемника. Его необходимо закрепить на самой высокой точке кровли. У основания должно быть несколько точек крепления к кровле. Между основанием и кровлей должен быть установлен изолятор. Если токоприемник громоотвода имеет большую высоту, то его можно выполнить в форме конуса, сварив между собой арматуру различных диаметров. В некоторых случаях для повышения прочности конструкции используются растяжки в виде троса. После фиксации молниеприемника громоотвода можно приступать к промежуточному звену, которым выступает токоотвод.

О материале, из которого он должен быть изготовлен, сказано выше. Лучше понести большие расходы, но подготовить его из меди. Под токоотвод на кровле монтируются специальные держатели, которые также должны быть изолированы от поверхности. Для металлочерепицы и профнастила есть готовые модули, которые просто фиксировать к настилу. Укладку проводника лучше производить по коньку кровли или по ендовым, чтобы он сочетался с общим внешним видом. Место, где токоотвод громоотвода будет спускаться к земле должно быть хорошо изолировано. Для этих целей можно использовать кабель-канал или гофру. Когда токоотвод соединен с контуром заземления, последний можно закопать. Описание процесса монтажа громоотвода также есть в видео ниже.

Резюме

Как видно, громоотвод можно рассчитать и смонтировать самостоятельно. При выполнении работ на высоте необходимо соблюдать все правила техники безопасности для таких работ. Лучшим решением будет работа с напарником, который сможет подавать весь необходимый инструмент, а также расходные материалы. Страховочный пояс должен быть надежно зафиксирован веревкой к прочной опоре.

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.

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.

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.

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 , 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

Таблица 1

Все детали заземляющего контура могут как закольцовываться и формировать замкнутую цепь, так и выстраиваться в сплошную линию. Разумеется, что замкнутый вариант считается более надежным. Размеры контура подбираются в зависимости от местных условий.

Основное требование к заземляющему контуру – обеспечение установленной величины переходного сопротивления металл – земля, поэтому его лучше располагать в влажном слое, периодически поливать водой или обрабатывать материалами, уменьшающими переходное сопротивление и увеличивающими площадь тока растекания (древесный уголь и соль). Согласно п.1.7.103 ПУЭ сопротивление должно быть не более 5, 10 и 20 Ом для сетей с фазным напряжением 380, 220 и 127 В соответственно.

Расположение заземлителя делается не ближе 1 м от стен и 8 м от пешеходных дорожек. Так как в этой точке возникает шаговое напряжение, способное нанести удар током любому, кто находится в радиусе зоны поражения, поэтому приближаться к контуру во время грозы категорически запрещено, как и прикасаться к его токоведущим элементам.

Подготовка

На подготовительном этапе перед монтажом молниезащиты необходимо произвести расчет параметров будущего громоотвода и подобрать все элементы. Это позволит определить, попадут ли постройки в защитную зону и какие параметры необходимо изменить в случае возникновения недочетов.

Расчет защитной зоны

Если устройство молниезащиты предусматривает в качестве приемника решетку или поверхность крыши, то зона защиты будет полностью закрывать постройку. Но для тросовых и стержневых молниеотводов необходимо рассчитывать защитную зону.

Посмотрите на рисунок, зона защиты представляет собой конус в пространстве, где вероятность попадания молнии значительно сокращается. Для определения параметров этого конуса по отношению к самому громоотводу и зданию производится расчет. Способы расчета зоны громоотвода для каждого типа выполняются на основании СО 153-34.21.122-2003.

Посмотрите на рисунок, здесь изображены следующие параметры:

• x и y — расстояние от места установки молниеприемника до контура границы здания.

В зависимости от высоты установки громоотвода и требуемой надежности подбирается формула определения зоны, которую он защищает. Для этого используются данные из таблицы 2

Таблица 2

Для определения радиуса зоны громоотвода на определенной высоте используется формула:r x =r 0 ×(h 0 -h x)/h 0

На рисунке показана принципиальная схема зоны защиты для тросового громоотвода при его небольшой протяженности. При больших расстояниях из-за плохого натяжения в средней точке может возникать провисание, которое немного исказит границы защищаемой громоотводом области.

Посмотрите на рисунок, здесь зона громоотвода характеризуется такими параметрами:

• h – высота самого громоотвода;
• h 0 – высота зоны защиты громоотвода;
• h x – высота в определенной точке (устанавливается на уровне крыши здания);
• r 0 – радиус зоны защиты громоотвода на земле;
• r x – радиус зоны защиты громоотвода в выбранной точке;
• L – длина троса громоотвода.

По величине необходимой надежности, в зависимости от высоты громоотвода, параметры зоны защиты вычисляются по формулам из таблицы 3.

Таблица 3

Радиус зоны громоотвода на высоте здания вычисляется по формуле: r x =r 0 ×(h 0 -h x)/h 0

Выбор материала для громоотвода

В качестве материала для громоотвода принято использовать три варианта: медь, алюминий и сталь. Медные громоотводы характеризуются длительным сроком эксплуатации и отличаются способностью сохранять свои параметры в течении всего периода установки даже на подземных участках. Но главным недостатком медного громоотвода является его высокая стоимость.

Алюминиевый характеризуется куда меньшим весом, поэтому создает незначительную нагрузку на несущие конструкции постройки. Также имеет хорошую проводимость электрического тока. Но, со временем, подвергается разрушению от атмосферных факторов и легко поддается механической деформации.

Стальные наиболее прочные, они легко выдерживают ветровые нагрузки а элементы такого громоотвода можно соединить сваркой, в отличии от медных и алюминиевых. Также он характеризуется низкой себестоимостью. К недостаткам стального громоотвода является высокое удельное сопротивление и подверженность коррозии.

Место установки

Для установки громоотвода должна выбираться самая высокая точка. Поэтому его размещают на крыше здания, если ее высоты недостаточно для попадания всей постройки в зону защиты, могут применяться специальные опоры или находящиеся поблизости деревья. Для определения актуального места установки громоотвода на план участка необходимо нанести зону защиты, полученную при расчете.

Крыша является наиболее выгодным вариантом, так как пик зоны защиты будет расположен над зданием. Отдельно стоящая опора или несколько позволяют смещать защищаемую громоотводом область в нужную точку участка, и отлично подходит для ситуаций, когда строения рассредоточены на участке. Использование дерева в качестве опоры позволяет сэкономить на приобретении и установке металлической или железобетонной конструкции, но обуславливает ряд сложностей в процессе эксплуатации поэтому считается нежелательным вариантом.

Пошаговая инструкция изготовления громоотвода

Наиболее простыми вариантами для дачного громоотвода является стержневой и тросовый, их вы сможете реализовать своими руками. Чтобы не допустить ошибок и лишних затрат при монтаже молниеотвода, соблюдайте следующую последовательность.

Стержневого

Для сооружения громоотвода стержневого типа выполните следующие манипуляции:

Расстояние между ними и их высота подбирается таким образом, чтобы проводник не провисал к поверхности крыши и стен.

Тросового

Монтаж тросового громоотвода выполняется идентично. В зависимости от конкретной ситуации трос может натягиваться гибким тросом между опорами или устанавливаться на кронштейнах. В первом случае молниеприемник будет провисать при изменении натяжения, поэтому крепление на кронштейне жесткой медной или стальной проволоки куда выгоднее. Такая процедура выполняется в следующей последовательности:

Окончив установку любого из предложенных типов, обязательно проверьте сопротивление всей конструкции. В идеале проверка выполняется при помощи моста, но в домашних условиях подойдет и обычный мультиметр или контрольная лампочка.

Видео инструкции